JPWO2013076792A1 - 充電システムおよび充電予約方法 - Google Patents

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Abstract

住宅側ECUは、充電ケーブルが接続状態である場合であって(S100にてYES)、予約による外部充電が可能な車両であって(S102にてYES)、かつ、車両に利用者の入力による予約情報がある場合に(S104にてYES)、車両から予約情報を受信するステップ(S106)と、車両に車両の状態による予約情報がある場合に(S108にてYES)、車両から予約情報を受信するステップ(S110)と、予約情報を選択するステップ(S112)と、予約情報を通知するステップ(S114)とを含む、プログラムを実行する。

Description

本発明は、予約情報に従って車両外部の充電装置を用いて車載の蓄電装置を充電する技術に関する。
たとえば、特開2010−104114号公報(特許文献1)には、車載の蓄電装置の充電スケジュールを調整して、車両外部の充電装置を用いた充電制御を実行する車両について開示される。
特開2010−104114号公報
ところで、車両外部の充電装置(たとえば、住宅に設置される充電装置)を用いて車載の蓄電装置の充電を予約する場合には、車両側で充電が予約される場合と、充電装置側で充電が予約される場合とが考えられる。しかしながら、車両および充電装置の双方で充電が予約された場合には、どのように取り扱う必要があるかが問題となる。上述した公報に開示された車両において充電スケジュールは車両側で管理されており、このような問題については考慮されていない。
本発明の目的は、車両および充電装置の双方で充電が予約された場合に予約を適切に調整する充電システムおよび充電予約方法を提供することである。
この発明のある局面に係る充電システムは、車両に設けられ、車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置への外部充電を制御する第1制御装置と、車両外部の充電装置に設けられ、外部充電を制御するための第2制御装置とを含む。この充電システムにおいて、第1制御装置および第2制御装置の双方で、外部充電が予約されている場合には、第2制御装置における予約を第1制御装置における予約よりも優先して外部充電が行なわれる。
好ましくは、第1制御装置および第2制御装置の双方で、外部充電が予約されている場合であって、かつ、第1制御装置における予約が利用者の要求と異なる車両の状態に基づく要求により行なわれた場合には、第1制御装置における予約を第2制御装置における予約よりも優先して外部充電が行なわれる。
さらに好ましくは、第1制御装置および第2制御装置の双方で、外部充電が予約されている場合であって、かつ、第1制御装置と第2制御装置との間が通信可能な状態となる前に第1制御装置における予約が行なわれた場合には、第1制御装置における予約を第2制御装置における予約よりも優先して外部充電が行なわれる。
さらに好ましくは、第1制御装置における予約が優先される場合には、第1制御装置における予約による外部充電が完了できる範囲内での蓄電装置の充放電が許容される。
さらに好ましくは、車両および充電装置のうちの少なくともいずれか一方には、第1制御装置における予約と第2制御装置における予約とのうちのいずれの予約が優先されたかを通知するための通知装置が設けられる。
さらに好ましくは、第1制御装置は、外部充電が予約されている場合には、第2制御装置との通信が可能となるときに予約情報を第2制御装置に送信しつつ、第1制御装置における予約を解除する。
さらに好ましくは、第1制御装置は、第1制御装置における予約を利用者の要求に基づく予約と車両の状態に基づく予約とに区別できるように予約情報を生成する。
さらに好ましくは、充電装置は、電源に接続される複数の電気機器のうちの少なくともいずれか一つの電力の使用量を調整するための電力管理システムの一部である。
この発明の他の局面に係る充電予約方法は、車両に設けられ、車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置への外部充電を制御する第1制御装置と、車両外部の充電装置に設けられ、外部充電を制御するための第2制御装置とを用いた充電予約方法である。この充電予約方法は、第1制御装置および第2制御装置の双方で、外部充電が予約されている場合には、第2制御装置における予約を第1制御装置における予約よりも優先して選択するステップと、選択された予約にしたがって外部充電を行なうステップとを含む。
この発明によると、第1制御装置および第2制御装置の双方で、外部充電が予約されている場合には、第2制御装置における予約を第1制御装置における予約よりも優先して外部充電が行なわれる。これにより、たとえば、充電装置が電力管理システムの一部である場合において、外部充電以外で充電装置側で行なわれる他の電力制御と適切に連携を図ることができる。したがって、車両および充電装置の双方で充電が予約された場合に予約を適切に調整する充電システムおよび充電方法を提供することができる。
本実施の形態に係る充電システムの全体ブロック図である。 図1の充電システムの詳細図の一例である。 外部充電のシーケンスを説明するためのタイムチャートである。 住宅側ECUのメモリに記憶される予約情報の一例を示す図である。 車両側ECUのメモリに記憶される予約情報の一例を示す図である。 住宅側ECUおよび車両側ECUの各々において実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 住宅側ECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 住宅側ECUのメモリに記憶される予約情報と車両側ECUのメモリに記憶される予約情報との調整過程を説明するための図(その1)である。 住宅側ECUのメモリに記憶される予約情報と車両側ECUのメモリに記憶される予約情報との調整過程を説明するための図(その2)である。 住宅側ECUのメモリに記憶される予約情報と車両側ECUのメモリに記憶される予約情報との調整過程を説明するための図(その3)である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。
図1に示すように、本実施の形態に係る充電システム1は、車両10と、車両10の外部に設けられる充電装置である住宅450とを含む。車両10と住宅450とは、充電ケーブル300によって接続される。
なお、車両10は、充電可能な蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば、その構成は特に限定されるものではない。車両10には、たとえばハイブリッド自動車および電気自動車などが含まれる。また、充電可能な蓄電装置が搭載された車両であれば、たとえば内燃機関によって走行する車両や燃料電池車両にも適用可能である。
車両10は、インレット270と、電力変換装置160と、リレー155と、蓄電装置150と、駆動部20と、車両側ECU(Electronic Control Unit)170と、第1PLC(Power Line Communications)装置172と、無線通信装置174と、入力部176と、通知部178と、電圧センサ182とを含む。
駆動部20は、モータ駆動装置180と、モータジュネレータ(以下「MG(Motor Generator)」とも称する。)120と、駆動輪130と、エンジン140と、動力分割機構145とを含む。
インレット270には、充電ケーブル300に備えられるコネクタ310が接続される。
電力変換装置160は、電力線ACL1,ACL2によってインレット270と接続される。電力変換装置160は、リレー155を介して蓄電装置150と接続される。電力変換装置160は、車両側ECU170からの制御信号PWEに基づいて、住宅450の系統電源402から供給される交流電力を、蓄電装置150が充電可能な直流電力に変換して、蓄電装置150に供給する。
蓄電装置150は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置150は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
蓄電装置150は、電力変換装置160から供給される直流電力を蓄える。蓄電装置150は、MG120を駆動するモータ駆動装置180に接続される。蓄電装置150は、車両を走行するための駆動力の発生に用いられる直流電力を供給する。蓄電装置150は、MG120で発電された電力を蓄電する。
蓄電装置150は、いずれも図示しないが、蓄電装置150の電圧を検出するための電圧センサ、および、蓄電装置150に入出力される電流を検出するための電流センサをさらに含む。電圧センサは、検出した電圧を示す信号を車両側ECU170に送信する。電流センサは、検出した電流を示す信号を車両側ECU170に送信する。
モータ駆動装置180は、蓄電装置150およびMG120に接続される。モータ駆動装置180は、車両側ECU170によって制御されて、蓄電装置150から供給される電力を、MG120を駆動するための電力に変換する。モータ駆動装置180は、たとえば三相インバータを含む。
MG120は、モータ駆動装置180と、動力分割機構145を介在させて駆動輪130とに接続される。MG120は、モータ駆動装置180から供給された電力を受けて、車両10を走行させるための駆動力を発生する。また、MG120は、駆動輪130からの回転力を受けて交流電力を発生させることによって回生制動力を発生させる。車両側ECU170は、モータ駆動装置180に対して車両10の状態に応じて生成される回生トルク指令値を送信することによって回生制動力を制御する。MG120は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータとY結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機である。
MG120は、動力分割機構145を介在させてエンジン140とも接続される。車両側ECU170は、エンジン140およびMG120の駆動力が最適な比率となるように車両10を制御する。MG120は、エンジン140により駆動されることによって、発電機として動作する。MG120によって発電された電力は、蓄電装置150に蓄電される。MG120によって発電された電力は、蓄電装置150の電力とともにインレット270を通して住宅450の系統電源402に接続された電気機器に供給されてもよい。
電圧センサ182は、電力線ACL1とACL2との間に接続され、電力線ACL1とACL2との間の電圧VACを検出する。電圧センサ182は、電圧VACを示す信号を車両側ECU170に送信する。
リレー155は、電力変換装置160と蓄電装置150とを結ぶ経路に介挿される。リレー155は、車両側ECU170からの制御信号SEによって制御され、電力変換装置160と蓄電装置150との間の電力の供給と遮断とを切り替える。なお、本実施の形態においては、リレー155は、蓄電装置150または電力変換装置160とは別に設けられるが、蓄電装置150または電力変換装置160に内蔵されてもよい。
車両側ECU170は、CPU(Central Processing Unit)(図1において図示せず)と、記憶装置または入出力バッファ等としての機能を有するメモリ171とを含む。車両側ECU170は、各センサ等からの信号の受信や各機器への制御指令の送信を行なうとともに、車両10および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
車両側ECU170は、充電ケーブル300から、インレット270を経由して、接続信号CNCTおよびパイロット信号CPLTを受信する。車両側ECU170は、電圧センサ182から電圧VACの検出値を受信する。
車両側ECU170は、蓄電装置150内に設置されたセンサ(図示せず)から電流、電圧、温度に関する検出値を受信して、蓄電装置150の残容量を示すSOC(State of Charge)を算出する。
車両側ECU170は、これらの情報に基づいて、蓄電装置150を充電するために、電力変換装置160およびリレー155などを制御する。
第1PLC装置172は、電力線241に接続される。第1PLC装置172は、住宅450の電力線441に接続された第2PLC装置404との間で電力線通信を行なう。第1PLC装置172と第2PLC装置404との間での電力線通信において、電力線241,341,441が通信経路として利用される。第1PLC装置172と第2PLC装置404との間での電力線通信は、充電ケーブル300が車両10および住宅450の双方に接続されることにより、すなわち、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続されることにより可能となる。
第1PLC装置172は、たとえば、モデムを含む。第1PLC装置172は、住宅450の第2PLC装置404から高周波信号を電力線241を経由して受信する場合、受信した高周波信号からデータを復調する。第1PLC装置172は、復調したデータを車両側ECU170に送信する。
また、第1PLC装置172は、車両側ECU170からデータを受信する場合に、受信したデータを高周波信号に変調する。第1PLC装置172は、変調した高周波信号を電力線241に出力する。
なお、系統電源402の交流電力の周波数が、たとえば、50Hzまたは60Hzである場合、電力通信時に第1PLC装置172と第2PLC装置404との間で授受される高周波信号の周波数は、たとえば、数MHz〜数10MHzである。
無線通信装置174は、車両10の外部の無線通信装置と無線通信を行なう。本実施の形態において無線通信装置174は、住宅450内の無線通信装置408と無線通信を行なう。
なお、無線通信には、たとえば、Zigbee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、IEEE802.11、あるいは、赤外線通信等の無線通信の規格が用いられるが、特にこれらの規格に限定されるものではない。
入力部176は、車両10において、利用者からの指示を受けるためのインターフェースである。入力部176は、利用者から受けた指示に対応する信号を車両側ECU170に送信する。
本実施の形態において、入力部176は、たとえば、利用者が希望する外部充電の開始時刻および/または終了時刻についての情報(以下、予約情報と記載する)の入力を受ける。本実施の形態において外部充電は、車両10の蓄電装置150に対する系統電源402を用いた充電をいう。予約の有無に応じた外部充電の動作については後述する。
予約情報の入力は、たとえば、時刻に対応する数値を直接する入力、表示装置に表示される時刻を希望する時刻に変更する入力、表示装置に表示される複数の時刻から一つを選択する入力あるいはリモコンや携帯端末を用いた入力等により可能である。
入力部176は、たとえば、ボタンやダイヤル等により構成されてもよいし、タッチパネル上に表示されるアイコン等により構成されてもよいし、あるいは、リモコンや携帯端末から予約情報を含むデータを受信する受信装置であってもよい。
本実施の形態において、車両側ECU170は、入力部176から受けた信号に基づいて予約情報を確定し、確定した予約情報をメモリ171に記憶させる。
通知部178は、車両10内の利用者に対して所定の情報を通知する。本実施の形態において、通知部178は、たとえば、LCD(Liquid Crystal Display)やLED(Light Emitting Diode)等により構成される表示装置を用いて利用者に対して所定の情報を通知する。なお、通知部178は、たとえば、音あるいは音声を発生させる音発生装置を用いて利用者に対して所定の情報を通知してもよい。
充電ケーブル300は、車両側の端部に設けられたコネクタ310と、系統電源側の端部に設けられたプラグ320と、充電回路遮断装置(以下、「CCID(Charging Circuit Interrupt Device)」とも称する。)330と、それぞれの機器間を接続して電力および制御信号を入出力する電線部340とを備える。充電ケーブル300は、車両10側に含まれるものであってもよいし、住宅450に含まれるものであってもよい。
電線部340は、プラグ320とCCID330との間を接続する電線部340Aと、コネクタ310とCCID330との間を接続する電線部340Bとを含む。また、電線部340は、系統電源402からの電力を伝達するための電力線341を含む。
充電ケーブル300のプラグ320は、外部充電を行なう場合に住宅450の系統電源402のコンセント400に接続される。また、充電ケーブル300のコネクタ310は、外部充電を行なう場合に車両10のボディに設けられたインレット270に接続される。プラグ320とコンセント400とが接続され、コネクタ310とインレット270とが接続されることによって、系統電源402からの電力が車両10に伝達される。プラグ320は、コンセント400に取り付けたり、コンセント400から取り外したりすることができる。コネクタ310は、インレット270に取り付けたり、インレット270から取り外したりすることができる。
コネクタ310の内部には、接続検出回路312が設けられる。接続検出回路312は、インレット270とコネクタ310との接続状態を検出する。接続検出回路312は、接続状態を示す接続信号CNCTを、インレット270を経由して、車両10の車両側ECU170へ送信する。
接続検出回路312については、図1に示すようなリミットスイッチとする構成とし、コネクタ310をインレット270に接続したときに、接続信号CNCTの電位が接地電位(0V)となるようにしてもよい。あるいは、接続検出回路312を所定の抵抗値を有する抵抗器(図示しない)とする構成とし、接続時に接続信号CNCTの電位を所定の電位に低下させるようにしてもよい。いずれの場合においても、車両側ECU170は、接続信号CNCTの電位を検出することによって、コネクタ310がインレット270に接続されたことを検出する。
CCID330は、CCIDリレー332と、コントロールパイロット回路334とを含む。CCIDリレー332は、充電ケーブル300内の電力線341に介挿される。CCIDリレー332は、コントロールパイロット回路334によって制御される。CCIDリレー332が開状態になるときは、電力線341の電路が遮断される。一方、CCIDリレー332が閉状態になるときは、系統電源402から車両10へ電力が供給される。
コントロールパイロット回路334は、コネクタ310およびインレット270を経由して車両側ECU170へパイロット信号CPLTを出力する。このパイロット信号CPLTは、コントロールパイロット回路334から車両側ECU170へ充電ケーブル300の定格電流を通知するための信号である。また、パイロット信号CPLTは、車両側ECU170によって操作されるパイロット信号CPLTの電位に基づいて、車両側ECU170からCCIDリレー332を遠隔操作するための信号としても使用される。そして、コントロールパイロット回路334は、パイロット信号CPLTの電位変化に基づいてCCIDリレー332を制御する。
上述のパイロット信号CPLTおよび接続信号CNCT、ならびに、インレット270およびコネクタ310の形状、端子配置などの構成は、たとえば、米国のSAE(Society of Automotive Engineers)や日本電動車両協会等において規格化されている。
住宅450は、コンセント400と、系統電源402と、第2PLC装置404と、住宅側ECU406と、無線通信装置408と、入力部410と、通知部412と、切替部414と、電気負荷416と、電力線441とを含む。
本実施の形態において、住宅450内の系統電源402と住宅側ECU406が車両10の蓄電装置150を車両側ECU170と連携して外部充電するための充電装置に対応する。この充電装置は、住宅450内の系統電源402に接続された複数の電気機器のうちの少なくともいずれか一つの電力の使用量を調整するための電力管理システムの一部となる。
本実施の形態において、系統電源402は、交流電源であるとして説明するが、たとえば、直流電源であってもよい。
第2PLC装置404は、電力線441に接続される。第2PLC装置404は、第1PLC装置172との間で電力線通信を行なう。
第2PLC装置404は、たとえば、モデムを含む。第2PLC装置404は、車両10の第1PLC装置172から高周波信号を電力線441を経由して受信する場合、受信した高周波信号からデータを復調する。第2PLC装置404は、復調したデータを住宅側ECU406に送信する。
また、第2PLC装置404は、住宅側ECU406からデータを受信する場合に、受信したデータを高周波信号に変調する。第2PLC装置404は、変調した高周波信号を電力線441に出力する。
住宅側ECU406は、CPU(図示せず)と、記憶装置または入出力バッファ等としての機能を有するメモリ407とを含む。住宅側ECU406は、車両側ECU170と通信が可能となった場合に、車両側ECU170を経由して、車両10に設けられる各センサ等からの信号の受信や車両10に搭載された各機器への制御指令の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
無線通信装置408は、住宅450の外部あるいは内部の無線通信装置と無線通信を行なう。本実施の形態において無線通信装置408は、車両10の無線通信装置174との間で無線通信を行なう。
車両側ECU170と住宅側ECU406との通信は、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に行なわれてもよいし、あるいは、車両10と住宅450とが通信可能な範囲内である場合に行なわれてもよい。
本実施の形態においては、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に、車両側ECU170と住宅側ECU406とが連携して外部充電を行なう。
車両側ECU170と住宅側ECU406とは、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に、無線通信装置174と無線通信装置408とを用いた無線通信により通信を行なってもよい。
あるいは、車両側ECU170と住宅側ECU406とは、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に、第1PLC装置172と第2PLC装置404とを用いた電力線通信により通信を行なってもよい。
あるいは、車両側ECU170と住宅側ECU406とは、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に、上述の無線通信と電力線通信とを併用して通信を行なってもよい。
なお、通信方法としては、上記の方法に特に限定されるものではない。たとえば、図1の破線に示すように、車両側ECU170と、住宅側ECU406との間を、インレット270、コネクタ310、プラグ320およびコンセント400を経由して接続する通信線を設けてもよい。車両側ECU170と住宅側ECU406とは、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に、当該通信線を用いて通信を行なってもよい。
入力部410は、住宅450において、利用者からの指示を受けるためのインターフェースである。入力部410は受けた指示に対応する信号を住宅側ECU406に送信する。
本実施の形態において、入力部410は、たとえば、利用者からの予約情報の入力を受ける。予約情報の入力は、たとえば、時刻に対応する数値を直接する入力、表示装置に表示される時刻を希望する時刻に変更する入力、表示装置に表示される複数の時刻から一つを選択する入力あるいはリモコンや携帯端末を用いた入力等により可能である。
入力部410は、たとえば、ボタンやダイヤル等により構成されてもよいし、タッチパネル上に表示されるアイコン等により構成されてもよいし、あるいは、リモコンや携帯端末から予約情報を含むデータを受信する受信装置であってもよい。
本実施の形態において、住宅側ECU406は、入力部410から受けた信号に基づいて予約情報を確定し、確定した予約情報をメモリ407に記憶させる。
通知部412は、住宅450内の利用者に対して所定の情報を通知する。本実施の形態において、通知部412は、たとえば、LCDやLED等により構成される表示装置を用いて利用者に対して所定の情報を通知する。なお、通知部178は、たとえば、音あるいは音声を発生させる音発生装置を用いて利用者に対して所定の情報を通知してもよい。
切替部414は、住宅側ECU406からの制御信号S1に基づいて、電力線441に、電気負荷416と、系統電源402とが互いに並列に接続された第1状態と、系統電源402が切り離された第2状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り替える。
第1状態である場合においては、系統電源402の電力は、電気負荷416に供給される。さらに、系統電源402の電力は、コンセント400とプラグ320とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された場合に車両10にも供給され得る。
一方、第2状態である場合においては、車両10が電気負荷416の電源となる。具体的には、住宅側ECU406は、車両側ECU170を経由して、蓄電装置150の直流電力が交流電力に変換されるように電力変換装置を制御し、変換された交流電力が電力線241,341,441を経由して電気負荷416に供給されるようにCCIDリレー332を制御する。
電気負荷416は、住宅450内あるいは住宅450の敷地内に設けられる電気機器である。電気負荷416は、たとえば、住宅側ECU406からの制御信号S2に応じて動作が制御されることによって、電力消費量等が調整されてもよい。住宅側ECU406は、たとえば、系統電源402の供給元(たとえば、電力会社等)における電力需要のピークを含む時間帯の一部または全部を含む所定期間において、第1状態から第2状態に切り換わるように切替部414を制御してもよい。
図2は、図1に示した充電システム1の構成をより詳細に説明するための図である。なお、図2において、図1と同じ参照符号が付された重複する要素についての説明は繰り返されない。
図2を参照して、CCID330は、CCIDリレー332およびコントロールパイロット回路334に加えて、電磁コイル606と、漏電検出器608と、CCID制御部610と、電圧センサ650と、電流センサ660とをさらに含む。コントロールパイロット回路334は、発振装置602と、抵抗R20と、電圧センサ604とを含む。
CCID制御部610は、いずれも図示しないが、CPUと、記憶装置と、入出力バッファとを含む。CCID制御部610は、各センサおよびコントロールパイロット回路334の信号の入出力を行なうとともに、充電ケーブル300の充電動作を制御する。
発振装置602は、電圧センサ604によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位(たとえば、12V)のときは非発振の信号を出力する。発振装置602は、パイロット信号CPLTの電位が上記の規定の電位から低下したとき(たとえば、9V)は、CCID制御部610により制御されて、規定の周波数(たとえば1kHz)およびデューティサイクルで発振する信号を出力する。
なお、パイロット信号CPLTの電位は、図3で後述するように、車両側ECU170によって操作される。また、デューティサイクルは、系統電源402から充電ケーブル300を経由して車両10へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
パイロット信号CPLTは、上述のようにパイロット信号CPLTの電位が規定の電位から低下すると、規定の周期で発振される。パイロット信号CPLTのパルス幅は、系統電源402から充電ケーブル300を経由して車両10へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。すなわち、この発振周期に対するパルス幅の比で示されるデューティによって、パイロット信号CPLTを用いてコントロールパイロット回路334から車両10の車両側ECU170へ定格電流が通知される。
なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブル300の種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、充電ケーブル300毎にパイロット信号CPLTのデューティも異なることになる。
車両側ECU170は、コントロールパイロット線L1を介して受信したパイロット信号CPLTのデューティに基づいて、充電ケーブル300を介して車両10へ供給可能な定格電流を検出することができる。
車両側ECU170によってパイロット信号CPLTの電位がさらに低下されると(たとえば、6V)、コントロールパイロット回路334は、電磁コイル606へ電流を供給する。電磁コイル606は、コントロールパイロット回路334から電流が供給されると電磁力を発生し、CCIDリレー332の接点を閉じて導通状態にする。
漏電検出器608は、CCID330内部において充電ケーブル300の電力線341の途中に設けられ、漏電の有無を検出する。具体的には、漏電検出器608は、対となる電力線341に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を検出し、その平衡状態が破綻すると漏電の発生を検出する。なお、特に図示しないが、漏電検出器608により漏電が検出されると、電磁コイル606への給電が遮断され、CCIDリレー332の接点が開放されて非導通状態となる。
電圧センサ650は、プラグ320がコンセント400に差し込まれると、系統電源402から伝達される電源電圧を検出し、その検出値をCCID制御部610に送信する。また、電流センサ660は、電力線341に流れる充電電流を検出し、その検出値をCCID制御部610に送信する。
コネクタ310内に含まれる接続検出回路312は、上述のように、たとえばリミットスイッチであり、コネクタ310がインレット270に接続された状態で接点が閉じられ、コネクタ310がインレット270から切り離された状態で接点が開放される。
コネクタ310がインレット270から切り離された状態では、車両側ECU170に含まれる電源ノード511の電圧およびプルアップ抵抗R10によって定まる電圧信号が接続信号CNCTとして接続信号線L3に発生する。また、コネクタ310がインレット270に接続された状態では、接続信号線L3が接地線L2と短絡されるため、接続信号線L3の電位は接地電位(0V)となる。
なお、接続検出回路312は抵抗器(図示せず)とすることも可能である。この場合には、コネクタ310がインレット270に接続された状態では、電源ノード511の電圧およびプルアップ抵抗R10と、この抵抗器とによって定まる電圧信号が、接続信号線L3に発生する。
接続検出回路312が、上記のようにリミットスイッチ,抵抗器のいずれの場合であっても、コネクタ310がインレット270に接続されたときと、切り離されたときとで、接続信号線L3に発生する電位(すなわち、接続信号CNCTの電位)が変化する。したがって、接続信号線L3の電位を検出することによって、車両側ECU170は、コネクタ310の接続状態を検出することができる。
車両10においては、車両側ECU170は、上記の電源ノード511およびプルアップ抵抗R10に加えて、抵抗回路502と、入力バッファ504,506と、CPU508とをさらに含む。入力バッファ504,506は、図1のメモリ171に含まれる。
抵抗回路502は、プルダウン抵抗R1,R2と、スイッチSW1,SW2とを含む。プルダウン抵抗R1およびスイッチSW1は、パイロット信号CPLTが通信されるコントロールパイロット線L1と車両アース512との間に直列に接続される。プルダウン抵抗R2およびスイッチSW2も、コントロールパイロット線L1と車両アース512との間に直列に接続される。そして、スイッチSW1,SW2は、それぞれCPU508からの制御信号S1,S2に従って導通または非導通に制御される。
この抵抗回路502は、車両10側からパイロット信号CPLTの電位を操作するための回路である。
入力バッファ504は、コントロールパイロット線L1のパイロット信号CPLTを受け、その受けたパイロット信号CPLTをCPU508へ出力する。入力バッファ506は、コネクタ310の接続検出回路312に接続される接続信号線L3から接続信号CNCTを受け、その受けた接続信号CNCTをCPU508へ出力する。なお、接続信号線L3には上記で説明したように車両側ECU170から電圧がかけられており、コネクタ310のインレット270への接続によって、接続信号CNCTの電位が変化する。CPU508は、この接続信号CNCTの電位を検出することによって、コネクタ310の接続状態を検出する。
CPU508は、入力バッファ504,506から、パイロット信号CPLTおよび接続信号CNCTをそれぞれ受ける。
CPU508は、接続信号CNCTの電位を検出し、コネクタ310の接続状態を検出する。
CPU508は、パイロット信号CPLTの発振状態およびデューティサイクルを検出することによって、上述のように充電ケーブル300の定格電流を検出する。
CPU508は、接続信号CNCTの電位およびパイロット信号CPLTの発振状態に基づいて、スイッチSW1,SW2の制御信号S1,S2を制御することによって、パイロット信号CPLTの電位を操作する。これによって、CPU508は、CCIDリレー332を遠隔操作することができる。そして、充電ケーブル300を経由して系統電源402から車両10への電力の伝達が行なわれる。
図1および図2を参照して、CCIDリレー332の接点が閉じられると、電力変換装置160に系統電源402からの交流電力が与えられ、系統電源402から蓄電装置150への充電準備が完了する。CPU508は、電力変換装置160に対し制御信号PWEを出力することによって、系統電源402からの交流電力を蓄電装置150が充電可能な直流電力に変換する。CPU508は、制御信号SEを出力してリレー155の接点を閉じることにより、蓄電装置150への充電を実行する。
図3は、図2の充電システムによる外部充電のシーケンスを説明するためのタイムチャートである。図3の横軸には時間が示され、縦軸にはプラグ320の接続状態、パイロット信号CPLTの電位、接続信号CNCTの電位、スイッチSW1,SW2の状態、CCIDリレー332の状態、および充電処理の実行状態が示される。
図2および図3を参照して、時刻t10になるまでは、充電ケーブル300は、車両10および系統電源402のいずれにも接続されていない状態である。この状態においては、スイッチSW1,SW2およびCCIDリレー332はオフの状態であり、パイロット信号CPLTの電位は0Vである。また、接続信号CNCTの電位は、V11(>0V)である。
時刻t10において、充電ケーブル300のプラグ320が系統電源402のコンセント400に接続されると、系統電源402からの電力を受けてコントロールパイロット回路334がパイロット信号CPLTを発生する。
なお、この時刻t10では、充電ケーブル300のコネクタ310はインレット270に接続されていない。パイロット信号CPLTの電位はV1(たとえば12V)であり、パイロット信号CPLTは非発振状態である。
時刻t11において、コネクタ310がインレット270に接続されると、接続検出回路312によって、接続信号CNCTの電位が低下する。
CPU508は、接続信号CNCTの電位が低下したことを検出することによって、コネクタ310とインレット270との接続を検出する。それに応じて、CPU508によって制御信号S1が活性化されて、スイッチSW1がオンされる。そうすると、抵抗回路502のプルダウン抵抗R1によってパイロット信号CPLTの電位はV2(たとえば9V)に低下する。
時刻t12において、CCID制御部610によってパイロット信号CPLTの電位がV2に低下したことが検出される。これに応じて、CCID制御部610は、パイロット信号CPLTを発振周期Tchr(=1/Fchr)で発振させる。なお、Fchrは発振周波数を示す。
CPU508は、パイロット信号CPLTが発振されたことを検出すると、上述のようにパイロット信号CPLTのデューティによって、充電ケーブル300の定格電流を検出する。
そして、CPU508は充電動作を開始するために制御信号S2を活性化させてスイッチSW2をオンする。これに応じて、プルダウン抵抗R2によって、パイロット信号CPLTの電位がV3(たとえば6V)に低下する(図3中の時刻t13)。
このパイロット信号CPLTの電位がV3に低下したことが、CCID制御部610によって検出されると、時刻t14においてCCIDリレー332の接点が閉じられて、系統電源402からの電力が充電ケーブル300を介して車両10に伝達される。
その後、車両10において交流電圧VACが検出されると、CPU508によってリレー155(図1)の接点が閉じられるとともに、電力変換装置160(図1)が制御されることによって、蓄電装置150(図1)の充電が開始される(図3中の時刻t15)。
蓄電装置150の充電が進み、蓄電装置150が満充電となったことが判定されると、CPU508は充電処理を終了する(図3中の時刻t16)。そして、CPU508は、制御信号S2を非活性化してスイッチSW2を非導通状態とする(図3中の時刻t17)。これによって、パイロット信号CPLTの電位がV2となり、それに応じて充電処理が停止されるとともにCCIDリレー332が非導通状態とされて(時刻t18)、充電動作が終了する。その後、CPU508が、制御信号S1を非活性化してスイッチSW1を非導通状態とすることによって、システムが遮断される。
以上のような構成を有する車両10においては、プラグ320とコンセント400とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270が接続された場合であって、かつ、外部充電が予約されていない場合には、図3で示したようなシーケンスに従って充電が開始される。外部充電が予約されていない場合とは、車両側ECU170のメモリ171および住宅側ECU406のメモリ407のいずれにも予約情報が記憶されていない場合をいう。
一方、外部充電が予約されている場合には、プラグ320とコンセント400とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270が接続されたときでも、直ちに充電は開始されず、予約された時刻(開始時刻または終了時刻)に基づいて充電が開始される。外部充電が予約されている場合とは、車両側ECU170のメモリ171および住宅側ECU406のメモリ407のうちの少なくともいずれか一方に予約情報が記憶されている場合をいう。
車両側ECU170は、上述したように利用者の入力により確定される予約情報(以下、「利用者入力の予約情報」と記載する)のほかに、利用者の要求と異なる車両10の状態に基づく要求により予約情報(以下、「車両要求の予約情報」と記載する)を生成して、メモリ171に記憶させる。
具体的には、車両側ECU170は、たとえば、蓄電装置150の内部抵抗により生じるジュール熱を利用して蓄電装置150を暖機するために蓄電装置150の外部充電を予約する。車両側ECU170は、蓄電装置150の温度がしきい値よりも低い場合に、蓄電装置150の暖機を目的とした充電を行なうための予約情報を生成する。車両側ECU170は、たとえば、車両10の利用が開始される直前(たとえば、早朝の所定期間)に暖機目的の外部充電が行なわれるように予約情報を生成してもよい。
あるいは、車両側ECU170は、蓄電装置150を充放電することにより蓄電装置150の異常あるいは劣化を診断するために蓄電装置150の外部充電を予約する。車両側ECU170は、蓄電装置150の電圧、使用履歴あるいは車両10の走行履歴等の車両10の状態に基づいて蓄電装置150の異常あるいは劣化の診断を行なう。
車両側ECU170は、たとえば、蓄電装置150の電圧がしきい値を下回る場合、車両10の使用期間がしきい値以上となる毎に、あるいは、走行距離(走行期間)がしきい値以上となる毎に、蓄電装置150の異常あるいは劣化の診断を行なってもよい。
車両側ECU170は、たとえば、蓄電装置150のSOCを所定量低下させてSOCの低下前後の蓄電装置150の状態(電流、電圧あるいはSOC等)に基づいて異常診断あるいは劣化診断を行なう。車両側ECU170は、たとえば、満充電容量あるいは満充電容量の前回値と今回値との変化量に基づいて異常診断あるいは劣化診断を行なう。車両側ECU170は、たとえば、異常診断あるいは劣化診断後に低下した蓄電装置150のSOCを診断実行前のSOCに復帰させるために外部充電を予約する。車両側ECU170は、たとえば、車両10が利用されない期間(たとえば、深夜から早朝の間)に異常診断または劣化診断を実行し、診断後に外部充電が行なわれるように予約情報を生成する。
あるいは、車両側ECU170は、蓄電装置150のリフレッシュ処理を実行するために蓄電装置150の外部充電を予約する。車両側ECU170は、蓄電装置150のSOCを所定量だけ低下させるように放電した後に蓄電装置150を充電することによってリフレッシュ処理を実行する。蓄電装置150の放電は、放電用の抵抗あるいはモータジェネレータ120等を用いて行なわれる。車両側ECU170は、たとえば、車両10が利用されない期間に放電し、放電後に外部充電が行なわれるように予約情報を生成する。
たとえば、住宅側ECU406のメモリ407には、図4に示すような予約テーブルが記憶されているものとする。なお、図4に示す予約テーブルは、一例であり、予約情報は、図4に示す構成に限定されるものではない。メモリ407には、外部充電の開始時刻および終了時刻のうちの少なくともいずれか一つと属性とが対応づけて記憶されればよい。
図4に示すように、住宅側ECU406のメモリ407には、予約テーブルの予約番号1に対して、開始時刻と終了時刻と属性とが対応づけられて記憶される。
また、車両側ECU170のメモリ171には、図5に示すような予約テーブルが記憶されているものとする。なお、図5に示す予約テーブルは、一例であり、予約情報は、図5に示す構成に限定されるものではない。メモリ171には、予約テーブルの予約番号Aに対して、開始時刻と終了時刻と属性とが対応づけて記憶される。
外部充電の予約が複数個ある場合に複数の予約の各々に対して異なる予約番号が対応づけられる。開始時刻と終了時刻とのうちの少なくともいずれか一方が決定されていてもよいし、一方が決定された場合に、充電に必要な時間に基づいて他方が決定されてもよい。
なお、図4および図5の予約テーブルは、開始時刻と終了時刻と属性とに加えて、日付を含むようにしてもよい。
図4および図5の予約テーブルに記載される属性は、予約情報が、住宅側ECU406との通信が可能となる前に利用者の入力により車両側ECU170において確定されたものであるか、住宅側ECU406との通信が可能となった後に利用者の入力により車両側ECU170において確定されたものであるか、車両10の状態に基づく要求により確定されたものであるか、あるいは、利用者の入力により住宅側ECU406において確定されたものであるかを示すものである。
予約情報が、住宅側ECU406との通信が可能となる前に利用者の入力により車両側ECU170において確定されたものである場合には、属性は、「1」とされる。
予約情報が、住宅側ECU406との通信が可能となった後に利用者の入力により車両側ECU170において確定されたものである場合には、属性は、「2」とされる。
予約情報が、車両10の状態に基づく要求により確定されたものである場合には、属性は、「3」とされる。
予約情報が、利用者の入力により住宅側ECU406において確定されたものである場合には、属性は、「4」とされる。
すなわち、車両側ECU170または住宅側ECU406は、予約情報に付加された属性に基づいて予約情報がどのような状況で確定されたものであるかを区別することができる。たとえば、車両側ECU170または住宅側ECU406は、属性に基づいて予約情報が利用者の入力により確定されたものであるか、車両10の状態に基づく要求により確定されたものであるかを区別することができる。
住宅側ECU406は、車両側ECU170のメモリ171および住宅側ECU406のメモリ407のうちのいずれか一方に記憶される予約情報にしたがって蓄電装置150の外部充電を行なうように車両側ECU170を経由して車両10を制御する。
住宅側ECU406は、たとえば、現在時刻が予約情報に含まれる開始時刻(あるいは終了時刻から算出される開始時刻)よりも前であると、スイッチSW2をオン状態にせずに待機し、現在時刻が開始時刻になると、CCIDリレー332を閉じるとともに、電力変換装置160を作動させることによって、蓄電装置150の外部充電を開始する。
しかしながら、住宅450側でも車両10側でも利用者により充電の予約ができるため、車両側ECU170のメモリ171および住宅側ECU406のメモリ407の双方に予約情報が記憶される場合に、それらの予約情報をどのように取り扱うかが問題となる。
そこで、本実施の形態においては、車両側ECU170および住宅側ECU406の双方で、系統電源402を用いた蓄電装置150の充電が予約されている場合には、住宅側ECU406における予約を車両側ECU170における予約よりも優先して外部充電が行なわれる点を特徴とする。
また、車両側ECU170および住宅側ECU406の双方で充電が予約されている場合であっても、車両側ECU170における予約が利用者の要求と異なる車両10の状態に基づく要求により行なわれた場合には、車両側ECU170における予約を住宅側ECU406における予約よりも優先して外部充電が行なわれるものとする。
さらに、車両側ECU170および住宅側ECU406の双方で充電が予約されている場合であっても、車両側ECU170における予約が車両側ECU170と住宅側ECU406との間で通信可能となる前に行なわれた場合には、車両側ECU170における予約を住宅側ECU406における予約よりも優先して外部充電が行なわれるものとする。
以下に、図6を参照して、住宅側ECU406において実行されるプログラムの制御構造について説明する。
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、住宅側ECU406は、充電ケーブル300が車両10および住宅450の各々に対して接続状態であるか否かを判定する。具体的には、住宅側ECU406は、プラグ320とコンセント400とが接続され、かつ、コネクタ310とインレット270とが接続された状態である場合に、充電ケーブル300が接続状態であると判定する。
住宅側ECU406は、車両側ECU170から上述した無線通信、電力線通信あるいは他の有線通信を用いて受信するケーブル接続情報に基づいて、充電ケーブル300が接続状態であるか否かを判定する。
充電ケーブルが接続状態である場合(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでない場合(S100にてNO)、処理はS100に戻される。
S102にて、住宅側ECU406は、車両10が予約による外部充電が可能な車両であるか否かを判定する。住宅側ECU406は、車両側ECU170から上述した無線通信、電力線通信あるいは他の有線通信を用いて受信する車両情報に基づいて、車両10が予約による外部充電が可能な車両であるか否かを判定する。
車両10が予約による外部充電が可能な車両である場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでない場合(S102にてNO)、この処理は終了する。
S104にて、住宅側ECU406は、車両10に利用者入力の予約情報があるか否かを判定する。車両10に利用者入力の予約情報がある場合(S104にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでない場合(S104にてNO)、処理はS108に移される。
住宅側ECU406は、たとえば、車両側ECU170から受信したデータのヘッダの内容に基づいて車両10に利用者入力の予約情報があるか否かを判定してもよいし、あるいは、車両側ECU170から受信する利用者入力の予約情報の有無を示す信号に基づいて車両10に利用者入力の予約情報があるか否かを判定してもよい。
S106にて、住宅側ECU406は、車両側ECU170から利用者入力の予約情報を受信する。
S108にて、住宅側ECU406は、車両10に車両要求の予約情報があるか否かを判定する。車両10に車両要求の予約情報がある場合(S108にてYES)、処理はS110に移される。もしそうでない場合(S108にてNO)、処理はS112に移される。
住宅側ECU406は、たとえば、車両側ECU170から受信したデータのヘッダの内容に基づいて車両10に車両要求の予約情報があるか否かを判定してもよいし、あるいは、車両側ECU170から受信する車両要求の予約情報の有無を示す信号に基づいて車両10に車両要求の予約情報があるか否かを判定してもよい。
S110にて、住宅側ECU406は、車両側ECU170から車両要求の予約情報を受信する。S112にて、住宅側ECU406は、車両側ECU170から受信した予約情報(以下、車両10側の予約情報と記載する)と、メモリ407に記憶される予約情報(以下、住宅450側の予約情報と記載する)とのうちのいずれか一方の予約情報を選択する。
住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が、車両側ECU170との通信が可能となった後に車両側ECU170において利用者の入力により確定されたものである場合には、住宅450側の予約情報を車両10側の予約情報よりも優先する。すなわち、住宅側ECU406は、車両10側の予約情報を選択せずに、住宅450側の予約情報を維持する。
住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が、車両側ECU170との通信が可能となる前に車両側ECU170において利用者の入力により確定されたものである場合には、車両10側の予約情報を住宅450側の予約情報よりも優先する。すなわち、住宅側ECU406は、住宅450側の予約情報を削除し、車両10側の予約情報をメモリ407に記憶させる。
さらに、住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が車両10の状態に基づく要求により確定されたものである場合には、車両10側の予約情報を住宅450側の予約情報よりも優先する。すなわち、住宅側ECU406は、住宅450側の予約情報を削除し、車両10側の予約情報をメモリ407に記憶させる。
さらに、住宅側ECU406は、住宅450側の予約情報があり、車両10側の予約情報がない場合には、住宅450側の予約情報を維持する。また、住宅側ECU406は、住宅450側の予約情報がなく、車両10側の予約情報がある場合には、車両10側の予約情報をメモリ407に記憶させる。
S114にて、住宅側ECU406は、住宅450側の予約情報と、車両10側の予約情報とのうちのいずれの予約情報が選択されたかについて利用者に対して通知部412を用いて通知する。また、住宅側ECU406は、車両側ECU170に対して予約情報の選択結果を送信する。
次に、図6を参照して、車両10に搭載された車両側ECU170において実行されるプログラムの制御構造について説明する。
S200にて、車両側ECU170は、充電ケーブル300が車両10および住宅450の各々に対して接続状態であるか否かを判定する。充電ケーブル300が車両10および住宅450の各々に対して接続されているか否かの判定方法については図3を用いて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返されない。充電ケーブル300が接続状態である場合(S200にてYES)、処理はS202に移される。もしそうでない場合(S200にてNO)、処理はS200に戻される。
S202にて、車両側ECU170は、住宅側ECU406との通信が可能な状態であるか否かを判定する。車両側ECU170は、たとえば、通信を開始するための所定の信号を外部に送信し、住宅側ECU406から所定の信号を受信した場合に、住宅側ECU406との通信が可能な状態であると判定してもよい。
住宅側ECU406との通信が可能な状態である場合(S202にてYES)、処理はS204に移される。もしそうでない場合(S202にてNO)、処理はS200に戻される。
S204にて、車両側ECU170は、車両10が予約による外部充電が可能な車両であることを示す車両情報(たとえば、車両10の形式等を特定するための情報)と、充電ケーブル300が接続状態であることを示すケーブル接続情報とを示す信号を住宅側ECU406に送信する。なお、車両側ECU170は、車両10に利用者入力の予約情報あるいは車両要求の予約情報の有無を示す信号を住宅側ECU406に送信してもよい。
S206にて、車両側ECU170は、メモリ171に利用者入力の予約情報が記憶されているか否かを判定する。メモリ171に利用者入力の予約情報が記憶されている場合(S206にてYES)、処理はS208に移される。もしそうでない場合(S206にてNO)、処理はS212に移される。
S208にて、車両側ECU170は、利用者入力の予約情報を住宅側ECU406に送信する。S210にて、車両側ECU170は、利用者入力の予約情報を解除する。すなわち、車両側ECU170は、メモリ171内の利用者入力の予約情報を削除する。
S212にて、車両側ECU170は、メモリ171に車両要求の予約情報が記憶されているか否かを判定する。メモリ171に車両要求の予約情報が記憶されている場合(S212にてYES)、処理はS214に移される。もしそうでない場合(S212にてNO)、処理はS218に移される。
S214にて、車両側ECU170は、車両要求の予約情報を住宅側ECU406に送信する。S216にて、車両側ECU170は、車両要求の予約情報を解除する。すなわち、車両側ECU170は、メモリ171内の車両要求の予約情報を削除する。車両側ECU170は、上述した属性に基づいてメモリ171内の利用者入力の予約情報あるいは車両要求の予約情報を特定する。
S218にて、車両側ECU170は、住宅側ECU406から予約情報の選択結果を受けて、住宅450側の予約情報と、車両10側の予約情報とのうちのいずれの予約情報が選択されたかについて利用者に対して通知部178を用いて通知する。
次に図7を参照して、住宅側ECU406において実行される予約充電処理のプログラムの制御構造について説明する。
S300にて、住宅側ECU406は、充電ケーブル300が車両10および住宅450の各々に対して接続状態であるか否かを判定する。判定方法は、上述のS100にて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返されない。
充電ケーブル300が接続状態である場合(S300にてYES)、処理はS302に移される。もしそうでない場合(S300にてNO)、処理はS300に戻される。
S302にて、住宅側ECU406は、車両10が予約による外部充電が可能な車両であるか否かを判定する。車両10が予約による外部充電が可能な車両である場合(S302にてYES)、処理はS304に移される。もしそうでない場合(S302にてNO)、処理はS308に移される。
S304にて、住宅側ECU406は、メモリ407に予約情報が記憶されているか否かを判定する。メモリ407に予約情報が記憶されている場合(S304にてYES)、処理はS306に移される。もしそうでない場合(S304にてNO)、処理はS308に移される。
S306にて、住宅側ECU406は、現在時刻が予約情報に含まれる開始時刻であるか否かを判定する。現在時刻が開始時刻である場合(S306にてYES)、処理はS308に移される。もしそうでない場合(S306にてNO)、処理はS306に戻される。
S308にて、住宅側ECU406は、充電制御を実行する。具体的には、住宅側ECU406が、車両側ECU170を経由して、CCIDリレー332を閉じるとともに、電力変換装置160を作動させることによって、蓄電装置150の外部充電が行なわれる。
S310にて、住宅側ECU406は、充電が完了したか否かを判定する。住宅側ECU406は、たとえば、現在時刻が終了時刻である場合に充電が完了したと判定してもよい。あるいは、住宅側ECU406は、たとえば、蓄電装置150のSOCが満充電状態に対応するしきい値以上となる場合に充電が完了したと判定してもよい。充電が完了した場合(S310にてYES)、処理はS312に移される。もしそうでない場合(S310にてNO)、処理はS310に戻される。
S312にて、住宅側ECU406は、充電制御を停止させる。具体的には、住宅側ECU406は、車両側ECU170を経由して、電力変換装置160の作動を停止させるとともに、CCIDリレー332を非導通状態とする。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態における車両側ECU170および住宅側ECU406の各々の動作について説明する。
<住宅450側の予約が優先される場合>
たとえば、充電ケーブル300が接続状態である場合を想定する(S100にてYES、S200にてYES)。車両10は、予約による外部充電が可能な車両であって(S102にてYES)、かつ、車両側ECU170と住宅側ECU406との間で通信可能な状態になることにより(S202にてYES)、所定の情報が車両側ECU170から住宅側ECU406に送信されているとする(S204)。
たとえば、図8に示すような住宅450側の予約情報が確定されているとする。図8に示す住宅450側の予約情報は、開始時刻22:00と、終了時刻5:00と、属性「4」とを含む。
このような場合において、車両10側における利用者の入力により開始時刻23:00と、終了時刻6:00と、属性「2」とを含む予約情報が確定されると、確定された予約情報がメモリ171に記憶される。
メモリ171に利用者入力の予約情報が記憶されているため(S206にてYES)、車両側ECU170は、メモリ171に記憶された利用者入力の予約情報を住宅側ECU406に送信した後に(S208)、メモリ171に記憶された利用者入力の予約情報を解除する(S210)。
一方、住宅側ECU406は、車両10に利用者入力の予約情報があるため(S104にてYES)、車両側ECU170から車両10側の予約情報を受信する(S106)。
住宅側ECU406は、車両10に車両要求の予約情報がないため(S108にてNO)、車両10側の予約情報と、住宅450側の予約情報とのうちのいずれか一方の予約情報を選択する(S112)。
住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が、車両側ECU170との通信が可能な状態となった後に確定されたものであるため、車両10側の予約情報は選択されず、メモリ407には住宅450側の予約情報が維持される。住宅側ECU406は、住宅450側の予約情報が選択された旨を通知部178および通知部412を用いて利用者に通知する(S114、S218)。
<車両10側の予約が優先される場合(その1)>
たとえば、充電ケーブル300が接続状態である場合を想定する(S100にてYES、S200にてYES)。車両10は、予約による外部充電が可能な車両であって(S102にてYES)、かつ、車両側ECU170と住宅側ECU406との間で通信可能な状態になることにより(S202にてYES)、所定の情報が車両側ECU170から住宅側ECU406に送信されているとする(S204)。
たとえば、図9に示すような住宅450側の予約情報が確定されているとする。図9に示す住宅450側の予約情報は、開始時刻22:00と、終了時刻5:00と、属性「4」とを含む。
また、充電ケーブル300が接続状態になる前に、車両10側における利用者の入力により開始時刻23:00と、終了時刻6:00と、属性「1」とを含む予約情報が確定され、確定された予約情報がメモリ171に記憶されているものとする。
メモリ171に利用者入力の予約情報が記憶されているため(S206にてYES)、車両側ECU170は、メモリ171に記憶された利用者入力の予約情報を住宅側ECU406に送信した後に(S208)、メモリ171に記憶された利用者入力の予約情報を解除する。
一方、住宅側ECU406は、車両10に利用者入力の予約情報があるため(S104にてYES)、車両側ECU170から利用者入力の予約情報を受信する(S106)。
住宅側ECU406は、車両10に車両要求の予約情報がないため(S108にてNO)、車両10側の予約情報と、住宅450側の予約情報とのうちのいずれか一方の予約情報を選択する(S112)。
住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が、車両側ECU170との通信が可能な状態となる前に確定されたものであるため、住宅450側の予約情報を削除し、車両10側の予約情報をメモリ407に記憶させる。住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が選択された旨を通知部178および通知部412を用いて利用者に通知する(S114、S218)。
<車両10側の予約が優先される場合(その2)>
たとえば、充電ケーブル300が接続状態である場合を想定する(S100にてYES、S200にてYES)。車両10は、予約による外部充電が可能な車両であって(S102にてYES)、かつ、車両側ECU170と住宅側ECU406との間で通信可能な状態になることにより(S202にてYES)、所定の情報が車両側ECU170から住宅側ECU406に送信されているとする(S204)。
たとえば、図10に示すような住宅450側の予約情報が確定されているとする。図10に示す住宅450側の予約情報は、開始時刻22:00と、終了時刻5:00と、属性「4」とを含む。
このような場合において、車両10側に車両10の状態に基づく要求により開始時刻23:00と、終了時刻24:00と、属性「3」とを含む予約情報が確定されると、確定された予約情報がメモリ171に記憶される。
メモリ171に利用者入力の予約情報は記憶されておらず(S206にてNO)、車両要求の予約情報が記憶されているため(S212にてYES)、車両側ECU170は、メモリ171に記憶された車両要求の予約情報を住宅側ECU406に送信した後に(S214)、メモリ171に記憶された車両要求の予約情報を解除する(S216)。
一方、住宅側ECU406は、車両10に利用者入力の予約情報がなく(S104にてNO)、車両要求の予約情報があるため(S108にてYES)、車両側ECU170から車両10側の予約情報を受信する(S110)。住宅側ECU406は、車両10側の予約情報と、住宅450側の予約情報とのうちのいずれか一方の予約情報を選択する(S112)。
住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が、車両10の状態に基づく要求により確定されたものであるため、住宅450側の予約情報を削除し、車両10側の予約情報をメモリ407に記憶させる。住宅側ECU406は、車両10側の予約情報が選択された旨を通知部178および通知部412を用いて利用者に通知する(S114、S218)。
以上のようにして、本実施の形態に係る充電システムによると、車両側ECU170および住宅側ECU406の双方で、系統電源402を用いた蓄電装置150の外部充電が予約されている場合には、住宅側ECU406における予約を車両側ECU170における予約よりも優先して蓄電装置150の外部充電が行なわれる。住宅450側の予約情報を優先することによって住宅450側の電力管理システムによる電力管理を適切に実行することができる。したがって、車両および充電装置の双方で充電が予約された場合に予約を適切に調整する充電システムおよび充電方法を提供することができる。
さらに、車両10の状態に基づく要求により充電が予約されている場合には、車両10側の予約を住宅450側の予約よりも優先して外部充電を行なうことによって、蓄電装置150の暖機、異常診断、劣化診断あるいはリフレッシュ処理を適切な時期に実行することができる。その結果、蓄電装置150を適切な状態に維持したり、異常あるいは劣化を適切な時点で診断したりすることができる。
さらに、車両側ECU170と住宅側ECU406との通信が可能となる前に車両10に利用者の入力により予約がされている場合に、車両10側の予約を住宅450側の予約よりも優先して外部充電を行なうことによって、利用者の要求を満足させることができる。
なお、車両10側の予約が優先される場合には、車両10側の予約による外部充電が完了できる範囲内での蓄電装置150の充放電を許容することが望ましい。「車両10側の予約による外部充電が完了できる」とは、少なくとも終了時刻に予約時点で予定していたSOCになるという意味である。たとえば、予約された外部充電の開始時刻になるまでに、予約時点の蓄電装置150のSOCに復帰することを条件として蓄電装置150の充放電を許容してもよい。
あるいは、予約時点で想定される充電量よりも多く充電するようにして、余剰分を終了時刻までに使用してもよい。または、予約時点で予定していた充電電力よりも大きい充電電力とすることによって開始時刻を遅らせて、遅らせた開始時刻になるまでに蓄電装置150の充放電を許容してもよい。
なお、「蓄電装置150の充放電」は、たとえば、車両10を住宅450内の電気負荷416の電源として使用する場合や、車両10に車載の電気機器と異なる電気機器を接続して使用する場合や、車両10の車載の電気機器を使用する場合に蓄電装置150を充放電させる場合をいう。
これにより、住宅側ECU406は、車両要求の外部充電が予定されている場合においても、住宅450の電気負荷416の電源として、系統電源402と車両10の蓄電装置150とを選択的に用いることができる。その結果、電力需要のピークを含む時間帯の系統電源402の使用を回避するなどの適切な電力管理を実現することができる。
さらに、通知部178または通知部412を用いて車両10側の予約と住宅450側の予約とのうちのいずれの予約が選択されたかを利用者に通知することにより、利用者の認識と実際の予約の状況とを一致させることができる。
本実施の形態においては、住宅側ECU406は、車両10に利用者の入力による予約がある場合あるいは車両10の状態に基づく要求による予約がある場合に車両側ECU170から予約情報を受信するようにしたが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、住宅側ECU406は、車両側ECU170から図5で示した予約テーブルの情報を受信して、受信した予約テーブルの中に利用者の入力による予約があるか否か、あるいは、車両10の状態に基づく要求による予約があるか否かを判定してもよい。
本実施の形態においては、住宅側ECU406および車両側ECU170の双方に予約情報がある場合にいずれか一方の予約情報を選択するとして説明したが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、住宅側ECU406は、住宅側ECU406および車両側ECU170の双方に予約情報がある場合に、双方の予約情報の日付あるいは時間帯が重複するときにいずれか一方の予約情報を選択するようにしてもよい。あるいは、住宅側ECU406は、双方の予約情報の日付あるいは時間帯が重複しない場合には、双方の予約情報を並存させるようにしてもよい。
なお、車両10側において、利用者の入力による予約と、車両10の状態に基づく要求による予約とは、時間帯が重複しないように確定されることが望ましい。たとえば、車両側ECU170は、利用者の入力による予約を車両10の状態に基づく要求による予約よりも優先してもよい。あるいは、車両側ECU170は、車両10の状態に基づく要求による予約よりも利用者の入力による予約を優先してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 充電システム、10 車両、20 駆動部、120 モータジュネレータ、130 駆動輪、140 エンジン、145 動力分割機構、150 蓄電装置、155 リレー、160 電力変換装置、170 車両側ECU、171,407 メモリ、172,404 PLC装置、174,408 無線通信装置、176,410 入力部、178,412 通知部、180 モータ駆動装置、182,604,650 電圧センサ、241,341,441,ACL1,ACL2 電力線、270 インレット、300 充電ケーブル、310 コネクタ、312 接続検出回路、320 プラグ、332 CCIDリレー、334 コントロールパイロット回路、400 コンセント、402 系統電源、406 住宅側ECU、414 切替部、416 電気負荷、450 住宅、502 抵抗回路、504,506,504,506 入力バッファ、511 電源ノード、512 車両アース、602 発振装置、606 電磁コイル、608 漏電検出器、610 CCID制御部、660 電流センサ。

Claims (9)

  1. 車両(10)に設けられ、車両外部の電源(402)から前記車両に搭載された蓄電装置(150)への外部充電を制御する第1制御装置(170)と、
    前記車両外部の充電装置(450)に設けられ、外部充電を制御するための第2制御装置(406)とを含み、
    前記第1制御装置および前記第2制御装置の双方で、前記外部充電が予約されている場合には、前記第2制御装置における予約を前記第1制御装置における予約よりも優先して前記外部充電が行なわれる、充電システム。
  2. 前記第1制御装置および前記第2制御装置の双方で、前記外部充電が予約されている場合であって、かつ、前記第1制御装置における予約が利用者の要求と異なる前記車両の状態に基づく要求により行なわれた場合には、前記第1制御装置における予約を前記第2制御装置における予約よりも優先して前記外部充電が行なわれる、請求項1に記載の充電システム。
  3. 前記第1制御装置および前記第2制御装置の双方で、前記外部充電が予約されている場合であって、かつ、前記第1制御装置と前記第2制御装置との間が通信可能な状態となる前に前記第1制御装置における予約が行なわれた場合には、前記第1制御装置における予約を前記第2制御装置における予約よりも優先して前記外部充電が行なわれる、請求項1に記載の充電システム。
  4. 前記第1制御装置における予約が優先される場合には、前記第1制御装置における予約による前記外部充電が完了できる範囲内での前記蓄電装置の充放電が許容される、請求項2または3に記載の充電システム。
  5. 前記車両および前記充電装置のうちの少なくともいずれか一方には、前記第1制御装置における予約と前記第2制御装置における予約とのうちのいずれの予約が優先されたかを通知するための通知装置が設けられる、請求項1に記載の充電システム。
  6. 前記第1制御装置は、前記外部充電が予約されている場合には、前記第2制御装置との通信が可能となるときに予約情報を前記第2制御装置に送信しつつ、前記第1制御装置における予約を解除する、請求項1に記載の充電システム。
  7. 前記第1制御装置は、前記第1制御装置における予約を利用者の要求に基づく予約と前記車両の状態に基づく予約とに区別できるように前記予約情報を生成する、請求項6に記載の充電システム。
  8. 前記充電装置は、前記電源に接続される複数の電気機器のうちの少なくともいずれか一つの電力の使用量を調整するための電力管理システムの一部である、請求項1に記載の充電システム。
  9. 車両(10)に設けられ、車両外部の電源(402)から前記車両に搭載された蓄電装置(150)への外部充電を制御する第1制御装置(170)と、前記車両外部の充電装置(450)に設けられ、外部充電を制御するための第2制御装置(406)とを用いた充電予約方法であって、
    前記第1制御装置および前記第2制御装置の双方で、前記外部充電が予約されている場合には、前記第2制御装置における予約を前記第1制御装置における予約よりも優先して選択するステップと、
    選択された予約にしたがって前記外部充電を行なうステップとを含む、充電予約方法。
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