WO2012063330A1

WO2012063330A1 - 給電装置および給電方法

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Publication number: WO2012063330A1
Application number: PCT/JP2010/070004
Authority: WO
Inventors: 昌弘毛利
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-18

Abstract

　給電装置（５００）は、接続された複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）に外部電源（６００）からの電力を供給し、各車両に搭載される蓄電装置を充電する。給電装置（５００）は、複数の蓄電装置への外部電源（６００）からの電力の供給と遮断とを個別に切換えることが可能に構成された複数のリレー（ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３）と、給電ＥＣＵ（５１０）とを備える。給電ＥＣＵ（５１０）は、複数の蓄電装置の各々についての単位時間当たりの充電特性に基づいて複数の蓄電装置における充電対象の蓄電装置を判定し、その判定結果に基づいて複数の切換装置（ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３）を切換えて充電対象の蓄電装置に電力を供給する。

Description

給電装置および給電方法

　本発明は、給電装置および給電方法に関し、より特定的には、複数の車両に対して外部電源からの電力を給電するための給電制御に関する。

　近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。

　ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられたコンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。

　このような外部充電が可能な車両を充電する際、１つの給電装置に対して複数の車両が接続される場合がある。このような場合の例としては、一般家庭において複数の車両を充電する場合や、集合住宅などにおいて複数の車両の接続が可能な充電スタンド（給電装置）を用いて充電を行なうような場合がある。

　特開２００９－１３６１０９号公報（特許文献１）は、このような複数の車両が接続される給電装置において、接続された複数の車両のうち、搭載された蓄電装置の充電効率の高い車両から順に充電を実行する構成を開示する。

　特開２００９－１３６１０９号公報（特許文献１）に開示される構成によれば、充電効率の高い車両から充電が行なわれるため、所定の充電時間内に、できるだけ多くの車両の充電が可能となるので、使いたい車両を使いたいときに使用できる可能性を高めることができる。

特開２００９－１３６１０９号公報特許第４３３３７９８号公報

　特開２００９－１３６１０９号公報（特許文献１）の構成においては、充電効率の高い車両が優先的に充電される。言い換えると、充電時間の短い車両から順に充電が行なわれるので、所定の充電時間内にできるだけ多くの車両の充電が可能となる。

　しかしながら、特開２００９－１３６１０９号公報（特許文献１）においては、１台の車両の充電が完了した後に、他の車両への充電が開始される。一般的に、蓄電装置の充電効率は充電容量が増加すると、徐々に低下していく傾向にあることが知られている。そのため、特開２００９－１３６１０９号公報（特許文献１）のような手法では、個別の車両単位では早期に所定のレベルまでの充電が可能であるが、上述のように充電が完了した後に別の車両の充電を開始する手法では、複数の車両全体を所定レベルまで早期に充電することが困難な場合があり得る。

　特に、充電すべき複数の車両についての、次回乗車予定時刻が不明な場合、または次回乗車予定時刻の予測が困難な場合には、ユーザが車両を使用したいときに当該車両が走行可能な状態となっているようにするために、複数の車両の全体についてある程度の電力が早期に充電されていることが望ましい。

　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部電源からの電力を用いて複数の車両に対して外部充電を行なうことが可能な給電装置において、複数の車両全体について、できるだけ早期に所定レベルの電力が充電された状態にすることである。

　本発明による給電装置は、複数の切換装置と、制御装置とを備え、複数の車両にそれぞれ搭載される複数の蓄電装置を充電するために、外部電源から電力を供給する。切換装置は、複数の蓄電装置への外部電源からの電力の供給と遮断とをそれぞれ個別に切換える。制御装置は、複数の蓄電装置の各々についての単位時間当たりの充電特性に基づいて複数の蓄電装置における充電対象の蓄電装置を判定し、その判定結果に基づいて複数の切換装置を切換えて充電対象の蓄電装置に電力を供給する。

　好ましくは、制御装置は、充電実行中の蓄電装置が満充電状態となる前に、充電が実行されていない他の蓄電装置が充電対象の蓄電装置として判定された場合には、充電対象の蓄電装置が充電されるように切換装置を切換える。

　好ましくは、制御装置は、単位時間当たりの充電特性の値が大きい蓄電装置を、優先的に充電対象の蓄電装置として判定する。

　好ましくは、単位時間当たりの充電特性は、複数の車両から制御装置に伝達される、単位時間当たりの充電容量の増加量に関する情報を含む。

　好ましくは、単位時間当たりの充電容量の増加量は、複数の車両の各々における蓄電装置の充電容量に基づいて予め定められたマップを用いて演算される。

　好ましくは、単位時間当たりの充電容量の増加量は、充電実行中の車両については、充電期間中において算出された実際の単位時間当たりの充電容量の増加量が用いられる。

　好ましくは、制御装置は、予め定められた時間間隔で、充電対象の蓄電装置の判定を実行する。

　好ましくは、制御装置は、給電装置に新たに他の車両が接続された場合に、充電対象の蓄電装置の判定を実行する。

　本発明による方法は、給電装置から供給される外部電源からの電力を用いて、複数の車両にそれぞれ搭載される複数の蓄電装置を充電する方法であって、複数の車両の各々において、対応する蓄電装置の単位時間当たりの充電特性を演算するステップと、給電装置からの要求に応じて、複数の車両から、演算された単位時間当たりの充電特性を伝達するステップと、給電装置において、伝達された単位時間当たりの充電特性に基づいて、複数の蓄電装置における充電対象の蓄電装置を判定するステップと、給電装置に含まれる複数の切換装置を切換えて充電対象の蓄電装置に電力を供給するステップと、充電対象の蓄電装置を搭載した車両において、給電装置から供給される電力を用いて、充電対象の蓄電装置の充電を実行するステップとを備える。

　本発明によれば、外部電源からの電力を用いて複数の車両に対して外部充電を行なうことが可能な給電装置において、複数の車両全体について、できるだけ早期に所定レベルの電力が充電された状態にすることができる。

本実施の形態に従う給電装置を備える充電システムの概略図である。本実施の形態に従う給電装置を備える充電システムの全体ブロック図である。各車両の蓄電装置におけるＳＯＣの時間的な変化の例を示す図である。本実施の形態における充電スケジューリング制御の概要を説明するための図である。本実施の形態における充電スケジューリング制御について、車両および給電装置で実行される制御を説明するための機能ブロック図である。本実施の形態における充電スケジューリング制御について、車両および給電装置で実行される制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

　図１は、本実施の形態に従う給電装置５００を備える充電システム１０の概略図である。図１を参照して、充電システム１０は、外部電源６００に接続された給電装置５００を備える。給電装置５００には、複数の車両１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが、それぞれ充電ケーブル２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃを介して接続される。なお、図１ならびに以降の図および説明においては、給電装置５００に３台の車両が接続される場合が例として示されるが、本実施の形態は少なくとも２台の車両が接続可能であれば適用可能である。

　車両１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの各々は蓄電装置（図示せず）を含んでおり、蓄電装置からの電力を用いて生成された駆動力によって走行することが可能である。各蓄電装置は、充電ケーブルを介して給電装置５００から伝達される外部電源６００からの電力を用いて充電される。車両１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの例としては、電気自動車、エンジンなどの内燃機関を有するハイブリッド自動車、および燃料電池自動車などが含まれる。なお、本明細書においては、車両１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを、それぞれ車両Ａ，車両Ｂ，車両Ｃとも称する。

　このような充電システムは、たとえば、一般家庭において複数の車両を充電する場合や、集合住宅などにおいて複数の車両の接続が可能な充電スタンド（給電装置）を用いて充電を行なうような場合が考えられる。

　図２は、図１に示した充電システム１０の全体ブロック図である。図２においては、３台の車両のうち、車両１００Ａのみの構成が示されている。車両１００Ｂ，１００Ｃの構成については、車両１００Ａと同様であるため、詳細は図２には示されておらず、その説明は繰り返さない。

　図２を参照して、車両１００Ａは、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System　Main　Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power　Control　Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、通信部１６０と、制御装置である車両ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）３００とを備える。

　蓄電装置１１０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１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは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１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００Ａの駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

　ＳＭＲ１１５に含まれるリレーは、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

　ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、蓄電装置１１０からの電源電圧を昇圧するためのコンバータや、コンバータにより昇圧された直流電力を、モータジェネレータ１３０を駆動するための交流電力に変換するためのインバータなどを含んで構成される。

　これらのコンバータおよびインバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩによってそれぞれ制御される。

　モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

　モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００Ａを走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００Ａの回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

　また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。

　なお、図２においては、モータジェネレータが１つ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数設ける構成としてもよい。たとえば、２つのモータジェネレータを備えるハイブリッド車両の場合には、一方のモータジェネレータを専ら駆動輪１５０を駆動するための電動機として用い、他方のモータジェネレータを専らエンジンにより駆動される発電機として用いるようにしてもよい。

　車両ＥＣＵ３００は、いずれも図２には図示しないがＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００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）で処理することも可能である。

　車両ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に備えられる電圧センサ，電流センサ（いずれも図示せず）からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State　of　Charge）を演算する。

　車両ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０、ＳＭＲ１１５などを制御するための制御信号を生成して出力する。なお、図２においては、車両ＥＣＵ３００を１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

　車両１００Ａは、給電装置５００から供給される電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、接続部２２０と、充電装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０とを含む。

　接続部２２０には、充電ケーブル２５０Ａの充電コネクタ２５１Ａが接続される。そして、給電装置５００から供給される電力が、充電ケーブル２５０Ａを介して車両１００Ａに伝達される。

　充電ケーブル２５０Ａは、充電コネクタ２５１Ａに加えて、給電装置５００に設けられた接続部５３０Ａに接続するためのプラグ２５２Ａと、充電コネクタ２５１Ａおよびプラグ２５２Ａとを接続する電線部２５３Ａとを含む。電線部２５３Ａには、給電装置５００からの電力の供給および遮断を切換えるための充電回路遮断装置（図示せず）（以下、ＣＣＩＤ（Charging　Circuit　Interrupt　Device）とも称する。）が介挿される場合がある。

　充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、接続部２２０に接続される。また、充電装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２によって蓄電装置１１０に接続される。

　充電装置２００は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤによって制御され、接続部２２０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。

　ＣＨＲ２１０は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２によって制御され、充電装置２００から蓄電装置１１０への充電電力の供給と停止とを切換える。

　車両１００Ａの通信部１６０は、給電装置５００に含まれる通信部５２０との間で、通信により信号の授受を行なう。

　給電装置５００は、給電ＥＣＵ５１０と、通信部５２０と、接続部５３０Ａ，５３０Ｂ，５３０Ｃと、リレーＲＹ１、ＲＹ２，ＲＹ３とを含む。

　車両１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにそれぞれ接続される充電ケーブル２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃは、給電装置５５０の接続部５３０Ａ，５３０Ｂ，５３０Ｃにそれぞれ接続される。接続部５３０Ａ，５３０Ｂ，５３０Ｃは、それぞれリレーＲＹ１、ＲＹ２，ＲＹ３を介して外部電源６００に接続される。

　リレーＲＹ１、ＲＹ２，ＲＹ３は、給電ＥＣＵ５１０からの制御信号ＳＥ１１，ＳＥ１２，ＳＥ１３によりそれぞれ制御されて、外部電源６００から充電ケーブル２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃへの電力の供給と遮断とを切換える。

　通信部５２０は、各車両の通信部（たとえば、車両１００Ａの通信部１６０）と信号の授受が可能である。なお、通信部５２０と各車両の通信部との間の通信は、無線通信であってもよいし、充電ケーブルに含まれる制御線を介した有線通信であってもよい。

　図１および図２のような充電システム１０における給電装置５００では、外部電源６００が、接続された車両のすべてに対して同時に電力を供給できるくらいに十分に大きい容量を有している場合を除いては、一般的に、接続された車両の１台または一部の車両を順次切換えながら充電が行なわれる。また、外部電源６００の容量が十分大きい場合であったとしても、給電装置５００に含まれる機器の許容電流容量により、同時に給電可能な車両台数が制限される場合もある。

　このように、接続された複数の車両を順次切換えてながら充電を行なう給電装置においては、各車両の充電順序、すなわち充電スケジュールを決定することが重要なポイントの１つである。充電スケジュールの例としては、たとえば、給電装置に接続された順に充電を行なったり、次回の走行予定時刻が早い順に充電を行なったりすることが考えられる。また、特開２００９－１３６１０９号公報（特許文献１）に開示されるように、車両に搭載された蓄電装置の充電効率が高い車両から順に充電を実行する場合もある。

　しかしながら、このような従来の手法においては、ある充電対象の車両の充電が完了した後に、別の充電対象の車両の充電が開始される場合が一般的である。そのため、接続された車両の次回の走行予定時刻の予測が難しい場合などでは、充電の順番が遅い車両については、ユーザが車両を使用したいと思った時点では、蓄電装置の充電が十分になされていないおそれがある。

　したがって、このような複数の車両に対して充電のための電力を供給する給電装置においては、特に各車両の次回の走行予定時刻の予測が難しいような場合には、接続された車両全体をある程度の充電レベルまで早期に充電しておくことが望ましい場合がある。

　そこで、本実施の形態においては、複数の車両が接続される給電装置において、接続された各車両の蓄電装置における単位時間当たりの充電特性に基づいて、現在充電中の車両の充電が完了していなくても、他の車両の充電を開始する充電スケジューリング制御を行なう。

　ここで、本実施の形態においては、蓄電装置の単位時間当たりの充電特性としては、蓄電装置における現在のＳＯＣの値（ｘ）において充電を実行した場合の、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）を採用し、このＦ’（ｘ）の値が大きい車両が優先的に選択されて充電が実行される。このような構成とすることによって、所定の判定タイミングにおいて、短時間により多くの電力が充電できる車両に切換えられて充電が行なわれるため、充電が開始されてから短時間の間に、全車両に対してある程度の充電レベルまで充電を行なうことが可能になる。

　図３は、各車両に搭載された蓄電装置におけるＳＯＣの時間的な変化の一般的な例を示す図である。図３においては、横軸に時間が示され、縦軸にはＳＯＣが示される。

　図３を参照して、時刻０の時点から蓄電装置の充電が開始されると、ＳＯＣは曲線Ｗ１のように変化する。すなわち、ＳＯＣが低い領域（領域Ｉ）においては短時間にＳＯＣが増加し、ＳＯＣが高くなるにつれてＳＯＣの増加速度が低下する（領域ＩＩ）。したがって、あるＳＯＣの値（ｘ）における単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）、すなわち曲線Ｗ１の傾きは、ＳＯＣがＳ１（たとえば、８０％）となる時刻ｔ１までは比較的大きな値を示し、時刻ｔ１から満充電となる時刻ｔ２までの間は、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）の値は小さくなる。

　図４は、図２のように、３台の車両（車両Ａ，車両Ｂ，車両Ｃ）に対して充電を行なう場合に、本実施の形態における充電スケジューリング制御を適用したときの車両全体のＳＯＣの変化（曲線Ｗ１１）、および本実施の形態を適用しないときの車両全体のＳＯＣの変化（曲線Ｗ１２）を示したものである。なお、図４においては、各車両の単独のＳＯＣの変化はほぼ同じであり、図３で例示したような変化を示すものとして説明する。また、単位時間当たりのＳＯＣ変化量が同じ値の場合には、車両Ａが最も充電の優先順位が高く、車両Ｃが最も充電の優先順位が低いものと仮定する。

　図４を参照して、破線の曲線Ｗ１２で示される、本実施の形態における充電スケジューリング制御を用いない場合においては、ある車両の充電が完了した後に他の車両の充電が開始される。図４においては、１台目の車両（車両Ａ）の充電が完了する時刻ｔ１３において２台目の車両（車両Ｂ）の充電が開始され、車両Ｂの充電が完了する時刻ｔ１６において３台目の車両（車両Ｃ）の充電が開始される。

　一方、実線の曲線Ｗ１１で示される、本実施の形態における充電スケジューリング制御が適用される場合においては、１台目の車両Ａの充電は、たとえば、図３において単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が比較的大きい状態である領域Ｉが終了する時点（図４中の時刻ｔ１１）で中断され、次に車両Ａよりも単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が大きい２台目の車両Ｂの充電が開始される。そして、車両Ｂについて領域Ｉが終了する時刻ｔ１２において車両Ｂの充電が中断され、引き続いて３台目の車両Ｃの充電が開始される。

　その後、車両Ｃについて領域Ｉが終了する時刻ｔ１４において、充電対象車両が車両Ａに再び切換えられる。そして、車両Ａ，車両Ｂ，車両Ｃの順に、満充電状態になるまで残りの充電が実行される。

　図４に示されるように、車両全体の充電が完了するまでの時間は、本実施の形態における充電スケジューリング制御を適用した場合も、適用しない場合も変わらない（図４中の時刻ｔ１８）。しかしながら、３台の車両のすべてのＳＯＣが図３におけるＳ１以上の状態となるタイミングは、曲線Ｗ１１では時刻ｔ１４における点Ｐ１であり、曲線Ｗ１２では時刻ｔ１７における点Ｐ２である。すなわち、本実施の形態における充電スケジューリング制御を適用した場合ほうが、本実施の形態における充電スケジューリング制御を適用しない場合よりも、短時間に全車両のＳＯＣが所定以上のレベルとなるまで充電することができる（ＴＭ１＜ＴＭ２）。

　本実施の形態における充電スケジューリング制御を適用しない場合には、時刻ｔ１４においては、車両Ａの充電は完了しているものの、車両ＢについてはＳＯＣがまだ半分程度までしか充電されていない状態であり、車両Ｃについてはまだ充電が全く行なわれていない状態である。そのため、たとえば車両Ｃのユーザが時刻ｔ１４の時点で車両Ｃを運転したいと思っても、車両Ｃが電気自動車の場合には、ユーザは車両Ｃを運転することができない。

　一方、本実施の形態における充電スケジューリング制御を適用した場合では、時刻ｔ１４の時点では、いずれの車両も一定レベル（たとえば、８０％）まで充電が行なわれているために、いずれのユーザも車両の運転が可能となる。

　なお、図４においては、理解を容易にするために、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が比較的大きい状態である領域Ｉと、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が小さくなる領ＩＩとで充電の切換えを行なう例を示したが、より短いタイミングで各車両の単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）を比較し、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が最も大きくなる車両に切換えて充電を行なうことで、さらに短時間で全車両のＳＯＣを所定レベルになるまで充電できる可能性が高まる。しかしながら、充電対象の車両の切換えを頻繁に行ない過ぎると、給電装置内の切換用リレーの寿命が短くなったり、各車両においても充電装置の起動／停止が繰り返されたりするために、かえって充電効率が悪くなったり機器の劣化や故障の原因になるおそれがある。そのため、一定の時間間隔で充電の切換えを判断する場合であっても、あまり頻繁に切換えが実行されないように、たとえば、３０～６０分程度の間隔で単位時間当たりのＳＯＣ変化量の比較をすることが好ましい。

　また、図４には示さないが、給電装置に新たに別の車両（たとえば、車両Ｄ）が接続された場合には、当該車両Ｄのほうが、他の車両Ａ～車両Ｃよりも単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が大きい場合がある。そのため、新たな車両が給電装置に接続された場合には、そのタイミングにおいても充電の切換えを判断することが好ましい。

　図５は、本実施の形態における充電スケジューリング制御について、車両および給電装置５００で実行される制御を説明するための機能ブロック図である。図５で説明されるブロック図に記載された各機能ブロックは、車両ＥＣＵ３００または給電ＥＣＵ５１０におけるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

　図２および図５を参照して、まず、車両１００Ａにおける車両ＥＣＵ３００について説明する。車両ＥＣＵ３００は、充電特性演算部３１０と、記憶部３２０と、ＳＯＣ演算部３３０と、送信部３４０と、受信部３５０と、充電制御部３６０とを含む。

　ＳＯＣ演算部３３０は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢ，電流ＩＢの検出値を受けて、蓄電装置１１０のＳＯＣを演算する。ＳＯＣ演算部３３０は、その演算結果を、充電特性演算部３１０、送信部３４０および充電制御部３６０へ出力する。

　充電特性演算部３１０は、ＳＯＣ演算部３３０からのＳＯＣを受ける。充電特性演算部３１０は、記憶部３２０に予め記憶された図３で説明したようなマップを用いて、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）を演算する。そして、充電特性演算部３１０は、その演算結果を送信部３４０へ出力する。

　なお、充電動作を実行中の車両においては、上述のようなマップを用いた演算に代えて、充電期間中における直前の実際の単位時間当たりのＳＯＣ変化量を演算し、その演算結果を給電装置５００に送信するようにしてもよい。

　送信部３４０は、ＳＯＣ演算部３３０からのＳＯＣ、および充電特性演算部３１０からの単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）を受ける。そして、送信部３４０は、受信部３５０で受信された給電装置５００からの車両情報要求信号ＲＥＱに応答して、これらの情報を含む車両情報ＩＮＦ１を、通信部１６０を介して給電装置５００へ送信する。

　受信部３５０は、通信部１６０を介して、給電装置５００から送信された指示情報ＩＮＦ２を受信する。受信部３５０は、指示情報ＩＮＦ２に含まれる車両情報要求信号ＲＥＱを送信部３４０へ出力する。送信部３４０は、上述のように、車両情報要求信号ＲＥＱに応答して、車両情報ＩＮＦ１を給電装置５００へ送信する。

　また、受信部３５０は、指示情報ＩＮＦ２に含まれる選択信号ＳＥＬを充電制御部３６０へ出力する。

　充電制御部３６０は、ＳＯＣ演算部３３０からのＳＯＣ、および受信部３５０で受信された給電装置５００からの選択信号ＳＥＬを受ける。充電制御部３６０は、給電装置５００からの選択信号ＳＥＬによって、車両１００Ａが充電対象車両に選択されている場合には、ＳＯＣに基づいて、充電装置２００およびＣＨＲ２１０を制御して、蓄電装置１１０の充電動作を実行する。

　次に、給電装置５００における給電ＥＣＵ５１０について説明する。給電ＥＣＵ５００は、受信部５１１と、送信部５１２と、切換制御部５１３と、判定部５１４とを含む。

　受信部５１１は、通信部５２０を介して、車両１００Ａを含む各車両から送信された車両情報ＩＮＦ１を受信する。受信部５１１は、受信した車両情報ＩＮＦ１に含まれる、蓄電装置１１０のＳＯＣおよび単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）の情報を判定部５１４へ出力する。

　判定部５１４は、受信部５１１で受信された車両１００ＡからのＳＯＣおよび単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）の情報を受ける。また、判定部５１４は、充電ケーブルの接続信号ＣＮＣＴを受ける。

　判定部５１４は、予め定められた一定時間間隔、または、給電装置５００への新たな車両の接続を検出したタイミングで、送信部５１２を介して車両情報要求信号ＲＥＱを各車両１００に出力する。これにより、判定部５１４は、最新のＳＯＣおよび単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）の情報を各車両に送信させる。

　また、判定部５１４は、受信部５１１からのＳＯＣおよび単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）の情報に基づいて、充電対象車両を選択する。具体的には、上述のように、判定の時点において、単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）が最も大きな値を示している車両を充電対象車両に選択する。あるいは、図４で説明したように、現在充電中の車両についての単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）の値が、予め定められた基準値よりも下回ったか否かによって充電の切換えを判断してもよい。

　そして、判定部５１４は、選択した充電対象車両を示す選択信号ＳＥＬを、送信部５１２および切換制御部５１３へ出力する。

　送信部５１２は、判定部５１４からの車両情報要求信号ＲＥＱおよび選択信号ＳＥＬを受ける。そして、送信部５１２は、これらの情報を含む指示情報ＩＮＦ２を、通信部５２０を介して車両１００Ａを含む各車両へ送信する。

　切換制御部５１３は、判定部５１４からの選択信号ＳＥＬを受ける。そして、切換制御部５１３は、選択信号ＳＥＬが示す充電対象車両に対応するリレーを閉成して、外部電源６００からの電力を充電対象車両へ供給する、また、判定部５１４は、充電対象でない車両に対応するリレーを開放して、当該車両への外部電源６００からの電力を遮断する。

　図６は、本実施の形態における充電スケジューリング制御について、車両および給電装置５００で実行される制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャート中の各ステップについては、車両ＥＣＵ３００または給電ＥＣＵ５１０に予め格納されたプログラムが所定周期でメインルーチンから呼び出されて実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

　図２および図６を参照して、まず車両側の処理について説明する。車両ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、充電ケーブル２５０Ａによって給電装置５００と接続されているか否かを判定する。

　給電装置５００との接続が検出されない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻される。

　給電装置５００との接続が検出されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、車両ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢ，電流ＩＢの検出値に基づいて、ＳＯＣを演算する。そして、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、演算されたＳＯＣと、図３のような予め定められたＳＯＣの時間変化を示すマップを用いて、充電実行時の単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）を演算する。

　そして、車両ＥＣＵ３００は、給電装置５００からの車両情報要求信号ＲＥＱの受信に応答して、ＳＯＣおよび単位時間当たりのＳＯＣ変化量Ｆ’（ｘ）を含む車両情報ＩＮＦ１を給電装置５００へ送信する。

　その後、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、給電装置５００から受信した指示情報ＩＮＦ２に含まれる選択信号ＳＥＬによって、給電装置５００から当該車両に対して充電指示がなされているかを判定する。

　給電装置５００からの充電指示がある場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に進められ、車両ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０を閉成するとともに、充電装置２００を駆動して蓄電装置１１０の充電を実行する。そして、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にて、蓄電装置１１０が満充電状態となったか否かを判定する。

　蓄電装置１１０が満充電状態となった場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて充電処理を停止し、処理をメインルーチンに戻す。

　蓄電装置１１０が満充電状態となっていない場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、充電動作を継続しつつ、メインルーチンに処理を戻して上記の処理を繰り返す。

　また、Ｓ１４０にて、給電装置５００から充電指示がない場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、処理がＳ１７０に進められ、車両ＥＣＵ３００は、現在充電処理を実行中である場合には、蓄電装置１１０が満充電状態となっていなくとも充電処理を中断して処理をメインルーチンに戻す。一方、現在充電処理を行なっていない場合には、充電非実行の状態が維持される。

　このような処理に従って制御が行なわれることによって、車両ＥＣＵ３００は、給電装置５００からの要求に応答して車両情報を給電装置５００に送信するとともに、給電装置５００からの指示に基づいて、充電処理の実行および停止を行なう。

　次に、給電装置５００側の処理について説明する。給電ＥＣＵ５１０は、Ｓ３００にて、充電ケーブルを介して、車両１００Ａを含む車両が給電装置５００に接続されているか否かを判定する。

　車両との接続が検出されない場合（Ｓ３００にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻される。

　車両との接続が検出された場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）は、処理がＳ３１０に進められ、給電ＥＣＵ５１０は、予め定められた一定時間毎、および新たに車両が接続された場合に、各車両の車両情報を取得するために、車両情報要求信号ＲＥＱを接続されている各車両へ送信する。そして、給電ＥＣＵ５１０は、Ｓ３２０にて、車両情報要求信号ＲＥＱに応答して各車両から送信される車両情報ＩＮＦ１を受信する。

　次に、給電ＥＣＵ５１０は、Ｓ３３０にて、各車両から受信した車両情報ＩＮＦ１に含まれるＳＯＣに基づいて、接続されている全車両の充電が完了しているか否かを判定する。

　全車両の充電が完了している場合（Ｓ３３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３５０に進められ、給電ＥＣＵ５１０は、接続されている全車両を、非充電対象車両として充電停止状態とするように選択する。そして、給電ＥＣＵ５１０は、Ｓ３６０にて充電停止が指示された選択信号ＳＥＬを各車両へ送信するとともに、Ｓ３７０にてすべてのリレーＲＹ１～ＲＹ３を開放して外部電源６００からの電力を遮断する。

　一方、Ｓ３３０にて、全車両の充電がまだ完了していない場合（Ｓ３３０にてＮＯ）は、処理がＳ３４０に進められ、給電ＥＣＵ５１０は、図５で説明したように、各車両からの車両情報に基づいて充電対象車両を選択する。そして、給電ＥＣＵ５１０は、Ｓ３６０にて、充電対象車両については充電処理を実行するように指示された選択信号ＳＥＬを生成して送信する。一方、給電ＥＣＵ５１０は、非充電対象車両については充電処理を停止するように指示された選択信号を送信する。

　その後、給電ＥＣＵ５１０は、Ｓ３７０にて、充電対象車両に対応するリレーを閉成して外部電源６００からの電力を当該充電対象車両へ供給するとともに、非充電対象車両に対応するリレーを開放して外部電源６００から当該非充電対象車両への電力を遮断する。

　このような処理に従って制御が行なわれることによって、給電ＥＣＵ５１０は、接続された複数の車両についての、それぞれの単位時間当たりの充電特性に基づいて、充電を実行する車両を選択することができる。その結果、充電動作の途中であっても、充電効率の高い車両を優先的に充電することができるので、接続された車両の各々を、できるだけ早期に所定レベルのＳＯＣまで充電された状態にすることが可能となる。

　これによって、充電すべき複数の車両についての、次回乗車予定時刻が不明な場合、または次回乗車予定時刻の予測が困難な場合であっても、ユーザが乗車したいと思ったときに車両が走行可能な状態となっている可能性を高めることができる。

　なお、本実施の形態における「リレーＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３」は、本発明における「切換装置」の一例である。

　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。

　１０　充電システム、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ　車両、１１０　蓄電装置、１１５　ＳＭＲ、１２０　ＰＣＵ、１３０　モータジェネレータ、１４０　動力伝達ギヤ、１５０　駆動輪、１６０，５２０　通信部、２００　充電装置、２１０　ＣＨＲ、２２０，５３０Ａ，５３０Ｂ，５３０Ｃ　接続部、２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ　充電ケーブル、２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ　充電コネクタ、２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ　プラグ、２５３Ａ，２５３Ｂ，２５３Ｃ　電線部、３００　車両ＥＣＵ、３１０　充電特性演算部、３２０　記憶部、３３０　ＳＯＣ演算部、３４０，５１２　送信部、３５０，５１１　受信部、３６０　充電制御部、５００　給電装置、５１０　給電ＥＣＵ、５１３　切換制御部、５１４　判定部、５５０　給電装置、６００　外部電源、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＰＬ１，ＰＬ２　電力線、ＮＬ１，ＮＬ２　接地線、ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３　リレー。

Claims

　複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）にそれぞれ搭載される複数の蓄電装置（１１０）を充電するための電力を、外部電源（６００）から供給するための給電装置であって、
　前記複数の蓄電装置への前記外部電源（６００）からの電力の供給と遮断とをそれぞれ個別に切換えるように構成された複数の切換装置（ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３）と、
　前記複数の蓄電装置の各々についての単位時間当たりの充電特性に基づいて前記複数の蓄電装置における充電対象の蓄電装置を判定し、その判定結果に基づいて前記複数の切換装置（ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３）を切換えて前記充電対象の蓄電装置に電力を供給するように構成された制御装置（５１０）とを備える、給電装置。
　前記制御装置（５１０）は、充電実行中の蓄電装置が満充電状態となる前に、充電が実行されていない他の蓄電装置が前記充電対象の蓄電装置として判定された場合には、前記充電対象の蓄電装置が充電されるように前記切換装置（ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３）を切換える、請求の範囲第１項に記載の給電装置。
　前記制御装置（５１０）は、前記単位時間当たりの充電特性の値が大きい蓄電装置を、優先的に前記充電対象の蓄電装置として判定する、請求の範囲第２項に記載の給電装置。
　前記単位時間当たりの充電特性は、前記複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）から前記制御装置（５１０）に伝達される、単位時間当たりの充電容量の増加量に関する情報を含む、請求の範囲第３項に記載の給電装置。
　前記単位時間当たりの充電容量の増加量は、前記複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）の各々における蓄電装置の充電容量に基づいて予め定められたマップを用いて演算される、請求の範囲第４項に記載の給電装置。
　前記単位時間当たりの充電容量の増加量は、充電実行中の車両については、充電期間中において算出された実際の単位時間当たりの充電容量の増加量が用いられる、請求の範囲第４項または第５項に記載の給電装置。
　前記制御装置（５１０）は、予め定められた時間間隔で、前記充電対象の蓄電装置の判定を実行する、請求の範囲第１項に記載の給電装置。
　前記制御装置（５１０）は、前記給電装置（５００）に新たに他の車両が接続された場合に、前記充電対象の蓄電装置の判定を実行する、請求の範囲第７項に記載の給電装置。
　給電装置（５００）から供給される外部電源（６００）からの電力を用いて、複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）にそれぞれ搭載される複数の蓄電装置（１１０）を充電する方法であって、
　前記複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）の各々において、対応する蓄電装置の単位時間当たりの充電特性を演算するステップ（Ｓ１２０）と、
　前記給電装置（５００）からの要求に応じて、前記複数の車両（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）から、演算された前記単位時間当たりの充電特性を伝達するステップ（Ｓ１３０）と、
　前記給電装置（５００）において、伝達された前記単位時間当たりの充電特性に基づいて、前記複数の蓄電装置における充電対象の蓄電装置を判定するステップ（Ｓ３４０）と、
　前記給電装置（５００）に含まれる複数の切換装置（ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３）を切換えて前記充電対象の蓄電装置に電力を供給するステップ（Ｓ３７０）と、
　前記充電対象の蓄電装置を搭載した車両において、前記給電装置（５００）から供給される電力を用いて、前記充電対象の蓄電装置の充電を実行するステップ（Ｓ１５０）とを備える、方法。