(57)【要約】【課題】車両単体で、再生可能エネルギー電源の出力変動に応じて外部充電できる充電制御システムを提供する。【解決手段】車両１０に搭載され、車両１０の動力源であるバッテリ２を車外から充電する外部充電制御を行う充電制御システム１であって、電力価格と負の相関がある日射量Ｊ及び風速Ｕの少なくとも一方を検出する検出装置１３，１４と、検出装置１３，１４で検出された日射量Ｊ及び風速Ｕの少なくとも一方に応じて外部充電制御の実施を許可する充電制御装置９と、を備える。【選択図】図１
2019213434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両の動力源であるバッテリを車外から充電する外部充電制御を行う充電制御システムであって、
電力価格と負の相関がある日射量及び風速の少なくとも一方を検出する検出装置と、
前記検出装置で検出された前記日射量及び前記風速の少なくとも一方に応じて前記外部充電制御の実施を許可する充電制御装置と、を備える
ことを特徴とする、充電制御システム。
【請求項２】
前記充電制御装置は、前記日射量が所定の低価格日射量以上のときに前記外部充電制御の実施を許可し、
前記低価格日射量は、前記電力価格が日射量に基づき予め設定された通常電力価格を下回ると予測される日射量である
ことを特徴とする、請求項１記載の充電制御システム。
【請求項３】
前記充電制御装置は、前記風速が所定の低価格風速以上のときに前記外部充電制御の実施を許可し、
前記低価格風速は、前記電力価格が風速に基づき予め設定された通常電力価格を下回ると予測される風速である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の充電制御システム。
【請求項４】
前記充電制御装置は、前記日射量が所定の高価格日射量未満であり、且つ、前記風速が所定の高価格風速未満であるときに、前記外部充電制御の実施を許可せず、
前記高価格日射量は、前記電力価格が日射量に基づき予め設定された通常電力価格を上回ると予測される日射量であり、
前記高価格風速は、前記電力価格が風速に基づき予め設定された通常電力価格を上回ると予測される風速である
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電制御システム。
【請求項５】
前記充電制御装置は、前記検出装置で検出された前記日射量及び前記風速の少なくとも一方に応じて前記外部充電制御の実施中の充電速度を変更する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電制御システム。
【請求項６】
前記充電制御装置は、
前記検出装置によって前記日射量が検出された場合には、前記日射量の変動量を示す変動日射量を算出するとともに、
前記日射量が、屋内で検出される日射量の最大値に設定された屋内日射量未満であり、且つ、前記変動日射量が、予め設定された第一閾値未満であるときには、前記外部充電制御の実施を許可する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電制御システム。
【請求項７】
前記充電制御装置は、
前記検出装置によって前記風速が検出された場合には、前記風速の変動量を示す変動風速を算出するとともに、
前記風速が、屋内で検出される風速の最大値に設定された屋内風速未満であり、且つ、前記変動風速が、予め設定された第二閾値未満であるときには、前記外部充電制御の実施を許可する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の充電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に搭載される充電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題を考慮して、太陽電池や風力発電装置などの再生可能エネルギー電源の導入が急速に進められている。このような再生可能エネルギー電源は電力の出力変動が大きいため、その出力変動を相殺するための調整手段が設けられることがある。調整手段としては、例えば、電動車両に搭載される駆動用バッテリとこのバッテリを外部から充電する外部充電装置とを多数連係動作させて電力系統安定化用の仮想的な大容量蓄電池とするＶ２Ｇ（Vehicle-to-Grid）技術がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の電動車両に対して付与した優先順位と再生可能エネルギー電源の出力変動（電力需要）とに応じて、複数の電動車両の外部充電を制御する充電制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０５２６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される充電制御システムでは、出力変動に応じた外部充電を実施するにあたって、充電制御システムと外部充電装置とが配電線及び通信線で接続されている必要がある。つまり、充電制御システムによって外部充電装置が制御されない状態では、出力変動に応じてバッテリを外部充電することができない。従って、電動車両自体が外部充電時に出力変動に応じて外部充電制御できることが望まれている。
また、再生可能エネルギーを利用して電力を賄う場合には、需要供給の関係に加えて出力変動によっても電力価格が変動する。このため、再生可能エネルギー電源を使用して車両を外部充電する場合には、出力変動に応じて充電制御することで、充電に係る費用の節約が期待できる。
【０００６】
本件の充電制御システムは、このような課題に鑑み案出されたもので、車両単体で、再生可能エネルギー電源の出力変動に応じて外部充電できる充電制御システムを提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）ここで開示する充電制御システムは、車両に搭載され、前記車両の動力源であるバッテリを車外から充電する外部充電制御を行う充電制御システムであって、電力価格と負の相関がある日射量及び風速の少なくとも一方を検出する検出装置と、前記検出装置で検出された前記日射量及び前記風速の少なくとも一方に応じて前記外部充電制御の実施を許可する充電制御装置と、を備える。
【０００８】
（２）前記充電制御装置は、前記日射量が所定の低価格日射量以上のときに前記外部充電制御の実施を許可し、前記低価格日射量は、前記電力価格が日射量に基づき予め設定された通常電力価格を下回ると予測される日射量であることが好ましい。
【０００９】
（３）前記充電制御装置は、前記風速が所定の低価格風速以上のときに前記外部充電制御の実施を許可し、前記低価格風速は、前記電力価格が風速に基づき予め設定された通常電力価格を下回ると予測される風速であることが好ましい。
【００１０】
（４）前記充電制御装置は、前記日射量が所定の高価格日射量未満であり、且つ、前記風速が所定の高価格風速未満であるときに、前記外部充電制御の実施を許可しないことが好ましい。この場合、前記高価格日射量は、前記電力価格が日射量に基づき予め設定された通常電力価格を上回ると予測される日射量であり、前記高価格風速は、前記電力価格が風速に基づき予め設定された通常電力価格を上回ると予測される風速であることが好ましい。
【００１１】
（５）前記充電制御装置は、前記検出装置で検出された前記日射量及び前記風速の少なくとも一方に応じて前記外部充電制御の実施中の充電速度を変更することが好ましい。
【００１２】
（６）前記充電制御装置は、前記検出装置によって前記日射量が検出された場合には、前記日射量の変動量を示す変動日射量を算出するとともに、前記日射量が、屋内で検出される日射量の最大値に設定された屋内日射量未満であり、且つ、前記変動日射量が、予め設定された第一閾値未満であるときには、前記外部充電制御の実施を許可することが好ましい。
【００１３】
（７）前記充電制御装置は、前記検出装置によって前記風速が検出された場合には、前記風速の変動量を示す変動風速を算出するとともに、前記風速が、屋内で検出される風速の最大値に設定された屋内風速未満であり、且つ、前記変動風速が、予め設定された第二閾値未満であるときには、前記外部充電制御の実施を許可することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
開示の充電制御システムによれば、車両単体で、再生可能エネルギー電源の出力変動に応じてバッテリの外部充電をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る充電制御システムが搭載された車両及び外部充電装置の概略図である。
【図２】図１の充電制御システムを示すブロック図である。
【図３】日射量及び風速に基づいて外部充電制御の実施状態を切り替えるためのマップ例である。
【図４】図１の充電制御システムの充電制御装置で実施される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のサブフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照して、充電制御システムについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１７】
［１．全体構成］
図１に示すように、充電制御システム１は、車両１０に搭載されるシステムであって、車両１０の動力源であるバッテリ２を車外（車両１０の外部）から充電する外部充電制御を行うものである。充電制御システム１は、外部充電装置と接続するための充電口５，６と、車両１０に対する日射量Ｊを検出する日照センサ１３（検出装置）と、車両１０に対する風速Ｕを検出する風速センサ１４（検出装置）と、外部充電制御の実施を許可する充電制御装置９とを備える。
【００１８】
車両１０は、バッテリ２の電力を利用して走行する電動車両であり、少なくとも駆動源としてのモータ３を搭載している。モータ３は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機（モータ・ジェネレータ）である。バッテリ２とモータ３とを接続する電気回路上にはインバータ４が介装される。なお、車両１０は、駆動源としてのエンジン（図示略）を備えたハイブリッド車両であってもよい。
【００１９】
バッテリ２は、モータ３の回生発電電力や外部充電装置から供給される電力で充電可能な蓄電装置であり、例えばリチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池等である。
【００２０】
外部充電装置は、車両１０の外部からバッテリ２に電力を供給するための装置であり、例えば充電ステーションに設置された図示しない急速充電装置であってもよいし、図１に示す普通充電装置や家庭用コンセントなどの充電装置２０であってもよい。
【００２１】
急速充電装置は、バッテリ２を短時間で充電することを目的として高電圧の直流電力を出力（急速充電）する外部充電装置である。一方、充電装置２０は、急速充電装置よりも低速で充電（普通充電）する普通充電装置や家庭用コンセントといった外部充電装置である。
【００２２】
図１に示すように、充電装置２０に接続されたケーブル２１の先端には充電ガン２１ａが設けられる。充電ガン２１ａを車両１０の充電口６に差し込むことによって、充電装置２０とバッテリ２とが接続され、充電装置２０による外部充電（この場合は普通充電）が実施可能となる。また、急速充電装置によってバッテリ２を充電する際も同様に、急速充電装置の図示しない充電ガンを充電口５に差し込むことによって、急速充電装置とバッテリ２とが接続され、外部充電（この場合は急速充電）が実施可能となる。
【００２３】
このように、本実施形態の車両１０は、急速充電装置と接続するための急速充電用の充電口５（以下「急速充電口５」という）と、充電装置２０と接続するための普通充電用の充電口６（「普通充電口６」という）とを備える。なお、図１には二つの充電口５，６が前後に離れて図示されているが、充電口５，６の位置は特に限られない。
【００２４】
バッテリ２と急速充電口５とを結ぶ電気回路上には、この回路の断接状態を切り替える第一スイッチ８Ｈが介装される。急速充電装置の充電ガンを急速充電口５に差し込んだ状態で、第一スイッチ８Ｈを閉状態（接続状態）とすることで、バッテリ２が急速充電装置により充電される。一方、第一スイッチ８Ｈを開状態（遮断状態）とすれば、バッテリ２が急速充電装置により充電されない。第一スイッチ８Ｈは、充電制御装置９からの接続信号または遮断信号に応じて急速充電装置とバッテリ２との接続状態及び遮断状態を切り替える。
【００２５】
バッテリ２と普通充電口６とを結ぶ電気回路上には、この回路の断接状態を切り替える第二スイッチ８Ｌと車載充電器７とが介装される。普通充電装置や家庭用コンセントなどの充電装置２０は、バッテリ２を充電する際に数百ボルトの交流電力を出力するため、車載充電器７により充電装置２０からの交流電力が直流電力に変換される。
充電装置２０の充電ガン２１ａを普通充電口６に差し込んだ状態で、第二スイッチ８Ｌを閉状態（接続状態）とすることで、バッテリ２が充電装置２０により充電される。一方、第二スイッチ８Ｌを開状態（遮断状態）とすれば、バッテリ２が充電装置２０により充電されない。第二スイッチ８Ｌは、充電制御装置９からの接続信号または遮断信号に応じて充電装置２０とバッテリ２との接続状態及び遮断状態を切り替える。
【００２６】
日照センサ１３及び風速センサ１４は、後述する電力価格と負の相関がある日射量Ｊ及び風速Ｕをそれぞれ検出する検出装置であり、いずれも車両１０に搭載される。また、バッテリ２と充電口５，６との間の電気回路上には、バッテリ２の入出力電流Ｉを検出する電流センサ１２と、バッテリ２の電圧Ｖを検出する電圧センサ１１とが設けられる。急速充電口５及び普通充電口６のそれぞれの近傍には、各充電口５，６に充電ガンが接続されたか否かを検出する接続検出センサ１５，１６が設けられる。接続検出センサ１５，１６は、例えば外部充電装置の充電ガンが充電口５，６に接続されたことを検出するための電圧センサである。
【００２７】
充電制御装置９は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置（Electronic Control Unit）であり、車両１０に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。なお、本実施形態の車両１０には、充電制御装置９とは別に、車載の各種装置を統合制御する統合制御装置（図示略）が設けられる。なお、充電制御装置９の機能を、統合制御装置に設けてもよい。
【００２８】
図２は充電制御システム１のブロック図である。図２に示すように、充電制御装置９には、各種センサ１１〜１６により検出された情報が伝達される。また、充電制御装置９は、各スイッチ８Ｈ，８Ｌの断接状態や、車載充電器７の作動状態を制御するとともに、外部充電装置と通信して外部充電を実施する。
【００２９】
［２．制御概要］
充電制御装置９は、充電口５，６に外部充電装置の充電ガンが接続されたことを検知すると、検出装置１３，１４の検出情報から電力価格の高低を判断して、外部充電制御の実施を許可する判定制御を実施する。充電口５，６に充電ガンが接続されたか否かは、接続検出センサ１５，１６によって検出された信号に基づき判定される。すなわち、判定制御の開始条件は「接続検出センサ１５，１６により充電ガンの接続が検知されること」である。
【００３０】
ここで、「外部充電制御の実施を許可する」とは、充電制御装置９が第一スイッチ８Ｈ又は第二スイッチ８Ｌに接続信号を送信し、第一スイッチ８Ｈ又は第二スイッチ８Ｌを接続状態とすることをいう。これにより、外部充電装置とバッテリ２とが電気的に接続されるため、外部充電装置からの電力がバッテリ２へ供給される外部充電制御が実施される。
【００３１】
一方、後述する「外部充電制御の実施を禁止する」とは、充電制御装置９が第一スイッチ８Ｈ及び第二スイッチ８Ｌに遮断信号を送信し、第一スイッチ８Ｈ及び第二スイッチ８Ｌをいずれも遮断状態とすることをいう。これにより、外部充電装置とバッテリ２との電気的な接続が切り離されるため、外部充電装置からの電力がバッテリ２へ供給されない。すなわち、外部充電制御の実施が禁止される。
【００３２】
本実施形態の充電制御装置９は、検出装置１３，１４の検出情報として、日照センサ１３によって検出された日射量Ｊ及び風速センサ１４によって検出された風速Ｕという二つのパラメータを用いる。すなわち、本実施形態においては、太陽電池及び風力発電装置が再生可能エネルギー電源として用いられる場合を例示する。
【００３３】
また、電力価格とは、ある時間における電力の需要と供給とのバランスによって決定される電力の価格を意味する。再生可能エネルギーを利用して電力を賄う場合には、再生可能エネルギー電源の出力できる電力が、そのエネルギー量に依存するため、車外の状況に応じて変動する。このため、仮に電力の需要が一定であったとしても供給できる電力が変動することから、電力価格も車外の状況によって変動する。
【００３４】
例えば、再生可能エネルギー電源が太陽電池である場合、太陽電池の出力は、日射量Ｊが多いほど大きくなり、日射量Ｊが少ないほど小さくなる。このため、電力価格は、日射量Ｊが多いほど低価格になり、日射量Ｊが少ないほど高価格になる。
また、例えば、再生可能エネルギー電源が風力発電装置である場合、風力発電装置の出力は、風速Ｕが高いほど大きくなり、風速Ｕが低いほど小さくなる。このため、電力価格は、風速Ｕが高いほど低価格になり、風速Ｕが低いほど高価格になる。
【００３５】
このように、日射量Ｊと電力価格とは負の相関を成すため、日照センサ１３の検出情報から電力価格を予測することが可能である。同様に、風速Ｕと電力価格とも負の相関を成すため、風速センサ１４の検出情報から電力価格を予測することが可能である。
【００３６】
本実施形態の充電制御装置９は、日照センサ１３及び風速センサ１４で検出された各検出情報から予測される電力価格が、予め設定された通常電力価格よりも低い場合に外部充電制御の実施を許可し、電力価格が通常電力価格よりも高い場合に外部充電制御の実施を許可しない。ここで、通常電力価格とは、再生可能エネルギー電源からの出力がある一定量確保できるときの基準となる電力価格である。
【００３７】
例えば、再生可能エネルギー電源として太陽電池が用いられる場合には、一ヶ月や一年間といった所定期間の日射量を平均した平均日射量を基準とし、平均日射量時の太陽電池からの出力電力に対する電力価格を通常電力価格として設定することができる。また、例えば、再生可能エネルギー電源として風力発電装置が用いられる場合には、一ヶ月や一年間といった所定期間の風速を平均した平均風速を基準とし、平均風速時の風力発電装置からの出力電力に対する電力価格を通常電力価格として設定することができる。
【００３８】
すなわち、本実施形態の判定制御では、電力が通常（ある一定量の電力を確保できるとき）よりも安く利用できる状況であるか否かが判定され、その判定結果によって外部充電制御の実施が許可される。これにより、バッテリ２の外部充電にかかる費用を抑える。
【００３９】
具体的には、本実施形態の充電制御装置９は、以下の条件１及び条件２の少なくとも一つが成立した場合に外部充電制御の実施を許可する。反対に、充電制御装置９は、以下の条件１及び条件２が共に成立しない場合に外部充電制御の実施を許可しない。すなわち、条件１及び条件２の少なくとも一つが成立することが外部充電制御の実施の許可条件となる。
＝＝許可条件＝＝
条件１：日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上であること（Ｊ≧Ｊ２）
条件２：風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上であること（Ｕ≧Ｕ２）
【００４０】
ここで、高価格日射量Ｊ２とは、日射量に基づき予め設定された通常電力価格よりも高い電力価格になると予測される日射量の値であり、例えば、太陽電池による発電が困難な日射量の最大値に設定される。また、高価格風速Ｕ２とは、風速に基づき予め設定された通常電力価格よりも高い電力価格になると予測される風速の値であり、例えば、風力発電装置の風車がほとんど回ることができない風速の最大値に設定される。
【００４１】
さらに、充電制御装置９は、日照センサ１３及び風速センサ１４で検出された日射量Ｊ及び風速Ｕの少なくとも一方に応じて、外部充電制御の実施中の充電速度を変更する。本実施形態の充電制御装置９は、日照センサ１３及び風速センサ１４の検出情報から予測される電力価格が通常電力価格よりも低くなると判断した場合には、通常の充電速度（以下「通常速度」という）で外部充電制御を実施し、電力価格が通常電力価格よりも低くならないと判断した場合には、通常速度よりも遅い充電速度（以下「低速」という）で外部充電制御を実施する。
【００４２】
外部充電制御の実施中の充電速度は、例えば、バッテリ２に供給する充電電力を変更することによって変更する。充電制御装置９は、電力価格が通常電力価格よりも低くなると判断した場合には、車載充電器７が供給できる最大の充電電力をバッテリ２に供給するように車載充電器７を制御することで、通常速度で外部充電制御を実施する。対して、充電制御装置９は、電力価格が通常電力価格よりも低くならないと判断した場合には、上記の最大の充電電力よりも低い電力を供給するように車載充電器７を制御することで、低速で外部充電制御を実施する。
【００４３】
また、外部充電制御の実施中の充電速度は、例えば、外部充電制御の実施を連続で許可するか断続的に許可するかを切り替えることによっても変更することができる。上述の通り、急速充電装置から外部充電する場合には、急速充電装置から出力された直流電力が電力変換されることなく直接バッテリ２に供給される。このため、充電制御装置９は、電力価格が通常電力価格よりも低くなると判断した場合には、第一スイッチ８Ｈに接続信号を送信し続けることで、通常速度で外部充電制御を実施する。対して、電力価格が通常電力価格よりも低くならないと判断した場合には、第一スイッチ８Ｈに所定の周期で接続信号と遮断信号とを交互に送信し、間欠的に電力供給することで、通常速度よりも低速で外部充電制御を実施する。
【００４４】
本実施形態の充電制御装置９は上述の許可条件が成立する場合（すなわち、条件１及び２の少なくとも一つが不成立）であって、以下の条件３及び条件４の少なくとも一つが成立した場合には、外部充電制御の実施を許可するとともに、通常速度で外部充電制御を実施する。また、充電制御装置９は、上述の許可条件が成立する場合であって、以下の条件３及び条件４が共に不成立である場合には外部充電制御の実施を許可するとともに、低速で外部充電制御を実施する。
＝＝充電速度に関する条件＝＝
条件３：日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上であること（Ｊ≧Ｊ１）
条件４：風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上であること（Ｕ≧Ｕ１）
【００４５】
ここで、低価格日射量Ｊ１とは、日射量に基づき予め設定された通常電力価格よりも低い電力価格になると予測される日射量の値であり、例えば、平均日射量よりも所定量だけ多い値に設定される。また、低価格風速Ｕ１とは、風速に基づき予め設定された通常電力価格よりも低い電力価格になると予測される風速の値であり、例えば、平均風速よりも所定量だけ高い値に設定される。
【００４６】
図３に、日射量Ｊ及び風速Ｕに基づいて外部充電制御の実施状態を切り替えるための制御マップを示す。本実施形態の充電制御装置９は図３に示すマップを記憶しており、この制御マップに従って上述の判定制御を実施する。
【００４７】
図３の制御マップでは、日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上、又は、風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上の領域（許可条件が成立する領域）において、外部充電制御の実施状態として「許可」が規定されている。すなわち、日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上であれば、風速Ｕにかかわらず外部充電制御の実施を許可する。同様に、風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上であれば、日射量Ｊにかかわらず外部充電制御の実施を許可する。
【００４８】
さらに、許可条件が成立する領域において、日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１未満、且つ、風速Ｕが低価格風速Ｕ１未満の領域（条件３及び条件４が共に不成立である領域）では、外部充電制御の実施状態として「許可（低速）」が規定されている。一方、許可条件が成立する領域において、日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上、又は、風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上の領域（条件３及び条件４の少なくとも一つが成立する領域）では、外部充電制御の実施状態として「許可（通常速度）」が規定されている。
【００４９】
なお、図３の制御マップでは、日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２未満、且つ、風速Ｕが高価格風速Ｕ２未満の領域（許可条件が成立しない領域）において、外部充電制御の実施状態として「禁止〔特定条件下で許可（通常速度）〕」が規定されている。後述する屋内条件の成否判定（屋内判定）を実施しない場合に、許可条件の成否判定の結果、外部充電制御の実施を許可しないと判定されることは、外部充電制御の実施を禁止することと同義である。一方、屋内判定を実施する場合に、許可条件の成否判定の結果、外部充電制御の実施を許可しないと判定されることは、外部充電制御の実施の可能性があることを意味する。すなわち、この場合、外部充電制御の実施を許可するか禁止するかは未定である。
【００５０】
充電制御装置９は、制御マップを参照し、検出された日射量Ｊ及び風速Ｕに基づいて外部充電制御の実施状態を設定する。
【００５１】
さらに、本実施形態の充電制御装置９は、日照センサ１３及び風速センサ１４の検出情報から車両１０が屋内に置かれている可能性が高いと判断した場合には、外部充電制御の実施を許可する。このように制御することによって、車両１０が屋内のときでもバッテリ２が確実に充電されるため、車両１０の所有者の利便性が向上する。
【００５２】
充電制御装置９は、日照センサ１３で検出された日射量Ｊの変動量を示す変動日射量ｄＪを算出するとともに、日射量Ｊが屋内日射量Ｊ３未満であり、且つ、変動日射量ｄＪが予め設定された第一閾値Ａ未満である場合に、外部充電制御の実施を許可する。変動日射量ｄＪは、例えば所定時間内に検出された日射量Ｊの標準偏差として算出される。
また、充電制御装置９は、風速センサ１４で検出された風速Ｕの変動量を示す変動風速ｄＵを算出するとともに、風速Ｕが屋内風速Ｕ３未満であり、且つ、変動風速ｄＵが予め設定された第二閾値Ｂ未満である場合に、外部充電制御の実施を許可する。変動風速ｄＵは、例えば所定時間内に検出された風速Ｕの標準偏差として算出される。
【００５３】
ここで、屋内日射量Ｊ３は、屋内で検出される日射量の最大値に設定された値であり、高価格日射量Ｊ２よりも小さい。また、第一閾値Ａは、屋内で検出される変動日射量の最大値であって、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。同様に、屋内風速Ｕ３は、屋内で検出される風速の最大値に設定された値であり、高価格風速Ｕ２よりも小さい。また、第二閾値Ｂは、屋内で検出される変動風速の最大値であって、実験やシミュレーションなどにより予め設定されている。
【００５４】
本実施形態の充電制御装置９は上述の許可条件が成立しない場合であっても、以下の屋内条件の条件５〜条件８の全てが成立した場合には（ずなわち、図３の「特定条件下」では）、屋内であると判定して、外部充電制御の実施を許可し、通常速度で外部充電制御を実施する。また、充電制御装置９は、上述の許可条件が成立しない場合であって、以下の屋内条件の少なくとも一つが成立しない場合には、屋内ではないと判定して、外部充電制御の実施を禁止する。
【００５５】
＝＝屋内条件＝＝
条件５：日射量Ｊが屋内日射量Ｊ３未満であること（Ｊ＜Ｊ３）
条件６：風速Ｕが屋内風速Ｕ３未満であること（Ｕ＜Ｕ３）
条件７：変動日射量ｄＪが第一閾値Ａ未満であること（ｄＪ＜Ａ）
条件８：変動風速ｄＵが第二閾値Ｂ未満であること（ｄＵ＜Ｂ）
【００５６】
なお、充電制御装置９は、日射量Ｊや風速Ｕの値に関わらず、バッテリ２が満充電である場合には外部充電制御の実施を禁止する。あるいは、日射量Ｊ及び風速Ｕに基づいて外部充電制御の実施を許可した場合であっても、バッテリ２が満充電である場合には、その許可判定を取り消し、外部充電制御の実施を禁止してもよい。
また、充電制御装置９は、外部充電装置の充電ガンが充電口５，６から離脱された場合に上述の制御を終了する。すなわち、判定制御の終了条件は「接続検出センサ１５，１６により充電ガンの離脱が検知されること」である。
【００５７】
［３．制御構成］
図２に示すように、充電制御装置９には、上述の判定制御を実施するための要素として、取得部９Ａ，算出部９Ｂ，記憶部９Ｃ，状態判定部９Ｄ，制御部９Ｅが設けられる。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。充電制御装置９は、接続検出センサ１５，１６によって検出された信号に基づき、充電ガンが充電口５，６に接続されたことを検知した際に上述の判定制御を開始し、充電ガンが充電口５，６から離脱されたことを検知した際に実施中の判定制御を終了する。
【００５８】
［３−１．取得部］
取得部９Ａは、上記の各センサ１１〜１４からの情報を取得するとともに、取得した情報を算出部９Ｂ，状態判定部９Ｄに伝達するものである。
具体的には、取得部９Ａは、電圧センサ１１で検出されたバッテリ２の電圧Ｖ，電流センサ１２で検出された入出力電流Ｉ，日照センサ１３で検出された日射量Ｊ，風速センサ１４で検出された風速Ｕを取得し、算出部９Ｂに伝達する。
また、取得部９Ａは、日照センサ１３で検出された日射量Ｊ，風速センサ１４で検出された風速Ｕを取得して、状態判定部９Ｄに伝達する。
【００５９】
［３−２．算出部］
算出部９Ｂは、バッテリ２の充電残量，日射量Ｊの変動量を示す変動日射量ｄＪ，風速Ｕの変動量を示す変動風速ｄＵを算出するとともに、算出した各情報を状態判定部９Ｄに伝達するものである。
【００６０】
算出部９Ｂは、例えば取得部９Ａから伝達されたバッテリ２の電圧Ｖに基づき、バッテリ２の充電残量を算出する。あるいは、算出部９Ｂは、取得部９Ａから伝達されたバッテリ２の入出力電流Ｉを積算して電池容量の増減変化を追跡することで、充電残量を算出することも可能である。本実施形態では、バッテリ２の最大充電容量に対する電力残量の割合を百分率で表したものを充電残量として算出する。
算出部９Ｂは、取得部９Ａから伝達された日射量Ｊを蓄積し、日射量Ｊの標準偏差を変動日射量ｄＪとして算出する。
また、算出部９Ｂは、取得部９Ａから伝達された風速Ｕを蓄積し、風速Ｕの標準偏差を変動風速ｄＵとして算出する。
【００６１】
［３−３．記憶部］
記憶部９Ｃは、日射量Ｊ及び風速Ｕに対する外部充電制御の実施状態を切り替えるための制御マップを記憶するものである。
【００６２】
［３−４．状態判定部］
状態判定部９Ｄは、取得部９Ａ及び算出部９Ｂから伝達された各種情報を取得し、記憶部９Ｃに記憶される制御マップを参照することによって、外部充電制御の実施状態を設定するとともに、設定した実施状態を制御部９Ｅに伝達するものである。
【００６３】
状態判定部９Ｄは、算出部９Ｂから伝達されたバッテリ２の充電残量に基づき、バッテリ２が満充電であるか否かを判定することで、外部充電制御を実施する必要があるか否かを判定する。ここで、状態判定部９Ｄは、バッテリ２が満充電である場合、すなわち外部充電制御を実施する必要がないと判定した場合には、外部充電制御の実施状態として「禁止」を設定し、設定した実施状態を制御部９Ｅに伝達する。
【００６４】
一方、バッテリ２が満充電でない場合、すなわち外部充電制御を実施する必要があると判定した場合には、状態判定部９Ｄは、記憶部９Ｃの制御マップを参照し、取得部９Ａから伝達された日射量Ｊ及び風速Ｕに基づき外部充電制御の実施状態を設定し、設定した実施状態を制御部９Ｅに伝達する。また、状態判定部９Ｄは、算出部９Ｂから伝達された変動日射量ｄＪ及び変動風速ｄＵにも基づき、外部充電制御の実施状態を設定する。
【００６５】
詳述すると、状態判定部９Ｄは、記憶部９Ｃの制御マップを参照し、伝達された日射量Ｊ及び風速Ｕが「許可（通常速度）」の領域内である場合には、外部充電制御の実施状態として「許可（通常速度）」を設定し、制御部９Ｅに伝達する。また、状態判定部９Ｄは、記憶部９Ｃの制御マップを参照し、伝達された日射量Ｊ及び風速Ｕが「許可（低速）」の領域内である場合には、外部充電制御の実施状態として「許可（低速）」を設定し、制御部９Ｅに伝達する。
【００６６】
また、状態判定部９Ｄは、記憶部９Ｃの制御マップを参照し、伝達された日射量Ｊ及び風速Ｕが「禁止〔特定条件下で許可（通常速度）〕」の領域内である場合には、車両１０が屋内にある可能性が高いか否かを判定する。状態判定部９Ｄは、取得部９Ａから伝達された日射量Ｊ及び風速Ｕと算出部９Ｂから伝達された変動日射量ｄＪ及び変動風速ｄＵとに基づき、上述の屋内条件を満たすか否かを判定することで、車両１０が屋内にある可能性が高いか否かを判定する。
【００６７】
状態判定部９Ｄは、屋内条件を満たすと判定した場合には、車両１０が屋内にある可能性が高く、バッテリ２を確実に充電する必要があると判断して、外部充電制御の実施状態として「許可（通常速度）」を設定し、制御部９Ｅに伝達する。一方、状態判定部９Ｄは、屋内条件を満たさないと判定した場合には、車両１０が屋外にあり、且つ、電力価格が通常電力価格よりも高くなる可能性が高いと判断して、外部充電制御の実施状態として「禁止」を設定し、制御部９Ｅに伝達する。
【００６８】
［３−５．制御部］
制御部９Ｅは、状態判定部９Ｄから伝達された外部充電制御の実施状態に応じて、第一スイッチ８Ｈ，第二スイッチ８Ｌ，車載充電器７を制御するとともに、外部充電装置と通信して外部充電を実施するものである。
【００６９】
制御部９Ｅは、状態判定部９Ｄから伝達された外部充電制御の実施状態が「禁止」の場合には、第一スイッチ８Ｈ及び第二スイッチ８Ｌに遮断信号を送信する。
【００７０】
また、制御部９Ｅは、状態判定部９Ｄから伝達された外部充電制御の実施状態が「許可（通常速度）」の場合には、第一スイッチ８Ｈ又は第二スイッチ８Ｌに接続信号を送信するとともに、通常速度で外部充電制御を実施する。この場合、制御部９Ｅは、例えば、充電装置２０から外部充電される場合には、第二スイッチ８Ｌに接続信号を送信し、車載充電器７が供給できる電力の最大電力を供給するように車載充電器７を制御する。あるいは、急速充電装置から外部充電される場合には、第一スイッチ８Ｈに接続信号を送信する。
【００７１】
また、制御部９Ｅは、状態判定部９Ｄから伝達された外部充電制御の実施状態が「許可（低速）」の場合には、第一スイッチ８Ｈ又は第二接続スイッチ８Ｌに接続信号を送信するとともに、低速で外部充電制御を実施する。この場合、制御部９Ｅは、例えば、充電装置２０から外部充電される場合には、第二スイッチ８Ｌに接続信号を送信し、通常速度で充電する際の電力よりも低い電力を供給するように車載充電器７を制御する。あるいは、急速充電装置から外部充電される場合には、第一スイッチ８Ｈに所定の周期で接続信号と遮断信号とを交互に送信する。なお、制御部９Ｅは、外部充電制御装置を通信することで充電速度を制御してもよい。
【００７２】
［４．フローチャート］
図４は、上述した判定制御の内容を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、充電制御装置９において、外部充電装置の充電ガンが充電口５，６に接続されたことが検知されてから、充電ガンが充電口５，６から離脱されたことが検知されるまでの間に、所定の演算周期で実施される。なお、このフローチャートでは屋内判定が実施される。
【００７３】
ステップＳ１では、上記の各センサ１１〜１４からの情報が取得される。ステップＳ２では、充電残量，変動日射量ｄＪ，変動風速ｄＵが算出され、ステップＳ３では、バッテリ２が満充電か否かが判定される。ステップＳ３において、バッテリ２が満充電であると判定された場合には、外部充電制御の実施が不要と判断されて、ステップＳ４において外部充電制御の実施を禁止するとして処理されて、このフローをリターンする。
【００７４】
一方、ステップＳ３において、バッテリ２が満充電ではない判定された場合には、ステップＳ５に進み、日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上であるか否かが判定される。ステップＳ５において、日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上ではないと判定された（つまり、Ｊ＜Ｊ２である）場合には、ステップＳ６に進み、風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上であるか否かが判定される。
【００７５】
ステップＳ６において、風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上ではないと判定された（つまり、Ｕ＜Ｕ２である）場合には、上述の許可条件が成立しないため、電力価格が通常電力価格よりも高くなる可能性が高いと判断されて、図５に示すサブフローチャートを実施する。
【００７６】
一方、ステップＳ５において、日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上である場合、あるいは、ステップＳ６において、風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上である場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上であるか否かが判定される。
【００７７】
ステップＳ７において、日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上ではない場合にはステップＳ８に進み、風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上であるか否かが判定される。ステップＳ８において、風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上ではない場合には、ステップＳ９に進み、外部充電制御の実施を許可するとして処理されるとともに、低速で外部充電制御が実施され、このフローをリターンする。
【００７８】
一方、ステップＳ７において、日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上である場合、あるいは、ステップＳ８において、風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上である場合には、ステップＳ１０に進み、外部充電制御の実施を許可するとして処理されるとともに、通常速度で外部充電制御が実施され、このフローをリターンする。
【００７９】
図５は、車両１０が屋内に置かれているか否かによって外部充電制御の実施を許可又は禁止するフローチャートである。図４のステップＳ６から図５のステップＳ２１に進んだ場合、ステップＳ２１〜Ｓ２４の判定が実施される。これらの判定は上述の屋内条件の成否を判定するための条件５〜条件８に対応する。
【００８０】
すなわち、ステップＳ２１では、日射量Ｊが屋内日射量Ｊ３未満であるか否かが判定され、ステップＳ２２では、風速Ｕが屋内風速Ｕ３未満であるか否かが判定される。
また、ステップＳ２３では、変動日射量ｄＪが第一閾値Ａ未満であるか否かが判定され、ステップＳ２４では、変動風速ｄＵが第二閾値Ｂ未満であるか否かが判定される。
【００８１】
ステップＳ２１〜Ｓ２４の各判定においてＮｏルートに進んだ場合には、屋内条件が成立しないため、ステップＳ２６に進み、外部充電制御の実施を禁止するとして処理されて、このフローをリターンする。
【００８２】
一方、ステップＳ２１〜Ｓ２４の全ての判定でＹｅｓルートに進んだ場合には、屋内条件が成立するため、ステップＳ２５に進み、外部充電制御の実施を許可するとして処理されるとともに、通常速度で外部充電制御が実施され、このフローをリターンする。
【００８３】
［５．作用，効果］
（１）上述した充電制御システム１は、車両１０に搭載されるシステムであって、日射量Ｊを検出する日照センサ１３と、風速Ｕを検出する風速センサ１４と、日射量Ｊ，風速Ｕに応じて外部充電制御の実施を許可する充電制御装置９とを備える。このため、車両単体で、再生可能エネルギー電源の出力変動に応じてバッテリ２の外部充電をすることができる。従って、外部充電装置の充電制御に拠ることなく再生可能エネルギー電源の出力変動の相殺（需給調整）に貢献できるとともに、充電に係る費用の節約が可能であり車両１０の所有者の利便性を向上させることができる。
【００８４】
（２）上述した充電制御装置９は、検出された日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上のときに外部充電制御の実施を許可する。また、上述した充電制御装置９は、検出された風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上のときに外部充電制御の実施を許可する。このように電力価格が通常電力価格を下回ると予測される場合、すなわち、再生可能エネルギー電源から一定量以上の電力を確保できる場合に、外部充電制御の実施を許可することによって、需給調整により貢献できるとともに、充電に係る費用をより抑えることができる。
【００８５】
（３）上述した充電制御装置９は、検出された日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２未満であり、且つ、検出された風速Ｕが高価格風速Ｕ２未満であるときに、外部充電制御の実施を許可しない。このように、電力価格が通常電力価格を上回ると予測される場合、すなわち、再生可能エネルギー電源から一定量以上の電力が確保できない場合には外部充電制御の実施を許可しないことによって、需給調整に貢献するとともに、充電に係る費用の高騰化を抑制することができる。
【００８６】
（４）上述した充電制御装置９は、日射量Ｊ，風速Ｕに応じて外部充電制御実施中の充電速度を通常速度又は低速に変更する。このように、日射量Ｊ，風速Ｕに応じて充電速度を変更することによって、需給調整への貢献をより適切に行うことができるとともに、充電に係る費用の高騰化を抑制しつつバッテリ２が充電される機会を増やすことができる。このため、車両１０の所有者の利便性をより向上させることができる。
【００８７】
（５）上述した充電制御装置９は、日射量Ｊの変動量を示す変動日射量ｄＪを算出し、日射量Ｊが屋内日射量Ｊ３未満であり、且つ、変動日射量ｄＪが第一閾値Ａ未満であるときには、車両１０が屋内に置かれていると判定して、外部充電制御の実施を許可する。このように、車両１０が屋内に置かれているか否かの判定を日射量Ｊ及び変動日射量ｄＪに基づいて行うことで、車外の情報に拠らず比較的簡単に判定することができる。また、車両１０が屋内に置かれている可能性が高いときに外部充電制御の実施を許可することによって、車両１０が屋内のときでもバッテリ２が確実に充電されるため、車両１０の所有者の利便性を向上させることができる。
【００８８】
（６）また、上述した充電制御装置９は、風速Ｕの変動量を示す変動風速ｄＵを算出し、風速Ｕが屋内風速Ｕ３未満であり、且つ、変動風速ｄＵが第二閾値Ｂ未満であるときには、車両１０が屋内に置かれていると判定して、外部充電制御の実施を許可する。このように、車両１０が屋内に置かれているか否かの判定を風速Ｕ及び変動風速ｄＵに基づいて行うことで、車外の情報に拠らず比較的簡単に判定することができる。また、車両１０が屋内に置かれている可能性が高いときに外部充電制御の実施を許可することによって、車両１０が屋内のときでもバッテリ２が確実に充電されるため、車両１０の所有者の利便性を向上させることができる。
【００８９】
［６．その他］
上述した充電制御システム１の構成や充電制御装置９の構成は一例であって上述した構成に限られない。また、上述した判定制御のための各条件も一例であって、上述したものに限られない。
【００９０】
本実施例において、充電制御システム１は日照センサ１３と風速センサ１４との両方を備え、外部充電制御の実施の許可は、日射量Ｊ及び風速Ｕの双方に基づいてされるものとしたが、充電制御システム１は日射量Ｊ及び風速Ｕの少なくとも一方を検出できればよい。すなわち、充電制御システム１が日照センサ１３及び風速センサ１４のいずれか一方を備えた構成としてもよい。
【００９１】
また、本実施例において、日射量Ｊは日照センサ１３によって検出されるものとし、風速Ｕは風速センサ１４によって検出されるものとして説明したが、日射量又は風速を検出する検出装置はこれらに限らない。例えば、日射量又は風速を検出する検出装置として車載太陽光パネルや車載風力発電装置を用いることも可能である。或いは、充電制御システム１が周辺の太陽光発電装置や風力発電装置と通信し、日射量又は風速を取得するものとしてもよい。この場合、車両１０に搭載される通信器が検出装置としての役割を果たすこととなる。
【００９２】
本実施例において、充電制御装置９は検出された日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２以上のときに外部充電制御の実施を許可するものとして説明したが、日射量Ｊが低価格日射量Ｊ１以上のときに外部充電制御の実施を許可する構成としてもよい。同様に、本実施例において、充電制御装置９は検出された風速Ｕが高価格風速Ｕ２以上のときに外部充電制御の実施を許可するものとして説明したが、風速Ｕが低価格風速Ｕ１以上のときに外部充電制御の実施を許可する構成としてもよい。このように、高価格日射量Ｊ２，高価格風速Ｕ２を省略し、電力価格が通常電力価格を下回るときにのみ外部充電制御の実施を許可する構成とすれば、制御構成と簡素化しうることによってバッテリ２の充電に係る費用をより抑えることができる。
【００９３】
また、本実施例において、充電制御装置９は許可条件が成立しない場合でも、屋内条件が成立する場合には、外部充電制御の実施を許可するものとして説明したが、屋内条件の成否判定を省略した構成としてもよい。この場合、検出された日射量Ｊが高価格日射量Ｊ２未満であり、且つ、検出された風速Ｕが高価格風速Ｕ２未満である場合には、外部充電制御の実施を禁止する構成としてもよい。
また、屋内条件の成否判定に代えて、充電制御システム１に切換スイッチを設け、車両１０の所有者のスイッチ操作に基づき車両１０が屋内に置かれているか否かを判定する構成としてもよい。
【００９４】
また、本実施例において、充電制御装置９は、日照センサ１３及び風速センサ１４の検出情報から予測される電力価格が通常電力価格よりも低くなると判断した場合には、通常速度で外部充電制御を実施し、電力価格が通常電力価格よりも低くならないと判断した場合には、通常速度よりも低速で外部充電制御を実施するものとして説明したが、充電速度の変更方法はこれに限らない。例えば、検出された日射量Ｊが多いほど、あるいは、風速Ｕが高いほど充電速度を速くするような構成としてもよい。
【００９５】
また、車両１０の主な走行地域や車両１０の充電される時間帯によって設定する充電速度を変更するものとしてもよい。例えば、車両１０の主な走行地域の電力が主に風力発電によって賄われる場合には、日射量Ｊに応じて外部充電制御の実施を許可したときの充電速度よりも、風速Ｕに応じて外部充電制御の実施を許可したときの充電速度の方が速くなるように設定してもよい。
【００９６】
また、例えば、車両１０の主な走行地域の電力が太陽光発電によって賄われる場合には、風速Ｕに応じて外部充電制御の実施を許可したときの充電速度よりも、日射量Ｊに応じて外部充電制御の実施を許可したときの充電速度の方が速くなるように設定してもよい。一方、車両１０の主な走行地域の電力が太陽光発電によって賄われる場合であっても、車両１０の充電される時間が夜間の場合には、日射量Ｊに応じて外部充電制御の実施を許可したときの充電速度よりも、風速Ｕに応じて外部充電制御の実施を許可したときの充電速度の方が速くなるように設定してもよい。
【００９７】
本実施例において、判定制御を実施するために用いられる各値（低価格日射量Ｊ１，高価格日射量Ｊ２，屋内日射量Ｊ３，低価格風速Ｕ１，高価格風速Ｕ２，屋内風速Ｕ３，第一閾値Ａ，第二閾値Ｂ）は固定値として説明したが、各値は車両１０の主な走行地域や車両１０の充電される時間帯に応じて変化する可変値であってもよい。また、各値を車両１０の所有者が任意に設定するものとしてもよい。
【００９８】
また、本実施例において、判定制御の開始条件は接続検出センサ１５，１６により充電ガンの接続が検知されることとして説明したが、判定制御の開始を車両１０の所有者が任意に設定するものとしてもよい。すなわち、充電制御システム１に判定制御の要否を切り替える切り換えスイッチを設け、スイッチがＯＮに操作されている場合にのみ、節約モードとして判定制御を実施するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１  充電制御システム
２  バッテリ
９  充電制御装置
９Ａ  取得部
９Ｂ  算出部
９Ｃ  記憶部
９Ｄ  状態判定部
９Ｅ  制御部
１０  車両
１３  日照センサ（検出装置）
１４  風速センサ（検出装置）
Ｊ  日射量
Ｊ１  低価格日射量
Ｊ２  高価格日射量
Ｊ３  屋内日射量
ｄＪ  変動日射量
Ｕ  風速
Ｕ１  低価格風速
Ｕ２  高価格風速
Ｕ３  屋内風速
ｄＵ  変動風速
Ａ  第一閾値
Ｂ  第二閾値
【図１】
2019213434.tif 000003
【図２】
2019213434.tif 000004
【図３】
2019213434.tif 000005
【図４】
2019213434.tif 000006
【図５】
2019213434.tif 000007