(57)【要約】【課題】電力量計を搭載せずに、車両毎の不公平感を軽減する充電料金を算出すること。【解決手段】車両を充電する車両用充電器であって、充電電流を計測する電流計測手段と、設定した第１の閾値を充電電流が上回ったことと下回ったことを検知可能な検知手段と、充電電流が第１の閾値を上回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第１の時間を測定する計時手段と、電流計測手段が計測した充電電流の最大値と、計時手段により測定された第１の時間を充電料金の算出に利用する制御装置と、を備えた構成とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を充電する車両用充電器であって、充電電流を計測する電流計測手段と、設定した第１の閾値を充電電流が上回ったことと下回ったことを検知可能な検知手段と、充電電流が第１の閾値を上回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第１の時間を測定する計時手段と、電流計測手段が計測した充電電流の最大値と、計時手段により測定された第１の時間を充電料金の算出に利用する制御装置と、を備えた車両用充電器。
【請求項２】
検知手段は、充電電流が設定した第１の閾値より大きい第２の閾値を下回ったことを検知し、計時手段は、充電電流が第２の閾値を下回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第２の時間を測定し、第２の時間が設定値を上回る場合には、充電料金の算出に第２の時間も利用する請求項１に記載の車両用充電器。
【請求項３】
計時手段が検知手段の検知から次の検知までの時間を測定し、車両の車種ごとの充電電流値のデータを記憶する記憶手段のデータと、計時手段の測定結果を比較することで、判定部が充電車両の車種を判定する請求項１又は２に記載の車両用充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、車両用充電器を用いて車両を充電する際の充電料金の算出は、充電時間によって算出する方法か、使用した電力量によって算出する方法によりなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１２７７２号公報
【０００４】
ところで、車両によって、充電電流のピーク値などが異なる。したがって、充電時間による算出の場合には、充電時間が同じ場合であっても、車両毎に使用する電力量が異なるため、不公平感が出る。このため、使用する電力量を測定することで充電料金の算出を行うことが好ましいが、車両用充電器に電力量計を搭載する必要があるため、コスト高となってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、電力量計を搭載せずに、車両毎の不公平感を軽減する充電料金の算出方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、車両を充電する車両用充電器であって、充電電流を計測する電流計測手段と、設定した第１の閾値を充電電流が上回ったことと下回ったことを検知可能な検知手段と、充電電流が第１の閾値を上回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第１の時間を測定する計時手段と、電流計測手段が計測した充電電流の最大値と、計時手段により測定された第１の時間を充電料金の算出に利用する制御装置と、を備えた車両用充電器とする。
【０００７】
また、検知手段は、充電電流が設定した第１の閾値より大きい第２の閾値を下回ったことを検知し、計時手段は、充電電流が第２の閾値を下回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第２の時間を測定し、第２の時間が設定値を上回る場合には、充電料金の算出に第２の時間も利用する構成とすることが好ましい。
【０００８】
また、計時手段が検知手段の検知から次の検知までの時間を測定し、車両の車種ごとの充電電流値のデータを記憶する記憶手段のデータと、計時手段の測定結果を比較することで、判定部が充電車両の車種を判定する構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、電力量計を搭載せずに、車両毎の不公平感を軽減する充電料金を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車種Ａにおける充電電流の経時変化を表した図である。
【図２】車種Ｂにおける充電電流の経時変化を表した図である。
【図３】車種Ｃにおける充電電流の経時変化を表した図である。
【図４】休止状態を認識する流れを示したフロー図である。
【図５】車種Ａにおける充電電流の経時変化と設定した第１の閾値と課金対象時間との関係を表した図である。
【図６】図５における、課金対象時間と充電電流の最大値をかけあわせることで得られた値を示すイメージ図である。ただし、当該値は斜線を付した四角の面積として表している。
【図７】図５における、課金対象時間と充電電流の最大値をかけあわせることで得られた値を示すイメージ図である。ただし、当該値は斜線を付した部分の面積として表している。なお、満充電状態付近における第２の時間に関しては、その半分の時間が課金対象時間となるようにしている。
【図８】図５における、課金対象時間と充電電流の最大値をかけあわせることで得られた値を示すイメージ図である。ただし、当該値は斜線を付した部分の面積として表している。なお、満充電状態付近における第２の時間においては、第２の時間と充電電流の平均値をかけあわせている。
【図９】車種Ａにおける充電電流の経時変化と第１の閾値で切り分けられる時間との関係を表した図である。
【図１０】車種Ｂにおける充電電流の経時変化と第１の閾値で切り分けられる時間との関係を表した図である。
【図１１】車種Ｃにおける充電電流の経時変化と第１の閾値で切り分けられる時間との関係を表した図である。
【図１２】計時手段などを設けたユニットがコンセントの一次側に備えられた車両用充電器に車両が接続された状態を表す図である。
【図１３】ユニットがコンセントの一次側に備えられた車両用充電器を用いて充電した場合の車種Ａにおける充電電流の経時変化を表した図である。
【図１４】ＣＰＬＴ信号で制御される車両の充電に用いる車両用充電器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の車両用充電器１は、車両２を充電するものであり、充電電流を計測する電流計測手段と、設定した第１の閾値を充電電流が上回ったことと下回ったことを検知可能な検知手段と、充電電流が第１の閾値を上回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第１の時間を測定する計時手段と、電流計測手段が計測した充電電流の最大値と、計時手段により測定された第１の時間を充電料金の算出に利用する制御装置と、を備えている。このため、電力量計を搭載せずに、車両２毎の不公平感を軽減する充電料金を算出することが可能となる。
【００１２】
多くの場合、車両用充電器１は、充電器本体１１と充電ケーブル１３で構成され、充電ケーブル１３を車両２に接続することで、車両２を充電する。実施形態の充電器本体１１には、充電器本体１１から車両２へ充電される充電電流を測定する電流測定手段を備えている。
【００１３】
例えば、図１４に示すようにＣＰＬＴ信号を利用して充電することがなされているが、この場合、車両用充電器１は、ＣＰＬＴ信号の電位の変化で、車両２側の制御回路と通信を行う。ＣＰＬＴ信号を用いる場合、充電ケーブル１３を車両２に接続していない状態では、車両用充電器１のＣＰＬＴ信号の電位が１２Ｖとなる。充電ケーブル１３を車両２に接続すると、車両２側の制御回路の第１の抵抗が制御装置の抵抗と直列に接続され、ＣＰＬＴ信号の電位は９Ｖとなる。車両用充電器１は、ＣＰＬＴ信号の電位が９Ｖになったことを検出すると、車両２が充電ケーブル１３に接続されたことを検知する。その後、車両用充電器１がパルス出力回路を発振させてＣＰＬＴ信号の電位は９Ｖ発振の状態となる。これによってパルス状の９ＶのＣＰＬＴ信号が車両２側に入る。車両２側の準備ができていれば車両２側の制御回路が受電許可スイッチをオンとする。
【００１４】
車載電池としてリチウムイオン電池が搭載されている場合には、車両２側の第２の抵抗によってＣＰＬＴ信号の電位は６Ｖ発振に変化し、車両２の受電準備が完了したことを車両用充電器１が認識する。車両用充電器１はこの状態においてリレーにオン信号を出力し充電電路を閉路制御し、充電電路に２００Ｖの充電電圧を印加する。
【００１５】
ところで、充電時における電流値の挙動は一律ではなく、車種などによって左右される。例えば、車種Ａの場合は、図１に示すように充電開始から充電終了までの間に、充電⇒休止⇒充電⇒休止を繰り返しながら、充電を行う。また、車種Ｂの場合は、図２に示すように、充電開始から、一定時間経過後に一度だけ休止を行う。更には車種Ｃの場合は、図３に示すように、充電開始から終了まで、連続して充電を行う。このような充電特性の差異は、電流値と充電時間を利用して充電料金を算出する場合に、不公平な結果をもたらしうるものであるため、充電されていないと考えられる場合の時間帯は充電時間として含めないようにすることが考えられる。
【００１６】
そこで、本実施形態では図４に示すフローのようにして、休止状態である時間帯を定めている。先ず、充電動作を開始する（Ｓ００１）。次に、充電電流値が第１の閾値を上回ったか否かを判定する（Ｓ００２）。充電電流値が第１の閾値を越えたことを検知した場合、充電が開始されたと判定する（Ｓ００３）。なお、休止状態の場合であっても、数十ｍＡ程度の電流が電流計測手段によって計測される。第１の閾値は、休止状態に流れる電流よりも大きい電流値を設定することが好ましく、具体的には、数Ａ程度の電流値を設定することが好ましい。
【００１７】
次に、充電電流値が第１の閾値を下回ったか否かを判定する。例えば、充電が開始されたと判断された後、一定時間経過後に、充電電流値が減少し、第１の閾値を下回ったことを検知手段で検知する（Ｓ００４）。この結果により、現在、休止状態であると判定する（Ｓ００５）。また、第１の閾値よりも小さく休止状態に流れる電流よりも大きい電流値で設定される閾値を下回ったことを検知手段で検知することで、休止状態であると判定してもよい。
【００１８】
充電が休止状態になった後、充電電流値が第１の閾値を上回るか否かを検知する（Ｓ００６）。充電電流値が第１の閾値を上回った場合には、充電再開と判定する（Ｓ００７）。また、充電電流値が第１の閾値を上回った場合には、ステップ００４からステップ００６を繰り返す。なお、ステップ００６で第１の閾値を上回る事態が生じ得るか否かは車両２の種類によって異なっており、休止状態にならず、充電を終了させる車種もあれば、充電⇔休止を繰り返す車種もあるのは図１乃至図３に示したとおりである。
【００１９】
ステップ００６で充電電流値が第１の閾値を上回っていない場合には、充電コネクタが抜かれたか否かを検知する（Ｓ００８）。充電コネクタが抜かれたか否かは、充電スタンドの場合には、ＣＰＬＴの電位が１２Ｖになったことで検知してもよいし、別の閾値を設定し、電流値の低下を検知してもよい。なお、車載ケーブル等の場合には、別の閾値を設定し、電流値の低下を検知することで、充電コネクタが抜かれたことを判定するようにすることができる。
【００２０】
ステップ００８で充電コネクタが抜かれたことを検知したら、充電料金の算出が行われる（Ｓ００９）。ステップ００８で充電コネクタが抜かれたことが検知されなければ、ステップ００６に戻る。なお、ステップ００６で第一の閾値を上回らず、Ｓ０００８で充電コネクタが抜かれない状況が一定時間続いた場合であっても、充電料金の算出が行われても良い。
【００２１】
実施形態では、充電電流値が閾値を上回ってから下回るまでの時間を測定し、充電料金の算出に利用することで、充電状態と休止状態を繰り返す車両２の場合に生じ得る、休止状態の時間分の、充電料金の過払いを抑制することができる。
【００２２】
ところで、従来の時間による充電料金の算出方法では、車種によって、充電電流値が異なるにもかかわらず、車種に応じた実際の充電電流値ではなく、一定の電流値を設定し、充電料金の算出を行っていた。そこで、本実施形態では、充電電流のピーク電流を測定し、ピーク電流を充電料金の算出に利用する。したがって、充電電流値が車種により異なっていても、充電料金の過払いが発生することを抑制することができる。
【００２３】
本実施形態では、充電電流値が閾値を上回ってから下回るまでの時間を測定し、その合計時間と、充電電流のピーク電流を充電料金の算出に利用することで、充電料金の過払いが発生することを抑制している。
【００２４】
ところで、図５に示すことから理解されるように、充電状態から、休止状態に変化する場合、充電電流値がピークの状態から閾値を下回る状態へ変化するが、通常はその変化が急（数秒程度）である。その一方で、車両２のバッテリーが満充電状態に近づくと、その変化がなだらか（数十秒から数分程度〔車両２毎に異なる〕）になる。そのため、その変化中の時間も充電料金の算出に利用してしまうと、車両２によって公平ではなくなってしまう（図５及び図６参照）。
【００２５】
そこで、本実施形態では、第１の閾値よりも大きく、ピーク電流よりも小さい第２の閾値を設定している。また、第２閾値を下回ってから、第１の閾値を下回るまでの第２の時間を計測する。検知手段が、充電電流が設定した第２の閾値を下回ったことを検知し、計時手段が、充電電流が第２の閾値を下回ったことを検知してから第１の閾値を下回ったことを検知するまでの時間である第２の時間を測定し、第２の時間が設定値を上回る場合には、充電料金の算出に第２の時間も利用するものとすることで、充電特性の違いによる充電料金の不公平感を緩和している。
【００２６】
より具体的には、第２の時間の計測値と、定めた設定値とを比較することで、なだらかな変化であるかを判定し、なだらかな変化であると判定された場合には、第２の時間の半分の時間を充電料金の算出に利用することができる（図７参照）。そうすることで、より適切に、充電料金の算出をすることができる。なお、設定値は、ある特定の値を設定しても構わないし、車種Ａや車種Ｂのように、満充電前に電流値が下がることがある車種の場合には、満充電前に生じる急な変化の場合の第２の時間を測定した結果を利用して設定値を定めてもよい。
【００２７】
また、第２の時間を充電料金の算出に利用する方法として、第２の時間の間の電流値を測定し、（第１の時間の合計値）×（最大電流値）+（第２の時間）×（第２の時間における電流値の平均値）としてもよい（図８参照）。
【００２８】
ところで、車種により充電中における休止の回数や、連続充電の時間などが左右されるが、計時手段が検知手段の検知から次の検知までの時間を測定し、車両２の車種ごとの充電電流値のデータを記憶する記憶手段のデータと、計時手段の測定結果を比較することで、判定部が充電車両２の車種を判定するようにしても良い。この際、車両２毎の特徴を波形として記憶する記憶部を車両用充電器１に備えさせたものとしてもよい。また、記憶部は休止の回数や連続充電時間などのパラメータを記憶するものとしてもよい。
【００２９】
実施形態の車両用充電器１に備えた計時手段は、「充電電流が第１の閾値を上回ってから、下回るまで」の第１の時間と、「充電電流が第１の閾値を下回ってから、上回るまで」の第３の時間を測定する。第１の時間は、概略、充電状態が連続する時間であり、第３の時間は、概略、休止状態が連続する時間である。
【００３０】
実施形態の車両用充電器１は、第１の時間と第３の時間の回数とそれぞれの連続時間によって、車両２への充電電流の変化の特徴を把握し、その特徴に類似した特徴を持つ車種のデータを記憶部から読み出すことで、車種の判定を行う。
【００３１】
例えば、図９に示すように、第１の時間：Ｔ１（分）⇒第３の時間：ｔ１（秒）⇒第１の時間：Ｔ２（分）⇒第３の時間：ｔ２（秒）⇒第１の時間：Ｔ３（分）の場合には、車種Ａと判定する。
【００３２】
また、図１０に示すように、第１の時間：Ｔ１（分）⇒第３の時間：ｔ１（分）⇒第１の時間：Ｔ２（分）の場合には、車種Ｂと判定する。
【００３３】
また、図１１に示すように、第１の時間：Ｔ１（分）の場合には、車種Ｃと判定する。
【００３４】
なお、車種によって異なる第２の時間を車種判定に利用しても構わない。また、入力部を備えたものとし、記憶部に記憶された車種データに該当するものがない場合には、新たに車種データを追加できるようにしてもよい。
【００３５】
ところで、車両用充電器１は、１次側にユニット１２を備えたコンセントに、ＣＣＩＤを備えた充電ケーブル１３（例、車載ケーブル）の一方のプラグを接続し、もう一方の充電コネクタに車両２を接続することで車両２を充電するものであっても良い。このとき、ユニット１２は、電路を遮断する遮断手段、電流計測手段、検知手段、計時手段、記憶手段などからなる（図１２参照）。そうすることで、ＣＣＩＤを備えた充電ケーブル１３であっても、充電料金の算出や車種判定をすることができる。また、図１３に示すように、コンセントに充電ケーブル１３のプラグを接続したとき、電流計測手段によって待機電流と呼ばれる数十ｍＡ程度の僅かな電流を測定するため、検知手段に第１の閾値よりも小さな新たな閾値を設定することで、充電ケーブル１３がコンセントに挿抜されたことを検知することができるようになる。
【００３６】
以上、実施形態を例に挙げながら本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  車両用充電器
２  車両
１１  充電器本体
１２  ユニット
１３  充電ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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