(57)【要約】【課題】住宅が備える電源を利用して車載バッテリを充電する充電システムにおいて、ユーザが所望する時間帯に確実に充電を行えるようにする。【解決手段】制御ＥＣＵ１４は、入出力装置１３を利用して設定された充電開始時刻を車両２０に通知する。住宅１０と車両２０との間は、電力線４０を利用した電力線通信でデータが送受信される。車両２０に搭載された充電管理コントローラ２３は、制御ＥＣＵ１４から通知された充電開始時刻が到来すると、スイッチ２７をオン状態に制御するとともに、充放電器２６を起動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅が備える電源を利用して車両に搭載されたバッテリを充電する充電システムであって、
前記車両に搭載されて前記バッテリを充電する充電器と、
前記住宅と前記車両とを接続する電力線と、
前記バッテリの充電を開始すべき充電開始時刻を設定する設定手段と、
前記充電開始時刻において前記充電器に前記バッテリへの充電を開始させる制御手段と、
を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充電システムであって、
前記住宅と前記車両との間で通信を行う通信手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記住宅に設けられ、
前記制御手段は、前記住宅に設けられる第１の制御部および前記車両に搭載される第２の制御部を備え、
前記第１の制御部は、前記通信手段を利用して、前記設定手段により設定された充電開始時刻を表す充電開始時刻情報を前記第２の制御部へ送信し、
前記第２の制御部は、前記充電開始時刻情報に従って前記充電器に前記バッテリへの充電を開始させる
ことを特徴とする充電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の充電システムであって、
前記通信手段は、前記電力線を利用して前記住宅と前記車両との間で通信を行う
ことを特徴とする充電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の充電システムであって、
前記制御手段は、前記充電器による前記バッテリへの充電が開始された後、前記第１の制御部と前記第２の制御部との間で定期的に信号を送受信することにより、充電動作の状態をモニタする
ことを特徴とする充電システム。
【請求項５】
請求項２に記載の充電システムであって、
前記通信手段は、前記住宅と前記車両との間で無線通信を行う
ことを特徴とする充電システム。
【請求項６】
請求項１に記載の充電システムであって、
前記設定手段は、前記車両に搭載される
ことを特徴とする充電システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の充電システムであって、
前記バッテリに充電されている電力を前記電力線を介して前記住宅に供給する放電器をさらに備える
ことを特徴とする充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるバッテリを充電する充電システムに係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般的な住宅が備える商用電源を利用して車両に搭載されるバッテリを充電する方式が知られている。一公知技術として、特許文献１には、下記の充電システムが記載されている。すなわち、特許文献１に記載の充電システムにおいては、車両に、バッテリの充電を管理する充電制御ＥＣＵが設けられる。車両のバッテリを充電する際には、住宅の屋外コンセントと車両の充電用コネクタとの間を充電ケーブルで接続する。住宅側には、充電実施時に充電制御ＥＣＵとの間で認証を行うＩＤボックスを設置する。そして、充電制御ＥＣＵとＩＤボックスとの間で認証が成立したことを条件として、バッテリへの充電が許可される。この構成により、車両盗難の予防性が高くなる。
【０００３】
また、他の公知技術として、特許文献２に記載の充電システムは、電気車駆動用のバッテリを充電する充電器、およびバッテリの状態に応じて充電器を制御するコントロールユニットを備える。コントロールユニットは、バッテリの状態に応じて充電時間を算出する手段、バッテリの充電完了時刻および充電時間に応じて充電開始時刻を算出する手段、算出した充電開始時刻に充電を開始する手段を備える。
【特許文献１】特開２００８−６１４３２号公報
【特許文献２】特開平８−１１１９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の充電システムは、充電の開始時に充電ケーブルを接続する構成である。このため、このシステムでは、例えば、ユーザが不在である時間帯に充電を開始させることができない。すなわち、ユーザが所望する時間帯に充電を行えないことがある。
【０００５】
特許文献２に記載の充電システムでは、車両に搭載されているコントロールユニットによって上述の充電手順が行われる。しかし、充電に係わる各種設定を住宅側で行うことができれば、ユーザにとって利便性が向上する。ただし、住宅側と車両との間の通信のための設備を増やすことは好ましくない。
【０００６】
本発明の課題は、住宅が備える電源を利用して車載バッテリを充電する充電システムにおいて、ユーザが所望する時間帯に確実に充電を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電システムは、住宅が備える電源を利用して車両に搭載されたバッテリを充電する構成であって、前記車両に搭載されて前記バッテリを充電する充電器と、前記住宅と前記車両とを接続する電力線と、前記バッテリの充電を開始すべき充電開始時刻を設定する設定手段と、前記充電開始時刻において前記充電器に前記バッテリへの充電を開始させる制御手段とを備える。この構成によれば、ユーザが所望する時刻に充電を開始することができる。
【０００８】
本発明の充電システムは、前記住宅と前記車両との間で通信を行う通信手段をさらに備えるようにしてもよい。この場合、前記設定手段は、前記住宅に設けられ、前記制御手段は、前記住宅に設けられる第１の制御部および前記車両に搭載される第２の制御部を備える。そして、前記第１の制御部は、前記通信手段を利用して、前記設定手段により設定された充電開始時刻を表す充電開始時刻情報を前記第２の制御部へ送信し、前記第２の制御部は、前記充電開始時刻情報に従って前記充電器に前記バッテリへの充電を開始させる。この構成によれば、ユーザは、住宅内で充電開始時刻等を設定することができる。
【０００９】
前記通信手段は、例えば、前記電力線を利用して前記住宅と前記車両との間で通信を行う。或いは、前記通信手段は、前記住宅と前記車両との間で無線通信を行うようにしてもよい。いずれの場合であっても、住宅と車両との間の通信のための専用信号線を設ける必要はない。
【００１０】
前記制御手段は、前記充電器による前記バッテリへの充電が開始された後、前記第１の制御部と前記第２の制御部との間で定期的に信号を送受信することにより、充電動作の状態をモニタするようにしてもよい。このとき、前記電力線を利用して前記住宅と前記車両との間で通信を行うものとすると、その電力線およびそのコネクタ等の状態を直接的にモニタすることができる。
【００１１】
上記充電システムにおいて、前記バッテリに充電されている電力を前記電力線を介して前記住宅に供給する放電器をさらに備えるようにしてもよい。この構成によれば、バッテリに充電されている電力を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、住宅が備える電源を利用して車載バッテリを充電する充電システムにおいて、ユーザが所望する時間帯に確実に充電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の充電システムの構成を示す図である。実施形態の充電システム１は、住宅１０が備える電源を利用して車両２０に搭載されているバッテリを充電する。
【００１４】
住宅１０には、ホームコントローラ１１が設けられる。ホームコントローラ１１は、時計１２、入出力装置（設定手段）１３、制御ＥＣＵ（制御手段、第１の制御部）１４、電力線通信器（通信手段）１５を備える。
【００１５】
時計１２は、時刻を表すデジタルデータを出力する。入出力装置１３は、バッテリの充電に係わるユーザ入力を受け付ける入力部、および必要な情報を出力する出力部を備えている。入力部は、特に限定されるものではないが、数字等をキー入力するためのボタンを備える入力装置であってもよいし、タッチパネル装置であってもよい。また、出力部は、例えば、表示装置である。そして、ユーザは、この入出力装置１３を利用して、バッテリの充電を開始すべき充電開始時刻を含む充電開始条件を設定することができる。
【００１６】
制御ＥＣＵ１４は、時刻を表すデジタルデータが時計１２から与えられると共に、必要に応じて、車両２０に搭載されている充電管理コントローラ２３と連携して充電動作を制御する。電力線通信器１５は、電力線４０を利用して住宅１０と車両２０との間の通信を制御する。したがって、電力線通信器１５は、コンセント３１に接続される。
【００１７】
分電盤３０は、複数の端子（Ｔ１、Ｔ２、．．．）を備え、住宅１０が備える複数のコンセント（３１、３２、．．．）に電力を分配する。なお、分電盤３０は、電力量計３３を介して、商用電力網に接続されている。
【００１８】
コンセント３１は、住宅１０の屋内に設けられ、分電盤３０の端子Ｔ１に接続されている。また、コンセント３２は、住宅１０の屋外に設けられ、分電盤３０の端子Ｔ２に接続されている。端子Ｔ１、Ｔ２は、分電盤３０の内部で互いに接続されている。或いは、端子Ｔ１、Ｔ２は、切替部３４を介して互いに接続されるようにしてもよい。なお、切替部３４は、制御ＥＣＵ１４による制御に従って、分電盤３０の端子間の接続を切り替えるようにしてもよい。
【００１９】
車両２０は、時計２１、入出力装置（設定手段）２２、充電管理コントローラ（制御手段、第２の制御部）２３、電力線通信器（通信手段）２４、メインバッテリ２５、充放電器（充電器、放電器）２６を備える。時計２１、入出力装置２２、電力線通信器２４は、基本的に、住宅１０に設けられる時計２１、入出力装置２２、電力線通信器２４と同じである。
【００２０】
充電管理コントローラ２３は、時刻を表すデジタルデータが時計２１から与えられると共に、メインバッテリ２５の状態（出力電圧、充電容量など）をモニタする。そして、充電管理コントローラ２３は、単独で、あるいは住宅１０が備える制御ＥＣＵ１４と連携しながら、充電動作を制御する。
【００２１】
充放電器２６は、電力線４０を介して供給される電力を利用して、メインバッテリ２５を充電する。このとき、充放電器２６は、ＡＣ／ＤＣコンバータとして動作する。また、充放電器２６は、メインバッテリ２５に充電されている電力を、電力線４０を介して住宅１０に供給することができる。このとき、充放電器２６は、インバータ装置として動作する。スイッチ２７は、電力線４０と充放電器２６との間に設けられ、充電管理コントローラ２３によって制御される。なお、スイッチ２７は、充放電器２６に内蔵されるようにしてもよい。
【００２２】
電力線４０の先端には、プラグ４１が設けられている。そして、メインバッテリ２５を充電するとき（或いは、メインバッテリ２５に充電されている電力を住宅１０に供給するとき）は、プラグ４１はコンセント３２に指し込まれる。
【００２３】
上記構成の充電システム１において、ユーザは、メインバッテリ２５を充電するときには、入出力装置１３または２２を利用して充電開始条件を入力する。充電条件は、充電開始時刻を含んでいる。そうすると、制御ＥＣＵ１４および充電管理コントローラ２３は、電力線通信器１５、２４を利用して、制御情報を送受信する。そして、充電開始条件が満たされると、充電管理コントローラ２３は、スイッチ２７をオン状態に制御し、充放電器２６にメインバッテリ２５への充電を開始させる。なお、電力線通信器１５、２４により行われる電力線通信のプロトコルは、特に限定されるものではなく、公知の技術を利用することができる。
【００２４】
上記構成の充電システム１において、充電開始条件は、住宅１０において設定してもよいし、車両２０において設定するようにしてもよい。以下では、まず、住宅１０において充電開始条件を設定する場合の構成および動作について説明する。
【００２５】
図２は、住宅１０において充電情報を設定する場合の充電システムの構成を示す図である。住宅１０において充電情報を設定する場合には、車両２０は、入出力装置２２を搭載している必要はない。その他は、基本的に、図１を参照しながら説明した通りである。
【００２６】
図３は、住宅１０において充電情報を設定する場合の動作を示すシーケンス図である。ここでは、車両２０において、充電のための準備が完了しているものとする。すなわち、充電管理コントローラ２３および電力線通信器２４は、動作可能な状態になっているものとする。また、電力線４０のプラグ４１は、コンセント３２に指し込まれているものとする。
【００２７】
ユーザは、ホームコントローラ１１が備える入出力装置１３を利用して、充電動作に係わる情報を入力する。充電動作に係わる情報は、この実施例では、下記の通りである。
（１）充電開始時刻
（２）充電終了条件
なお、充電終了条件は、例えば、メインバッテリ２５の充電容量（例えば、満充電、９０パーセント充電など）である。この場合、メインバッテリ２５を所望の状態まで充電することができる。或いは、充電終了条件は、充電終了時刻であってもよい。この場合、例えば、電気料金の安い深夜時間帯にのみ充電を行うように設定することができる。
【００２８】
続いて、設定情報転送手順が実行される。すなわち、ホームコントローラ１１の制御ＥＣＵ１４は、車両２０に搭載されている充電管理コントローラ２３に対して問い合わせメッセージ（ＥＮＱ）を送信すると、充電管理コントローラ２３は、肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。制御ＥＣＵ１４は、この肯定メッセージを受け取ると、充電制御データを送信する。充電制御データは、図４に示すように、「充電／放電フラグ」「開始条件」「終了条件種別」「終了条件」を含んで構成される。「充電／放電フラグ」は、実行すべき動作が充電または放電のいずれであるのかを識別する。以下の説明では、「充電」が選択されているものとする。「開始条件」は、充電を開始すべき時刻を指定する。「終了条件種別」は、充電を終了する条件として、充電容量または時刻のいずれが設定されているのかを識別する。「終了条件」は、充電を終了すべき条件を指定する。
【００２９】
充電管理コントローラ２３は、受信した充電制御データをメモリに保持すると共に、肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。制御ＥＣＵ１４は、この肯定メッセージを受け取ると、伝送終了メッセージ（ＥＯＴ）を送信する。これにより、設定情報転送手順が終了する。
【００３０】
上述の設定情報転送手順が終了した後、充電管理コントローラ２３は、時計２１をモニタする。「開始条件」により指定された充電開始時刻が到来すると、充電動作を開始する前に、接続確認手順が行われる。すなわち、充電管理コントローラ２３は、問い合わせメッセージ（ＥＮＱ）を送信し、制御ＥＣＵ１４は肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。そして、この肯定メッセージを受信すると、充電管理コントローラ２３は、充電動作を開始する。具体的には、スイッチ２７をオン状態に制御し、充放電器２６を起動する。
【００３１】
充電管理コントローラ２３は、充電動作中は、常時、充電終了条件が満たされたかモニタする。例えば、充電終了条件として「満充電」が指定されている場合には、メインバッテリ２５の出力電圧をモニタし、その電圧が「満充電」に相当するレベルにまで上昇したときに充電を終了する。充電の終了は、スイッチ２７をオフ状態に制御し、充放電器２６を停止することにより実現される。
【００３２】
なお、充電動作中は、接続確認手順が実行される。すなわち、充電管理コントローラ２３は、まず問い合わせメッセージ（ＥＮＱ）を送信し、制御ＥＣＵ１４は、その問い合わせメッセージに対して肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。この後、充電管理コントローラ２３は、定期的に、充電中データを送信する。充電中データは、充放電器２６がメインバッテリ２５を充電している最中であることを表す情報である。そして、制御ＥＣＵ１４は、充電中データを受信する毎に、肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。この接続確認手順により、充電管理コントローラ２３は、住宅１０と車両２０との間が正常に接続されているか否かを確認できる。すなわち、例えば、電力線４０のプラグ４１がコンセント３２から外れてしまった場合、或いは電力線４０が断線した場合等には、充電管理コントローラ２３は、制御ＥＣＵ１４からの肯定メッセージを受信できないことによって、接続異常を検出することができる。接続異常が検出されたときは、充電管理コントローラ２３は、例えば、アラームを出力することができる。
【００３３】
ここで、実施形態の充電システム１では、充電のための電力を送電する電力線４０を利用して、制御ＥＣＵ１４と充電管理コントローラ２３との間で通信が行われる。したがって、充電管理コントローラ２３は、電力線４０を介した送電に異常が生じた場合には、その異常を即座にかつ直接的に検出することができる。なお、制御ＥＣＵ１４および／または充電管理コントローラ２３は、充電動作中の接続確認手順のログを保持するようにしてもよい。
【００３４】
充電が終了すると、充電管理コントローラ２３は、問い合わせメッセージ（ＥＮＱ）を送信し、制御ＥＣＵ１４は肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。続いて、充電管理コントローラ２３は、充電が完了したことを通知する完了データを送信する。制御ＥＣＵ１４は、完了データを受信すると、肯定メッセージ（ＡＣＫ）を返送する。そして、充電管理コントローラ２３は、この肯定メッセージを受信すると、伝送終了メッセージ（ＥＯＴ）を送信する。これにより、一連の充電動作が終了する。
【００３５】
なお、図３に示すシーケンスでは、車両２０に搭載される充電管理コントローラ２３が充電開始時刻をモニタしているが、本発明はこの手順に限定されるものではない。すなわち、住宅１０が備えるホームコントローラ１１において充電開始時刻が入力された後、そのホームコントローラ１１が充電開始時刻をモニタし、充電開始時刻が到来したときにホームコントローラ１１から車両２０へ起動指示を送るようにしてもよい。
【００３６】
また、メインバッテリ２５から住宅１０へ電力を供給する放電手順は、基本的に、図３に示すシーケンスと同じである。ただし、放電手順では、充電管理コントローラ２３は、充放電器２６をインバータ装置として動作させる。また、ホームコントローラ１１は、メインバッテリ２５から出力される電力が所望の装置（住宅１０が備える電機機器、バッテリなど）に導かれるように、切替器３４を制御して分電盤３０の接続を切り替える。
【００３７】
図５は、車両２０側で充電情報を設定する場合の充電システムの構成を示す図である。この場合、住宅１０にホームコントローラ１１を設ける必要はない。また、車両２０に電力線通信器２４を搭載する必要はない。その他は、基本的に、図１を参照しながら説明した通りである。
【００３８】
図６は、車両２０側で充電情報を設定する場合の動作を示すシーケンス図である。充電管理コントローラ２３の動作は、基本的に、住宅１０側で充電情報が設定される場合と同じである。ただし、充電管理コントローラ２３は、基本的に、制御ＥＣＵ１４と通信を行う必要はない。もっとも、車両２０側で充電情報を設定する場合であっても、住宅１０に制御ＥＣＵ１４および電力線通信器１５を設けると共に、車両２０に電力線通信器２４を搭載し、充電動作中に接続確認手順を実行するようにしてもよい。
【００３９】
＜他の実施形態＞
上述した実施例では、住宅１０と車両２０との間は、電力線通信によってデータが送受信されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の充電システムは、図７に示すように、無線通信でデータの送受信を行うようにしてもよい。この場合、ホームコントローラ１１は、電力線通信器１５の代わりに無線通信器５１を備える。また、車両２０は、電力線通信器２４の代わりに無線通信器５２を搭載する。そして、無線通信器５１、５２間で無線信号が送受信される。無線通信の方式は、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＷｉＭａｘ等を利用することができる。
【００４０】
また、充電または放電は、必ずしも開始時刻を設定する必要はなく、即座に開始させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態の充電システムの構成を示す図である。
【図２】住宅側で充電情報を設定する場合の充電システムの構成を示す図である。
【図３】住宅側で充電情報を設定する場合の動作を示すシーケンス図である。
【図４】充電制御データの実施例である。
【図５】車両側で充電情報を設定する場合の充電システムの構成を示す図である。
【図６】車両側で充電情報を設定する場合の動作を示すシーケンス図である。
【図７】他の実施形態の充電システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１          充電システム
１０        住宅
１１        ホームコントローラ
１２、２１  時計
１３、２２  入出力装置
１４        制御ＥＣＵ
１５、２４  電力線通信器
２０        車両
２３        充電管理コントローラ
２５        メインバッテリ
２６        充放電器
２７        スイッチ
４０        電力線
５１、５２  無線通信器
【図１】
2009296824.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009296824.tif 000005
【図４】
2009296824.tif 000006
【図５】
2009296824.tif 000007
【図６】
2009296824.tif 000008
【図７】
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