(57)【要約】【課題】電動車両への充電作業の利便性を高めることができる充電制御装置及び充電システムを提供する。【解決手段】充電システムは、充電用コネクタ１に組み込まれる充電制御装置２０を備える。充電制御装置２０は、充電される電動車両３の充電系統へ至る電気的な経路を開閉する開閉器２５と、複数の充電モードの選択操作を受け付けるモード選択スイッチ１２３と、モード選択スイッチ１２３で受け付けられた充電モードに応じて、開閉器２５を制御する開閉制御部２３とを備える。選択可能な充電モードは、前記選択操作の後、直ちに開閉器２５を閉じて充電動作を開始させる第１充電モードと、前記選択操作の後、所定の時刻が到来したときに開閉器２５を閉じて充電動作を開始させる第２充電モードとを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の充電装置と、該充電装置により充電される電動車両の充電系統との間の電気的な経路を開閉する開閉手段と、
複数の充電モードの選択操作を受け付ける選択手段と、
前記選択手段で受け付けられた充電モードに応じて、前記開閉手段を制御する制御部と、を備え、前記充電モードとして、
前記選択操作の後、直ちに前記開閉手段を閉じて充電動作を開始させる第１充電モードと、
前記選択操作の後、所定の時刻が到来したときに前記開閉手段を閉じて充電動作を開始させる第２充電モードと、
を含むことを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記充電モードとして、
前記選択操作の後、所定の時刻に充電動作を終えることができるタイミングで、前記開閉手段を閉じて充電動作を開始させる第３充電モードをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記第２充電モードにおける所定の時刻が、夜間電力時間帯の開始時刻であることを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項４】
電源と、
前記電源と給電ケーブルを介して接続され、電動車両に充電を行う際に前記電動車両の充電系統に電気的に接続される充電用コネクタと、
前記充電用コネクタが前記電動車両の充電系統へ接続された状態で、その充電動作を制御する請求項１〜３のいずれかに記載の充電制御装置と、
を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項５】
前記選択手段が、前記充電用コネクタに備えられていることを特徴とする請求項４に記載の充電システム。
【請求項６】
前記電源が、商用電力系統から電力が供給されているコンセントであることを特徴とする請求項４に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車や充電式ハイブリッド自動車などの電動車両に適用される充電制御装置及び充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉛蓄電池やニッケル水素電池を用いた電気自動車が実用化され、一部の公共機関や企業等で使用されてきた。しかし、電池性能が低く走行距離が短いことから、広く普及するに至っていない。近年、リチウムイオン電池等の高エネルギー密度の蓄電池（二次電池）が開発され、現に小型の電子機器等に汎用されているが、これを大容量化し、電気自動車やプラグイン・ハイブリッド自動車などに搭載することが検討されている。高エネルギー密度の蓄電池を搭載した電気自動車等は、一回の充電でガソリン車並の走行距離を確保することが可能となることから、実用化された場合に一般家庭のユーザへの普及が期待されている。この場合、住宅内に備えられているコンセントに充電用コネクタ（例えば特許文献１参照）付きの電源ケーブルを接続して、つまり家庭内電源を利用して電気自動車等の充電が行われることとなる。
【０００３】
一方、一般家庭においては、厨房や給湯設備の電化が進み、オール電化仕様の住宅が増加している。ほとんどのオール電化住宅では、夜間電力料金が割安となる時間帯別電灯料金制度等の料金メニューが採用されている。
【特許文献１】特許第２９２４５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電気自動車では、充電用コネクタが自動車側コネクタに差し込まれると同時に、電気自動車に搭載されている蓄電池への充電が開始されている。一般家庭で充電作業を行う場合、上掲のオール電化住宅のように時間帯別電灯料金制度等の料金メニューが採用されている一般家庭においては、割安な夜間電力を使用する方が経済的である。しかし、従来方式による充電作業では、ユーザは、夜間電力時間帯（２３時〜７時）に充電用コネクタを差し込む操作を行わねばならず、時刻に留意したり、暗い夜間に作業を行ったりする必要が生じ、不便さを否めない。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、電気自動車への充電作業の利便性を高めることができる充電制御装置及び充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る充電制御装置は、所定の充電装置と、該充電装置により充電される電動車両の充電系統との間の電気的な経路を開閉する開閉手段と、複数の充電モードの選択操作を受け付ける選択手段と、前記選択手段で受け付けられた充電モードに応じて、前記開閉手段を制御する制御部とを備え、前記充電モードとして、前記選択操作の後、直ちに前記開閉手段を閉じて充電動作を開始させる第１充電モードと、前記選択操作の後、所定の時刻が到来したときに前記開閉手段を閉じて充電動作を開始させる第２充電モードとを含むことを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
この構成によれば、前記第１充電モードを選択することで、直ちに充電動作を開始させることが可能である一方で、前記第２充電モードを選択することで、ユーザが望む所定の時刻の到来時に充電動作を開始させることが可能となる。例えば、昼間に充電動作のためのセッティングを行っておき、夜間電力時間帯が到来したときに現に充電動作を開始させることが可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記充電モードとして、前記選択操作の後、所定の時刻に充電動作を終えることができるタイミングで、前記開閉手段を閉じて充電動作を開始させる第３充電モードをさらに含むことが望ましい（請求項２）。
【０００９】
この構成によれば、前記第３充電モードを選択することで、所定の時刻に充電動作を完了させることが可能となる。従って、電動車両の使用開始時刻が決まっており、それまでに確実に充電動作を完了させる必要がある場合には、当該前記第３充電モードを選択することで、ユーザはその目的を達成することができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２充電モードにおける所定の時刻が、夜間電力時間帯の開始時刻であることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、割安な夜間電力を使用して経済的な充電動作を行わせることができる。
【００１１】
本発明の他の局面に係る充電システムは、電源と、前記電源と給電ケーブルを介して接続され、電動車両に充電を行う際に前記電動車両の充電系統に電気的に接続される充電用コネクタと、前記充電用コネクタが前記電動車両の充電系統へ接続された状態で、その充電動作を制御する請求項１〜３のいずれかに記載の充電制御装置とを備えることを特徴とする（請求項４）。
【００１２】
この構成によれば、ユーザは、前記充電モードを選択した上で充電用コネクタを電動車両の充電系統へ接続することで、直ちに充電動作を開始させたり、所望の時刻の到来時に充電動作を開始させたりすることが可能となる。
【００１３】
この場合、前記選択手段が、前記充電用コネクタに備えられていることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、充電用コネクタの電動車両の充電系統への接続作業時に、充電モードを容易に選択することができるので、ユーザの利便性をより向上させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記電源が、商用電力系統から電力が供給されているコンセントであることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、一般家庭等に備えられているコンセントを活用して、当該充電システムを簡易に構築することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ユーザは、急いで充電したい場合は前記第１充電モードを選択して直ちに充電動作を開始させ、経済性を優先したい場合は前記第２充電モードを選択して夜間電力時間帯の到来時に充電動作を開始させるというような運用を図ることができる。従って、電動車両への充電作業の利便性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る充電システムの使用態様を示す模式図である。この充電システムは、充電用コネクタ１を電気自動車やプラグイン・ハイブリッド自動車等の電動車両３に備えられている車両側コネクタ３０に接続して、電動車両３に具備されている蓄電池（図略）を充電するためのものである。なお、車両側コネクタ３０は、電動車両３が備える充電系統のターミナルであって、充電用コネクタ１が接続されることによって、電源系統と充電系統とが電気的に接続されるようになる。
【００１７】
図２は、図１に示した充電用コネクタ１を拡大して示す斜視図である。この充電用コネクタ１は、コネクタ本体１０と、コネクタ本体１０に一端側が取り付けられた電源ケーブル１３と、コネクタ本体１０内に収納された充電制御装置２０及び開閉器２５（図４参照）とを備えて構成されている。図１に示すように、電源ケーブル１３の他端側には差し込みプラグ１４が取り付けられており、充電用コネクタ１の使用時には差し込みプラグ１４がコンセント１５（「電源」の一態様）に差し込まれる。このコンセント１５は、商用電力系統から電力が供給されているコンセントであって、例えば夜間電力料金が割安となる時間帯別電灯料金制度等の料金メニューが採用されている一般家庭内に存在するコンセントである。
【００１８】
コネクタ本体１０は、コネクタハウジング部１１と、グリップハウジング部１２とを含む。コネクタハウジング部１１は、電動車両３の車両側コネクタ３０に備えられているコネクタハウジング部３１（図１）に嵌合される部位であって、電源電圧を供給するための端子がその内部に備えられている。
【００１９】
グリップハウジング部１２は、充電制御装置２０を収納すると共に、ユーザが充電用コネクタ１を取り扱うときに把持される部分である。この把持を容易に行わせるため、グリップハウジング部１２の中央部にはグリップ孔１２１が設けられている。コネクタハウジング部１１は、このようなグリップハウジング部１２から突出するように設けられている。また、グリップハウジング部１２の周壁には、開始スイッチ１２２、モード選択スイッチ１２３（選択手段）、時刻設定スイッチ１２４及び時計表示部１２５が備えられている。
【００２０】
開始スイッチ１２２は、押しボタンスイッチであり、充電制御動作を現に開始させるトリガ信号を後述の開閉制御部２３（図４）に与えるためのスイッチである。モード選択スイッチ１２３により充電モード選択が実行されている状態で、開始スイッチ１２２が押下されると、選択された充電モードに沿った充電制御が開始される。ユーザは、例えばモード選択スイッチ１２３により充電モード選択を行った後、コネクタハウジング部１１を車両側のコネクタハウジング部３１に嵌め入れ、しかる後、開始スイッチ１２２を押下することで、充電開始若しくは充電スタンバイ状態とすることができる。
【００２１】
モード選択スイッチ１２３は、スライドスイッチからなり、ユーザが望む充電モードの選択を受け付けるためのスイッチである。図３に、グリップハウジング部１２におけるモード選択スイッチ１２３の設置部分を拡大して示している。本実施形態では、次の（ａ）〜（ｃ）の、３つの充電モードの選択が可能とされている。
【００２２】
（ａ）モード１；通常充電
開始スイッチ１２２が押下された後、直ちに開閉器２５（図４）を閉じて電動車両３の蓄電池への充電動作を開始させる（第１充電モード）。このモードは、経済性は度外視し、とにかく早く充電を行うことが優先される場合に選択されるモードである。
【００２３】
（ｂ）モード２；充電開始時刻指定の充電
開始スイッチ１２２が押下された後、所定の時刻が到来したときに開閉器２５を閉じて充電動作を開始させる（第２充電モード）。このモードは、ユーザが望む所定の時刻の到来時に充電動作を開始させることができるので、例えば、昼間に充電用コネクタ１を電動車両３に接続しておき、夜間電力時間帯が到来したときに現に充電動作を開始させることが可能となる。言わば、経済性が優先される場合に選択されるモードである。
【００２４】
（ｃ）モード３；充電終了時刻指定の充電
開始スイッチ１２２が押下された後、所定の時刻に充電動作を終えることができるタイミングで、開閉器２５を閉じて充電動作を開始させる（第３充電モード）。このモードは、電動車両３の使用開始時刻が決まっており、それまでに確実に充電動作を完了させる必要があるような場合に選択されるモードである。電動車両３を実際に使用する日時まで相当の期間があるのに拘わらずモード１で即時充電した場合、使用時までに無用な自然放電を行わせてしまうことがある。また、モード２で夜間電力時間帯の到来を待って充電したのでは、電動車両３の使用開始に間に合わない場合があり得る。このモード３は、このような不具合を補うためのものである。
【００２５】
時刻設定スイッチ１２４は、押しボタンスイッチであり、上記のモード２、モード３が選択された場合に、時刻情報の設定を行うためのボタンである。ユーザは、モード２を選択した場合は、時刻設定スイッチ１２４にて充電開始時刻の設定を行い、モード３を選択した場合は、時刻設定スイッチ１２４にて充電終了時刻の設定を行う。
【００２６】
時計表示部１２５は、液晶表示パネル等からなり、計時部２２（図４）により計時される時計情報を表示する。また、時刻設定スイッチ１２４により設定される時刻情報は、当該設定動作中、時計表示部１２５に表示される。
【００２７】
図４は、充電用コネクタ１のグリップハウジング部１２に内蔵される充電制御装置２０の構成を示すブロック図である。充電制御装置２０は、上述の開始スイッチ１２２、モード選択スイッチ１２３、時刻設定スイッチ１２４及び時計表示部１２５の他、モード設定部２１、計時部２２、開閉制御部２３、記憶部（ＲＡＭ）２４及び開閉器２５を備えている。また、グリップハウジング部１２内には、ＡＣ／ＤＣ変換部２６が備えられている。
【００２８】
モード設定部２１は、モード選択スイッチ１２３で選択された充電モードに応じた設定信号を生成して開閉制御部２３に与える。モード１が選択されると、モード設定部２１は、開始スイッチ１２２が押下された後、直ちに開閉器２５を閉じさせる設定であることを示す設定信号を開閉制御部２３へ出力する。モード２が選択されると、モード設定部２１は、時刻設定スイッチ１２４から充電開始時刻情報の入力を受け付け、当該時刻が到来したときに開閉器２５を閉じさせる設定であることを示す設定信号を開閉制御部２３へ出力する。モード３が選択されると、モード設定部２１は、時刻設定スイッチ１２４から充電終了時刻情報の入力を受け付け、当該時刻に充電動作を終えることができるような充電開始時刻を求める演算の実行指示信号と、当該充電開始時刻が到来したときに開閉器２５を閉じて充電動作を開始させる設定であることを示す設定信号とを開閉制御部２３へ出力する。
【００２９】
計時部２２は、時計機能を有する電子回路等からなり、時刻情報を発生する。この時刻情報は、時計表示部１２５にて表示される。また、前記時刻情報は、開閉制御部２３に与えられ、前記モード２及びモード３の制御の際に利用される。
【００３０】
開閉制御部２３は、モード設定部２１から与えられるモード設定信号に応じた、開閉器２５の開閉制御を行う。モード１の場合、開閉制御部２３は、開始スイッチ１２２が押下された後、直ちに開閉器２５を閉じる（ＯＮ）。モード２の場合、開閉制御部２３は、計時部２２の時刻情報を参照しつつ、充電開始時刻が到来したときに開閉器２５を閉じる。モード３の場合、開閉制御部２３は、充電終了時刻に充電動作を終えることができるような充電開始時刻を求める演算を先ず行う。この際、記憶部２４に格納されている充電能力に関する情報や過去の充電実績情報が参照され、設定された充電終了時刻から充電開始時刻が逆算される。そして、計時部２２の時刻情報を参照しつつ、当該充電開始時刻が到来したときに開閉器２５を閉じる。
【００３１】
充電用コネクタ１には、図略の電池容量センサが備えられている。開閉制御部２３は、前記電池容量センサから与えられる情報に基づいて充電状況を監視し、電動車両３の蓄電池が所定の充電状態となったときに、開閉器２５を開く（ＯＦＦ）制御を行う。
【００３２】
記憶部２４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなり、各種の制御情報の他、モード３の選択時に使用される充電能力に関する情報や過去の充電実績情報が格納されている。なお、充電実績情報等は逐次更新される。
【００３３】
開閉器２５は、半導体スイッチング素子や電磁接点素子等からなり、電源ケーブル１３からコネクタハウジング部１１に至る給電線路に介在され、開閉制御部２３から与えられる制御信号に基づき該給電線路の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）動作を行う。
【００３４】
ＡＣ／ＤＣ変換部２６は、コンバータ回路等からなり、電源ケーブル１３からコネクタハウジング部１１に至る給電線路に介在される。ＡＣ／ＤＣ変換部２６は、商用電力系統からコンセント１５に供給されている交流電圧を、所定の電圧レベルの直流電圧に変換する。
【００３５】
図５は、充電制御装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。モード選択スイッチ１２３が操作されて処理が開始されると、モード設定部２１は、設定された充電モードの判定を行う（ステップＳ１）。モード１である場合、モード設定部２１は、モード１に応じた設定信号を開閉制御部２３へ出力する。開閉制御部２３は、開始スイッチ１２２が押下されるまで待機し（ステップＳ２１）、開始スイッチ１２２が押下されると（ステップＳ２１でＹＥＳ）直ちに開閉器２５を閉じる（ＯＮ）制御を実行する（ステップＳ３）。
【００３６】
モード２である場合、モード設定部２１は、時刻設定スイッチ１２４から充電開始時刻情報を取得し（ステップＳ２２）、その時刻情報と共にモード２に応じた設定信号を開閉制御部２３へ出力する。開閉制御部２３は、開始スイッチ１２２が押下されるまで待機し（ステップＳ２３）、開始スイッチ１２２が押下された後（ステップＳ２３でＹＥＳ）、設定された充電開始時刻が到来しているか否かを確認するループを実行する（ステップＳ２４）。充電開始時刻が到来したら（ステップＳ２４でＹＥＳ）、開閉制御部２３は、開閉器２５を閉じる制御を実行する（ステップＳ３）。
【００３７】
モード３である場合、モード設定部２１は、時刻設定スイッチ１２４から充電終了時刻情報を取得し（ステップＳ２５）、その時刻情報と共にモード３に応じた設定信号を開閉制御部２３へ出力する。開閉制御部２３は、開始スイッチ１２２が押下されるまで待機し（ステップＳ２３）、開始スイッチ１２２が押下された後（ステップＳ２３でＹＥＳ）、当該充電終了時刻に充電動作を終えることができるような充電開始時刻を求める演算を行う（ステップＳ２７）。その後、開閉制御部２３は、求められた充電開始時刻が到来しているか否かを確認するループを実行する（ステップＳ２８）。充電開始時刻が到来したら（ステップＳ２８でＹＥＳ）、開閉制御部２３は、開閉器２５を閉じる制御を実行する（ステップＳ３）。
【００３８】
続いて、開閉制御部２３は、図略の電池容量センサから与えられる情報に基づいて充電状況を監視し（ステップＳ４）、電動車両３の蓄電池が所定の充電状態となったとき（ステップＳ４でＹＥＳ）に、開閉器２５を開く（ＯＦＦ）制御を行う（ステップＳ５）。
【００３９】
以上説明した本実施形態に係る充電システムによれば、ユーザは、電動車両３を急いで充電したい場合は前記モード１を選択して直ちに充電動作を開始させ、経済性を優先したい場合は前記モード２を選択して夜間電力時間帯の到来時に充電動作を開始させ、さらに電動車両３使用開始時刻までに確実に充電動作を完了させたい場合には前記モード３を選択するという運用を図ることができる。従って、電動車両３への充電作業の利便性を向上させることができる。
【００４０】
また、開始スイッチ１２２、モード選択スイッチ１２３及び時刻設定スイッチ１２４が、充電用コネクタ１に備えられているので、充電作業に当たり充電用コネクタ１を電動車両３の車両側コネクタ３０に接続するに際して、モード選択や時刻設定を簡単に行うことができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。
【００４２】
（１）上記実施形態では、開閉制御部２３による充電制御動作を現に開始させるトリガ信号を与える開始スイッチ１２２を設けた例を示した。これに代えて、開始スイッチ１２２を省略し、コネクタハウジング部１１が車両側のコネクタハウジング部３１に接続されたことを契機として、上記モード１〜３の充電制御動作が開始されるようにしても良い。
【００４３】
（２）上記実施形態では、所定の時刻に充電動作を終えることができるタイミングで、開閉器２５を閉じて充電動作を開始させる（第３充電モード）を選択肢に加えている。この第３充電モードを省くようにし、通常充電（第１充電モード）又は充電開始時刻指定の充電（第２充電モード）のいずれかを選択させる態様としても良い。
【００４４】
（３）充電制御装置２０を充電用コネクタ１に内蔵せずに、充電用コネクタ１とは別途の筐体内に配置するようにしても良い。
【００４５】
（４）上記実施形態では、開閉器２５は、ＡＣ／ＤＣ変換部２６にて直流変換された後の回路内に設置する例を示した。これに代えて、直流変換前の交流回路中に開閉器２５を配置するようにしても良い。
【００４６】
（５）上記実施形態では、ＡＣ／ＤＣ変換部２６を充電用コネクタ１に内蔵させる例を示した。このＡＣ／ＤＣ変換部２６を、例えば電動車両３の側に具備させるようにし、充電用コネクタ１から電動車両３に交流電圧を供給する構成として、充電用コネクタ１の小型化を図るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る充電システムの使用態様を示す模式図である。
【図２】図１に示した充電用コネクタ１を拡大して示す斜視図である。
【図３】モード選択スイッチ１２３の設置部分の拡大図である。
【図４】充電制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【図５】充電制御装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１    充電用コネクタ
１１  コネクタハウジング部
１２  グリップハウジング部
１２２  開始スイッチ
１２３  モード選択スイッチ（選択手段）
１２４  時刻設定スイッチ
１２５  時計表示部
１３  電源ケーブル（給電ケーブル）
２０  充電制御装置
２１  モード設定部
２２  計時部
２３  開閉制御部（制御部）
２４  記憶部
２５  開閉器（開閉手段）
２６  ＡＣ／ＤＣ変換部
３    電動車両
３０  車両側コネクタ
３１  コネクタハウジング部
【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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