JP2012060813A - 充電制御方法、車両、及び充電スタンド - Google Patents

充電制御方法、車両、及び充電スタンド Download PDF

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Abstract

【課題】車両に搭載される電池をタイマ充電する際、充電中に電池に供給される電力が小さくなっても充電終了時刻には満充電にする。
【解決手段】ユーザが充電終了時刻ｔ２及び充電パターンを入力すると、電池５の満充電時の電力量及び電池５の現在の電力量を取得するとともに、車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得し、電池５の満充電時の電力量から電池５の現在の電力量を減算して残電力量を計算し、充電終了時刻ｔ２及び充電パターンと、充電器に供給可能な電圧と最大電流と、残電力量とに基づいて、充電開始時刻ｔ０を計算し、充電開始時刻ｔ０になると、電池５の充電を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用の電源や充電スタンドから供給される電力により車両に搭載される電池をタイマ充電する際のタイマ充電制御方法に関する。
家庭用の電源や充電スタンドから供給される電力により車両に搭載される電池を充電する際、通常では、家庭用の電源に接続された充電ケーブルが車両に備えられる充電用のインレットに接続されたときに、又は、充電スタンドに備えられる充電用のケーブルが車両に備えられる充電用のインレットに接続されたときに充電が開始される（例えば、特許文献１参照）。
また、インレットに充電用ケーブルを接続してから所定時間経過後に充電を開始することが可能なタイマ充電と呼ばれるタイマ充電制御方法があり、昼間に比べて電気料金が安い夜間に充電を行うことができる。一般に、このようなタイマ充電制御方法は、ユーザにより設定される充電終了時刻ｔ２と、電池を満充電するために必要な残りの電力量と、電池に供給される最大電力とから充電開始時刻ｔ１が計算され、その充電開始時刻ｔ１になると充電が開始される。
しかしながら、タイマ充電を行う際、何らかの要因により充電中に供給電力が小さくなってしまうと、例えば、図５に示すように、充電の途中から終了までの期間、又は、充電の最初から終了までの期間、電源から車両に搭載の充電器に供給される電流（電圧一定）が最大電流（１２Ａ）よりも少なくなってしまうと、充電終了時刻ｔ２に電池が満充電にならず、車両の走行距離が短くなり、利便性が損なわれてしまう。
特開２０００−１１６０１６号公報
本発明では、車両に搭載される電池をタイマ充電する際、充電中に電池に供給される電力が小さくなっても、充電終了時刻には満充電にすることができるタイマ充電制御方法、車両、及び充電スタンドを提供することを目的とする。
本発明のタイマ充電制御方法は、車両に搭載される電池の充電制御処理を実行するコンピュータのタイマ充電制御方法であって、充電開始時刻から充電終了時刻までに前記電池を満充電にする際の充電タイムスケジュールを示す複数の充電パターンを予め記憶手段に記憶させ、前記充電開始時刻よりも前においてユーザが、前記充電終了時刻及び前記複数の充電パターンのうちの１つの充電パターンを入力手段で入力すると、前記電池の満充電時の電力量、前記電池の現在の電力量、及び車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得し、前記電池の満充電時の電力量から前記電池の現在の電力量を減算した残電力量を計算し、前記入力手段により入力される前記充電終了時刻及び前記充電パターンと前記電圧と前記最大電流と前記残電力量とに基づいて前記充電開始時刻を計算し、前記充電開始時刻になると前記電池の充電を開始する。
これにより、車両に搭載される電池をタイマ充電する際、充電中に電池に供給される電力が小さくなっても、充電終了時刻には満充電にすることができる。
また、本発明の車両は、充電開始時刻から充電終了時刻までに車両に搭載される電池を満充電にする際の充電タイムスケジュールを示す複数の充電パターンが記憶される記憶手段と、前記充電開始時刻よりも前においてユーザが、前記充電終了時刻及び前記複数の充電パターンのうちの１つの充電パターンを入力する入力手段と、前記電池の満充電時の電力量及び前記電池の現在の電力量を取得する電池状態取得手段と、車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得する電力取得手段と、前記電池状態取得手段により取得される前記電池の満充電時の電力量から前記電池の現在の電力量を減算して残電力量を計算する残電力量計算手段と、前記入力手段により入力される前記充電終了時刻及び前記充電パターンと、前記電力取得手段により取得される前記電圧と前記最大電流と、前記残電力量計算手段により計算される残電力量とに基づいて、前記充電開始時刻を計算する充電開始時刻計算手段と、前記充電開始時刻になると、前記電池の充電を開始する充電制御手段とを備える。
また、本発明の充電スタンドは、充電開始時刻から充電終了時刻までに車両に搭載される電池を満充電にする際の充電タイムスケジュールを示す複数の充電パターンが記憶される記憶手段と、前記充電開始時刻よりも前においてユーザが、前記充電終了時刻及び前記複数の充電パターンのうちの１つの充電パターンを入力する入力手段と、前記電池の満充電時の電力量及び前記電池の現在の電力量を取得する電池状態取得手段と、前記車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得する電力取得手段と、前記電池状態取得手段により取得される前記電池の満充電時の電力量から前記電池の現在の電力量を減算して残電力量を計算する残電力量計算手段と、前記入力手段により入力される前記充電終了時刻及び前記充電パターンと、前記電力取得手段により取得される前記電圧と前記最大電流と、前記残電力量計算手段により計算される残電力量とに基づいて、前記充電開始時刻を計算する充電開始時刻計算手段と、前記充電開始時刻になると、前記電池の充電を開始する充電制御手段とを備える。
また、前記複数の充電パターンは、前記充電開始時刻から前記充電終了時刻まで一定の電流で、かつ、前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第１の充電パターン、前記電池が満充電の直前になると充電を中断し、前記充電終了時刻の直前になると充電を再開する第２の充電パターン、及び、前記電池が満充電の直前になると、前記充電終了時刻になるまで前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第３の充電パターンの３つの充電パターンとしてもよい。
本発明によれば、車両に搭載される電池をタイマ充電する際、充電中に電池に供給される電力が小さくなっても充電終了時刻には満充電にすることができる。
本発明の実施形態の車両を示す図である。 マイクロコンピュータの動作を説明するためのフローチャートである。 充電開始時刻ｔ０から充電終了時刻ｔ２までの充電タイムスケジュールを示す充電パターンの一例を示す図である。 本発明の実施形態の充電スタンドを示す図である。 充電開始時刻ｔ１から充電終了時刻ｔ２までに電池に供給される電力の一例を示す図である。
図１は、本発明の実施形態の車両を示す図である。
図１に示す車両１は、インレット２と、充電器３と、リレー４と、電池５と、スイッチ６（入力手段）と、表示部７と、記憶部８と、マイクロコンピュータ（コンピュータ）９（例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）など）とを備えて構成される。なお、記憶部８は、マイクロコンピュータ９内に設けられてもよい。また、特許請求の範囲における入力手段は、タッチパネルディスプレイにより構成される表示部７としてもよい。
マイクロコンピュータ９は、インレット２に電源１０（例えば、家庭用の電源）が接続されるとすぐに充電を開始させる。しかし電源１０がインレット２に接続される前にユーザがスイッチ６や表示部７のタッチパネルによって充電指示を入力しその後に電源１０が接続されると、マイクロコンピュータ９は入力された充電指示に基づいてタイマ充電による所定時間経過後に充電を開始する。また、マイクロコンピュータ９は、充電を開始するとき、リレー４をオンすることにより、充電器３から電池５へ電力を供給させる。また、マイクロコンピュータ９は、充電を終了するとき、リレー４をオフすることにより、充電器３から電池５への電力供給を停止させる。
図２は、タイマ充電を行う際のマイクロコンピュータ９の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、マイクロコンピュータ９は、スイッチ６や表示部７のタッチパネルが操作されてユーザにより設定される充電終了時刻ｔ２が入力されたか否かを判断する（Ｓ１）。
充電終了時刻ｔ２が入力されたと判断すると（Ｓ１がＹｅｓ）、マイクロコンピュータ９は、その入力された充電終了時刻ｔ２を内部メモリなどに格納する（Ｓ２）。このとき、マイクロコンピュータ９が省電力モードで動作していた場合、ユーザによるスイッチ６や表示部７のタッチパネルの操作により起動してＳ１、Ｓ２の処理が行われるように構成してもよい。
次に、マイクロコンピュータ９は、スイッチ６や表示部７のタッチパネルが操作されることにより、予め記憶部８に記憶されている複数種類の充電パターンのうちの１つの充電パターンがユーザにより選択され入力されたか否かを判断する（Ｓ３）。
充電パターンが入力されたと判断すると（Ｓ３がＹｅｓ）、マイクロコンピュータ９は、その入力された充電パターンを内部メモリなどに格納する（Ｓ４）。
ここで、図３は、記憶部８に格納されている複数種類の充電パターンの一例を示す図である。なお、電源１０から充電器３を経由して電池５に供給される電力の電圧を一定とし、図３には電源１０から充電器３に流れる電流を示している。
例えば、図３に示すように、記憶部８には、充電開始時刻ｔ０から充電終了時刻ｔ２まで一定の電流で、かつ、電源１０の最大電流（電流１２Ａ）よりも小さい電流（電流６Ａ）で充電器３を経由して電池５を充電する充電タイムスケジュールを示す充電パターンＡ（第１の充電パターン）、電池５が満充電の直前になると充電を中断し、充電終了時刻ｔ２の直前になると低電流で充電を再開する充電タイムスケジュールを示す充電パターンＢ（第２の充電パターン）、及び、電池５が満充電の直前になると、充電終了時刻ｔ２になるまで電池５の最大電流（電流１２Ａ）よりも小さい電流（電流６Ａよりも少ない低電流）で充電器３を経由して電池５を充電する充電タイムスケジュールを示す充電パターンＣ（第３の充電パターン）の３つの充電パターンが記憶されているものとする。なお、Ｓ３においてユーザにより充電パターンが選択されない場合、予め決められた充電パターンをマイクロコンピュータ９が選択するように構成してもよい。また、Ｓ３で選択される充電パターンは、ユーザによりカスタマイズすることができるように構成してもよい。
次に、マイクロコンピュータ９は、電池５の満充電時の電力量から電池５の現在の電力量を減算した値を、電池５が満充電になるために必要な残電力量として内部メモリなどに記憶する（Ｓ５）。例えば、マイクロコンピュータ９は、予め内部メモリなどに記憶されている電池５の満充電時の電圧と、センサにより検出される電池５の現在の電圧とに基づいて、残電力量を計算するように構成してもよい。また、マイクロコンピュータ９は、残電力量と電池５の電圧とが対応付けられているマップを予め内部メモリなどに記憶しておき、センサにより検出される電池５の電圧に対応する残電力量をマップから取り出すように構成してもよい。また、特許請求の範囲における電池状態取得手段及び電力量計算手段は、マイクロコンピュータ９により実行されるＳ５の処理としてもよい。
次に、マイクロコンピュータ９は、インレット２を介して電源１０から充電器３に供給可能な電圧及び最大電流を取得する（Ｓ６）。例えば、ＳＡＥＪ１７７２の規格の場合、マイクロコンピュータ９は、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｉｌｏｔ信号により充電器３に供給可能な電圧及び最大電流を取得する。また、特許請求の範囲における電力取得手段は、マイクロコンピュータ９により実行されるＳ６の処理としてもよい。
次に、マイクロコンピュータ９は、Ｓ２でメモリに格納した充電終了時刻ｔ２、Ｓ４でメモリに格納した充電パターン、Ｓ５で計算した残電力量、及びＳ６で取得した電圧及び最大電流に基づいて、充電開始時刻ｔ０を計算する（Ｓ７）。例えば、マイクロコンピュータ９は、Ｓ３で充電パターンＡが選択された場合、電源１０の最大電流（１２Ａ）の１／２の電流（６Ａ）で電池５を満充電にするためにかかる時間を求め、充電終了時刻ｔ２からその求めた時間前の時刻を充電開始時刻ｔ０とする。これにより、たとえ、タイマ充電中、電源１０の最大電流が１／２又は１／２よりも小さい電流になってしまっても充電終了時刻に電池５をほぼ満充電にすることができる。また、特許請求の範囲における充電開始時刻計算手段は、マイクロコンピュータ９により実行されるＳ７の処理としてもよい。
次に、マイクロコンピュータ９は、タイマに充電開始時刻ｔ０を設定し、充電開始時刻ｔ０になるまで待機する（Ｓ８）。このとき、マイクロコンピュータ９は、タイマ充電モードが開始されたことを表示部７に表示させた後、省電力モードで待機するように構成してもよい。
そして、マイクロコンピュータ９は、充電開始時刻ｔ０になると、充電を開始する（Ｓ９）。なお、マイクロコンピュータ９は、待機期間中、省電力モードになっている場合、省電力モードを終了してから充電を開始するように構成してもよい。また、特許請求の範囲における充電制御手段は、マイクロコンピュータ９により実行されるＳ８、Ｓ９の処理としてもよい。
本実施形態の車両１によれば、電池５をタイマ充電する際、電源１０の最大電流で充電器３を経由して電池５を満充電する場合よりも小さい電流で充電開始時刻ｔ０を設定するため、充電中に電池５に供給される電力が小さくなっても、充電終了時刻ｔ２に満充電にならないことを低減することができる。これにより、ユーザは、充電終了時刻ｔ２に電池５の充電状態を気にせず車両１の運転を開始することができる。
また、本実施形態の車両１によれば、充電終了時刻ｔ２に電池５が満充電になるように充電処理を制御するため、電池５を長時間満充電にさせておくことが抑えられ、長時間満充電にさせておくことによる電池５の劣化を低減することができる。
なお、上記実施形態では、家庭用の電源などの電源１０から供給される電力により車両１の電池５を充電する構成であるが、充電スタンドから供給される電力により車両１の電池５を充電するように構成してもよい。このように、充電スタンドから供給される電力により車両１の電池５を充電する場合、その充電スタンドに備えられるマイクロコンピュータに図２に示す動作を行わせてもよい。
図４は、充電スタンド側で充電処理を制御する場合のその充電スタンドを示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図４に示す充電スタンド１１は、インレット２と、リレー４と、電池５と、スイッチ６（入力手段）と、表示部７と、記憶部８と、マイクロコンピュータ（コンピュータ）９（例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）など）とを備えて構成される。なお、記憶部８は、マイクロコンピュータ９内に設けられてもよい。また、特許請求の範囲における入力手段は、タッチパネルディスプレイにより構成される表示部７としてもよい。
充電スタンド１１のマイクロコンピュータ９は、インレット２が車両のプラグに接続されるとすぐに充電を開始させる。しかしインレット２が車両のプラグに接続される前にユーザがスイッチ６や表示部７のタッチパネルによって充電指示を入力しその後にインレット２が接続されると、充電スタンド１１のマイクロコンピュータ９は入力された充電指示に基づいてタイマ充電による所定時間経過後に充電を開始する。また、充電スタンド１１のマイクロコンピュータ９は、充電を開始するとき、リレー４をオンすることにより、電源１０から充電器３へ電力を供給させる。また、マイクロコンピュータ９は、充電を終了するとき、リレー４をオフすることにより、電源１０から充電器３への電力供給を停止させる。また、充電スタンド１１のマイクロコンピュータ９におけるタイマ充電を行う際の動作は、図２に示す動作と同様である。なお、電池５の満充電時の電力量（電圧）及び電池５の現在の電力量（電圧）は、インレット２を介して車両側から電力線通信により取得してもよいし、車両側から無線通信により取得してもよい。またＣＡＮ接続等でもよい。
このように構成しても、図１に示す実施形態と同様の効果を得ることができる。
１ 車両
２ インレット
３ 充電器
４ リレー
５ 電池
６ スイッチ
７ 表示部
８ 記憶部
９ マイクロコンピュータ
１０ 電源
１１ 充電スタンド

Claims (6)

  1. 車両に搭載される電池の充電制御処理を実行するコンピュータのタイマ充電制御方法であって、
    充電開始時刻から充電終了時刻までに前記電池を満充電にする際の充電タイムスケジュールを示す複数の充電パターンを予め記憶手段に記憶させ、
    前記充電開始時刻よりも前においてユーザが、前記充電終了時刻及び前記複数の充電パターンのうちの１つの充電パターンを入力手段で入力すると、前記電池の満充電時の電力量、前記電池の現在の電力量、及び車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得し、
    前記電池の満充電時の電力量から前記電池の現在の電力量を減算した残電力量を計算し、
    前記入力手段により入力される前記充電終了時刻及び前記充電パターンと前記電圧と前記最大電流と前記残電力量とに基づいて前記充電開始時刻を計算し、
    前記充電開始時刻になると前記電池の充電を開始する
    ことを特徴とするタイマ充電制御方法。
  2. 請求項１に記載のタイマ充電制御方法であって、
    前記複数の充電パターンは、前記充電開始時刻から前記充電終了時刻まで一定の電流で、かつ、前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第１の充電パターン、前記電池が満充電の直前になると充電を中断し、前記充電終了時刻の直前になると充電を再開する第２の充電パターン、及び、前記電池が満充電の直前になると、前記充電終了時刻になるまで前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第３の充電パターンの３つの充電パターンである
    ことを特徴とするタイマ充電制御方法。
  3. 充電開始時刻から充電終了時刻までに車両に搭載される電池を満充電にする際の充電タイムスケジュールを示す複数の充電パターンが記憶される記憶手段と、
    前記充電開始時刻よりも前においてユーザが、前記充電終了時刻及び前記複数の充電パターンのうちの１つの充電パターンを入力する入力手段と、
    前記電池の満充電時の電力量及び前記電池の現在の電力量を取得する電池状態取得手段と、
    車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得する電力取得手段と、
    前記電池状態取得手段により取得される前記電池の満充電時の電力量から前記電池の現在の電力量を減算して残電力量を計算する残電力量計算手段と、
    前記入力手段により入力される前記充電終了時刻及び前記充電パターンと、前記電力取得手段により取得される前記電圧と前記最大電流と、前記残電力量計算手段により計算される残電力量とに基づいて、前記充電開始時刻を計算する充電開始時刻計算手段と、
    前記充電開始時刻になると、前記電池の充電を開始する充電制御手段と、
    を備えることを特徴とする車両。
  4. 請求項３に記載の車両であって、
    前記複数の充電パターンは、前記充電開始時刻から前記充電終了時刻まで一定の電流で、かつ、前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第１の充電パターン、前記電池が満充電の直前になると充電を中断し、前記充電終了時刻の直前になると充電を再開する第２の充電パターン、及び、前記電池が満充電の直前になると、前記充電終了時刻になるまで前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第３の充電パターンの３つの充電パターンである
    ことを特徴とする車両。
  5. 充電開始時刻から充電終了時刻までに車両に搭載される電池を満充電にする際の充電タイムスケジュールを示す複数の充電パターンが記憶される記憶手段と、
    前記充電開始時刻よりも前においてユーザが、前記充電終了時刻及び前記複数の充電パターンのうちの１つの充電パターンを入力する入力手段と、
    前記電池の満充電時の電力量及び前記電池の現在の電力量を取得する電池状態取得手段と、
    前記車両に搭載の充電器に供給可能な電圧と最大電流を取得する電力取得手段と、
    前記電池状態取得手段により取得される前記電池の満充電時の電力量から前記電池の現在の電力量を減算して残電力量を計算する残電力量計算手段と、
    前記入力手段により入力される前記充電終了時刻及び前記充電パターンと、前記電力取得手段により取得される前記電圧と前記最大電流と、前記残電力量計算手段により計算される残電力量とに基づいて、前記充電開始時刻を計算する充電開始時刻計算手段と、
    前記充電開始時刻になると、前記電池の充電を開始する充電制御手段と、
    を備えることを特徴とする充電スタンド。
  6. 請求項５に記載の充電スタンドであって、
    前記複数の充電パターンは、前記充電開始時刻から前記充電終了時刻まで一定の電流で、かつ、前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第１の充電パターン、前記電池が満充電の直前になると充電を中断し、前記充電終了時刻の直前になると充電を再開する第２の充電パターン、及び、前記電池が満充電の直前になると、前記充電終了時刻になるまで前記最大電流よりも小さい電流で前記電池を充電する第３の充電パターンの３つの充電パターンである
    ことを特徴とする充電スタンド。
JP2010202862A 2010-09-10 2010-09-10 充電制御方法、車両、及び充電スタンド Withdrawn JP2012060813A (ja)

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