<実施の形態1>
以下、図1〜図10を用いて、本発明に係る充放電制御装置の実施の形態1について説明する。
<装置構成>
図1は、電動車両1内の車内充放電制御システム2の概略構成を示すブロック図であり、併せて、自宅や勤務先等の駐車場に備え付けられた車外充放電装置6、情報通信網8および電力会社9を模式的に示している。
図1において、車内充放電制御システム2は、充放電制御装置100、車両走行用のモータ(図示せず)の駆動源となる駆動バッテリ102、車載充放電装置103および給電口104を有し、充放電制御装置100および車載充放電装置103は、車内通信網109を介して相互に接続されている。
そして、車外充放電装置6に電力線5を介して接続されている充放電ガン4を給電口104に接続することにより車内充放電制御システム2が自動的に起動する。
車内充放電制御システム2は、車外通信線3を介して車外充放電装置6から充放電に必要な情報を取得し、電気料金を最小にする等の目的に応じた充放電を行う。
充放電に必要な情報としては、充放電のための課金テーブル、電力会社の給電計画を含む給電情報などが挙げられ、給電情報は電力会社9から情報通信網8を介して車外充放電装置6に送信され、車外充放電装置6から車外通信線3を介して充放電制御装置100に送信される。
また、車内充放電制御システム2は、出発時刻が数日後であり、電気料金が高い昼間の時間帯等に充放電を一時停止する場合、車外充放電装置6との間で通信を行って、同期して一時停止する。そして、一時停止後、それぞれタイマー等により自動的に起動して充放電を再開する。
なお、一時停止中に出発時刻変更等のため起動が必要になった場合は、ユーザは車外充放電装置6の電源ボタン7を押し下げることで車外充放電装置6を起動し、また、イグニッションスイッチ106をキーの回転またはボタンの押し下げで車内充放電制御システム2を起動させる。
図2は、車内充放電制御システム2の機器構成を示すブロック図である。図2に示すように車内充放電制御システム2は、システム内の機器制御や充放電制御を行う充放電制御装置100、ユーザが入力する出発時刻を受け付ける入出力インターフェースを有するカーナビゲーション101、電動車両1を駆動する電力を蓄える駆動バッテリ102、駆動バッテリ102と車外充放電装置6との間の電流の制御および計測を行う車載充放電装置103および指定した時刻に起動信号IG2を出力するタイマー105を車内充放電機器として備えている。これらの車内充放電機器は、バス型のトポロジーの車内通信網109に接続されて、機器制御や充放電制御に必要な情報を相互に通信する。
また、車内充放電制御システム2は、充放電ガン4が接続されることで起動信号IG0を出力する給電口104、キーの回転またはボタンを押し下げることで起動信号IG1を出力するイグニッションスイッチ106、ON信号OSまたはOFF信号OFSを入力することでタイマー105以外の車内充放電機器に電力供給を開始または停止する制御電源リレー107、およびタイマー105からの起動信号IG2、イグニッションスイッチ106からの起動信号IG1および給電口104からの起動信号IG0の少なくとも1つが入力されることでON信号OSを出力するリレーON信号生成装置108を備えている。
給電口104と車載充放電装置103との間および車載充放電装置103と駆動バッテリ102との間は電力線PW1によって接続され、高電圧の電力が授受される。また、制御電源リレー107には、制御電源110から電力線PW2を介して例えば12Vの低電圧の電力が供給され、当該電力が、電力線PW2を介して充放電制御装置100、カーナビゲーション101、駆動バッテリ102および車載充放電装置103に与えられる。
充放電制御装置100は、他の車内充放電機器や車外充放電装置6から充放電制御に必要な情報の取得、他の車内充放電機器への機器制御および充放電制御、制御電源リレー107へのOFF信号OFSの出力、車外充放電装置6との間で車外通信線3を介しての充放電制御の要求信号および応答信号の通信を行う。
図3は、充放電制御装置100の機器構成を示すブロック図である。図3に示すように充放電制御装置100は、その内部におけるデータの処理や各機器を制御するCPU200、車外通信線3を介して車外充放電装置6と通信する車外通信装置201、車内通信網109を介して他の車内充放電機器と通信する車内通信装置202、電源供給が途絶えた後もデータを保持する不揮発性記憶装置203、CPU200で使用するデータなどを保持する主記憶装置204および現在時刻を計測する時刻計測装置205を備えている。そして、充放電制御装置100内の各機器はバス型のトポロジーの通信網206に接続されて、機器内の制御に必要なデータを相互に通信する。
<動作>
次に、図1〜3を参照して車内充放電制御システム2の初期起動、停止、手動起動、自動起動の動作について説明する。
充放電ガン4が給電口104に接続されて車内充放電制御システム2が初期起動する場合、まず、給電口104から起動信号IG0を出力してリレーON信号生成装置108に与える。
起動信号IG0が入力されると、リレーON信号生成装置108は制御電源リレー107にON信号OSを出力する。これを受けた制御電源リレー107はON状態になり、タイマー105以外の車内充放電機器に制御電源110から電力が供給されて車内充放電制御システム2が起動する。なお、タイマー105、制御電源リレー107およびリレーON信号生成装置108は常時起動している。すなわち、制御電源リレー107は制御電源110から電力を常時供給されており、タイマー105やリレーON信号生成装置108は電池などを内蔵している。
一方、充放電の終了または中断により車内充放電システム2を停止する場合は、充放電制御装置100はタイマー105以外の車内充放電機器に、車内通信網109を介して停止を指示した後、制御電源リレー107にOFF信号OFSを出力し、制御電源リレー107をOFF状態にすることで制御電源110からの電力供給が止まり、車内充放電機器の電源が切れた状態となる。
また、一時停止中に出発時刻変更等のため車内充放電制御システム2がユーザにより手動起動される場合は、イグニッションスイッチ106を、キーの回転またはボタンの押し下げることで、イグニッションスイッチ106が起動信号IG1を出力してリレーON信号生成装置108に与える。制御電源リレー107がON状態になった後は、初期起動時と同様に、タイマー105を除く車内充放電機器が起動する。
また、タイマー105を用いて車内充放電制御システム2を自動起動する場合、設定した時刻になると、タイマー105が起動信号IG2を出力してリレーON信号生成装置108に与える。制御電源リレー107がON状態になった後は、初期起動時と同様に、タイマー105を除く車内充放電機器が起動する。
次に、充放電制御装置100のCPU200上で動作する充放電制御プログラムについて説明する。本発明に係る充放電制御装置は、主記憶装置204に保持された充放電制御プログラムが読み出されてCPU200上で動作することで充放電制御装置として機能し、実施の形態1に係る充放電制御装置100では、充放電スケジュール作成機能、充放電機能、一時停止判定機能および一時停止/再開機能の4つがあり、これらを充放電制御装置100の機能部として図4に示す。
図4に示すように、充放電スケジュール作成機能部300は、ユーザの出発時刻、課金テーブルおよび給電計画を含む給電情報に基づいて、電気料金を最小にする等の目的に応じた充放電スケジュール311を作成して充放電機能部301および一時停止判定機能部302に与える。
充放電スケジュールの作成の目的には、電気料金を最小にするという目的の他に、駆動バッテリ102の劣化抑制を目的とする場合もある。これは充電量が高い状態が続くと駆動バッテリ102の劣化が進むため、出発時刻まで残り時間が長い場合は充電量を低いまま中断し、出発時刻に近づいてから満充電するようなスケジュールを作成する。また、充放電機能部301から出発時刻や給電情報の変更有無情報312を取得し、変更があれば充放電スケジュール311を再作成する。
なお、本発明の充放電制御装置の適用はこれらの目的に限定されるものではなく、充放電の中断が含まれる充放電スケジュールであれば、本発明は適用可能である。
充放電機能部301は、充放電スケジュール作成機能部300から取得した充放電スケジュール311に従い、充放電の電流を制御する。また、出発時刻や給電情報の変更を確認して充放電を停止し、駆動バッテリ102の充放電状態や電流値に基づいて充放電を終了する。
一時停止判定機能部302には、給電情報確認スケジュール316が予め与えられている。すなわち、給電情報確認スケジュール316は、電動車両1の製造時に充放電制御装置100にソフトウェアとして組み込まれている。
これは、充放電の一時停止中に、電力会社により給電情報が変更された場合に、充放電スケジュールを変更可能とするために、給電情報の変更を定期的に確認する目的で車内充放電システム2を一時的に起動させる期間を示すものとして与えられ、例えば充放電を行っているか否かに関わらず、定期的に一定期間設けられるように設定される。
一時停止判定機能部302は、充放電機能部301から取得した充放電の電流値313と、一時停止/再開機能部303から取得した変更確認期間315の情報と、給電情報確認スケジュール316と、充放電スケジュール作成機能部300から取得した充放電スケジュール311とに基づいて充放電を一時停止するか否かを判定し、一時停止する場合には現在時刻からの一時停止期間314を算出して一時停止/再開機能部303に与える。
一時停止/再開機能部303は、一時停止判定機能部302から取得した一時停止期間中には充放電を一時停止するようにタイマー105以外の車内充放電機器に、停止を指示し、また、一時停止後車内充放電機器が起動されると充放電を再開する。なお、一時停止/再開機能部303には、変更確認時間317が予め与えられている。これは、充放電の再開時に出発時刻や給電情報の変更を確認するために車内充放電システム2の起動を継続する時間を示し、給電情報確認スケジュール316と同様に、電動車両1の製造時に充放電制御装置100にソフトウェアとして組み込まれる。充放電を一時的に再開している期間には、これに基づいて現在時刻からの変更確認期間315を算出する。
なお、給電情報確認スケジュール316も変更確認時間317も、予めソフトウェアとして組み込まれているので、ユーザが設定する必要がなく利便性が増す。
<充放電制御プログラムの全体フロー>
次に、図1〜図4を参照しつつ、図5に示すフローチャートを用いて、充放電制御プログラムの全体動作を説明する。
充放電制御プログラムは充放電制御装置100の起動後に実行を開始すると、まず、不揮発性記憶装置203に保存された一時停止フラグを確認することで、一時停止中であるか否かを判断する(ステップS1)。
そして、フラグが立ち、一時停止中であると判断される場合は、ステップS9に進んで再開処理を行う。この処理は、図4を用いて説明した一時停止/再開機能部303での処理である。
一方、一時停止中でなければステップS2において充放電スケジュール作成処理を行う。この処理は、図4を用いて説明した充放電スケジュール作成機能部300での処理である。
ステップS2での充放電スケジュール作成処理の後、または、ステップS9での再開処理の後、ステップS3において充放電処理を実行する。この処理は、図4を用いて説明した充放電機能部301での処理である。
そして、ステップS4において出発時刻や給電情報に変更があるか否かを判断し、出発時刻や給電情報に変更がある場合にはステップS3において充放電を停止しており、再びステップS2の充放電スケジュール作成処理を行う。
一方、ステップS4で出発時刻や給電情報に変更がないと判断される場合は、ステップS5に進んで充放電終了か否かを判断する。
そして、充放電終了であればステップS3において充放電を停止しており、プログラムは終了するが、ステップS5で充放電終了ではないと判断される場合はステップS3において充放電を持続しており、ステップS6に進んで充放電処理を一時停止するか否かの一時停止判定処理を行う。この処理は、図4を用いて説明した一時停止判定機能部302での処理である。
そして、ステップS7では、ステップS6での判定結果が一時停止するか否かを判断し、一時停止する場合はステップS8に進み、一時停止処理を行うと共に一時停止フラグを立てて不揮発性記憶装置203に保存し、プログラムは終了する。この処理は、図4を用いて説明した一時停止/再開機能部303での処理である。
一方、ステップS7で一時停止しないと判断される場合は、充放電を維持したままステップS3の充放電処理に戻る。
<充放電スケジュール作成処理のフロー>
次に、図6に示すフローチャートを用いて、ステップS2(図5)の充放電スケジュール作成処理について説明する。
本処理は、車内充放電制御システム2の初期起動時と、出発時刻や給電情報の変更による再作成時に実行される。
まず、ステップS10において、給電情報のみが変更されるか否かを判断し、給電情報のみが変更されると判断される場合は、出発時刻は取得せずステップS12に進む。
一方、ステップS10の判断において、給電情報のみの変更ではないと判断される場合は、初期起動時の充放電スケジュール311(図4)の新たな作成の場合、または出発時刻変更による充放電スケジュールの再作成の場合であるので、カーナビゲーション101からユーザの出発時刻を取得する(ステップS11)。
そして、車外充放電装置6との充放電のプロトコルに従い、車外充放電装置6に対して給電情報取得要求信号を送信し、車外充放電装置6から給電情報を含む応答信号を受信する(ステップS12)。なお、ステップS12の処理は、給電情報の変更の有無に関わらず実行される。
その後、ステップS13において、給電情報および出発時刻に基づいて電気料金を最も安くする等の目的に応じた充放電スケジュールを作成した後、ステップS14において充放電開始要求信号を車外充放電装置6に送信し、車外充放電装置6からの応答信号を受信し、一連の処理を終了する。
<充放電処理のフロー>
次に、図7に示すフローチャートを用いて、ステップS3(図5)の充放電処理について説明する。
まず、ステップS21において充放電スケジュール311(図4)に従い電流指令値を算出する。ここで電流指令値とは、図1に示す車外充放電装置6から車載充放電装置103への給電電流値であり、この値は、車載充放電装置103が供給電力を変動させつつ駆動バッテリ102の充放電を行うために、充放電制御装置100から車載充放電装置103に指示される値である。なお、この値は、駆動バッテリ102への充電時は正の値として与えられ、駆動バッテリ102からの放電時は負の値が与えられる。
また、電流指令値は、充放電スケジュール311が示す各時刻の電力値と、ステップS12の給電情報取得要求信号において、車載充放電制御装置100から車外充放電装置6へ指定する充放電方式によって決まる電圧から算出される。
そして、算出された電流指令値を車載充放電装置103に通知する(ステップS22)。これにより、車外充放電装置6と駆動バッテリ102との間の電流を制御する。
その後、カーナビゲーション101から出発時刻の変更を確認し(ステップS23)、ステップ24において出発時刻の変更の有無を判断する。そして、出発時刻に変更がある場合、ステップS29に進んで車外充放電装置6に充放電停止要求信号を送り、それに対する車外充放電装置6からの応答信号を受け、車載充放電装置103に電流指令値0を通知し(ステップS30)、充放電を停止する。
一方、ステップS24において出発時刻に変更がないと判断される場合はステップS25に進み、車外充放電装置6に給電情報確認要求信号を送り、それに対する車外充放電装置6からの給電情報を受ける。
そして、ステップS26において、給電情報の変更の有無を判断し、給電情報に変更がある場合は、出発時刻に変更がある場合と同様にステップS29に進み、ステップS30を経て充放電を停止する。
一方、ステップS26において給電情報に変更がないと判断された場合、ステップS27に進み、駆動バッテリ102からバッテリ充放電状態を取得し、車載充放電装置103から電流値を取得する。
そして、取得したバッテリ充放電状態および電流値に基づいて、充放電の終了か否かを判断し(ステップS28)、充放電終了と判断される場合はステップS31に進む。
ステップS31では、車外充放電装置6に終了要求信号を送り、それに対する車外充放電装置6からの応答信号を受けた後、タイマー105を除く車内充放電機器に停止を指示し、制御電源リレー107にOFF信号OFSを出力して充放電を終了する(ステップS32)。
一方、ステップS28において充放電終了と判断されない場合は、充放電を持続したまま一連の処理を終了する。
<一時停止判定処理のフロー>
次に、図8に示すフローチャートを用いて、ステップS6(図5)の一時停止判定処理について説明する。
まず、ステップS41において、充放電の電流値に基づいて電流停止か否かを判断し、電流停止でない場合はステップS48に進み、一時停止しないと判定し、処理を終了する。
一方、ステップS41において、電流停止と判断される場合はステップS42に進み、変更確認期間であるか否かを判断する。なお、変更確認期間の情報は、図4を用いて説明した一時停止/再開機能部303から取得され、これに基づいて判断される。
ステップS42において、変更確認期間であると判断される場合はステップS48に進み、一時停止しないと判定し、処理を終了する。
一方、ステップS42において、変更確認期間ではないと判断される場合はステップS43に進み、給電情報確認期間であるか否かを判断する。なお、給電情報確認期間の情報は図4を用いて説明したように給電情報確認スケジュール316として予め与えられており、これに基づいて現在時刻との比較により判断される。
ステップS43において、給電情報確認期間であると判断される場合はステップS48に進み、一時停止しないと判定し、処理を終了する。
一方、ステップS43において、給電情報確認期間ではないと判断される場合はステップS44に進み、一時停止するものと判定する。
そして、ステップS45において、充放電スケジュール311(図4)に基づいて、電流停止期間の終わりの時刻(Ts-end)を取得し、次に、ステップS46において、給電情報確認スケジュール316(図4)から次の給電情報確認期間の始まりの時刻(Tp-start)を取得する。
次に、ステップS47において現在時刻(Tnow)から、電流停止期間の終わりの時刻(Ts-end)と次の給電情報確認期間の始まりの時刻(Tp-start)のうち早い時刻までの期間([Tnow, min(Ts-end,Tp-start)])を算出して一時停止期間314(図4)として出力し、一連の処理を終了する。
なお、上記では、給電情報確認期間であるか否かを、一時停止の判定条件とする例を示したが、給電情報確認期間を一時停止の判定条件とせず、変更確認期間であるか否かだけで一時停止の判定条件としても良い。これにより、給電情報の変更を確認する目的で車内充放電システム2を起動させる時間が給電情報確認スケジュールより短くなることがあるが、判定条件が減ることで、判定処理のさらなる迅速化を図ることができる。
<一時停止処理のフロー>
次に、図9に示すフローチャートを用いて、ステップS8(図5)の一時停止処理について説明する。
まず、ステップS51において一時停止期間の情報を含む一時停止要求信号を車外充放電装置6に送信した後、車外充放電装置6から応答信号を受信する。
次に、ステップS52において一時停止期間の終了時刻をタイマー105(図2)に設定した後、不揮発性記憶装置203(図3)に一時停止フラグを立てて保存する(ステップS53)。
そして、充放電スケジュール311を含む充放電制御プログラムのデータを主記憶装置204から不揮発性記憶装置203へ退避させ(ステップS54)、その後、タイマー105を除く車内充放電機器に停止を指示し、制御電源リレー107にOFF信号OFSを出力する(ステップS55)。
なお、車外充放電装置6は、充放電制御装置100から一時停止期間を含む一時停止要求信号を受信すると応答信号を充放電制御装置100へ送信し、停止する。
<再開処理のフロー>
次に、図10に示すフローチャートを用いて、ステップS9(図5)の再開処理について説明する。
ステップS9の処理を行う場合は、図5を用いて説明したように、充放電が一時停止中の場合、すなわち充放電を再開する場合であるので、まず、ステップS61において充放電スケジュール311を含む充放電制御プログラムのデータを不揮発性記憶装置203から主記憶装置204へ復帰させる。
次に、ステップS62において、現在時刻(Tnow)と変更確認時間317(Dchk)から変更確認期間([Tnow, Tnow+Dchk])を算出する。すなわち、予め与えられている変更確認時間317が5分間であり、充放電を再開する現在時刻が15時であるなら、15時からの5分間を変更確認期間とする。
そして、不揮発性記憶装置203に保存された一時停止フラグを下げ(ステップS63)、その後、再開要求信号を車外充放電装置6に送信した後、車外充放電装置6から応答信号を受信する(ステップS64)。
なお、車外充放電装置6は、一時停止期間経過後、自動起動して状態を復元する。そして、充放電制御装置100から再開要求信号を受信すると応答信号を送信し、充放電を再開する。
以上説明したように、実施の形態1に係る充放電制御装置100によれば、充放電を中断する場合、車内充放電制御システム2と車外充放電装置6を停止し、不要な電力消費を抑えることができる。
また、充放電の中断時に電気機器を停止中の場合も、定期的に再開して給電情報の変更を確認して、速やかに充放電スケジュールを修正することにより、不要な電力消費を抑えつつ、かつ修正の遅れによりユーザの要求を満たせない状況を極力回避することが可能となる。
さらに、中断時に電気機器を停止中の場合も、ユーザからの出発時刻の変更も受け付け、速やかに充放電スケジュールを修正することにより、不要な電力消費を抑えつつ、かつ修正の遅れによりユーザの要求を満たせない状況を極力回避することが可能となる。
<実施の形態2>
以下、図11〜図18を用いて、本発明に係る充放電制御装置の実施の形態2について説明する。
<装置構成>
本実施の形態2においては、実施の形態1において図1〜図3を用いて説明した車内充放電制御システム2、充放電制御装置100と装置構成は同じであるので重複する説明は省略する。
なお、実施の形態2に係る充放電制御装置においては、充放電スケジュールにおける全ての一時停止期間を示す一時停止スケジュールを事前に作成するという点で実施の形態1とは相違している。以下、当該相違点を中心に説明する。
<動作>
図11は、充放電制御装置100のCPU200上で動作する充放電制御プログラムの機能構成を示すブロック図である。図11に示すように、実施の形態2に係る充放電制御装置100は、充放電スケジュール作成機能部300、充放電機能部301、一時停止判定機能部302、一時停止/再開機能部303および一時停止スケジュール作成機能部304で実現される。
図11に示すように、充放電スケジュール作成機能部300は、ユーザの出発時刻、課金テーブルおよび給電計画を含む給電情報に基づいて、電気料金を最小にする等の目的に応じた充放電スケジュール311を作成して充放電機能部301および一時停止スケジュール作成機能部304に与える。
充放電機能部301は、充放電スケジュール作成機能部300から取得した充放電スケジュール311に従い、充放電の電流を制御する。また、出発時刻や給電情報の変更を確認して充放電を停止し、駆動バッテリ102の充放電状態や電流値に基づいて充放電の終了を判断する。
一時停止スケジュール作成機能部304には、予め与えられた給電情報確認スケジュール316と変更確認時間317と、充放電スケジュール作成機能300で作成された充放電スケジュール311とが与えられ、これらに基づいて全ての一時停止期間を算出して、一時停止スケジュール318を作成して一時停止判定機能部302に与える。なお、給電情報確認スケジュール316と変更確認時間317は、電動車両1の製造時に充放電制御装置100のソフトウェアの一部に組み込まれる。
一時停止判定機能部302は、充放電機能部301から取得した充放電の電流値313と、一時停止スケジュール作成機能部304から取得した一時停止スケジュール318とに基づいて充放電を一時停止するか否かを判定し、一時停止する場合には現在時刻からの一時停止期間314を算出して一時停止/再開機能部303に与える。
一時停止/再開機能部303は、一時停止判定機能部302から取得した一時停止期間中に充放電を一時停止するようにタイマー105以外の車内充放電機器に、停止を指示し、また、一時停止後車内充放電機器が起動されると充放電を再開する。
<充放電制御プログラムの全体フロー>
次に、図1〜図3、図11を参照しつつ、図12に示すフローチャートを用いて、充放電制御プログラムの全体動作を説明する。
充放電制御プログラムは充放電制御装置100の起動後に実行を開始すると、まず、不揮発性記憶装置203に保存された一時停止フラグを確認することで、一時停止中であるか否かを判断する(ステップS101)。
そして、フラグが立ち、一時停止中であると判断される場合は、ステップS109に進んで再開処理を行う。この処理は、図11を用いて説明した一時停止/再開機能部303での処理である。
一方、一時停止中でなければステップS102において充放電スケジュール作成処理を行う。この処理は、図11を用いて説明した充放電スケジュール作成機能部300での処理である。
ステップS102での充放電スケジュール作成処理の後、または、ステップS109での再開処理の後、ステップS110において一時停止スケジュールの作成処理を行う。
その後、ステップS103において充放電処理を実行する。この処理は、図11を用いて説明した充放電機能部301での処理である。
そして、ステップS104において出発時刻や給電情報に変更があるか否かを判断し、出発時刻や給電情報に変更がある場合にはステップS103において充放電を停止しており、再びステップS102の充放電スケジュール作成処理を行う。
一方、ステップS104で出発時刻や給電情報に変更がないと判断される場合は、ステップS105に進んで充放電終了か否かを判断する。
そして、充放電終了であればステップS103において充放電を停止しており、プログラムは終了するが、ステップS105で充放電終了ではないと判断される場合はステップS103において充放電を持続しており、ステップS111に進んで充放電処理を一時停止するか否かの一時停止判定処理を行う。この処理は、図11を用いて説明した一時停止判定機能部302での処理である。
そして、ステップS107では、ステップS111での判定結果が一時停止するか否かを判断し、一時停止する場合はステップS108に進み、一時停止処理を行うと共に一時停止フラグを立てて不揮発性記憶装置203に保存し、プログラムは終了する。この処理は、図11を用いて説明した一時停止/再開機能部303での処理である。
一方、ステップS107で一時停止しないと判断される場合は、充放電を維持したままステップS103の充放電処理に戻る。
<一時停止スケジュール作成処理のフロー>
次に、図13に示すフローチャートを用いて、ステップS110(図12)の一時停止スケジュール作成処理について説明する。
まず、ステップS121において、全ての電流停止期間(A)を取得する。そして、ステップS122において、全ての電流停止期間(A)のそれぞれから、給電情報確認スケジュール316が示す給電情報確認期間を除いた期間(B)を算出する。
ステップS122で算出した期間(B)を仮の一時停止期間とし、変更確認時間317
を用いて、給電情報の変更を確認するための再開時に起動を継続する全ての変更確認期間(C)を算出する(ステップS123)。
次に、ステップS124において、現在時刻(Tnow)と変更確認時間317(Dchk)から変更確認期間([Tnow, Tnow+Dchk])を算出する。
さらにS125において、仮の一時停止期間(B)から、ステップS123で算出した全ての変更確認期間(C)およびステップS124で算出した変更確認期間([Tnow, Tnow+Dchk])を除いて最終的な一時停止期間314とし、全ての一時停止期間を示す一時停止スケジュール318を得る。
このような処理を経て一時停止スケジュール318を得るので、一時停止期間から、給電情報確認期間および変更確認期間を除外することができる。
<一時停止判定処理のフロー>
次に、図14に示すフローチャートを用いて、ステップS106(図12)の一時停止判定処理について説明する。
まず、ステップS131において、充放電の電流値に基づいて電流停止か否かを判断し、電流停止でない場合はステップS134に進み、一時停止しないと判定し、一連の処理を終了する。
一方、ステップS131において、電流停止と判断される場合はステップS132に進み、一時停止スケジュール318を確認し、現在が一時停止期間か否かを判断する。
ステップS132において、現在が一時停止期間であると判断される場合はステップS133に進み、一時停止するものと判定し、次に、ステップS135において、現在時刻(Tnow)から、現在時刻を含む i 番目の一時停止期間([Tb-start_i, Tb-end_i])の終了時刻までを一時停止期間314([Tnow, Tb-end_i])として出力し、一連の処理を終了する。
一方、ステップS132において、現在が一時停止期間ではないと判断される場合はステップS134に進み、一時停止しないと判定し、一連の処理を終了する。
<再開処理のフロー>
次に、図15に示すフローチャートを用いて、ステップS109(図12)の再開処理について説明する。
ステップS109の処理を行う場合は、図12を用いて説明したように、充放電が一時停止中の場合、すなわち充放電を再開する場合であるので、まず、ステップS141において充放電スケジュール311を含む充放電制御プログラムのデータを不揮発性記憶装置203から主記憶装置204へ復帰させる。
そして、不揮発性記憶装置203に保存された一時停止フラグを下げ(ステップS142)、その後、再開要求信号を車外充放電装置6に送信した後、車外充放電装置6から応答信号を受信する(ステップS143)。
なお、車外充放電装置6は、一時停止期間経過後、自動起動して状態を復元する。そして、充放電制御装置100から再開要求信号を受信すると応答信号を送信し、充放電を再開する。
なお、ステップS102の充放電スケジュール作成処理、ステップS103の充放電処理およびステップS108の一時停止処理は、それぞれ、図5に示したステップS2の充放電スケジュール作成処理、ステップS3の充放電処理およびステップS8の一時停止処理と同じであるので、説明は省略する。
以上説明した実施の形態2に係る充放電制御装置100によれば、実施の形態1と同様の効果を奏すると共に、予め、一時停止スケジュールを作成し、それに基づいて充放電を一時停止するか否かを判定するので、当該判定処理に費やす時間を短縮できる。
<充放電制御プログラムの実行例>
次に、図16を用いて、実施の形態1および2に係る充放電制御装置における充放電制御プログラムの実行例について説明する。図16においては、横軸に共通のスケールで時間経過を示しており、図16の(a)部には、充放電スケジュール、課金テーブルおよび給電計画を、それぞれ太線、破線および細線で示しており、充放電スケジュールおよび給電計画は縦軸を電力(kW)とし、課金テーブルは縦軸を電気料金(円/kWh)としている。
充放電スケジュールは、電力が給電計画の範囲内であり、かつ、出発時刻までに充放電が終了する条件の下で、電気料金が最も安くなるように作成されている。
また、図16の(b)部には、充放電スケジュールの電流停止期間を矢示した電流停止期間表示部、給電情報の変更を確認する給電情報確認期間を矢示した給電情報確認期間表示部、充放電再開時に給電情報や出発時刻の変更を確認するために起動を継続する変更確認期間(手動起動なしの場合)を矢示した変更確認期間表示部、一時停止期間(手動起動なしの場合)を矢示した一時停止期間表示部、変更確認期間(手動起動ありの場合)を矢示した変更確認期間表示部、一時停止期間(手動起動ありの場合)を矢示した一時停止期間表示部を上から順に示している。
なお、手動起動なしの場合の一時停止期間は、電流停止期間から給電情報確認期間と手動起動なしの場合の変更確認期間を除いた期間で定義される。
また、手動起動ありの場合の一時停止期間は、手動起動なしの場合の一時停止期間から、さらに手動起動ありの場合の変更確認期間を除いた期間で定義される。
なお、出発時刻変更により、手動起動ありの場合の一時停止期間は、手動起動なしの場合の一時停止期間から変更されている。
図16の(c)部には、出発時刻変更後の充放電スケジュール、課金テーブルおよび給電計画を、それぞれ太線、破線および細線で示している。すなわち、図16の(a)部に示される充放電スケジュールでは、出発は三日目となっており、その直前に充放電が終了するように充放電スケジュールが作成されていたが、図16の(c)部に示される充放電スケジュールでは、出発が二日目に変更されたので、その直前に充放電が終了するように充放電スケジュールが変更されている。
なお、どちらの充放電スケジュールでも、電気料金を最小にするように充電は電気料金が最も安い時間帯を中心にして実行されるようにスケジュールが作成され、電気料金が最も高い時間帯には充電されないスケジュールとなっている。
次に、充放電制御プログラムによる、充放電制御装置100と他の車内充放電機器および車外充放電装置6の通信シーケンスの一例を図17および図18を用いて説明する。なお、以下の例では、しばらく充放電を行った後に一時停止し、再開後しばらく充放電を行って終了する場合について説明する。なお、図17では、充放電スケジュール作成処理から充放電処理までを示し、図18では、一時停止処理から充放電終了までを示す。なお、一時停止スケジュール作成処理および一時停止判定処理は、車内充放電機器や車外充放電装置6と通信しないため説明は省略する。また、図17および図18では、カーナビゲーション101、駆動バッテリ102、車載充放電装置103およびタイマー105を、充放電制御装置100を除く車内充放電機器90として表記し、図5〜図10を用いて説明したフローチャートのステップ符号も併せて表記している。なお、実施例1のステップ符号を表記しているが、実施例2においても同じ通信シーケンスとなる。
図17に示すように、充放電スケジュール作成処理(ステップS2)では、充放電制御装置100は、車内通信網109を介して車内充放電機器90のカーナビゲーション101からユーザの出発時刻を取得する(ステップS11)。
そして、充放電制御装置100は、車外通信線3を介して車外充放電装置6に対して、給電情報取得要求信号を送信し(ステップS12)、それに対する給電情報を含む給電情報取得応答信号を車外充放電装置6から受信する(ステップS12)。
充放電制御装置100は、受信した給電情報および出発時刻に基づいて充放電スケジュールを作成した後、車外通信線3を介して充放電開始要求信号を車外充放電装置6に送信し(ステップS14)、車外充放電装置6から車外通信線3を介して充放電開始応答信号を受信する(ステップS14)。
また、図17に示すように、充放電処理(ステップS3)では、充放電制御装置100から車内通信網109を介して車内充放電機器90の車載充放電装置103に電流指令値が与えられる(ステップS22)。
その後、充放電制御装置100は、車内通信網109を介して車内充放電機器90のカーナビゲーション101からユーザの出発時刻を確認し、出発時刻の変更の有無を判断する(ステップS23)。
出発時刻に変更がないと判断される場合は、車外通信線3を介して車外充放電装置6に給電情報確認要求信号を送信し(ステップS25)、それに対する給電情報を含む給電情報確認応答信号を車外通信線3を介して車外充放電装置6から受信する(ステップS25)。
充放電制御装置100は、給電情報に変更がない場合、車内通信網109を介して車内充放電機器90の駆動バッテリ102からバッテリ充放電状態を取得し、車載充放電装置103から電流値を取得する(ステップS27)。
なお、ステップS3において充放電が終了するか、充放電を停止するか、またはステップS6において一時停止と判定するまでは、ステップS3の通信シーケンスとステップS4からステップS7の処理を繰り返すことになる。
また、図18に示すように、一時停止処理(ステップS8)では、充放電制御装置100は、車外通信線3を介して車外充放電装置6に一時停止期間の情報を含む一時停止要求信号を送信し(ステップS51)、車外充放電装置6から一時停止応答信号を受信する(ステップS51)。
そして、充放電制御装置100は、車内通信網109を介して車内充放電機器90のタイマー105に一時停止期間の終了時刻を設定する(ステップS52)。
その後、充放電制御装置100は、車内通信網109を介してタイマー105を除く他の車内充放電機器に停止を指示し、制御電源リレー107にOFF信号OFSを出力し(ステップS55)、充放電を一時停止する。
図18に示すように、再開処理(ステップS9)では、充放電制御装置100は、車外通信線3を介して車外充放電装置6に再開要求信号を送信し(ステップS64)、車外充放電装置6から再開応答信号を受信し(ステップS64)、充放電処理を再開する。
図18に示す充放電処理(ステップS3)では、充放電制御装置100は、車外通信線3を介して車外充放電装置6に終了要求信号を送信し(ステップS31)、車外充放電装置6から終了応答信号を受信する(ステップS31)。
その後、充放電制御装置100は、車内通信網109を介してタイマー105を除く他の車内充放電機器に停止を指示し、制御電源リレー107にOFF信号OFSを出力し(ステップS32)、充放電処理を終了する。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
本発明に係る充放電制御装置は、バッテリに充電された電力でモータを駆動して駆動源とする電動車両に搭載され、車両外部に設けられた車外充放電装置から前記バッテリへの充電および前記バッテリから前記車両外部への放電を制御する充放電制御装置であって、前記バッテリによる充放電スケジュールを作成する充放電スケジュール作成機能部と、前記充放電スケジュールに基づいて、前記バッテリと車外充放電装置との間の電流を制御する充放電機能部と、充放電を一時停止するか否かを判定し、一時停止する場合には一時停止期間を算出する一時停止判定機能部と、前記一時停止期間には、前記電動車両内における電気機器および前記車外充放電装置の停止を指示すると共に、充放電を再開する場合には、前記電気機器および前記車外充放電装置の起動を指示し、充放電を再開する一時停止/再開機能部とを備え、前記車外充放電装置は、電力会社の給電計画を含む給電情報を前記充放電制御装置に与え、前記一時停止判定機能部は、前記充放電スケジュールと、前記給電情報の変更を確認する期間を示す給電情報確認スケジュールとに基づき、前記給電情報の変更を確認する期間には前記一時停止期間を設けないように前記一時停止期間を設定する。
一時停止判定機能部302には、給電情報確認スケジュール316が予め与えられている。すなわち、給電情報確認スケジュール316は、電動車両1の製造時に充放電制御装置100にプログラムのデータとして組み込まれている。
これは、充放電の一時停止中に、電力会社により給電情報が変更された場合に、充放電スケジュールを変更可能とするために、給電情報の変更を定期的に確認する目的で車内充放電制御システム2を一時的に起動させる期間を示すものとして与えられ、例えば充放電を行っているか否かに関わらず、定期的に一定期間設けられるように設定される。
一時停止/再開機能部303は、一時停止判定機能部302から取得した一時停止期間中には充放電を一時停止するようにタイマー105以外の車内充放電機器に、停止を指示し、また、一時停止後車内充放電機器が起動されると充放電を再開する。なお、一時停止/再開機能部303には、変更確認時間317が予め与えられている。これは、充放電の再開時に出発時刻や給電情報の変更を確認するために車内充放電制御システム2の起動を継続する時間を示し、給電情報確認スケジュール316と同様に、電動車両1の製造時に充放電制御装置100にプログラムのデータとして組み込まれる。充放電を一時的に再開している期間には、これに基づいて現在時刻からの変更確認期間315を算出する。
なお、上記では、給電情報確認期間であるか否かを、一時停止の判定条件とする例を示したが、給電情報確認期間を一時停止の判定条件とせず、変更確認期間であるか否かだけで一時停止の判定条件としても良い。これにより、給電情報の変更を確認する目的で車内充放電制御システム2を起動させる時間が給電情報確認スケジュールより短くなることがあるが、判定条件が減ることで、判定処理のさらなる迅速化を図ることができる。
一時停止スケジュール作成機能部304には、予め与えられた給電情報確認スケジュール316と変更確認時間317と、充放電スケジュール作成機能300で作成された充放電スケジュール311とが与えられ、これらに基づいて全ての一時停止期間を算出して、一時停止スケジュール318を作成して一時停止判定機能部302に与える。なお、給電情報確認スケジュール316と変更確認時間317は、電動車両1の製造時に充放電制御装置100のプログラムのデータに組み込まれる。