JP2015109780A - 車両用電力供給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、車載制御装置と対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができる車両用電力供給システムを提供すること。【解決手段】車両用電力供給システムは、複数台の充電スタンド200と、充電ECU110や車両側無線通信部140などを備えている。各充電スタンド200は、充電ケーブル260が車両100に取り付けられた場合に制御信号を出力するスタンド側制御部230と、その制御信号に応じてIDを充電ECU110に送信するスタンド側有線通信部220と、車両100との無線通信が可能なスタンド側無線通信手段240とを備えている。充電ECU110は、IDを受信する車両側有線通信部112と、IDの送信元である充電スタンド200を特定する車両側制御部113とを備えている。車両側無線通信部140は、特定された充電スタンド200に対して充電情報を無線通信によって送信する。【選択図】図2
Description
本発明は、車両に電力を供給する車両用電力供給システムに関する。
従来、車両用電力供給システムの一例として特許文献1がある。この特許文献1には、車載ユーザインターフェースから少なくとも1つのユーザ入力を受け取り、少なくとも1つのユーザ入力に応答して、少なくとも1つの充電情報を充電スタンドに伝達する電動車両が開示されている。
ところで、従来技術ではないが、車両側の装置である車載制御装置は、無線によって充電情報を充電スタンドに伝達することが考えられる。しかしながら、充電施設に複数の充電スタンドがあった場合、車載制御装置は、どの充電スタンドに充電情報を伝達していいのかわからないという問題がある。そこで、車両のユーザが充電スタンドの番号などを入力するなどによって、車載制御装置と対象の充電スタンドとで無線通信を確立させることは可能である。
しかしながら、ユーザが入力する場合、ユーザの手間が増えると共に、入力ミスも起こりうる。ユーザが入力ミスをした場合、車載制御装置は、対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができない。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、車載制御装置と対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができる車両用電力供給システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
信号線と電力供給線とが設けられた充電ケーブル(260)を介して車両(100)に電力供給を行うものであり、充電施設に設けられた複数台の充電スタンド(200)と、
車両に搭載され、充電スタンドから車両のバッテリ(130)への充電を制御する車載制御装置(110,140)と、を備えた車両用電力供給システムであって、
複数の充電スタンドの夫々は、個別に充電ケーブルを介して車両と接続可能であり、
充電ケーブルが車両に取り付けられたか否かを判定すると共に、充電ケーブルが車両に取り付けられたと判定した場合、信号線を介して、自身に固有の識別情報を車載制御装置に対して送信するスタンド側有線通信手段(220,230)と、
車載制御装置と無線通信が可能なスタンド側無線通信手段(240)と、を有し、
車載制御装置は、
識別情報を受信する車両側有線通信手段(112)と、
識別情報を受信した場合、識別情報の送信元である充電スタンドを特定する特定手段(113)と、
特定された充電スタンドに対して、車両のユーザによる入力操作に応じた充電情報を無線通信によって送信する車両側無線通信手段(140)と、を有し、
スタンド側無線通信手段は、無線通信によって充電情報を受信することを特徴とする。
信号線と電力供給線とが設けられた充電ケーブル(260)を介して車両(100)に電力供給を行うものであり、充電施設に設けられた複数台の充電スタンド(200)と、
車両に搭載され、充電スタンドから車両のバッテリ(130)への充電を制御する車載制御装置(110,140)と、を備えた車両用電力供給システムであって、
複数の充電スタンドの夫々は、個別に充電ケーブルを介して車両と接続可能であり、
充電ケーブルが車両に取り付けられたか否かを判定すると共に、充電ケーブルが車両に取り付けられたと判定した場合、信号線を介して、自身に固有の識別情報を車載制御装置に対して送信するスタンド側有線通信手段(220,230)と、
車載制御装置と無線通信が可能なスタンド側無線通信手段(240)と、を有し、
車載制御装置は、
識別情報を受信する車両側有線通信手段(112)と、
識別情報を受信した場合、識別情報の送信元である充電スタンドを特定する特定手段(113)と、
特定された充電スタンドに対して、車両のユーザによる入力操作に応じた充電情報を無線通信によって送信する車両側無線通信手段(140)と、を有し、
スタンド側無線通信手段は、無線通信によって充電情報を受信することを特徴とする。
本発明は、充電施設に設けられた複数の充電スタンドと車両に搭載された車載制御装置とを備えている。充電スタンドは、充電ケーブルが車両に取り付けられたと判定した場合、信号線を介して、自身に固有の識別情報を車載制御装置に対して送信する。一方、車載制御装置は、識別情報を受信することで、識別情報の送信元である充電スタンド、すなわち、自身が設けられている車両と充電ケーブルを介して接続されている充電スタンドを特定することができる。このように、車載制御装置は、識別情報の送信元である充電スタンドを特定できるため、その特定した受電スタンドに対して充電情報を無線通信によって送信することができる。そして、充電スタンドは、無線通信によって充電情報を受信する。
従って、本発明は、ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、車載制御装置と対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができる。なお、対象の充電スタンドとは、充電ケーブルを介して車両と接続されており、その車両に対して充電のための電力供給を行う充電スタンドである。
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
まず、図1〜図3を用いて、車両用電力供給システムの構成に関して説明する。図1,図2に示すように、車両用電力供給システムは、充電施設に設けられており車両100に電力供給を行うための複数台の充電スタンド200と、車両100に搭載された車載制御装置とを備えてなるものである。なお、複数の充電スタンド200は、全て同じ構成である。よって、図1では、図面を簡略化するために複数の充電スタンド200のうちの1台のみを図示している。
車両100は、充電スタンド200によって充電可能なバッテリ130を搭載しており、例えばプラグインハイブリッド自動車、電気自動車等である。また、車両100は、自身に設けられているバッテリ130の充電がなされる際には、プラグ取付部170に対して、充電ケーブル260に先端に設けられた充電プラグ261が接続される。つまり、車両100は、充電スタンド200と接続可能に構成されている。
充電ケーブル260は、複数の充電スタンド200の夫々に設けられており、車両100のプラグ取付部170とのインターフェイスである充電プラグ261と、信号線CPLTと、電力供給線L1,L2,GNDとを備えている。また、充電プラグ261は、信号線CPLTと、電力供給線L1,L2,GNDに対応した端子を含むものである。このように、車両100と充電スタンド200とは、充電ケーブル260の信号線CPLTと、電力供給線L1,L2,GNDとで接続される。CPLTは、Control Pilot Lineの略称である。
なお、車両100(車載制御装置)と充電スタンド200とは、信号線CPLTを介して送受信されるパイロット信号に基づいて、車両100の状態(例えば充電ステータスなど)などを確認及び管理している。このように、車両用電力供給システムは、車載制御装置と充電スタンド200との間でパイロット信号の送受信を行うシステムに適用することができる。
このパイロット信号は、車両100の状態などに応じて電位が変化(言い換えると、変位)する信号である。よって、信号線CPLTは、車両100の状態などに応じて電位が変化する、言い換えることもできる。なお、車両100の状態としては、車両100に対する充電ケーブル260の取り付け状態、車両100における充電準備の完了状態、及び車両100における充電の終了状態などを含む。また、後ほど詳しく説明するが、車両100(車載制御装置)と充電スタンド200とは、信号線CPLTを介した有線通信の他にも、車両側アンテナ141とスタンド側アンテナ241とを介した無線通信が可能な構成とされている。
複数の充電スタンド200の夫々は、個別に充電ケーブル260を介して車両100と接続可能である。よって、複数の充電スタンド200は、同時に異なる車両100の夫々と充電ケーブル260を介して接続可能である。
図2に示すように、充電スタンド200は、充電ケーブル260の他に、電力供給部210、スタンド側有線通信部220、スタンド側制御部230、スタンド側無線通信部240、スタンド側リレー250などが設けられている。電力供給部210は、電力会社の電力系統など大本である電力供給源からの電力を、スタンド側リレー250及び充電ケーブル260を介して車両100に供給するものである。
スタンド側有線通信部220は、特許請求の範囲におけるスタンド側有線通信手段に相当する。スタンド側有線通信部220は、信号線CPLTを介して、車載制御装置の一部である車両側有線通信部112と通信を行うものである。つまり、スタンド側有線通信部220は、スタンド側制御部230からの制御信号に基づいたデューティでパイロット信号を発振させることで、信号線CPLTを介して車両側有線通信部112と通信を行う。
例えば、スタンド側有線通信部220は、スタンド側制御部230からの制御信号に基づいて、電流量(すなわち、供給可能な定格電流)や充電スタンド200に固有な識別情報(以下、ID)に対応したデューティでパイロット信号を発振させる。このようにして、スタンド側有線通信部220は、電流量や自身に固有のIDを車載制御装置に対して送信する。なお、ここでの自身とは、スタンド側有線通信部220が設けられている充電スタンド200である。
このように、スタンド側有線通信部220と車両側有線通信部112とは、車両100の状態に応じて電位が変化するパイロット信号を、信号線CPLTを介して送受信するものである。そして、スタンド側有線通信部220は、例えば、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたか否かを判定すると共に、その判定結果をスタンド側制御部230に通知する。このとき、スタンド側有線通信部220は、信号線CPLTの電位、又は電位変化によって、充電ケーブル260が取り付けられたか否かを判定する。
更に、スタンド側有線通信部220は、車両100側の充電準備が完了したか否か、及び充電が終了したか否かを判定すると共に、その判定結果をスタンド側制御部230に通知する。このとき、スタンド側有線通信部220は、信号線CPLTの電位、又は電位変化によって、充電ケーブル260が取り付けられたか否か、及び充電が終了したか否かを判定する。このように、スタンド側有線通信部220は、パイロット信号の電位変化によって車両100の状態の変化を認識することができる。
スタンド側制御部230は、特許請求の範囲におけるスタンド側有線通信手段に相当する。このスタンド側制御部230は、処理部、記憶部、入出力部などを備えたマイコンなどによって構成されている。スタンド側制御部230は、処理部が入出力部を介して取得した情報や記憶部に記憶されたプログラムに基づいて各種処理を行うと共に、処理結果に応じた制御信号を入出力部から出力する。
スタンド側制御部230は、例えば、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたとの判定結果を取得すると、車載制御装置に対するIDの送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部220に出力する。また、スタンド側制御部230は、例えば、自身が設けられている充電スタンド200の電流量を取得すると共に、車載制御装置に対する電流量の送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部220に出力する。
また、スタンド側制御部230は、車両100側の充電準備が完了したか否かの判定結果、及び充電が終了したか否かの判定結果に応じて、スタンド側リレー250の開閉状態を制御する。つまり、スタンド側制御部230は、車両100側の充電準備が完了したとの判定結果を取得すると、スタンド側リレー250が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。そして、スタンド側制御部230は、充電が終了したとの判定結果を取得すると、スタンド側リレー250が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。
なお、スタンド側リレー250は、上述のように、スタンド側制御部230によって開閉状態が制御されるものである。そして、スタンド側リレー250は、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられている場合であり、且つ、自身が閉状態の場合、電力供給部210と電力変換部111とを接続することになる。逆に、スタンド側リレー250は、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられている場合であり、且つ、自身が開状態の場合、電力供給部210と電力変換部111とを遮断することになる。つまり、スタンド側リレー250は、電力供給部210と電力変換部111との間における、充電ケーブル260の電力供給線L1,L2,GNDの接続と接続の遮断とを行うものである。また、信号線CPLTは、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられている場合、スタンド側リレー250の開閉状態にかかわらず、スタンド側有線通信部220と車両側有線通信部112とを接続している。
更に、スタンド側制御部230は、サーバ300と通信可能に接続されていてもよい。このサーバ300は、クレジットカード会社のサーバである。充電スタンド200は、このように、クレジットカード会社のサーバ300と接続されていることによって、スタンド側制御部230によって充電料金の決済を行うことができる。
例えば、スタンド側制御部230は、車両100のユーザが所有しているクレジットカード情報(以下、カード情報)、自身が設けられている充電スタンド200からバッテリ130への充電量に応じた課金額を含む課金情報などをサーバ300に対して送信する。そして、サーバ300は、スタンド側制御部230から取得したカード情報及び課金額に応じて決済処理を行うと共に、決済結果(課金結果)をスタンド側制御部230に返信する。また、決済結果を受信したスタンド側制御部230は、決済結果に応じた電子レシートの送信を指示する制御信号をスタンド側無線通信部240に出力する。
なお、課金額は、スタンド側制御部230が算出する。また、複数の充電スタンド200の夫々と接続され各充電スタンド200を管理するコンピュータ(図示省略)が充電施設に設けられていた場合、課金額は、このコンピュータが算出することもできる。また、以下においては、車両100のユーザを単にユーザとも記載する。
ところで、スタンド側有線通信部220は、信号線CPLTの電位、又は電位変化をスタンド側制御部230に通知するものであってもよい。そして、スタンド側制御部230は、スタンド側有線通信部220からの通知に基づいて、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたか否かの判定、車両100側の充電準備が完了したか否かの判定、及び充電が終了したか否かの判定を行ってもよい。この場合、スタンド側制御部230は、自身の判定結果に応じて、スタンド側有線通信部220に制御信号を出力したり、スタンド側リレー250の開閉状態を制御したりする。
スタンド側無線通信部240は、特許請求の範囲におけるスタンド側無線通信手段に相当する。このスタンド側無線通信部240は、スタンド側アンテナ241を備えており、車載制御装置と無線通信が可能に構成されている。スタンド側無線通信部240は、スタンド側アンテナ241を介して受信した信号をスタンド側制御部230へ出力する。スタンド側無線通信部240は、例えば、車両100に設けられた車両側無線通信部140から送信された充電情報を、スタンド側アンテナ241を介して受信する。ところで、充電施設には複数の充電スタンド200が設けられている。よって、車両側無線通信部140から送信された電波は、充電施設に設けられた複数の充電スタンド200に到達することになる。なお、充電情報に関しては、後ほど説明する。
また、スタンド側無線通信部240は、車両側無線通信部140からカード情報を受信すると共に、そのカード情報をスタンド側制御部230に対して出力するようにしてもよい。更に、スタンド側無線通信部240は、スタンド側制御部230からの制御信号に応じて、電子レシートを送信するようにしてもよい。
一方、車両100は、充電ECU110、メインリレー120、バッテリ130、車両側無線通信部140、インターフェイス部150、電子料金収受装置160、プラグ取付部170が設けられている。
充電ECU110は、特許請求の範囲における車載制御装置に相当する。充電ECU110は、電力変換部111、車両側有線通信部112、車両側制御部113などを備えて構成されている。なお、ECUは、Electronic Control Unitの略称である。電力変換部111は、充電ケーブル260を介して充電スタンド200から供給された電力をAD変換して、バッテリ130に供給するものである。
車両側有線通信部112は、特許請求の範囲における車両側有線通信手段に相当し、信号線CPLTを介して、スタンド側有線通信部220と通信を行うものである。車両側有線通信部112は、例えば、スタンド側有線通信部220から送信されたIDを受信する。車両側有線通信部112は、信号線CPLTを介して取得したIDなどの信号を車両側制御部113に出力する。
また、車両側有線通信部112は、車両側制御部113からの制御信号に応じて、スタンド側有線通信部220に信号を送信する。例えば、車両側有線通信部112は、車両側制御部113からの制御信号に応じて、信号線CPLTの電位を変化させることによって、スタンド側有線通信部220に対して信号を送信する。このとき、車両側有線通信部112は、プラグ取付部170を用いて、信号線CPLTの電位を変化させるようにしてもよい。つまり、車両側有線通信部112は、信号線CPLTの電位を変化させることによって、スタンド側有線通信部220に対して車両100の状態を伝達する、と言い換えることができる。
より具体的には、車両側有線通信部112は、車両100の状態に応じて、信号線CPLTの電位を変化させる。車両側有線通信部112は、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、信号線CPLTの電位を9Vから6Vに変化させる。よって、この9Vから6Vへの変化を、第二段階目の電位変化と称する。また、車両側有線通信部112は、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、信号線CPLTの電位を6Vから9Vに変化させる。よって、この6Vから9Vへの変化を、第三段階目の電位変化と称する。
車両側制御部113は、処理部、記憶部、入出力部などを備えたマイコンなどによって構成されている。スタンド側制御部230は、処理部が入出力部を介して取得した情報や記憶部に記憶されたプログラムに基づいて各種処理を行うと共に、処理結果に基づいた制御信号を入出力部から出力する。例えば、車両側制御部113は、車両側有線通信部112がIDを受信した場合、そのIDの送信元である充電スタンド200を特定する(特定手段)。また、車両側制御部113は、バッテリ130内に設置された各センサ(図示省略)から電流、電圧、温度のバッテリ情報BATの入力を受け、バッテリ130の充電状態を示す状態量であるSOC(State of Charge)の算出を行なう。
また、車両側制御部113は、車両100側の充電準備が完了したか否か、及び充電が終了したか否かを判定し、その判定結果に応じて、車両側有線通信部112に制御信号を出力すると共に、メインリレー120を制御する。詳述すると、車両側制御部113は、車両100側の充電準備が完了したと判定した場合、車両側有線通信部112に対して、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を出力すると共に、メインリレー120が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。また、車両側制御部113は、充電が終了したと判定した場合、車両側有線通信部112に対して、第三段階目の電位変化を指示する制御信号を出力すると共に、メインリレー120が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。
メインリレー120は、バッテリ130と電力変換部111との間に設けられており、車両側制御部113によって開状態と閉状態とが制御されるものである。メインリレー120は、自身が閉状態の場合、電力変換部111とバッテリ130とを接続することになる。逆に、メインリレー120は、自身が開状態の場合、電力変換部111とバッテリ130とを遮断することになる。なお、バッテリ130は、車両100の駆動源であり、車両100の動力源であるモータ(図示省略)に対して電力供給を行うものである。
車両側無線通信部140は、特許請求の範囲における車両側無線通信手段に相当する。この車両側無線通信部140は、車両側アンテナ141を備えており、充電スタンド200と無線通信が可能に構成されている。詳述すると、車両側無線通信部140は、スタンド側無線通信部240との間において無線通信を行うものである。車両側無線通信部140は、車両側制御部113からの制御信号に応じて、車両側アンテナ141を介して充電スタンド200との無線通信を行うものである。車両側無線通信部140は、例えばユーザによる入力操作に応じた充電情報を、車両側アンテナ141を介して送信する。このとき、車両側無線通信部140は、車両側制御部113で特定された充電スタンド200に対して、充電情報を無線通信によって送信する。また、車両側無線通信部140は、車両側制御部113で特定された充電スタンド200に対して、カード情報を無線通信によって送信してもよい。
インターフェイス部150は、車両とユーザとのインターフェイスであり、例えばナビゲーション装置などを採用することができる。インターフェイス部150は、表示部、ユーザによって操作される操作部、操作部を介して取得した操作情報などに基づいて表示部への表示制御を行う制御部などを備えて構成されている。また、インターフェイス部150は、充電情報の入力が可能に構成されている。この充電情報は、ユーザが希望する充電量を示す情報であり、満充電、一定の金額、一定の時間などを示す情報である。例えば、インターフェイス部150は、図3に示すように、充電情報を指定するための画像を表示部に表示する。
そして、インターフェイス部150は、ユーザが操作部を操作することによって、満充電が指定された場合、満充電することを示す充電情報を車両側制御部113に出力する。また、インターフェイス部150は、ユーザが操作部を操作することによって、一定金額及びその金額が指定された場合、指定された金額の分だけ充電を行うことを示す充電情報を車両側制御部113に出力する。同様に、インターフェイス部150は、ユーザが操作部を操作することによって、一定時間及びその時間が指定された場合、指定された時間の分だけ充電を行うことを示す充電情報を車両側制御部113に出力する。
なお、車両100は、インターフェイス部150を備えていなくても目的を達成できる。つまり、インターフェイス部150は、ユーザが携行可能な携帯端末など、車両100に搭載されていないものであっても採用できる。更に、車両用電力供給システムは、充電スタンド200に設けられた操作部(図示省略)から充電情報を入力可能なように構成されていてもよい。
電子料金収受装置160は、特許請求の範囲における支払処理手段に相当し、車両100が有料道路を走行する際の通行料金の支払処理を行うものである。電子料金収受装置160は、路側機との通信を行い、路側機に対してカード情報や車両情報などを送信することで、通行料金の支払処理を行うことができる。また、電子料金収受装置160は、車両側無線通信部140に対して、カード情報を出力する。このとき、電子料金収受装置160は、車両側制御部113などからの指示に応じて、カード情報を出力する。車両側無線通信部140は、このように電子料金収受装置160からカード情報を取得することで、車両側制御部113で特定された充電スタンド200に対して、カード情報を送信する。このようにして、電子料金収受装置160は、バッテリ130への充電量に応じた充電料金の支払処理を行うことができる。
なお、車両100は、電子料金収受装置160を備えていなくても目的を達成できる。つまり、車両用電力供給システムは、ユーザが現金やクレジットカードを用いて、手動で充電料金の支払を行うものであってもよい。
プラグ取付部170は、充電プラグ261が取り付けられる部位であり、充電スタンド200の充電ケーブル260とのインターフェイスである。プラグ取付部170は、充電プラグ261における各端子に対応した端子を含むものである。そして、プラグ取付部170は、自身に対して充電プラグ261が取り付けられると、信号線CPLTの電位を変化させる構成となっている。例えば、プラグ取付部170は、自身に対して充電プラグ261が取り付けられると、信号線CPLTの電位を12Vから9Vに変化させる。この12Vから9Vへの変化を、第一段階目の電位変化と称する。
ここで、図4〜図7を用いて、車両用電力供給システムの処理動作に関して説明する。充電スタンド200は、第一段階目の電位変化があった場合、図4に示すフローチャートの処理を開始する。一方、車両100は、プラグ取付部170に充電ケーブル260が取り付けられると、図5に示すフローチャートの処理を開始する。なお、上述のように、プラグ取付部170は、自身に対して充電プラグ261が取り付けられると、第一段階目の電位変化を行う。つまり、プラグ取付部170は、図6のタイミングt1に示すように、充電プラグ261が取り付けられると(充電プラグ状態がオン)、信号線CPLTの電位を12Vから9Vに変化させる。
ステップS10では、充電プラグ261が取り付けられたと判定する。つまり、スタンド側有線通信部220は、信号線CPLTの電位において、第一段階目の電位変化があった場合、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたと判定する。このとき、スタンド側有線通信部220は、その判定結果をスタンド側制御部230に通知する。
ステップS11では、IDを送信する。スタンド側制御部230は、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたとの判定結果を取得すると、車載制御装置に対するIDの送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部220に出力する。スタンド側有線通信部220は、スタンド側制御部230からの制御信号に基づいて、IDに対応したデューティでパイロット信号を発振させる。
ここで、一定期間のデューティ比に対する数値の一例を示す。例えば、0%から9%を0、10%から19%を1、20%から29%を2、30%から39%を3、40%から49%を4、50%から59%を5、60%から69%を6、70%から70%を7、80%から89%を8、90%から100%を9とする。例えば、図7の例に示すように、デューティ50%の時は数値5、デューティ80%の時は数値8、デューティ20%の時は数値2、デューティ60%の時は数値6、デューティ90%の時は数値9となる。この例では、IDが58269であることを示している。よって、スタンド側有線通信部220は、IDとして、数値データである58269を車両100に送信する事になる。
このようにすることで、車両用電力供給システムは、簡単な方法でIDの送受信を行うことができる。言い換えると、充電スタンド200は、簡単な方法で、車両100に対してIDを送信することができる。
なお、車両100と充電スタンド200との間でパイロット信号の送受信を行うシステムでは、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられると、充電スタンド200が電流量を車両100に送信することになっている。例えば、図6のタイミングt2〜t3に示すように、スタンド側制御部230は、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられると、自身が設けられている充電スタンド200の電流量の送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部220に出力する。そして、スタンド側有線通信部220は、スタンド側制御部230からの制御信号に基づいて、電流量に対応したデューティでパイロット信号を発振させる。
更に、このようなシステムでは、通常、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられてから、充電スタンド200が電流量を送信するまでの間が未発振区間となっている。そこで、車両用電力供給システムは、タイミングt1〜t2に示すように、充電ケーブル260がプラグ取付部170に取り付けられてから、充電スタンド200が電流量を送信するまでにIDを送信する。つまり、スタンド側有線通信部220は、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたと判定した後、且つ、電流量の送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部220に出力する前に、IDの送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部220に出力する。よって、スタンド側有線通信部220は、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたと判定された後であり、且つ、電流量に対応したデューティでパイロット信号を発振させる前に、IDに対応したデューティでパイロット信号を発振させることができる。このようにすることで、車両用電力供給システムは、既存のシステム構成を変更することなく、充電スタンド200から車両100にIDを送信することができる。なお、充電スタンド200は、このタイミングt1〜t2において、認証情報等(例えば、パスワード)に対応したデューティでパイロット信号を発振させることで、IDだけでなく認証情報等も車両100に送信可能となる。
このように、充電スタンド200からIDが送信された場合、充電ECU110は、ステップS20においてIDを受信する。このとき、車両側有線通信部112は、信号線CPLTを介して、スタンド側有線通信部220から送信されたIDを受信すると共に、そのIDを車両側制御部113に出力する。
ステップS21では、充電スタンドを特定する。車両側制御部113は、車両側有線通信部112から取得したIDに基づいて、そのIDの送信元である充電スタンド200を特定する。つまり、車両側制御部113は、充電施設に設けられた複数の充電スタンド200のうち、自身が設けられている車両100に充電ケーブル260を介して接続されている充電スタンド200を特定する。言い換えると、車両側制御部113は、充電施設に設けられた複数の充電スタンド200のうち、無線通信の接続先の充電スタンド200を特定する。
ステップS22では、無線接続する。車両側無線通信部140は、車両側制御部113からの制御信号に応じて、車両側制御部113で特定された充電スタンド200と無線接続する。例えば、車両側制御部113は、ステップS20で受信したIDを含む接続確認情報を送信するように指示する制御信号を車両側無線通信部140に出力する。これに応じて、車両側無線通信部140は、車両側アンテナ141を介して、接続確認情報を無線通信によって送信する。
このように、車両100から接続確認情報が送信されると、充電スタンド200は、ステップS12において、無線通信を確認する。スタンド側無線通信部240は、スタンド側アンテナ241を介して接続確認情報を受信すると、その接続確認情報をスタンド側制御部230に出力する。スタンド側制御部230は、取得した接続確認情報に含まれるIDと、自身のIDとを比較することで無線通信の相手を確認する。このようにすることで、車両側無線通信部140から送信された電波が、充電施設に設けられた複数の充電スタンド200に到達したとしても、車両側無線通信部140とスタンド側無線通信部240は、一対一での無線通信を行うことができる。
ステップS23では、充電情報を送信する。例えば、車両側制御部113は、インターフェイス部150から取得した充電情報を送信するように指示する制御信号を車両側無線通信部140に出力する。これに応じて、車両側無線通信部140は、車両側アンテナ141を介して、充電情報を無線通信によって送信する。なお、インターフェイス部150は、車両側制御部113を介することなく、車両側無線通信部140に直接充電情報を出力して、車両側無線通信部140から充電情報を無線通信によって送信させるものであってもよい。
このように、ユーザは、車両100に乗った状態で充電情報を入力することができる。言い換えると、ユーザは、遠隔操作によって、充電スタンド200に対して充電情報を入力することができる。つまり、ユーザは、わざわざ車両100から降車して、充電スタンド200の所まで行き、充電スタンド200に設けられた操作画面(図示省略)を操作する必要がない。これによって、車両用電力供給システムは、充電施設側の人件費を削減する効果も期待できる。
車両100から充電情報が送信されると、充電スタンド200は、ステップS13において充電情報を取得する。スタンド側無線通信部240は、スタンド側アンテナ241を介して充電情報を受信すると、その充電情報をスタンド側制御部230に出力する。これによって、ユーザは、自身が希望する充電量を充電スタンド200に知らせることができる。
また、スタンド側制御部230は、充電情報を取得すると、ステップS14において、第二段階目の電位変化を確認すると共に、ステップS15において、電位変化があったか否かを判定する。このため、スタンド側制御部230は、車両側有線通信部112によって、第二段階目の電位変化が行われるまで、ステップS14,S15を繰り返すことになる。
ステップS24では、電流量を確認する。車両側有線通信部112は、上述のように、スタンド側有線通信部220から送信された充電スタンド200の電流量を受信すると共に、その電流量を車両側制御部113に出力する。そして、車両側制御部113は、車両側有線通信部112から取得した電流量を確認する。
ステップS25では、充電を開始するか否かを判定する。車両側制御部113は、取得した電流量や自身で算出したSOCなどに基づいて、充電を開始するか否かを判定する。また、車両側制御部113は、充電を開始する準備が整ったか否かを判定する、と言い換えることもできる。そして、車両側制御部113は、充電を開始すると判定した場合はステップS26へ進み、充電を開始しないと判定した場合はステップS24へ戻る。なお、車両側制御部113は、充電を開始しないとの判定が所定時間継続した場合、ユーザに対して、充電を開始できない旨の通知を行うようにしてもよい。この通知は、例えば、インターフェイス部150などを用いて行うことができる。
ステップS26では、第二段階目の電位変化を行う。車両側有線通信部112は、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、図6のタイミングt3に示すように、信号線CPLTの電位を9Vから6Vに変化させる。なお、車両側有線通信部112は、充電スタンド200に対して、充電の開始を知らせるために、第二段階目の電位変化を行う。そして、ステップS27では、メインリレー120をオンする。車両側制御部113は、タイミングt3に示すように、メインリレー120が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。なお、ステップS27とステップS26の順番は逆であってもよい。つまり、車両側制御部113は、車両側有線通信部112に対して第二段階目の電位変化を指示する制御信号を出力する前に、メインリレー120が開状態から閉状態へと切り替わるように制御してもよい。
このように、第二段階目の電位変化が行われると、スタンド側制御部230は、ステップS15において、変化ありと判定し、ステップS16へ進む。そして、ステップS16では、充電を実行する。このとき、スタンド側制御部230は、スタンド側リレー250が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。これによって、充電スタンド200からバッテリ130への充電が実行される。
また、スタンド側制御部230は、充電を実行すると、ステップS17において、第三段階目の電位変化を確認すると共に、ステップS18において、電位変化があったか否かを判定する。このため、スタンド側制御部230は、車両側有線通信部112によって、第三段階目の電位変化が行われるまで、ステップS17,S18を繰り返すことになる。
ステップS28では、充電終了か否かを判定する。車両側制御部113は、バッテリ130への充電が行われている間、充電終了であるか否かを判定する。車両側制御部113は、充電スタンド200に通知した充電情報やSOCなどに基づいて、充電終了であるか否かを判定する。そして、車両側制御部113は、充電終了と判定した場合はステップS29へ進み、充電終了でないと判定した場合はステップS28での判定を繰り返す。
ステップS29では、第三段階目の電位変化を行う。車両側有線通信部112は、第三段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、信号線CPLTの電位を6Vから9Vに変化させる。なお、車両側有線通信部112は、充電スタンド200に対して、充電の終了を知らせるために、第三段階目の電位変化を行う。そして、ステップS30では、メインリレー120をオフする。車両側制御部113は、メインリレー120が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。なお、ステップS29とステップS30の順番は逆であってもよい。つまり、車両側制御部113は、車両側有線通信部112に対して第三段階目の電位変化を指示する制御信号を出力する前に、メインリレー120が閉状態から開状態へと切り替わるように制御してもよい。
このように、第三段階目の電位変化が行われると、スタンド側制御部230は、ステップS18において、変化ありと判定し、ステップS19へ進む。そして、ステップS19では、充電終了処理を行う。この充電終了処理では、スタンド側制御部230は、スタンド側リレー250が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。これによって、電力供給部210と電力変換部111とが遮断されることになる。このようにして、充電スタンド200からバッテリ130への充電が終了する。
なお、バッテリ130への充電が終了すると、充電スタンド200は、充電量に応じた課金処理を行い、車両100は、充電量に応じた支払処理を行う。
ステップS31では、カード情報を送信する。車両側制御部113は、充電終了であると判定した場合、電子料金収受装置160に対して、カード情報を出力するように指示する。電子料金収受装置160は、車両側制御部113からの指示に応じて、車両側無線通信部140に対してカード情報を出力する。カード情報を取得した車両側無線通信部140は、カード情報を無線通信によって送信する。このようにして、電子料金収受装置160は、バッテリ130への充電量に応じた充電料金の支払処理を行うことができる。
一方、ステップS26では、車両側無線通信部140は、車両側無線通信部140から送信されたカード情報を受信し、そのカード情報をスタンド側制御部230に出力する。スタンド側制御部230は、バッテリ130への充電量に応じた課金額を算出すると共に、カード情報と課金額を含む課金情報などをサーバ300に対して送信する。このようにすることで、サーバ300によって決済処理が行われる。なお、スタンド側無線通信部240は、スタンド側制御部230からの制御信号に応じて、電子レシートを送信する。
ステップS32では、車両側無線通信部140は、スタンド側無線通信部240から送信された電子レシートを受信する。また、車両側無線通信部140は、インターフェイス部150に対して、受信した電子レシートの表示を指示する。この指示に応じて、インターフェイス部150は、表示部に電子レシートを表示する。このようにすることで、ユーザは、車両100から降車することなく、電子レシートを確認することができる。つまり、ユーザは、車両100から降車することなく、充電量に応じた課金額の支払ができたことを確認することができる。
ここまで説明したように、車両用電力供給システムは、充電施設に設けられた複数の充電スタンド200と、車両100に搭載された充電ECU110や車両側無線通信部140などの車載制御装置とを備えている。充電スタンド200は、充電ケーブル260が車両100に取り付けられたと判定した場合、信号線CPLTを介して、自身に固有のIDを充電ECU110に対して送信する。一方、充電ECU110は、IDを受信することで、IDの送信元である充電スタンド200、すなわち、自身が設けられている車両100と充電ケーブル260を介して接続されている充電スタンド200を特定することができる。つまり、充電ECU110は、複数の充電スタンド200のうち、どの充電スタンド200に無線接続すればいいのかわからないという問題を解決できる。
このように、充電ECU110は、IDの送信元である充電スタンド200を特定できるため、その特定した充電スタンド200に対して充電情報を無線通信によって送信することができる。なお、充電ECU110は、車両側無線通信部140を介して充電情報を無線通によって送信する。そして、充電スタンド200は、無線通信によって充電情報を受信する。
従って、車両用電力供給システムは、ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、充電ECU110と対象の充電スタンド200との無線通信を確立させることができる。なお、対象の充電スタンド200とは、充電ケーブル260を介して車両100と接続されており、その車両100に対して充電のための電力供給を行う充電スタンド200である。
(変形例)
ここで、変形例における車両用電力供給システムに関して説明する。また、変形例の車両用電力供給システムは、上述の実施形態の車両用電力供給システムと同様な点が多い。よって、ここでは、変形例の車両用電力供給システムにおいて、上述の実施形態の車両用電力供給システムと異なる点を重点的に説明する。なお、以下においては、変形例における車両用電力供給システムを、単に車両用電力供給システムと記載する。
ここで、変形例における車両用電力供給システムに関して説明する。また、変形例の車両用電力供給システムは、上述の実施形態の車両用電力供給システムと同様な点が多い。よって、ここでは、変形例の車両用電力供給システムにおいて、上述の実施形態の車両用電力供給システムと異なる点を重点的に説明する。なお、以下においては、変形例における車両用電力供給システムを、単に車両用電力供給システムと記載する。
図8に示すように、車両用電力供給システムは、ユーザが携行可能であり、カード情報を有した携帯端末152を含むものであってもよい。この携帯端末152は、例えば、スマートフォンなどの携帯電話機やタブレット型端末を採用することができる。車両用電力供給システムは、このような携帯端末152を備えていることで、電子料金収受装置160ではなく携帯端末152で支払処理を行うこともできる。
また、車両用電力供給システムは、電子料金収受装置160で支払処理を行うか、携帯端末152で支払処理を行うかをユーザに選択させるようにしてもよい。車両側制御部113は、充電プラグ261がプラグ取付部170に取り付けられた場合や、充電スタンド200からの充電が開始された場合など、充電を行うと判断した場合、インターフェイス部151に対して選択画面の表示を指示する。この選択画面とは、電子料金収受装置160を利用した支払か、携帯端末152を利用した支払かを選択する画像である。選択画面の表示を指示されたインターフェイス部151は、例えば図9に示すような選択画面を表示する。このようにすることで、ユーザは、電子料金収受装置160で支払処理を行うか、携帯端末152で支払処理を行うかを選択することができる。なお、インターフェイス部151は、上述のインターフェイス部150と同様である。
なお、インターフェイス部151は、ユーザが操作部によっていずれか一方を選択することで、電子料金収受装置160で支払処理を行うことを示す操作情報、又は携帯端末152で支払処理を行うことを示す操作情報を車両側制御部113に出力する。車両側制御部113は、この操作情報に応じて、ステップS31におけるカード情報の送信を行う。
つまり、車両側制御部113は、電子料金収受装置160で支払処理を行うことを示す操作情報を取得した場合は、上述の実施形態と同様の処理を行う。また、車両側制御部113は、携帯端末152で支払処理を行うことを示す操作情報を取得した場合は、携帯端末152からカード情報を取得して、取得したカード情報を車両側無線通信部140を介して無線通信によって送信する。このようにすることによっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、携帯端末152は、車両側無線通信部140の代わりに、充電情報を無線通信によって、スタンド側無線通信部240に送信するものであってもよい。この場合、携帯端末152は、車両とユーザとのインターフェイスとして機能する。携帯端末152は、充電情報の入力が可能に構成されている。例えば、携帯端末152は、図10に示すように、充電情報を指定するための画像を表示部に表示する。そして、携帯端末152は、ユーザが操作部を操作することによって、満充電することを示す充電情報などを車両側制御部113に送信する。また、携帯端末152は、充電スタンド200から送信された電子レシートを受信すると共に、その電子レシートを自身の表示部に表示する。このようにすることによっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、携帯端末152から充電情報を送信することで、ユーザは、自宅などの充電施設以外の場所から、予め充電情報を充電スタンド200に送信することもできる。
なお、携帯端末152は、車両100を介することなく、充電スタンド200に直接充電情報を送信するものであってもよい。この場合、携帯端末152は、インターフェイス部151と車両側無線通信部140の両方の機能を備えていることになる。
また、携帯端末152は、充電情報の送信のみを行うものであってもよいし、支払処理のみを行うものであってもよいし、充電情報の送信及び支払処理の両方を行うものであってもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。上述の実施形態及び変形例は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
100 車両、110 充電ECU、111 電力変換部、112 車両側有線通信部、113 車両側制御部、120 メインリレー、130 バッテリ、140 車両側無線通信部、141 車両側アンテナ、150 インターフェイス部、160 電子料金収受装置、170 プラグ取付部、200 充電スタンド、210 電力供給部、220 スタンド側有線通信部、230 スタンド側制御部、240 スタンド側無線通信部、241 スタンド側アンテナ、250 スタンド側リレー、260 充電ケーブル、261 充電プラグ
Claims (9)
- 信号線と電力供給線とが設けられた充電ケーブル(260)を介して車両(100)に電力供給を行うものであり、充電施設に設けられた複数台の充電スタンド(200)と、
前記車両に搭載され、前記充電スタンドから前記車両のバッテリ(130)への充電を制御する車載制御装置(110,140)と、を備えた車両用電力供給システムであって、
複数の前記充電スタンドの夫々は、個別に前記充電ケーブルを介して前記車両と接続可能であり、
前記充電ケーブルが前記車両に取り付けられたか否かを判定すると共に、前記充電ケーブルが前記車両に取り付けられたと判定した場合、前記信号線を介して、自身に固有の識別情報を前記車載制御装置に対して送信するスタンド側有線通信手段(220,230)と、
前記車載制御装置と無線通信が可能なスタンド側無線通信手段(240)と、を有し、
前記車載制御装置は、
前記識別情報を受信する車両側有線通信手段(112)と、
前記識別情報を受信した場合、前記識別情報の送信元である前記充電スタンドを特定する特定手段(113)と、
特定された前記充電スタンドに対して、前記車両のユーザによる入力操作に応じた充電情報を無線通信によって送信する車両側無線通信手段(140)と、を有し、
前記スタンド側無線通信手段は、無線通信によって前記充電情報を受信することを特徴とする車両用電力供給システム。 - 前記車両側有線通信手段と前記スタンド側有線通信手段とは、前記車両の状態に応じて電位が変化するパイロット信号を、前記信号線を介して送受信するものであり、
前記車両側有線通信手段は、前記車両の状態に応じて、前記パイロット信号の電位を変位させ、
前記スタンド側有線通信手段は、前記パイロット信号の電位変化によって前記車両の状態の変化を認識することを特徴とする請求項1に記載の車両用電力供給システム。 - 前記スタンド側有線通信手段は、前記識別情報として、前記パイロット信号を該識別情報に対応したデューティで発振させることを特徴とする請求項2に記載の車両用電力供給システム。
- 前記スタンド側有線通信手段は、前記充電スタンドの電流量を前記車載制御装置に送信するものであり、前記充電ケーブルが前記車両に取り付けられたと判定された後であり、且つ、前記電流量を送信する前に、前記識別情報を送信することを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用電力供給システム。
- 課金額を含む課金情報を取得して、該課金情報に応じた支払処理を行う支払処理手段(152,160)と、を備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両用電力供給システム。
- 前記支払処理手段は、前記車両が有料道路を走行する際の通行料金の支払処理を行う電子料金収受装置(160)を含むことを特徴とする請求項5に記載の車両用電力供給システム。
- 前記支払処理手段は、前記車両のユーザが携行可能であり、クレジットカード情報を有した携帯端末(152)を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の車両用電力供給システム。
- 前記携帯端末は、前記車両側無線通信手段の代わりに、前記充電情報を無線通信によって、前記スタンド側無線通信手段に送信可能であることを特徴とする請求項7に記載の車両用電力供給システム。
- 前記車両のユーザが携行可能であり、前記車両側無線通信手段の代わりに、前記充電情報を無線通信によって、前記スタンド側無線通信手段に送信可能な携帯端末(152)を備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の車両用電力供給システム。
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