JP4333798B2 - 充電制御装置および充電制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、充電制御装置および充電制御方法に関し、特に、蓄電装置を搭載する複数台の車両に対して、車両外部から充電する制御を行なう充電制御装置および充電制御方法に関する。

近年、環境にやさしい車両として、蓄電装置を搭載し、駆動装置としてモータを搭載する電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などが注目を浴びている。電気自動車は、外部から充電を行なうが、ハイブリッド自動車においても、外部から充電可能な構成とすることも検討されている。

特開２００１−６０２９３号公報（特許文献１）では、電気車両の車両共用システムにおいて充電状態の一番高い車両をユーザに割り当てるものが開示されている。
特開２００１−６０２９３号公報 特開２００６−７４８６８号公報

近年問題となっている二酸化炭素排出量の抑制等の観点から考えると、二酸化炭素排出量が少ない外部から充電可能な電気自動車やハイブリッド車を複数台所有する家庭や集合住宅等で充電が行われるようになることが予想される。

そのような住居で充電を行なう際に以下のような３つの点について問題となる。１）到着順などで車ごとに順番に充電していては、遅く到着した車両は充電がなかなか完了しないため使いたい車を使いたいときに使うことができないことが起こる可能性がある。２）複数台のハイブリッド車や電気自動車への家庭商用電源からの充電が重なると、その他の負荷と合わせた消費電力で、ブレーカーが遮断される可能性がある。３）車の台数に合わせて電力会社との契約電力のアンペア数を大きくするのは、契約料金アップを招きユーザにとって好ましくない。

すなわち、このような場所での充電を考えると、帰宅時間、必要充電量、車両使用時刻はバラバラで、しかも契約電力量を超えられないという制約もあるので、これらが満足されないと、使用開始時刻に充電が完了していない車両が出てしまう。

この発明の目的は、使いたい車両を使いたいときに使用できる可能性が高まり、かつ契約電力内で充電を実行する充電制御装置および充電制御方法を提供することである。

この発明は、要約すると、各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両の蓄電装置の外部電源からの充電を個々に制御する充電制御装置であって、各車両と外部電源とが結合されたときの蓄電装置の蓄電状態を検出する蓄電状態検出部と、複数台の車両の各々について、予想消費電力量を検出する予想消費電力算出部と、各車両について、検出された蓄電状態と予想消費電力量とに基づいて必要な充電電力量を算出する必要充電電力量算出部と、各車両の使用開始時刻を検出する使用時刻検出部と、必要充電量と使用開始時刻から各車両の充電時間と充電電力量についての充電スケジュールを決定する充電スケジュール作成部と、充電スケジュールに基づいて車両に搭載された蓄電装置を充電する制御部とを備える。

好ましくは、充電制御装置は、各蓄電装置の充電効率を算出する充電効率算出部をさらに備える。充電スケジュール作成部は、充電効率にさらに基づいて充電スケジュールを作成する。

好ましくは、充電制御装置は、複数台の車両の少なくともいずれかに設定された運転開始前の予備空調の指示情報を取得する予備空調情報取得部をさらに備える。予想消費電力量検出部は、予備空調に必要な電力も含めて予想消費電力量を算出する。充電スケジュール作成部は、予備空調の指示に基づいて充電スケジュールを作成する。

好ましくは、制御部は、複数の車両の各々の必要充電電力量をその車両の蓄電装置に充電した後に、必要充電電力量を超えた蓄電装置の満充電に至るまでの間の充電を各車両の少なくともいずれかに対して続行する。

好ましくは、制御部は、車両種別を各車両から取得する。充電スケジュール作成部は、車両種別に基づいて充電スケジュールを決定する。

好ましくは、車両は、内燃機関と、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクとを含む。充電スケジュール作成手段は、燃料タンクの燃料残量に基づいて充電スケジュールを作成する。

この発明は、他の局面に従うと、各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両の蓄電装置の外部電源からの充電を個々に制御する充電制御方法であって、各車両と外部電源とが結合されたときの蓄電装置の蓄電状態を検出するステップと、複数台の車両の各々について、予想消費電力量を検出するステップと、各車両について、検出された蓄電状態と予想消費電力量とに基づいて必要な充電電力量を算出するステップと、各車両の使用開始時刻を検出するステップと、必要充電量と使用開始時刻から各車両の充電時間と充電電力量についての充電スケジュールを決定するステップと、充電スケジュールに基づいて車両に搭載された蓄電装置を充電するステップとを備える。

本発明によれば、契約電力量を拡大させなくても充電が完了する可能性が高まるので、使いたい車両を使いたいときに使用できるようになる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、図中同一または相当の部分には同一の符号を付し、それらの説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態の充電制御装置４００の使用態様を説明するための概略図である。

図１を参照して、充電制御装置４００は、各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両１００，１５０，２００の蓄電装置（バッテリや大容量キャパシタなど）の外部電源からの充電を個々に制御する。

外部電源はたとえば商用電源であって、配電線５１２から受電盤５１０を経由して各負荷回路に分岐する分電盤５００に供給される。

分電盤５００には、負荷回路の一つとして充電制御装置４００が接続される。充電制御装置４００と車両１００，１５０，２００は、必要に応じて充電ケーブル１０１，１５１，２０１によってそれぞれ接続される。車両は、バッテリとモータとを搭載する電気自動車（１００，１５０）であってもよいし、バッテリとモータに加えてエンジンを搭載するハイブリッド自動車（２００）であってもよい。

このような家庭や事業所等では、車両がガレージやパーキングに帰着するタイミングはバラバラであり、車両のバッテリ等の蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）もバラバラであり、次に各々の車両を使用開始したい時点もバラバラである。

しかも、充電に割ける電力にも限界があり、この限界は電力会社との契約内容（契約アンペア、契約電流、契約容量などと称される）とバッテリの性能で決まる。充電に割ける電力を大きくするには、契約内容を変更して契約用ブレーカーを電流容量の大きなものにすればよいが、電気の基本料金が増額するので契約容量は必要最低限にしておきたい。

充電制御装置４００は、電力会社との契約範囲内でなるべく効率よく車両を充電する制御を行なう。

図２は、車両と充電装置の構成をより詳細に示したブロック図である。
図１、図２を参照して、車両１００は、車輪１０８と、車輪１０８を駆動するモータ１０６と、モータ１０６に三相交流電力を与えるインバータ１０４と、インバータ１０４に直流電力を供給するメインバッテリ１０２と、インバータ１０４の制御を行なう主制御ＥＣＵ１１４とを含む。すなわち車両１００は、電気自動車である。

車両１００は、メインバッテリ１０２に外部から充電可能な構成を有する。すなわち車両１００は、さらに、外部からたとえば交流１００Ｖなどの商用電源を与える端子が設けられたコネクタ１２４と、コネクタ１２４に与えられた交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ１０２に与える充電用ＡＣ／ＤＣ変換部１１０と、コネクタ１２４と充電用ＡＣ／ＤＣ変換部１１０とを接続するスイッチ１２２と、コネクタ１２４に充電制御装置４００のコネクタ４１６が接続されたことを検知するコネクタ接続検知部１２０と、電力線通信部１１６とを含む。

主制御ＥＣＵ１１４は、メインバッテリ１０２の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を監視し、かつ、コネクタ接続検知部１２０によってコネクタ接続を検知する。主制御ＥＣＵ１１４は、コネクタ１２４に対しコネクタ４１６が接続された場合に充電状態ＳＯＣが所定値より低いときには、スイッチ１２２を開放状態から接続状態に遷移させ、充電用ＡＣ／ＤＣ変換部１１０を動作させてメインバッテリ１０２の充電を行なう。

車両１００は、メインバッテリの温度を検知する温度センサ１０３をさらに含む。主制御ＥＣＵ１１４は、バッテリ温度が上限値を超えないように、インバータ１０４および充電用ＡＣ／ＤＣ変換部１１０を制御して、バッテリに対する入出力電力を制限する。

車両１００は、電気自動車であったが、駆動用にモータとエンジンとを併用するハイブリッド車両にも本発明を適用することができる。すなわち、車両２００は、ハイブリッド車であって、車輪２０８と、車輪２０８を駆動する第２モータジェネレータ２０６と、第２モータジェネレータ２０６に三相交流電力を与えるインバータ２０４に加えて、燃料タンク２３４と、エンジン２３２と、主として発電を行なう第１モータジェネレータ２２８と、第１モータジェネレータ２２８で発電された三相交流電力を直流に変換するインバータ２２６とを含む。

車両２００は、さらに、インバータ２２６から発電された電力が充電され、直流電力をインバータ２０４に直流電力を供給するメインバッテリ２０２と、インバータ２０４および２２６の制御を行なう主制御ＥＣＵ２１４とを含む。

車両２００も車両１００と同様に、メインバッテリ２０２に外部から充電可能な構成を有する。すなわち車両２００は、さらに、外部からたとえば交流１００Ｖなどの商用電源を与える端子が設けられたコネクタ２２４と、コネクタ２２４に与えられた交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ２０２に与える充電用ＡＣ／ＤＣ変換部２１０と、コネクタ２２４と充電用ＡＣ／ＤＣ変換部２１０とを接続するスイッチ２２２と、コネクタ２２４に充電制御装置４００のコネクタ４２６が接続されたことを検知するコネクタ接続検知部２２０と、電力線通信部２１６とを含む。

主制御ＥＣＵ２１４は、メインバッテリ２０２の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を監視し、かつ、コネクタ接続検知部２２０によってコネクタ接続を検知する。主制御ＥＣＵ２１４は、コネクタ２２４に対しコネクタ４２６が接続された場合に充電状態ＳＯＣが所定値より低いときには、スイッチ２２２を開放状態から接続状態に遷移させ、充電用ＡＣ／ＤＣ変換部２１０を動作させてメインバッテリ２０２の充電を行なう。

車両２００は、メインバッテリの温度を検知する温度センサ２０３をさらに含む。主制御ＥＣＵ２１４は、バッテリ温度が上限値を超えないように、インバータ２０４，２２６および充電用ＡＣ／ＤＣ変換部２１０を制御して、バッテリに対する入出力電力を制限する。

なお、充電が可能な車両の他のシステム構成として、モータ駆動用インバータ２０４，２２６を充電用インバータとして使用しても良い。たとえば、第２モータジェネレータ２０６のステータコイルの中性点と第１モータジェネレータ２２８のステータコイルの中性点とから外部と電力を授受する構成であっても良い。

充電制御装置４００は、車両１００側から充電状態ＳＯＣや給電要求などの情報を受ける電力線通信部４１０と、交流電源４０２と、交流電源４０２から供給する電流を制限する電流制限部４０４と、充電ケーブル４１８と、充電ケーブル４１８の端部に設けられたコネクタ４１６と、コネクタ４１６が車両に接続されたことを検出するコネクタ接続検出部４１７と、充電ケーブル４１８に対して電流制限部４０４を介在させて交流電源４０２を接続するスイッチ４１４と、スイッチ４１４の開閉を制御する主制御ＥＣＵ４０８とを含む。

充電制御装置４００は、さらに、車両２００側から充電状態ＳＯＣや給電要求などの情報を受ける電力線通信部４２０と、充電ケーブル４２８と、充電ケーブル４２８の端部に設けられたコネクタ４２６と、コネクタ４２６が車両に接続されたことを検出するコネクタ接続検出部４２７と、充電ケーブル４２８に対して電流制限部４０４を介在させて交流電源４０２を接続するスイッチ４２４とを含む。スイッチ４２４の開閉は、主制御ＥＣＵ４０８によって制御される。

なお、図示はしないが、充電制御装置４００は、車両１００、２００以外にもより多くの車両を接続可能であっても良い。その場合には、さらに単数または複数のコネクタ、コネクタ接続部、ケーブル、電力線通信部が接続可能な車両数に対応して設けられる。

本実施の形態の充電制御装置は、各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両の蓄電装置の外部電源からの充電を個々に制御する充電制御装置４００であって、主制御ＥＣＵ４０８は、各車両と外部電源とが結合されたときの蓄電装置の蓄電状態を検出し、複数台の車両の各々について、予想消費電力量を検出し、各車両について、検出された蓄電状態と予想消費電力量とに基づいて必要な充電電力量を算出し、各車両の使用開始時刻を検出し、必要充電量と使用開始時刻から各車両の充電時間と充電電力量についての充電スケジュールを決定し、充電スケジュールに基づいて車両に搭載された蓄電装置を充電する制御を行なう。

図３は、充電制御装置および車両で実行される制御を説明するためのフローチャートである。説明の簡単のため、まず車両が１台しか接続されない場合について図３によって説明を行ない、後に複数台の車両が接続される場合について図１０を用いて説明する。

図２，図３を参照して、充電制御装置側では、処理が開始されると、ステップＳ１においてコネクタ接続の検出が実行される。主制御ＥＣＵ４０８は、コネクタ接続検出部４１７、４２７のいずれかからコネクタの接続を示す信号が検出されるまで、ステップＳ１の処理を繰返す。

車両側では、ステップＳ２１において、やはり、コネクタ接続の検出が実行される。主制御ＥＣＵ１１４は、コネクタ接続検出部１２０からコネクタの接続を示す信号が検出されるまで、ステップＳ２１の処理を繰返す。

コネクタが接続されると、充電制御装置側ではステップＳ１からステップＳ２に処理が進み、車両側ではステップＳ２１からステップＳ２２に処理が進む。ステップＳ２２では、車両の主制御ＥＣＵ１１４または２１４が乗降記録又は乗車予定時刻の送信を充電制御装置４００に送信する。送信は、充電ケーブル４１８または４２８と、電力線通信部１１６または２１６と，電力線通信部４１０とを経由して行なわれる。なお、他の送受信手段、たとえば電力線とは区別された専用の通信線や無線通信等を用いて送信を行なっても良い。たとえば、１トリップごとに乗車時刻、下車時刻を車両において記録しておき、１ヶ月程度分の乗車時刻および下車時刻を乗降記録として送信すればよい。また、乗車予定時刻を送信する場合は、充電開始前の下車時に車両の主制御ＥＣＵ１１４または２１４が入出力インタフェース１１２または２１２を用いて運転者に問い合わせを行ない、入力された次回の乗車予定時刻を記憶しておき、その情報を送信すればよい。

ステップＳ２において、充電制御装置４００側では、車両側から送信された乗降記録または乗車予定時刻に基づいて、乗車予定時刻の決定が行なわれる。

図４は、ステップＳ２の処理の詳細を示すフローチャートである。
図４を参照して、まずステップＳ３１において自動または手動の場合分けが行なわれる。車両側からの指定によって自動モード、手動モードの何れを選択するか定めても良いし、強制的に予め充電装置で設定したモードを選択するようにしても良い。ステップＳ３１において自動モードが選択された場合には、ステップＳ３３に処理が進み、主制御ＥＣＵ４０８は、車両から送信された毎日の乗降記録に基づいて、この車両の乗車予定時刻を決定する。

たとえば、１ヶ月分の乗降記録のうち通勤日と休日を分類して平均乗車時刻を算出する。明日が通勤日であれば、通勤日の平均乗車時刻より少し余裕をもった時刻（少し早い時刻）を乗車予定時刻に決定する。一方明日が休日であれば、休日の平均乗車時刻より少し余裕をもった時刻（少し早い時刻）を乗車予定時刻に決定する。なお、休日の乗車時刻のばらつきが大きい場合には、明日が休日であれば、ステップＳ３１において手動が選択されるようにしても良い。

ステップＳ３１において手動が選択された場合には、ステップＳ３２において、乗車予定時刻の指定入力待ちとなる。主制御ＥＣＵ４０８は、入出力インタフェース４０９から乗車予定時刻が入力されるのを待つ。なお、車両において入出力インタフェース１１２から乗車予定時刻が入力されている場合には、その情報が通信されてくるのをステップＳ３２で待つ。この場合、車両にカーナビゲーション装置が装備されている場合には、車両側で到着したい時刻と目的地の情報を入力しカーナビゲーション装置でルート検索をして、乗車予定時刻を逆算するようにしても良い。

ステップＳ３２またはステップＳ３３の処理が終了すると、ステップＳ３４においてステップＳ２の処理の全体が終了し、制御は図３のフローチャートに移される。

ステップＳ２、ステップＳ２２の処理が終了すると、それぞれステップＳ３、Ｓ２３に処理が進む。車両側ではステップＳ２３において、車両燃費情報、走行距離情報の送信が行なわれ、充電制御装置側では、ステップＳ３において送信されてきた車両燃費情報、走行距離情報に基づいて、次回乗車時に必要な電力量（Ｗｈ）の決定が行なわれる。

図５は、ステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャートである。
図５を参照して、まずステップＳ４１において自動または手動の場合分けが行なわれる。車両側からの指定によって自動モード、手動モードの何れを選択するか定めても良いし、強制的に予め充電装置で設定したモードを選択するようにしても良い。ステップＳ４１において自動モードが選択された場合には、ステップＳ４４に処理が進み、主制御ＥＣＵ４０８は、車両から送信された日々の車両の燃費（ｋｍ／ｋＷｈ・ｄａｙ）および日々の走行距離（ｋｍ／ｄａｙ）から必要電力量（Ｗｈ）を予測する。

近年、燃費を積算する機能がついた車両がしばしば見かけられるようになっているが、たとえば、明日が出勤日の場合には、出勤日の走行距離の平均値を現在まで積算されていた燃費で除算して余裕係数を乗じて必要電力量を算出すればよい。一方明日が休日であれば、休日の平均走行距離より少し余裕をもった距離に基づいて必要電力量を算出する。なお、休日の走行距離のばらつきが大きい場合には、明日が休日であれば、ステップＳ４１において手動が選択されるようにしても良い。

ステップＳ４１において手動が選択された場合には、ステップＳ４２において、工程距離の入力待ちとなる。主制御ＥＣＵ４０８は、入出力インタフェース４０９から予定工程距離が入力されるのを待つ。なお、主制御ＥＣＵ４０８は、車両において入出力インタフェース１１２から予定工程距離が入力されている場合には、その情報が通信されてくるのをステップＳ４２で待つ。この場合、車両にカーナビゲーション装置が装備されている場合には、車両側で目的地の情報を入力しカーナビゲーション装置でルート検索をして、充電地点からの距離を算出して予定工程距離としても良い。ステップＳ４２に続いて、ステップＳ４３において主制御ＥＣＵ４０８は、車両から送信された日々の車両の燃費（ｋｍ／ｋＷｈ・ｄａｙ）および予定工程距離（ｋｍ）から必要電力量（Ｗｈ）を予測する。たとえば、ステップＳ４２で得られた予定工程距離を現在まで積算されていた燃費で除算して余裕係数を乗じて必要電力量を算出すればよい。

ステップＳ４３またはステップＳ４４の処理が終了すると、ステップＳ４５においてステップＳ３の処理の全体が終了し、制御は図３のフローチャートに移される。

再び図３を参照して、ステップＳ３、ステップＳ２３の処理が終了すると、それぞれステップＳ４、Ｓ２４に処理が進む。ステップＳ２４では、車両側でバッテリ開放電圧やバッテリ電流に基づいて積算されていたバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が充電制御装置に対して送信される。ステップＳ４では、車両からＳＯＣの受信を行なう。

そして、ステップＳ５において必要な充電量の算出が行なわれる。必要な充電量は、ステップＳ３で求められた次回乗車時に必要な電力量から現在のバッテリのＳＯＣに基づいてバッテリから出力することができる電力量を引いた差である。続いて、ステップＳ６において住宅の契約電力容量と日々の住宅側の電力消費とに基づいて、充電に割り当て可能な各時刻における電力を算出する。

図６は、充電に割り当て可能な電力を説明するための図である。
図６を参照して、この家庭の契約電力容量は、３０００Ｗ（３ｋＷまたは３ｋＶＡ）であり、受電電圧が１００Ｖであるとすると契約アンペアまたは契約電流で言えば３０Ａである。

充電制御装置では、車両充電以外の受電電力の実績値が時間帯ごとに積算され平均値が算出されている。これは、分電盤全体で流れる電流から充電の分岐回路の電流を差し引いて記録しておくことで可能である。

現時点から乗車予定時刻Ｔ１までの斜線で示す領域Ｐ１が充電に割り当て可能な電力となる。このようにして定められた、各時間帯における充電に割り当て可能な電力を超えないように、充電制御装置が充電スケジュール制御を行なう。

再び図３を参照して、充電制御装置はステップＳ７において、乗車予定時刻とバッテリ特性から充電速度を決定する。バッテリ特性とは、例えばバッテリ種別やバッテリ容量等であり、これらによって決まってくる充電可能最大電流などが含まれる。このバッテリ特性に対応する車両のバッテリ情報が、ステップＳ２５において車両側から送信される。

そしてステップＳ７では、図６で示された割り当て電力を超えないで、かつバッテリ特性で定まる電流を超えないように充電速度が決定される。なお、乗車予定時刻までに、必要な充電が完了しないと予想される場合には、警告メッセージを充電開始時に出力するようにしても良い。

そして、ステップＳ８において、決定された充電速度で充電が実行される。充電速度を制御するために、図１の主制御ＥＣＵ４０８は電流制限部４０４に対し時間帯ごとに充電車両に対応する電流値を指令する。さらにステップＳ９では車両側からステップＳ２６で送信されてくるバッテリのＳＯＣを受信し、その情報に基づいて必要な充電量に到達したか否かが判断される。必要な充電量に到達していない場合には、ステップＳ９からステップＳ１２に処理が進み、車両と充電装置とを接続するコネクタの接続があるか否かが定期的に確認され、コネクタの接続が維持されている場合にはさらにステップＳ８に処理が戻って充電が継続される。

車両側では、ステップＳ２６で充電制御装置側に向けてＳＯＣの送信が行なわれた後、ステップＳ２７で充電が終了したか否かが判断される。たとえばケーブルコネクタの接続がなくなったときや、ケーブルコネクタを経由して充電制御装置から充電の終了が通知されたとき等に充電が終了したと判断される。

ステップＳ９において、現在の充電量が必要な充電量に到達した場合にはステップＳ１０に処理が進み、乗車予定時刻になったか否かが判断される。乗車予定時刻までまだ時間がある場合にはステップＳ１０からステップＳ１１に処理が進み、車両側からステップＳ２６で送信されてくるバッテリのＳＯＣを受信し、その情報に基づいてバッテリが満充電になったか否かが判断される。まだ満充電でなければステップＳ１２においてコネクタ接続確認がされた後ステップＳ８に処理が戻り、充電が継続される。

ステップＳ１０において、乗車予定時刻になった場合およびステップＳ１１で満充電になったと判断された場合には、ステップＳ１３に処理が進み充電終了の通知が車両に対して行なわれる。すると車両側ではステップＳ２７においてステップＳ２６に処理が戻らなくなるのでＳＯＣの定期送信が中断され、ステップＳ２８において処理が終了となる。

ステップＳ１３の通知が完了した場合およびステップＳ１２においてコネクタ接続が無いと判断された場合には、ステップＳ１４に処理が進み充電制御装置の処理終了となる。

続いて、複数台の車両に充電する場合について説明を行なう。
図７は、複数台の車両の帰宅時のバッテリの充電状態の一例を示した図である。

図７に示すように、帰宅時のバッテリの充電状態は車両１００，１５０，２００でバラバラであるのが普通である。

図８は、複数台の車両の次回乗車時までの必要充電量の一例を示した図である。
図８に示すように、１日の走行距離も車両ごとに異なるので、必要電力量も各車両によって異なる。そして、次の走行までに必要な充電量は、この必要電力量から図７に示した帰宅時のＳＯＣ分の量を減じたものである。したがって、各車両の必要な充電量を優先的に充電した上で、さらに時間が余れば満充電までの空きの部分に対して充電を行なうようにすれば、各車両とも車両を使う上で不自由が生じにくくなる。

図９は、２台目の車両が接続された場合の割り当て可能な電力を示した図である。
図９を参照して、１台目の車両の乗車時刻がＴ１であり２台目の車両の乗車時刻がＴ２であるとする。図６と比べると、図９は領域Ｐ１に加えて領域Ｐ２の電力量が割り当て可能となることがわかる。しかし、領域Ｐ２については１台目の車両の充電には割り当てることができない領域であるので、この点を考慮して充電の順序を決定する必要がある。

図１０は、複数台の車両が充電される場合に実行される処理を説明するためのフローチャートである。

図１０を参照して、ステップＳ５１でコネクタ接続検出が行なわれ、ステップＳ５２で乗車予定時刻が決定され、ステップＳ５３で次回乗車時に必要な電力量（Ｗｈ）が決定され、ステップＳ５４でバッテリのＳＯＣが検出され、ステップＳ５５で必要な充電量の産出がなされる。ステップＳ５１〜Ｓ５５の処理は、図３のステップＳ１〜Ｓ５にそれぞれ対応しており、詳細についてはすでに図３で説明しているためここでは説明は繰返さない。

ステップＳ５５に続きステップＳ５６では、住宅の契約電力容量と日々の住宅側の電力消費から充電に割り当て可能な電力量が算定される。たとえば、図９に示した場合ではまず１台目が接続された時には領域Ｐ１が１台目の充電に使用されるようにスケジュールが組まれる。２台目が接続された場合には、乗車時刻が遅い２台目に領域Ｐ２が優先的に割り当てられ、残る領域Ｐ１について１台目、２台目のうち優先順位の高い方から充電が行われるようにスケジュールが組まれることになる。

続いてステップＳ５７において、乗車予定時刻と車のバッテリ特性から充電速度が決定される。バッテリ特性については、図７のステップＳ７で説明したとおり、その時充電のためにコネクタが接続されている車両について、通信によりバッテリ特性が取得される。

ステップＳ５２〜ステップＳ５７において、車両の充電スケジュールを組むための情報収集が行われることとなる。この一連の情報収集が行われている間に、新たに他の車のコネクタが充電装置に接続されたか否かがステップＳ５８において検出される。新たな接続が検出された場合にはステップＳ５２に処理が戻り、ステップＳ５２〜Ｓ５７の情報収集処理が再び実行される。

ステップＳ５８において、新たな接続が検出されなかった場合には、ステップＳ５９に処理が進み、接続されている各車の乗車予定時刻を比較して優先順位を決定する。その際に、ステップＳ５６でその車しか充電できない時間帯については優先的にその車に充電させることとして、その車については予定充電電力量をその分だけ差し引いておく。

そしてステップＳ６０において優先順位の一番高い車両に対して充電を実行する。この時、図２において充電制御装置４００では、主制御ＥＣＵ４０８がスイッチ４１４、４２４を制御することによって、優先順位の高い車に充電電力が供給されるように充電経路を設定する。

そして、充電実行中においてもステップＳ６１において、新たに他の車のコネクタが充電装置に接続されたかが検出される。新たな接続が検出された場合にはステップＳ５２に処理が戻り、ステップＳ５２〜Ｓ５７の情報収集処理が再び実行される。

ステップＳ６１において、新たな接続が検出されなかった場合には、ステップＳ６２に処理が進み、現在充電が実行されている車両に対して必要な充電量に到達したか否かが判断される。ステップＳ６２において、充電中の車両が必要な充電量にまだ達していなければステップＳ６０に処理が進み、充電が継続される。

ステップＳ６２において充電中の車両が必要な充電量に到達していた場合には、ステップＳ６３に処理が進む。ステップＳ６３では、新たに他の車のコネクタが充電装置に接続されたかが検出される。新たな接続が検出された場合にはステップＳ５２に処理が戻り、ステップＳ５２〜Ｓ５７の情報収集からの処理が再び実行される。

ステップＳ６３において、新たな接続が検出されなかった場合にはステップＳ６４に処理が進む。ステップＳ６４では、全ての車の一次的な充電つまり次回乗車時に必要な充電量の充電が完了されたか否かが判断される。

ステップＳ６４おいて、次回の走行に必要な充電量の充電が完了していない車両がまだ存在する場合には、ステップＳ６４からステップＳ６５に処理が進む。ステップＳ６５では、必要な充電量の充電が行われた車両を充電対象から一時的に除外し、残る車両の優先順位を繰り上げる。そしてステップＳ６０に処理が進み、優先順位が１位になった車両に対して充電が開始される。

ステップＳ６４において、全ての車両の一次的な充電が完了したと判断された場合には、ステップＳ６６に処理が進み、乗車予定時刻まで時間が残っている車両があるか否かが判断される。ステップＳ６６において、まだ充電する時間がある車両に対してはステップＳ６７において、空き容量の部分（図８参照）に続いて充電を行なう。この空き容量の充電については、各車両に少しずつ充電を順番に行ってもよいし、１台が満充電になるまで連続して充電を行なってから次の車両に充電を行なうようにしてもよい。また充電の優先順位についても乗車予定時刻に基づく必要はなく、他の要因に基づいて定めてもよい。たとえば、均等に電力を各車両に供給してもよいし、一番ＳＯＣが低い車両から順に充電してもよい。

ステップＳ６６で、充電する時間が残っていなかった場合や、ステップＳ６７が終了して空き容量のある車両が存在しなくなった場合には、ステップＳ６８において充電制御が終了する。

［変形例１］
蓄電池は、温度が高温となると充電効率が悪くなる。ハイブリッド車両では、エンジンを停止させてモータのみで走行させるＥＶ走行モードを選択できるものがあるが、過度のＥＶ走行後には充電効率が悪くなるほどバッテリが高温になる場合がある。その場合には、適温となっているバッテリを搭載している他の車両に充電を行なうほうが経済的である。しかし、図１０のステップＳ５９で決定した乗車予定時刻で定めた優先順位に基づいて充電を行なうと、高温で充電効率の悪い車両が充電対象として選択される場合もあるので、まだ改良の余地がある。

そこで、ステップＳ６０において対象車両を決定する際に、各車両において図１の温度センサ１０３，２０３でバッテリ温度を計測させ、バッテリ温度を取得し、バッテリ温度が所定のしきい値よりも高いものについては、充電対象から外すかまたは優先順位を下位に変更すればよい。

バッテリ温度がしきい値よりも高いため優先順位１位であった車両が充電対象から外された場合は、次に優先順位の高かった優先順位２位の車両が充電対象として選択されて充電が行なわれることになる。そして、選択された車両の充電が完了すると、再びステップＳ６０で温度の計測、取得を行ない、温度がしきい値よりも低下しておれば、優先順位どおり優先順位が１位の車両が充電対象として選択される。温度がしきい値よりもまだ低下していなければ、未充電でかつ優先順位が次である車両が（バッテリ温度が低ければ）充電対象として選択される。

なお、未充電の車両はすべて温度がしきい値よりも高い場合も考えられる。たとえば、１台の車両しか接続されていない場合であって、その１台の車両のバッテリの温度がしきい値よりも高い場合である。または、２台がほぼ同時に帰着した場合も考えられる。このような場合は、充電効率が低くても充電時間の確保を優先させて充電を行なうようにしてもよいし、エネルギー効率を優先させて、バッテリが適温となるまで充電を行なわないようにしても良い。

この変形例では、温度のような充電効率を算出するための情報を車両から充電制御装置に送信し、充電制御装置で各車両の充電効率の算出（または順位付け）を行なうこととしたが、温度を送信せずに各車両が充電効率を算出して充電制御装置側に充電効率を送信して制御装置で各車両の充電効率を比較するのでも良い。充電効率を算出するための情報は、温度に限らず他の情報であっても良い。

［変形例２］
寒い日の朝などは、乗車予定時刻より前に、タイマーなどによってエアコンを作動させ車内を快適な温度に空調しておく予備空調を行なわせることがある。バッテリは、低温時には出力可能な電力が低下するので、バッテリの予熱という観点からも予備空調を行なう場合もある。予備空調が行なわれる場合には、その際に消費される電力も必要充電量に加算する必要が生じる。

この場合、運転者は、車両において予備空調をナビゲーションのタッチパネル画面や、専用スイッチで設定する。設定は、予備空調を開始する時刻を設定するものであっても良いし、乗車予定時刻を設定しその１０分前のように相対的に設定するものであっても良い。そこで、車両は、予備空調のＯＮ／ＯＦＦの設定と、予備空調の開始時刻または乗車予定時刻と予備空調時間等とを充電制御装置側に送信する。

予備空調の開始時刻または乗車予定時刻を含む時刻情報が得られた場合には、図４のステップＳ３２において、乗車予定時刻の決定にその情報を用いることができる。

さらに、図３のステップＳ３や図１０のステップＳ５３において、次回乗車時に必要な電力量を算定する際に、図２の充電制御装置４００は、各車両から予備空調の有無の情報を取得する。そして、予備空調を行なう予定の車両に対しては、予備空調分の電力量を上乗せして、必要な電力量を算出する。

なお予備空調分の電力量は、ある程度余裕をもった所定値としても良いが、現状の室温と目標温度との差に基づいてマップ等から設定しても良い。

このようにすれば、予備空調機能を有する車両であっても充電不足を生じる可能性が低減する。

［変形例３］
図１、図２に示したように、充電制御装置４００で充電対象となる車両には、車両１００，１５０のように電気自動車と、車両２００のようにハイブリッド車両とが含まれる。

このように、電気自動車とハイブリッド車両とが混在して充電対象となる場合には、ガソリン等の燃料を積載しているハイブリッド車両よりも充電電力のみで走行する電気自動車を優先させるようにしても良い。

このような処理を行なうためには、図１０のステップＳ５７においてその車両が電気自動車なのかハイブリッド車両なのかの種別の情報をバッテリ特性情報と共に車両から充電制御装置側に送信しておく。優先のさせ方としては、図１０のステップＳ５９の処理を、電気自動車を乗車予定時刻に基づいて順位付けした後、ハイブリッド車両をその下位に乗車予定時刻に基づいて順位付けするように変えれば良い。また、図１０のステップＳ５９の処理を、車両の種別によらずまず乗車予定時刻に基づいて順位付けし、乗車予定時刻が同じか所定時間範囲内である場合には電気自動車を優先させるように順位付けを修正するように変えても良い。

さらに、ハイブリッド車の場合は、燃料（ガソリン等）の残量によって走行可能な距離が異なる。したがって、優先順位の決定の際に燃料残量を反映させても良い。燃料残量の反映のさせ方は種々考えられるが、たとえば、図１０のステップＳ５５の必要充電量の算出の際に、燃料残量が多いものほど必要充電量から残量に応じた充電量を差し引くようにしても良い。また、図１０のステップＳ５９の処理を、車両の種別や燃料残量によらずまず乗車予定時刻に基づいて順位付けし、乗車予定時刻が同じか所定時間範囲内である場合には電気自動車を優先させ、かつハイブリッド車両同士であれば燃料残量が少ないほう優先させるように順位付けを修正するように変えても良い。

以下に、本願発明について図１，図１０等を参照して総括的に説明する。本実施の形態の充電制御装置は、各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両の蓄電装置の外部電源からの充電を個々に制御する充電制御装置４００であって、各車両と外部電源とが結合されたときの蓄電装置の蓄電状態を検出する蓄電状態検出部（ステップＳ５４）と、複数台の車両の各々について、予想消費電力量を検出する予想消費電力算出部（ステップＳ５３）と、各車両について、検出された蓄電状態と予想消費電力量とに基づいて必要な充電電力量を算出する必要充電電力量算出部（ステップＳ５５）と、各車両の使用開始時刻を検出する使用時刻検出部（ステップＳ５２）と、必要充電量と使用開始時刻から各車両の充電時間と充電電力量についての充電スケジュールを決定する充電スケジュール作成部（ステップＳ５９）と、充電スケジュールに基づいて車両に搭載された蓄電装置を充電する制御部（ステップＳ６０）とを備える。

変形例１に示したように、好ましくは、充電制御装置４００は、図１０のステップＳ５９を変形して各蓄電装置の充電効率を算出する充電効率算出部をさらに備えるように構成されても良い。充電スケジュール作成部は、充電効率にさらに基づいて充電スケジュールを作成する。

変形例２に示したように、好ましくは、充電制御装置４００は、図１０のステップＳ５３を変形して、複数台の車両の少なくともいずれかに設定された運転開始まえの予備空調の指示情報を取得する予備空調情報取得部をさらに備えるように構成されても良い。予想消費電力量検出部（変形されたステップＳ５３）は、予備空調に必要な電力も含めて予想消費電力量を算出する。充電スケジュール作成部（ステップＳ５９）は、予備空調の指示に基づいて充電スケジュールを作成する。

好ましくは、制御部は、複数の車両の各々の必要充電電力量をその車両の蓄電装置に充電した後に、必要充電電力量を超えた蓄電装置の満充電に至るまでの間の充電を各車両の少なくともいずれかに対して続行する（ステップＳ６７）。

変形例３に示したように、好ましくは、制御部は、車両種別（電気自動車かハイブリッド車両かの種別）を各車両から取得する。充電スケジュール作成部は、車両種別に基づいて充電スケジュールを決定する。

好ましくは、図１の車両２００のように、車両は、内燃機関（エンジン２３２）と、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンク２３４とを含む。充電スケジュール作成手段は、燃料タンクの燃料残量に基づいて充電スケジュールを作成する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、契約容量範囲内で使用スケジュールに応じて複数の車両に充電がなされ、乗車開始時刻において充電が完了している可能性が高まるので、使いたいときに必要な車両が未充電で使えないといったことが少なくなる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態の充電制御装置４００の使用態様を説明するための概略図である。 車両と充電装置の構成をより詳細に示したブロック図である。 充電制御装置および車両で実行される制御を説明するためのフローチャートである。 ステップＳ２の処理の詳細を示すフローチャートである。 ステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャートである。 充電に割り当て可能な電力を説明するための図である。 複数台の車両の帰宅時のバッテリの充電状態の一例を示した図である。 複数台の車両の次回乗車時までの必要充電量の一例を示した図である。 ２台目の車両が接続された場合の割り当て可能な電力を示した図である。 複数台の車両が充電される場合に実行される処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１００，１５０，２００ 車両、１０１，１５１，２０１，４１８，４２８ 充電ケーブル、１０２，２０２ メインバッテリ、１０３，２０３ 温度センサ、１０４，２０４，２２６ インバータ、１０６ モータ、１０８ 車輪、１１０，２１０ 充電用ＡＣ／ＤＣ変換部、１１２，２１２，４０９ 入出力インタフェース、１１４，２１４，４０８ 主制御ＥＣＵ、１１６，２１６，４１０，４２０ 電力線通信部、１２０，２２０，４１７，４２７ コネクタ接続検出部、１２２，２２２，４１４，４２４ スイッチ、１２４，２０６，２２４，４１６，４２６ コネクタ、２０６，２２８ モータジェネレータ、２０８ 車輪、２３２ エンジン、２３４ 燃料タンク、４００ 充電制御装置、４０２ 交流電源、４０４ 電流制限部、５００ 分電盤、５１０ 受電盤、５１２ 配電線。

Claims (7)

1. 各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両への前記蓄電装置の外部電源からの充電を個々に制御する充電制御装置であって、
   各車両と前記外部電源とが結合されたあとに前記蓄電装置の蓄電状態を検出する蓄電状態検出部と、
   前記複数台の車両の各々について、予想消費電力量を検出する予想消費電力量検出部と、
   各車両について、検出された蓄電状態と予想消費電力量とに基づいて必要な充電電力量を算出する必要充電電力量算出部と、
   各車両の使用開始時刻を検出する使用時刻検出部と、
   前記必要な充電電力量と前記使用開始時刻とに基づいて、各車両の充電時間と充電電力量についての充電スケジュールを決定する充電スケジュール作成部と、
   前記充電スケジュールに基づいて前記車両に搭載された蓄電装置の充電制御を行なう制御部とを備える、充電制御装置。
2. 各前記蓄電装置の充電効率を算出する充電効率算出部をさらに備え、
   前記充電スケジュール作成部は、前記充電効率にさらに基づいて前記充電スケジュールを作成する、請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記複数台の車両の少なくともいずれかに設定された運転開始まえの予備空調の指示情報を取得する予備空調情報取得部をさらに備え、
   前記予想消費電力量検出部は、前記予備空調に必要な電力も含めて前記予想消費電力量を算出し、
   前記充電スケジュール作成部は、前記予備空調の指示情報に基づいて前記充電スケジュールを作成する、請求項１または２に記載の充電制御装置。
4. 前記制御部は、前記複数の車両の各々の前記必要な充電電力量をその車両の蓄電装置に充電した後に、前記必要な充電電力量を超えた蓄電装置の満充電に至るまでの間の充電を各車両の少なくともいずれかに対して続行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電制御装置。
5. 前記制御部は、車両種別を各前記車両から取得し、
   前記充電スケジュール作成部は、前記車両種別に基づいて前記充電スケジュールを決定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電制御装置。
6. 前記車両は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクとを含み、
   前記充電スケジュール作成手段は、前記燃料タンクの燃料残量に基づいて前記充電スケジュールを作成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電制御装置。
7. 各々が蓄電装置を搭載する複数台の車両への前記蓄電装置の外部電源からの充電を個々に制御する充電制御装置が実行する充電制御方法であって、
   各車両と前記外部電源とが結合されたあとに前記蓄電装置の蓄電状態を前記充電制御装置が検出するステップと、
   前記複数台の車両の各々について、予想消費電力量を前記充電制御装置が検出するステップと、
   各車両について、検出された蓄電状態と予想消費電力量とに基づいて必要な充電電力量を前記充電制御装置が算出するステップと、
   各車両の使用開始時刻を前記充電制御装置が検出するステップと、
   前記必要な充電電力量と前記使用開始時刻とに基づいて、各車両の充電時間と充電電力量についての充電スケジュールを前記充電制御装置が決定するステップと、
   前記充電スケジュールに基づいて前記車両に搭載された蓄電装置の充電制御を前記充電制御装置が行なうステップとを備える、充電制御方法。

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