JP7632063B2

JP7632063B2 - 充電制御装置

Info

Publication number: JP7632063B2
Application number: JP2021085394A
Authority: JP
Inventors: 恭史藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2025-02-19
Anticipated expiration: 2041-05-20
Also published as: JP2022178524A

Description

この開示は、充電制御装置に関し、特に、車両の蓄電装置への充電を制御する充電制御装置に関する。

従来、発電設備および充電設備を備える施設において、発電設備での発電量と、施設の有する負荷で使用される使用電力量と、充電設備で充電可能な電動車両が許容する充電電力とを取得し、取得した発電量、使用電力量および充電電力に基づいて、充電設備で電動車両の充電を行う場合に要する充電料金を、充電開始前に演算する、充電管理システムがあった（たとえば、特許文献１参照）。

国際公開第２０２０／０２６６８１号

特許文献１で示されるような充電電力によって充電料金が変わる料金体系である場合、ユーザは料金を節約するために、電動車両の蓄電装置の充電電力の上限の設定値を、蓄電装置に関する既定値（たとえば、蓄電装置に充電可能な電力の最大値）から、料金が安くなる設定値に下げることが考えられる。しかし、規定値よりも低い設定値に設定したままでは、高い設定値である場合と比較して、同じ電力量を充電する場合に、充電時間が長くなってしまうといった問題が生じる。これにより、このような低い設定値に設定された電動車両に、充電時間で課金される充電設備で充電する場合、充電時間が長くなることで、充電料金が高くなってしまったり、充電設備の専有時間が長くなるため充電設備が混雑してしまったりする。

この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ユーザが意図しないまま充電電力が低く設定されたままとなることを防止することが可能な充電制御装置を提供することである。

この開示に係る充電制御装置は、車両の蓄電装置への充電を制御する充電制御装置であって、充電制御装置を制御する制御部と、所定情報を記憶する記憶部とを備える。制御部は、蓄電装置への充電電力の上限の設定値をユーザから受付けるための処理を実行し、受付けられた設定値を記憶部に記憶させ、設定値が記憶された後、設定値に関する所定条件が成立した場合、かつ、設定値が蓄電装置に関する既定値と異なる場合に、設定値を既定値に戻すための処理を実行する。

このような構成によれば、蓄電装置への充電電力の上限の設定値が記憶部に記憶された後、設定値に関する所定条件が成立した場合、かつ、設定値が蓄電装置に関する既定値と異なる場合に、設定値を既定値に戻すための処理が実行される。その結果、ユーザが意図しないまま充電電力が低く設定されたままとなることを防止することができる。

この開示によれば、ユーザが意図しないまま充電電力が低く設定されたままとなることを防止することが可能な充電制御装置を提供することができる。

この実施の形態に係る充電制御システムの全体構成の一例を示す図である。この実施の形態の充電電力設定処理の流れを示すフローチャートである。この実施の形態の充電電力の上限の設定画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、この開示の実施の形態は説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

図１は、この実施の形態に係る充電制御システムの全体構成の一例を示す図である。この充電制御システムは、車両１０と、給電設備４０と、ユーザ端末５０とを備える。車両１０は、インレット１３、充電器１４、蓄電装置１５、監視ユニット１５ａ、モータ駆動装置１６、ＨＭＩ（Human Machine Interface）装置１８、通信装置１９、制御装置２０を備える。

車両１０は、車両外部の給電設備４０から供給される電力で車載の蓄電装置１５を充電する外部充電を実行可能に構成された電動車両（たとえば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車）である。

インレット１３は、車両外部の給電設備４０と接続可能に構成され、外部充電を行なうための電力を給電設備４０から受ける。充電器１４は、制御装置２０からの制御信号によって動作し、外部充電を実行するように構成される。

蓄電装置１５は、たとえばニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池等の二次電池である。なお、蓄電装置１５は大容量のキャパシタであってもよい。

監視ユニット１５ａは、蓄電装置１５の状態（電圧、電流、温度など）を監視し、その監視結果を制御装置２０に出力する。

モータ駆動装置１６は、蓄電装置１５から供給される電力を用いて車両駆動力を発生する。モータ駆動装置１６は、駆動輪に機械的に接続されたモータジェネレータと、制御装置２０からの指令に応じてモータジェネレータの通電量を制御するパワーコントロールユニット（インバータなど）とを含む。モータ駆動装置１６に含まれるモータジェネレータの数は１つであっても２つ以上であってもよい。

ＨＭＩ装置１８は、車両１０の内部に設けられ、ユーザにさまざまな情報を提供したり、ユーザの操作を受け付けたりするためのユーザインターフェースである。ＨＭＩ装置１８は、車室内に設けられたタッチパネルディスプレイ、スピーカなどを含む。なお、ＨＭＩ装置１８は、たとえば、ナビゲーション装置（図示せず）のタッチパネルディスプレイおよびスピーカが流用されてもよい。

通信装置１９は、車両外部の給電設備４０およびユーザ端末５０と通信可能に構成される。ユーザ端末５０は、車両１０のユーザ（所有者）が使用するユーザインターフェース（たとえば、スマートフォン、パソコンなど）である。ユーザ端末５０は、ユーザによる操作を受け付ける装置、およびユーザに情報を提供するためのタッチパネルディスプレイ５１およびスピーカなどを備える。

制御装置２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報および各センサからの情報に基づいて車両１０の各機器（充電器１４、モータ駆動装置１６、ＨＭＩ装置１８、通信装置１９など）を制御する。

制御装置２０は、蓄電装置１５の温度などに基づいて、蓄電装置１５に入力可能な制御上の上限電力（以下「上限充電電力ＷＩＮ」ともいう）を、最大充電電力ＷＩＮｍａｘ以下に設定する。上限充電電力ＷＩＮの単位は「ワット」である。

ここで、給電設備４０から車両１０に充電する場合、充電電力によって充電料金が変わる料金体系（たとえば、同じ時間、充電する場合に、所定ｋＷ以上の電力で充電する方が、所定ｋＷ未満の電力で充電するよりも、料金が高くなる料金体系）である場合、ユーザは料金を節約するために、車両１０の蓄電装置１５の充電電力の上限の設定値を、蓄電装置１５に関する既定値（たとえば、蓄電装置１５に充電可能な電力の最大値）から、料金が安くなる設定値に下げることが考えられる。しかし、規定値よりも低い設定値に設定したままでは、高い設定値である場合と比較して、同じ電力量を充電する場合に、充電時間が長くなってしまうといった問題が生じる。これにより、このような低い設定値に設定された車両１０に、充電時間で課金される料金体系（たとえば、充電時間の長さに応じて課金される料金体系）の給電設備４０で充電する場合、充電時間が長くなることで、充電料金が高くなってしまったり、給電設備４０の専有時間が長くなるため給電設備４０が混雑してしまったりする。

そこで、制御装置２０のＣＰＵは、蓄電装置１５への充電電力の上限の設定値をユーザから受付けるための処理を実行し、受付けられた設定値をメモリに記憶させ、設定値が記憶された後、設定値に関する所定条件が成立した場合、かつ、設定値が蓄電装置１５に関する既定値と異なる場合に、設定値を既定値に戻すための処理を実行する。

これにより、蓄電装置１５への充電電力の上限の設定値がメモリに記憶された後、設定値に関する所定条件が成立した場合、かつ、設定値が蓄電装置１５に関する既定値と異なる場合に、設定値を既定値に戻すための処理が実行される。その結果、ユーザが意図しないまま充電電力が低く設定されたままとなることを防止することができる。

図２は、この実施の形態の充電電力設定処理の流れを示すフローチャートである。図２を参照して、この充電電力設定処理は、上位の処理から所定周期ごとに呼出されて実行される。制御装置２０のＣＰＵは、充電電力の上限の設定を開始する操作が有ったか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

具体的には、充電電力の上限の設定が、ユーザ端末５０で実行される場合、ユーザ端末５０において、充電電力の上限の設定を開始する操作が実行された場合に、ユーザ端末５０において充電電力の上限の設定を開始する操作が行われた旨の情報が、ユーザ端末５０から車両１０の通信装置１９を経由して制御装置２０に送信される。制御装置２０のＣＰＵは、ユーザ端末５０から充電電力の上限の設定を開始する操作が行われた旨の情報が受信された場合、充電電力の上限の設定を開始する操作が有ったと判断する。

また、充電電力の上限の設定が、車両１０のＨＭＩ装置１８で実行される場合、ＨＭＩ装置１８において、充電電力の上限の設定を開始する操作が実行された場合に、ＨＭＩ装置１８において充電電力の上限の設定を開始する操作が行われた旨の情報が、ＨＭＩ装置１８から制御装置２０に送信される。制御装置２０のＣＰＵは、ＨＭＩ装置１８から充電電力の上限の設定を開始する操作が行われた旨の情報が受付けられた場合、充電電力の上限の設定を開始する操作が有ったと判断する。

充電電力の上限の設定を開始する操作が有った（ステップＳ１１１でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２０のＣＰＵは、充電電力の上限の設定画面を表示させるための処理を実行する（ステップＳ１１２）。

充電電力の上限の設定が、ユーザ端末５０で実行される場合、制御装置２０のＣＰＵは、充電電力の上限の設定画面を表示させるための処理として、ユーザ端末５０のタッチパネルディスプレイ５１に充電電力の上限の設定画面を表示させるために必要な情報（たとえば、上限充電電力ＷＩＮ、蓄電装置１５が満充電であるか否かを示す情報）を送信する処理を実行する。ユーザ端末５０は、充電電力の上限の設定画面を表示させるために必要な情報を受信すると、上限充電電力ＷＩＮ以下の範囲で充電電力の上限を設定する画面を表示させるよう、タッチパネルディスプレイ５１を制御する。なお、車両１０の蓄電装置１５が満充電であることを示す情報を受信した場合、ユーザ端末５０は、充電電力の上限の設定画面を表示させず、車両１０の蓄電装置１５が満充電である旨を表示させるよう、タッチパネルディスプレイ５１を制御するようにしてもよい。

図３は、この実施の形態の充電電力の上限の設定画面の一例を示す図である。図３を参照して、ユーザ端末５０のタッチパネルディスプレイ５１に表示される設定画面には、表示されている画面が充電電力の上限の設定画面である旨の情報、充電電力の上限の選択肢を表示する選択窓（図３においては「１００ｋＷ」の選択肢が表示されている。）、選択窓に表示されている選択肢を切替えるための操作部、選択窓に表示された充電電力の上限に決定するための決定ボタン、および、この設定画面の前に表示されていた画面に戻るための戻るボタンが表示される。

ユーザが選択肢を上方向または下方向に切替えるための操作部を操作すると、それぞれ、選択窓に表示されている充電電力の上限の選択肢が、車両１０から受信された上限充電電力ＷＩＮ以下の範囲で上方向または下方向に切替えられる。

充電電力の上限の設定が、車両１０のＨＭＩ装置１８で実行される場合、制御装置２０のＣＰＵは、充電電力の上限の設定画面を表示させるための処理として、充電電力の上限の設定画面を表示させるよう、ＨＭＩ装置１８のタッチパネルディスプレイを制御する処理を実行する。ＨＭＩ装置１８のタッチパネルディスプレイに表示される設定画面は、図３で示したユーザ端末５０のタッチパネルディスプレイ５１に表示される設定画面と同様である。なお、蓄電装置１５が満充電である場合、制御装置２０のＣＰＵは、充電電力の上限の設定画面を表示させず、蓄電装置１５が満充電である旨を表示させるよう、タッチパネルディスプレイを制御するようにしてもよい。

充電電力の上限の設定を開始する操作が無い（ステップＳ１１１でＮＯ）と判断した場合、または、ステップＳ１１２の後、制御装置２０のＣＰＵは、充電電力の上限の設定値が決定されたか否かを判断する（ステップＳ１１３）。

充電電力の上限の設定が、ユーザ端末５０で実行される場合、ユーザ端末５０は、タッチパネルディスプレイ５１に表示されている設定画面において決定ボタンが操作されると、選択窓で選択されている充電電力の上限を設定値として車両１０に送信する。車両１０の制御装置２０のＣＰＵは、ユーザ端末５０から通信装置１９を経由して設定値が受信されると、充電電力の上限の設定値が決定されたと判断する。

充電電力の上限の設定が、ＨＭＩ装置１８で実行される場合、ＨＭＩ装置１８のタッチパネルディスプレイに表示されている設定画面において決定ボタンが操作されると、制御装置２０のＣＰＵは、選択窓で選択されている充電電力の上限を設定値として受付ける。制御装置２０のＣＰＵは、ＨＭＩ装置１８で設定値が受付けられると、充電電力の上限の設定値が決定されたと判断する。

充電電力の上限の設定値が決定された（ステップＳ１１３でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２０のＣＰＵは、設定値をメモリに記憶させる（ステップＳ１１４）。

この設定値が制御装置２０のメモリに記憶されている状態において、蓄電装置１５への充電が実行される場合は、制御装置２０は、メモリに記憶されている設定値以下の充電電力で蓄電装置１５に充電されるよう、充電器１４を制御する。

充電電力の上限の設定値が決定されていない（ステップＳ１１３でＮＯ）と判断した場合、または、ステップＳ１１４の後、制御装置２０のＣＰＵは、現在が、メモリに記憶された設定値で１回、充電が実行された後の次の充電の開始時であるか否かを判断する（ステップＳ１２１）。

メモリに記憶された設定値での次の充電開始時である（ステップＳ１２１でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２０のＣＰＵは、メモリに記憶された設定値が、蓄電装置１５の最大充電電力ＷＩＮｍａｘと異なるか否かを判断する（ステップＳ１２２）。

設定値が最大充電電力ＷＩＮｍａｘと異なる（ステップＳ１２２でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２０のＣＰＵは、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更を促す情報を、ユーザ端末５０に送信するよう通信装置１９を制御する（ステップＳ１２３）。

ユーザ端末５０は、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更を促す情報を受信すると、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更をユーザに促す情報を表示するよう、タッチパネルディスプレイ５１を制御する。なお、ユーザ端末５０は、同様の情報を音声で出力するよう、スピーカを制御してもよい。最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更をユーザに促す情報は、たとえば、「充電電力の上限が最大充電電力ＷＩＮｍａｘ以外に設定されているため充電が長くなる可能性があります。」といった情報である。

次に、制御装置２０のＣＰＵは、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更を促す情報を表示するようＨＭＩ装置１８を制御する（ステップＳ１２４）。これにより、ＨＭＩ装置１８のタッチパネルディスプレイに、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更を促す情報が表示される。なお、同様の情報がＨＭＩ装置１８のスピーカから音声で出力されるようにしてもよい。

メモリに記憶された設定値での次の充電開始時でない（ステップＳ１２１でＮＯ）と判断した場合、設定値が最大充電電力ＷＩＮｍａｘと同じ（ステップＳ１２２でＮＯ）と判断した場合、または、ステップＳ１２４の後、制御装置２０のＣＰＵは、設定値がメモリに記憶されることで充電電力の設定が変更されてから所定期間（たとえば、所定日数）が経過したか否かを判断する（ステップＳ１３１）。

設定変更から所定期間が経過した（ステップＳ１３１でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２０のＣＰＵは、メモリに記憶された設定値が、蓄電装置１５の最大充電電力ＷＩＮｍａｘと異なるか否かを判断する（ステップＳ１３２）。

設定値が最大充電電力ＷＩＮｍａｘと異なる（ステップＳ１３２でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２０のＣＰＵは、最大充電電力ＷＩＮｍａｘを設定値としてメモリに記憶させる（ステップＳ１３３）。

設定変更から所定期間が経過していない（ステップＳ１３１でＮＯ）と判断した場合、設定値が最大充電電力ＷＩＮｍａｘと同じ（ステップＳ１３２でＮＯ）と判断した場合、または、ステップＳ１３３の後、制御装置２０のＣＰＵは、実行する処理をこの充電電力設定処理の呼出元の上位の処理に戻す。

［変形例］
（１）前述した実施の形態においては、図２のステップＳ１２１からステップＳ１２４で示したように、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更を促す情報をユーザに報知するタイミングが、制御装置２０のメモリに記憶された設定値で１回、充電が実行された後の次の充電の開始時であることとした。しかし、これに限定されず、最大充電電力ＷＩＮｍａｘへの変更を促す情報をユーザに報知するタイミングは、設定値に関する所定第１条件が成立したタイミングであればよい。所定第１条件は、たとえば、制御装置２０のメモリに記憶された設定値で所定回（所定回は２回以上の回数）充電が実行された後の次の充電の開始時であってもよいし、制御装置２０のメモリに記憶された設定値での所定回目（所定回は１回以上の回数）の充電の終了時との条件であってもよいし、制御装置２０のメモリに設定値が記憶されてから所定期間（たとえば、所定日数）が経過したとの条件であってもよい。

（２）前述した実施の形態においては、図２のステップＳ１３１からステップＳ１３３で示したように、最大充電電力ＷＩＮｍａｘを設定値として制御装置２０のメモリに記憶させるタイミング、すなわち、設定値を最大充電電力ＷＩＮｍａｘにリセットするタイミングが、メモリに記憶された設定値が変更されてから所定期間が経過したタイミングであることとした。しかし、これに限定されず、設定値を最大充電電力ＷＩＮｍａｘにリセットするタイミングは、設定値に関する所定第２条件が成立したタイミングであればよい。所定第２条件は、たとえば、制御装置２０のメモリに記憶された設定値での所定回目（所定回は１回以上の回数）の充電の終了時との条件であってもよいし、制御装置２０のメモリに記憶された設定値で所定回（所定回は１回以上の回数）充電が実行された後の次の充電の開始時であってもよい。

（３）前述した実施の形態においては、図２のステップＳ１２３，ステップＳ１２４，ステップＳ１３３で示したような処理を実行することで、設定値を最大充電電力ＷＩＮｍａｘに戻すための処理を実行するようにした。しかし、設定値を戻す値は、蓄電装置１５の最大充電電力ＷＩＮｍａｘに限定されず、蓄電装置１５に関する既定値であればよく、たとえば、蓄電装置１５の寿命に影響の少ない充電電力であってもよいし、その他の充電電力であってもよい。

（４）前述した実施の形態を制御装置２０のような充電制御装置の開示と捉えることができるし充電制御装置を備える電動車両の開示と捉えることができるし、充電制御装置の制御方法または制御プログラムの開示と捉えることができる。

［まとめ］
図１で示したように、制御装置２０は、車両１０の蓄電装置１５への充電を制御する装置であって、制御装置２０を制御するＣＰＵと、所定情報を記憶するメモリとを備える。図２で示したように、ＣＰＵは、蓄電装置１５への充電電力の上限の設定値をユーザから受付けるための処理を実行し（たとえば、ステップＳ１１１からステップＳ１１３）、受付けられた設定値をメモリに記憶させ（たとえば、ステップＳ１１４）、設定値が記憶された後、設定値に関する所定条件が成立した場合、かつ、設定値が蓄電装置１５に関する既定値と異なる場合に、設定値を既定値に戻すための処理を実行する（たとえば、ステップＳ１２１からステップＳ１２４、ステップＳ１３１からステップＳ１３３）。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。

１０車両、１３インレット、１４充電器、１５蓄電装置、１５ａ監視ユニット、１６モータ駆動装置、１８ＨＭＩ装置、１９通信装置、２０制御装置、４０給電設備、５０ユーザ端末、５１タッチパネルディスプレイ。

Claims

車両の蓄電装置への充電を制御する充電制御装置であって、
前記充電制御装置を制御する制御部と、
所定情報を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、
前記蓄電装置への充電電力の上限の設定値をユーザから受付けるための処理を実行し、
受付けられた前記設定値を前記記憶部に記憶させ、
前記設定値が記憶された後、前記設定値に関する所定条件が成立した場合、かつ、前記設定値が前記蓄電装置に関する既定値と異なる場合に、前記設定値を前記既定値に戻すための処理を実行する、充電制御装置。