JP5459074B2 - 車両用給電ケーブル装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力出力ポート及び電動車両の充電ポートの各々に接続され、電力出力ポートから出力される電力を充電ポートを通じて電動車両のバッテリへ供給する車両用給電ケーブル装置に関する。

昨今、電気自動車及びハイブリッド自動車など、大容量のバッテリを備える電動車両が普及しつつある。しかしながら、現状においては、電動車両における一回の充電ごとの走行可能距離は、エンジン駆動タイプの車両における燃料補給ごとの走行可能距離に比べて短い。そのため、電動車両のバッテリを充電するための電力を供給する車両用給電局の普及が、電動車両のさらなる普及のために重要である。

車両用給電局には、送電ケーブルを介して電動車両の充電ポートと電気的に接続される電力出力ポートが設置される。そして、送電ケーブルの両端に設けられた一次側プラグ及び二次側プラグの各々が、車両用給電局の電力出力ポートと電動車両の充電ポートとに接続され、電力出力ポートから出力される電力は、送電ケーブル及び充電ポートを通じて電動車両のバッテリへ供給される。なお、電力出力ポートは、送電ケーブルにおける一次側プラグ（電源側のプラグ）が接続される部分である。また、充電ポートは、送電ケーブルにおける二次側プラグ（車両側のプラグ、充電コネクタ）が接続される部分である。

また、車両用給電局において、電力の使用に対して適切に課金を行うことが重要である。そのため、複数の利用者によって共用される車両用給電局において、利用者により入力された情報と予め登録された利用者情報との照合によってユーザ認証を行い、利用許可の判定結果が得られた場合にのみ電動車両への給電が可能となるしくみが必要である。

例えば、特許文献１には、車両用給電局において、充電指示装置が、車両キーの情報と登録情報との照合によりユーザ認証を行い、認証が成功した場合に、給電装置に対して給電の許可信号を出力するシステムが示されている。

特開２００９−１７１７００号公報

ところで、電動車両のバッテリは、蓄電の容量が大きいため、現状では、一般家庭における出力の小さな電源が用いられた場合には十数時間、出力の大きな特別な電源が用いられた場合でも数十分から数時間程度の長い充電時間を必要とする。即ち、車両用給電装置において、電力出力ポートが１台の電動車両によって継続して占有される時間が長い。

従って、電動車両が広く普及するためには、車両用給電局の電力出力ポートは、マンションなどの集合住宅に併設された駐車場、時間貸し駐車場及び商業施設に併設された駐車場などの多数の駐車場において、１台分の駐車スペースごとに低コストで設置されることが望ましい。特に、今後の電動車両の普及期においては、車両用給電局は、電動車両の数よりも多数の駐車スペースに配置されることが望ましい。

しかしながら、特許文献１に示されるシステムが車両用給電局に採用された場合、全ての車両用給電局に充電指示装置及び給電装置が配置される必要がある。そのため、特許文献１に示されるシステムは、多数の駐車場における個々の駐車スペースにおいて電動車両の充電が可能な充電環境を整備するにあたり、高いコストを要するという問題点があった。

一方、電力出力ポートが複数の駐車場における個々の駐車スペースに設けられただけの充電環境においては、利用者ごとの充電の利用実績を把握することができず、電力料金の課金先を特定できないという問題点があった。

本発明の目的は、多数の駐車場において利用者ごとの充電の利用実績を把握できる充電環境を低コストで実現できることにある。

本発明は、電力出力ポート及び電動車両の充電ポートの各々に接続され、電力出力ポートから出力される電力を充電ポートを通じて電動車両のバッテリへ供給する車両用給電ケーブル装置である。そして、本発明に係る車両用給電ケーブル装置は、上記の目的を達成するために、以下に示される各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、電力出力ポートに接続される一次側プラグ及び充電ポートに接続される二次側プラグが両端に設けられた送電ケーブルである。
（２）第２の構成要素は、利用者の操作に応じて利用者を特定する利用者情報を入力する情報入力部である。
（３）第３の構成要素は、利用者情報を含む登録情報が予め記憶された記憶部から登録情報を取得する登録情報取得部である。
（４）情報入力部により入力された情報と登録情報との照合により利用の可否を判定する利用判定部である。
（５）第５の構成要素は、利用判定部により利用許可の判定結果が得られた場合に、電動車両に対してその電動車両におけるバッテリの充電を許可する許可信号を出力する許可信号出力部である。
（６）第６の構成要素は、電動車両において許可信号に応じて実行されたバッテリの充電の実績を示す充電実績情報を電動車両から取得する充電実績情報取得部である。
（７）第７の構成要素は、充電実績情報を利用者情報に対応付けて予め定められた出力先へ出力する充電実績情報出力部である。

また、本発明に係る車両用給電ケーブル装置は、さらに次の各構成要素を備える。
（８）第８の構成要素は、送電ケーブルの途中に設けられ、入力される切替信号に従って一次側プラグと二次側プラグとの電気的な接続と遮断とを切り替えるスイッチである。
（９）第９の構成要素は、利用判定部により利用許可の判定結果が得られた場合に、スイッチに対し、予め定められた給電終了条件が成立するまで接続状態にした後に遮断状態へ戻す前記切替信号を出力するスイッチ制御部である。そして、スイッチ制御部は、スイッチが接続状態へ切り替えられる原因となった情報入力部による情報の入力と利用判定部による利用許可の判定とが再び行われた場合に、給電終了条件が成立したと判別する。

また、本発明に係る車両用給電ケーブル装置が、さらに充電終了通知取得部を備えることも考えられる。この充電終了取得部は、電動車両におけるバッテリの充電が終了したこと示す充電終了通知を電動車両から取得する。この場合、スイッチ制御部は、充電終了通知が取得された場合にも給電終了条件が成立したと判別する。

本発明に係る車両用給電ケーブル装置は、利用者情報を含む登録情報と利用者の操作により入力された情報とを照合し、利用許可の判定結果が得られた場合にのみ、電動車両に対し、バッテリの充電を許可する許可信号を出力する。電動車両がその許可信号の入力に応じてバッテリの充電を行うことにより、不正な電力利用を回避することができる。

さらに、本発明に係る車両用給電ケーブル装置は、利用者情報に対応付けられた充電実績情報を予め定められた出力先へ出力する。そのため、出力された充電実績情報に基づいて、利用者ごとの充電の利用実績を把握することができる。従って、各利用者への適切な電力料金の課金が可能となる。

また、本発明に係る車両用給電ケーブル装置は、電動車両ごと、又は電動車両の利用者ごとに用意されればよい。一方、駐車スペースには、電源に繋がる電力出力ポート以外の特別な装置が設置される必要がない。従って、車両用給電ケーブル装置が採用されることにより、駐車スペースごとに要するコストを低く抑えることができる。即ち、本発明により、多数の駐車場において利用者ごとの充電の利用実績を把握できる充電環境を低コストで実現することが可能となる。

また、本発明によれば、１つの車両用給電ケーブル装置を複数の電動車両について共用すること、及び、電動車両が買い換えられた場合でも１つの車両用給電ケーブルを継続して使用することが可能となる。従って、本発明によれば、利用者ごとの充電の利用実績を把握できる充電環境をより低コストで実現することが可能となる。

また、本発明に係る車両用給電ケーブル装置において、送電ケーブルの途中のスイッチが、利用許可の判定に応じて接続状態に切り替えられることにより、不正な電力利用をより確実に回避することができる。

また、本発明に係る車両用給電装置において、接続状態のスイッチが、電動車両からの充電終了通知の取得（給電終了条件の成立）に応じて遮断状態へ戻されることにより、充電完了に応じた自動的な給電の終了が可能となる。

また、本発明に係る車両用給電装置において、接続状態のスイッチが、接続状態への切り替えの原因となった情報入力及び利用許可の判定が再び行われた場合（給電終了条件の成立時）に遮断状態に戻されることにより、正規の利用者の操作に従った給電の中断が可能となる。しかも、開始された給電が、他の利用者の意思によって中断されることが回避される。

本発明の実施形態に係る車両用給電ケーブル装置１を含む車両充電システムの概略構成図である。 車両用給電ケーブル装置１による第１の給電制御の手順を示すフローチャートである。 車両用給電ケーブル装置１による第１の給電制御の一部の詳細手順を示すフローチャートである。 車両用給電ケーブル装置１による第２の給電制御の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

まず、図１を参照しつつ、本発明の実施形態に係る車両用給電ケーブル装置１及びそれを含む車両充電システムの構成について説明する。車両用給電ケーブル装置１は、駐車スペースの近傍に配置された電力出力ポート１３と、電動車両９における充電ポート２１とに接続され、電力出力ポート１３から出力される電力を充電ポート２１を通じて電動車両９のバッテリ２４へ供給する装置である。電動車両９は、電気自動車及びハイブリッド自動車など、大容量のバッテリ２４を搭載した車両である。以下、車両用給電ケーブル装置１のことを給電ケーブル装置１と略称する。

また、車両充電システムは、給電ケーブル装置１と、車両用給電局１０と、電動車両９に搭載された車両内充電装置２０とを含む。電動車両９は、バッテリ２４の充電が行われる際に、駐車スペースに停車される。駐車スペース各々の近傍の位置には、電力出力ポート１３が設けられた車両用給電局１０が配置されている。電力出力ポート１３は、送電ケーブル１２を介して交流電源１１に接続されている。これにより、交流電源１１から出力される電力は、送電ケーブル１２を経て、その送電ケーブル１２の末端に接続された電力出力ポート１３に伝送される。駐車スペースに停車した電動車両９は、給電ケーブル装置１によって最寄りの電力出力ポート１３と接続される。

給電ケーブル装置１は、一次側プラグ３１、二次側プラグ３２、送電ケーブル３３及び給電管理ユニット４０を備えている。一次側プラグ３１及び二次側プラグ３２は、送電ケーブル３３の両端に設けられている。一次側プラグ３１は、車両用給電局１０における電力出力ポート１３に接続されるプラグであり、二次側プラグ３２は、電動車両９における充電ポート２１に接続されるプラグである。

給電管理ユニット４０は、送電ケーブル３３の途中に設けられ、リレー４１、ＩＣカードリーダ４２、操作ユニット４３、表示パネル４４、給電制御回路４５、データ記憶部４６、車両通信回路４７、無線通信回路４８及び電源回路４９を備えている。以下、車両用給電ケーブル装置１におけるリレー４１のこと給電側リレー４１と称する。

給電側リレー４１は、送電ケーブル３３の途中に設けられ、入力される切替信号に従って一次側プラグ３１と二次側プラグ３２との電気的な接続と遮断とを切り替えるスイッチスイッチの一例である。給電側リレー４１のＯＮ（接続）／ＯＦＦ（遮断）の状態に応じて、電力出力ポート１３と充電ポート２１との間の電気的な接続と遮断とが切り替わる。給電側リレー４１の初期状態は、遮断状態である。

カードリーダ４２は、利用者が所持する認証用カードが近づけられる又は挿入されることにより、認証用カードに記録されたデータを読み取る機能を備えた装置である。即ち、カードリーダ４２は、利用者による操作に応じて情報を入力する情報入力部として機能する装置の一例である。カードリーダ４２により認証用カードから読み取られたデータは、給電制御回路４５へ伝送される。

認証用カードは、車両用給電ケーブル装置１を利用する利用者が所持するカードであり、それを所持する利用者を識別する利用者ＩＤが予め記録されている。認証用カードは、例えば、磁気カード又はＩＣカードなどである。

認証用カードがＩＣカードである場合、カードリーダ４２は、利用者によってＩＣカードが近づけられる操作が行われた場合に、近づけられたＩＣカードからのデータの読み出しを行うＩＣカードリーダである。ＩＣカードリーダは、例えば、RFID（Radio Frequency IDentification）の近距離無線通信により、ＩＣカードに埋め込まれたＩＣタグに記録されたデータを読み取る機能を備える。

一方、認証用カードが磁気カードである場合、カードリーダ４２は、磁気カードリーダである。磁気カードリーダは、認証用カードが挿入されるカード挿入部を備え、磁気カードをカード挿入部に挿入する操作に応じて、その磁気カードに記録された磁気データを読み取る機能を備える。

操作ユニット４３は、利用者による操作に応じて情報を入力する情報入力部として機能する装置の一例である。操作ユニット４３は、例えば、テンキー、確定キー及びキャンセルキーなどの操作キーを備え、利用者によって操作キーが押下された場合に、押下された操作キーに対応した操作信号を給電制御回路４５へ出力する。

表示パネル４４は、利用者に通知する情報を表示する情報表示部として機能する装置である。表示パネル４４は、例えば、液晶表示パネルなどであり、表示パネル４４により表示される情報は、給電制御回路４５から出力される。

給電制御回路４５は、給電側リレー４１、表示パネル４４、車両通信回路４７及び無線通信回路４８を制御する回路である。給電制御回路４５は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、そのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うＭＰＵ（Micro Processor Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサとを備えている。

例えば、給電制御回路４５は、データ記憶部４６に予め記憶された登録情報と、カードリーダ４２及び操作ユニット４３によって入力される情報とに基づいてユーザ認証処理を行う。さらに、給電制御回路４５は、ユーザ認証処理の結果に応じて、電動車両９における車両制御ユニット２５に対する信号の送信、及び給電側リレー４１に対する切替信号の出力を実行する。また、給電制御回路４５は、表示パネル４４に対して各種の操作案内情報を出力する。

また、給電制御回路４５は、車両通信回路４７を通じて電動車両９における車両制御ユニット２５とデータ通信を行う。さらに、給電制御回路４５は、無線通信回路４８を通じて予め定められた管理サーバとデータ通信を行う。

電源回路４９は、一次側プラグ３１が電力出力ポート１３に接続されているときに、電力出力ポート１３から一次側プラグ３１を通じて得られる交流電圧を直流電圧へ変換し、その直流電圧を給電管理ユニット４０が備える各機器へ供給する回路である。カードリーダ４２、操作ユニット４３、表示パネル４４、給電制御回路４５、データ記憶部４６、車両通信回路４７及び無線通信回路４８は、電源回路４９から電力を得て動作する。なお、図１において、電源回路４９から各機器への電力供給ラインの記載は省略されている。

一方、車両内充電装置２０は、図１に示されるように、充電ポート２１、リレー２２、充電回路２３、車両制御ユニット２５、通信ユニット２６及び電流計２７を備えている。

充電ポート２１は、送電ケーブル３３の二次側プラグ３２が正常に接続されたときとそうでないときとでＯＮ／ＯＦＦが切り替わる不図示のマイクロスイッチを備える。このマイクロスイッチの検出信号は、車両制御ユニット２５に入力される。

リレー２２は、充電ポート２１と充電回路２３との間に電気的に接続されている。このリレー２２は、車両制御ユニット２５から入力される切替信号に従って、充電ポート２１から充電回路２３への電力の伝送経路の接続と遮断とを切り替えるスイッチである。以下、電動車両９におけるリレー２２を車両側リレー２２と称する。車両側リレー２２の初期状態は、遮断状態である。

充電回路２３は、充電ポート２１を通じて外部の給電ケーブル装置１から伝送される交流電力をバッテリ２４の仕様に合った直流電力へ変換し、その直流電力をバッテリ２４に供給することにより、バッテリ２４の充電を行う回路である。例えば、充電回路２３は、交流電力を整流する整流回路、又は交流電圧をバッテリ２４の仕様に合った直流電圧へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ回路などである。

電動車両９が備えるバッテリ２４は、電動車両９の走行のための動力源である電動機及び電動車両９に搭載された各種電装部品に電力を供給する充電池である。バッテリ２４は、例えば、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池などである。

通信ユニット２６は、充電ポート２１及び送電ケーブル３３を通じて、給電ケーブル装置１における車両通信回路４７との間でデータの送信及び受信を行う通信インターフェースである。例えば、通信ユニット２６は、車両用給電ケーブル装置１側の車両通信回路４７との間で高速電力線通信（PLC）を行う。

電流計２７は、充電ポート２１から車両側リレー２２を通じて充電回路２３へ流れる電流を検出する計測器である。

車両制御ユニット２５は、電動車両９に設けられた各種センサの検出結果に基づいて各種の情報処理及びデバイスの制御を行う回路である。車両制御ユニット２５は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭなどのメモリと、そのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うＭＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサとを備えている。

例えば、車両制御ユニット２５は、充電ポート２１のマイクロスイッチの検出結果と、通信ユニット２６を通じて得られる給電制御回路４５からの制御信号とに基づいて、車両側リレー２２を制御する。また、車両制御ユニット２５は、通信ユニット２６を通じて、車両用給電ケーブル装置１における給電制御回路４５から各種の指令を受信し、その指令に応じた処理を実行する。さらに、車両制御ユニット２５は、通信ユニット２６を通じて、給電制御回路４５に対して各種の通知を送信する。

電動車両９のバッテリ２４を充電するための利用者の操作手順は、以下の［１］及び［２］に示される通りである。

［１］まず、利用者は、給電ケーブル装置１の一次側プラグ３１及び二次側プラグ３２の各々を、駐車スペースの近傍に配置された電力出力ポート１３及び自身の電動車両９の充電ポート２１の各々に接続する。

［２］次に、利用者は、自身が所持する認証用カードをカードリーダ４２にセットするとともに、操作ユニット４３を操作することによって予め定められた暗証番号を入力する。なお、認証用カードをカードリーダ４２にセットする操作は、例えば、ＩＣカードである認証用カードをカードリーダ４２に近づける操作、又は磁気カードである認証用カードをカードリーダ４２のカード挿入部に挿入する操作などを意味する。

以上に示した操作が利用者によって行われることにより、車両用給電ケーブル装置１における給電制御回路４５は、入力されたカード情報及び暗証番号と、認証用カードに記録された登録情報とに基づくユーザ認証処理を実行する。このユーザ認証処理は、当該車両用給電ケーブル１の利用、即ち、当該車両用給電ケーブル１を用いたバッテリ２４の充電を許可するか否かを判定する処理である。

さらに、給電制御回路４５は、ユーザ認証処理の結果が認証成功（利用許可）である場合に、電動車両９の車両内充電装置２０に対して充電許可信号（充電許可指令）を出力し、さらに、給電側リレー４１を遮断状態（ＯＦＦ状態）から接続状態（ＯＮ状態）へ切り替える。電動車両９における車両内充電装置２０は、車両用給電ケーブル装置１からの充電許可信号が得られた場合に、車両側リレー２２を接続状態（ＯＮ状態）へ切り替えて充電回路２３に電力を供給することにより、バッテリ２４の充電を開始する。

＜第１の充電制御＞
次に、図２及び図３に示されるフローチャートを参照しつつ、車両用給電ケーブル装置１の給電制御回路４５による第１の給電制御の手順の一例について説明する。図２に示される処理は、一次側プラグ３１が電力出力ポート１３に接続され、電源回路４９による各機器への給電の開始に応じて開始される処理である。また、図３は、第１の給電制御の一部である充電中断処理の詳細手順のフローチャートである。なお、以下の説明において、Ｓ１〜Ｓ３８は、処理の手順の識別符号である。

＜ステップＳ１＞
第１の給電制御において、まず、給電制御回路４５は、充電ポート２１に対する二次側プラグ３２の接続状態が良好（ＯＫ）であるか否かを判別する（Ｓ１）。

例えば、給電制御回路４５は、車両通信回路４７を通じて車両内充電装置２０の車両制御ユニット２５に対して応答要求の指令を出力し、それに応じて車両制御ユニット２５から正常な旨の応答が受信された場合に、二次側プラグ３２の接続状態が良好であると判別する。その際、車両制御ユニット２５は、充電ポート２１のマイクロスイッチが、送電ケーブル３３の二次側プラグ３２が充電ポート２１に正常に接続されていることを検出している場合にのみ、給電制御回路４５に対して正常な旨の応答を返信する。或いは、給電制御回路４５は、車両制御ユニット２５との間で送電ケーブル３３を通じた通信が正常に行えたことをもって、二次側プラグ３２の接続状態が良好であると判別する。

＜ステップＳ１０＞
そして、二次側プラグ３２の接続状態が良好（ＯＫ）ではないと判別された場合、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて二次側プラグ３２の接続エラーを通知する（Ｓ１０）。その後、給電制御回路４５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。このように、二次側プラグ３２の接続状態が良好（ＯＫ）ではない場合、給電制御回路４５は給電を開始する制御を行わない。

＜ステップＳ２，Ｓ３＞
一方、二次側プラグ３２の接続状態が良好（ＯＫ）であると判別された場合、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて、カードリーダ４２に認証用カードをセットすることを促す案内メッセージを出力する（Ｓ２）。さらに、給電制御回路４５は、認証用カードがセットされたことがカードリーダ４２により検知されることを監視する（Ｓ３）。

＜ステップＳ４＞
カードリーダ４２に認証用カードがセットされたことが検知されると、給電制御回路４５は、認証用カードからカードリーダ４２を通じてカード情報を読み取る（Ｓ４）。さらに、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて、暗証番号の入力を促すメッセージを出力するとともに、操作ユニット４３に対する利用者の操作に応じて暗証番号を入力する（Ｓ４）。なお、カード情報は、認証用カードに予め記録された利用者ＩＤの情報である。

以上に示したように、カードリーダ４２及び操作ユニット４３は、利用者の操作に応じて、利用者を特定する利用者ＩＤ及び暗証番号を入力する（Ｓ４）。ここで、利用者の操作には、操作ユニット４３に対する情報の入力操作、及びカードリーダ４２に認証用カードを近づけるもしくは挿入する操作が含まれる。なお、ステップＳ４の処理を実行するカードリーダ４２、操作ユニット４３及びそれらを制御する給電制御回路４５は、情報入力部の一例である。

＜ステップＳ５＞
さらに、給電制御回路４５は、データ記憶部４６に記憶された登録情報を取得する（Ｓ５）。なお、ステップＳ５の処理を実行する給電制御回路４５は、登録情報取得部の一例である。

＜ステップＳ６＞
続いて、給電制御回路４５は、当該給電ケーブル装置１の利用の可否を判定するユーザ認証処理を実行する（Ｓ６）。このユーザ認証処理は、ステップＳ４で得た利用者ＩＤ及び暗証番号の組合せと、ステップＳ５で得た登録情報における利用者ＩＤ及び暗証番号の組合せとを照合することにより、充電を許可するか否かを判定する処理である。なお、ユーザ認証処理を実行する給電制御回路４５は、利用判定部の一例である。

＜ステップＳ７＞
そして、給電制御回路４５は、ユーザ認証処理による認証が成功したか否かに応じて、次にステップＳ８の処理を実行するか、又はステップＳ１１の処理を実行するかを選択する（Ｓ７）。なお、ユーザ認証処理（Ｓ６）による認証の成功は、当該車両用給電ケーブル１を用いたバッテリ２４の充電を許可することを意味する。

＜ステップＳ８＞
ユーザ認証処理（Ｓ６）による認証が不成功であった場合、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて認証エラーが発生した旨、即ち、充電は許可されない旨を通知する（Ｓ１１）。その後、給電制御回路４５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。このように、ユーザ認証処理による認証が不成功であった場合、給電制御回路４５は給電を開始する制御を行わない。

＜ステップＳ９＞
ユーザ認証処理（Ｓ６）による認証が成功した場合、給電制御回路４５は、車両通信回路４７を通じて、車両内充電装置２０の車両制御ユニット２５に対して充電許可信号（充電許可指令）を出力する（Ｓ８）。さらに、給電制御回路４５は、給電側リレー４１に対し、遮断状態（ＯＦＦ）から接続状態（ＯＮ）へ切り替えるための切替信号であるＯＮ信号を出力する（Ｓ８）。また、給電制御回路４５は、ステップＳ８の処理を実行した場合に、充電中フラグをＯＮに設定する。充電中フラグは、電動車両９においてバッテリ２４の充電中であるか否かを表すフラグデータである。なお、充電中フラグの初期値は、非充電中であることを意味するＯＦＦである。

一方、車両内充電装置２０の車両制御ユニット２５は、ステップＳ８で出力された充電許可信号を受信した場合、車両側リレー２２に対し、車両側リレー２２を遮断状態から接続状態へ切り替えて保持する切替信号を出力する。これにより、充電回路２３によるバッテリ２４の充電が開始する。

＜ステップＳ９＞
また、給電制御回路４５は、ステップＳ８の処理を実行した後、充電中断処理を実行する（Ｓ９）。充電中断処理の詳細な手順の一例は、図３のフローチャートに示されている。

＜ステップＳ２１＞
図３に示されるように、充電中断処理において、まず、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて、充電を中断するために必要な操作を案内するメッセージを出力する（Ｓ２１）。例えば、給電制御回路４５は、充電を中断するためには、カードリーダ４２に認証用カードをセットした後、暗証番号を入力する必要がある旨のメッセージを出力する。

＜ステップＳ２２＞
さらに、給電制御回路４５は、認証用カードがセットされたことがカードリーダ４２により検知されることを監視する（Ｓ２２）。

＜ステップＳ２３〜Ｓ２５＞
カードリーダ４２に認証用カードがセットされたことが検知されると、給電制御回路４５は、前述したステップＳ４〜Ｓ６と同じ処理を実行する（Ｓ２３〜Ｓ２５）。即ち、給電制御回路４５は、認証用カードからカードリーダ４２を通じてカード情報を読み取るとともに、操作ユニット４３を通じて利用者の暗証番号を入力する（Ｓ２３）。さらに、給電制御回路４５は、データ記憶部４６に記憶された登録情報を取得し（Ｓ２４）、ステップＳ２３，Ｓ２４で得た情報に基づいてユーザ認証処理を実行する（Ｓ２５）。

＜ステップＳ２６＞
そして、車両内充電装置２０の給電制御回路４５は、ユーザ認証処理（Ｓ２５）による認証が成功したか否かに応じて、次にステップＳ２７の処理を実行するか、又はステップＳ２９の処理を実行するかを選択する（Ｓ２６）。

＜ステップＳ２９＞
ユーザ認証処理（Ｓ２６）による認証が不成功であった場合、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて認証エラーの旨、即ち、充電は中断されない旨を通知する（Ｓ２９）。その後、給電制御回路４５は、処理を前述したステップＳ２１へ戻す。

＜ステップＳ２７＞
ユーザ認証処理（Ｓ２６）による認証が成功した場合、給電制御回路４５は、給電側リレー４１に対し、接続状態（ＯＮ）から遮断状態（ＯＦＦ）へ切り替えるための切替信号であるＯＦＦ信号を出力する（Ｓ２７）。これにより、給電ケーブル装置１から電動車両９への給電が中断し、充電回路２３によるバッテリ２４の充電も中断する。

車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電は、以下のようにして中断される。即ち、車両制御ユニット２５は、充電ポート２１を通じた電力の供給が途絶えたことを検知し、車両側リレー２２に対し、車両側リレー２２を接続状態から遮断状態へ切り替えて保持する切替信号を出力する。これにより、充電回路２３によるバッテリ２４の充電が中断する。なお、充電ポート２１を通じた電力の供給が途絶えたことは、電流計２７により検出される。

以上に示したように、給電制御回路４５は、接続状態の給電側リレー４１について、その給電側リレー４１が接続状態へ切り替えられる際に入力された利用者ＩＤ及び暗証番号と同じ利用者ＩＤ及び暗証番号が再び入力され、再度のユーザ認証処理によって認証成功の判定結果が得られた場合に、給電の終了条件が成立したと判別する（Ｓ２６）。

換言すると、給電制御回路４５は、接続状態の給電側リレー４１について、その給電側リレー４１が接続状態へ切り替えられる原因となった利用者ＩＤ及び暗証番号の入力（Ｓ４）と、ユーザ認証処理による認証成功の判定（Ｓ６）とが、ステップＳ２３及びＳ２５において再び行われた場合に、給電の終了条件が成立したと判別する（Ｓ２６）。以下、ステップＳ２３〜Ｓ２６の処理によって判別される給電の終了条件のことを第１の給電終了条件と称する。

＜ステップＳ２７＞
そして、第１の給電終了条件が成立した場合に、給電制御回路４５は、給電側リレー４１に対してＯＦＦ信号を出力することによって給電を中断する（Ｓ２７）。これにより、正規の利用者の操作に従った充電の中断が可能となる。しかも、開始された充電が、他の利用者の意思によって中断されることが回避される。

＜ステップＳ２８＞
また、給電の中断処理（Ｓ２７）の後、給電制御回路４５は、データ記憶部４６に記録された充電実績情報を読み出し、読み出した充電実績情報を、無線通信回路４８を通じて予め定められた管理サーバへ送信する（Ｓ２８）。その際、給電制御回路４５は、充電実績情報を、データ記憶部４６に記録されているユーザＩＤと対応付けて管理サーバへ送信する。充電実績情報は、電動車両９において充電許可信号に応じて実行されたバッテリ２４の充電の実績を示す情報である。充電実績情報の詳細については後述する。

＜第２の充電制御＞
次に、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、車両用給電ケーブル装置１の給電制御回路４５による第２の給電制御の手順の一例について説明する。図４に示される第２の給電制御は、図２及び図３に示された第１の給電制御と並行して実行される。この第２の給電制御は、利用者による操作に関係なく自動的に実行される処理である。

＜ステップＳ３１＞
第２の給電制御において、まず、給電制御回路４５は、前述した充電中フラグを参照することにより、充電中であるか否かを判別する（Ｓ３１）。そして、給電制御回路４５は、充電中である状況となるまでステップＳ３１の処理を繰り返す。

＜ステップＳ３２，Ｓ３３＞
充電中である場合、給電制御回路４５は、以下に示される第２の給電終了条件及び第３の給電終了条件の判別処理（Ｓ３２，Ｓ３３）を実行する。

第２の給電終了条件の判別処理（Ｓ３２）は、ステップＳ３の処理と同様に、充電ポート２１に対する二次側プラグ３２の接続状態が良好（ＯＫ）であるか否かを判別する処理である。

第３の給電終了条件の判別処理（Ｓ３３）は、電動車両９に対する充電が完了したか否かを判別する処理である。例えば、給電制御回路４５は、車両通信回路４７を通じて、電動車両９の車両制御ユニット２５から充電完了の通知コマンドを受信する。そして、給電制御回路４５は、充電完了の通知コマンドを受信した場合に、電動車両９に対する充電が完了したと判別する。なお、充電完了の通知コマンドを受信する車両通信回路４７及び給電制御回路４５が、充電終了通知取得部の一例である。

一方、車両内充電装置２０において、充電回路２３は、充電が完了した場合に車両制御ユニット２５に対してその旨を通知する。さらに、車両制御ユニット２５は、充電回路２３から充電が完了した旨の通知を受けた場合に、通信ユニット２６を通じて、給電制御回路４５に対して充電完了の通知コマンドを送信する。

＜ステップＳ３４＞
また、給電制御回路４５は、充電中である場合、ステップＳ３２，Ｓ３３の処理を実行しつつ、車両内充電装置２０の車両制御ユニット２５からバッテリ２４の充電実績情報を随時取得し、その充電実績情報をデータ記憶部４６に記録する（Ｓ３４）。充電実績情報は、電動車両９において充電許可信号に応じて実行されたバッテリ２４の充電の実績を示す情報である。充電実績情報は、例えば、電力単価に応じて区分された時間帯ごとに充電に使用された電力量の情報を含む。なお、データ記憶部４６に残される充電実績情報は、最後に記録された充電実績情報である。

例えば、給電制御回路４５は、充電中である状況下において、車両通信回路４７を通じて、車両内充電装置２０の車両制御ユニット２５に対して充電実績情報を要求するコマンドを周期的に送信する。さらに、給電制御回路４５は、コマンドの送信に応じて返信される充電実績情報を車両通信回路４７を通じて受信し、その充電実績情報をデータ記憶部４６に記録する。

一方、車両内充電装置２０の車両制御ユニット２５は、車両側リレー２２が接続状態に保持されている間に、充電回路２３に供給された電力量を積算する。その際、車両制御ユニット２５は、電力単価に応じて区分された時間帯ごとに電力量を積算する処理を周期的に実行する。さらに、給電制御回路４５は、通信ユニット２６を通じて給電制御回路４５から充電実績情報の要求コマンドを受信した場合に、積算した電力量の情報を含む充電実績情報を、通信ユニット２６を通じて給電制御回路４５へ送信する。

＜ステップＳ３５〜Ｓ３８＞
そして、ステップＳ３２，Ｓ３３において、第２及び第３の給電終了条件各々について成立した旨の判別結果が得られた場合、給電制御回路４５は、以下に示される給電中断処理（Ｓ３５〜Ｓ３８）を実行する。

即ち、二次側プラグ３２の接続状態が良好（ＯＫ）ではないと判別された場合（Ｓ３２）、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて給電ケーブル装置１の接続エラーが発生した旨の通知と、接続エラーの情報の記録とを実行する（Ｓ３５）。

また、バッテリ２４の充電が完了したと判別された場合（Ｓ３３）、給電制御回路４５は、表示パネル４４を通じて充電が完了した旨の通知と、充電が完了した旨の情報の記録とを実行する（Ｓ３６）。

ステップＳ３５，Ｓ３６において、エラー情報及び充電完了情報は、データ記憶部４６に記録される。即ち、給電制御回路４５は、エラー情報及び充電完了情報をデータ記憶部４６に対して出力する。また、エラー情報及び充電完了情報は、対応する給電終了条件が成立した日時情報とともに記録される。

また、給電制御回路４５は、第２又は第３の給電終了条件が成立した場合、給電側リレー４１に対し、接続状態（ＯＮ）から遮断状態（ＯＦＦ）へ切り替えるための切替信号であるＯＦＦ信号を出力する（Ｓ３７）。これにより、電力出力ポート１３からの給電が自動的に終了する。従って、車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電も終了する。ステップＳ３５〜Ｓ３８の処理の終了後、給電制御回路４５は、処理を前述したステップＳ３１へ戻す。

＜ステップＳ３８＞
また、給電の終了処理（Ｓ３７）の後、給電制御回路４５は、データ記憶部４６に記録された充電実績情報を読み出し、読み出した充電実績情報を、無線通信回路４８を通じて予め定められた管理サーバへ送信する（Ｓ３８）。その際、給電制御回路４５は、充電実績情報を、データ記憶部４６に記録されているユーザＩＤと対応付けて管理サーバへ送信する。

管理サーバは、電力料金の課金を管理する管理者が運営するサーバである。管理サーバは、充電実績情報をユーザＩＤと対応付けて管理サーバの記憶部へ記録する。これにより、利用者ごとの充電実績情報が、管理サーバの記憶部に記録される。管理サーバの管理者は、管理サーバに記録された充電実績情報に基づいて、各利用者への課金を行う。

そして、ステップＳ３２〜Ｓ３８の処理は、充電中の状況下において順次繰り返される。なお、ステップＳ２８，Ｓ３８の処理を実行する給電制御回路４５及び無線通信回路４８が、充電実績情報出力部の一例である。

以上に示したように、給電制御回路４５は、ユーザ認証処理（Ｓ８）により認証成功の判定結果が得られた場合にのみ、電動車両９に対してバッテリ２４の充電を許可する充電許可信号を出力する（Ｓ８）。そして、電動車両９における車両内充電装置２０は、充電許可信号の入力に応じてバッテリ２４の充電を行う。その結果、不正な電力利用を回避することができる。

さらに、給電制御回路４５は、利用者ＩＤに対応付けられた充電実績情報を予め定められた管理サーバへ送信する（Ｓ２８，Ｓ３８）。そのため、管理サーバへ出力された充電実績情報に基づいて、利用者ごとの充電の利用実績を把握することができる。従って、各利用者への適切な電力料金の課金が可能となる。

また、給電ケーブル装置１は、電動車両９ごと、又は電動車両９の利用者ごとに用意されればよい。一方、駐車スペースには、交流電源１１に繋がる電力出力ポート１３以外の特別な装置が設置される必要がない。従って、車両用給電ケーブル装置１が採用されることにより、駐車スペースごとに要するコストを低く抑えることができる。即ち、給電ケーブル装置１が採用されることにより、多数の駐車場において利用者ごとの充電の利用実績を把握できる充電環境を低コストで実現することが可能となる。

また、給電ケーブル装置１は、複数の電動車両９について共用すること、及び、電動車両９が買い換えられた場合でも継続して使用することが可能である。従って、給電ケーブル装置１が採用されることにより、利用者ごとの充電の利用実績を把握できる充電環境をより低コストで実現することが可能となる。

また、給電制御回路４５は、ユーザ認証処理（Ｓ８）により認証成功の判定結果が得られた場合にのみ、給電側リレー４１に対し、第１の給電終了条件から第３の給電条件までのいずれかが成立するまでの間、接続状態に保持するＯＮ信号を出力し（Ｓ８）、その後に遮断状態へ戻すＯＦＦ信号を出力する（Ｓ２７，Ｓ３７）。このように、送電ケーブル３３の途中の給電側リレー４１が、ユーザ認証処理の成功（利用許可の判定）に応じて接続状態に切り替えられることにより、不正な電力利用をより確実に回避することができる。なお、ステップＳ８，Ｓ２７，Ｓ３７の処理を実行する給電制御回路４５が、スイッチ制御部の一例である。

また、給電ケーブル装置１において、接続状態の給電側リレー４１が、電動車両９からの充電完了通知の取得（給電終了条件の成立）に応じて遮断状態へ戻されることにより、充電完了に応じた自動的な給電の終了が可能となる。

また、車両用給電ケーブル装置１においては、利用者を特定する情報であるユーザＩＤ及び暗証番号が、カードリーダ４２及び操作ユニット４３各々により分担して入力される。しかしながら、利用者を特定する情報は、操作ユニット４３によって入力される暗証番号のみ、又は、カードリーダ４２によって入力されるユーザＩＤのみであることも考えられる。

また、前述した車両用給電ケーブル装置１は、自装置が備える無線通信回路４８を通じて、充電実績情報を管理サーバへ出力する。しかしながら、車両用給電ケーブル装置１における給電制御回路４５が、電動車両９が備える無線通信回路を通じて、充電実績情報を管理サーバへ出力することも考えられる。

例えば、電動車両９が、無線通信回路としてＥＴＣ(Electronic Toll Collection System)の車載器を備える場合がある。この場合、給電制御回路４５は、車両通信回路４７、車両制御ユニット２５及びＥＴＣの車載器を通じて、充電実績情報を管理サーバへ送信することができる。このようにして充電実績情報を出力する形態も、本発明の実施形態の一例である。

即ち、給電制御回路４５は、車両通信回路４７を通じて、ユーザＩＤ、充電実績情報及び管理サーバのアドレス情報を車両制御ユニット２５に送信する。次に、車両制御ユニット２５が、ＥＴＣの車載器を通じて、管理サーバと通信可能な最寄りの無線基地局と無線通信を行うことにより、給電制御回路４５から受信したユーザＩＤ、充電実績情報及び管理サーバのアドレス情報を、無線基地局へ送信する。さらに、無線基地局は、給電制御回路４５から受信したアドレス情報に基づいて、給電制御回路４５から受信したユーザＩＤ及び充電実績情報を管理サーバへ送信する。このようにして充電実績情報を出力する形態も、本発明の実施形態の一例である。

また、車両用給電局１０が、給電制御回路４５及び管理サーバの各々と通信可能な電源側の通信ユニットを備えることも考えられる。この場合、給電制御回路４５が、電源側の通信ユニットを通じて、ユーザＩＤ及び充電実績情報を管理サーバへ送信することが考えられる。例えば、給電制御回路４５が、車両通信回路４７及び送電ケーブル３３を通じて、電源側の通信ユニットに対してユーザＩＤ、充電実績情報及び管理サーバのアドレス情報を送信する。さらに、電源側の通信ユニットは、給電制御回路４５から受信したアドレス情報に基づいて、給電制御回路４５から受信したユーザＩＤ及び充電実績情報を管理サーバへ送信する。このようにして充電実績情報を出力する形態も、本発明の実施形態の一例である。

また、前述した車両用給電ケーブル装置１において、給電制御回路４５は、自装置が備えるデータ記憶部４６に記憶された登録情報を取得する。しかしながら、給電制御回路４５が、無線通信回路４８などの通信インターフェースを通じて、外部のサーバ計算機から、そのサーバ計算機の記憶部に記憶された登録情報を取得することも考えられる。このようにして登録情報を取得する形態も、本発明の実施形態の一例である。

１ 車両用給電ケーブル装置
９ 電動車両
１０ 車両用給電局
１１ 交流電源
１２ 送電ケーブル
１３ 電力出力ポート
２０ 車両内充電装置
２１ 充電ポート
２２ リレー（車両側リレー）
２３ 充電回路
２４ バッテリ
２５ 車両制御ユニット
２６ 通信ユニット
２７ 電流計
３１ 一次側プラグ
３２ 二次側プラグ
３３ 送電ケーブル
４０ 給電管理ユニット
４１ リレー（給電側リレー）
４２ カードリーダ
４３ 操作ユニット
４４ 表示パネル
４５ 給電制御回路
４６ データ記憶部
４７ 車両通信回路
４８ 無線通信回路
４９ 電源回路

Claims (2)

1. 電力出力ポート及び電動車両の充電ポートの各々に接続され、前記電力出力ポートから出力される電力を前記充電ポートを通じて前記電動車両のバッテリへ供給する車両用給電ケーブル装置であって、
   前記電力出力ポートに接続される一次側プラグ及び前記充電ポートに接続される二次側プラグが両端に設けられた送電ケーブルと、
   利用者の操作に応じて利用者を特定する利用者情報を入力する情報入力部と、
   前記利用者情報を含む登録情報が予め記憶された記憶部から前記登録情報を取得する登録情報取得部と、
   前記情報入力部により入力された情報と前記登録情報との照合により利用の可否を判定する利用判定部と、
   前記利用判定部により利用許可の判定結果が得られた場合に、前記電動車両に対して該電動車両におけるバッテリの充電を許可する許可信号を出力する許可信号出力部と、
   前記電動車両において前記許可信号に応じて実行された前記バッテリの充電の実績を示す充電実績情報を前記電動車両から取得する充電実績情報取得部と、
   前記充電実績情報を前記利用者情報に対応付けて予め定められた出力先へ出力する充電実績情報出力部と、
   前記送電ケーブルの途中に設けられ、入力される切替信号に従って前記一次側プラグと前記二次側プラグとの電気的な接続と遮断とを切り替えるスイッチと、
   前記利用判定部により利用許可の判定結果が得られた場合に、前記スイッチに対し、予め定められた給電終了条件が成立するまで接続状態にした後に遮断状態へ戻す前記切替信号を出力するスイッチ制御部と、を備え、
   前記スイッチ制御部は、
   前記スイッチが接続状態へ切り替えられる原因となった前記情報入力部による情報の入力と前記利用判定部による利用許可の判定とが再び行われた場合に前記給電終了条件が成立したと判別する、ことを特徴とする車両用給電ケーブル装置。
2. 前記電動車両における前記バッテリの充電が終了したこと示す充電終了通知を前記電動車両から取得する充電終了通知取得部をさらに備え、
   前記スイッチ制御部は、前記充電終了通知が取得された場合にも前記給電終了条件が成立したと判別する、請求項１に記載の車両用給電ケーブル装置。

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