(57)【要約】  ＰＬＧ−ＥＣＵ（１７０）は、外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときには、所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、蓄電装置（１５０）の充電状態が目標値に到達するまで充電器（１６０）を制御する第１の充電動作を実行する。ＰＬＧ−ＥＣＵ（１７０）は、充電状態が目標値に到達した後は、蓄電装置（１５０）の充電を停止させるとともに、入力部（２００）により指定された充電終了予定時刻に充電状態が所定の満充電状態となるように充電器（１６０）を制御する第２の充電動作を実行するために蓄電装置（１５０）の充電を再開する。
2013051151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）に搭載される蓄電装置（１５０）の充電を制御するための車両の充電システムであって、
外部電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１５０）の充電電力に変換可能に構成された充電器（１６０）と、
前記蓄電装置（１５０）の充電終了予定時刻を指定するための入力部（２００）と、
前記蓄電装置（１５０）の充電状態が所定の満充電状態となるように、前記充電器（１６０）を制御するための制御装置（１７０）とを備え、
前記制御装置（１７０）は、前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときには、前記所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、前記充電状態が前記目標値に到達するまで前記充電器（１６０）を制御する第１の充電動作を実行する一方で、前記充電状態が前記目標値に到達した後は、前記蓄電装置（１５０）の充電を停止させるとともに、前記充電終了予定時刻に前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器（１６０）を制御する第２の充電動作を実行するために前記蓄電装置（１５０）の充電を再開する、車両の充電システム。
【請求項２】
前記制御装置（１７０）は、前記充電終了予定時刻と、前記充電状態を前記目標値から前記所定の満充電状態まで上昇させるのに必要な充電時間とに基づいて、前記第２の充電動作の開始予定時刻を設定するとともに、前記第２の充電動作の開始予定時刻に到達したときに前記蓄電装置（１５０）の充電を再開する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項３】
前記制御装置（１７０）は、前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときに、前記充電状態が前記目標値よりも高い場合には、前記第１の充電動作を不実行とするとともに、前記第２の充電動作を実行する、請求項１または２に記載の車両の充電システム。
【請求項４】
前記制御装置（１７０）は、前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときに、前記充電状態を前記所定の満充電状態にするのに必要なトータル充電時間が、現在の時刻から前記充電終了予定時刻までの充電可能時間を超える場合には、前記第１および第２の充電動作を不実行とする一方で、前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器（１６０）を制御する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項５】
前記制御装置（１７０）は、前記車両（１０）の走行が完了したときの前記充電状態の学習値に応じて、前記目標値を変更する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項６】
前記制御装置（１７０）は、前記充電状態の学習値が高くなるに従って、前記目標値を増加させる、請求項５に記載の車両の充電システム。
【請求項７】
車両（１０）に搭載される蓄電装置（１５０）の充電を制御するための車両の充電方法であって、
前記車両（１０）は、
外部電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１５０）の充電電力に変換可能に構成された充電器（１６０）と、
前記蓄電装置（１５０）の充電終了予定時刻を指定するための入力部（２００）とを含み、
前記車両の充電方法は、
前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときには、所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、前記充電状態が前記目標値に到達するまで前記充電器（１６０）を制御する第１の充電動作を実行するステップと、
前記充電状態が前記目標値に到達した後は、前記蓄電装置（１５０）の充電を停止するとともに、前記充電終了予定時刻に前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器（１６０）を制御する第２の充電動作を実行するために前記蓄電装置（１５０）の充電を再開するステップとを備える、車両の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の充電システムおよび車両の充電方法に関し、より特定的には、蓄電装置を搭載する車両に対して、車両外部から充電するための充電システムおよび充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機によって車両駆動力を発生可能に構成された、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の車両では、当該電動機を駆動するための電力を蓄積する蓄電装置が搭載されている。このような車両では、発進時や加速時などに蓄電装置から電動機に電力を供給して車両駆動力を発生する一方で、降坂走行時や減速時などに電動機の回生制動により発生した電力を蓄電装置に供給する。【０００３】
このような車両において、商用電源などの外部電源と電気的に接続されて蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する）が可能な構成が提案されている。このような外部充電が可能な車両においては、ユーザにより設定された充電終了予定時刻（あるいは、次回車両運転開始時刻）に基づいて、その充電終了予定時刻の直前に蓄電装置の充電が終了するようなタイマー充電機能を有する車両が存在する。【０００４】
たとえば、特許第３５５４０５７号公報（特許文献１）は、電気自動車用蓄電池の充電を行なう充電器を制御する電気自動車用蓄電池充電制御装置を開示する。この特許文献１に記載される充電制御装置では、充電に先立って、充電器に設けられた電源プラグを電源ジャックへ挿入することによって電源の接続が行なわれると、充電器に接続された電源電圧値が検出される。そして、乗車予定時刻が設定された後に充電開始指示がなされると、充電開始指示がなされたときの蓄電池の放電量、検出された電源電圧値および、予め定められた充電電流値に基づいて必要充電時間が演算される。さらに、設定された乗車予定時刻および演算された必要充電時間に基づいて、乗車予定時刻に充電を終了させるための充電開始時刻が演算される。そして、充電開始時刻になると、充電電流値によって充電が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５５４０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載される構成では、必要充電時間に基づいて演算された充電開始時刻に到達するまで蓄電装置の充電が開始されない。そのため、特許文献１においては、設定した乗車予定時刻よりも早い時刻にユーザが車両を使用したいときに、車両の走行に十分な電力が蓄電装置に蓄えられていない可能性がある。このような事態となると、蓄電装置からの出力電力不足により車両の運転性が低下する虞がある。その結果、車両の利便性（ユーザの使い勝手）を損なう虞もある。【０００７】
また、外部電源が停電することによって、蓄電装置への電力供給が遮断されたときには、充電開始時刻に到達しても蓄電装置の充電を開始することができない場合が起こり得る。このような事態となると、乗車予定時刻に蓄電装置の充電を終了させることができないため、蓄電装置から所望の出力を確保できなくなり、同様の問題が生じ得る。したがって、これらの事態を考慮して外部充電を行なわなければ、車両の運転性を低下させる可能性がある。【０００８】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の運転性および利便性を向上可能な車両の充電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従えば、車両に搭載される蓄電装置の充電を制御するための車両の充電システムであって、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換可能に構成された充電器と、蓄電装置の充電終了予定時刻を指定するための入力部と、蓄電装置の充電状態が所定の満充電状態となるように、充電器を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、外部電源と車両とが結合されたときには、所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、充電状態が目標値に到達するまで充電器を制御する第１の充電動作を実行する。制御装置は、充電状態が目標値に到達した後は、蓄電装置の充電を停止させるとともに、充電終了予定時刻に充電状態が所定の満充電状態となるように充電器を制御する第２の充電動作を実行するために蓄電装置の充電を再開する。【００１０】
好ましくは、制御装置は、充電終了予定時刻と、充電状態を目標値から所定の満充電状態まで上昇させるのに必要な充電時間とに基づいて、第２の充電動作の開始予定時刻を設定するとともに、第２の充電動作の開始予定時刻に到達したときに蓄電装置の充電を再開する。【００１１】
好ましくは、制御装置は、外部電源と車両とが結合されたときに、充電状態が目標値よりも高い場合には、第１の充電動作を不実行とするとともに、第２の充電動作を実行する。【００１２】
好ましくは、制御装置は、外部電源と車両とが結合されたときに、充電状態を所定の満充電状態にするのに必要なトータル充電時間が、現在の時刻から充電終了予定時刻までの充電可能時間を超える場合には、第１および第２の充電動作を不実行とする一方で、充電状態が所定の満充電状態となるように充電器を制御する。【００１３】
好ましくは、制御装置は、車両の走行が完了したときの充電状態の学習値に応じて、目標値を変更する。【００１４】
好ましくは、制御装置は、充電状態の学習値が高くなるに従って、目標値を増加させる。【００１５】
この発明の別の局面に従えば、車両に搭載される蓄電装置の充電を制御するための車両の充電方法であって、車両は、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換可能に構成された充電器と、蓄電装置の充電終了予定時刻を指定するための入力部とを含む。車両の充電方法は、外部電源と車両とが結合されたときには、所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、充電状態が目標値に到達するまで充電器を制御する第１の充電動作を実行するステップと、充電状態が目標値に到達した後は、蓄電装置の充電を停止するとともに、充電終了予定時刻に充電状態が所定の満充電状態となるように充電器を制御する第２の充電動作を実行するために蓄電装置の充電を再開するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、タイマー充電機能を有する車両において、蓄電装置からの出力不足による車両の運転性を損なうことを回避できるため、車両の利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に従う電動車両の充電システムの概略図である。
【図２】図１における充電器の構成を説明する図である。
【図３】蓄電装置の開回路電圧とＳＯＣとの関係を示した図である。
【図４】蓄電装置の開回路電圧と閉回路電圧との関係を示した図である。
【図５】外部充電時の蓄電装置の充電電力、ＳＯＣおよび電池電圧の時間的な変化を示す図である。
【図６】ＰＬＧ−ＥＣＵで実行されるタイマー充電制御を説明するための図である。
【図７】ＰＬＧ−ＥＣＵで実行されるタイマー充電制御の第１の変形例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態に従う充電システムにおけるタイマー充電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【図９】ＰＬＧ−ＥＣＵで実行されるタイマー充電制御の第２の変形例を説明するための図である。
【図１０】ＰＬＧ−ＥＣＵで実行されるタイマー充電制御の第３の変形例を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態の第３の変形例に従う充電システムにおけるタイマー充電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に従う電動車両１０の充電システムの概略図である。なお、電動車両１０は、外部電源により充電可能な蓄電装置からの電力によって走行可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。電動車両１０には、たとえばハイブリッド自動車、電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。
【００２０】
図１を参照して、電動車両１０は、車両駆動の発生に用いられる電力を蓄える蓄電装置１５０と、駆動力発生用のモータジェネレータ（ＭＧ：Motor  Generator）１２０と、電力変換ユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）１８０と、モータジェネレータ１２０によって発生された駆動力が伝達される駆動輪１３０と、入力部２００と、表示部２１０と、電動車両１０の全体動作を制御するためのＰＭ（Power  Train  Management）−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１４０とを備える。
【００２１】
さらに、電動車両１０は、外部電源からの充電を行なうために、電動車両１０のボディーに設けられた車両インレット２７０と、リレー１９０と、蓄電装置１５０を外部電源によって充電するための充電器１６０と、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０とを備える。なお、外部電源は、代表的には単相交流の商用電源により構成される。ただし、商用電源に代えて、もしくは商用電源に加えて、住宅の屋根などに設置された太陽電池パネルによる発電電力によって外部電源の電力が供給されてもよい。
【００２２】
蓄電装置１５０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が適用される。あるいは、電気二重層キャパシタなどの電池以外の電力貯蔵要素によって、蓄電装置１５０を構成してもよい。図１には、電動車両１０のうちの蓄電装置１５０の充放電制御に関連するシステム構成が記載されている。蓄電装置１５０には、蓄電装置１５０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢを検出するための電池センサ（図示せず）が設けられる。
【００２３】
監視ユニット１５２は、蓄電装置１５０に設けられた電池センサの出力に基づいて、蓄電装置１５０の状態値を検出する。すなわち、状態値は、蓄電装置１５０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢを含む。上述のように、蓄電装置１５０として代表的には二次電池が用いられるため、蓄電装置１５０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢについて、以下では、電池電圧ＶＢ、電池電流ＩＢおよび電池温度ＴＢとも称する。また、電池電圧ＶＢ、電池電流ＩＢおよび電池温度ＴＢを包括的に「電池データ」とも総称する。監視ユニット１５２によって検出された蓄電装置１５０の状態値（電池データ）は、ＰＭ−ＥＣＵ１４０に入力される。
【００２４】
ＰＣＵ１８０は、モータジェネレータ１２０と蓄電装置１５０との間で双方向に電力変換するように構成される。具体的には、ＰＣＵ１８０は、蓄電装置１５０からの直流電力をモータジェネレータ１２０を駆動するための交流電力に変換する。また、ＰＣＵ１８０は、モータジェネレータ１２０によって発生した交流電力を、蓄電装置１５０を充電するための直流電力に変換する。
【００２５】
モータジェネレータ１２０は、代表的には、永久磁石型の三相同期電動機で構成される。モータジェネレータ１２０の出力トルクは、動力伝達ギヤ（図示せず）を駆動輪１３０に伝達されて、電動車両１０を走行させる。モータジェネレータ１２０は、電動車両１０の回生制動時には、駆動輪１３０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１８０によって蓄電装置１５０の充電電力に変換される。
【００２６】
なお、モータジェネレータ１２０の他に、エンジン（図示しない）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１２０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この際には、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１５０を充電することも可能である。
【００２７】
ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、電動車両１０および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２８】
ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、電動車両１０の走行時において、運転者要求に応じた車両駆動力を発生させるために、モータジェネレータ１２０およびＰＣＵ１８０を制御する。この車両駆動力の制御に加えて、ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、蓄電装置１５０で充放電される電力を制御する。また、外部充電時において、ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０と協働して、蓄電装置１５０が所定の満充電状態に到達するように、蓄電装置１５０の充電電力を制御する。
【００２９】
充電器１６０は、外部電源４０２からの電力を受けて蓄電装置１５０を充電するための装置である。充電器１６０は、電圧センサ１７２と、電力変換部１９０とを含む。電力変換部１９０は、図示しないリレーを介して電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２によって車両インレット２７０と接続され、さらに蓄電装置１５０と接続される。電力線ＡＣＬ１とＡＣＬ２の間には、電圧センサ１７２が設置される。電圧センサ１７２による電圧（外部電源からの供給電圧）の検出値ＶＡＣは、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０に入力される。また、充電ケーブル３００側から出力されるケーブル接続信号ＰＩＳＷおよびパイロット信号ＣＰＬＴが、車両インレット２７０を介して、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０に入力される。
【００３０】
電力変換部１９０は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からの制御指令に従って、充電ケーブル３００を介して、車両インレット２７０，電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２およびリレーを経由して伝達された外部電源４０２からの交流電力を、蓄電装置１５０を充電するための直流電力に変換する。
【００３１】
図２を参照して、充電器１６０についてさらに説明する。充電器１６０は、電圧センサ１７２と、電力変換部１９０とを含む。電力変換部１９０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６２と、ＤＣ／ＡＣ変換回路１６４と、絶縁トランス１６６と、整流回路１６８とを含む。
【００３２】
ＡＣ／ＤＣ変換回路１６２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路１６２は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能する。
【００３３】
ＤＣ／ＡＣ変換回路１６４は、単相ブリッジ回路から成る。ＤＣ／ＡＣ変換回路１６４は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス１６６へ出力する。
【００３４】
絶縁トランス１６６は、磁性体からなるコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルとを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路１６４および整流回路１６８に接続される。絶縁トランス１６６は、ＤＣ／ＡＣ変換回路１６４から受ける高周波の交流電力を、一次コイルおよび二次コイルの巻線比に応じた電圧レベルに変換して整流回路１６８へ出力する。整流回路１６８は、絶縁トランス１６６から出力される交流電力を直流電力に整流する。
【００３５】
ＡＣ／ＤＣ変換回路１６２およびＤＣ／ＡＣ変換回路１６４の間の電圧（平滑コンデンサの端子間電圧）は、電圧センサ１８２によって検出され、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０へ入力される。また、充電器１６０の出力電流（蓄電装置１５０の充電電流に相当）Ｉｃｈは、電流センサ１８４によって検出され、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０に入力される。
【００３６】
充電ケーブル３００は、車両側の充電コネクタ３１０と、外部電源側のプラグ３２０と、充電回路遮断装置（ＣＣＩＤ：Charging  Circuit  Interrupt  Device）３３０と、それぞれの機器間を接続して電力および制御信号を入出力する電線部３４０とを備える。電線部３４０は、プラグ３２０とＣＣＩＤ３３０間を接続する電線部３４０ａと充電コネクタ３１０とＣＣＩＤ３３０間を接続する電線部３４０ｂとを含む。
【００３７】
充電コネクタ３１０は、電動車両１０のボディーに設けられた車両インレット２７０に接続可能に構成される。充電コネクタ３１０には、スイッチ３１２が設けられる。充電コネクタ３１０が車両インレット２７０に接続されると、スイッチ３１２が閉じることにより、充電コネクタ３１０が車両インレット２７０に接続されたことを示すケーブル接続信号ＰＩＳＷがＰＬＧ−ＥＣＵ１７０に入力される。
【００３８】
プラグ３２０は、たとえば家屋に設けられた電源コンセント４００に接続される。電源コンセント４００には、外部電源４０２から交流電力が供給される。
【００３９】
ＣＣＩＤ３３０は、ＣＣＩＤリレー３３２と、コントロールパイロット回路３３４とを含む。ＣＣＩＤリレー３３２は、充電ケーブル３００内の電力線対に設けられる。ＣＣＩＤリレー３３２は、コントロールパイロット回路３３４によってオン／オフ制御される。そして、ＣＣＩＤリレー３３２がオフされているときは、充電ケーブル３００内で電路が遮断される。一方、ＣＣＩＤリレー３３２がオンされると、外部電源４０２から電動車両１０へ電力の供給が可能になる。
【００４０】
コントロールパイロット回路３３４は、充電コネクタ３１０および車両インレット２７０を介して電動車両１０のＰＬＧ−ＥＣＵ１７０へパイロット信号ＣＰＬＴを出力する。このパイロット信号ＣＰＬＴは、コントロールパイロット回路３３４から電動車両１０のＰＬＧ−ＥＣＵ１７０へ充電ケーブル３００の定格電流を通知するための信号である。詳細には、コントロールパイロット回路３３４は、図示しない発振器を含み、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位から低下すると、規定の周波数およびデューティーサイクルで発振する信号を出力する。パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーサイクルは、外部電源４０２から充電ケーブル３００を介して電動車両１０へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブルの種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、充電ケーブル毎にパイロット信号ＣＰＬＴのデューティーサイクルも異なることになる。
【００４１】
また、パイロット信号ＣＰＬＴは、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０によって操作されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいてＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からＣＣＩＤリレー３３２を遠隔操作するための信号としても使用される。そして、コントロールパイロット回路３３４は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位変化に基づいてＣＣＩＤリレー３３２をオン／オフ制御する。すなわち、パイロット信号ＣＰＬＴは、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０およびＣＣＩＤ３３０の間で授受される。
【００４２】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０とＰＭ−ＥＣＵ１４０とは、通信バスを用いて双方向に通信可能に接続されている。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷ、パイロット信号ＣＰＬＴおよび電圧センサ１７２の検出値ＶＡＣを取得すると、これらの取得した情報をＰＭ−ＥＣＵ１４０へ送信する。なお、本実施の形態においては、ＰＭ−ＥＣＵ１４０と、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０とは、別個のＥＣＵとして説明したが、これら複数のＥＣＵの全部の機能を統合したＥＣＵを設けてもよい。
【００４３】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、取得した情報に基づいて、外部充電時の充電器１６０の動作を制御する。具体的には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、蓄電装置１５０が所定の満充電状態に到達するように、充電器１６０を制御する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電器１６０から蓄電装置１５０へ供給される充電電力が所定の一定値となるように充電電力の増加／低減を指示するための制御指令を生成する。この結果、充電器１６０は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からの制御指令に従って、外部電源４０２からの電力を蓄電装置１５０の充電に適した電力に変換する。具体的には、充電器１６０は、外部電源４０２の供給電圧を整流して直流電圧を生成するとともに、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からの制御指令に従って、蓄電装置１５０に供給する充電電流Ｉｃｈを制御する。
【００４４】
ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、充電電力が上記一定値のときの電池電圧ＶＢ（閉回路電圧（ＣＣＶ：Closed  Circuit  Voltage）に相当）に基づいて、蓄電装置１５０の充電状態（ＳＯＣ：State  of  Charge）を推定する。ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、推定したＳＯＣをＰＬＧ−ＥＣＵ１７０へ送信する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ＳＯＣが所定の満充電状態に到達すると、充電の停止を指示するための制御指令を充電器１６０へ出力する。
【００４５】
図３および図４は、本発明の実施の形態における蓄電装置１５０のＳＯＣの推定手法を説明するための図である。図３は、蓄電装置１５０の開回路電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）とＳＯＣとの関係を示した図である。
【００４６】
図３を参照して、蓄電装置１５０のＳＯＣは、蓄電装置１５０のＯＣＶと一意の関係にある。したがって、所定の満充電状態をＳＦとすると、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦにＯＣＶが達したとき、ＳＯＣがＳＦに達したと判定することができる。
【００４７】
図４は、蓄電装置１５０のＯＣＶとＣＣＶとの関係を示した図である。図４を参照して、線ｋ１は、蓄電装置１５０のＯＣＶを示し、線ｋ２は、蓄電装置１５０のＣＣＶを示す。充電電流が流れる蓄電装置１５０の充電中は、電池センサによって検出される電池電圧ＶＢはＣＣＶである。蓄電装置１５０の内部抵抗や分極の影響により、ＣＣＶはＯＣＶよりもΔＶだけ高い。
【００４８】
蓄電装置１５０の充電電力が変動するとΔＶも変動するため、ＣＣＶからＯＣＶの推定が困難となる。そのため、外部充電時には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電電力が所定の一定値になるように充電器１６０を制御する。そして、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電電力が所定の一定値のときのΔＶを予め求めておき、電池センサによって検出されるＣＣＶ（電池電圧ＶＢ）に基づいてＯＣＶを推定する。詳細には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電電力が所定の一定値の時のΔＶを予め求めておき、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦ（ＯＣＶ）にΔＶを加算したＶＦ（ＣＣＶ）に電池電圧ＶＢが到達したときに、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の満充電状態に到達したと判定する。
【００４９】
図５は、外部充電時の蓄電装置１５０の充電電力、ＳＯＣおよび電池電圧ＶＢの時間的な変化を示す図である。
【００５０】
図５を参照して、蓄電装置１５０の充電制御は、２段階に分けて実施される。すなわち、ＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに到達する直前の時刻ｔ１までは、充電電力Ｐｃｈが一定値Ｐｃ１になるように定電力充電（以下、「ＣＰ（Constant  Power）充電」とも称する）が実行され、時刻ｔ１以降は、充電電力Ｐｃｈが一定値Ｐｃ２（｜Ｐｃ２｜＜｜Ｐｃ１｜）になるようにＣＰ充電が実行される。なお、充電電力Ｐｃｈは、たとえば、充電器１６０から供給可能な電力に基づいて定められる。具体的には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいて、充電ケーブル３００の充電コネクタ３１０が車両インレット２７０に接続されたと判断されると、電圧センサ１７２からの電圧の検出値ＶＡＣを取得する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０はさらに、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーサイクルに基づいて、充電ケーブル３００を介して電動車両１０へ供給可能な定格電流を取得する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、外部電源４０２からの供給電圧ＶＡＣおよび充電ケーブル３００の定格電流に基づいて、充電電力Ｐｃｈを設定する。たとえば、一定値Ｐｃ１は、充電器１６０から供給可能な最大の電力（充電器１６０の定格電力）に設定される。
【００５１】
そして、時刻ｔ２において、電池電圧ＶＢ（ＣＣＶ）が、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦ（ＣＣＶ）に到達すると、蓄電装置１５０のＳＯＣがＳＦに到達したものと判定されて外部充電が終了する。
【００５２】
図１に戻って、表示部２１０は、後述するタイマー充電制御においてＰＬＧ−ＥＣＵ１７０により演算された蓄電装置１５０の充電時間、および当該充電時間に応じて設定された充電開始予定時刻などのＰＬＧ−ＥＣＵ１７０からの表示情報を表示するためのユーザインターフェイスである。表示部２１０には、表示ランプやＬＥＤなどのインジケータ、あるいは液晶表示器などが含まれる。
【００５３】
入力部２００は、後述するタイマー充電制御において、充電終了予定時刻（あるいは、次回車両運転開始予定時刻）を設定するためのユーザインターフェイスである。入力部２００により設定された充電終了予定時刻は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０へ送信される。
【００５４】
なお、図１においては、入力部２００および表示部２１０がそれぞれ個別の要素として記載されているが、これらの要素は１つの要素に統合されてもよい。
【００５５】
また、図１および図２に示す構成に代えて、外部電源４０２と電動車両１０とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して、外部電源４０２から電動車両１０へ電力を供給してもよい。このような外部充電を行なう場合でも、外部電源４０２からの供給電力を変換する充電器１６０以降の構成は共通化できる。
【００５６】
（タイマー充電制御）
本実施の形態に従う電動車両は、外部充電が可能な車両であるため、車両の走行完了後は、蓄電装置１５０に可能な限り多くの電力を蓄えておくことによって、蓄電装置１５０に蓄えた電力を用いて電動車両が走行可能な距離を拡大することができる。
【００５７】
その一方で、一般的に、蓄電装置として代表的に使用される二次電池においては、そのＳＯＣが高い状態が長時間継続することは劣化の観点から好ましくない。そのため、本実施の形態に従う電動車両１０では、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ユーザにより指定された充電終了予定時刻に基づいて、その充電終了予定時刻の直前にＳＯＣが所定の満充電状態となるように、蓄電装置１５０の充電制御（タイマー充電制御）を実行する。
【００５８】
図６は、本実施の形態において、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０で実行されるタイマー充電制御を説明するための図である。図６は、蓄電装置１５０の電池電圧ＶＢの時間的な変化を示す。
【００５９】
図６を参照して、時刻ｔ１において電動車両１０の走行が完了すると、ユーザが充電ケーブル３００の充電コネクタ３１０を車両インレット２７０に接続することで（時刻ｔ２）、電動車両１０は外部充電が可能な状態となる。この外部充電が可能となる時刻ｔ２前に、ユーザが入力部２００を用いて充電終了予定時刻（時刻ｔ７）を設定すると、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電終了予定時刻（時刻ｔ７）の直前の時刻ｔ６にＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに到達するように、タイマー充電制御を実行する。
【００６０】
具体的には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、蓄電装置１５０のタイマー充電制御を２段階に分けて行なう。外部電源４０２と電動車両１０とが連結されると（時刻ｔ２）、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、第１段階の充電を開始する。これにより蓄電装置１５０のＳＯＣが増加し始めると、電池電圧ＶＢが上昇する。
【００６１】
この第１段階の充電では、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ＳＯＣが予め定められた目標値ＳＯＣ１に到達するまで、蓄電装置１５０を充電する。具体的には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ＳＯＣ＝ＳＯＣ１に対応するＯＣＶにΔＶを加算したＣＣＶを、目標電圧Ｖｃ１に設定する。そして、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ１に到達するまで、充電電力Ｐｃｈが一定値Ｐｃ１になるようにＣＰ充電を実行する。
【００６２】
時刻ｔ３において電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ１に到達すると、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、第１段階の充電を終了する。次に、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、第２段階の充電を開始する。この第２段階の充電により、蓄電装置１５０のＳＯＣがＳＦに到達する。すなわち、電池電圧ＶＢは、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦ（ＣＣＶ）に到達する。
【００６３】
第２段階の充電では、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ＶＦ（ＣＣＶ）を目標電圧Ｖｃ２に設定するとともに、ユーザにより指定された充電終了予定時刻（時刻ｔ７）の直前の時刻ｔ６に電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ２に到達するように、蓄電装置１５０を充電する。具体的には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ２に到達する直前の時刻ｔ５までは、充電電力Ｐｃｈが一定値Ｐｃ１になるようにＣＰ充電を実行し、時刻ｔ５以降は、充電電力Ｐｃｈが一定値Ｐｃ２になるようにＣＰ充電を実行する。そして、時刻ｔ６において、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ２（＝ＶＦ（ＣＣＶ））に到達すると、蓄電装置１５０のＳＯＣがＳＦに到達したものと判定して、第２段階の充電を終了する。
【００６４】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、上記のような第２段階の充電を実行するために、ユーザにより充電終了予定時刻（時刻ｔ７）が指定されると、蓄電装置１５０の必要充電量に基づいて、充電時間についての充電スケジュールを決定する。詳細には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、第１段階の充電における目標値ＳＯＣ１に基づいて、蓄電装置１５０のＳＯＣをＳＯＣ１からＳＦまで充電するための必要充電量ΔＱを演算する。この必要充電量ΔＱは、蓄電装置１５０の満充電容量をＱとすると、以下の式（１）で算出される。
【００６５】
ΔＱ＝Ｑ×（ＳＦ−ＳＯＣ１）／１００  ・・・（１）
ここで、蓄電装置１５０の劣化が進行すると、満充電容量Ｑが低下することから、上記式（１）において、満充電容量Ｑを蓄電装置１５０の劣化状態を反映させるように補正する。たとえば、蓄電装置１５０の充電電力の積算値（実績値）を演算するとともに、ＯＣＶおよびＳＯＣの関係（図２）に基づいて算出されるＳＯＣから充電電力の理論値を演算し、充電電力の理論値に対する充電電力の積算値の偏差に基づいて満充電容量Ｑを補正することができる。
【００６６】
さらに、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、上記式（１）により演算した必要充電量ΔＱに基づいて、第２段階の充電に必要な充電時間Ｔｃ２を演算する。この充電時間Ｔｃ２は、蓄電装置１５０の充電効率をαとすると、以下の式（２）で算出される。
【００６７】
Ｔｃ２＝ΔＱ／Ｐｃｈ×α＋ΔＴｃ  ・・・（２）
なお、上記式（２）において、右辺の第１項は充電電力Ｐｃｈ＝Ｐｃ１で蓄電装置１５０を充電した場合の充電時間を示し、第２項は充電時間の補正項を示す。この補正項ΔＴｃは、蓄電装置１５０の温度ＴＢによる充電時間の変動分、充電電力Ｐｃｈ＝Ｐｃ２で蓄電装置１５０を充電するのに必要な充電時間、および学習補正値などを含む。このうち、蓄電装置１５０の温度ＴＢによる充電時間の変動分とは、蓄電装置１５０の充電特性が蓄電装置１５０の温度ＴＢによって影響を受けることを考慮したものである。たとえば、蓄電装置１５０の低温時には蓄電装置１５０の受入れ可能な電力が低下するため、常温時と比較して充電時間が長くなる虞がある。また、充電電力Ｐｃｈ＝Ｐｃ２で蓄電装置１５０を充電するのに必要な充電時間とは、図６に示す時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間に相当する。この充電時間についても蓄電装置１５０の温度ＴＢに応じて補正することができる。
【００６８】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、上記式（１），（２）を用いることにより、第２段階の充電に要する充電時間Ｔｃ２を算出する。ここで、第１段階の充電におけるＳＯＣの目標値は予めＳＯＣ１に定められているため、式（１）に示す必要充電量ΔＱは固定値となる。そして、必要充電量ΔＱが固定値であることにより、式（２）に示す第２段階の充電時間Ｔｃ２も固定値となる。したがって、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、時刻ｔ２において、電動車両１０と外部電源４０２とが充電ケーブル３００によって結合されたと判断されると、蓄電装置１５０の劣化状態および温度ＴＢなどを考慮して、第２段階の充電に要する充電時間Ｔｃ２を演算することができる。そして、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電終了予定時刻（時刻ｔ７）の直前の時刻ｔ６から充電時間Ｔｃ２を差し引くことにより、第２段階の充電開始予定時刻（時刻ｔ４）を決定することができる。
【００６９】
このような構成とすることにより、時刻ｔ３において第１段階の充電が終了すると、第２段階の充電開始予定時刻（時刻ｔ４）に到達するまで、蓄電装置１５０は、充電が一時的に停止され、第２段階の充電の待機状態となる。そして、充電開始予定時刻（時刻ｔ４）に到達すると、蓄電装置１５０の充電が再開されて、第２段階の充電が開始される。この第１段階の充電終了時刻（時刻ｔ３）から第２段階の充電開始時刻（時刻ｔ４）までの時間は、蓄電装置１５０のＳＯＣは、目標値ＳＯＣ１に保持されている。したがって、次回の車両運転開始予定時刻に合わせて設定された充電終了予定時刻（時刻ｔ７）よりも早い時刻にユーザが車両の走行を開始したい事態が生じても、蓄電装置１５０に蓄えられた電力を用いて電動車両１０を走行させることができる。
【００７０】
すなわち、従来のタイマー充電制御では、充電終了予定時刻および必要充電量に基づいて充電開始予定時刻を決定するとともに、充電開始予定時刻に到達したときに蓄電装置の充電を開始する。そのため、充電開始予定時刻よりも早い時刻または充電開始予定時刻の直後では、車両の走行に必要な電力が蓄電装置に蓄積されておらず、蓄電装置の出力不足により車両の運転性が低下する虞がある。これに対して、本実施の形態による充電システムでは、電動車両１０と外部電源４０２が結合されると直ちに第１段階の充電を行なうことによって蓄電装置１５０に一定電力を蓄えるため、ユーザから急な走行開始の要求があった場合にも対応することができる。その結果、車両の利便性が向上する。
【００７１】
あるいは、外部充電が可能な状態となった時刻(時刻ｔ２)から充電終了予定時刻（時刻ｔ７）までの充電可能時間内に、外部電源４０２が停電し、蓄電装置１５０への電力供給が遮断されたときであっても、第１段階の充電によって蓄電装置１５０に蓄えられた電力を用いて電動車両１０を走行させることができる。したがって、外部電源４０２の停電により蓄電装置１５０が出力不足となるリスクを低減できる。
【００７２】
なお、第１段階の充電における目標値ＳＯＣ１については、蓄電装置１５０の劣化を進行させないことを条件として可能な限り高い値に設定することによって、蓄電装置１５０の劣化を抑制しながら蓄電装置１５０からの出力電力を確保することができる。たとえば、電動車両１０の通常使用、たとえばユーザの日常生活圏における往復走行に必要な電力が蓄電装置１５０に蓄えられるように、目標値ＳＯＣ１を定めることができる。あるいは、自宅から最寄りのディーラーまで走行するのに最低限必要な電力が蓄電装置１５０に蓄えられるように、目標値ＳＯＣ１を定めてもよい。すなわち、第１段階の充電における目標値ＳＯＣ１は、予想消費電力に応じて予め定めておくことができる。または、ユーザが入力部２００を用いて目標値ＳＯＣ１を任意の値に設定することができる構成としてもよい。
【００７３】
さらに、本実施の形態による充電システムにおいて、第２段階の充電は、従来のタイマー充電制御と同様に、充電終了予定時刻の直前に蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の満充電状態となるように実行される、これにより、ＳＯＣが高い値に維持される時間が短くなるため、蓄電装置１５０の劣化を抑制できる。すなわち、蓄電装置１５０の劣化を抑制しながら、車両の運転性および利便性を向上できる。
【００７４】
［変形例１］
上述したようにタイマー充電制御を２段階に分けて行なう構成においては、電動車両１０と外部電源４０２とが充電ケーブル３００によって結合された時刻（図７の時刻ｔ２）における蓄電装置１５０のＳＯＣが第１段階の充電での目標値ＳＯＣ１を上回っている場合が起こり得る。図７は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０で実行されるタイマー充電制御の第１の変形例を説明するための図である。図７は、蓄電装置１５０の電池電圧ＶＢの時間的な変化を示す。
【００７５】
図７を参照して、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電動車両１０と外部電源４０２とが充電ケーブル３００によって結合された時刻（時刻ｔ２）において、蓄電装置１５０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ１を超えていると判定されると、第１段階の充電を実行せず、充電開始予定時刻（時刻ｔ４）に到達するまで蓄電装置１５０を充電待機状態とする。この充電開始予定時刻（時刻ｔ４）は、上記式（１），（２）を用いて、蓄電装置１５０のＳＯＣをＳＯＣ１からＳＦまで充電するための必要充電量ΔＱ（固定値）から算出される充電時間Ｔｃ２（固定値）に基づいて決定される。このように充電時間Ｔｃ２を固定値としておくことにより、時刻ｔ２における蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて充電時間Ｔｃ２を再度演算する必要がなくなる。その結果、蓄電装置１５０のタイマー充電制御を行なうための制御ロジックを簡素化することができる。
【００７６】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電開始予定時刻（時刻ｔ４）に到達すると、蓄電装置１５０の充電を開始する。そして、時刻ｔ８において、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ２（＝ＶＦ（ＣＣＶ））に到達すると、蓄電装置１５０のＳＯＣがＳＦに到達したものと判定して、外部充電を終了する。
【００７７】
以上に説明した本発明の実施の形態に従う充電システムにおけるタイマー充電制御は、次のような処理フローにまとめることができる。
【００７８】
図８は、本発明の実施の形態に従う充電システムにおけるタイマー充電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートは、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０が予め格納したプログラムを実行することで実現できる。
【００７９】
図８を参照して、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、まず、タイマー充電制御を実行するために、ステップＳ０１において、ユーザにより設定された充電終了予定時刻を取得する。さらに、ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、ステップＳ０２により、監視ユニット１５２から電池データ（ＶＢ，ＩＢ，ＴＢ）と取得すると、ステップＳ０３では、取得した電池データに基づいて現在の蓄電装置１５０のＳＯＣを演算する。ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、演算したＳＯＣをＰＬＧ−ＥＣＵ１７０へ送信する。
【００８０】
次に、ステップＳ０４により、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、上記式（１）を用いて、蓄電装置１５０のＳＯＣを第１段階の充電における目標値ＳＯＣ１から所定の満充電状態ＳＦまで充電するための必要充電量ΔＱを演算する。そして、演算された必要充電量ΔＱを式（２）に代入することにより、第２段階の充電による蓄電装置１５０の充電時間Ｔｃ２を演算する。
【００８１】
ステップＳ０５では、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ０４で算出された充電時間Ｔｃ２と、ユーザによって設定された充電終了予定時刻に基づいて、第２段階の充電開始予定時刻を決定する。
【００８２】
そして、ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、ステップＳ０６により、現在の時刻における電池電圧ＶＢが第１段階の充電における目標値ＳＯＣ１に対応する目標電圧Ｖｃ１以上であるか否かを判定する。電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ１よりも低い場合（ステップＳ０６のＮＯ判定時）には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ０７に進み、第１段階の充電を実行する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ１に到達すると、蓄電装置１５０のＳＯＣが目標値ＳＯＣ１に到達したと判断して、第１段階の充電を終了する。
【００８３】
これに対して、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ１以上である場合（ステップＳ０６のＹＥＳ判定時）には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ０７の処理をスキップして、処理をステップＳ０８に進める。
【００８４】
ステップＳ０８では、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ０５で算出した第２段階の充電開始予定時刻に到達したか否かを判定する。第２段階の充電開始予定時刻に到達していない場合（ステップＳ０８のＮＯ判定時）、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、引き続き蓄電装置１５０を待機状態とする。一方、第２段階の充電開始予定時刻に到達すると（ステップＳ０８のＹＥＳ判定時）、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ０９により、第２段階の充電を実行する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電池電圧ＶＢが目標電圧Ｖｃ２に到達すると、蓄電装置１５０のＳＯＣがＳＦに到達したものと判定して第２段階の充電を終了する。
【００８５】
［変形例２］
ここで、上記の実施の形態においては、充電終了予定時刻から第２段階の充電時間Ｔｃ２（固定値）を差し引くことにより第２段階の充電開始予定時刻が決定され、この充電開始予定時刻を用いて第２段階の充電が実行される。これにより、蓄電装置１５０の充電を開始する前の電池残量に応じて充電時間を調整する処理が不要となるため、タイマー充電制御のための制御ロジックを簡素化できる。
【００８６】
その一方で、充電を開始する前の蓄電装置１５０の電池残量には電動車両１０の使われ方による個体差があるため、第２段階の充電時間Ｔｃ２を固定値とすると、図７に示したように、充電終了予定時刻よりも早い時刻にＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに到達する場合がある。この場合、ＳＯＣが満充電状態ＳＦに維持される時間が長くなるため、蓄電装置１５０の劣化が進行する虞がある。
【００８７】
したがって、本変形例２では、電動車両１０の走行が完了したときの蓄電装置１５０の電池残量を定期的に学習し、その電池残量の学習値を用いて第１段階の充電における目標値ＳＯＣ１を変更する。
【００８８】
図９は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０で実行されるタイマー充電制御の第２の変形例を説明するための図である。図９は、蓄電装置１５０の電池電圧ＶＢの時間的な変化を示す。
【００８９】
図９を参照して、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電動車両１０の走行が完了するごとに蓄電装置１５０の電池電圧ＶＢを取得し、電池残量の学習値として記憶する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電池残量の学習値（電池電圧ＶＢの学習値）と予め定められている第１段階の充電における目標電圧Ｖｃ１（初期値）とを比較し、電池電圧ＶＢの学習値が目標電圧Ｖｃ１（初期値）よりも高いと判断された場合には、電池電圧ＶＢの学習値に一致させるように目標電圧Ｖｃ１を変更する。そして、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、変更後の目標電圧Ｖｃ１に基づいて第２段階の充電時間Ｔｃ２を演算する。これにより、変更後の第２段階の充電時間Ｔｃ２は、目標電圧Ｖｃ１（初期値）に基づく充電時間Ｔｃ２よりも短くなる。
【００９０】
このように蓄電装置１５０の電池残量の学習値に応じて第１段階の充電の目標値ＳＯＣ１を変更することにより、第２段階の充電時間Ｔｃ２は電池残量の学習値に応じて変更される。図９に示すように、第２段階の充電時間Ｔｃ２を、電池残量の学習値が高くなるに従って短くなるように変更することにより、充電終了予定時刻の直前にＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦとなるように蓄電装置１５０を充電することができる。その結果、蓄電装置１５０のＳＯＣが満充電状態ＳＦに長時間維持されることを回避できるため、高ＳＯＣによる蓄電装置１５０の劣化を抑制できる。
【００９１】
［変形例３］
図１０は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０で実行されるタイマー充電制御の第３の変形例を説明するための図である。図１０は、蓄電装置１５０の電池電圧ＶＢの時間的な変化を示す。
【００９２】
図１０を参照して、充電ケーブル３００により電動車両１０と外部電源４０２とが結合されると（時刻ｔ２）、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、現在の時刻（時刻ｔ２）から充電終了予定時刻（時刻ｔ７）までの充電可能時間Ｔａｂを演算する。
【００９３】
さらに、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、現在の時刻での蓄電装置１５０の電池残量に基づいて、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに到達するまでのトータル充電時間Ｔｃを演算する。詳細には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、現在の時刻での電池残量（ＳＯＣ）に基づいて、蓄電装置１５０を所定の満充電状態ＳＦとするための必要充電量ΔＱを演算する。この必要充電量ΔＱは、蓄電装置１５０の満充電容量をＱとし、電池残量をＳＯＣとすると、以下の式（３）で算出される。
【００９４】
ΔＱ＝Ｑ×（ＳＦ−ＳＯＣ）／１００  ・・・（３）
なお、上記式（１）で説明したのと同様に、式（３）においても、満充電容量Ｑを蓄電装置１５０の劣化状態を反映させるように補正することができる。そして、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、上記式（３）により演算した必要充電量ΔＱに基づいて、トータル充電時間Ｔｃを演算する。このトータル充電時間Ｔｃは、蓄電装置１５０の充電効率をαとすると、以下の式（４）で算出される。
【００９５】
Ｔｃ＝ΔＱ／Ｐｃｈ×α＋ΔＴｃ  ・・・（４）
なお、上記式（４）において、右辺の第１項は充電電力Ｐｃｈ＝Ｐｃ１で蓄電装置１５０を充電した場合の充電時間を示し、第２項は充電時間の補正項を示す。この補正項ΔＴｃは、上記式（２）で説明したのと同様に、蓄電装置１５０の温度ＴＢによる充電時間の変動分、充電電力Ｐｃｈ＝Ｐｃ２で蓄電装置１５０を充電するのに必要な充電時間、および学習補正値などを含む。
【００９６】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電可能時間Ｔａｂとトータル充電時間Ｔｃとを比較し、その比較結果に基づいて、タイマー充電制御が実行可能か否かを判定する。トータル充電時間Ｔｃが充電可能時間Ｔａｂを超える場合には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、タイマー充電制御が実行不可能、すなわち、充電終了予定時刻に充電を終了させることができないと判定する。
【００９７】
このような場合には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ユーザによるタイマー設定をキャンセルするとともに、その旨を表示部２１０（図１）を用いてユーザに通知する。さらに、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、蓄電装置１５０の充電を開始する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、図１０に示すように、２段階の充電に代えて通常の充電制御を実行する。ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電池電圧ＶＢがＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦ（目標電圧Ｖｃ２）に到達するように蓄電装置１５０を充電する。このとき、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、充電器１６０から供給可能な最大の電力（定格電力）で蓄電装置１５０を充電する。
【００９８】
図１１は、本発明の実施の形態の第３の変形例に従う充電システムにおけるタイマー充電制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【００９９】
図１１を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ１４０は、図８と同様のステップＳ０１〜Ｓ０３により、現在の蓄電装置１５０のＳＯＣを演算する。
【０１００】
次に、ステップＳ１４により、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、上記式（３）を用いて、蓄電装置１５０を所定の満充電状態ＳＦまで充電するための必要充電量ΔＱを演算する。そして、演算された必要充電量ΔＱを式（４）に代入することにより、蓄電装置１５０のトータル充電時間Ｔｃを演算する。
【０１０１】
ステップＳ１５では、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１４で算出されたトータル充電時間Ｔｃと現在の時刻から充電終了予定時刻までの充電可能時間Ｔａｂとを比較する。充電可能時間Ｔａｂがトータル充電時間Ｔｃよりも長い場合（ステップＳ１５のＹＥＳ判定時）には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１６により、蓄電装置１５０のタイマー充電制御を実行する。このタイマー充電制御は、図８に示す処理フローに従って実行される。
【０１０２】
これに対して、充電可能時間Ｔａｂがトータル充電時間Ｔｃ以下の場合（ステップＳ１５のＮＯ判定時）には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１７により、タイマー設定をキャンセルするとともに、その旨を表示部２１０を用いてユーザに通知する。さらに、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１８により、通常の充電制御を実行する。具体的には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、ＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに到達するように、充電器１６０の定格電力で蓄電装置１５０を充電する。
【０１０３】
以上説明したように、本変形例３によるＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、電動車両１０と外部電源４０２とが結合された時点で充電終了予定時刻に蓄電装置１５０の充電を終了させることができるか否かを判定する。そして、充電終了予定時刻に充電を終了させることができないと判定された場合には、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は、その旨をユーザに通知するとともに、タイマー充電制御を不実行とするとともに、充電器１６０の定格電力で蓄電装置１５０を充電する。これにより、充電終了予定時刻（次回車両運転開始時刻）に蓄電装置１５０が所定の満充電状態に到達していないことをユーザに認知させることができるとともに、充電終了予定時刻までに可能な限り多くの電力を蓄電装置１５０に蓄えることができる。その結果、電動車両１０の運転性および利便性を向上できる。
【０１０４】
なお、上述の実施の形態による蓄電装置１５０の充電制御において、第１段階の充電は本発明での「第１の充電動作」に対応し、第２段階の充電は本発明での「第２の充電動作」に対応する。さらに、ＰＬＧ−ＥＣＵ１７０は本発明での「制御装置」を実現する。
【０１０５】
また、上述の実施の形態では、本発明に係る充電システムが適用される車両の代表例として電気自動車について例示したが、本願発明は、車両外部の電源によって充電可能に構成された蓄電装置を搭載した車両に適用することが可能である。
【０１０６】
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請求の範囲によって示され、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。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
この発明は、タイマー充電機能を有する車両の充電システムに適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  電動車両、１２０  モータジェネレータ、１３０  駆動輪、１４０  ＰＭ−ＥＣＵ、１５０  蓄電装置、１５２  監視ユニット、１６０  充電器、１６２  ＡＣ／ＤＣ変換回路、１６４  ＤＣ／ＡＣ変換回路、１６６  絶縁トランス、１６８  整流回路、１７０  ＰＬＧ−ＥＣＵ、１７２，１８２  電圧センサ、１８４  電流センサ、１９０  リレー、２００  入力部、２１０  表示部、２７０  車両インレット、３００  充電ケーブル、３１０  充電コネクタ、３１２  スイッチ、３２０  プラグ、３３２  ＣＣＩＤリレー、３３４  コントロールパイロット回路、３４０  電線部、４００  電源コンセント、４０２  外部電源、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  電力線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）に搭載される蓄電装置（１５０）の充電を制御するための車両の充電システムであって、
外部電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１５０）の充電電力に変換可能に構成された充電器（１６０）と、
前記蓄電装置（１５０）の充電終了予定時刻を指定するための入力部（２００）と、
前記蓄電装置（１５０）の充電状態が所定の満充電状態となるように、前記充電器（１６０）を制御するための制御装置（１７０）とを備え、
前記制御装置（１７０）は、前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときには、前記所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、前記充電状態が前記目標値に到達するまで前記充電器（１６０）を制御する第１の充電動作を実行する一方で、前記充電状態が前記目標値に到達した後は、前記蓄電装置（１５０）の充電を停止させるとともに、前記充電終了予定時刻に前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器（１６０）を制御する第２の充電動作を実行するために前記蓄電装置（１５０）の充電を再開するように構成され、前記車両（１０）の走行が完了したときの前記充電状態の学習値に応じて、前記目標値を変更する、車両の充電システム。
【請求項２】
前記制御装置（１７０）は、前記充電終了予定時刻と、前記充電状態を前記目標値から前記所定の満充電状態まで上昇させるのに必要な充電時間とに基づいて、前記第２の充電動作の開始予定時刻を設定するとともに、前記第２の充電動作の開始予定時刻に到達したときに前記蓄電装置（１５０）の充電を再開する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項３】
前記制御装置（１７０）は、前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときに、前記充電状態が前記目標値よりも高い場合には、前記第１の充電動作を不実行とするとともに、前記第２の充電動作を実行する、請求項１または２に記載の車両の充電システム。
【請求項４】
前記制御装置（１７０）は、前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときに、前記充電状態を前記所定の満充電状態にするのに必要なトータル充電時間が、現在の時刻から前記充電終了予定時刻までの充電可能時間を超える場合には、前記第１および第２の充電動作を不実行とする一方で、前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器（１６０）を制御する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記制御装置（１７０）は、前記充電状態の学習値が高くなるに従って、前記目標値を増加させる、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項７】
車両（１０）に搭載される蓄電装置（１５０）の充電を制御するための車両の充電方法であって、
前記車両（１０）は、
外部電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１５０）の充電電力に変換可能に構成された充電器（１６０）と、
前記蓄電装置（１５０）の充電終了予定時刻を指定するための入力部（２００）とを含み、
前記車両の充電方法は、
前記外部電源（４０２）と前記車両（１０）とが結合されたときには、所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、前記充電状態が前記目標値に到達するまで前記充電器（１６０）を制御する第１の充電動作を実行するステップと、
前記充電状態が前記目標値に到達した後は、前記蓄電装置（１５０）の充電を停止するとともに、前記充電終了予定時刻に前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器（１６０）を制御する第２の充電動作を実行するために前記蓄電装置（１５０）の充電を再開するステップと、
前記車両（１０）の走行が完了したときの前記充電状態の学習値に応じて、前記目標値を変更するステップとを備える、車両の充電方法。
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月18日(2014.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される蓄電装置の充電を制御するための車両の充電システムであって、
外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換可能に構成された充電器と、
前記蓄電装置の充電終了予定時刻を指定するための入力部と、
前記蓄電装置の充電状態が所定の満充電状態となるように、前記充電器を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記外部電源と前記車両とが結合されたときには、前記所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、前記充電状態が前記目標値に到達するまで前記充電器を制御する第１の充電動作を実行する一方で、前記充電状態が前記目標値に到達した後は、前記蓄電装置の充電を停止させるとともに、前記充電終了予定時刻に前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器を制御する第２の充電動作を実行するために前記蓄電装置の充電を再開するように構成され、前記車両の走行が完了したときの前記充電状態の学習値に応じて、前記目標値を変更する、車両の充電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記充電終了予定時刻と、前記充電状態を前記目標値から前記所定の満充電状態まで上昇させるのに必要な充電時間とに基づいて、前記第２の充電動作の開始予定時刻を設定するとともに、前記第２の充電動作の開始予定時刻に到達したときに前記蓄電装置の充電を再開する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記外部電源と前記車両とが結合されたときに、前記充電状態が前記目標値よりも高い場合には、前記第１の充電動作を不実行とするとともに、前記第２の充電動作を実行する、請求項１または２に記載の車両の充電システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記外部電源と前記車両とが結合されたときに、前記充電状態を前記所定の満充電状態にするのに必要なトータル充電時間が、現在の時刻から前記充電終了予定時刻までの充電可能時間を超える場合には、前記第１および第２の充電動作を不実行とする一方で、前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器を制御する、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記充電状態の学習値が高くなるに従って、前記目標値を増加させる、請求項１に記載の車両の充電システム。
【請求項６】
車両に搭載される蓄電装置の充電を制御するための車両の充電方法であって、
前記車両は、
外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換可能に構成された充電器と、
前記蓄電装置の充電終了予定時刻を指定するための入力部とを含み、
前記車両の充電方法は、
前記外部電源と前記車両とが結合されたときには、所定の満充電状態よりも低い充電状態を目標値として、前記充電状態が前記目標値に到達するまで前記充電器を制御する第１の充電動作を実行するステップと、
前記充電状態が前記目標値に到達した後は、前記蓄電装置の充電を停止するとともに、前記充電終了予定時刻に前記充電状態が前記所定の満充電状態となるように前記充電器を制御する第２の充電動作を実行するために前記蓄電装置の充電を再開するステップと、
前記車両の走行が完了したときの前記充電状態の学習値に応じて、前記目標値を変更するステップとを備える、車両の充電方法。
【国際調査報告】
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