(57)【要約】【課題】蓄電装置の寿命をさらに延ばすことが可能となる車両の充電システムおよび充電方法を提供する。【解決手段】商用電源８から車載のバッテリＭＢを充電できるように構成された車両の充電システムは、バッテリＭＢを充電する充電器４２と、ユーザにより設定された充電終了時刻に基づいて充電器４２を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、バッテリＭＢの温度履歴または車両の走行履歴に基づいてバッテリＭＢの劣化度を示す評価値（積算値Ｓ）を算出し、充電終了時刻および評価値に基づいてバッテリＭＢへの充電電流ＩＣを設定するように充電器４２を制御する。【選択図】図１
2011259671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源から車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両の充電システムであって、
前記蓄電装置を充電する充電器と、
ユーザにより設定された充電終了時刻に基づいて前記充電器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度履歴または車両の走行履歴に基づいて前記蓄電装置の劣化度を示す評価値を算出し、前記充電終了時刻および前記評価値に基づいて前記蓄電装置への充電電流を設定するように前記充電器を制御する、車両の充電システム。
【請求項２】
前記評価値は、前記蓄電装置の温度に関する値と単位時間との積を積算して求められる値である、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、前記評価値に基づいて定められる充電電流によって前記蓄電装置へ充電するのに必要な充電必要時間と現在の時刻から前記充電終了時刻までの充電可能時間とを比較して、前記充電必要時間の方が前記充電可能時間よりも長い場合には、ユーザに対して前記蓄電装置の充電状態を高くすることを優先するか前記蓄電装置の寿命を維持することを優先するかの問合せを行ない、問合せに対する回答に基づいて前記蓄電装置を充電する電流を決定する、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】
外部電源から車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両の蓄電装置の充電方法であって、
前記車両は、前記蓄電装置を充電する充電器と、ユーザにより設定された充電終了時刻に基づいて前記充電器を制御する制御装置とを備え、
前記充電方法は、
前記蓄電装置の温度履歴または車両の走行履歴に基づいて前記蓄電装置の劣化度を示す評価値を前記制御装置が算出するステップと、
前記充電終了時刻および前記評価値に基づいて前記蓄電装置への充電電流を設定するように前記制御装置が前記充電器を制御するステップとを備える、車両の蓄電装置の充電方法。
【請求項５】
前記評価値は、前記蓄電装置の温度に関する値と単位時間との積を積算して求められる値である、請求項４に記載の車両の蓄電装置の充電方法。
【請求項６】
前記充電方法は、前記評価値に基づいて定められる充電電流によって前記蓄電装置へ充電するのに必要な充電必要時間と現在の時刻から前記充電終了時刻までの充電可能時間とを前記制御装置が比較するステップと、
前記充電必要時間の方が前記充電可能時間よりも長い場合には、ユーザに対して前記蓄電装置の充電状態を高くすることを優先するか前記蓄電装置の寿命を維持することを優先するかの問合せを前記制御装置が行なうステップと、
問合せに対する回答に基づいて前記蓄電装置を充電する電流を前記制御装置が決定するステップとをさらに備える、請求項４または５に記載の車両の蓄電装置の充電方法。
【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蓄電装置の充電方法に関し、特に外部電源から車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両の充電システムおよび車両の蓄電装置の充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題が注目され社会全体として二酸化炭素の排出量の低減が必要となっている。このため、自動車においても、バッテリおよびモータを搭載し外部から充電が可能に構成された電気自動車やハイブリッド自動車が注目を浴びている。
【０００３】
特開２００９−６５７２７号公報（特許文献１）は、外部からの車載バッテリの充電開始時刻または終了時刻をセットするタイマを備え、ユーザが設定した時刻に充電が実行されるように充電制御を行なう充電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６５７２７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５４２２１号公報
【特許文献３】特開２００４−１９３００３号公報
【特許文献４】特開２００９−２７８０１号公報
【特許文献５】特開２００９−１５２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００９−６５７２７号公報に開示された技術は、充電開始時刻と充電終了時刻とを設定してそれらを基準に充電制御することはできるが、充電実行中の充電電流の細かな制御については言及されていない。バッテリの劣化を抑制するためにさらなる改善の余地がある。
【０００６】
この発明の目的は、蓄電装置の寿命をさらに延ばすことが可能となる車両の充電システムおよび車両の蓄電装置の充電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、要約すると、外部電源から車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両の充電システムであって、蓄電装置を充電する充電器と、ユーザにより設定された充電終了時刻に基づいて充電器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、蓄電装置の温度履歴または車両の走行履歴に基づいて蓄電装置の劣化度を示す評価値を算出し、充電終了時刻および評価値に基づいて蓄電装置への充電電流を設定するように充電器を制御する。
【０００８】
好ましくは、評価値は、蓄電装置の温度に関する値と単位時間との積を積算して求められる値である。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、評価値に基づいて定められる充電電流によって蓄電装置へ充電するのに必要な充電必要時間と現在の時刻から充電終了時刻までの充電可能時間とを比較して、充電必要時間の方が充電可能時間よりも長い場合には、ユーザに対して蓄電装置の充電状態を高くすることを優先するか蓄電装置の寿命を維持することを優先するかの問合せを行ない、問合せに対する回答に基づいて蓄電装置を充電する電流を決定する。
【００１０】
この発明は、他の局面に従うと、外部電源から車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両の蓄電装置の充電方法である。車両は、蓄電装置を充電する充電器と、ユーザにより設定された充電終了時刻に基づいて充電器を制御する制御装置とを備える。充電方法は、蓄電装置の温度履歴または車両の走行履歴に基づいて蓄電装置の劣化度を示す評価値を制御装置が算出するステップと、充電終了時刻および評価値に基づいて蓄電装置への充電電流を設定するように制御装置が充電器を制御するステップとを備える。
【００１１】
好ましくは、評価値は、蓄電装置の温度に関する値と単位時間との積を積算して求められる値である。
【００１２】
好ましくは、充電方法は、評価値に基づいて定められる充電電流によって蓄電装置へ充電するのに必要な充電必要時間と現在の時刻から充電終了時刻までの充電可能時間とを制御装置が比較するステップと、充電必要時間の方が充電可能時間よりも長い場合には、ユーザに対して蓄電装置の充電状態を高くすることを優先するか蓄電装置の寿命を維持することを優先するかの問合せを制御装置が行なうステップと、問合せに対する回答に基づいて蓄電装置を充電する電流を制御装置が決定するステップとをさらに備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両外部から充電を行なう際に、ユーザの要望を損なわない範囲でバッテリの寿命を延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両の電源システムが搭載された車両１の構成を示す回路図である。
【図２】図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
【図３】図１の電圧コンバータ１２の詳細な構成を示す回路図である。
【図４】制御装置３０としてコンピュータ１００を用いた場合の一般的な構成を示した図である。
【図５】制御装置３０で実行される充電に関する制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】ステップＳ３で使用される内部データについて説明するための図である。
【図７】積算値Ｓとバッテリの充電可能容量の変化の関係を説明するための図である。
【図８】積算値Ｓと充電時の発熱量Ｑと充電時の最大電流との関係を説明するための図である。
【図９】積算値Ｓと最大電流Ｉとの関係を示したマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、車両の電源システムが搭載された車両１の構成を示す回路図である。
図１を参照して、車両１は、蓄電装置であるバッテリＭＢと、電圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣ１，ＣＨと、電圧センサ１０，１３，２１と、エアコン４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、補機７と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。
【００１７】
本実施の形態に示される車両の電源システムは、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう正極母線ＰＬ２をさらに備える。電圧コンバータ１２は、バッテリＭＢと正極母線ＰＬ２との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である。エアコン４０とＤＣ／ＤＣコンバータ６は、正極母線ＰＬ１Ａおよび負極母線ＳＬ２に接続される。補機７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から、たとえば１４Ｖの直流電圧が電源電圧として供給される。
【００１８】
平滑用コンデンサＣ１は、正極母線ＰＬ１と負極母線ＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１は、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２は、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。
【００１９】
平滑用コンデンサＣＨは、電圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。
【００２０】
インバータ１４は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。
【００２１】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
【００２２】
車両１は、さらに、バッテリＭＢの正極と正極母線ＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢと、バッテリＭＢの負極（負極母線ＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧとを含む。
【００２３】
システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。
【００２４】
電圧センサ１０は、バッテリＭＢの端子間の電圧ＶＢを測定する。電圧センサ１０とともにバッテリＭＢの充電状態を監視するために、バッテリＭＢに流れる電流ＩＢを検出する電流センサ１１が設けられている。バッテリＭＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。負極母線ＳＬ２は、後に説明するように電圧コンバータ１２の中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。
【００２５】
インバータ１４は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、電圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００２６】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。
【００２７】
インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して電圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００２８】
電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００２９】
制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度と、電流ＩＢおよび電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨの各値と、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２と、起動信号ＩＧＯＮとを受ける。そして制御装置３０は、電圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。
【００３０】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して電圧コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。
【００３１】
同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。
【００３２】
車両１は、さらに、充電時のリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧと、充電器４２と、コネクタ４４とを含む。コネクタ４４は、ＣＣＩＤ（Charging  Circuit  Interrupt  Device）リレー４６を介して商用電源８に接続される。商用電源８は、たとえば交流１００Ｖの電源である。
【００３３】
制御装置３０は、充電器４２に充電電流ＩＣおよび充電電圧ＶＣを指示する。充電器４２は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式などを用いても良い。
【００３４】
図２は、図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
図１、図２を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２との間に並列に接続される。
【００３５】
Ｕ相アーム１５は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。
【００３６】
Ｖ相アーム１６は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。
【００３７】
Ｗ相アーム１７は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。
【００３８】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＬＵに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＬＶに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＬＷに接続される。
【００３９】
なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。
【００４０】
図３は、図１の電圧コンバータ１２の詳細な構成を示す回路図である。
図１、図３を参照して、電圧コンバータ１２は、一方端が正極母線ＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００４１】
リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。
【００４２】
図４は、制御装置３０としてコンピュータ１００を用いた場合の一般的な構成を示した図である。
【００４３】
図４を参照して、コンピュータ１００は、ＣＰＵ１８０と、Ａ／Ｄ変換器１８１と、ＲＯＭ１８２と、ＲＡＭ１８３と、インターフェース部１８４とを含む。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器１８１は、各種センサの出力等のアナログ信号ＡＩＮをディジタル信号に変換してＣＰＵ１８０に出力する。またＣＰＵ１８０はデータバスやアドレスバス等のバス１８６でＲＯＭ１８２と、ＲＡＭ１８３と、インターフェース部１８４とに接続されデータ授受を行なう。
【００４５】
ＲＯＭ１８２は、例えばＣＰＵ１８０で実行されるプログラムや参照されるマップ等のデータが格納されている。ＲＡＭ１８３は、例えばＣＰＵ１８０がデータ処理を行なう場合の作業領域であり、各種変数等のデータを一時的に記憶する。
【００４６】
インターフェース部１８４は、例えば他のＥＣＵ（Electric  Control  Unit）との通信を行なったり、ＲＯＭ１８２として電気的に書換可能なフラッシュメモリ等を使用した場合の書換データの入力などを行なったり、メモリカードやＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体からのデータ信号ＳＩＧの読込みを行なったりする。
【００４７】
なお、ＣＰＵ１８０は、入出力ポートからデータ入力信号ＤＩＮやデータ出力信号ＤＯＵＴを授受する。
【００４８】
制御装置３０は、このような構成に限られるものでなく、複数のＣＰＵを含んで実現されるものであっても良い。たとえば、制御装置３０は、ハイブリッド制御部、バッテリ制御部、エンジン制御部を含み、これらの各々が図４のような構成を有するものであっても良い。
【００４９】
このような外部から充電を行なう車両において、充電終了時刻として車両を始動させる予定時刻を設定して、それを標的として充電することが考えられる。たとえば、夜間の就寝中にバッテリを充電しておく場合である。このようなユーザがタイマを利用する状況では、充電に供することが可能な時間には余裕がある場合が多い。しかし、このような場合にも、一律な充電電流で充電を行なうのでは、充電に供することが可能な時間のすべてを有効に活用できているとはいえない。
【００５０】
また、直ぐに車両を使用しない場合には予備充電として、満充電に達しない状態で充電を一旦中断し、使用直前に満充電まで充電するような方法も考えられる。この方法は二次電池の劣化防止として有効である。しかし、突発的に車両を使用しなければならない場合、満充電に達しないまま車両を使用することになり、走行可能な距離が減少してしまう。
【００５１】
そこで、本実施の形態で開示される充電システムは、電池の使用開始からの電池セル温度とその温度が継続した時間との積を累積し、電池劣化の指標である積算値Ｓとして制御装置内部のメモリに格納する。なお時間との積をとる電池セル温度は、温度そのものの値でなくても、幅を持たせてランク分けしたような数値でも良い。
【００５２】
そうすることにより、走行距離や走行時間といった間接的な値ではなく、電池セル温度を使用することで、電池の劣化度合いの判断をより正確に行なうことができる。
【００５３】
さらに、本実施の形態で開示される充電システムは、走行距離（または走行時間）に応じて、電池劣化の促進（内部抵抗の増大）が抑えられる電流値をマップに格納し、これに基づいて最適な電流値を決定する。
【００５４】
この電流値は、充電による電池の劣化を防止しつつ、充電時の熱損失も最小に抑えるような条件を満たす電流値である。この電流値は、充電時点でのバッテリの劣化度合いにより変化するため、走行距離（または走行時間）を指標としてマップとして格納しておく。
【００５５】
また、本実施の形態で開示される車両の充電システムは、上記の電流値と必要電力量、充電終了時刻より、充電開始時刻を計算し、その時刻に充電を開始する。これにより、ユーザの希望時刻に満充電になるので、予定時刻にただちに車両を使用することができる。そして、充電システムはさらに、ユーザの希望する充電終了時刻までの時間が充電必要時間より短い場合、満充電にしたいか否かをユーザに問い合わせる。そして満充電にするためには時間が不足する場合には、電池寿命を優先させて満充電の手前で充電完了とするか、電池寿命を短くする恐れがある旨注意を発したうえで、電流を増加させ満充電まで充電するかをユーザに選択させる。
【００５６】
以下、具体的な制御の詳細について説明する。
図５は、制御装置３０で実行される充電に関する制御を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
図１、図５を参照して、まずステップＳ１において、制御装置３０は、運転者等の作業者からの入力に基づいて、車両の始動時刻を充電終了時刻として予約する設定を行なう。
【００５８】
続いて、ステップＳ２において、制御装置３０は、車両のバッテリＭＢの現在の充電状態（以下ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）と充電完了目標のＳＯＣとに基づいて、充電必要電力量を計算する。
【００５９】
さらに、ステップＳ３において、制御装置３０は、バッテリ使用開始からの電池温度とその温度に達している時間を積算しておいた内部データに基づいて、バッテリの劣化度（充電可能容量）を判定する。
【００６０】
図６は、ステップＳ３で使用される内部データについて説明するための図である。
図６を参照して、縦軸にはバッテリ温度Ｔが示され、横軸には、バッテリの使用開始からの合計時間が示されている。バッテリの使用開始からの合計時間とは、新品のバッテリが車両に搭載されてからの合計時間である。
【００６１】
温度Ｔ０は、バッテリの標準的な使用温度であり、温度Ｔ０で充放電を行なうとバッテリの劣化が小さい。温度Ｔ０よりも高い温度でバッテリの充放電を行なうとバッテリの劣化が進む傾向が大きくなる。そこで、温度Ｔ０と現在のバッテリ温度Ｔとの差（Ｔ−Ｔ０）に単位時間Δｔをかけたものを積算して、積算値Ｓ＝Σ（Ｔ−Ｔ０）×Δｔを求めておく。
【００６２】
この積算値はバッテリから充放電を行なった時間だけを考慮するものでもよいし、駐車時などのすべての時間を考慮するものでもよい。
【００６３】
図７は、積算値Ｓとバッテリの充電可能容量の変化の関係を説明するための図である。
図７を参照して、縦軸にはバッテリの劣化度合いによって変動する充電可能容量が示され、横軸には図６で説明した積算値Ｓが示されている。
【００６４】
積算値Ｓ＝Ｓ１の場合は充電可能容量はＤ１である。そして積算値ＳがＳ２まで増加するとバッテリの劣化が進み充電可能容量はＤ１からＤ２に減少する。
【００６５】
再び図５を参照して、ステップＳ３においてバッテリの劣化度合い（充電可能容量）に応じて電池劣化の促進が抑えられる最大電流を判断する。
【００６６】
なお、ステップＳ３，Ｓ４の処理は、あらかじめ積算値Ｓと最大電流との関係を規定したマップを用意しておき、このマップに基づいて定めるようにしてもよい。
【００６７】
図８は、積算値Ｓと充電時の発熱量Ｑと充電時の最大電流との関係を説明するための図である。
【００６８】
図８に示すように積算値Ｓ＝Ｓ１の場合には充電電流Ｉと発熱量Ｑとの間には破線で示すような関係がある。そして、バッテリの劣化に影響を与える発熱量のしきい値Ｑｔとこの破線のラインの交点における充電電流Ｉ１を、充電電流の最大電流（上限電流）とする。この最大電流Ｉ１は電池寿命を見込んだ最大電流である。
【００６９】
そして時間が経過して積算値Ｓ＝Ｓ２に増加した場合、バッテリの内部抵抗が増加し、充電電流と発熱量Ｑとの関係は、実線で示すように左にシフトする。すると最大電流はＩ２となる。このように最大電流は電池劣化度により変化するので、この積算値Ｓと最大電流Ｉとの関係をマップとして格納しておく。
【００７０】
図９は、積算値Ｓと最大電流Ｉとの関係を示したマップの一例である。
図９を参照して、縦軸には充電時の最大電流（上限電流）Ｉが示され、横軸には積算値Ｓが示される。バッテリが新しいうちは内部抵抗が低いので充電時に同じ電流を流しても発熱は少ない。このため、バッテリ充電時に許容できる上限電流は大きくすることができる。
【００７１】
しかし積算値Ｓが増加するにつれて、バッテリの内部抵抗が増加し、発熱量も増える傾向があるので、最大電流（上限電流）Ｉを低くして充電時のバッテリの温度上昇を防ぐようにする。なお内部抵抗の増加は積算値Ｓがある程度増大するとあまり変化しなくなるので、最大電流（上限電流）Ｉもあまり変化させなくてもよくなる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、バッテリの劣化度合いを表わす評価値の一例として積算値Ｓを示したが、バッテリの劣化度合いを表わす評価値として他の値を用いてもよい。たとえば、積算値Ｓに代えて車両の走行距離の積算値と最大電流Ｉとの関係をマップとしておき、このマップに基づいて充電電流の最大電流（上限電流）Ｉを決定するようにしても良い。
【００７３】
再び、図１、図５を参照して、ステップＳ４において充電電流の最大電流（上限電流）が決定されると、ステップＳ５に処理が進む。ステップＳ５では、制御装置３０は、最大電流Ｉで充電した場合の充電必要時間の計算を行なう。
【００７４】
続いて、ステップＳ６において、制御装置３０は、現在時刻からステップＳ１で入力された充電終了時刻までの時間がステップＳ５で計算した充電必要時間より大きいか否かを判断する。ステップＳ６で現在時刻から充電終了時刻までの時間が充電必要時間より大きいと判断された場合には、ステップＳ７に処理が進み、そうでない場合にはステップＳ９に処理が進む。
【００７５】
ステップＳ７では充電開始時刻が設定される。そして、ステップＳ８において充電開始時刻まで待機し、現在時刻が充電開始時刻となった時に充電が開始される。
【００７６】
一方、現在時刻から充電終了時刻までの時間が充電必要時間に不足している場合、ステップＳ９では、制御装置３０がユーザにバッテリを満充電にしたいか否かを問い合わせを行なう。ただし、満充電にするためには最大電流を超えてバッテリに充電を行なう必要があるため、バッテリ寿命を標準的な使用をした場合よりも短くする恐れがある。したがって、バッテリの寿命が標準よりも短くなるというようなことがユーザに分かる表示を問い合わせ時に行なっておくことが望ましい。
【００７７】
ステップＳ９において、ユーザが満充電にすることを希望した場合にはステップＳ１０に処理が進む。ステップＳ１０では制御装置３０は、充電必要時間で満充電にする充電を終えるための電流を計算する。ただし、この場合の電流であっても過剰な発熱などが発生しないような安全を前提とした電流値を上限としておく。そしてステップＳ１１では、制御装置３０は、ステップＳ１０で計算した電流値で充電を開始させる。
【００７８】
一方、ステップＳ９においてユーザがバッテリ寿命を標準よりも短縮してまでも満充電にすることを希望しなかった場合には、ステップＳ１２において直ちに最大電流で充電が開始される。この最大電流は、ステップＳ４で決定されていた最大電流である。
【００７９】
ステップＳ８，Ｓ１１，Ｓ１２のいずれかにおいて充電が開始されたのちには、ステップＳ１３において充電終了時刻が到来したが否かが判断される。ステップＳ１３においてまだ充電終了時刻が到来していない場合には充電が継続される。ステップＳ１３において充電終了時刻が到来した場合にはステップＳ１４に処理が進み充電が終了する。
【００８０】
最後に、本実施の形態について再び図１等を参照して総括する。本実施の形態に開示される充電システムは、商用電源８から車載のバッテリＭＢを充電できるように構成された車両の充電システムであって、バッテリＭＢを充電する充電器４２と、ユーザにより設定された充電終了時刻に基づいて充電器４２を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、バッテリＭＢの温度履歴または車両の走行履歴に基づいてバッテリＭＢの劣化度を示す評価値（積算値Ｓ）を算出し、充電終了時刻および評価値に基づいてバッテリＭＢへの充電電流ＩＣを設定するように充電器４２を制御する。
【００８１】
好ましくは、評価値は、バッテリＭＢの温度に関する値（Ｔ−Ｔ０）と単位時間Δｔとの積を積算して求められる値Σ（Ｔ−Ｔ０）×Δｔである。
【００８２】
好ましくは、図５で説明したように、制御装置３０は、評価値に基づいて定められる充電電流ＩＣによってバッテリＭＢへ充電するのに必要な充電必要時間と現在の時刻から充電終了時刻までの充電可能時間とを比較して、充電必要時間の方が充電可能時間よりも長い場合には（ステップＳ６でＮＯ）、ユーザに対してバッテリＭＢの充電状態を高くすることを優先するかバッテリＭＢの寿命を維持することを優先するかの問合せを行ない（ステップＳ９）、問合せに対する回答に基づいてバッテリＭＢを充電する電流を決定する（ステップＳ１０〜Ｓ１１）。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態では、充電システムは、電池の使用期間の長さに基づいて、充電する電流値を増減させる。したがって、充電可能な時間に余裕があるにもかかわらず一定の電流で充電するような場合よりも、発熱量を抑制するように電流を減じることも可能であり、バッテリ寿命を延ばせる可能性が高まる。すなわち、長期間使用により劣化し内部抵抗が増大したバッテリを一定電流で充電しバッテリ温度が上昇し電池の劣化がさらに促進されてしまうといった事態を避けることができる。
【００８４】
また、ユーザにバッテリの寿命の維持を優先するか、走行距離を優先するか問合せをすることで、ユーザの意図に沿った充電を行なうことができる。
【００８５】
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。
【符号の説明】
【００８６】
１  車両、２  車輪、３  動力分割機構、４  エンジン、６  ＤＣ／ＤＣコンバータ、７  補機、８  商用電源、１０，１３，２１  電圧センサ、１２  電圧コンバータ、１４，２２  インバータ、２４，２５  電流センサ、３０  制御装置、４０  エアコン、４２  充電器、４４  コネクタ、４６，ＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ  リレー、１００  コンピュータ、１８０  ＣＰＵ、１８１  Ａ／Ｄ変換器、１８２  ＲＯＭ、１８３  ＲＡＭ、１８４  インターフェース部、１８６  バス、Ｃ１，ＣＨ  平滑用コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＬＵ，ＬＶ，ＬＷ  ライン、ＭＢ  バッテリ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ１Ａ，ＰＬ２  正極母線、Ｑ１〜Ｑ８  ＩＧＢＴ素子、ＳＬ１，ＳＬ２  負極母線、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ  システムメインリレー。
【図１】
2011259671.tif 000003
【図２】
2011259671.tif 000004
【図３】
2011259671.tif 000005
【図４】
2011259671.tif 000006
【図５】
2011259671.tif 000007
【図６】
2011259671.tif 000008
【図７】
2011259671.tif 000009
【図８】
2011259671.tif 000010
【図９】
2011259671.tif 000011