(57)【要約】【課題】タイマー充電のスケジュールに与える影響を抑えつつ、車載の電気負荷の駆動が可能な車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両１００は、車両の外部から電力を受ける充電インレット５４と、バッテリ１０と、電気負荷装置と、設定された充電開始時刻に充電インレット５４を介して車両の外部から供給された電力を用いてバッテリ１０への充電を開始するタイマー充電の制御を行なう充電ＥＣＵ４７とを備える。充電ＥＣＵ４７は、設定された作動開始時刻になると電気負荷装置を動作させるタイマー駆動の制御をさらに実行する。充電ＥＣＵ４７は、上記タイマー駆動またはリモートコントローラにおける駆動操作によって、充電開始時刻の前に電気負荷装置が作動開始された場合には、バッテリ１０の充電状態が、作動開始時から充電開始時刻に至るまでの間維持されるように、受電部からの受電の制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の外部から電力を受ける受電部と、
蓄電装置と、
電気負荷装置と、
設定された充電開始時刻に前記受電部を介して車両の外部から供給された電力を用いて前記蓄電装置への充電を開始するタイマー充電の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、設定された時刻になった場合またはリモートコントローラからの駆動指示があった場合に、前記電気負荷装置を動作させる制御をさらに実行し、
前記制御装置は、前記充電開始時刻の前に前記電気負荷装置が作動開始した場合には、前記電気負荷装置の作動開始時刻における前記蓄電装置の充電状態が、前記作動開始時刻から前記充電開始時刻に至るまでの間維持されるように、前記受電部からの受電の制御を実行する、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両に関し、特に、車両外部から電力を受けて充電することが可能に構成された蓄電装置を搭載する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１４−０６９５９３号公報（特許文献１）には、予め設定されたタイムスケジュールに従って走行用バッテリの車外電源による充電を自動で行なう走行用バッテリ充電タイマー稼動制御手段と、予め設定されたタイムスケジュールに従って空調装置の稼動を自動で行なう空調タイマー稼動制御手段とを有する車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０６９５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空調タイマー稼働など、タイマー充電開始前に車載の電気負荷の駆動によってバッテリの充電状態（以下、ＳＯＣ（State  Of  Charge）という）が変動すると、予定されたタイマー充電の充電完了予定時刻より遅く充電が完了する場合がある。
【０００５】
図９は、タイマー充電と空調タイマー稼動が実行された場合の検討例におけるＳＯＣの変化を説明するための波形図である。図９を参照して、時刻ｔ１において車両が停車し、充電ケーブルが接続される。ＳＯＣが出発時刻の直前に設定された目標充電完了時刻ｔ５において、バッテリがちょうど満充電となるように時刻ｔ４が充電開始時刻として予め決定されている。
【０００６】
タイマー空調が稼動しなければ、破線で示すように、時刻ｔ１〜ｔ４においてバッテリのＳＯＣは変化せず、時刻ｔ４で充電が開始されると時刻ｔ５において満充電となり出発の準備が完了する。
【０００７】
しかし、時刻ｔ２〜ｔ３にタイマー空調が稼動するように設定されていると、時刻ｔ２〜ｔ３においてバッテリのＳＯＣが低下するので、設定された時刻ｔ４で充電開始しても充電完了が時刻ｔ５Ａまで遅くなる。
【０００８】
また、タイマー空調稼動中に車外電源から受電するようにすることも考えられるが、供給される電力量によってはバッテリのＳＯＣが高くなり、充電完了予定時刻よりも早く充電が完了する可能性がある。予定時刻よりも充電完了が遅くなると、使用者に不便をかけることになり、予定時刻よりもあまりに早い時間に満充電となると、バッテリの種類によっては（特にＳＯＣが高い状態で長時間保存ことが好ましくないリチウムイオン電池などでは）劣化を進行させる可能性がある。なお、時刻ｔ２〜ｔ３においてリモートコントローラによって車外から車両の空調装置を稼働させた場合も同様な問題を生ずる。
【０００９】
この発明は、上記の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、タイマー充電のスケジュールに与える影響を抑えつつ、車載の電気負荷の駆動が可能な車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、車両であって、車両の外部から電力を受ける受電部と、蓄電装置と、電気負荷装置と、設定された充電開始時刻に、受電部を介して車両の外部から供給された電力を用いて蓄電装置への充電を開始するタイマー充電の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、設定された時刻になった場合またはリモートコントローラからの駆動指示があった場合に、電気負荷装置を動作させる制御をさらに実行する。制御装置は、充電開始時刻の前に電気負荷装置が作動開始した場合には、電気負荷装置の作動開始時刻における蓄電装置の充電状態が、作動開始時刻から充電開始時刻に至るまでの間維持されるように、受電部からの受電の制御を実行する。
【００１１】
上記のように制御することによって、タイマー充電の開始時の蓄電装置の充電状態は、車載の電気負荷が稼動しても、当初予定していた充電状態のまま維持されている。したがって、タイマー充電の開始時刻を変更する必要がなく、タイマー充電を予定通りに行なっても、電気負荷の稼動の影響によって充電完了時間が大きく遅れたり早まったりすることがない。
【００１２】
制御装置は、電気負荷装置の駆動の時間とタイマー充電の時間が重なる場合には、重なり時間に応じて充電開始時刻を早めるように修正する。このように制御することによって、タイマー終了時刻がさらに精度良く守れるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空調装置や他の車載電気負荷を稼動させても、タイマー充電に与える影響を抑えることができるので、使用者の利便性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態において実行される充電制御を説明するための波形図である。
【図３】空調装置の動作中にタイマー充電が開始される場合の例を説明するための波形図である。
【図４】本実施の形態において実行される空調装置およびタイマー充電の制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】充電終了時刻の精度を向上させる制御を説明するための波形図である。
【図６】充電終了時刻の精度を向上させる制御を説明するためのフローチャートである。
【図７】マイルームモードでの充電例を示した波形図である。
【図８】マイルームモードでの充電開始時刻を補正する例を示した波形図である。
【図９】タイマー充電と空調タイマー稼動が実行された場合の検討例におけるＳＯＣの変化を説明するための波形図である。
【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、本発明の実施の形態の車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。なお、以下では「ハイブリッド車両」を単に「車両」と呼ぶこともある。本発明は、ハイブリッド車両に限らず、外部から充電が可能である電気自動車のような電動車両にも適用が可能である。
【００１７】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、電池パック２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１２と、充電器４２と、充電インレット５４と、補機バッテリ８４と、エアコン８０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６と、ＨＶ−ＥＣＵ４６と、ＳＯＣインジケータ４８と、充電インジケータ５０とを含む。
【００１８】
電池パック２は、蓄電装置１０と、システムメインリレー（System  Main  Relay）１１と、電流センサ１６と、充電リレーＣＨＲと、電池ＥＣＵ１４とを含む。蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池および鉛蓄電池等の二次電池や、大容量のキャパシタ等を含むものである。電池ＥＣＵ１４は、充電リレーＣＨＲの開閉を制御するとともに、電流センサ１６の出力から蓄電装置のＳＯＣを算出する。
【００１９】
ＰＣＵ１２は、車両を駆動する図示しないモータを駆動するためのインバータなどを含んで構成される。
【００２０】
エアコン８０は、乗員が乗車前に予め車室内の空調を実施する駆動が可能である。たとえば、ＨＶ−ＥＣＵ４６に設定された時間スケジュールや、リモートコントロール操作などによって、乗員が車室内にいなくてもエアコン８０は稼動できる。
【００２１】
充電インレット５４は、充電ケーブル５５のコネクタ５６に接続可能に構成されている。充電ケーブル５５は、車外電源に接続されるプラグ２１０と、リレー３３２および制御回路３３４を含むＣＣＩＤ３３０とコネクタ５６とによって構成される。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は、システムメインリレー１１とＰＣＵ１２との間に配設される正極線と負極線との間に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は、図示しない補機（ヘッドライト、オーディオ機器等）および補機バッテリ８４に電力を供給している。
【００２３】
充電器４２は、充電インレット５４に入力端が接続される。充電器４２の出力端は、充電リレーＣＨＲを介在させて、蓄電装置１０に接続される。
【００２４】
充電インレット５４に充電用のコネクタ５６が接続された場合には、動作モードが充電モードに設定される。動作モードが充電モードに設定された場合には、充電器４２は、プラグ２１０、ＣＣＩＤボックス３３０およびコネクタ５６を介して車外電源から供給される電力を受ける。そして、充電器４２は、ＨＶ−ＥＣＵ４６から充電指令を含む制御信号を受ける。充電器４２は、充電に適する電圧を蓄電装置１０に出力する。
【００２５】
具体的には充電器４２は、入力部センサ８２と、ＰＦＣ６２と、絶縁部７０と、放電部７２と、出力部センサ７９と、サブＤＣ／ＤＣ変換部７６と、充電ＥＣＵ４７とを含む。
【００２６】
動作モードが充電モードに設定された場合には、ＰＦＣ（Power  Factor  Correction）６２は、車外電源からの交流電力を変換し、力率が改善された高周波の交流に変換する。絶縁部７０は、絶縁トランスなどによって構成され、交流電圧を昇圧する。放電部７２は、絶縁部７０の出力を整流する整流回路として動作する。放電部７２から出力される直流電圧は、蓄電装置１０の充電に適する電圧に制御されている。出力部センサ７９は、放電部７２の出力電圧ＶＨを計測する。
【００２７】
図１に示すように、たとえば、充電ケーブル５５のコネクタ５６がハイブリッド車両１００の充電インレット５４に接続されると、充電ＥＣＵ４７は充電ケーブル５５のＣＣＩＤボックス３３０の制御回路３３４とコントロールパイロット信号ＣＰＬＴを通信する。接続が検出されると、充電ＥＣＵ４７はＣＣＩＤボックス３３０に対してＣＣＩＤボックス内部のリレー３３２を閉じて電力を供給するようにコントロールパイロット信号ＣＰＬＴを用いて要求する。
【００２８】
なお、「エスエーイー  エレクトリック  ビークル  コンダクティブ  チャージ  カプラ（ＳＡＥ  Electric  Vehicle  Conductive  Charge  Coupler）」においては、プラグイン車両の規格の一例として、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴに関する規格が定められている。コントロールパイロット信号ＣＰＬＴは、コントロールパイロット線に発振器から方形波信号を送ることによって、充電ケーブルと車両との間で、電力の供給ができる状態であることの通知や充電開始の指示を行なう機能を有する。
【００２９】
図２は、本実施の形態において実行される充電制御を説明するための波形図である。図１、図２を参照して、時刻ｔ１において車両が充電設備のある場所に停車し、充電ケーブル５５のコネクタ５６が充電インレット５４に接続される。このとき、タイマー充電が設定されると、時刻ｔ４が充電開始時刻として予め決定される。時刻ｔ４は、蓄電装置１０のＳＯＣが出発時刻の直前に設定された目標充電完了時刻ｔ５において、バッテリがちょうど満充電となるように定められる。この時刻ｔ４は、時刻ｔ１におけるバッテリのＳＯＣに基づいて算出された充電時間だけ時刻ｔ５から早い時刻に設定される。
【００３０】
このときに、時刻ｔ２〜ｔ３に空調装置が稼動するように設定されていると、時刻ｔ２〜ｔ３においてバッテリのＳＯＣが低下せずに現在の値を維持するように、車外電源から蓄電装置１０への充電が実行される。
【００３１】
具体的には、充電ＥＣＵ４７は、空調装置が稼動する時刻ｔ２〜ｔ３の間は、リレー３３２および充電リレーＣＨＲを閉じるように制御を行ない、空調開始時の蓄電装置のＳＯＣを記憶して、その記憶したＳＯＣと蓄電装置のＳＯＣとの差が所定の比率（たとえば±２％）以内に収まるように充電開始と充電中止とを小刻みに繰り返す。
【００３２】
すると、設定された時刻ｔ４で充電開始すれば、図２で示したように充電が時刻ｔ５で完了するので、図９に示したように充電完了が時刻ｔ５Ａまで遅くなることを避けることができる。
【００３３】
また、このように空調装置稼働中は、蓄電装置のＳＯＣが維持されるように制御することによって、空調装置の制御を充電制御と独立して考えることが可能となり、動作がわかりやすくなる。
【００３４】
図３は、空調装置の動作中にタイマー充電が開始される場合の例を説明するための波形図である。
【００３５】
図３を参照して、時刻ｔ１１〜ｔ１２の間は、空調装置で必要な電力量だけ充電が実行される。そして、時刻ｔ１２〜ｔ１３の間は、蓄電装置１０への充電実行されるが、このときは車外電源から供給可能な電力から空調装置で消費される電力分を除いた電力が、蓄電装置１０に充電される（成り行き充電）。そして時刻ｔ１３〜ｔ１４は、空調が停止され、蓄電装置１０の充電のみに車外電源からの電力が使用される。
【００３６】
この場合は、車外電源から供給可能な電力が十分大きければ特に問題は生じない。車外電源から供給可能な電力が限られている場合には、空調と充電とが重なっている時刻ｔ１２〜１３の間に蓄電装置に充電される電力が少なくなるが、充電完了時刻のずれは小さいため誤差範囲に収まる場合も多いので、十分に実用的である。
【００３７】
図４は、本実施の形態において実行される空調装置およびタイマー充電の制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの制御は、充電ＥＣＵ４７で実行されるものとして説明するが、ＨＶ−ＥＣＵ４６や他のＥＣＵと分担して制御が実行されるようにしても良い。
【００３８】
図１、図４を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、充電ＥＣＵ４７は、タイマー充電の設定が有るか否かを判断する。ステップＳ１においてタイマー充電の設定が無い場合には（Ｓ１でＮＯ）、ステップＳ１２に処理が進められ、このフローチャートの制御から抜ける。ステップＳ１において、タイマー充電の設定があった場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に処理が進められる。
【００３９】
ステップＳ２では、充電ＥＣＵ４７は、現在空調装置が動作中であるか否かを判断する。ステップＳ２において、空調装置が動作中でないと判断された場合には（Ｓ２でＮＯ）、ステップＳ８に処理が進められ、このフローチャートの制御から抜ける。一方、ステップＳ２において、空調装置が動作中であると判断された場合には（Ｓ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に処理が進められる。
【００４０】
ステップＳ３では、充電ＥＣＵ４７は、現在の時刻がタイマー充電時間中であるか否かを判断する。ステップＳ３において、現在の時刻がタイマー充電時間中でないと判断された場合には（Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ５に処理が進められ、通常の蓄電装置１０への充電が実行される。一方、ステップＳ３において、現在の時刻がタイマー充電時間中であると判断された場合には（Ｓ３でＮＯ）、ステップＳ４に処理が進められる。
【００４１】
ステップＳ４では、蓄電装置１０のＳＯＣが、空調装置の運転開始時において記憶された基準値ＳＯＣＴから所定範囲内に維持されるように車外電源から蓄電装置１０への充電が実行される。基準値ＳＯＣＴから所定範囲内は、ＳＯＣＴ−α＜ＳＯＣ＜ＳＯＣＴ＋αであり、たとえばαは２％とすることができる。
【００４２】
ステップＳ４またはステップＳ５の処理に続き、ステップＳ６において、充電ＥＣＵ４７は、現在の時刻がタイマー充電終了時刻となったか否かを判断する。ステップＳ６において、現在の時刻がタイマー充電終了時刻に至っていなければ（Ｓ６でＮＯ）、ステップＳ８に処理が進められ、このフローチャートの制御から抜ける。一方、ステップＳ６において、現在の時刻がタイマー充電終了時刻に至った場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、ステップＳ７において空調が停止された後に、ステップＳ８に処理が進められ、このフローチャートの制御から抜ける。
【００４３】
なお、図４のフローチャートではタイマー空調を例に挙げて説明したが、リモートコントロールで空調を作動させる場合にも、本発明を適用することができる。
【００４４】
さらに、充電終了時刻の精度を高めるために、以下に説明する制御を追加で行なっても良い。図５は、充電終了時刻の精度を向上させる制御を説明するための波形図である。図６は、充電終了時刻の精度を向上させる制御を説明するためのフローチャートである。
【００４５】
図５、図６を参照して、当初の予定のタイマー充電時間ｔ１２〜ｔ１４と空調時間ｔ１１〜ｔ１３に重なりがある場合には、重なりの生じた時間では充電電力が通常よりも少なくなる可能性がある。この場合、ステップＳ３１において重なりの有無を判断し、重なりがある場合、ステップＳ３２において、空調に使用する電力と車外電源から供給可能な電力とにもとづいて、必要に応じてタイマー充電開始時刻ｔ１２をｔ１２Ａに変更する処理を行なう。
【００４６】
すると、出発時刻に対してタイマー充電が完了する時刻が遅くなってしまうなどの不具合を確実に避けることができる。
【００４７】
［変形例］
以上、車載の電気負荷として、空調装置を例に挙げて説明したが、空調装置以外の電気負荷を駆動する場合にも本願発明を適用することができる。
【００４８】
プラグイン充電が可能な車両では、車外電源から電力を供給可能な状態としておいて、車載の電気負荷（オーディオ装置、空調装置、車内コンセント等）を使用するマイルームモードを使用することができる車両が存在する。この場合にも同様な考えでタイマー充電の開始時間に至る前では、現在のＳＯＣを維持するように制御すればよい。
【００４９】
図７は、マイルームモードでの充電例を示した波形図である。図８は、マイルームモードでの充電開始時刻を補正する例を示した波形図である。
【００５０】
図７を参照して、時刻ｔ２１〜ｔ２２の間は、マイルームモードで使用された電力量だけ充電が実行される。そして、時刻ｔ２２〜ｔ２３の間は、蓄電装置１０への充電実行されるが、このときは車外電源から供給可能な電力からマイルームモードで消費される電力分を除いた電力が、蓄電装置１０に充電される（成り行き充電）。そして時刻ｔ２３〜ｔ２４では、マイルームモードが終了されており、蓄電装置１０の充電のみに車外電源からの電力が使用される。
【００５１】
この場合は、車外電源から供給可能な電力が十分大きければ特に問題は生じない。車外電源から供給可能な電力が限られている場合には、時刻ｔ２２〜２３の間に蓄電装置に充電される電力が多少少なくなるが、充電完了時刻のずれは短く誤差範囲に収まる場合も多いので、十分に実用的である。
【００５２】
図８を参照して、当初の予定のタイマー充電時間ｔ２２〜ｔ２４とマイルームモードで使用される時間ｔ２１〜ｔ２３に重なりが予想される場合には、重なりの生じた時間では充電電力が通常よりも少なくなる可能性がある。この場合、時刻ｔ２２よりも所定時間だけ前でマイルームモード中であるか否かを判断する。
【００５３】
マイルームモードをユーザがいつ終了させるかは、わからないが、たとえば、マイルームモードに設定された場合、マイルームモードを終了させることを忘れることもあるので、一旦マイルームモードに設定されたら、２時間後にはマイルームモードを終了するのが標準処理としておくことができる。
【００５４】
時刻ｔ２２よりも所定時間だけ前でマイルームモードであった場合、マイルームモードで使用されている電力と車外電源から供給可能な電力とに基づいて、必要に応じてタイマー充電開始時刻ｔ２２をｔ２２Ａに変更する処理を行なう。
【００５５】
すると、出発時刻に対してタイマー充電が完了する時刻が遅くなってしまうなどの不具合を確実に避けることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、充電ケーブルで車両と車外電源とが接続される例を示したが、非接触で受電が行なわれる車両にも本願発明は適用することができる。
【００５７】
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】
【００５８】
２  電池パック、１０  蓄電装置、１１  システムメインリレー、１４  電池ＥＣＵ、１６  電流センサ、４２  充電器、４６  ＨＶ−ＥＣＵ、４７  充電ＥＣＵ、４８  インジケータ、５０  充電インジケータ、５４  充電インレット、５５  充電ケーブル、５６  コネクタ、７０  絶縁部、７２  放電部、７６  サブＤＣ／ＤＣ変換部、７９  出力部センサ、８０  エアコン、８２  入力部センサ、８４  補機バッテリ、８６  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１００  ハイブリッド車両、２１０  プラグ、３３０  ＣＣＩＤボックス、３３２  リレー、３３４  制御回路、ＣＨＲ  充電リレー。
【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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