(57)【要約】【課題】タイマー充電による外部充電時において、充電所要時間を正確に推定する。【解決手段】外部電源２００の電力によるバッテリ１０の外部充電時において、補機負荷８０，９０の作動パターンを層別して、バッテリ１０の充電電力の実績値が学習される。タイマー充電のスケジュール作成時において、充電所要時間は、外部充電中において時刻ベースで制御される補機負荷８０，９０の作動スケジュールに従った各作動パターンの実行時間と、各作動パターンでの充電電力学習値と、外部充電前のＳＯＣから求められる満充電状態までの総充電電力量とに基づいて推定される。推定された充電所要時間に従って、タイマー充電による充電終了時刻から遡って外部充電の開始時刻が設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
電力消費を伴って作動する補機負荷と、
車両外部の電源から供給された電力によって前記蓄電装置を充電するように構成された充電器と、
前記充電器を用いた前記蓄電装置の外部充電の時刻スケジュールを制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
外部充電中において時刻ベースで前記補機負荷を作動するための作動スケジュールを充電開始前に作成するように構成された補機負荷制御部と、
前記外部充電中において、前記補機負荷の作動パターンを層別して前記蓄電装置の充電電力を学習するように構成された充電電力学習部と、
前記充電電力学習部による各前記作動パターンでの充電電力学習値と、前記補機負荷制御部による前記作動スケジュールに従った各前記作動パターンの実行時間と、充電開始前における前記蓄電装置のＳＯＣから求められる総充電電力量とに基づいて、前記外部充電の所要時間を推定するとともに、推定した所要時間に従って前記外部充電の開始時刻を設定するように構成された充電スケジュール作成部とを含む、車両。
【請求項２】
前記補機負荷は、作動時に前記蓄電装置を昇温するように構成された加熱装置を含み、
前記補機負荷制御部は、前記外部充電中に前記加熱装置を作動させるように前記作動スケジュールを作成し、
前記作動パターンは、前記加熱装置の停止および作動に応じて別個である、請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記補機負荷は、
車室内の温度を調整するように構成された空調装置と、
作動時に前記蓄電装置を昇温するように構成された加熱装置とを含み、
前記補機負荷制御部は、前記外部充電中に前記空調装置および前記加熱装置を作動させるように前記作動スケジュールを作成し、
前記作動パターンは、前記加熱装置の作動有無および前記空調装置の作動有無に応じて別個である、請求項１記載の車両。
【請求項４】
前記充電器からの電力を前記補機負荷の駆動電力に変換するように構成された第１の電力変換器と、
前記蓄電装置からの電力を前記補機負荷の駆動電力に変換するように構成された、前記第１の電力変換器よりも電力容量が大きい第２の電力変換器とをさらに備え、
前記制御装置は、前記外部充電中において、前記補機負荷の作動状況に応じて前記第１および第２の電力変換器の少なくとも一方を作動させ、
前記作動パターンは、前記第１の電力変換器の作動時および前記第２の電力変換器の作動時で別個である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の記載の車両。
【請求項５】
前記充電電力学習部は、各前記作動パターンでの前記充電電力学習値を、前記車両外部の電源の条件毎に別個に学習する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
前記充電電力学習部は、各前記作動パターンでの前記充電電力学習値を、前記外部充電時の気候条件毎に別個に学習する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記充電電力学習部は、前記補機負荷のうちの予め定められた特定の負荷の作動時に、前記充電電力の学習を停止する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両に関し、より特定的には、車両外部からの電力によって車載蓄電装置を充電する構成を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）によって、電気自動車やハイブリッド自動車等の車載蓄電装置を充電する技術が公知である。なお、以下では、外部電源による車載蓄電装置の充電を、単に「外部充電」とも称する。
【０００３】
外部充電の一態様として、予め設定された充電終了予定時刻に車載蓄電装置が満充電状態となるように外部充電の時刻スケジュールを制御する、いわゆるタイマー充電が、国際公開第２０１２／１７６２７５号（特許文献１）および特開２０１４−１７１３４５号公報（特許文献２）等に記載されている。
【０００４】
特許文献１のタイマー充電では、蓄電装置の充電時間の推定に影響を与える要因に関連するパラメータの学習制御を行い、当該学習制御による学習値を用いて推定された充電時間に基づいて充電開始時刻を設定することが記載されている。
【０００５】
特許文献２のタイマー充電では、充電スタンドが設置された施設の負荷装置の電力需要の予測値を反映して当該施設における充電スタンドへの供給可能電力が演算される。さらに、当該供給可能電力および蓄電装置の残量に基づいて外部充電の完了時刻を演算することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１７６２７５号
【特許文献２】特開２０１４−１７１３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車両では、蓄電装置の加温のためのヒータの作動や、ユーザによる空調装置のタイマー作動（以下では、タイマー空調とも称する）によって、外部充電中における補機の消費電力が比較的大きくなる状況が発生し得る。この場合には、補機の消費電力分だけ蓄電装置の充電電力が減少するため、充電に要する時間が長くなる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１には、学習制御の対象となるパラメータとして、蓄電装置の充電容量の低下を反映したパラメータＣＡＰ、充電効率の変化を反映したパラメータＥＦＣ、充電時間の推定誤差を反映したパラメータＣＨＧＴ、および、蓄電装置の温度推定のためのパラメータＰＴＢ等が例示されているが、補機の作動に応じて充電所要時間が変化することは何ら想定されていない。したがって、特許文献１によるタイマー充電では、補機の作動状況に応じた充電電力の変化はパラメータの学習値に吸収される。このため、補機の作動状況が変化すると、同一の学習値を用いた充電時間の推定に誤差が生じる虞がある。
【０００９】
同様に、特許文献２においては、充電スタンドから車両への供給可能電力の変動を推定する一方で、車両への供給可能電力に対して蓄電装置の充電電力が変化することは想定されていない。
【００１０】
したがって、特許文献１および２に記載のタイマー充電によれば、補機の作動状況に応じて蓄電装置の充電所要時間の推定誤差が生じる虞がある。これにより、実際の充電所要時間が推定よりも長いと、充電終了予定時刻が到来しても蓄電装置の充電が未完となるため、ユーザの利便性が低下することが懸念される。あるいは、実際の充電所要時間が推定よりも短過ぎると、蓄電装置が長時間満充電状態で放置されることにより劣化することが懸念される。
【００１１】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、タイマー充電による車両外部充電時において、充電所要時間を正確に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明ある局面では、車両は、蓄電装置と、電力消費を伴って作動する補機負荷と、充電器と、制御装置とを備える。充電器は、車両外部の電源から供給された電力によって蓄電装置を充電するように構成される。制御装置は、充電器を用いた蓄電装置の外部充電の時刻スケジュールを制御するように構成される。制御装置は、補機制御部と、充電電力学習部と、充電スケジュール作成部とを含む。補機制御部は、外部充電中において時刻ベースで補機負荷を作動するための作動スケジュールを充電開始前に作成するように構成される。充電電力学習部は、外部充電中において、補機負荷の作動パターンを層別して蓄電装置の充電電力を学習するように構成される。充電スケジュール作成部は、充電電力学習部による各作動パターンでの充電電力学習値と、補機制御部による作動スケジュールに従った各作動パターンの実行時間と、充電開始前における蓄電装置のＳＯＣから求められる総充電電力量とに基づいて、外部充電の所要時間を推定するとともに、推定した所要時間に従って外部充電の開始時刻を設定するように構成される。
【００１３】
上記車両によれば、外部充電中における充電電力の実績値の学習を補機負荷の作動パターン毎に層別して実行することができるので、補機負荷の作動状況に応じて蓄電装置の充電電力が変化しても、充電電力の学習値を用いて充電所要時間を正確に推定することができる。したがって、タイマー充電による外部充電において、設定された充電終了時刻において蓄電装置が満充電状態となるように、充電開始時刻を適切に設定することができる。この結果、車両運転開始時に蓄電装置の充電が未完であったり、蓄電装置が満充電状態で長時間放置されたりすることがないので、ユーザの利便性向上およびバッテリの劣化防止を図ることができる。
【００１４】
好ましくは、補機負荷は、作動時に蓄電装置を昇温するように構成された加熱装置を含む。補機負荷制御部は、外部充電中に加熱装置を作動させるように作動スケジュールを作成する。作動パターンは、加熱装置の停止および作動に応じて別個である。あるいは、補機負荷は、車室内の温度を調整するように構成された空調装置と、作動時に蓄電装置を昇温するように構成された加熱装置とを含む。補機負荷制御部は、外部充電中に空調装置および加熱装置を作動させるように作動スケジュールを作成する。作動パターンは、加熱装置の作動有無および空調装置の作動有無に応じて別個である。
【００１５】
このように構成することにより、外部充電中に予め定められた時刻に加熱装置および・または空調装置が作動しても、充電電力学習値を用いて充電所要時間を正確に推定することができる。
【００１６】
また、好ましくは、車両は、第１および第２の電力変換器をさらに備える。第１の電力変換器は、充電器からの電力を補機負荷の駆動電力に変換するように構成される。第２の電力変換器は、蓄電装置からの電力を補機負荷の駆動電力に変換するように構成される。第２の電力変換器の電力容量は、第１の電力変換器よりも大きい。制御装置は、外部充電中において、補機負荷の作動状況に応じて第１および第２の電力変換器の少なくとも一方を作動させる。作動パターンは、第１の電力変換器の作動時および第２の電力変換器の作動時で別個である。
【００１７】
このように構成することにより、第１および第２の電力変換器の作動状態（オンオフ）に基づいて、補機負荷の消費電力レベルを層別して、充電電力の実績値を学習することができる。この結果、充電電力の学習精度および充電所要時間の推定精度を高めることができる。
【００１８】
あるいは好ましくは、充電電力学習部は、各作動パターンでの充電電力学習値を、車両外部の電源の条件毎および／または外部充電時の気候条件毎に別個に学習する。
【００１９】
このように構成することにより、充電設備間の固有差による充電電力の差異および／または、温度条件の違いによる蓄電装置の充電効率の差異を区別して充電電力学習値を求めることができる。この結果、充電電力の学習精度を高めて、充電所要時間の推定精度をさらに高めることができる。
【００２０】
また好ましくは、充電電力学習部は、補機負荷のうちの予め定められた特定の負荷の作動時に、充電電力の学習を停止する。たとえば、特定の負荷には、消費電力が大きい負荷および／または消費電力が一定しない傾向にある負荷を含めることができる。
【００２１】
このように構成することにより、補機負荷による消費電力が大きいとき、および／または、補機負荷による消費電力が変動しているときの充電電力を学習することによる、学習値の変動を防止できる。この結果、充電電力の学習精度を高めて、充電所要時間の推定精度をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、タイマー充電による外部充電時において、充電所要時間を正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】本実施の形態に従う車両におけるタイマー充電による外部充電の動作例を説明する概念的な波形図である。
【図３】本発明の実施の形態に従う車両でのタイマー充電に関連する制御構成を示す機能ブロック図である。
【図４】補機負荷の作動パターンが変化する下での外部充電の一例を示す概念的な波形図である。
【図５】本実施の形態に従う車両でのタイマー充電における補機作動パターン毎の充電電力の学習を説明する図表である。
【図６】本実施の形態に従う車両でのタイマー充電のための充電電力の学習処理を説明するフローチャートである。
【図７】本実施の形態に従う車両でのタイマー充電の制御処理を説明するフローチャートである。
【図８】補機負荷の作動パターンの変化に対応した充電所要時間の算出を説明するための概念的なグラフである。
【図９】本実施の形態に従う車両でのタイマー充電における充電所要時間の推定のための制御処理を詳細に説明するための第１のフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に従う車両でのタイマー充電における充電所要時間の推定のための制御処理を詳細に説明するための第２のフローチャートである。
【図１１】外部充電の充電所要時間推定に基づく充電スケジュールの作成例を説明する概念図である。
【図１２】充電電力学習における学習テーブル設定の変形例を説明する概念図である。
【図１３】充電電力学習のオンオフ制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。なお図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２５】
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。
【００２６】
なお、以下では「ハイブリッド車両」を単に「車両」と称する。本発明はハイブリッド車両に限らず、車両外部の電源から車載蓄電装置の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。
【００２７】
図１を参照して、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、ＨＶ−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）４６とを含む。
【００２８】
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、電圧センサ１７と、温度センサ１８と、充電リレーＣＨＲと、電池ＥＣＵ１４とを含む。
【００２９】
蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源である。以下では、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池が蓄電装置１０に適用されるものとする。なお、蓄電装置１０として、二次電池以外の蓄電素子、たとえば、電気二重層キャパシタ等を適用することも可能である点について確認的に記載する。以下では、蓄電装置１０を単にバッテリ１０とも称する。
【００３０】
各ＥＣＵ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んで構成される。本実施の形態において、以下に説明する各ＥＣＵの制御機能は、たとえば、ＣＰＵが所定プログラムを実行することによるソフトウェア処理によって実現することができる。あるいは、各ＥＣＵ内に、専用の電子回路を設けることによって、当該機能をハードウェア処理で実現することも可能である。
【００３１】
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、電圧センサ１７および温度センサ１８の出力から蓄電装置１０のＳＯＣ（State  of  Charge）を算出することができる。公知のように、ＳＯＣは、蓄電装置１０の残存容量を満充電容量に対する百分率で示したものである。
【００３２】
電力線１５は、ＳＭＲ１１を経由してバッテリ１０と接続される。電力線１５には、ＰＣＵ１２が接続される。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。したがって、ＳＭＲ１１のオン時には、バッテリ１０からの電力をＰＣＵ１２で上記モータの駆動電力に変換することによって、車両１００が走行できる。
【００３３】
ＨＶ−ＥＣＵ４６は、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００の走行のための各種機器の制御を行なう。
【００３４】
車両１００は、外部充電のための構成として、充電器４２と、充電ＥＣＵ４７と、充電インレット５４とをさらに備える。
【００３５】
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。
【００３６】
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を経由して、バッテリ１０に接続される。
【００３７】
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。すなわち、充電モードでは、充電インレット５４に対して、外部電源２００が電気的に接続されている。
【００３８】
充電モードにおいて、充電器４２は、プラグ２１０、ＣＣＩＤボックス３３０およびコネクタ５６を経由して、外部電源２００から供給される電力を受ける。そして、充電器４２は、充電ＥＣＵ４７からの充電指令に応じて作動すると、外部電源２００からの電力を、バッテリ１０の充電電力に変換する。たとえば、充電器４２は、作動時において、外部電源２００からの交流電圧（１００ＶＡＣまたは２００ＶＡＣ）を、直流電圧（たとえば、２００ＶＤＣ）に変換する。
【００３９】
具体的には充電器４２は、入力部センサ８２と、ＰＦＣ（Power  Factor  Correction）６２と、絶縁部７０と、ＡＣ／ＤＣ変換部７２と、出力部センサ７９と、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６と、充電ＥＣＵ４７とを含む。
【００４０】
充電器４２の作動時において、入力部センサ８２は、外部電源２００から充電器４２に入力された電圧を検出する。ＰＦＣ６２は、外部電源２００からの交流電力を直流電圧に変換後、さらに、高周波の交流電圧に変換する。この電力変換において、ＰＦＣ６２は、外部電源２００からの入力電流の波形を、入力電圧と同位相の正弦波に制御することによって、力率を改善する。
【００４１】
絶縁部７０は、絶縁トランスなどによって構成され、ＰＦＣ６２からの交流電圧を昇圧する。ＡＣ／ＤＣ変換部７２は、絶縁部７０からの交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換部７２は、ダイオードブリッジ等の整流要素で構成されてもよく、トランジスタのフルブリッジ回路等の電圧／電流制御が可能な回路で構成されてもよい。ＰＦＣ６２からの交流電圧の振幅を制御することにより、あるいは、これに加えてＡＣ／ＤＣ変換部での電圧または電流制御によって、ＡＣ／ＤＣ変換部７２からの直流電圧は、バッテリ１０の充電に適する電圧に制御される。出力部センサ７９は、ＡＣ／ＤＣ変換部７２の出力電圧ＶＨを検出する。
【００４２】
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。
【００４３】
たとえば、「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信号）に関する規格が定められている。ＣＰＬＴ信号は、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。また、コネクタ５６から充電ＥＣＵ４７に入力されるＰＩＳＷ信号は、充電ケーブル５５が接続／未接続のいずれの状態であるかを示す信号である。
【００４４】
次に、車両１００の補機負荷への電源供給について説明する。
車両１００は、電力線１５に接続された高圧系の補機負荷８０と、電源配線８５に接続された低圧系の補機負荷９０とをさらに含む。電源配線８５は、補機バッテリ８４と接続されて、低圧系の補機負荷９０の電源電圧（たとえば、１２Ｖ）を供給する。
【００４５】
高圧系の補機負荷８０は、たとえば、暖房または冷房によって車室内の温度を調整するための空調装置（Ａ／Ｃ）８１を有する。空調装置８１は、車室内の操作スイッチへのユーザ操作に応じて作動する。なお、空調装置８１は、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作動することができる。あるいは、空調装置８１は、ＨＶ−ＥＣＵ４６からの作動指令に従って作動することにより、タイマー空調を実行する。たとえば、車両１００の運転開始時刻に合わせて、運転開始前の所定時間作動する時間スケジュールに従って、タイマー空調が実行される。
【００４６】
低圧系の補機負荷９０は、たとえば、バッテリヒータ９１と、ライト９２と、オーディオ９５とを有する。なお、上記の例示以外にも、補機負荷８０および９０には、各種電気機器が含まれる。バッテリヒータ９１は、「加熱装置」の一実施例に対応し、作動時に発熱してバッテリ１０を昇温するように構成される。したがって、バッテリヒータ９１は、バッテリ１０に近接するように配置される。なお、電池パック２の内部にバッテリヒータ９１を配置することも可能である。ライト９２は、ヘッドライトおよび車室灯等を包括的に表記するものである。オーディオ９５は、音量調整機能を有する。
【００４７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は、電力線１５および電源配線８５の間に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は、ＳＭＲ１１のオン時において作動して、電力線１５上のバッテリ１０の出力電圧を降圧して、低圧系の補機電圧を電源配線８５へ出力する。
【００４８】
充電器４２内のサブＤＣ／ＤＣコンバータ７６は、充電器４２による電力変換経路上に接続される。たとえば、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６は、ＰＦＣ６２内部での直流電圧を降圧して、低圧系の補機電圧を電源配線８５へ出力する。通常、充電モードでは、ＳＭＲ１１はオフされるため、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６によって、低圧系の補機電圧が生成される。
【００４９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８６の電力容量（出力電力定格）は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６の容量よりも大きく設計される。このように、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６は「第１の電力変換器」の一実施例に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は「第２の電力変換器」の一実施例に対応する。なお、「第１の電力変換器」については、充電器４２内で交流電圧が出力されるノードに接続されるＡＣ／ＤＣ変換器によって構成されてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態に車両１００においては、充電ＥＣＵ４７、ＨＶ−ＥＣＵ４６および電池ＥＣＵ１４の機能を統合して、「制御装置」の機能が実現される。これらのＥＣＵは、一体的に構成してもよく、図１のように機能毎に分散配置してもよい。なお、分散配置された各ＥＣＵ間では、ローカルバス４９を経由して、相互に信号またはデータを送受信することが可能である。
【００５１】
図２は、本実施の形態に従う車両におけるタイマー充電による外部充電の動作を説明する概念的な波形図である。
【００５２】
図２を参照して、車両１００が充電設備のある場所に停車した後、時刻ｔ０において、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。これにより、外部充電が開始可能な状態となって、充電モードが開始される。
【００５３】
充電モードが開始されても、タイマー充電の設定時には、外部充電の時刻スケジュール（以下、「充電スケジュール」とも称する）に従って決定された充電開始時刻ｔｓが到来するまで、外部充電が待機される。
【００５４】
充電スケジュールは、予め定められた充電終了時刻ｔｘにおいて、バッテリ１０が満充電状態となるように設定される。以下では、外部充電によるバッテリ１０のＳＯＣ上昇量をΔＳＯＣと表記する。
【００５５】
充電終了時刻ｔｘは、車両１００の出発時刻（すなわち、次回の車両運転開始時刻）に対応させて、好ましくは出発時刻の直前に設定される。バッテリ１０が満充電状態で長時間放置されると、バッテリ１０の劣化が進行することが懸念されるからである。
【００５６】
充電開始時刻ｔｓは、外部充電の所要時間を推定することによって、充電終了時刻ｔｘから遡って設定される。したがって、充電所要時間の推定精度が低いと、充電終了時刻までに蓄電装置の充電が完了しない虞や、充電完了が早過ぎることによりバッテリ１０が劣化する虞がある。したがって、充電スケジュールの作成において、充電所要時間を正確に推定することが重要である。
【００５７】
図３は、本発明の実施の形態に従う車両でのタイマー充電に関連する制御構成を示す機能ブロック図である。
【００５８】
図３を参照して、補機負荷制御部１１０は、外部充電中における補機負荷８０，９０の動作を制御する。たとえば、補機負荷制御部１１０は、車両１００内の操作スイッチ（図示せず）へのユーザ入力に応じて、対応する負荷機器に対して動作指令を発生することができる。
【００５９】
さらに、補機負荷制御部１１０は、外部充電中において、補機負荷８０，９０の作動期間を時刻ベースで自動的に制御することができる。たとえば、冬期において、車両走行前にバッテリ１０を昇温する電池プレヒートのために、外部充電中にバッテリヒータ９１が自動的に作動される。あるいは、車両走行前に車室内を冷房または暖房するタイマー空調のために、外部充電中に空調装置８１が作動される。
【００６０】
このような補機負荷８０，９０の自動制御においては、作動対象となる補機負荷の指定および当該補機負荷の作動期間を時刻指定する「作動スケジュール」が、補機負荷制御部１１０によって充電開始前に作成される。さらに、作成された作動スケジュールに従って、作動すべき時刻が到来すると当該補機負荷に対して、動作指令が発せられる。
【００６１】
たとえば、電池プレヒートでは、予め設定された次回の車両運転開始時刻においてバッテリ１０を所定温度まで昇温するように、バッテリヒータ９１の作動期間が設定される。たとえば、充電モード開始時のバッテリ温度に基づいて、上記昇温の所要時間を設定するマップを予め作成することによって、車両運転開始時刻から逆算してバッテリヒータ９１の作動スケジュールを作成することができる。
【００６２】
また、タイマー空調では、ユーザによって直接設定された期間または、設定された運転開始時刻から遡った所定期間において、空調装置８１の作動期間が設けられる。タイマー空調のオンオフおよび空調の設定温度は、通常ユーザによって入力される。
【００６３】
このように、外部充電中における補機負荷の作動スケジュールが、補機負荷制御部１１０によって設定される。当該作動スケジュールは、充電スケジュール作成部１３０へ送出される。したがって、充電スケジュール作成部１３０は、補機負荷の作動スケジュールを参照することによって、いずれの補機負荷がいずれの期間（時刻ベース）において作動するかを予め把握することができる。
【００６４】
充電電力学習部１２０は、電池ＥＣＵ１４からの情報（バッテリ１０の電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂ）に基づいて、外部充電中におけるバッテリ１０の充電電力を算出するとともに、予め定められた補機負荷の作動パターン毎に層別して、充電電力の実績値を学習する。充電電力学習部１２０は、補機負荷制御部１１０から補機負荷８０，９０の作動状況を示す情報を逐次受けることによって、現在の充電電力がいずれの作動パターン下によるものかを把握することができる。
【００６５】
充電スケジュール作成部１３０は、外部充電での総充電容量を外部充電時の充電電力（ｋＷ）で除算することで、充電所要時間を推定することができる。なお、総充電容量（ｋＷｈ）は、満充電でのＳＯＣから外部充電前のＳＯＣを減算したΔＳＯＣ（図２）と、バッテリ１０の満充電容量から求めることができる。
【００６６】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、補機負荷制御部１１０からの補機負荷の作動スケジュールに従って、外部充電中における各作動パターンでの動作期間を予測することができる。したがって、本実施の形態による車両によるタイマー充電では、各作動パターンでの充電電力学習値と、補機負荷の作動スケジュールと、総充電容量とに基づいて、充電所要時間が推定される。
【００６７】
充電スケジュール作成部１３０は、充電モードの開始時に、ユーザによる指示入力等に基づいてタイマー充電の要否を判定し、タイマー充電の実行時には、外部充電の充電スケジュールを作成する。具体的には、充電スケジュール作成部１３０は、ユーザによる時刻の直接入力に従って、あるいは、過去の運転履歴（曜日別、または、平日／休日別）等に基づいて、次回の車両運転開始時刻に対応させた充電終了時刻（図２のｔｘ）を設定する。さらに、充電スケジュール作成部１３０は、上述した充電所要時間の推定に基づいて、充電終了時刻から逆算して充電開始時刻（図２のｔｓ）を設定する。
【００６８】
なお、充電スケジュール作成部１３０は、タイマー充電が不要である場合には、充電ケーブル５５の接続による充電モードの開始直後から、バッテリ１０の充電を開始する。
【００６９】
補機電源制御部１４０は、外部充電中における低圧系の補機電圧の生成、すなわち、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６およびＤＣ／ＤＣコンバータ８６の作動状態（オン／オフ）を制御する。充電モード中には、基本的には、ＳＭＲ１１がオフされて、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６によって低圧系の補機電圧が生成される。このため、充電モード開始時において、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６が作動される一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６は停止される。
【００７０】
この状態で補機負荷９０による消費電力が上昇すると、補機電源制御部１４０は、ＳＭＲ１１のオンおよびＤＣ／ＤＣコンバータ８６の作動を指示する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６の容量は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６よりも大きいので、低圧系の補機電圧の供給能力が向上する。この場合に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６は停止させても、作動させてもよい。
【００７１】
補機負荷９０による消費電力は、図示しない電圧センサによって検出される補機バッテリ８４の出力電圧、あるいは、補機負荷制御部１１０によって把握される補機負荷９０の作動状況によって間接的に検知することができる。あるいは、電源配線８５に電流センサを配置して、実際の消費電力を監視することも可能である。
【００７２】
このように、補機電源制御部１４０によって制御される、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６およびＤＣ／ＤＣコンバータ８６の作動状態によっても、補機負荷９０による消費電力のレベルを検知することが可能である。
【００７３】
補機負荷制御部１１０、充電電力学習部１２０、充電スケジュール作成部１３０および補機電源制御部１４０の各機能は、各ＥＣＵによるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現することができる。
【００７４】
上述した補機負荷の作動スケジュールに従って、図２中の時刻ｔｓ〜ｔｘ間の外部充電中の少なくとも一部において、補機負荷の作動期間が生じることがある。図１から理解されるように、外部充電中において、補機負荷８０，９０を作動させる電力は、充電インレット５４から充電器４２を経由したバッテリ１０への充電経路上から、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６および／またはＤＣ／ＤＣコンバータ８６によって取り出される。したがって、補機負荷の作動期間においては、バッテリ１０の充電電力が、補機負荷の消費電力に応じて低下する。すなわち、外部充電時において、バッテリ１０の実際の充電電力は、外部電源２００、充電ケーブル５５、および充電器４２のスペックのみでは決定されず、補機負荷８０，９０の作動状況に応じて変化することが理解される。
【００７５】
図４は、補機負荷の作動パターンが変化する下での外部充電の一例を示す概念的な波形図である。図４の横軸には時間軸が示され、縦軸は、バッテリ１０への充電電力量（ｋＷｈ）が示される。
【００７６】
図４を参照して、充電終了時刻ｔｘにバッテリ１０が満充電となるように、充電スケジュールは作成される。さらに、充電スケジュールとは別個に、補機負荷制御部１１０によって補機負荷の作動スケジュールが作成される。
【００７７】
図４に例示された作動スケジュールの例では、充電終了時刻ｔｘ直後の車両運転開始に備えて、バッテリヒータ９１を作動する電池プレヒートと、車室内温度を適温に調整するタイマー空調とが実行される。これにより、時刻ｔ１〜ｔｘ間においてバッテリヒータ９１が作動し、時刻ｔ２〜ｔｘ間で空調装置８１が作動する。
【００７８】
この結果、充電開始時刻ｔｓ〜充電終了時刻ｔｘまでの外部充電期間において、ｔｓ〜ｔ１までの期間５０１（期間長Ｔ１ｐ）では、バッテリヒータ９１および空調装置８１が電力を消費しない下でバッテリ１０が充電される。一方、ｔ１〜ｔ２の期間５０２（期間長Ｔ２ｐ）では、バッテリヒータ９１が電力を消費する下でバッテリ１０が充電され、ｔ２〜ｔｘの期間５０３（期間長Ｔ３ｐ）では、バッテリヒータ９１および空調装置８１が電力を消費する下でバッテリ１０が充電される。
【００７９】
なお、補機負荷８０，９０が作動する期間長Ｔ２ｐおよびＴ３ｐは、補機負荷の作動スケジュールに基づいて、充電モードの開始時に把握することができる。一方で、補機負荷８０，９０の作動を伴わない外部充電の期間長Ｔ１ｐは、総充電電力量Ｗｔｌの大小によって変化する。総充電電力量Ｗｔｌが小さい場合には、期間５０１が存在しなくなる可能性がある。
【００８０】
図４中でのグラフの傾きの推移にも現れるとおり、充電器４２からの出力電力が一定であっても、期間５０１〜５０３の間では、補機負荷８０，９０での消費電力に応じてバッテリ１０の充電電力が変化する。具体的には、期間５０２におけるバッテリ１０の実際の充電電力は、期間５０１よりも小さくなり、期間５０３では、バッテリ１０の実際の充電電力は、期間５０２よりもさらに小さくなる。期間５０１〜５０３のそれぞれにおける充電電力量Ｗ１ｐ〜Ｗ３ｐ（ｋＷｈ）を用いて、充電電力（ｋＷ）の平均値実績は、Ｗ１ｐ／Ｔ１ｐ、Ｗ２ｐ／Ｔ２ｐおよびＷ３ｐ／Ｔ３ｐとなる。
【００８１】
したがって、外部充電期間中（ｔｓ〜ｔｘ）における補機負荷の作動状況を考慮せずに充電電力の実績値を学習すると、以降の充電スケジュールの作成における充電所要時間の推定に誤差が生じることが懸念される。たとえば、電池プレヒート有無、または、タイマー空調の有無によって補機負荷の作動状況が変化することにより、充電所要時間の推定に誤差が生じ、その結果、充電終了時刻ｔｘにおいて、バッテリ１０の充電が未完である、または、過早に終了する虞がある。
【００８２】
したがって、本実施の形態に従う車両でのタイマー充電では、充電電力学習部１２０は、図５に例示する補機負荷の作動パターン毎に層別して、充電電力の実績値を学習する。
【００８３】
図５を参照して、補機負荷の作動パターン１，２は、外部充電時におけるバッテリヒータ９１の作動有無によって予め層別される。さらに、空調装置８１の作動有無を組み合わせて、作動パターン３，４が定義される。
【００８４】
作動パターン１は、図４での期間５０１に対応する。すなわち、作動パターン１では、バッテリヒータ９１および空調装置８１がオフされた状態でのバッテリ１０の充電電力の実績値に基づいて、充電電力学習値ＰＬＮ１が求められる。図４の動作例では、Ｗ１ｐ／Ｔ１ｐを反映して、充電電力学習値ＰＬＮ１が算出される。
【００８５】
作動パターン２は、図４での期間５０２に対応する。すなわち、作動パターン２では、バッテリヒータ９１がオンされる一方で、空調装置８１がオフされた状態でのバッテリ１０の充電電力の実績値に基づいて、充電電力学習値ＰＬＮ２が求められる。図４の動作例では、Ｗ２／Ｔ２ｐを反映して、充電電力学習値ＰＬＮ２が算出される。
【００８６】
作動パターン３は、図４での期間５０３に対応する。すなわち、作動パターン３では、バッテリヒータ９１および空調装置８１がオンされた状態でのバッテリ１０の充電電力の実績値に基づいて、充電電力学習値ＰＬＮ３が求められる。図４の動作例では、Ｗ３ｐ／Ｔ３ｐを反映して、充電電力学習値ＰＬＮ３が算出される。
【００８７】
作動パターン４では、バッテリヒータ９１がオフされる一方で空調装置８１がオンされた状態でのバッテリ１０の充電電力の実績値に基づいて、充電電力学習値ＰＬＮ４が求められる。
【００８８】
充電電力学習を層別するための補機負荷の作動パターンは、補機負荷８０，９０のその他の機器の作動／停止（オン／オフ）をさらに組み合わせて細分化することが可能である。あるいは、補機負荷の作動／停止のみではなく、補機負荷での消費電力レベルの指標となる、サブＤＣ／ＤＣコンバータ７６およびＤＣ／ＤＣコンバータ８６の作動／停止に対応付けて作動パターンを設定することも可能である。当該作動パターンは、補機負荷８０，９０による消費電力の違いを層別するように、予め任意に定めることができる。
【００８９】
図６は、本実施の形態に従う車両での充電電力の学習処理を説明するためのフローチャートである。たとえば、図６に示される制御処理は、充電電力学習部１２０（図３）によって、外部充電中に周期的に実行される。
【００９０】
図６を参照して、充電電力学習部１２０は、ステップＳ５０により、補機負荷制御部１１０からの補機負荷８０，９０の作動状況を示す情報を各周期で受けることによって、補機負荷の現在の作動パターンが、予め定められた補機負荷の複数の作動パターンのうちのいずれであるかを認識する。
【００９１】
充電電力学習部１２０は、ステップＳ５２により、ステップＳ５０で認識された現在の作動パターンが、前回の作動パターンから変化しているか否かを判定する。そして、作動パターンが前回と同一である場合（Ｓ５２のＮＯ判定時）には、ステップＳ５４に処理が進められ、外部充電中のバッテリ１０の電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂの積（すなわち、充電電力）を積算する。これにより、積算値Σ（Ｖｂ・Ｉｂ）が更新される。さらに、ステップＳ５５により、同一の作動パターンでの積算回数Ｎがカウントアップされる。ステップＳ５４，Ｓ５５による処理は、同一の作動パターンが継続する間、繰り返し実行される。
【００９２】
一方で、作動パターンが変化した場合（Ｓ５２のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ５６に処理が進められて、それまで継続された作動パターンにおける充電電力実績値Ｐｃｈが算出される。ここで、Ｐｃｈ＝Σ（Ｖｂ・Ｉｂ）／Ｎによって算出できる。
【００９３】
さらに、充電電力学習部１２０は、ステップＳ５７により、ステップＳ５６での充電電力実績値Ｐｃｈを用いて、充電電力学習値ＰＬＮを更新する。たとえば、下記（１）式に従って、充電電力学習値ＰＬＮは算出される。
【００９４】
ＰＬＮ＝ＰＬＮ♯・（１−α）＋α・Ｐｃｈ…（１）
（１）中において、ＰＬＮ♯は更新前の学習値であり、係数αは学習速度を調整するための、０＜α＜１に設定されるパラメータである。α＝０とすると、学習値は更新されず、α＝１とすると、今回の充電電力実績値Ｐｃｈが、そのまま充電電力学習値ＰＬＮに採用される（ＰＬＮ＝Ｐｃｈ）。
【００９５】
さらに、充電電力学習部１２０は、作動パターンの変化に伴って充電電力学習を実行すると、ステップＳ５８により、積算値Σ（Ｖｂ・Ｉｂ）および積算回数Ｎの両方をクリアする（Σ（Ｖｂ・Ｉｂ）＝０，Ｎ＝０）。これにより、次回からは、変化後の作動パターン中における積算処理（Ｓ５４，Ｓ５５）が新たに実行される。
【００９６】
図６の制御処理によって、充電電力学習部１２０は、補機負荷の作動パターン毎に充電電力学習値ＰＬＮ１〜ＰＬＮ４，…を、外部充電毎に適宜実行することができる。なお、各充電電力学習値の初期値については、充電器４２および補機負荷８０，９０の定格値等に従って決定することができる。
【００９７】
図６の制御処理によって求められた充電電力学習値は、タイマー充電での充電所要時間の推定に用いられるが、図６の制御処理に従う充電電力の学習は、タイマー充電の実行時および非実行時のいずれにおいても実行することができる。
【００９８】
図７は、本実施の形態に従う車両でのタイマー充電の制御処理を説明するフローチャートである。図７に示されるフローチャートに従う制御処理は、図７に示す制御処理は、充電モードの開始時に、タイマー充電の実行が判断されると起動される。
【００９９】
充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ１００により、充電終了時刻を設定する。上述のように、充電終了時刻は、ユーザ入力によって直接指定されてもよく、前回の車両運転開始時刻に基づいて設定されてもよい。車両運転開始時刻についても、ユーザによって直接設定してもよく、過去の運転履歴等に基づいてＥＣＵが自動的に設定してもよい。
【０１００】
充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ１１０により、バッテリ１０の現在のＳＯＣ、すなわち、外部充電前のＳＯＣに基づいて総充電電力量Ｗｔｌを算出する。さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ１２０により、補機負荷制御部１１０から補機負荷の作動スケジュールを取得する。これにより、外部充電中における各作動パターンでの動作期間が予測される。
【０１０１】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ１３０により、充電電力学習部１２０による充電電力学習値から、外部充電における充電所要時間を予測する。ステップＳ１３０における処理の詳細については、後ほど詳細に説明する。
【０１０２】
充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ１４０により、ステップＳ１３０で推定された充電所要時間に基づき、充電スケジュールを作成する。これにより、充電開始時刻が決定される。
【０１０３】
充電スケジュール作成部１３０によって充電開始時刻が設定されると、ステップＳ１５０により、充電開始時刻が到来しているかどうかが判定される。充電開始時刻の到来まで（Ｓ１５０のＮＯ判定時）は、ステップＳ１５０の処理が繰り返されるため、充電ケーブル５５によって外部電源２００および車両１００が接続されている状態であっても、外部充電は待機される。すなわち、充電器４２の停止が維持される。
【０１０４】
一方で、充電開始時刻が到来すると（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１７０により、外部充電を開始する。これにより、充電器４２に対して動作指令が発生される。外部充電が開始されると、バッテリ１０のＳＯＣが満充電状態に達するまで、充電が継続される。充電所要時間が正確に算出されていることにより、ステップＳ１７０による外部充電開始に応じて、充電終了時刻ｔｘにおいて、満充電状態までのバッテリ１０の充電が完了することになる。ステップＳ１５０，Ｓ１７０による処理は、たとえば、充電ＥＣＵ４７（図１）によって実行することができる。
【０１０５】
図８は、外部充電における補機負荷の作動パターンの変化に対する充電電力量の内訳を示すグラフである。図８の縦軸は充電電力であり、横軸は時間である。図８には、図４と同様の作動スケジュールに従って補機負荷が作動した場合の動作例が示される。
【０１０６】
図８を参照して、図４に示された期間５０１〜５０３の期間長Ｔ１ｐ〜Ｔ３ｐは、補機負荷の作動パターン１〜３（図５）による充電時間にそれぞれ相当する。補機負荷が作動する作動パターン２，３による充電時間に相当する期間長Ｔ２ｐ，Ｔ３ｐは、補機負荷制御部１１０からの補機負荷の作動スケジュールから求めることができる。以下では、各作動パターンの期間長Ｔ１ｐ〜Ｔ３ｐを充電時間Ｔ１ｐ〜Ｔ３ｐとも称する。
【０１０７】
したがって、充電電力学習部１２０による充電電力学習値ＰＬＮ２，ＰＬＮ３を用いて、作動パターン２，３の期間における充電電力量Ｗ２ｐ，Ｗ３ｐを算出することができる（Ｗ２ｐ＝Ｔ２ｐ・ＰＬＮ２，Ｗ３ｐ＝Ｔ３ｐ・ＰＬＮ３）。
【０１０８】
さらに、ΔＳＯＣ（図２）に基づいて算出される総充電電力量Ｗｔｌから、上記の充電電力量Ｗ２ｐ，Ｗ３ｐを減算することにより、補機負荷８０，９０が作動しない下で外部充電が期間５０１での充電電力量Ｗ１ｐが算出される。そして、この充電電力量Ｗ１ｐを充電電力学習部１２０による充電電力学習値ＰＬＮ１で除算することにより、充電時間Ｔ１ｐを算出することができる（Ｔ１ｐ＝Ｗ１ｐ／ＰＬＮ１）。この結果、補機負荷の作動スケジュールから定まる充電時間Ｔ２ｐおよびＴ３ｐと、総充電電力量Ｗｔｌおよび充電電力学習値ＰＬＮ１〜ＰＬＮ３を用いて算出された充電時間Ｔ１ｐとの和から、外部充電の充電所要時間の推定値を算出することができる。
【０１０９】
図８から理解されるように、総充電電力量Ｗｔｌが一定の下で、補機負荷の作動スケジュールが変わることによって充電時間Ｔ２ｐ，Ｔ３ｐの長さが変化すると、充電電力平均値Ｐａｖｐも変化する。この結果、充電所要時間も変化する。すなわち、本実施の形態に従う車両でのタイマー充電では、補機負荷の作動パターン毎に層別して充電電力を学習することによって、等価的には充電電力平均値Ｐａｖｐの推定精度を向上することができる。この結果、充電所要時間を高精度に推定することが可能となる。
【０１１０】
図９および図１０には、本実施の形態に従う車両でのタイマー充電における充電所要時間の推定のための制御処理を詳細に説明するためのフローチャートが示される。図９および図１０は、図７でのステップＳ１３０における制御処理を詳細に説明するフローチャートに相当する。
【０１１１】
図９を参照して、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２００により、補機負荷制御部１１０から補機負荷の作動スケジュールを取得する。これにより、図８の動作例では、充電時間Ｔ２ｐ，Ｔ３ｐが取得される。
【０１１２】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２０２により、補機負荷の作動中における充電電力量Ｗａｕｐを算出する。図８の動作例では、作動パターン２，３における充電電力量Ｗ２ｐ，Ｗ３ｐの和により充電電力量Ｗａｕｐが算出される。上述のように、補機負荷の作動スケジュールに従う充電時間Ｔ２ｐ，Ｔ３ｐと、充電電力学習値ＰＬＮ２，ＰＬＮ３とを用いて、充電電力量Ｗａｕｐを算出することができる。
【０１１３】
図８で説明したように、補機負荷の作動を伴わない充電時間Ｔ１ｐは、総充電電力量Ｗｔｌと、充電電力量Ｗａｕｐとの関係で変化する。したがって、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２０４により、総充電電力量Ｗｔｌと、ステップＳ２０２で求められた充電電力量Ｗａｕｐとを比較する。
【０１１４】
Ｗｔｌ＞Ｗａｕｐのとき（Ｓ２０４のＹＥＳ判定時）には、補機負荷が停止した状態の充電時間Ｔ１ｐ＞０となることが理解される。したがって、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２０６に処理を進めて、総充電電力量Ｗｔｌから、補機作動中の充電電力量Ｗａｕｐを減算することにより、作動パターン１での充電電力量Ｗ１ｐを推定する（Ｗ１ｐ＝Ｗｔｌ−Ｗａｕｐ）。
【０１１５】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２０８により、ステップＳ２０６で求められた充電電力量Ｗ１ｐを、充電電力学習部１２０による充電電力学習値ＰＬＮ１によって除算することにより、作動パターン１での充電時間Ｔ１ｐを算出する（Ｔ１ｐ＝Ｗ１ｐ／ＰＬＮ１）。充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２１０に処理を進めて、充電時間Ｔ１ｐ（Ｓ２０８）および、充電時間Ｔ２ｐ，Ｔ３ｐ（Ｓ２００）の和に従って、外部充電の充電所要時間推定値Ｔｃｈを算出する。
【０１１６】
一方で、充電スケジュール作成部１３０は、Ｗｔｌ≦Ｗａｕｐのとき（Ｓ２０４のＮＯ判定時）には、図１０に示された制御処理に従って充電所要時間推定値Ｔｃｈを算出する。
【０１１７】
図１０を参照して、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２２０において、補機負荷の作動スケジュールによって示される、補機負荷の作動を伴う複数の作動パターンのうちから、最も充電終了時刻側で用いられる作動パターンを抽出する。たとえば、図４に示される補機負荷の作動パターンでは、ステップＳ２２０により、空調装置８１およびバッテリヒータ９１の両方が作動する補機負荷の作動パターン３が抽出される。
【０１１８】
充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２２２により、ステップＳ２２０で抽出された作動パターンの充電電力学習値を用いて、当該作動パターンにおける充電電力量Ｗｐｔを算出する。たとえば、作動パターン３による充電時間Ｔ３ｐと充電電力学習値ＰＬＮ３の積によって充電電力量Ｗ３ｐが算出される。
【０１１９】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２２４により、充電電力量の残量ΔＷｔｌを算出する。残量ΔＷｔｌは、総充電電力量Ｗｔｌを初期値として、ステップＳ２２４の実行毎に、直前のステップＳ２２２で算出された充電電力量Ｗｐｔを、ΔＷｔｌの現在値から減算することによって更新される。続いて、ステップＳ２２６により、ステップＳ２２４で更新された充電残量ΔＷｔｌ＞０であるか否かが判定される。
【０１２０】
充電スケジュール作成部１３０は、充電残量ΔＷｔｌ＞０のとき（Ｓ２２６のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２２８に処理を進めて、ステップＳ２２０で抽出した作動パターンの充電時間を確定する。すなわち、Ｓ２２８では、補機負荷の作動スケジュールに従う当該作動パターンの期間長が、そのまま充電時間に設定される。
【０１２１】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２３０に処理を進めて、ステップＳ２２０で抽出された作動パターンを除いた後、補機負荷の作動スケジュールによって示される複数の作動パターンに、補機負荷の作動を伴う作動パターンが残っているか否かを判定する。
【０１２２】
残りパターンがある場合（Ｓ２３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２２０〜Ｓ２２６の処理が再び実行される。これにより、作動スケジュールによって示される外部充電中の複数の作動パターンは、充電終了時刻側に位置する作動パターンから順に抽出される。さらに、順次抽出された作動パターンによる充電電力量の合計が総充電電力量Ｗｔｌに達するまで、作動パターンの抽出が繰り返される。
【０１２３】
なお、図１０の処理は、Ｗｔｌ≦Ｗａｕｐのとき（Ｓ２０４のＮＯ判定時）にのみ実行されるので、ΔＷｔｌ＞０の状態（Ｓ２２６のＹＥＳ判定時）で、補機負荷の作動を伴う作動パターンが全て抽出されるケース（Ｓ２３０がＮＯ判定）は、基本的には発生しない。
【０１２４】
充電スケジュール作成部１３０は、ΔＷｔｌ≦０（Ｓ２２６のＮＯ判定時）になると、ステップＳ２３５に処理を進めて、当該作動パターンの充電時間を算出する。この場合には、更新前の充電残量ΔＷｔｌ（すなわち、Ｓ２２４での更新後のΔＷｔｌと、Ｓ２２２での充電電力量Ｗｐｔとの和）を当該作動パターンでの充電電力学習値で除算することによって、充電時間が算出される。ここで算出された充電時間は、補機負荷の作動スケジュールに従う当該作動パターンの期間長に等しい（ΔＷｔｌ＝０のとき）または、それよりも短い（ΔＷｔｌ＜０のとき）ことが理解される。
【０１２５】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２３６により、補機負荷の作動を伴う複数の作動パターンに未抽出のものが残っている場合には、当該未抽出の各作動パターンでの充電時間を０に設定する。
【０１２６】
さらに、充電スケジュール作成部１３０は、ステップＳ２４０に処理を進めて、ステップＳ２２８，Ｓ２３５またはＳ２３６によって算出または設定された、補機負荷の作動を伴う各作動パターンでの充電時間の和に従って、外部充電の充電所要時間推定値Ｔｃｈを算出する。
【０１２７】
このようにして、補機負荷の作動を伴う外部充電のみによってバッテリ１０の外部充電が完了するケース（図１０）と、補機負荷の作動を伴わない充電時間が存在するケース（図９）との双方において、補機負荷の作動パターンに応じて、外部充電の所要期間を正確に算出することができる。
【０１２８】
図１１は、外部充電の充電所要時間推定に基づく充電スケジュールの作成例を説明する概念図である。
【０１２９】
図１１（ａ）には、図９の制御処理に従って充電所要時間が推定されたときの作成例が示され、図１１（ｂ）には、図１０の制御処理に従って充電所要時間が推定されたときの作成例が示される。
【０１３０】
図１１を参照して、時刻ｔ０において、充電ケーブル５５の接続により外部充電が開始可能な状態が形成されて、充電モードが開始される。充電スケジュールは、充電終了時刻ｔｘにおいて、バッテリ１０が満充電状態となるように作成される。
【０１３１】
図１１（ａ）の場合には、図９のステップＳ２１０により算出された充電所要時間推定値Ｔｃｈに従って、充電開始時刻ｔｓが設定される。一方で、補機負荷８０または９０は、補機負荷制御部１１０による作動スケジュールに従って、作動開始時刻ｔｓ（ａｕ）から作動する。たとえば、このタイミングから電池プレヒートのために、バッテリヒータ９１がオンされる。
【０１３２】
図１１（ａ）では、Ｗａｕ＜Ｗｔｌ（Ｓ２０４がＹＥＳ判定）であることから、補機負荷の作動期間での外部充電による充電電力量のみでは、バッテリ１０は満充電状態まで至らない。このため、充電開始時刻ｔｓは、作動開始時刻ｔｓ（ａｕ）よりも前になることが理解される。
【０１３３】
一方で、図１１（ｂ）の場合には、図１０のステップＳ２４０により算出された充電所要時間推定値Ｔｃｈに従って、充電開始時刻ｔｓ（ｃｈ）が設定される。一方で、補機負荷８０または９０は、補機負荷制御部１１０による作動スケジュールに従って、作動開始時刻ｔｓ（ａｕ）から作動する。図１１（ｂ）では、Ｗａｕ≧Ｗｔｌ（Ｓ２０４がＮＯ判定）であることから、補機負荷の作動期間での外部充電による充電電力量のみで、バッテリ１０が満充電状態となる。このため、作動開始時刻ｔｓ（ｃｈ）は、充電開始時刻ｔｓ（ｃｈ）よりも前となる。
【０１３４】
このように、本実施の形態に従う車両によれば、外部充電中における充電電力の実績値の学習を補機負荷の作動パターン毎に層別して実行することができる。したがって、補機負荷の作動状況に応じてバッテリ１０の充電電力が変化しても、充電電力の学習値を用いて充電所要時間を正確に推定することができる。
【０１３５】
この結果、タイマー充電による外部充電において、設定された充電終了時刻においてバッテリ１０が満充電状態となるように、充電開始時刻を適切に設定することができる。これにより、車両１００の運転開始時にバッテリ１０の外部充電が未完であったり、バッテリ１０が満充電状態で長時間放置されたりすることがないので、ユーザの利便性向上およびバッテリの劣化防止を図ることができる。
【０１３６】
（充電電力学習の変形例）
図１２には、充電電力学習部１２０における充電電力学習における学習テーブル設定の変形例を説明する概念図が示される。
【０１３７】
図１２を参照して、学習テーブル６００は、補機負荷８０，９０の作動状況を、消費電力に照らして適切に区分できるように予め定義された作動パターン毎に充電電力学習値が求められるよう設計される。上述のように、補機負荷の作動パターンは、特定の補機負荷（バッテリヒータ９１および／または空調装置８１）のオンオフ、または、補機電源を供給するためのサブＤＣ／ＤＣコンバータ７６およびＤＣ／ＤＣコンバータ８６の作動状態に応じて定義される。
【０１３８】
学習テーブル６００は、外部電源２００の条件を示す電源条件毎に独立に設けることも可能である。電源条件としては、外部電源２００の系統電圧（１００Ｖ／２００Ｖ）および電流定格（通常充電／急速充電）、あるいは、充電地点（自宅／オフィス／駐車場等）を採用することができる。
【０１３９】
電源条件毎に学習値を別個にすることにより、車両１００が異なる充電設備で外部充電される場合にも、充電設備間の固有差による充電電力の違いを充電電力学習値で吸収できるので、外部充電の所要時間推定の精度をさらに高めることができる。
【０１４０】
あるいは、電源条件に代えて、または、さらに電源条件と組合せて、気候条件毎に学習テーブル６００を独立に設けることも可能である。気候条件としては、日時情報によって層別される季節および昼／夜、車両外部の大気温（最高気温または最低気温）、あるいは、車両１００の仕向け地（寒冷地、熱帯地域等）を採用することができる。
【０１４１】
気候条件毎に学習値を別個にすることにより、バッテリ１０の温度に応じた充電効率の差異を反映して充電電力を学習することができる。また、空調装置８１によるタイマー空調での暖房および冷房を区別して、充電電力を学習することができる。
【０１４２】
このように、電源条件および／または気候条件毎に学習テーブル６００を独立に設けることにより、充電電力の実績値学習をさらに高精度化することができる。
【０１４３】
あるいは、充電電力の学習精度を高めるために、所定の補機負荷（特定負荷）の作動時に充電電力学習を禁止することも可能である。
【０１４４】
図１３には、充電電力学習の実行（オン）および停止（オフ）を制御するためのフローチャートが示される。図１３のフローチャートに従う制御処理は、たとえば、充電電力学習部１２０（図３）によって実行することができる。
【０１４５】
図１３を参照して、充電電力学習部１２０は、外部充電中（Ｓ３００のＹＥＳ判定時）において、ステップＳ１３０により、特定負荷が作動中であるか否かを判定する。
【０１４６】
Ｓ３１０での特定負荷は、消費電力が大きい機器（たとえば、ヘッドライト）、あるいは、消費電力が一定しない傾向にある機器（たとえば、音量調整機能を有するオーディオ機器）を含むように予め定めることができる。なお、当該特定負荷のオンオフは、学習テーブル６００での作動パターンの定義には反映されていないものとする。
【０１４７】
充電電力学習部１２０は、特定負荷の停止時（Ｓ３１０のＮＯ判定時）には、ステップＳ３２０に処理を進めて、図６に従った充電電力の実績値学習を実行する。
【０１４８】
一方で、充電電力学習部１２０は、特定負荷の作動時（Ｓ３１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ３３０に処理を進めて、充電電力の学習を停止する。これにより、補機負荷による消費電力が大きいとき、および、変動しているときの充電電力が学習値に反映されることを防止できるので、充電電力学習値が変動することを防止して、学習精度を高めることができる。
【０１４９】
なお、本実施の形態に従う車両１００の構成は例示であり、タイマー充電機能を有する車両であれば、駆動系および外部充電系の構成を限定することなく、本発明を適用可能である点について、確認的に記載する。
【０１５０】
特に、図１では、充電ケーブル５５を経由した電気的接続の確立によって外部充電を行う構成を例示したが、電気的接続を伴わない態様、たとえば、送電コイルおよび受電コイル間での所定周波数の交流電力の非接触伝送によって外部充電を行う車両に対しても、本実施の形態に従うタイマー充電を共通に適用することができる。
【０１５１】
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】
【０１５２】
２  電池パック、１０  蓄電装置（バッテリ）、１４  電池ＥＣＵ、１５  電力線、１６  電流センサ、１７  電圧センサ、１８  温度センサ、４２  充電器、４６  ＨＶ−ＥＣＵ、４７  充電ＥＣＵ、４９  ローカルバス、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  変換部、７６，８６  コンバータ、７９  出力部センサ、８０，９０  補機負荷、８１  空調装置、８２  入力部センサ、８４  補機バッテリ、８５  電源配線、９１  バッテリヒータ、９２  ヘッドライト、９５  オーディオ、１００  車両、１１０  補機負荷制御部、１２０  充電電力学習部、１３０  充電スケジュール作成部、１４０  補機電源制御部、２００  外部電源、２１０  プラグ、３３０  ボックス、３３２  リレー、３３４  制御回路、５０１，５０２，５０３  期間、６００  学習テーブル、ＣＨＲ  充電リレー、ＣＰＬＴ  コントロールパイロット信号、Ｉｂ  電流（バッテリ）、ＰＬＮ１〜ＰＬＮ４  充電電力学習値、Ｐａｖｐ  充電電力平均値、Ｔ１ｐ，Ｔ２ｐ，Ｔ３ｐ  充電時間（作動パターン期間長）、Ｔｃｈ  充電所要時間推定値、Ｖｂ  電圧（バッテリ）、Ｗ１ｐ，Ｗ２ｐ，Ｗ３ｐ  充電電力量、Ｗｔｌ  総充電電力量、ｔｓ  充電開始時刻、ｔｓ（ａｘ）  作動開始時刻（補機負荷）、ｔｘ  充電終了時刻。
【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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【図１２】
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【図１３】
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