JP2020092512A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車載の電力供給源と電力網との間で電力の授受が可能な電動車両において電力需要の平準化に貢献する。【解決手段】ＥＣＵは、運転中に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、所定の実行条件が成立すると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、運転停止予定時刻と、次回の運転開始予定時刻を取得するステップ（Ｓ１０４）と、次回の運転開始予定時刻における第１目標ＳＯＣを設定するステップ（Ｓ１０６）と、運転停止予定時刻における第２目標ＳＯＣを設定するステップ（Ｓ１０８）と、目標ＳＯＣの補正量を設定するステップ（Ｓ１１０）とを含む、処理を実行する。【選択図】図３

Description

本開示は、電力網と電力の授受が可能な電動車両の制御に関する。

近年、ハイブリッド車両や電気自動車等の比較的大容量の蓄電装置を搭載する電動車両について、電力網から電力の供給を受けて蓄電装置を搭載したり、スマートグリッドなどに見られるように、電動車両を電力供給源として考え、電力網を経由して他の供給先に電力を供給したりする技術が公知である。また、電動車両がたとえばハイブリッド車両である場合には、走行中にエンジンにより発電した電力を用いて蓄電装置を充電することが可能となる。

このような電動車両に関して、たとえば、特開２００１−３１４００４号公報（特許文献１）には、たとえば、ナビゲーション装置の走行経路情報と、交通センタから入手した交通情報とを加味することにより作成される、予想走行経路上の車速パターンを用いて充放電スケジュールを設定し、設定された充放電スケジュールに従ってバッテリの充電率を制御することによって、燃料消費量の少ない走行を実現するハイブリッド車両が開示される。

特開２００１−３１４００４号公報

ところで、近年、太陽光発電システム等の再生エネルギーを電力網に供給することによって日中の電力供給不足の解消が図られている。しかしながら、太陽光発電システムの普及が進むほど日中の需要電力が低下するのに対して、電動車両の普及が進むほど夜間に充電が行なわれる車両が増加し需要電力が上昇する。その結果、１日において需要電力が日中と夜間とで急峻に変動する、いわゆる、需要電力のダックカーブ現象の顕在化が問題となっている。そのため、需要電力の変動の改善が求められている。上述の公報に開示されている技術は、電動車両の単独での燃費向上を図るものであり、電動車両の普及が進むことにより生じる課題について何ら考慮されておらず解決することができない。

本開示は、上述した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、車載の電力供給源と電力網との間で電力の授受が可能な電動車両において電力需要の平準化に貢献する電動車両を提供することである。

本開示のある局面に係る電動車両は、車両の駆動力を発生する電動機と、電動機に供給する電力を蓄電する蓄電装置と、車両の駐車中に車両の外部の電力網と蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成される接続部と、車両の運転中および電力網と接続された状態であるときに車両の運転開始予定時刻と運転停止予定時刻とを用いて蓄電装置のＳＯＣを制御する制御装置とを備える。制御装置は、運転中に、次の運転開始予定時刻における蓄電装置のＳＯＣの第１目標値と、電力網と接続された状態での蓄電装置に対する充電電力の上限値とを用いて、次の運転開始予定時刻よりも前に電力網と接続された状態になるときに電力網から要求される電力量の給電が可能となるように運転停止予定時刻における蓄電装置のＳＯＣの第２目標値を設定し、運転停止予定時刻において蓄電装置のＳＯＣが第２目標値になるように運転中の蓄電装置のＳＯＣを制御する。

このようにすると、運転停止予定時刻において車両が駐車し、電力網と接続された状態になるときに電力網から要求される電力量の給電が可能となるとともに、次の運転開始予定時刻において蓄電装置のＳＯＣを第１目標値にすることができる。そのため、車両が駐車し、次の運転開始予定時刻よりも前に需要電力が増加する期間がある場合には、当該期間に電力網への給電を行なうことができる。そのため、電力需要の平準化に貢献することができる。

本開示によると、車載の電力供給源と電力網との間で電力の授受が可能な電動車両において電力需要の平準化に貢献する電動車両を提供することができる。

本実施の形態に係る電動車両の構成の一例を概略的に示す図である。 太陽光発電システムおよび外部充電が可能な電動車両の普及が進んだ地域における需要電力の変化の一例を示す図である。 運転中にＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。 インレットにコネクタが接続されるときにＥＣＵ１００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。 ＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本開示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り返さない。

図１は、本実施の形態に係る電動車両（以下、単に車両と記載する）１の構成の一例を概略的に示す図である。車両１は、車載の電力供給源と電力網との間で電力の授受が可能な車両あればよく、本実施の形態においては、たとえば、プラグインハイブリッド自動車の構成を一例として説明する。

図１を参照して、車両１は、蓄電装置２０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）２１と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２２と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）６１と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）６２と、エンジン６３と、動力分割装置６４と、動力伝達ギヤ６５と、駆動輪６６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含む。

蓄電装置２０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池を含んで構成される。蓄電装置２０として電気二重層キャパシタ等のキャパシタも採用可能である。蓄電装置２０は、車両１の走行駆動力を生成するための電力をＰＣＵ２２へ供給する。また、蓄電装置２０は、第１ＭＧ６１とエンジン６３とを用いた発電動作によって発電された電力により充電されたり、第２ＭＧ６２の回生制動により発電された電力により充電されたり、第１ＭＧ６１または第２ＭＧ６２の駆動動作により放電されたり、車両外部から供給される電力により充電されたり、車両外部への電力の供給により放電されたりする。

ＳＭＲ２１は、蓄電装置２０とＰＣＵ２２との間に電気的に接続されている。ＳＭＲ２１の閉成／開放は、ＥＣＵ１００からの指令に従って制御される。

ＰＣＵ２２は、ＥＣＵ１００からの指令に従って、蓄電装置２０と第１ＭＧ６１との間で電力変換を行なったり、蓄電装置２０と第２ＭＧ６２との間で電力変換を行なったりする。ＰＣＵ２２は、蓄電装置２０から電力を受けて第１ＭＧ６１または第２ＭＧ６２を駆動するインバータと、インバータに供給される直流電圧のレベルを調整するコンバータ（いずれも図示せず）等とを含んで構成される。

第１ＭＧ６１および第２ＭＧ６２の各々は、三相交流回転電機であって、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１ＭＧ６１および第２ＭＧ６２は、いずれも電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。第１ＭＧ６１および第２ＭＧ６２は、ＰＣＵ２２を介して蓄電装置２０と接続される。

第１ＭＧ６１は、たとえば、エンジン６３の始動時においては、ＰＣＵ２２に含まれるインバータによって駆動され、エンジン６３の出力軸を回転させる。また、第１ＭＧ６１は、発電時においては、エンジン６３の動力を受けて発電する。第１ＭＧ６１によって発電された電力は、ＰＣＵ２２を介して蓄電装置２０に蓄えられる。

第２ＭＧ６２は、たとえば、車両１の走行時においては、ＰＣＵ２２に含まれるインバータによって駆動される。第２ＭＧ６２の動力は、動力伝達ギヤ６５を介して駆動輪６６に伝達される。また、第２ＭＧ６２は、たとえば、車両１の制動時においては、駆動輪６６により第２ＭＧ６２が駆動され、第２ＭＧ６２が発電機として動作して、回生制動を行なう。第２ＭＧ６２によって発電された電力は、ＰＣＵ２２を介して蓄電装置２０に蓄えられる。

エンジン６３は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料（ガソリンや軽油）を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態をＥＣＵ１００によって電気的に制御できるように構成されている。ＥＣＵ１００は、エンジン６３が車両１の状態に基づいて設定される目標回転数および目標トルクで動作するように、エンジン６３の燃料噴射量、点火時期および吸入空気量等を制御する。エンジン６３の動力は、動力分割装置６４よって駆動輪６６に伝達される経路と第１ＭＧ６１へ伝達される経路とに分割される。動力分割装置６４は、たとえば、遊星歯車機構によって構成される。

車両１は、外部充電または外部給電を行なうための構成として、充放電リレー２６と、電力変換装置２７と、インレット２８とをさらに備える。インレット２８には、コネクタ３２が連結される。コネクタ３２は、ケーブル３１を介して住宅５のＨＥＭＳ（Home Energy Management System）５３に連結される。図１においては、コネクタ３２がインレット２８に取り付けられた状態が示されるが、コネクタ３２は、インレット２８から脱着可能に構成され、外部充電または外部給電が行なわれる場合にインレット２８にコネクタ３２が取り付けられ、車両１が運転される場合にインレット２８からコネクタ３２が取り外される。

蓄電装置２０の外部充電時には、ＨＥＭＳ５３側からケーブル３１、コネクタ３２およびインレット２８を介して電力が供給され、電力変換装置２７において蓄電装置２０の充電が可能な電力（以下、充電電力と記載する）に変換され、変換された充電電力が蓄電装置２０に供給される。一方、蓄電装置２０の外部給電時には、電力変換装置２７において所定の電力（たとえば、交流電力）に変換され、変換された交流電力がインレット２８、コネクタ３２およびケーブル３１を介してＨＥＭＳ５３に供給される。

充放電リレー２６は、蓄電装置２０と電力変換装置２７との間に電気的に接続されている。充放電リレー２６が閉成され、かつ、ＳＭＲ２１が閉成されると、インレット２８と蓄電装置２０との間で電力伝送が可能な状態となる。

電力変換装置２７は、充放電リレー２６とインレット２８との間に電気的に接続されている。電力変換装置２７は、ＥＣＵ１００からの指令に従って、ＨＥＭＳ５３から供給される電力を充電電力に変換したり、あるいは、蓄電装置２０からの電力を給電可能な電力（たとえば、ＡＣ１００Ｖの交流電力）に変換したりする。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）など）１０２、および、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）等を含んで構成されている。ＥＣＵ１００は、車両１が所望の状態となるように車両１内の各機器（ＳＭＲ２１、ＰＣＵ２２、充放電リレー２６、電力変換装置２７およびエンジン６３など）を制御する。ＥＣＵ１００により実行される各種制御は、ソフトウェア処理、すなわち、メモリ１０２に格納されたプログラムがＣＰＵ１０１により読み出されることにより実行される。ＥＣＵ１００による各種制御は、ソフトウェア処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理してもよい。

車両１は、ナビゲーション装置４０と、無線通信装置５０とをさらに備える。ナビゲーション装置４０は、車両１の位置情報（車両１の現在地や走行履歴など）を取得するように構成される。ナビゲーション装置４０は、たとえば、人工衛星からの電波に基づいて車両１の現在地を特定するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機４１を含む。ナビゲーション装置４０は、ＧＰＳ受信機４１により特定された車両１の各種ナビゲーション処理を実行する。

より具体的には、ナビゲーション装置４０は、車両１のＧＰＳ情報とメモリ（図示せず）に格納された道路地図データとに基づいて、車両１の現在地から目的地までの走行ルート（走行予定ルートまたは目標ルート）を設定し、その走行ルートの情報をＥＣＵ１００に送信する。さらに、ナビゲーション装置４０は、たとえば、ＧＰＳ受信機４１を用いて特定された車両１の現在地や走行履歴についての情報をＥＣＵ１００に送信する。ＥＣＵ１００は、ナビゲーション装置４０から取得した情報をメモリ１０２に記憶させる。

ナビゲーション装置４０は、たとえば、タッチパネル付ディスプレイ４２をさらに含む。タッチパネル付ディスプレイ４２は、車両１の現在地や走行ルートを道路地図上に重ね合わせて表示したり、ＥＣＵ１００からの情報を表示したりする。また、タッチパネル付ディスプレイ４２は、ユーザによる様々な操作を受け付ける。

たとえば、ユーザの操作によって、毎日の車両１の運転開始予定時刻と、運転停止予定時刻と、運転開始予定時刻から運転停止予定時刻までの走行予定ルートとが入力されると、ＥＣＵ１００のメモリ１０２には、メモリ１０２に、入力された運転開始予定時刻と、運転停止予定時刻と、走行予定ルートとが記憶される。そして、メモリ１０２に記憶された運転開始予定時刻と、運転停止予定時刻と、走行予定ルートとを用いて運転中あるいはインレット２８にコネクタ３２が接続された状態における蓄電装置２０のＳＯＣ（State Of Charge）が制御される。

無線通信装置５０は、車両外部と各種情報等を通信するために構成される。無線通信装置５０は、遠距離通信モジュール５１と、近距離通信モジュール５２とを含む。遠距離通信モジュール５１は、たとえば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）通信モジュールを含む。遠距離通信モジュール５１は、通信ネットワーク内の基地局（図示せず）との双方向のデータ通信が可能なように構成されている。近距離通信モジュール５２は、車両１から近距離（たとえば、数メートルから数十メートル程度）にあるユーザの携帯端末（図示せず）や住宅５との双方向のデータ通信が可能なように構成されている。

また、ＥＣＵ１００は、無線通信装置５０を介して様々な情報（車両１の位置情報など）を住宅５に送信したり、住宅５からの情報を受信したりする。なお、ユーザが携帯する携帯端末が無線通信装置５０を介して車両１と通信することも可能である。

ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１の運転中、あるいは、車両１の駐車中であって、インレット２８にコネクタ３２が接続され、電力網８と蓄電装置２０との間で電力の授受が可能な状態であるときに、蓄電装置２０のＳＯＣを算出する。

なお、ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。

ＥＣＵ１００は、車両１の運転中において、ＣＤ（Charge Depleting）モードおよびＣＳ（Charge Sustaining）モードのいずれかを選択し、選択されたモードに応じてエンジン６３およびＰＣＵ２２を制御する。ＣＤモードとは、蓄電装置２０のＳＯＣ（State Of Charge）を消費する制御モードである。ＣＳモードとは、蓄電装置２０のＳＯＣを所定範囲に維持する制御モードである。

ＥＣＵ１００は、たとえば、外部充電によって蓄電装置２０の充電が完了した後に車両１が運転される場合には、蓄電装置２０のＳＯＣがＣＳモードにおけるＳＯＣの制御中心（以下、目標ＳＯＣともいう）に低下するまではＣＤモードを選択し、ＳＯＣがＣＳモードにおけるＳＯＣの制御中心まで低下した後はＣＳモードを選択する。

ＣＤモードにおいては、基本的には、蓄電装置２０に蓄えられた電力（主には外部充電によって充電された電力）が消費される。ＣＤモードでの走行中においては、ＳＯＣを維持するためにはエンジン６３は作動しない。したがって、減速中の第２ＭＧ６２の回生電力等により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が大きくなり、全体としてはＳＯＣが徐々に減少する。

一方、ＣＳモードにおいては、ＳＯＣは、目標ＳＯＣを中心として、目標ＳＯＣよりも高い制御上限値と目標ＳＯＣよりも低い制御下限値とによって規定される所定範囲内に維持される。

たとえば、ＣＤモードの走行中において蓄電装置２０のＳＯＣがＣＳモードでの制御中心である目標ＳＯＣまで低下すると、ＥＣＵ１００は、エンジン６３を始動させ、制御モードをＣＤモードからＣＳモードへ移行させる。その後、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣが所定範囲内で維持されるようにエンジン６３を間欠的に作動する。

具体的には、ＥＣＵ１００は、蓄電装置２０のＳＯＣが制御下限値まで低下するとエンジン６３を作動させ、ＳＯＣが制御上限値に達するとエンジン６３を停止させることによって、ＳＯＣを所定範囲内に維持する。すなわち、ＣＳモードにおいては、ＳＯＣを所定範囲に維持するためにエンジン６３が作動する。さらに、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣが目標ＳＯＣよりも高い場合には、蓄電装置２０の放電を促進し、ＳＯＣが目標ＳＯＣよりも低い場合には、蓄電装置２０の充電を促進するようにエンジン６３の出力を制御する。

住宅５は、ＨＥＭＳ５３と、通信装置５４と、電気機器５８とが設けられる。ＨＥＭＳ５３は、車両１との間で電力を授受する第１入出力部５３ａと、電力網８との間で電力を授受する第２入出力部５３ｂと、電気機器５８に給電するための出力部５３ｃとを含む。通信装置５４は、車両１の無線通信装置５０と通信可能に構成される。ＨＥＭＳ５３は、通信装置５４を経由して車両１との間で情報を授受する。

ＨＥＭＳ５３は、たとえば、配電盤、電力変換装置および制御装置等によって構成される。ＨＥＭＳ５３は、たとえば、電力網８から供給される電力を電気機器５８に供給したり、車両１に供給したり、車両１への電力の供給量を調整したりする。あるいは、ＨＥＭＳ５３は、たとえば、車両１から供給される電力を電気機器５８に供給したり、電力網８に供給したり、電力網８への電力の供給量を調整したりする。なお、住宅５には、図示しない太陽光発電システムが設けられ、ＨＥＭＳ５３によって太陽光発電システムにおいて発電された電力が車両１、電力網８、および、電気機器５８のうちの少なくともいずれかに供給されてもよい。

このような構成を有する車両１は、上述したように、電力網８から電力の供給を受けて蓄電装置２０を搭載したり、スマートグリッドなどに見られるように、車両１を電力供給源として考え、電力網８を経由して他の供給先に電力を供給したりする技術が知られている。また、車両１には、エンジン６３が搭載されているため、走行中にエンジン６３により発電した電力を用いて蓄電装置２０を充電することが可能となる。

また、近年、太陽光発電システム等の再生エネルギーを電力網８に供給することによって日中の電力供給不足の解消が図られている。しかしながら、太陽光発電システムの普及が進むほど日中の需要電力が低下するのに対して、車両１を一例とするような電動車両の普及が進むほど夜間に充電が行なわれる車両が増加し需要電力が上昇する。その結果、１日において需要電力が日中と夜間とで急峻に変動する、いわゆる、需要電力のダックカーブ現象の顕在化が問題となっている。

図２は、太陽光発電システムおよび外部充電が可能な電動車両の普及が進んだ地域における需要電力の変化の一例を示す図である。図２の縦軸は、需要電力を示す。図２の横軸は、時間を示す。需要電力は電力網８に要求する電力を示す。

図２に示すように、８時までの期間は、日の出前の期間を含み、そのような期間において太陽光発電を行なうことができない。また、８時までの期間は、当該地域内の住宅の住人の多くが就寝中となる期間を含み、そのような期間において需要電力の変動は小さい。

一方、８時以降においては、日の出とともに太陽光発電が行なわれるため、当該地域内の住宅で消費される電力の一部が太陽光発電によって発電された電力により補われる。その結果、８時までの期間よりも需要電力が低下する。また、８時以降においては、太陽の高度が高くなるにつれて太陽光発電の発電電力が増加するため、需要電力がさらに減少していく。そして、太陽の高度が低くなるにつれて太陽光発電の発電電力が減少するため、需要電力が増加していく。１８時以降においては、日の入りによって太陽光発電を行なうことができなくなることに加えて住宅に帰宅した住人が住宅内の電気機器を利用するとともに電動車両の充電を行なうことにより、需要電力が急激に増加する。その結果、１日において需要電力が日中と夜間とで急峻に変動する、いわゆる、需要電力のダックカーブ現象が発生することになる。そのため、需要電力の変動の改善が求められている。

このような需要電力の変動の改善手法の一例として、たとえば、当該地域内のすべての電動車両に対して１日における需要電力が比較的高くなる夜間の一部の期間（以下、放電期間と記載する）に所定の放電量の外部給電を要求することによって需要電力の変動を抑制することが考えられる。しかしながら、このような外部給電が車両１に要求される場合には、駐車中にエンジン６３が始動すると騒音が発生することになるため、車両１の運転中に外部給電に備えて蓄電装置２０のＳＯＣを調整することが望ましい。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、車両１の運転中に、次の運転開始予定時刻における蓄電装置２０のＳＯＣの第１目標値（以下、第１目標ＳＯＣと記載する）と、電力網８と接続された状態での蓄電装置２０に対する充電電力の上限値とを用いて、次の運転開始予定時刻よりも前に電力網８と接続された状態になるときに電力網８から要求される電力量の給電が可能となるように運転停止予定時刻における蓄電装置２０のＳＯＣの第２目標値（以下、第２目標ＳＯＣと記載する）を設定するものとする。そして、ＥＣＵ１００は、運転停止予定時刻において蓄電装置２０のＳＯＣが第２目標ＳＯＣになるように運転中の蓄電装置２０のＳＯＣを制御するものとする。

このようにすると、運転停止予定時刻において車両１が駐車し、電力網８と接続された状態になるときに電力網８から要求される電力量の給電が可能となるとともに、次の運転開始予定時刻において蓄電装置２０のＳＯＣを第１目標ＳＯＣにすることができる。そのため、車両１が駐車し、次の運転開始予定時刻よりも前に放電期間がある場合には、放電期間に電力網８への給電を行なうことができる。そのため、電力需要の平準化に貢献することができる。

以下、図３を参照して、運転中にＥＣＵ１００で実行される処理について説明する。図３は、運転中にＥＣＵ１００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、図１で示したＥＣＵ１００により、所定の処理周期で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、車両１が運転中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１が走行可能状態である場合に車両１が運転中であると判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１がＲｅａｄｙ−ＯＮ状態である場合に車両１が走行可能状態であると判定する。なお、ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１のシステムがオフ状態であるときにスタートボタン（図示せず）が操作されることによって、車両１のシステムを起動し（すなわち、走行に関連する電気機器を作動可能な状態にし）、車両１をＲｅａｄｙ−ＯＮ状態とする。車両１が運転中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、所定の実行条件が成立するか否かを判定する。所定の実行条件は、たとえば、運転を開始してから第２目標ＳＯＣが設定されていないという条件と、現在の時刻がその日の放電期間よりも前の時間帯であるという条件とを含むようにしてもよい。所定の実行条件が成立すると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、運転停止予定時刻と次回の運転開始予定時刻とを取得する。ＥＣＵ１００は、たとえば、メモリ１０２に記憶される、運転停止予定時刻と次回の運転開始予定時刻とを取得する。メモリ１０２への運転停止予定時刻の記憶や運転開始予定時刻の記憶については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、次回の運転開始予定時刻における第１目標ＳＯＣを設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、次回の運転開始予定時刻以降の車両１の走行予定ルートに基づいて消費される電力量を推定し、推定された電力量に相当するＳＯＣの変化分を蓄電装置２０のＳＯＣの下限値に加算した値を第１目標ＳＯＣとして設定する。走行予定ルートに基づく消費電力量は、たとえば、走行予定ルートにおける走行距離と所定距離当たりの平均的な消費電力量とによって算出されてもよい。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、運転停止予定時刻における第２目標ＳＯＣを設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、次回の運転開始予定時刻において蓄電装置２０のＳＯＣを第１目標ＳＯＣとするために充電開始時点において必要となるＳＯＣを推定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、ＳＯＣの下限値から第１目標ＳＯＣになるまで電力網８から供給される電力を用いた充電が蓄電装置２０に対する充電電力の上限値で行なわれた場合の充電開始時刻を推定する。なお、ＳＯＣの下限値は、たとえば、予め定められた値であって、かつ、放置状態が継続されても劣化が促進されない値に設定される。

ＥＣＵ１００は、推定された充電開始時刻が放電期間の終期以後の時刻になる場合には、ＳＯＣの下限値を充電開始時点において必要となるＳＯＣの下限値として推定する。

一方、ＥＣＵ１００は、推定された充電開始時刻が放電期間の終期よりも前の時刻である場合には、充電開始時刻から放電期間の終期の時点までの間で充電可能な電力量に相当するＳＯＣの変化分をＳＯＣの下限値に加算した値を充電開始時点において必要となるＳＯＣの下限値として推定する。

ＥＣＵ１００は、充電開始時点において必要となるＳＯＣの下限値に、放電期間中に電力網８への給電が要求される電力量に相当するＳＯＣの変化分を加算した値を運転停止予定時刻における第２目標ＳＯＣとして設定する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、目標ＳＯＣの補正量を設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、第２目標ＳＯＣが目標ＳＯＣになるように補正量を設定してもよいし、あるいは、現在の目標ＳＯＣと第２目標ＳＯＣとの差分がしきい値よりも大きい場合には、しきい値（あるいは、しきい値に所定の係数を乗算した値）を目標ＳＯＣの補正量として設定してもよい。なお、ＥＣＵ１００は、運転中において目標ＳＯＣの補正量が設定される場合には、現在の目標ＳＯＣに補正量を加算した値を新たな目標ＳＯＣとして設定する。

次に、図４を参照しつつ、車両１のインレット２８にコネクタ３２が接続されるときにＥＣＵ１００で実行される処理について説明する。図４は、インレット２８にコネクタ３２が接続されるときにＥＣＵ１００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ１００は、インレット２８にコネクタ３２が接続されたか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、インレット２８へのコネクタ３２の接続を検出するセンサ（図示せず）から所定の接続信号を受信した場合にインレット２８にコネクタ３２が接続されたと判定してもよい。インレット２８にコネクタ３２が接続されたと判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ１００は、現在の時刻が放電期間内の時刻であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、タイマー（図示せず）によって計測される現在の時刻が予め定められた放電期間内であるか否かを判定する。予め定められた放電期間としては、たとえば、１日のうちの需要電力がしきい値を超える期間（たとえば、図２の１８時から２３時までの期間）が設定される。現在の時刻が放電期間内の時刻であると判定される場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ１００は、放電期間に車両１に割り当てられた放電量（以下、割り当て分と記載する）の放電が未完了であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、割り当て分の放電が完了したときにオン状態となるフラグ（以下、放電完了フラグと記載する）の状態に基づいて割り当て分の放電が未完了であるか否かを判定する。割り当て分の放電が未完了であると判定される場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ１００は、割り当て分の放電が可能であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、現在のＳＯＣからＳＯＣの下限値までの差分に相当する電力量が割り当て分よりも大きい場合に割り当て分の放電が可能であると判定する。割り当て分の放電が可能であると判定される場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移される。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ１００は、放電制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、充放電リレー２６をオン状態にした後、蓄電装置２０側からの直流電力が交流電力に変換されるように電力変換装置２７を制御するとともに、住宅５のＨＥＭＳ５３と通信して、車両１から供給される電力が電力網８に供給されるようにＨＥＭＳ５３を制御する。

なお、割り当て分の放電が可能でないと判定される場合（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。Ｓ２１０にて、ＥＣＵ１００は、エンジン６３を始動させる。なお、ＥＣＵ１００は、エンジン６３が作動中である場合には、放電制御の実行時において、蓄電装置２０から供給される電力に加えてまたは代えて第１ＭＧ６１において発生する発電電力を電力網８に供給するようにＨＥＭＳ５３を制御する。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ１００は、放電制御の実行が開始されてからの車両１から電力網８への放電量がしきい値よりも大きいか否かを判定する。なお、しきい値は、割り当て分に相当する値である。放電量がしきい値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。なお、放電量がしきい値以下であると判定される場合（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２１２に戻される。

Ｓ２１４にて、ＥＣＵ１００は、放電制御を停止する。具体的には、ＥＣＵ１００は、住宅５のＨＥＭＳ５３と通信して、車両１からの電力網８への電力供給が停止されるようにＨＥＭＳ５３を制御するとともに、電力変換装置２７の動作を停止し、充放電リレー２６をオフ状態にする。また、このとき、ＥＣＵ１００は、放電完了フラグをオン状態にする。さらに、ＥＣＵ１００は、エンジン６３が作動中である場合には、エンジン６３を停止させる。

なお、現在の時刻が放電期間内の時刻でないと判定されたり（Ｓ２０２にてＮＯ）、割り当て分の放電が完了していると判定される場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２１６に移される。

Ｓ２１６にて、ＥＣＵ１００は、メモリ１０２から運転開始予定時刻を取得する。Ｓ２１８にて、ＥＣＵ１００は、蓄電装置２０の充電を要するか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、運転開始予定時刻と、その後の運転停止予定時刻あるいは走行予定ルートとから必要とされる第１目標ＳＯＣを推定する。ＥＣＵ１００は、蓄電装置２０の現在のＳＯＣが第１目標ＳＯＣよりも低い場合に蓄電装置２０の充電を要すると判定する。蓄電装置２０の充電を要すると判定される場合（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０に移される。

Ｓ２２０にて、ＥＣＵ１００は、充電開始時刻を設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、第１目標ＳＯＣと、電力網８からの電力を用いた充電における充電電力の上限値とから充電開始時刻を設定する。充電開始時刻の設定方法については、上述の充電開始時刻の推定方法と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２２２にて、ＥＣＵ１００は、現在の時刻が充電開始時刻に到達しているか否かを判定する。現在の時刻が充電開始時刻に到達していると判定される場合（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、処理はＳ２２４に移される。なお、充電開始時刻に到達していないと判定される場合（Ｓ２２２にてＮＯ）、処理はＳ２２２に戻される。

Ｓ２２４にて、ＥＣＵ１００は、充電制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、充放電リレー２６をオン状態にするとともに、住宅５のＨＥＭ５３と通信して、電力網８から供給される電力が車両１に供給されるようにＨＥＭＳ５３を制御した後、電力網８からの交流電力が直流電力に変換されるように電力変換装置２７を制御する。

Ｓ２２６にて、ＥＣＵ１００は、蓄電装置２０のＳＯＣがしきい値よりも大きいか否かを判定する。しきい値は、たとえば、第１目標ＳＯＣであってもよいし、あるいは、第１目標ＳＯＣに一定のマージンを加えた値であってもよい。蓄電装置２０のＳＯＣがしきい値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２２６にてＹＥＳ）、処理はＳ２２８に移される。なお、蓄電装置２０のＳＯＣがしきい値以下であると判定される場合（Ｓ２２６にてＮＯ）、処理はＳ２２６に戻される。

Ｓ２２８にて、ＥＣＵ１００は、充電制御を停止する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電力変換装置２７の動作を停止するとともに、住宅５のＨＥＭＳ５３と通信して、電力網８から車両１への電力供給が停止されるようにＨＥＭＳ５３を制御するとともに、充放電リレー２６をオフ状態にする。なお、充電を要しないと判定される場合（Ｓ２１６にてＮＯ）、この処理は終了される。

以上のような構造およびフローチャートに基づくＥＣＵ１００の動作について図５を参照しつつ説明する。図５は、ＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５の横軸は、時間を示し、図５の縦軸は、ＳＯＣを示す。図５のＬＮ１（実線）は、翌日の運転開始予定時刻ｔ（３）における第１目標ＳＯＣとしてＳＯＣ（３）が設定される場合の蓄電装置２０のＳＯＣの変化を示す。図５のＬＮ２（破線）は、翌日の運転開始予定時刻ｔ（３）における第１目標ＳＯＣとしてＳＯＣ（６）（＞ＳＯＣ（３））が設定される場合の蓄電装置２０のＳＯＣの変化を示す。また、図５において、たとえば、１日のうちの１８時から２３時までの期間が放電期間として設定されるものとする。

＜車両１の運転中のＥＣＵ１００の動作について＞
たとえば、時間ｔ（０）にて、車両１が運転中であり、かつ、第２目標ＳＯＣが設定されていない場合を想定する。

この場合、車両１が運転中であると判定されるとともに（Ｓ１００にてＹＥＳ）、所定の実行条件が成立すると判定されるため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、運転停止予定時刻ｔ（１）と次回の運転開始予定時刻ｔ（３）とが取得される（Ｓ１０４）。

そして、図５のＬＮ１に示すように、次回の運転開始予定時刻ｔ（３）における第１目標ＳＯＣとして、ＳＯＣ（３）が設定される場合には（Ｓ１０６）、運転停止予定時刻ｔ（１）における第２目標ＳＯＣは、以下のように設定される（Ｓ１０８）。

すなわち、蓄電装置２０のＳＯＣが下限値ＳＯＣ（０）から、上限の充電電力で蓄電装置２０が充電されたときの充電開始時刻ｔ（２）が推定される。推定された充電開始時刻ｔ（２）が放電期間の終期である２３時よりも後である場合には、下限値ＳＯＣ（０）に割り当て分の放電量に相当するＳＯＣの変化分を加算して算出される値ＳＯＣ（４）が第２目標ＳＯＣとして設定される。

そして、設定された第２目標ＳＯＣと現在の目標ＳＯＣとの差分に応じて目標ＳＯＣの補正量が設定され、現在の目標ＳＯＣに補正量が加算されることで新たな目標ＳＯＣが設定される。このような動作が繰り返されることにより、時間が経過するとともに制御中心である目標ＳＯＣは、ＳＯＣ（４）に近づいていく。そのため、蓄電装置２０のＳＯＣは、時間ｔ（１）にて、車両１が駐車されるときに蓄電装置２０のＳＯＣがＳＯＣ（４）となる。

一方、図５のＬＮ２に示すように、次回の運転開始予定時刻ｔ（３）における第１目標ＳＯＣとして、ＳＯＣ（６）が設定される場合には（Ｓ１０６）、運転停止予定時刻ｔ（１）における第２目標ＳＯＣは、以下のように設定される（Ｓ１０８）。

すなわち、蓄電装置２０のＳＯＣが下限値ＳＯＣ（０）から、上限の充電電力で蓄電装置２０が充電されたときの充電開始時刻ｔ（２）’が推定される。推定された充電開始時刻ｔ（２）’が放電期間の終期である２３時よりも前である場合には、推定された充電開始時刻に下限値ＳＯＣ（０）から上限の充電電力で蓄電装置２０が充電された場合の２３時における蓄電装置２０のＳＯＣ（１）が推定される。そして、推定されたＳＯＣ（１）に割り当て分の放電量に相当するＳＯＣの変化分を加算して算出される値ＳＯＣ（５）（＞ＳＯＣ（４））が第２目標ＳＯＣとして設定される。

そして、設定された第２目標ＳＯＣと現在の目標ＳＯＣとの差分に応じて目標ＳＯＣの補正量が設定され、現在の目標ＳＯＣに補正量が加算されることで新たな目標ＳＯＣが設定される。このような動作が繰り返されることにより、時間が経過するとともに制御中心である目標ＳＯＣは、ＳＯＣ（５）に近づいていく。そのため、蓄電装置２０のＳＯＣは、時間ｔ（１）にて、車両１が駐車されるときに蓄電装置２０のＳＯＣがＳＯＣ（５）となる。

＜インレット２８にコネクタ３２が接続されたときのＥＣＵ１００の動作について＞
たとえば、運転停止予定時刻において、車両１のインレット２８にコネクタ３２が接続され（Ｓ２００にてＹＥＳ）、現在の時刻が放電期間内の時刻であって（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、割り当て分の放電が未完了であって（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、かつ、割り当て分の放電が可能であると判定される場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、放電制御が実行される（Ｓ２０８）。放電制御が実行されることによって車両１からＨＥＭＳ５３を経由して電力網８に電力が供給される。そして、電力網８への放電量がしきい値を超える場合に（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、放電制御が停止される（Ｓ２１４）。

このように、放電期間において車両１から電力網８に対して割り当て分の放電が行なわれることによって放電期間において高まる需要電力に対応した電力網８への電力供給が可能となる。

一方、車両１のインレット２８にコネクタ３２が接続された状態で（Ｓ２００にてＹＥＳ）、現在の時刻が放電期間内の時刻でなかったり（Ｓ２０２にてＮＯ）、割り当て分の放電が完了していたりすると（Ｓ２０４にてＮＯ）、運転開始予定時刻が取得される（２１６）。

そして、蓄電装置２０の現在のＳＯＣが運転開始予定時刻の第１目標ＳＯＣよりも小さいと充電を要すると判定され（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、充電開始時刻が設定される（Ｓ２２０）。

その後、現在の時刻が充電開始時刻に到達すると（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、充電制御が実行される（Ｓ２２４）。充電制御が実行されることによって電力網８からＨＥＭＳ５３を経由して車両１に電力が供給される。そして、蓄電装置２０のＳＯＣがしきい値である第２目標ＳＯＣを超えると（Ｓ２２６にてＹＥＳ）、充電制御が停止される（Ｓ２２８）。

以上のようにして、本実施の形態に係る電動車両によると、運転停止予定時刻において車両１が駐車し、電力網８と接続された状態になるときに電力網８から要求される電力量の給電が可能となるとともに、次の運転開始予定時刻において蓄電装置２０のＳＯＣを第１目標ＳＯＣにすることができる。そのため、車両１が駐車し、次の運転開始予定時刻よりも前に放電期間がある場合には、放電期間に電力網８への給電を行なうことができる。そのため、電力需要の平準化に貢献することができる。したがって、車載の電力供給源と電力網との間で電力の授受が可能な電動車両において電力需要の平準化に貢献する電動車両を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、インレット２８にコネクタ３２を取り付けることによって、ＨＥＭＳ５３と蓄電装置２０との間で電力を授受する構成を一例として説明したが、たとえば、ＨＥＭＳ５３と蓄電装置２０との間で非接触で電力を授受する構成であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、車両１は、第１ＭＧ６１と、エンジン６３と、第２ＭＧ６２とを動力分割装置６４によって接続される構成を一例としたハイブリッド自動車であるものとして説明したが、車両１は、外部への給電が可能な電動車両であればよく、たとえば、シリーズ方式などの異なる方式のハイブリッド自動車であってもよいし、電気自動車であってもよい。なお、電気自動車である場合には、第２ＭＧ６２の出力特性を変化させるなどしてＳＯＣの低下速度を変化させることによって運転停止予定時刻に第２目標ＳＯＣになるように蓄電装置２０のＳＯＣを調整してもよい。

さらに上述の実施の形態では、運転停止予定時刻よりも前に住宅５以外の充電設備で充電しない場合を前提として説明したが、たとえば、運転停止予定時刻よりも前に住宅５以外の充電設備において蓄電装置２０を充電する場合には、当該充電設備において蓄電装置２０のＳＯＣが第１目標ＳＯＣ以上のＳＯＣ（たとえば、その後の運転停止予定時刻までＣＤモードで走行する場合に要する電力量に相当するＳＯＣの変化分を第１目標ＳＯＣに加算した値）になるまで蓄電装置２０が充電されてもよい。

さらに上述の実施の形態では、インレット２８にコネクタ３２が取り付けられた場合に、放電期間内の時刻であっても、蓄電装置２０による放電が可能でないときにエンジンを始動し、第１ＭＧ６１において発生した発電電力を電力網８に供給するものとして説明したが、住宅５に別途蓄電装置が設けられる場合には、当該蓄電装置から電力網８への放電の要求量の全部あるいは不足分の電力を供給してもよい。

さらに上述の実施の形態では、車両１に対して放電期間内に所定量の放電を要求する場合を一例として説明したが、たとえば、管理サーバにおいて、所定地域における１日の需要電力の変化を予測し、放電期間内に需要電力が通常よりも増加することが予測される場合には、管理サーバは、車両１に対して所定量よりも増加した放電量を要求してもよいし、車両１を含む複数の車両の各々に対して所定量よりも増加した放電量を要求してもよいし、車両１を含む複数の車両に搭載される蓄電装置の容量あるいはＳＯＣ等に応じて車両毎に異なる放電量を設定して、設定された放電量を要求してもよい。

さらに上述の実施の形態では、車両１に対して放電期間内に所定量の放電を要求する場合を一例として説明したが、たとえば、車両１に対して１日のうちの需要電力が低下する期間に所定量の充電を要求するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、たとえば、インレット２８にコネクタ３２が取り付けられた場合において、需要電力が低下する期間に重複して充電期間が設定されるように充電開始時刻と充電終了時刻とを調整してもよい。このようにすると、１日のうちの需要電力が低下する期間に電力網８からの電力を用いて充電されるので需要電力を増加させることができる。そのため、日中と夜間との間での需要電力の変動を抑制することができる。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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。

１ 車両、５ 住宅、８ 電力網、２０ 蓄電装置、２１ ＳＭＲ、２２ ＰＣＵ、２６ 充放電リレー、２７ 電力変換装置、２８ インレット、３１ ケーブル、３２ コネクタ、４０ ナビゲーション装置、４１ ＧＰＳ受信機、４２ タッチパネル付ディスプレイ、５０ 無線通信装置、５１ 遠距離通信モジュール、５２ 近距離通信モジュール、５３ａ 第１入出力部、５３ｂ 第２入出力部、５３ｃ 出力部、５４ 通信装置、５８ 電気機器、６１ 第１ＭＧ、６２ 第２ＭＧ、６３ エンジン、６４ 動力分割装置、６５ 動力伝達ギヤ、６６ 駆動輪、１００ ＥＣＵ、１０１ ＣＰＵ、１０２ メモリ。

Claims (1)

1. 車両の駆動力を発生する電動機と、
   前記電動機に供給する電力を蓄電する蓄電装置と、
   前記車両の駐車中に前記車両の外部の電力網と前記蓄電装置との間で電力の授受が可能に構成される接続部と、
   前記車両の運転中および前記電力網と接続された状態であるときに前記車両の運転開始予定時刻と運転停止予定時刻とを用いて前記蓄電装置のＳＯＣを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記運転中に、次の前記運転開始予定時刻における前記蓄電装置のＳＯＣの第１目標値と、前記電力網と接続された状態での前記蓄電装置に対する充電電力の上限値とを用いて、次の前記運転開始予定時刻よりも前に前記電力網と接続された状態になるときに前記電力網から要求される電力量の給電が可能となるように前記運転停止予定時刻における前記蓄電装置のＳＯＣの第２目標値を設定し、
   前記運転停止予定時刻において前記蓄電装置のＳＯＣが前記第２目標値になるように前記運転中の前記蓄電装置のＳＯＣを制御する、電動車両。

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