JP6724807B2 - 充電システム - Google Patents

Description

本開示は、充電システムに関し、より特定的には、車両に搭載された蓄電装置を車両外部から供給された直流電力によって充電するための充電システムに関する。

近年、車両に搭載された蓄電装置を車両外部から供給された電力によって充電することが可能な車両である、プラグインハイブリッド車および電気自動車が市販されている。以下では、車両外部からの電力による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。

外部充電では、外部充電装置から供給された交流電力を交流電力のまま車両に供給し、車両側で交流電力を直流電力に変換する「ＡＣ充電」と、外部充電装置において生成された直流電力を車両に供給する「ＤＣ充電」とが知られている。また、外部充電では、車両または車両外部のサーバ等において設定された時刻スケジュールに従って外部充電を行なう「タイマー充電」と、ユーザの手動操作に従って（直ちに）外部充電を行なう「手動充電」とが用いられる。たとえば、特開２０１４−１６６０５２号公報（特許文献１）は、ＡＣ充電による外部充電装置（ＡＣ充電スタンド）を備えた充電システムにおいてタイマー充電を行なう構成を開示する。

特開２０１４−１６６０５２号公報

本発明者らは、ＤＣ電力による外部充電装置（ＤＣ充電スタンド）を備えた充電システムにおけるタイマー充電では、ＤＣ充電スタンドが制御装置を含んで構成されることに起因して、以下のような課題が生じ得ることに着目した。

多くの場合、ＤＣ充電スタンドの手動充電は、たとえば、ＤＣ充電スタンドと車両とが充電ケーブルにより接続され、かつ、車両の走行システムが停止された状態（いわゆるＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）において実行される。ユーザが充電スタンドに設けられたスイッチを操作すると、ＤＣ充電スタンドの制御装置から、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦにより停止しているＥＣＵ（Electronic Control Unit）へと起動指令が出力され、ＥＣＵが起動される。そして、起動されたＥＣＵは、時刻スケジュールの充電開始条件が成立しているか否か（すなわち時刻スケジュールに従って外部充電を開始すべきか否か）を判定し、充電開始条件が成立している場合には、ＤＣ充電スタンドの制御装置に充電許可信号を出力する。これにより、ＤＣ充電スタンドの充電動作（直流電力の生成動作）が開始される。

しかしながら、タイマー充電では、ユーザが上記スイッチを操作した時刻よりも後の時刻（たとえば数時間から十数時間後の時刻）に、実際の充電動作が行なわれる場合がある。このような場合、ユーザ操作が行なわれたタイミングでしか起動信号が出力されないと、時刻スケジュールの充電開始条件が成立しているか否かを判定すべき適切なタイミングでＥＣＵを起動することができない。言い換えると、上述の構成では、ユーザが手動により上記スイッチを操作しない限り、充電スタンドから起動指令を出力させてＥＣＵを起動することができない。その結果、タイマー充電を実現することができなくなってしまう。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された蓄電装置を外部からの直流電力により充電する充電システムにおいて、タイマー充電を実現可能な技術を提供することである。

本開示のある局面に従う充電システムは、蓄電装置を搭載した車両と、車両の外部に設けられ、蓄電装置に直流電力を供給する外部充電を行なうように構成された外部充電装置とを備える。車両は、時刻スケジュールに従って外部充電を行なうことが可能に構成される。外部充電装置は蓄電装置に供給するための直流電力を生成する電力生成部と、電力生成部の生成動作を制御する制御部と、時刻スケジュールに従う外部充電の実行を指示するためのユーザ操作を受け付ける操作部とを含む。制御部は、操作部がユーザ操作を受け付けた場合に、所定期間が経過する毎に車両に起動指令を出力する。車両は、起動指令により起動して時刻スケジュールの充電開始条件が成立しているか否かを判定し、充電開始条件が成立した場合に充電許可信号を出力する。制御部は、充電許可信号を受けると電力生成部に生成動作を開始させる。

上記構成によれば、外部充電装置（たとえばＤＣ充電スタンド）の制御部は、操作部（たちえばタイマー充電スイッチ）がユーザ操作を受け付けた場合に、所定期間が経過する毎に車両に起動指令を出力する。車両は、起動指令により起動して時刻スケジュールの充電開始条件（タイマー充電の充電開始条件）が成立しているか否かを判定し、充電開始条件が成立した場合に充電許可信号を出力する。制御部は、充電許可信号を受けると電力生成部に生成動作を開始させる。このように、所定期間が経過する毎に車両を起動することで、タイマー充電の充電開始条件が成立しているか否かを適時に判定することが可能となる。したがって、タイマー充電を実現することができる。

本開示によれば、車両に搭載された蓄電装置を外部からの直流電力により充電する充電システムにおいて、タイマー充電を実現することができる。

本開示の実施の形態に係る充電システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。 本実施の形態における手動充電制御を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態におけるタイマー充電制御を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態における開始時刻モードを説明するためのタイムチャートである。 本実施の形態における出発時刻モードを説明するためのタイムチャートである。 充電開始条件が成立しているか否かの判定処理（図３のＳ３１０の処理）をより詳細に説明するためのフローチャートである。 本実施の形態の変形例におけるプレ空調制御を説明するためのタイムチャートである。 本実施の形態の変形例における電池昇温制御を説明するためのタイムチャートである。

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。

［実施の形態］
＜充電システムの構成＞
図１は、本実施の形態に係る充電システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。充電システム１は、車両１００および充電スタンド２００を備える。図１に示すように、車両１００と充電スタンド２００とは、たとえば充電ケーブル３００を経由して電気的に接続される。

充電スタンド２００は、いわゆるＤＣ充電用の充電スタンドであって、系統電源５００からの交流電力を、車両１００に搭載されたバッテリ１３０を充電するための直流電力に変換して出力する。当該充電スタンドは、商用電源の一般的なコンセントに比べて許容電流値が大きいため、ＡＣ充電に比べて充電時間を短縮することできる。なお、充電スタンド２００は、本開示に係る「外部充電装置」に相当する。

充電スタンド２００は、電力線ＡＣＬと、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０と、電圧センサ２２０と、給電線ＰＬ０，ＮＬ０と、手動充電スイッチ２３０と、タイマー充電スイッチ２４０と、制御装置２５０とを含む。

電力線ＡＣＬは、系統電源５００と電気的に接続される。電力線ＡＣＬは、系統電源５００からの交流電力をＡＣ／ＤＣ変換器２１０へ伝達する。

ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、電力線ＡＣＬ上の交流電力を、車両１００に搭載されたバッテリ１３０を充電するための直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０による電力変換は、力率改善のためのＡＣ／ＤＣ変換と、電圧レベル調整のためのＤＣ／ＤＣ変換との組み合わせによって実行されてもよい。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０から出力された直流電力は、正極側の給電線ＰＬ０および負極側の給電線ＮＬ０によって供給される。なお、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、本開示に係る「電力生成部」に相当し、ＡＣ／ＤＣ変換器の電力変換動作が「生成動作」に相当する。

電圧センサ２２０は、給電線ＰＬ０，ＮＬ０の間に設けられる。電圧センサ２２０は、給電線ＰＬ０，ＮＬ０間の電圧し、制御装置２５０に出力する。

手動充電スイッチ２３０は、ユーザによりオン操作されると、直ちに外部充電を行なうことをユーザが選択したことを示す信号を制御装置２５０に出力する。以下、このような充電制御を「手動充電制御」とも称する。

タイマー充電スイッチ２４０は、ユーザによりオン操作されると、車両１００において設定された時刻スケジュールに従って外部充電を行なうことをユーザが選択したことを示す信号を制御装置２５０に出力する。以下、このような充電制御を「タイマー充電制御」とも称する。タイマー充電制御のための時刻設定（後述する開始時刻および出発時刻の設定）は、たとえば車両１００に設けられたタッチパネル等の入力デバイス（図示せず）を用いて実現することができる。なお、タイマー充電スイッチ２４０は、本開示に係る「操作部」に相当する。

制御装置２５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。制御装置２５０は、電圧センサ２２０による検出電圧、各種スイッチ、車両１００からの信号、ならびにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて充電スタンド２００を制御する。この制御の詳細については後述する。なお、制御装置２５０は、本開示に係る「制御部」に相当する。

充電ケーブル３００は、車両１００のインレット１１０と電気的に接続可能に構成されたコネクタ３１０を含む。コネクタ３１０およびインレット１１０が嵌合等の機械的な連結を伴って接続されることにより、給電線ＰＬ０とインレット１１０の正極側の接点との間の電気的な接続が確保されるとともに、給電線ＮＬ０とインレット１１０の負極側の接点との間の電気的な接続が確保される。

車両１００は、電気自動車であって、インレット１１０と、電圧センサ１２０と、バッテリ１３０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１４０と、モータジェネレータ１５０と、動力伝達ギア１６０と、駆動輪１７０と、ＥＣＵ１８０と、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇと、充電線ＰＬ２，ＮＬ２と、充電リレーＤＣＲ−Ｂ、ＤＣＲ−Ｇとを含む。なお、車両１００は、エンジンをさらに含むプラグインハイブリッド車であってもよい。

バッテリ１３０は、充放電可能に構成された蓄電装置であり、車両１００の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ１３０は、モータジェネレータ１５０で発電された電力を蓄電する。バッテリ１３０は、代表的にはリチウムイオン二次電池またはニッケル水素電池等の二次電池によって構成される。あるいは、二次電池に代えて、電気二重層キャパシタ等のキャパシタを用いてもよい。

バッテリ１３０の正極は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂを経由して、ノードＮＤ１と接続される。ノードＮＤ１は、正極側の電力線ＰＬ１および充電線ＰＬ２と電気的に接続される。同様に、バッテリ１３０の負極は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇを経由して、ノードＮＤ２と接続される。ノードＮＤ２は、負極側の電力線ＮＬ１および充電線ＮＬ２と電気的に接続される。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの閉成／開放は、ＥＣＵ１８０からの指令に応じて制御される。

ＰＣＵ１４０は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１およびモータジェネレータ１５０の間に接続される。ＰＣＵ１４０は、図示しないコンバータおよびインバータを含んで構成され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの閉成時に、バッテリ１３０およびモータジェネレータ１５０の間で双方向の電力変換を実行する。

モータジェネレータ１５０は、交流回転電機である。モータジェネレータ１５０が出力するトルクは、減速機および動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１６０を介して駆動輪１７０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１５０は、車両１００の回生制動時には、駆動輪１７０の回転力によって発電することができる。

モータジェネレータ１５０が力行動作して車両駆動力を発生する際には、ＰＣＵ２０は、バッテリ１３０からの直流電力を、正トルクを発生するための交流電力に変換して、モータジェネレータ１５０へ出力する。一方、車両１００の減速時にモータジェネレータ１５０が回生制動を行なう際には、ＰＣＵ２０は、モータジェネレータ１５０によって発電された交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１３０へ出力する。

ＥＣＵ１８０は、ＣＰＵと、メモリと、入出力バッファ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。ＥＣＵ１８０は、各センサ等からの信号に応じて、車両１００が所望の状態となるように機器類を制御する。

充電リレーＤＣＲ−Ｂは充電線ＰＬ２に接続され、充電リレーＤＣＲ−Ｇは充電線ＮＬ２に接続される。充電リレーＤＣＲ−Ｂ，ＤＣＲ−Ｇの閉成／開放は、ＥＣＵ１８０からの指令に応じて制御される。充電リレーＤＣＲ−Ｂ，ＤＣＲ−Ｇが閉成され、かつシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｂが閉成されると、インレット１１０とバッテリ１３０との間での電力伝送が可能な状態となる。

電圧センサ１２０は、充電リレーＤＣＲ−Ｂ，ＤＣＲ−Ｇよりもインレット１１０側において、充電線ＰＬ２およびＮＬ２の間に設けられる。電圧センサ１２０は、充電線ＰＬ２，ＮＬ２間の直流電圧を検出し、ＥＣＵ１８０に出力する。

外部充電制御は、車両１００が走行できない状態（パーキングレンジに設定された状態、または、車両１００の走行システムが停止された状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態））で実行される。ユーザは、車両１００を上記状態としてから充電ケーブル３００のコネクタ３１０をインレット１１０に挿入することによって、外部充電可能な状態を形成することができる。

充電スタンド２００の制御装置２５０と車両１００のＥＣＵ１８０とは、少なくとも充電ケーブル３００が接続された状態において、所定の通信規格であるＣＡＮ（Controller Area Network）またはＰＬＣ（Power Line Communication）等に従って、各種信号、指令および情報（データ）を相互に送受信することが可能である。後述の図２および図３に示されるように、車両１００のＥＣＵ１８０と充電スタンド２００の制御装置２５０との間で相互に信号、指令および情報を送受信することにより、外部充電制御が進められる。

以上のように構成された充電システム１において、上述のように、ユーザが手動充電スイッチ２３０を操作すると手動充電制御が実行され、ユーザがタイマー充電スイッチ２４０を操作するとタイマー充電制御が実行される。以下では、手動充電制御について、まず説明する。

＜手動充電制御＞
図２は、本実施の形態における手動充電制御を説明するためのフローチャートである。図２および後述する図３のフローチャートでは、図中左側に車両１００のＥＣＵ１８０により実行される一連の処理を示し、図中右側に充電スタンド２００の制御装置２５０により実行される一連の処理を示す。また、これらのフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ１８０または制御装置２５０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１８０または制御装置２５０内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図１および図２を参照して、車両１００と充電スタンド２００とは、充電ケーブル３００により接続されている。この状態において、制御装置２５０は、所定の条件が成立したり所定の時間が経過したりする毎に、図２右側に示された処理をメインルーチン（図示せず）から呼び出して実行する。一方、車両１００はＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態であり、ＥＣＵ１８０は停止している。

Ｓ２１０において、制御装置２５０は、ユーザにより手動充電スイッチ２３０がオン操作されたか否かを判定する。手動充電スイッチ２３０がオン操作されていない場合（Ｓ２１０においてＮＯ）、制御装置２５０は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンに戻す。

手動充電スイッチ２３０がオン操作されると（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、制御装置２５０は、車両１００のＥＣＵ１８０を起動するための起動指令（起動トリガ信号）をＥＣＵ１８０に出力する（Ｓ２２０）。起動指令がＥＣＵ１８０に到達するとＥＣＵ１８０が起動し、図２左側に示された処理が開始される。

Ｓ１１０において、ＥＣＵ１８０は、たとえばバッテリ１３０の電圧、温度、ＳＯＣ（State Of Charge）等に基づいて、所定の充電開始条件が成立したか否かを判定する。充電開始条件が成立していない場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ１８０は、その動作を再び停止する（Ｓ１４０）。このとき、ＥＣＵ１８０は、充電開始条件が不成立であることを示す信号（図示せず）を制御装置２５０に出力してもよい。

一方、充電開始条件が成立している場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１８０は、外部充電を許可することを示す充電許可信号を制御装置２５０に出力する（Ｓ１２０）。さらに、ＥＣＵ１８０は、充電スタンド２００からの直流電力を受電してバッテリ１３０に充電するための「受電制御」を実行する（Ｓ１３０）。

制御装置２５０は、ＥＣＵ１８０からの充電許可信号を受けると（Ｓ２３０においてＹＥＳ）、直流電力を生成して、その直流電力を車両１００に送電するための「送電制御」を実行する（Ｓ２４０）。

手動充電制御における送電制御（Ｓ２４０）および受電制御（Ｓ１３０）について、より具体的に説明する。ＥＣＵ１８０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇおよび充電リレーＤＣＲ−Ｂ，ＤＣＲ−Ｇを閉成するとともに、充電条件（最大電圧、電池容量、最大充電時間等）を充電スタンド２００に出力する。制御装置２５０は、車両１００からの充電条件に基づいて、充電スタンド２００による充電が可能かどうかの適否を判定する。また、充電スタンド２００からのデータとして、最大電圧、最大電流等の充電情報がＥＣＵ１８０へ送信される。

ＥＣＵ１８０は、充電スタンド２００による充電が可能であると判定すると、充電開始要求を制御装置２５０に出力する。制御装置２５０は、充電開始要求を受けると、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０に変換動作を開始させる。これにより、充電スタンド２００から直流電力が出力され、バッテリ１３０が充電される。バッテリ１３０の充電中においても、ＥＣＵ１８０と制御装置２５０との間では、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０からの電圧および電流、ならびに充電スタンド２００からの直流電力を調整するための要求等が送受信される。

その後、バッテリ１３０の充電終了条件が成立すると、ＥＣＵ１８０は、充電停止要求を制御装置２５０に出力する。充電終了条件とは、たとえば、バッテリ１３０のＳＯＣが所定値（満充電を示す値）に達したとの条件である。制御装置２５０は、車両１００から充電停止要求を受けると、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０からの直流電力の出力を停止する。これにより、一連の処理が終了する。

＜ＥＣＵの間欠起動＞
図２に示したように、ユーザが手動充電スイッチ２３０をオン操作した場合に実行される手動充電制御においては、充電スタンド２００から車両１００に起動指令が出力され、車両１００により充電開始条件が成立しているか否かが判定される。これに対し、もう一方の外部充電制御であるタイマー充電制御について、本発明者らは、以下のような課題に着目した。

タイマー充電制御では、ユーザがタイマー充電スイッチ２４０をオン操作した時刻よりもある程度の後の時刻（たとえば数時間から十数時間後の時刻）に、実際の充電が行なわれる場合がある。よって、手動充電制御のようにユーザ操作が行なわれたタイミングでしか起動指令が出力されないと、ＥＣＵ１８０は、充電開始条件がまだ成立していない（外部充電を開始すべき時刻になっていない）として、その動作を停止してしまう（たとえば図２のＳ１４０参照）。よって、たとえば、ユーザが手動でタイマー充電スイッチ２４０をオン操作しない限り、充電スタンド２００から起動指令を出力させてＥＣＵ１８０を起動することができない。すなわち、タイマー充電制御を実現することができなくなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、ユーザがタイマー充電スイッチ２４０を操作した場合、充電スタンド２００から車両１００に対し、所定の周期Ｔ（所定期間）が経過する度に起動指令を出力する構成を採用する。これにより、周期Ｔ毎にＥＣＵ１８０が起動される。したがって、ＥＣＵ１８０により、外部充電を開始すべき時刻が来たか否かを判定することが可能になる。

＜タイマー充電制御＞
図３は、本実施の形態におけるタイマー充電制御を説明するためのフローチャートである。図１および図３を参照して、手動充電制御にて説明した状況と同様に、車両１００と充電スタンド２００とは、充電ケーブル３００により接続されている。制御装置２５０は、所定の条件が成立したり所定の時間が経過したりする毎に、図３右側に示される処理をメインルーチン（図示せず）から呼び出して実行する。一方、車両１００はＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態であり、ＥＣＵ１８０は停止している。

Ｓ４１０において、充電スタンド２００の制御装置２５０は、ユーザによりタイマー充電スイッチ２４０がオン操作されたか否かを判定する。タイマー充電スイッチ２４０がオン操作されていない場合（Ｓ４１０においてＮＯ）、制御装置２５０は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンに戻す。

タイマー充電スイッチ２４０がオン操作されると（Ｓ４１０においてＹＥＳ）、制御装置２５０は、起動指令を車両１００のＥＣＵ１８０に出力する（Ｓ４２０）。起動指令がＥＣＵ１８０に到達することでＥＣＵ１８０が起動し、図３左側に示された処理が開始される。

Ｓ３１０において、ＥＣＵ１８０は、所定の充電開始条件が成立したか否かを判定する（以下「判定処理」とも記載する）。この条件については図４および図５にて詳細に説明するが、たとえば、現在の時刻が予め設定された時刻（開始時刻ｔｓ）となっていなかったり、バッテリ１３０の電圧、温度、ＳＯＣ等が充電に適さない値となっていたりした場合、充電開始条件が成立していないと判定される。この場合（Ｓ３１０においてＮＯ）、ＥＣＵ１８０は、その動作を再び停止する（Ｓ３４０）。

一方、Ｓ４３０において、制御装置２５０は、ＥＣＵ１８０からの充電許可信号を受けたか否かを判定する。充電開始条件が成立しておらず（Ｓ３１０においてＮＯ）、Ｓ３２０にて充電許可信号が出力されていない場合、制御装置２５０は、処理をＳ４５０に進め（Ｓ４３０においてＮＯ）、所定の周期Ｔ（たとえば３０分間）が経過したか否かを判定する。

ユーザによるタイマー充電スイッチ２４０のオン操作時から周期Ｔが経過していない場合、Ｓ４５０にてＮＯ判定が行なわれる。また、前回の周期Ｔの終了時から新たに周期Ｔが経過していない場合にも、Ｓ４５０にてＮＯ判定が行なわれる。この場合、制御装置２５０は、充電許可信号を受けるまで待機することとなる。ただし、制御装置２５０を一定時間（たとえば３０分間未満の時間）、停止させてもよい。

これに対し、タイマー充電スイッチ２４０のオン操作時から最初に周期Ｔが経過したり、その後、前回の周期Ｔの終了時から新たに周期Ｔが経過したりした場合、Ｓ４５０にてＹＥＳ判定が行なわれる。そうすると、制御装置２５０は、処理をＳ４２０に戻し、起動指令を車両１００に再び出力する。これにより、周期Ｔが経過する毎に、図３左側に示される処理がＥＣＵ１８０により実行されることとなる。

開始時刻ｔｓとなり、充電開始条件が成立しているとＥＣＵ１８０が判定した場合（Ｓ３１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１８０は、充電許可信号を制御装置２５０に出力する（Ｓ３２０）。さらに、ＥＣＵ１８０は、受電制御を実行する（Ｓ３３０）。

制御装置２５０は、ＥＣＵ１８０からの充電許可信号を受けると（Ｓ４３０においてＹＥＳ）、送電制御を実行する（Ｓ４４０）。

以上のように、本実施の形態によれば、所定の周期Ｔ毎に充電スタンド２００の制御装置２５０から車両１００のＥＣＵ１８０に起動指令が出力される。これにより、ＥＣＵ１８０が起動するため、タイマー充電制御を実行するべきか否か、すなわちＳ３１０の充電開始条件が成立しているか否かをＥＣＵ１８０により判定することが可能となる。また、充電開始条件が成立している場合には、ＥＣＵ１８０から制御装置２５０へと充電許可信号を出力し、外部充電の開始を制御することができる。すなわち、タイマー充電を実現することができる。

＜開始時刻モードおよび出発時刻モード＞
充電システム１は、タイマー充電制御の制御モードとして、開始時刻モードと、出発時刻モードとを含む。開始時刻モードとは、外部充電の開始時刻ｔｓが予め設定されたモードである。出発時刻モードとは、車両１００が出発する予定の時刻（出発時刻）が予め定められ、その時刻までにバッテリ１３０の充電が完了するように外部充電を行なうモードである。各制御モードにおける充電開始条件が成立しているか否かの判定処理（Ｓ３１０の処理）について、以下、より詳細に説明する。

図４は、本実施の形態における開始時刻モードを説明するためのタイムチャートである。図４および後述する図５において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、ＥＣＵ１８０の動作状態（動作中であるか停止しているか）、外部充電が行なわれているか否か（すなわち送電制御および受電制御が実行されているか否か）を示す。図４では、ユーザによりタイマー充電スイッチ２４０のオン操作が行なわれており、外部充電の開始時刻は、車両１００側においてｔｓに予め設定されている場合を想定する。

周期Ｔが経過する毎に充電スタンド２００から車両１００に対して起動指令が出力される。これにより、図４に示すように、ＥＣＵ１８０は、短時間だけ起動される（時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３参照）。ＥＣＵ１８０の起動が短時間であるのは、現在時刻が開始時刻ｔｓに達しておらず、充電開始条件が成立していないと判定されるためである（図３のＳ３１０においてＮＯ）。

現在時刻が開始時刻ｔｓに達したとき、図４に示した例では、ＥＣＵ１８０は停止している。その後の時刻ｔ１４において、ＥＣＵ１８０は、充電開始時刻がすでに経過したため充電開始条件が成立したと判定し（図３のＳ３１０においてＹＥＳ）、外部充電を開始するための充電許可信号を充電スタンド２００に出力する（図３のＳ３２０）。これにより、送電制御および受電制御が実行される（図３のＳ３３０，Ｓ４４０）。

図５は、本実施の形態における出発時刻モードを説明するためのタイムチャートである。図５では、ユーザによりタイマー充電スイッチ２４０のオン操作が行なわれており、出発時刻がｔｄに予め設定されている場合を想定する。

図５を参照して、出発時刻モードにおいても開始時刻モードと同様に、周期Ｔが経過する毎に充電スタンド２００から車両１００に対して起動指令が出力される。これにより、ＥＣＵ１８０は、短時間だけ起動される。

出発時刻モードにおける外部充電の開始時刻は、ＥＣＵ１８０により以下のように定められる。すなわち、ＥＣＵ１８０は、周期Ｔの情報を有している。そのため、たとえば時刻ｔ２１において、ＥＣＵ１８０は、充電スタンド２００からの起動指令により起動される時刻ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５を算出することができる。ＥＣＵ１８０は、バッテリ１３０の状態（電圧、温度、ＳＯＣ等）および充電スタンド２００の充電情報（最大電圧、最大電流等）などから、仮に各時刻（ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５）において外部充電を開始した場合に、出発時刻ｔｄまでに外部充電が完了するか否かを判定する。

図５に示す例では、時刻ｔ２２，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４のいずれかから外部充電を開始した場合、出発時刻ｔｄまでに外部充電が完了する。しかしながら、時刻ｔ２５から外部充電を開始した場合には、外部充電の完了前に出発時刻ｔｄとなってしまう。このような場合、ＥＣＵ１８０は、出発時刻ｔｄまでに外部充電を完了することが可能な時刻ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４のうち最も後の時刻ｔ２４を外部充電の開始時刻ｔｓとして決定する。そして、ＥＣＵ１８０は、時刻ｔ２４において起動指令により起動された場合に、充電開始条件が成立したと判定し（図３のＳ３１０においてＹＥＳ）、充電許可信号を充電スタンド２００に出力する（Ｓ３２０）。

図６は、充電開始条件が成立しているか否かの判定処理（Ｓ３１０の処理）をより詳細に説明するためのフローチャートである。

Ｓ３１１において、ＥＣＵ１８０は、図示しないタイマーを用いて現在時刻ｔを取得する。現在時刻ｔは車両外部から取得してもよい。

Ｓ３１２において、ＥＣＵ１８０は、現在の制御モードが開始時刻モードであるか出発時刻モードであるかを判定する。現在の制御モードが開始時刻モードである場合、ＥＣＵ１８０は、たとえばユーザにより設定された開始時刻ｔｓを取得する（Ｓ３１３）。そして、ＥＣＵ１８０は、現在時刻ｔと開始時刻ｔｓとを比較する（Ｓ３１４）。

現在時刻ｔが開始時刻ｔｓ以降である場合（Ｓ３１４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１８０は、充電開始条件が成立していると判定する（Ｓ３１８、図３のＳ３１０においてＹＥＳ）。一方、現在時刻ｔが開始時刻ｔｓよりも前である場合（Ｓ３１４においてＮＯ）、ＥＣＵ１８０は、充電開始条件は成立していないと判定する（Ｓ３１９、図３のＳ３１０においてＮＯ）。

また、Ｓ３１２において制御モードが出発時刻モードである場合、ＥＣＵ１８０は、周期Ｔの情報に基づいて、起動指令により起動されるであろう時刻（図５の例では時刻ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５）を算出する。そして、ＥＣＵ１８０は、バッテリ１３０の状態等から、各時刻における充電完了予測時刻を算出する（Ｓ３１５）。また、ＥＣＵ１８０は、ユーザにより設定された出発時刻ｔｄを取得する（Ｓ３１６）。そして、ＥＣＵ１８０は、充電完了予測時刻と出発時刻ｔｄとから開始時刻ｔｓを決定する。この決定手法については図５にて詳細に説明したため、ここでは説明は繰り返さない。その後、ＥＣＵ１８０は、処理をＳ３１４に進める。Ｓ３１４以降の処理は、開始事項モードでの処理と同等である。

このように、本実施の形態によれば、開始時刻モードおよび出発時刻モードのいずれの制御モードにおいても充電開始条件の成否を適切に判定し、タイマー充電を実現することができる。

＜変形例＞
車両１００においては、バッテリ１３０に蓄えられた電力を消費して空調装置（図示せず）を駆動し、ユーザの出発前に車室内を冷却しておくことができる。以下、この制御を「プレ空調制御」と称する。

図７は、本実施の形態の変形例におけるプレ空調制御を説明するためのタイムチャートである。図７において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、ＥＣＵ１８０の動作状態、ならびに、外部充電およびプレ空調制御が行なわれているか否かを示す。

図７では、以下の状況を想定する。すなわち、ユーザによりタイマー充電スイッチ２４０のオン操作が行なわれており、出発時刻はｔｄに予め設定されている。また、外部充電はすでに完了しており、バッテリ１３０のＳＯＣがある程度高い状態となっている。さらに、プレ空調制御の実行開始時刻は、起動指令の出力時刻にかかわらず、出発時刻ｔｄから一定時間前のｔｐに予め定められている。

時刻ｔｃになると、ＥＣＵ１８０は起動してプレ空調制御の実行を開始する。その後、出発時刻ｔｄまでプレ空調制御は継続される。一方、プレ空調制御の実行中に起動指令が出力されたタイミング（時刻ｔ３５）において外部充電が開始される。この外部充電によって、空調装置の駆動により消費されたバッテリ１３０の電力を補うことができる。

車両１００では、たとえば、外気温が低くバッテリ１３０の温度が所定のしきい値Ｔｔｈよりも低くなった場合に、図示しない加熱手段（たとえばヒータ）によりバッテリ１３０の温度を上昇させる「電池昇温制御」を実行してもよい。

図８は、本実施の形態の変形例における電池昇温制御を説明するためのタイムチャートである。図８において、横軸は経過時間を示す。縦軸は、上から順に、ＥＣＵ１８０の動作状態、バッテリ１３０の温度、および電池昇温制御が行なわれているか否かを示す。

図８に示すように、起動指令によりＥＣＵ１８０が起動されたタイミング（時刻ｔ４１，ｔ４３，ｔ４４，ｔ４６）で、ＥＣＵ１８０は、バッテリ１３０の温度を取得する。そして、バッテリ１３０の温度がしきい値Ｔｔｈ以下である場合に、電池昇温制御を実行する。電池昇温制御の実行中は、ＥＣＵ１８０は、起動した状態に維持される。バッテリ１３０の温度が基準値Ｔｓまで上昇すると、ＥＣＵ１８０は、電池昇温制御を停止し、さらに、ＥＣＵ１８０自身の動作を停止する。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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 充電システム、１００ 車両、１１０ インレット、１２０，２２０ 電圧センサ、１３０ バッテリ、１５０ モータジェネレータ、１６０ 動力伝達ギア、１７０ 駆動輪、２００ 充電スタンド、２１０ ＡＣ／ＤＣ変換器、２３０ 充電開始スイッチ、２４０ タイマー充電スイッチ、２５０ 制御装置、３００ 充電ケーブル、３１０ コネクタ、５００ 系統電源、ＡＣＬ，ＮＬ１，ＰＬ１ 電力線、ＤＣＲ−Ｂ，ＤＣＲ−Ｇ 充電リレー、ＮＤ１，ＮＤ２ ノード、ＮＬ０，ＰＬ０ 給電線、ＮＬ２，ＰＬ２ 充電線、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ システムメインリレー。

Claims (1)

1. 蓄電装置を搭載した車両と、
   前記車両の外部に設けられ、前記蓄電装置に直流電力を供給する外部充電を行なうように構成された外部充電装置とを備え、
   前記車両は、時刻スケジュールに従って前記外部充電を行なうことが可能に構成され、
   前記外部充電装置は、
   前記蓄電装置に供給するための直流電力を生成する電力生成部と、
   前記電力生成部の生成動作を制御する制御部と、
   前記時刻スケジュールに従う前記外部充電の実行を指示するためのユーザ操作を受け付ける操作部とを含み、
   前記制御部は、前記操作部が前記ユーザ操作を受け付けた場合に、所定期間が経過する毎に前記車両に起動指令を出力し、
   前記車両は、前記起動指令により起動して前記時刻スケジュールの充電開始条件が成立しているか否かを判定し、前記充電開始条件が成立した場合に充電許可信号を出力し、
   前記制御部は、前記充電許可信号を受けると前記電力生成部に前記生成動作を開始させる、充電システム。

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