JP5585564B2 - 車両の制御装置および制御方法ならびに車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置および制御方法、ならびにその制御装置を備える車両に関し、特に、車両の外部から供給される電力により車両に搭載された蓄電装置を充電する技術に関する。

従来より、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車など、モータを駆動源として搭載された車両が知られている。このような車両には、モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が搭載される。蓄電装置には、回生制動時に発電された電力、もしくは車両に搭載された発電機が発電した電力が蓄えられる。

たとえば家屋の電源などの車両の外部の電源から車両に搭載された蓄電装置に電力を供給して充電する車両もある。家屋に設けられたコンセントと、車両に設けられたインレットとをケーブルで連結することにより、家屋の電源から車両の蓄電装置に電力が供給される。以下、車両の外部に設けられた電源により車両に搭載された蓄電装置を充電する車両をプラグイン車とも記載する。

ところで、ユーザの予定が急に変更されることにより、当初予定された時間よりも早い時間にプラグイン車両が使用される可能性がある。しかし、蓄電装置の充電処理がユーザの予定変更に対応して変更できない場合には、車両の使用開始予定時刻までに蓄電装置の充電を完了させることができないと考えられる。この場合、蓄電装置の充電が完了するまでユーザは待たされることになる。

蓄電装置の充電処理を変更可能な技術の一例として、たとえば、特開２００６−２９６０１３号公報（特許文献１）には、充電速度を調整可能なニッケル水素／ニッケルカドミウム電池の直列式自動変速充電器が開示されている。

特開２００６−２９６０１３号公報

ユーザの利便性の観点からは、ユーザの定めたスケジュールに従って蓄電装置の充電が行なわれることが好ましい。特開２００６−２９６０１３号公報には充電速度が可変であることは開示されているものの、充電開始時刻および／または充電終了時刻を調整する点については開示されていない。

本発明は、上述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、外部電源による蓄電装置の充電スケジュールの調整を可能とする車両の制御装置および制御方法、ならびに、その制御装置を備える車両を提供することである。

本発明は要約すれば、駆動源としての回転電機と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御装置である。制御装置は、ユーザの操作によって充電の予約時刻が入力された場合には、当該入力された予約時刻に従って蓄電装置の充電を開始する。制御装置は、予約時刻が入力されていない場合には、蓄電装置の充電の履歴データに従って蓄電装置の充電を開始するように、充電回路を制御する。

好ましくは、履歴データは、車両の起動時刻に関するデータである。
好ましくは、制御装置は、予約時刻が入力されていない場合において、車両の起動時刻に関するデータに基づいて車両の予想起動時刻を算出して、予想起動時刻より前に蓄電装置の充電を完了させるための充電開始時刻を設定して、当該設定された充電開始時刻に蓄電装置の充電を開始するように充電回路を制御する。

本発明の他の局面に従うと、駆動源としての回転電機と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御装置である。制御装置は、ユーザの操作によって、充電の予約時刻が入力された場合には、入力された予約時刻に従って蓄電装置の充電を開始するように、または、入力された予約時刻より前に蓄電装置の充電が終了するように、充電回路を制御する。制御装置は、予約時刻が入力されていない場合には、車両の予想される起動時刻よりも前に蓄電装置の充電が完了するように、充電回路を制御する。

本発明のさらに他の局面に従うと、車両は、車両の駆動源としての回転電機と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて蓄電装置を充電するための充電回路と、上記のいずれかの制御装置とを備える。

本発明のさらに他の局面に従うと、駆動源としての回転電機と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御方法である。制御方法は、ユーザの操作によって充電の予約時刻が入力された場合には、当該入力された予約時刻に従って蓄電装置の充電を開始するように充電回路を制御するステップと、予約時刻が入力されていない場合には、蓄電装置の充電の履歴データに従って蓄電装置の充電を開始するように充電回路を制御するステップとを備える。

本発明のさらに他の局面に従うと、駆動源としての回転電機と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御方法である。制御方法は、ユーザの操作によって、充電の予約時刻が入力された場合には、入力された予約時刻に従って蓄電装置の充電を開始するように、または、入力された予約時刻より前に蓄電装置の充電が終了するように、充電回路を制御するステップと、予約時刻が入力されていない場合には、車両の予想される起動時刻よりも前に蓄電装置の充電が完了するように、充電回路を制御するステップとを備える。

本発明によれば、蓄電装置を搭載した車両において、外部電源による蓄電装置の充電スケジュールの調整が可能となる。

本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したプラグインハイブリッド車を示す概略構成図である。 図１に示したプラグインハイブリッド車の電気システムを説明する第１の図である。 図１に示したプラグインハイブリッド車の電気システムを説明する第２の図である。 ＥＣＵ１７０の構成を説明する機能ブロック図である。 記憶部１７３に記憶される履歴データを説明する概念図である。 ＥＣＵ１７０によるバッテリ１５０の充電スケジュールを示す模式図である。 図４に示した開始時刻設定部１７２による充電開始時刻設定処理を説明するフローチャートである。 図４に示した起動指令部１７１による起動指令出力処理を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したプラグインハイブリッド車を示す概略構成図である。

図１を参照して、プラグインハイブリッド車は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０とを備える。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０、第２ＭＧ１２０、バッテリ１５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７０により制御される。なお、ＥＣＵ１７０は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。

この車両は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。より具体的には、プラグインハイブリッド車は、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを自動で、もしくは手動で切換えて走行する。

ＨＶ走行モードとは、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちのいずれか一方もしくは両方を、運転状態に応じて駆動源として自動的に選択して走行するモードである。ＥＶ走行モードとは、第２ＭＧ１２０のみを駆動源として走行するモードである。なお、ＥＶ走行モードにおいても、発電などのためにエンジン１００が運転する場合がある。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割機構１３０を介して接続されている。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０により、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して前輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１ＭＧ１１０を駆動させて発電する経路である。

第１ＭＧ１１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第１ＭＧ１１０は、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００の動力により発電する。たとえば、通常走行時では、第１ＭＧ１１０により発電された電力はそのまま第２ＭＧ１２０を駆動させる電力となる。一方、バッテリ１５０のＳＯＣ（残存容量）が予め定められた値よりも低い場合、第１ＭＧ１１０により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換され、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。

第２ＭＧ１２０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第２ＭＧ１２０は、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。

第２ＭＧ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して前輪１６０に伝えられる。これにより、第２ＭＧ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。なお、前輪１６０の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。

プラグインハイブリッド車の回生制動時には、減速機１４０を介して前輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動され、第２ＭＧ１２０が発電機として作動する。これにより第２ＭＧ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２ＭＧ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。

動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第１ＭＧ１１０の回転軸に連結される。キャリアはエンジン１００のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第２ＭＧ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０が、遊星歯車からなる動力分割機構１３０を介して連結されることで、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

バッテリ１５０は、充放電可能な蓄電装置であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。具体的にはバッテリ１５０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０には、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０によって発電される電力の他、後述のように、車両外部の電源から供給される電力が蓄えられる。

なお、車両に搭載される蓄電装置としては、バッテリ１５０に代えて、あるいはバッテリ１５０に加えて大容量のキャパシタも採用可能である。第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０による発電電力や車両外部の電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を第２ＭＧ１２０へ供給可能な電力バッファであれば、プラグインハイブリッド車両に搭載される蓄電装置の種類および個数は特に限定されるものではない。また、複数のバッテリをプラグインハイブリッド車に搭載してもよい。この場合、複数のバッテリの容量（充電可能な最大充電量）は、実質的に同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図２は、図１に示したプラグインハイブリッド車の電気システムを説明する図である。図２を参照して、プラグインハイブリッド車は、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２３０と、充電器２４０と、インレット２５０とを備える。

コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。

２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１７０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。

なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。また、ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることもできる。

バッテリ１５０から放電された電力を第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０に供給する際、コンバータ２００はバッテリ１５０からの電圧を昇圧する。一方、第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０により発電された電力によりバッテリ１５０が充電される際には、コンバータ２００は降圧動作を行なう。

電圧センサ１８０は、コンバータ２００と、インバータ２１０，２２０との間に設けられた電力線の電圧（システム電圧ＶＨ）を検出する。電圧センサ１８０の検出結果は、ＥＣＵ１７０に送信される。

第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１ＭＧ１１０の各コイルの中性点１１２とは異なる端部にそれぞれ接続される。

第１インバータ２１０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第１ＭＧ１１０に供給する。また、第１インバータ２１０は、第１ＭＧ１１０により発電された交流電流を直流電流に変換する。

第２インバータ２２０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２ＭＧ１２０の各コイルの中性点１２２とは異なる端部にそれぞれ接続される。

第２インバータ２２０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第２ＭＧ１２０に供給する。また、第２インバータ２２０は、第２ＭＧ１２０により発電された交流電流を直流電流に変換する。

コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、ＥＣＵ１７０により制御される。

ＳＭＲ２３０は、バッテリ１５０と充電器２４０との間に設けられる。ＳＭＲ２３０は、バッテリ１５０と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。ＳＭＲ２３０が開状態であると、バッテリ１５０が電気システムから遮断される。ＳＭＲ２３０が閉状態であると、バッテリ１５０が電気システムに接続される。すなわち、ＳＭＲ２３０が開状態であると、バッテリ１５０が、コンバータ２００および充電器２４０などから電気的に遮断される。ＳＭＲ２３０が閉状態であると、バッテリ１５０が、コンバータ２００および充電器２４０などと電気的に接続される。

ＳＭＲ２３０は、ＥＣＵ１７０により制御される。たとえば、ＥＣＵ１７０が起動すると、ＳＭＲ２３０が開状態から閉状態となる。ＥＣＵ１７０が停止する際、ＳＭＲ２３０が閉状態から開状態となる。

充電器２４０は、バッテリ１５０とコンバータ２００との間に接続される。図３に示すように、充電器２４０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２と、ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４と、絶縁トランス２４６と、整流回路２４８とを含む。

ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能する。

ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４は、単相ブリッジ回路から成る。ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４は、ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス２４６へ出力する。

絶縁トランス２４６は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路２４４および整流回路２４８に接続される。絶縁トランス２４６は、ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流回路２４８へ出力する。整流回路２４８は、絶縁トランス２４６から出力される交流電力を直流電力に整流する。

ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２とＤＣ／ＡＣ変換回路２４４との間の電圧（平滑コンデンサの端子間電圧）は、電圧センサ１８２により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。また、充電器２４０の出力電流は、電流センサ１８４により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。さらに、充電器２４０の温度は、温度センサ１８６により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。

ＥＣＵ１７０は、車両外部の電源からバッテリ１５０の充電が行なわれるとき、充電器２４０を駆動するための駆動信号を生成して充電器２４０へ出力する。

ＥＣＵ１７０は、充電器２４０の制御機能の他、充電器２４０のフェール検出機能を有する。電圧センサ１８２により検出される電圧、電流センサ１８４により検出される電流、温度センサ１８６により検出される温度などが閾値以上であると、充電器２４０のフェールが検出される。

インレット２５０は、たとえばプラグインハイブリッド車の側部に設けられる。インレット２５０には、プラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とを連結する充電ケーブル３００のコネクタ３１０が接続される。

プラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とを連結する充電ケーブル３００は、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）３３０とを含む。

充電ケーブル３００のコネクタ３１０は、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続される。コネクタ３１０には、スイッチ３１２が設けられる。充電ケーブル３００のコネクタ３１０が、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態でスイッチ３１２が閉じると、充電ケーブル３００のコネクタ３１０が、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態であることを表わすコネクタ信号ＰＩＳＷがＥＣＵ１７０に入力される。

充電ケーブル３００のプラグ３２０は、家屋に設けられたコンセント４００に接続される。コンセント４００には、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から交流電力が供給される。

ＣＣＩＤ３３０は、リレー３３２およびコントロールパイロット回路３３４を含む。リレー３３２が開いた状態では、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給する経路が遮断される。リレー３３２が閉じた状態では、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給可能になる。リレー３３２の状態は、充電ケーブル３００のコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車のインレット２５０に接続された状態でＥＣＵ１７０により制御される。

コントロールパイロット回路３３４は、充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００、すなわち外部の電源４０２に接続され、かつコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態において、コントロールパイロット線にパイロット信号ＣＰＬＴを送る。パイロット信号ＣＰＬＴは、コントロールパイロット回路３３４内に設けられた発振器（図示せず）から出力される。

コントロールパイロット回路３３４は、充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００に接続されると、コネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０から外されていても、パイロット信号ＣＰＬＴを出力し得る。ただし、コネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０から外された状態で出力されたパイロット信号ＣＰＬＴを、ＥＣＵ１７０は検出できない。

充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００に接続され、かつコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車のインレット２５０に接続されると、コントロールパイロット回路３３４は、予め定められたパルス幅（デューティサイクル）のパイロット信号ＣＰＬＴを出力する。

パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅により、供給可能な電流容量がプラグインハイブリッド車に通知される。たとえば、充電ケーブル３００の電流容量がプラグインハイブリッド車に通知される。パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、外部の電源４０２の電圧および電流に依存せずに一定である。

一方、用いられる充電ケーブルの種類が異なれば、パイロット信号のパルス幅は異なり得る。すなわち、パイロット信号のパルス幅は、充電ケーブルの種類毎に定められ得る。

本実施の形態においては、充電ケーブル３００によりプラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とが連結された状態において、外部の電源４０２から供給された電力がバッテリ１５０に供給されることでバッテリ１５０が充電される。バッテリ１５０の充電時には、ＳＭＲ２３０およびＣＣＩＤ３３０内のリレー３３２が閉じられる。

外部の電源４０２の交流電圧ＶＡＣは、プラグインハイブリッド車の内部に設けられた電圧センサ１８８により検出される。検出された電圧ＶＡＣは、ＥＣＵ１７０に送信される。

ＥＣＵ１７０は、充電開始時刻が設定された場合には、コネクタ信号ＰＩＳＷおよびパイロット信号ＣＰＬＴを受信しても、現在時刻が充電開始時刻となるまでバッテリ１５０の充電の開始を待機する。そしてＥＣＵ１７０は現在時刻が予め設定した充電開始時刻に達すると、充電器２４０を制御することによりバッテリ１５０の充電を開始する。たとえば、ＥＣＵ１７０は、その内部に格納された履歴データ（後述）に基づいて充電開始時刻を設定する。また、ユーザが予約時刻入力部１７６を操作することによりＥＣＵ１７０に予約時刻が入力される。ＥＣＵ１７０に予約時刻が入力された場合、ＥＣＵ１７０はその予約時刻に基づいて充電開始時刻を設定する。

ＥＣＵ１７０は、バッテリ１５０の充電の開始を待機している間にユーザにより充電開始スイッチ１７５が操作された場合には、充電待機状態を解除してバッテリ１５０の充電を開始する。

また、ＥＣＵ１７０は、充電開始時刻が設定されていない場合には、待機時間を設けずにバッテリ１５０の充電を開始する。

図４は、ＥＣＵ１７０の構成を説明する機能ブロック図である。なお図４に示した構成はハードウェアにより実現されてもよいし、ＥＣＵ１７０に格納されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。

図４を参照して、ＥＣＵ１７０は、起動指令部１７１と、開始時刻設定部１７２と、記憶部１７３と、充電制御部１７４とを備える。

起動指令部１７１は、開始時刻設定部１７２から充電開始時刻の情報を受ける。起動指令部１７１は、現在時刻が充電開始時刻に達したときに起動指令を生成して、充電制御部１７４にその起動指令を出力する。

また、ユーザが充電開始スイッチ１７５を操作した場合、充電開始スイッチ１７５から起動指令部１７１に開始指示が送られる。起動指令部１７１は開始指示を受けたときには、現在時刻が充電開始時刻に達していなくても起動指令を生成して、充電制御部１７４にその起動指令を出力する。なお、「開始指示」とは本発明における「解除指示」に対応し、「起動指令」とは、本発明における「開始指示」に対応する。

開始時刻設定部１７２は、記憶部１７３に記憶される履歴データに基づいて充電開始時刻を設定し、その設定した充電開始時刻を起動指令部１７１に送る。

図５は、記憶部１７３に記憶される履歴データを説明する概念図である。
図５を参照して、記憶部１７３に記憶される履歴データは、バッテリ１５０の充電開始時のＳＯＣ（図中のＡ１，Ａ２）、充電開始時刻（図中のＸ１，Ｘ２）、充電終了時刻（図中のＹ１，Ｙ２）、車両の電気システムの起動時刻（図中のＺ１，Ｚ２）を各々含む複数のデータからなる。充電開始時刻とは、充電器２４０が起動された時刻に対応する。また、充電終了時刻とは、バッテリ１５０のＳＯＣが予め定められた値（たとえば８０％）に達したときの時間に対応する。

なお、ＳＯＣ、充電開始時刻および充電終了時刻は、バッテリ１５０のＳＯＣの時間変化率に関する情報である。図５に示すように、ＳＯＣの時間変化率に関する情報は車両の電気システムの起動時刻に関する情報に対応付けられた状態で記憶部１７３に記憶される。なお、これらの情報は、バッテリが充電され、かつ車両の電気システムが起動されるたびに追加される。

図４に戻り、開始時刻設定部１７２は、充電開始時刻および充電終了時刻から、バッテリ１５０の１回の充電に要した時間（充電時間）を算出する。そして開始時刻設定部１７２は、バッテリ１５０のＳＯＣの変化量（充電終了時の値と充電開始時の値との差）を算出する。開始時刻設定部１７２は、充電時間およびＳＯＣの変化量に基づいて、ＳＯＣの時間変化率を算出する。

ここで、開始時刻設定部１７２は、履歴データに含まれる複数のデータのうち、最も新しいデータ（バッテリ１５０の前回の充電結果を示すデータ）に基づいて、ＳＯＣの時間変化率を算出してもよい。あるいは開始時刻設定部１７２は、履歴データに含まれる複数のデータのすべてあるいは一部についてＳＯＣの時間変化率を算出し、算出した複数の時間変化率を平均することによりＳＯＣの時間変化率を算出してもよい。

開始時刻設定部１７２は、さらに、履歴データに基づいて、車両の電気システムの予想起動時刻を算出する。たとえば開始時刻設定部１７２は、履歴データに含まれる起動時刻を平均して予想起動時刻を算出してもよい。また、開始時刻設定部１７２は、１日の中で最も多く車両が起動された時間帯に基づいて予想起動時刻する）を算出してもよい。たとえば時間帯の長さを１時間とし、１日の中で最も多く車両が起動された時間帯の中間を予想起動時刻に設定してもよい。

開始時刻設定部１７２は、ＳＯＣの時間変化率および充電開始時のＳＯＣ値に基づいて、バッテリ１５０の今回の充電に要する充電時間を算出する。そして、開始時刻設定部１７２は、その充電時間および予想起動時刻に基づいて、充電開始時刻を設定する。具体的には、開始時刻設定部１７２は、予想起動時刻と充電終了時刻との差が所定時間（所定時間以下でもよい）となるように充電終了時刻を設定し、その充電終了時刻より充電時間だけ前の時刻を充電開始時刻に設定する。所定時間は、充電終了時刻と予想起動時刻とが重ならない値として設定される（たとえば３０分）。

なお、充電開始時のＳＯＣ値を算出する方法としては、周知のさまざまな手法を用いることができるので、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

また、開始時刻設定部１７２は、予約時刻入力部１７６から予約時刻の情報を受けた場合には、その予約時刻に基づいて充電開始時刻を設定する。ユーザは予約時刻入力部１７６を操作することにより、充電開始時刻あるいは充電終了時刻を設定する。ユーザが設定した充電開始時刻あるいは充電終了時刻の情報は予約時刻入力部１７６から開始時刻設定部１７２に送信される。

開始時刻設定部１７２は、予約時刻入力部１７６から充電開始時刻の情報を受けた場合には、その充電開始時刻を起動指令部１７１に送る。開始時刻設定部１７２は、予約時刻入力部１７６から充電終了時刻の情報を受けた場合には、その充電終了時刻から充電開始時刻を算出して、その充電開始時刻を起動指令部１７１に送る。上記したように、開始時刻設定部１７２は、記憶部１７３に記憶される履歴データ、および充電開始時のバッテリ１５０のＳＯＣ値に基づいて充電時間を算出できる。したがって開始時刻設定部１７２は、予約時刻入力部１７６から受けた充電終了時刻の情報、および算出した充電時間に基づいて、充電開始時刻を設定する。

充電制御部１７４は、コネクタ信号ＰＩＳＷおよびパイロット信号ＣＰＬＴに基づいて、バッテリ１５０の充電準備処理を実行する。そして充電制御部１７４は、充電準備処理が完了すると、起動指令部１７１に充電準備が完了したことを示す情報を送信し、その後に待機状態となる。充電制御部１７４は、起動指令部１７１からの起動指令に応じて待機状態を解除して充電器２４０の制御を開始する。

充電制御部１７４は、バッテリ１５０の充電を完了させると、今回の充電処理結果を示すデータ（充電開始時のＳＯＣ値、充電開始時刻、充電終了時刻）を記憶部１７３に記憶される履歴データに追加する。なお、車両の電気システムが起動された場合には、図示しない車両ＥＣＵにより、その起動時刻が記憶部１７３に記憶される履歴データに追加される。

図６は、ＥＣＵ１７０によるバッテリ１５０の充電スケジュールを示す模式図である。図６を参照して、時刻ｔ１においてＥＣＵ１７０は、バッテリ１５０の充電準備を完了させる。充電開始時刻が時刻ｔ２に設定された場合、ＥＣＵ１７０は時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、待機状態となる。時刻ｔ２においてＥＣＵ１７０はバッテリ１５０の充電を開始する。時刻ｔ３においてバッテリ１５０のＳＯＣが所定値（たとえば８０％）に達するとＥＣＵ１７０は、バッテリ１５０の充電を終了する。時刻ｔ４において車両の電気システムがユーザにより起動される。

一方、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に充電開始スイッチ１７５が操作された場合、ＥＣＵ１７０に開始指示が入力される（時刻ｔ１２）。したがってＥＣＵ１７０は開始指示を受けた時点（時刻ｔ１２）よりバッテリ１５０の充電を開始する。そして時刻ｔ１３においてバッテリ１５０の充電が終了する。

なお充電開始スイッチ１７５は、バッテリ１５０の充電開始時刻を早めるためのものである。すなわち本実施の形態では充電開始スイッチ１７５の操作の有無にかかわらずバッテリ１５０の充電速度は同じであり、バッテリ１５０の充電に要する時間はＴとなる。

図７は、図４に示した開始時刻設定部１７２による充電開始時刻設定処理を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示す処理は、所定の条件の成立時（たとえば充電制御部１７４からバッテリ１５０の充電準備が完了したことを示す情報を受けたとき）にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図７および図４を参照して、開始時刻設定部１７２は、予約時刻入力部１７６から予約時刻（開始時刻または終了時刻）が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。予約時刻が入力された場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、開始時刻設定部１７２は、その入力された予約時刻に従って充電開始時刻を設定する（ステップＳ１２）。一方、予約時刻が入力されていない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、開始時刻設定部１７２は、記憶部１７３に記憶される履歴データに従って充電開始時刻を設定する（ステップＳ１３）。そして開始時刻設定部１７２は、ステップＳ１２またはＳ１３の処理により設定された充電開始時刻を起動指令部１７１に出力する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理が終了すると、フローチャートに示す充電開始時刻設定処理が終了する。

図８は、図４に示した起動指令部１７１による起動指令出力処理を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示す処理は、たとえば所定の条件の成立時（たとえば充電制御部１７４からバッテリ１５０の充電準備が完了したことを示す情報を受けたとき）あるいは一定の時間（たとえばＥＣＵ１７０の制御周期）ごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図８および図４を参照して、起動指令部１７１は、充電開始スイッチ１７５から開始指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。開始指示が入力された場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、起動指令部１７１は、起動指令を充電制御部１７４に出力する（ステップＳ２２）。これにより、充電制御部１７４が起動される。そして充電制御部１７４は充電器２４０を制御することによりバッテリ１５０を充電する。

開始指示が入力されていない場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、起動指令部１７１は、現在時刻が充電開始時刻に達したか否かを判定する（ステップＳ２３）。現在時刻が充電開始時刻に達した場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、起動指令部１７１は、起動指令を充電制御部１７４に出力する（ステップＳ２２）。開始指示が入力されず（ステップＳ２１においてＮＯ）、かつ現在時刻が充電開始時刻に達していない場合（ステップＳ２３においてＮＯ）、全体の処理はメインルーチンに戻される。この場合には、起動指令部１７１は起動指令を出力しない。

以上説明したように、本実施の形態では、充電ケーブル３００により外部電源と車両とが連結されることによりバッテリ１５０の充電準備が完了しても、バッテリ１５０の充電をすぐに開始しない。つまり予め設定された充電開始時刻までバッテリ１５０の充電が遅延される。

このようにバッテリ１５０の充電が遅延させることで次のような利点が得られる。たとえば電力の料金が安価に設定される時間帯（一般的に深夜）においてバッテリを充電することが可能になる。これによってバッテリの充電に要するコストを削減することが可能になる。

また、バッテリ１５０の充電完了から車両の電気システムの起動までの時間が長くなった場合、充電完了時にバッテリ１５０が満充電状態であったとしても、バッテリ１５０の自己放電によって蓄積された電気エネルギが次第に減少することが考えられる。また多くの電気エネルギを蓄えた状態を長時間持続させることによってバッテリの性能への影響も考えられる。充電開始時刻を遅らせることによって、充電完了から車両の電気システムの起動までの時間間隔ができるだけ短くなるので、上記した問題を防ぐことができる。

一方、車両の使用予定は、ユーザの都合により当初の予定から変更されることがある。たとえば車両使用予定時刻が当初予定された使用時刻より早まることがある。しかしながら一旦設定された充電スケジュールを変更できない場合、ユーザはバッテリ１５０の充電が終了するまで車両の使用を待つ必要が生じる。あるいは、バッテリ１５０に十分な電力が蓄積されていない状態で車両を使用しなければならない。これによってユーザの利便性が低下する。

本実施の形態によれば、バッテリ１５０の充電が待機されている状態において充電開始スイッチ１７５が操作された場合、ＥＣＵ１７０は、充電開始スイッチ１７５の操作時点（開始指示の入力時点）からバッテリ１５０の充電を開始するよう充電器２４０を制御する。これにより当初の充電スケジュール（開始時刻設定部１７２により設定された充電開始時刻より充電を開始すること）をキャンセルできるとともに、充電完了時刻を当初予定された時刻よりも早めることができる。このように本実施の形態によれば、外部電源による蓄電装置の充電スケジュールの調整を可能とするので、ユーザの利便性を高めることができる。

さらに本実施の形態によれば、充電開始スイッチ１７５の操作の有無にかかわらずバッテリ１５０の充電速度は同じである。たとえばユーザの利便性を考慮して、充電開始スイッチ１７５が操作された場合にバッテリ１５０の急速充電を実行することが考えられる。バッテリ１５０を短時間で満充電状態にするためには、短時間のうちに大量の電力をバッテリ１５０に供給する必要がある。

しかしながら、電源４０２、充電ケーブル３００、充電器２４０のいずれかがこのような大電力の供給を可能とする定格を有していない可能性が高い。本実施の形態では急速充電を実行しないことで、これらへの影響（たとえば発熱あるいは損傷等）を防ぐことができる。

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。

１００ エンジン、１１０ 第１ＭＧ、１２０ 第２ＭＧ、１１２，１２２ 中性点、１３０ 動力分割機構、１４０ 減速機、１５０ バッテリ、１６０ 前輪、１７０ ＥＣＵ、１７１ 起動指令部、１７２ 開始時刻設定部、１７３ 記憶部、１７４ 充電制御部、１７５ 充電開始スイッチ、１７６ 予約時刻入力部、１８０，１８２，１８８ 電圧センサ、１８４ 電流センサ、１８６ 温度センサ、２００ コンバータ、２１０，２２０ インバータ、２４０ 充電器、２４２ ＡＣ／ＤＣ変換回路、２４４ ＤＣ／ＡＣ変換回路、２４６ 絶縁トランス、２４８ 整流回路、２５０ インレット、３００ 充電ケーブル、３１０ コネクタ、３１２ スイッチ、３２０ プラグ、３３０ ＣＣＩＤ、３３２ リレー、３３４ コントロールパイロット回路、４００ コンセント、４０２ 電源。

Claims (5)

1. 駆動源としての回転電機と、前記回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御装置であって、
   ユーザの操作によって充電の予約時刻が入力された場合には、当該入力された予約時刻に従って前記蓄電装置の充電を開始し、前記予約時刻が入力されていない場合には、前記車両の起動時刻に関する履歴データに基づいて前記車両の予想起動時刻を算出して、前記予想起動時刻より前に前記蓄電装置の充電を完了させるための充電開始時刻を設定して、当該設定された充電開始時刻に前記蓄電装置の充電を開始するように、前記充電回路を制御する、車両の制御装置。
2. 駆動源としての回転電機と、前記回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御装置であって、
   ユーザの操作によって、充電の予約時刻が入力された場合には、前記入力された予約時刻に従って前記蓄電装置の充電を開始するように、または、前記入力された予約時刻より前に前記蓄電装置の充電が終了するように、前記充電回路を制御して、前記予約時刻が入力されていない場合には、前記車両の起動時刻に関する履歴データに基づいて前記車両の予想起動時刻を算出して、前記予想起動時刻より前に前記蓄電装置の充電を完了させるための充電開始時刻を設定して、当該設定された充電開始時刻に前記蓄電装置の充電を開始するように、前記充電回路を制御する、車両の制御装置。
3. 車両の駆動源としての回転電機と、
   前記回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、
   車両の外部の電源から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電回路と、
   請求項１または２に記載の制御装置とを備える、車両。
4. 駆動源としての回転電機と、前記回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御方法であって、
   ユーザの操作によって充電の予約時刻が入力された場合には、当該入力された予約時刻に従って前記蓄電装置の充電を開始するように前記充電回路を制御するステップと、
   前記予約時刻が入力されていない場合には、前記車両の起動時刻に関する履歴データにに基づいて前記車両の予想起動時刻を算出して、前記予想起動時刻より前に前記蓄電装置の充電を完了させるための充電開始時刻を設定して、当該設定された充電開始時刻に前記蓄電装置の充電を開始するように前記充電回路を制御するステップとを備える、車両の制御方法。
5. 駆動源としての回転電機と、前記回転電機に供給する電力を蓄える蓄電装置と、車両の外部の電源から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電回路とを備える車両の制御方法であって、
   ユーザの操作によって、充電の予約時刻が入力された場合には、前記入力された予約時刻に従って前記蓄電装置の充電を開始するように、または、前記入力された予約時刻より前に前記蓄電装置の充電が終了するように、前記充電回路を制御するステップと、
   前記予約時刻が入力されていない場合には、前記車両の起動時刻に関する履歴データに基づいて前記車両の予想起動時刻を算出して、前記予想起動時刻より前に前記蓄電装置の充電を完了させるための充電開始時刻を設定して、当該設定された充電開始時刻に前記蓄電装置の充電を開始するように、前記充電回路を制御するステップとを備える、車両の制御方法。

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