CN106183844B - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆，包括：蓄电装置、辅助负荷、被配置为使用从所述车辆外部的电源供应的电力对所述蓄电装置充电的充电器、以及电子控制单元。所述电子控制单元被配置为在开始所述充电之前，创建在所述蓄电装置的充电期间所述辅助负荷的启动安排。所述电子控制单元被配置为在所述充电期间，学习所述蓄电装置针对所述辅助负荷的每个启动模式的充电电力。所述电子控制单元被配置为基于所述充电电力的学习值、每个所述启动模式的执行时间段、以及所述蓄电装置的总充电电力量来估计所述充电的所需时间段。所述电子控制单元根据估计的所需时间段来设置所述充电的开始时间。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及车辆，更具体地说，涉及具有使用来自车辆外部的电力对车载蓄电装置充电的配置的车辆。

背景技术

已知一种用于通过车辆外部的电源(以下也简称为“外部电源”)对电动车辆、混合动力车辆等的车载蓄电装置充电的技术。注意，以下，通过外部电源对车载蓄电装置充电也将简称为“外部充电”。

作为外部充电的一个方面，在第2012/176275号国际公开、第2014-171345(JP2014-171345 A)号日本专利申请公开等中描述了所谓计时器充电，并且在计时器充电中，控制外部充电的时间安排以使得车载蓄电装置在预先设置的预定充电结束时间变成满充电状态。

据在第2012/176275号国际公开中描述，在计时器充电中，执行与影响估计蓄电装置充电时间段的因素相关的参数的学习控制，并且基于通过由所述学习控制使用学习值估计的充电时间段，设置充电开始时间。

在JP 2014-171345 A中的计时器充电中，通过反映设施中的负荷装置的电力需要的预测值，计算其中安装充电站的设施中的充电站的可供应电力。此外，描述了基于所述可供应电力和蓄电装置中的剩余量，计算外部充电完成时间。

在车辆中，可能发生以下情况：其中在外部充电期间，由于为了对蓄电装置进行加温的加热器启动或者用户的空调装置的计时器启动(以下也称为计时器空调)，辅助机的消耗电力量变得相对大。在这种情况下，蓄电装置中的充电电力被减少辅助机的消耗电力量。因此，充电需要的时间段被延长。

但是，在第2012/176275号国际公开中，尽管例示了反映蓄电装置的充电容量减少的参数CAP、反映充电效率变化的参数EFC、反映充电时间段的估计误差的参数CHGT、用于蓄电装置的温度估计的参数PTB等作为学习控制目标的参数，但是根本没有设想所需充电时间段根据辅助机的启动而改变的事实。因此，在第2012/176275号国际公开中披露的计时器充电中，对应于辅助机的启动情况的充电电力变化被参数的学习值吸收。因此，当辅助机的启动情况改变时，通过使用相同学习值而估计充电时间段可能出现误差。

同样，在JP 2014-171345 A中，尽管估计了从充电站到车辆的可供应电力波动，但没有设想蓄电装置中的充电电力相对于到车辆的可供应电力而改变的事实。

因此，根据第2012/176275号国际公开和JP 2014-171345A中描述的计时器充电，根据辅助机的启动情况的蓄电装置的所需充电时间段可能出现估计误差。因此，在其中实际所需充电时间段长于估计的情况下，当预定充电结束时间到达时，未完成蓄电装置的充电。在这种情况下，担心用户的便利性下降。备选地，在其中实际所需充电时间段远短于估计的情况下，担心通过将蓄电装置长时间段置于满充电状态而导致的蓄电装置的劣化。

发明内容

本说明书披露一种车辆，其中在通过计时器充电对所述车辆进行外部充电期间，准确地估计所需充电时间段。

在本发明的一个方面，一种车辆包括蓄电装置、伴随电力消耗而启动的辅助负荷、充电器、以及电子控制单元。所述充电器被配置为使用从所述车辆外部的电源供应的电力对所述蓄电装置充电。所述电子控制单元被配置为控制使用所述充电器对所述蓄电装置进行外部充电的时间安排。所述电子控制单元被配置为在开始所述充电之前创建启动安排，所述启动安排指定在所述外部充电期间使所述辅助负荷启动的时间。所述电子控制单元被配置为在所述外部充电期间，对所述辅助负荷的启动模式进行分层，并且学习所述蓄电装置针对每个所述启动模式的充电电力。所述电子控制单元被配置为基于针对每个所述启动模式的所述充电电力的学习值、根据所述启动安排的每个所述启动模式的执行时间段、以及从在开始所述充电之前的所述蓄电装置的充电状态获得的总充电电力量，估计所述外部充电的所需时间段。此外，所述电子控制单元被配置为根据所述估计的所需时间段来设置所述外部充电的开始时间。

根据上述车辆，可以针对所述辅助负荷的每个所述启动模式，学习在所述外部充电期间的所述充电电力的结果值。因此，即使当所述蓄电装置的所述充电电力根据所述辅助负荷的启动情况而改变时，也可以通过使用所述充电电力的所述学习值，准确地估计所述所需充电时间段。因此，可以适当地设置所述充电开始时间以使得在通过计时器充电的所述外部充电期间，所述蓄电装置在设置的充电结束时间变成满充电状态。因此，不会发生其中在所述车辆的驾驶开始时间未完成所述蓄电装置的充电的情况，或者其中将所述蓄电装置长时间置于满充电状态的情况。因此，能够实现改进用户的便利性和防止所述蓄电装置的劣化。

根据该车辆，能够在通过所述计时器充电的外部充电期间，准确地估计所需充电时间段。

所述辅助负荷可以包括加热器，其被配置为当被启动时升高所述蓄电装置的温度。所述电子控制单元可以被配置为创建所述启动安排以使得在所述外部充电期间使所述加热器启动。根据所述加热器的停止和启动，所述启动模式可以彼此分离。

使用这种配置，即使当在所述外部充电期间在预定时间使所述加热器启动时，也可以通过使用所述充电电力学习值，准确地估计所述所需充电时间段。

备选地，所述辅助负荷可以包括：空调装置，其被配置为调整车厢内部的温度；以及加热器，其被配置为当被启动时升高所述蓄电装置的温度。所述电子控制单元可以被配置为创建启动安排以使得在所述外部充电期间使所述空调装置和所述加热器启动。根据所述加热器的启动的有无以及所述空调装置的启动的有无，所述启动模式可以彼此分离。

使用这种配置，即使当在所述外部充电期间在预定时间使所述加热器或所述空调装置启动时，也可以通过使用所述充电电力学习值，准确地估计所述所需充电时间段。

此外，所述车辆可以进一步包括第一和第二电力转换器。所述第一电力转换器可以被配置为将来自所述充电器的电力转换成所述辅助负荷的驱动电力。所述第二电力转换器可以被配置为将来自所述蓄电装置的电力转换成所述辅助负荷的所述驱动电力。可以配置所述第二电力转换器的电力容量大于所述第一电力转换器的电力容量。所述电子控制单元可以被配置为在所述外部充电期间，根据所述辅助负荷的启动情况，启动所述第一和第二电力转换器中的至少一个。在所述第一电力转换器的启动期间以及在所述第二电力转换器的启动期间，所述启动模式可以彼此分离。

使用这种配置，能够基于所述第一和第二电力转换器的启动状态(开启/关闭)，根据所述辅助负荷的消耗电力水平对所述启动模式进行分层，并且因此能够学习所述充电电力的结果值。因此，能够增加所述充电电力的学习精度和所述所需充电时间段的估计精度。

备选地，所述电子控制单元可以被配置为针对所述车辆外部的电源的每种状况，单独学习每个所述启动模式下的所述充电电力学习值。

使用这种配置，能够通过区分所述蓄电装置的充电效率的差异，获得所述充电电力学习值，所述差异由于充电设施之间的固有差异引起的充电电力的差异而导致。因此，通过增加所述充电电力的学习精度，能够进一步增加所述所需充电时间段的估计精度。

备选地，所述电子控制单元可以被配置为针对在所述外部充电期间的每种天气状况，单独学习每个所述启动模式下的所述充电电力学习值。

使用这种配置，能够通过区分所述蓄电装置的充电效率的差异，获得所述充电电力学习值，所述差异由温度状况的差异导致。因此，通过增加所述充电电力的学习精度，能够进一步增加所述所需充电时间段的估计精度。

此外，所述电子控制单元可以被配置为在所述辅助负荷包括的多个负荷中的特定负荷的启动期间，停止学习所述充电电力。

例如，所述特定负荷可以包括其消耗的电力大的负荷，或者其消耗的电力趋向不恒定的负荷。使用这种配置，可防止当所述辅助负荷的消耗电力大时或者当所述辅助负荷的消耗电力波动时预计的所述充电电力的学习值的波动。因此，通过增加所述充电电力的学习精度，能够进一步增加所述所需充电时间段的估计精度。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特性、优点以及技术和工业意义，其中相同标号表示相同元素，这些附图是：

图1是在本发明的一个实施例中被示为车辆的一个实例的混合动力车辆的整体框图；

图2是解释在根据本实施例的车辆中通过计时器充电的外部充电的操作实例的示意波形图；

图3是示出在根据本发明实施例的车辆中与计时器充电相关的控制配置的功能框图；

图4是示出在辅助负荷的启动模式改变的状况下外部充电的一个实例的示意波形图；

图5是解释在根据本实施例的车辆中在计时器充电期间学习辅助负荷的每个启动模式的充电电力的表；

图6是解释在根据本实施例的车辆中计时器充电的充电电力的学习处理的流程图；

图7是解释在根据本实施例的车辆中计时器充电的控制处理的流程图；

图8是用于解释与辅助负荷的启动模式变化对应的所需充电时间段的计算的示意图；

图9是详细解释用于在根据本实施例的车辆中估计计时器充电中的所需充电时间段的控制处理的第一流程图；

图10是详细解释用于在根据本实施例的车辆中估计计时器充电中的所需充电时间段的控制处理的第二流程图；

图11是解释基于外部充电的所需充电时间段的估计的充电安排的创建实例的示意图；

图12是解释充电电力学习中的学习表设置的修改实例的概念图；以及

图13是解释充电电力学习的开启/关闭控制的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图对本发明的实施例进行详细描述。注意，附图中的相同或对应部分由相同参考标号表示，并且原则上将不重复有关其的描述。

图1是在本发明的一个实施例中被示为车辆的一个实例的混合动力车辆的整体框图。

注意，“混合动力车辆”将在以下简称为“车辆”。本发明并不限于混合动力车辆，而且还可以应用于诸如电动车辆之类的电力车辆，其中能够通过车辆外部的电源对车载蓄电装置充电。

参考图1，车辆100包括电池组2、电力控制单元(PCU)12以及HV-ECU(电子控制单元)46。

电池组2包括蓄电装置10、系统主继电器(SMR)11、电流传感器16、电压传感器17、温度传感器18、充电继电器CHR、以及电池ECU 14。

蓄电装置10是可再充电直流电源。以下，将应用诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池之类的二次电池作为蓄电装置10。注意，出于确认目的描述以下一点：还可以应用诸如电双层电容器之类的二次电池之外的蓄电元件作为蓄电装置10。以下，蓄电装置10也将简称为电池10。

尽管未示出，但每个ECU被配置为包括中央处理单元(CPU)、存储器、以及输入/输出缓冲器。在本实施例中，每个ECU的控制功能(将在下面描述)能够通过软件处理实现，其中例如CPU执行特定程序。备选地，当在每个ECU中设置专用电子电路时，所述功能还能够通过硬件处理实现。

电池ECU 14控制充电继电器CHR的打开/闭合，并且还可以从电流传感器16、电压传感器17和温度传感器18的输出来计算蓄电装置10的充电状态(SOC)。如已知的，SOC表示蓄电装置10相对于其满充电容量的剩余容量，以百分比表示。

电力线15通过SMR 11连接到电池10。PCU 12连接到电力线15。PCU 12被配置为包括逆变器等，并且逆变器驱动电动机，电动机未被示出并且驱动车辆。因此，当SMR 11接通时，车辆100能够通过将来自电池10的电力转换成PCU 12中的上述电动机的驱动电力而行驶。

HV-ECU 46从每个传感器等输入信号，将控制信号输出到每个设备，并且控制各种类型的设备以用于车辆100的行驶。

车辆100进一步包括作为外部充电配置的充电器42、充电ECU 47以及充电入口54。

充电入口54被配置为可连接到充电电缆55的连接器56。充电电缆55由以下各项构成：插头210，其连接到车辆外部电源；CCID箱330，其包括继电器332和控制电路334；以及连接器56。

充电器42的输入端连接到充电入口54。充电器42的输出端通过充电继电器CHR连接到电池10。

当充电连接器56连接到充电入口54时，将操作模式设置为充电模式。即，在充电模式下，外部电源200电连接到充电入口54。

在充电模式下，充电器42接收通过插头210、CCID箱330和连接器56从外部电源200供应的电力。然后，当根据来自充电ECU 47的充电指令而启动时，充电器42将来自外部电源200的电力转换成电池10的充电电力。例如，当被启动时，充电器42将来自外部电源200的交流电压(100VAC或200VAC)转换成直流电压(例如，200VDC)。

更具体地说，充电器42包括输入部传感器82、功率因数校正(PFC)62、绝缘部70、AC/DC转换部72、输出部传感器79、子DC/DC转换器76以及充电ECU 47。

当充电器42启动时，输入部传感器82检测从外部电源200输入到充电器42的电压。PFC 62将来自外部电源200的交流电压转换成直流电压，并且然后进一步在较高频率下将直流电压转换成交流电压。在该电力转换中，PFC 62通过将来自外部电源200的输入电流的波形控制为与输入电压的波形同相位的正弦波，改进功率因数。

绝缘部70由绝缘变压器等构成，并且升高来自PFC 62的交流电压。AC/DC转换部72将来自绝缘部70的交流电力转换成直流电力。AC/DC转换部72可以由诸如二极管电桥之类的整流器元件构成，或者可以由电路构成，该电路能够执行晶体管等的全桥电路的电压/电流控制。通过控制来自PFC 62的交流电压的振幅，或者除此之外，通过AC/DC转换部72中的电压/电流控制，将来自AC/DC转换部72的直流电压控制为适合于对电池10充电的电压。输出部传感器79检测AC/DC转换部72的输出电压VH。

如图1中所示，例如，当充电电缆55的连接器56连接到车辆100的充电入口54时，充电ECU 47与充电电缆55的CCID箱330的控制电路334通信以便传输控制导频信号CPLT。在检测到连接之后，充电ECU 47使用控制导频信号CPLT并且请求CCID箱330闭合其中的继电器332并供应电力。

例如，作为插电式车辆标准的一个实例，针对“SAE电动车辆传导式充电耦合器”定义控制导频信号(CPLT信号)的标准。CPLT信号具有通知其中能够供应电力的状态的功能，以及当将方波信号从振荡器传输到控制导频线时指示在充电电缆与车辆之间开始充电的功能。此外，从连接器56输入到充电ECU 47的PISW信号是指示其中充电电缆55连接或断开的状态的信号。

接下来，将对到车辆100的辅助负荷的电力供应进行描述。车辆100进一步包括：高压系统的辅助负荷80，其连接到电力线15；以及低压系统的辅助负荷90，其连接到电源线85。电源线85连接到辅助电池84并且供应低压系统的辅助负荷90的电源电压(例如，12V)。

高压系统的辅助负荷80具有空调装置(A/C)81，其用于例如通过加温或冷却来调整车厢内部的温度。根据用户操作车厢内的操作开关，使空调装置81启动。注意，即使当乘员不在车厢内时，也可以通过远程控制操作等，使空调装置81启动。备选地，当通过遵循来自HV-ECU 46的启动指令使空调装置81启动时，空调装置81执行计时器空调。例如，根据时间安排执行计时器空调，在该时间安排内，在根据车辆100的驾驶开始时间开始驾驶之前，使空调装置81启动达指定时间段。

低压系统的辅助负荷90例如具有电池加热器91、灯92以及音频设备95。除了上述实例之外，辅助负荷80和90包括各种类型的电气设备。电池加热器91对应于“加热器”的一个实例，并且被配置为在启动期间产生热量并升高电池10的温度。因此，电池加热器91被布置在电池10的附近。注意，电池加热器91还可以被布置在电池组2中。灯92共同表示前灯、车厢灯等。音频设备95具有音量调整功能。

DC/DC转换器86连接在电力线15与电源线85之间。当SMR 11接通时，DC/DC转换器86被启动，降低电力线15上的电池10的输出电压，并且将低压系统的辅助电压输出到电源线85。

充电器42中的子DC/DC转换器76连接到充电器42的电力转换路径。例如，子DC/DC转换器76降低PFC 62中的直流电压，并且将低压系统的辅助电压输出到电源线85。在充电模式下，SMR 11通常关断。因此，由子DC/DC转换器76产生低压系统的辅助电压。

通过设计以使得DC/DC转换器86的电力容量(输出电力额定值)大于子DC/DC转换器76的容量。因此，子DC/DC转换器76对应于“第一电力转换器”的一个实例，并且DC/DC转换器86对应于“第二电力转换器”的一个实例。注意，“第一电力转换器”可以由AC/DC转换器构成，该AC/DC转换器连接到节点以便在充电器42中输出交流电压。

此外，在本实施例的车辆中，集成充电ECU 47、HV-ECU 46和电池ECU 14的功能的组件是“电子控制单元”的一个实例。这些ECU可以整体配置，或者可以如图1中针对每个功能单独布置。注意，可以通过局部总线49在单独布置的ECU中接收/发送信号或数据。

图2是解释在根据本实施例的车辆中通过计时器充电的外部充电的操作的示意波形图。

参考图2，在车辆100在其中设置充电设施的位置处停止之后，在时间t0将充电电缆55的连接器56连接到充电入口54。以这种方式，产生其中可以开始外部充电的状态，并且开始充电模式。

在其中设置计时器充电的情况下，即使在开始充电模式之后，外部充电也会暂停，直到到达根据外部充电时间安排(以下也称为“充电安排”)确定的充电开始时间ts。

设置充电安排以使得电池10在预定充电结束时间tx变成满充电状态。以下，将通过外部充电使电池10的SOC增加量表示为ΔSOC。

对应于车辆100的出发时间(即，下一次车辆驾驶开始时间)，将充电结束时间tx优选地设置为紧接出发时间之前的时间。因为当将电池10长时间段置于满充电状态时，担心电池10的劣化发展。

估计外部充电的所需时间段，并且然后通过从充电结束时间tx追溯时间，设置充电开始时间ts。因此，如果所需充电时间段的估计精度低，则电池10的充电可能在充电结束时间tx不会完成，或者电池10可能由于提早完成充电而劣化。因此，当创建充电安排时，准确地估计所需充电时间段很重要。

图3是示出在根据本发明实施例的车辆中与计时器充电相关的控制配置的功能框图。与计时器充电相关的控制由每个ECU执行。

参考图3，在外部充电期间，辅助负荷控制部110控制辅助负荷80、90的操作。例如，根据用户向车辆100中的操作开关(未示出)的输入，辅助负荷控制部110能够向对应负荷设备发出操作指令。

此外，在外部充电期间，辅助负荷控制部110能够基于时间自动控制辅助负荷80、90的启动时段。例如，在冬季，在外部充电期间使电池加热器91自动启动，以便在车辆行驶之前实现升高电池10的温度的电池预热。备选地，在外部充电期间使空调装置81启动，以便在车辆行驶之前实现对车厢内部进行冷却或加温的计时器空调。

对于辅助负荷80、90的自动控制，正如描述的，由辅助负荷控制部110在开始充电之前创建“启动安排”。在“启动安排”中，指定作为启动目标的辅助负荷，并且基于时间指定所述辅助负荷的启动时间段。此外，当其中将辅助负荷设置为启动的时间到达时，通过遵循所创建的启动安排来产生操作指令。

例如，对于电池预热，设置电池加热器91的启动时间段以使得在预先设置的下一次车辆驾驶开始时间，电池10的温度升高到指定温度。例如，预先创建映射，其中基于在开始充电模式时的电池温度，设置上述温度升高的所需时间段。以这种方式，能够通过从车辆驾驶开始时间向后计算，创建电池加热器91的启动安排。

此外，对于计时器空调，将空调装置81的启动时间段规定为直接由用户设置的时间段，或者从设置的驾驶开始时间回溯地设置的指定时间段。通常，用户输入计时器空调的开启/关闭和设置的空调装置温度。

正如描述的，在外部充电期间的辅助负荷的启动安排由辅助负荷控制部110设置。将所述启动安排发送到充电安排创建部130。因此，通过参考辅助负荷的启动安排，充电安排创建部130能够(基于时间)预先了解在哪个时间段内使哪个辅助负荷启动。

充电电力学习部120基于来自电池ECU 14的信息(电池10的电压Vb和电流Ib)计算在外部充电期间的电池10的充电电力，并且学习辅助负荷的每个预定启动模式的充电电力的结果值。充电电力学习部120从辅助负荷控制部110按顺序接收指示每个辅助负荷80、90的启动情况的信息，并且因此能够了解当前充电电力处于哪个启动模式下。

充电安排创建部130能够通过将外部充电中的总充电容量除以在外部充电期间的充电电力(kW)，估计所需充电时间段。注意，可以从电池10的满充电容量和ΔSOC(图2)计算总充电容量(kWh)，通过从在满充电时的SOC中减去在外部充电之前的SOC获得ΔSOC。

此外，根据来自辅助负荷控制部110的辅助负荷的启动安排，充电安排创建部130能够预测在外部充电期间每个启动模式下的辅助负荷的操作时间段。因此，在根据本实施例的车辆的计时器充电中，基于每个启动模式下的充电电力学习值、辅助负荷的启动安排、以及总充电容量，估计所需充电时间段。

在开始充电模式时，充电安排创建部130基于由用户输入的指令等，判定是否执行计时器充电。然后，当执行计时器充电时，充电安排创建部130创建外部充电的充电安排。更具体地说，充电安排创建部130基于过去的驾驶历史(一周的每天或者针对每个工作日/假日)等，根据用户的直接时间输入，设置对应于下一次车辆驾驶开始时间的充电结束时间(图2中的tx)。此外，基于所需充电时间段的上述估计，充电安排创建部130通过从充电结束时间回溯计算，设置充电开始时间(图2中的ts)。

注意，当不需要计时器充电时，充电安排创建部130紧接在通过连接充电电缆55实现的充电模式开始之后开始电池10的充电。

辅助电源控制部140控制在外部充电期间低压系统的辅助电压的产生，即，控制子DC/DC转换器76和DC/DC转换器86的每一个的启动状态(开启/关闭)。在充电模式下，基本上SMR 11关断，并且低压系统的辅助电压由子DC/DC转换器76产生。因此，当在开始充电模式时使子DC/DC转换器76启动时，停止DC/DC转换器86。

当在该状态下辅助负荷90的消耗电力增加时，辅助电源控制部140指示接通SMR11并且使DC/DC转换器86启动。因为DC/DC转换器86的容量大于子DC/DC转换器76的容量，所以改进到低压系统的辅助电压供应能力。在这种情况下，可以使子DC/DC转换器76停止或启动。

能够从由未示出的电压传感器检测的辅助电池84的输出电压，或者从由辅助负荷控制部110了解的辅助负荷90的启动情况，间接检测辅助负荷90的消耗电力。备选地，还能够通过在电源线85中布置电流传感器，监视实际消耗电力。

正如描述的，还可以从由辅助电源控制部140控制的子DC/DC转换器76和DC/DC转换器86的启动状态，检测辅助负荷90的消耗电力水平。

辅助负荷控制部110、充电电力学习部120、充电安排创建部130以及辅助电源控制部140的每个功能能够通过每个ECU的软件处理和/或硬件处理来实现。

根据辅助负荷的上述启动安排，存在以下情况：其中在图2中的时间ts与时间tx之间的外部充电的至少一部分期间，出现辅助负荷的启动时间段。如从图1理解的，用于使辅助负荷80、90启动的电力由子DC/DC转换器76和/或DC/DC转换器86从充电路径获得，该充电路径通过充电器42从充电入口54到达电池10。因此，在辅助负荷的启动时间段内，电池10的充电电力随着辅助负荷的消耗电力而减少。即，应该理解，电池10的实际充电电力不仅由外部电源200、充电电缆55和充电器42的规格确定，而且根据辅助负荷80、90的启动情况而改变。

图4是示出在辅助负荷的启动模式改变的状况下外部充电的一个实例的示意波形图。图4的横轴表示时间轴，并且纵轴指示对电池10的充电电力量(kWh)。

参考图4，创建充电安排以使得电池10在充电结束时间tx满充电。此外，独立于该充电安排，由辅助负荷控制部110创建辅助负荷的启动安排。

在图4中例示的启动安排的实例中，为了准备紧接在充电结束时间tx之后开始车辆驾驶，执行用于使电池加热器91启动的电池预热和用于将车厢内部的温度调整到合适温度的计时器空调。因此，从时间t1到tx使电池加热器91启动，并且从时间t2到tx使空调装置81启动。

因此，在从充电开始时间ts到充电结束时间tx的外部充电时段内，在从ts到t1的时段501(时段长度T1p)内电池加热器91和空调装置81未消耗电力的状况下对电池10充电。同时，在从t1到t2的时段502(时段长度T2p)内电池加热器91消耗电力的状况下对电池10充电，并且在从t2到tx的时段503(时段长度T3p)内电池加热器91和空调装置81消耗电力的状况下对电池10充电。

注意，能够基于辅助负荷的启动安排，在开始充电模式时了解其中使辅助负荷80、90启动的时段长度T2p和T3p。同时，通过总充电电力量Wtl的大小，未伴随辅助负荷80、90的启动的外部充电的时段长度T1p被改变。当总充电电力量Wtl小时，可能不存在时段501。

如图4中的图的斜率转变所示，即使当充电器42的输出电力恒定时，在时段501到503内，电池10的充电电力也根据辅助负荷80、90的消耗电力而改变。更具体地说，电池10的实际充电电力在时段502内变得比在时段501内更小，并且电池10的实际充电电力在时间段503内进一步变得比在时间段502内更小。通过使用充电电力量W1p到W3p(kWh)，在时段501到503内充电电力(kW)的平均值结果分别是W1p/T1p、W2p/T2p和W3p/T3p。

因此，在其中不考虑在外部充电时段(ts到tx)内辅助负荷的启动情况而学习充电电力的结果值的情况下，担心在后续创建充电安排时所需充电时间段的估计出现误差。例如，根据电池预热的有无或者计时器空调的有无，辅助负荷的启动情况改变。因此，所需充电时间段的估计可能出现误差。因此，电池10的充电可能在充电结束时间tx未完成，或者电池10的充电可能过早结束。

因此，在根据本实施例的车辆中的计时器充电中，充电电力学习部120学习图5中例示的辅助负荷的每个启动模式的充电电力的结果值。

参考图5，根据在外部充电期间电池加热器91的启动的有无，预先对辅助负荷的启动模式1、2进行分层。此外，将空调装置81的启动的有无与启动模式1、2相组合，并且由此定义启动模式3、4。

启动模式1对应于图4中的时段501。即，在启动模式1下，基于在其中电池加热器91和空调装置81关闭的状态下电池10的充电电力的结果值，获得充电电力学习值PLN1。在图4中的操作实例中，通过反映W1p/T1p计算充电电力学习值PLN1。

启动模式2对应于图4中的时段502。即，在启动模式2下，基于在其中空调装置81关闭而电池加热器91开启的状态下电池10的充电电力的结果值，获得充电电力学习值PLN2。在图4中的操作实例中，通过反映W2p/T2p计算充电电力学习值PLN2。

启动模式3对应于图4中的时段503。即，在启动模式3下，基于在其中电池加热器91和空调装置81开启的状态下电池10的充电电力的结果值，获得充电电力学习值PLN3。在图4中的操作实例中，通过反映W3p/T3p计算充电电力学习值PLN3。

在启动模式4下，基于在其中空调装置81开启而电池加热器91关闭的状态下电池10的充电电力的结果值，获得充电电力学习值PLN4。

能够基于辅助负荷80、90的其它类型设备的启动/停止(开启/关闭)，对辅助负荷的每个启动模式进行分层，并且通过进一步组合这些其它类型设备的启动/停止进行细分。备选地，启动模式不仅可以根据辅助负荷的启动/停止进行分层，而且还根据用作辅助负荷中的消耗电力水平指标的子DC/DC转换器76的启动/停止和DC/DC转换器86的启动/停止进行分层。所述启动模式可以以这种方式预先任意定义，以便基于辅助负荷80、90的消耗电力差异进行分层。

图6是用于解释在根据本实施例的车辆中的充电电力的学习处理的流程图。例如，在外部充电期间，充电电力学习部120(图3)定期执行图6中所示的控制处理。

参考图6，在步骤S50，充电电力学习部120针对每个间隔从辅助负荷控制部110接收指示辅助负荷80、90的启动情况的信息，并且从而识别辅助负荷的当前启动模式是辅助负荷的多个预定启动模式中的哪一个。

在步骤S52，充电电力学习部120判定在步骤S50识别的当前启动模式是否从上一个启动模式改变。然后，如果启动模式与上一启动模式相同(如果在S52判定为否)，则处理继续到步骤S54，并且对在外部充电期间电池10的电压Vb与电流Ib的乘积(即，充电功率)积分。以这种方式，更新积分值Σ(Vb·Ib)。此外，在步骤S55，将同一启动模式下的积分次数N相加。当同一启动模式继续时，重复执行步骤S54、S55中的处理。

另一方面，如果启动模式改变(如果在S52判定是)，则处理继续到步骤S56，并且计算到目前为止已继续的启动模式下的充电电力结果值Pch。在此，能够计算Pch＝Σ(Vb·Ib)/N。

此外，在步骤S57，充电电力学习部120通过使用步骤S56中的充电电力结果值Pch，更新充电电力学习值PLN。例如，通过遵循下面的等式(1)计算充电电力学习值PLN。

PLN＝PLN#·(1-α)+α·Pch…(1)在(1)中，PLN#是更新之前的学习值，并且系数α是用于调整学习速度的参数并被设置为0＜α＜1。当α＝0时，不更新学习值。当α＝1时，采用当前充电电力结果值Pch作为充电电力学习值PLN(PLN＝Pch)。

此外，当结合启动模式的变化学习充电电力时，在步骤S58，充电电力学习部120清除积分值Σ(Vb·Ib)和积分次数N(Σ(Vb·Ib)＝0，N＝0)。以这种方式，从下一次重新执行变化之后的启动模式下的积分处理(S54，S55)。

通过图6中的控制处理，针对每次外部充电的辅助负荷的每个启动模式，充电电力学习部120能够适当地获得充电电力学习值PLN1到PLN4,…。注意，能够根据充电器42和辅助负荷80、90的额定值等，确定每个充电电力学习值的初始值。

通过图6中的控制处理获得的充电电力学习值用于估计计时器充电中的所需充电时间段。在此，能够在计时器充电的执行期间或者在计时器充电的非执行期间，执行根据图6中的控制处理的充电电力学习。

图7是解释在根据本实施例的车辆中计时器充电的控制处理的流程图。当在开始充电模式时确定计时器充电的执行时，激活根据图7中所示的流程图的控制处理。

在步骤S100，充电安排创建部130设置充电结束时间。如上所述，充电结束时间可以直接通过用户输入设置，或者可以基于上一次车辆驾驶开始时间设置。车辆驾驶开始时间还可以直接由用户设置，或者可以由ECU基于过去的驾驶历史等自动设置。

在步骤S110，充电安排创建部130基于电池10的当前SOC(即，其在外部充电之前的SOC)，计算总充电电力量Wtl。此外，在步骤S120，充电安排创建部130从辅助负荷控制部110获得辅助负荷的启动安排。以这种方式，预测在外部充电期间每个启动模式的操作时段。

此外，在步骤S130，充电安排创建部130从充电电力学习部120的充电电力学习值，预测外部充电中的所需充电时间段。将在下面描述步骤S130中的处理的详细信息。

在步骤S140，充电安排创建部130基于在步骤S130估计的所需充电时间段来创建充电安排。以这种方式，确定充电开始时间。

在充电安排创建部130设置充电开始时间之后，在步骤S150判定充电开始时间是否已到达。因为重复步骤S150中的处理直到充电开始时间到达(如果在S150判定否)，所以即使在其中外部电源200和车辆100通过充电电缆55连接的状态下，外部充电也会暂停。即，保持充电器42的停止。

另一方面，当充电开始时间到达时(如果在S150判定是)，在步骤S170开始外部充电。以这种方式，针对充电器42发出操作指令。在开始外部充电之后，充电一直继续直到电池10的SOC达到满充电状态。因为准确地计算所需充电时间段，所以响应于在步骤S170开始外部充电，在充电结束时间tx完成对电池10充电使其达到满充电状态。步骤S150、S170中的处理例如可以由充电ECU 47(图1)执行。

图8是示出充电电力量相对于外部充电中辅助负荷的启动模式变化的分类的图。在图8中，纵轴指示充电电力，并且横轴指示时间。图8示出在其中根据类似于图4中的启动安排使辅助负荷启动的情况下的一个操作实例。

参考图8，图4中所示的时段501到503的时段长度T1p到T3p分别对应于辅助负荷的启动模式1到3的充电时间段(图5)。能够从辅助负荷控制部110的辅助负荷的启动安排计算时段长度T2p、T3p，它们分别对应于其中使辅助负荷启动的启动模式2、3的充电时间段。以下，启动模式的时段长度T1p到T3p也将分别称为充电时间段T1p到T3p。

因此，能够通过使用充电电力学习部120的充电电力学习值PLN2、PLN3，计算启动模式2、3的时段中的充电电力量W2p、W3p(W2p＝T2p·PLN2，W3p＝T3p·PLN3)。

此外，通过从基于ΔSOC(图2)计算的总充电电力量Wtl中减去上述充电电力量W2p、W3p，计算在未使辅助负荷80、90启动的状况下在外部充电期间的时段501内的充电电力量W1p。然后，能够通过将该充电电力量W1p除以来自充电电力学习部120的充电电力学习值PLN1，计算充电时间段T1p(T1p＝W1p/PLN1)。因此，能够从充电时间段T2p和T3p(从辅助负荷的启动安排定义)以及充电时间段T1p(通过使用总充电电力量Wtl以及充电电力学习值PLN1到PLN3计算)的总和，计算外部充电的所需充电时间段的估计值。

如从图8理解的，在其中每个充电时间段长度T2p、T3p改变(由于在总充电电力量Wtl恒定的状况下辅助负荷的启动安排变化)的情况下，充电电力平均值Pavp也改变。因此，所需充电时间段也改变。即，在根据本实施例的车辆中的计时器充电中，通过学习辅助负荷的每个启动模式的充电电力，能够同等地改进充电电力平均值Pavp的估计精度。因此，能够以高精度估计所需充电时间段。

图9和图10示出详细解释用于在根据本实施例的车辆中估计计时器充电中的所需充电时间段的控制处理的流程图。图9和图10对应于详细解释图7中的步骤S130中的控制处理的流程图。

参考图9，在步骤S200，充电安排创建部130从辅助负荷控制部110获得辅助负荷的启动安排。以这种方式，在图8的操作实例中，获得充电时间段T2p、T3p。

此外，在步骤S202，充电安排创建部130计算在辅助负荷启动期间的充电电力量Waup。在图8的操作实例中，从启动模式2、3下的充电电力量W2p、W3p的总和来计算充电电力量Waup。如上所述，能够通过使用充电时间段T2p、T3p(遵循辅助负荷的启动安排)以及充电电力学习值PLN2、PLN3，计算充电电力量Waup。

如已通过使用图8描述的，不与辅助负荷的启动关联的充电时间段T1p根据总充电电力量Wtl与充电电力量Waup之间的关系而改变。由于此原因，在步骤S204，充电安排创建部130将总充电电力量Wtl与在步骤S202获得的充电电力量Waup相比较。

如果Wtl＞Waup(如果在S204判定是)，则理解在其中辅助负荷停止的状态下充电时间段T1p＞0。因此，处理继续到步骤S206，并且充电安排创建部130通过从总充电电力量Wtl中减去在辅助负荷启动期间的充电电力量Waup，估计启动模式1下的充电电力量W1p(W1p＝Wtl-Waup)。

此外，在步骤S208，充电安排创建部130通过将在步骤S206获得的充电电力量W1p除以来自充电电力学习部120的充电电力学习值PLN1，计算启动模式1下的充电时间段T1p(T1p＝W1p/PLN1)。然后，处理继续到步骤S210，并且充电安排创建部130根据充电时间段T1p(S208)以及充电时间段T2p、T3p(S200)的总和，计算外部充电的所需充电时间段估计值Tch。

另一方面，如果Wt1≤Waup(如果在S204判定否)，则充电安排创建部130根据图10中所示的控制处理，计算所需充电时间段估计值Tch。

参考图10，在步骤S220，充电安排创建部130从伴随辅助负荷启动安排中所示的辅助负荷启动的多个启动模式中，提取在最接近于充电结束时间的一侧使用的启动模式。例如，在图4中所示的辅助负荷的启动模式中，在步骤S220提取其中使空调装置81和电池加热器91启动的辅助负荷的启动模式3。

在步骤S222，充电安排创建部130通过使用所述启动模式的充电电力学习值，计算在步骤S220提取的启动模式下的充电电力量Wpt。例如，从启动模式3下的充电时间段T3p与充电电力学习值PLN3的乘积，计算充电电力量W3p。

此外，在步骤S224，充电安排创建部130计算充电电力量的剩余量ΔWtl。每次执行步骤S224时，在总充电电力量Wtl作为初始值的情况下，通过从ΔWtl的当前值中减去在上一个步骤S222计算的充电电力量Wpt，更新剩余量ΔWtl。接下来，在步骤S226判定是否剩余充电量ΔWtl＞0，剩余充电量ΔWtl在步骤S224中被更新。

如果剩余充电量ΔWtl＞0(如果在S226判定是)，则处理继续到步骤S228，并且充电安排创建部130确认在步骤S220提取的启动模式下的充电时间段。即，在S228，将遵循辅助负荷启动模式的所述启动模式的时段长度设置为充电时间段。

此外，处理继续到步骤S230，并且充电安排创建部130判定在删除在步骤S220提取的启动模式之后，在辅助负荷的启动安排中所示的多个启动模式中，是否剩余伴随辅助负荷启动的启动模式。

如果剩余模式(如果在S230判定是)，则再次执行步骤S220到S226中的处理。以这种方式，按照从在充电结束时间侧的启动模式的顺序，提取启动模式中所示的在外部充电期间的多个启动模式。此外，重复提取启动模式直到按顺序提取的启动模式的总充电电力量达到总充电电力量Wtl。

注意，因为仅当Wtl≤Waup(如果在S204判定否)时才执行图10中的处理，所以基本上不会发生以下情况：在ΔWtl＞0(在S226判定是)的状态下，提取伴随辅助负荷启动的所有启动模式(如果在S230判定否)。

如果ΔWtl≤0(在S226判定否)，则处理继续到步骤S235，并且充电安排创建部130计算所述启动模式的充电时间段。在这种情况下，通过将更新之前的剩余充电量ΔWtl(即，在S224中更新之后的ΔWtl和S222中的充电电力量Wpt的总和)除以所述启动模式下的充电电力学习值，计算充电时间段。应该理解，在此计算的充电时间段等于遵循辅助负荷启动安排的所述启动模式的时段长度(其中ΔWtl＝0的情况)，或者短于其持续时间(其中ΔWtl＜0的情况)。

此外，如果在伴随辅助负荷启动的多个启动模式中剩余未提取的启动模式，则充电安排创建部130在步骤S236将每个未提取的启动模式下的充电时间段设置为0。

此外，处理继续到步骤S240，并且充电安排创建部130根据伴随辅助负荷启动并且在步骤S228、S235或S236中计算或设置的启动模式下的充电时间段的总和，计算外部充电的所需充电时间段估计值Tch。

以这种方式，在其中仅通过伴随辅助负荷启动的外部充电完成电池10的外部充电的情况下(图10)以及在其中存在未伴随辅助负荷启动的充电时间段的情况下(图9)，能够根据辅助负荷的启动模式准确地计算外部充电的所需时间段。

图11是解释基于外部充电的所需充电时间段估计的充电安排的创建实例的示意图。

图11中的(a)示出当根据图9中的控制处理估计所需充电时间段时的创建实例，并且图11中的(b)示出当根据图10中的控制处理估计所需充电时间段时的创建实例。

参考图11，在时间t0，产生其中由于连接充电电缆55而可以开始外部充电的状态，并且开始充电模式。创建充电安排以使得电池10在充电结束时间tx变成满充电状态。

在图11中的(a)的情况下，根据在图9中的步骤S210中计算的所需充电时间段估计值Tch，设置充电开始时间ts。同时，根据辅助负荷控制部110的启动安排，辅助负荷80或90开始从启动开始时间ts(au)启动。例如，电池加热器91从该时间开启以便电池预热。

在图11中的(a)中，因为Wau＜Wtl(在S204判定是)，所以在辅助负荷的启动时间段内，仅使用外部充电的充电电力量，电池10未达到满充电状态。因此，应该理解，充电开始时间ts早于启动开始时间ts(au)到来。

同时，在图11中的(b)的情况下，根据在图10中的步骤S240中计算的所需充电时间段估计值Tch，设置充电开始时间ts。同时，根据辅助负荷控制部110的启动安排，辅助负荷80或90开始从启动开始时间ts(au)启动。在图11中的(b)中，因为Wau≥Wtl(在S204判定否)，所以在辅助负荷的启动时间段内，仅使用外部充电的充电电力量，电池10变成满充电状态。因此，启动开始时间ts(ch)早于充电开始时间ts到来。

如到目前为止已描述的，按照根据本实施例的车辆，能够针对辅助负荷的每个启动模式，学习在外部充电期间的充电电力的结果值。因此，即使在其中电池10的充电电力根据辅助负荷的启动情况而改变的情况下，也能够通过使用充电电力的学习值准确地估计所需充电时间段。

因此，能够适当地设置充电开始时间以使得在通过计时器充电的外部充电中，电池10在设置的充电结束时间变成满充电状态。以这种方式，不会发生其中在车辆100的驾驶开始时间未完成电池10的外部充电的情况，或者其中将电池10长时间段置于满充电状态的情况。因此，能够实现改进用户的便利性和防止电池的劣化。

(充电电力学习的修改例)图12是解释充电电力学习部120的充电电力学习中的学习表设置的修改例的概念图。

参考图12，设计学习表600以使得针对每个启动模式获得充电电力学习值，这些启动模式预先定义以便能够根据消耗电力适当地区分辅助负荷80、90的启动情况。如上所述，根据特定辅助负荷(电池加热器91和/或空调装置81)的开启/关闭或者用于提供辅助电源的子DC/DC转换器76和DC/DC转换器86的启动状态，定义辅助负荷的启动模式。

还可以针对指示外部电源200的状况的每种电源状况，单独设置学习表600。作为电源状况，能够采用外部电源200的系统电压(100V/200V)和电流额定值(正常充电/快速充电)或充电点(家/办公室/停车场等)。

通过针对每种电源状况分离学习值，即使在其中通过使用不同充电设施进行车辆100的外部充电的情况下，由于充电设施之间的固有差异导致充电电力的差异也可以被充电电力学习值吸收。因此，能够进一步增加外部充电的所需时间段的估计精度。

备选地，代替电源状况，或者进一步通过与电源状况组合，可以针对每个天气状况单独设置学习表600。作为天气状况，可以采用通过日期/时间信息进行分层的季节和日/夜、车辆外部的大气温度(最高温度或最低温度)，或者车辆100的目的地(寒冷地区、热带地区等)。

通过针对每种天气状况分离学习值，可以学习充电电力，同时反映根据电池10的温度的充电效率的差异。此外，通过区分空调装置81的计时器空调中的加温和冷却，能够学习充电电力。

以这种方式，能够通过针对每种电源状况和/或天气状况单独提供学习表600，进一步增加充电电力的结果值的学习精度。

备选地，为了增加充电电力学习精度，还可在指定辅助负荷(特定负荷)的启动期间禁止充电电力学习。

图13示出用于控制充电电力学习的执行(开启)和停止(关闭)的流程图。根据图13中的流程图的控制处理例如可以由充电电力学习部120(图3)执行。

参考图13，在步骤S310，充电电力学习部120判定是否在外部充电期间使特定负荷启动(如果在S300判定是)。

可以预先定义S310中的特定负荷以便包括具有大消耗电力的设备(例如，前灯)或者具有不稳定消耗电力趋势的设备(例如，具有音量调整功能的音频设备)。注意，所述特定负荷的开启/关闭并未反映到学习表600中的启动模式的定义。

如果停止特定负荷(如果在S310判定否)，则处理继续到步骤S320，并且充电电力学习部120通过遵循图6执行充电电力的结果值的学习。

另一方面，如果使特定负荷启动(如果在S310判定是)，则处理继续到步骤S330，并且充电电力学习部120停止充电电力的学习。以这种方式，可防止将辅助负荷的消耗电力大时的充电电力以及消耗电力波动时的充电电力反映到学习值。因此，可防止充电电力学习值波动并且增加学习精度。

注意，根据本实施例的车辆100的配置是示例性的。出于确认目的描述以下点：本发明可以应用于具有计时器充电功能的车辆，而不限制驱动系统和外部充电系统的配置。

具体地说，在图1中例示其中通过充电电缆55建立电连接来执行外部充电的配置。但是，根据本实施例的计时器充电通常还能够应用于未伴随电连接的方面，例如其中通过在送电线圈与受电线圈之间在指定频率下非接触传输交流电力来执行外部充电的车辆。

在此，将总结本实施例。在使用外部电源200的电力对电池10进行外部充电期间，对辅助负荷80、90的启动模式进行分层，并且针对每个启动模式学习电池10的充电电力的结果值。当创建计时器充电的安排时，基于以下各项估计所需充电时间：根据在外部充电期间基于时间控制的辅助负荷80、90的启动安排的每个启动模式的执行时间段；每个启动模式下的充电电力学习值；以及从外部充电之前的SOC获得的满充电状态的总充电电力量。根据估计的所需充电时间段，通过从计时器充电的充电结束时间回溯计算，设置外部充电的开始时间。

应该考虑，本次披露的实施例在任何方面都是示例性的，并且因此不是限制性的。本发明的范围未由上面描述指示而是由权利要求指示，并且旨在包括权利要求等效意义方面和权利要求内的所有更改。

Claims (7)

1.一种车辆，其特征在于包括：

蓄电装置；

辅助负荷，其被配置为通过消耗电力而被启动；

充电器，其被配置为使用从所述车辆外部的电源供应的电力对所述蓄电装置充电；以及

电子控制单元，其被配置为：

在开始充电之前创建启动安排，所述启动安排指定在所述蓄电装置的充电期间启动所述辅助负荷的时间；

在所述充电期间，对所述辅助负荷的启动模式进行分层，并且学习所述蓄电装置针对每个所述启动模式的充电电力；

基于针对每个所述启动模式的所述充电电力的学习值、根据所述启动安排的每个所述启动模式的执行时间段、从所述蓄电装置的充电状态获得的总充电电力量来估计所述充电的所需时间段，并且所述充电状态是在开始所述充电之前的充电状态；以及

根据估计的所需时间段来设置所述充电的开始时间。

2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于

所述辅助负荷包括加热器，其被配置为在被启动时升高所述蓄电装置的温度，

所述电子控制单元被配置为创建所述启动安排以使得在所述充电期间启动所述加热器，以及

根据所述加热器的停止和启动，所述启动模式彼此分离。

3.如权利要求1所述的车辆，其特征在于

所述辅助负荷包括：

空调装置，其被配置为被启动以便调整车厢内部的温度；以及

加热器，其被配置为被启动以便升高所述蓄电装置的温度，

所述电子控制单元被配置为创建所述启动安排以使得在所述充电期间启动所述空调装置和所述加热器，以及

根据所述加热器的启动的有无以及所述空调装置的启动的有无，所述启动模式彼此分离。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的车辆，进一步包括：

第一电力转换器，其被配置为将来自所述充电器的电力转换成所述辅助负荷的驱动电力；以及

第二电力转换器，其被配置为将来自所述蓄电装置的电力转换成所述辅助负荷的所述驱动电力，所述第二电力转换器的电力容量大于所述第一电力转换器的电力容量，其中

所述电子控制单元被配置为在所述充电期间，根据所述辅助负荷的启动情况，启动所述第一电力转换器和所述第二电力转换器中的至少一个，以及

在所述第一电力转换器的启动期间以及在所述第二电力转换器的启动期间，所述启动模式彼此分离。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的车辆，其特征在于

所述电子控制单元被配置为针对所述车辆外部的所述电源的每种状况，单独学习每个所述启动模式下的充电电力学习值。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的车辆，其特征在于

所述电子控制单元被配置为针对在所述充电期间的每种天气状况，单独学习每个所述启动模式下的充电电力学习值。

7.如权利要求1至3中的任一项所述的车辆，其特征在于

所述辅助负荷包括多个负荷，以及

所述电子控制单元被配置为在所述辅助负荷中的特定负荷的启动期间，停止学习所述充电电力。