JP2009100569A - 車両および充電ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】なるべくユーザの手を煩わせることなく、ユーザの意図を反映させて充電モードを選択して充電を実行することができる車両および充電ケーブルを提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両は、車両を駆動するための電力を出力する蓄電装置１５０と、車両の外部の外部電源から電力を受けて蓄電装置に充電する受電部であるモータジェネレータ１１０，１２０およびインバータ２１０，２２０と、充電に先立ち予め受電部の動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて受電部の制御を行なう制御部であるＥＣＵ１７０とを備える。動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモードと、所定の時間帯に拘わらず受電部と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモードとを含む。
【選択図】図３

Description

この発明は、車両および充電ケーブルに関し、特に、車両駆動用の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能に構成された車両およびその充電のための充電ケーブルに関する。

環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車、燃料電池車などが近年注目されている。これらの車両は、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える蓄電装置とを搭載する。ハイブリッド車は、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載した車両であり、燃料電池車は、車両駆動用の直流電源として燃料電池を搭載した車両である。

このような車両において、車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を一般家庭の電源から充電可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置へ電力が供給される。なお、以下では、このように車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置を充電可能な車両を「プラグイン車」とも称する。

特開２００２−３１５１９３号公報は、深夜電力が供給される時間帯であるか否かを判断し、深夜電力が供給される時間帯であると判断されれば充電を行なう電気自動車の充電システムを開示している。この電気自動車の充電システムは、緊急に充電が必要なときは、深夜電力が供給される時間であってもなくても充電を行なう。
特開２００２−３１５１９３号公報 特開平８−２２８４０６号公報 特開２０００−２０９７０７号公報 特開平８−１４０２７９号公報

しかしながら、上記特開２００２−３１５１９３号公報の充電システムは、深夜電力が供給される時間帯でなくても充電を行なうとき、つまり緊急に充電が必要なときを、どのように判断するかについては記載されていない。ユーザは、充電を行なう場合に急いで充電したいか経済性を重視して充電したいかについては、毎回事情が異なる。この点において、上記充電システムは改良の余地がある。

本発明の目的は、なるべくユーザの手を煩わせることなく、ユーザの意図を反映させて充電モードを選択して充電を実行することができる車両および充電ケーブルを提供することである。

この発明は、ある局面では、車両であって、車両を駆動するための電力を出力する蓄電装置と、車両の外部の外部電源から電力を受けて蓄電装置に充電する受電部と、充電に先立ち予め受電部の動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて受電部の制御を行なう制御部とを備える。動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモードと、所定の時間帯に拘わらず受電部と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモードとを含む。

好ましくは、車両は、制御部に設定する動作モードの切替えを指示する入力部をさらに備える。入力部によって、制御部に充電時間拡張設定情報がさらに設定される。制御部は、第１のモードに動作モードが設定されている場合において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、充電時間拡張情報に基づいて、所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する。

より、好ましくは、入力部は、車両を外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる。

さらに好ましくは、入力部は、外部電源接続経路上の充電回路断続装置に設けられる。
好ましくは、制御部は、車両を外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる。

より好ましくは、制御部は、外部電源接続経路上の充電回路断続装置に設けられる。
好ましくは、制御部は、第１のモードに動作モードが設定されている場合において、受電部と外部電源とが接続された時刻が所定の時間帯に属さないときには現在時刻が所定の時間帯に属するまで待ってから充電を開始させる。

より好ましくは、制御部は、第１のモードにおいて、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られない場合には、設定された充電時間拡張情報に基づいて蓄電装置に必要な充電が完了するまで充電時間を延長するか否かを決定する。

この発明は、他の局面においては、外部電源および車両から離脱可能かつ外部電源と車両とを通電可能な充電ケーブルであって、外部電源と車両との間で電力を授受する電力線と、充電に先立ち予め動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて車両の受電の制御を行なう制御部とを備える。動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモードと、所定の時間帯に拘わらず車両と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモードとを含む。

好ましくは、充電ケーブルは、制御部に設定する動作モードの切替えを指示する入力部をさらに備える。入力部によって、制御部に充電時間拡張設定情報がさらに設定される。制御部は、第１のモードに動作モードが設定されている場合において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、充電時間拡張情報に基づいて、所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する。

好ましくは、制御部は、第１のモードに動作モードが設定されている場合において、受電部と外部電源とが接続された時刻が所定の時間帯に属さないときには現在時刻が所定の時間帯に属するまで待ってから充電を開始させる。

より好ましくは、制御部は、第１のモードにおいて、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られない場合には、設定された充電時間拡張情報に基づいて蓄電装置に必要な充電が完了するまで充電時間を延長するか否かを決定する。

本発明によれば、適宜ユーザの意図を反映させて、経済性を優先させた充電動作と利便性を優先させた充電動作のいずれかを選択して車両の充電を行なうことができる。

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返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態による充電制御装置が適用された車両の一例として示されるハイブリッド車の全体ブロック図である。

図１を参照して、このハイブリッド車は、エンジン１００と、第１モータジェネレータ（Motor Generator）１１０と、第２モータジェネレータ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、蓄電装置１５０と、駆動輪１６０と、ＥＣＵ１７０とを備える。

エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０は、動力分割機構１３０に連結される。そして、このハイブリッド車は、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機１４０を介して駆動輪１６０へ伝達される経路であり、もう一方は第１モータジェネレータ１１０へ伝達される経路である。

第１モータジェネレータ１１０は、交流回転電機であり、たとえば、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同期電動機である。第１モータジェネレータ１１０は、動力分割機構１３０によって分割されたエンジン１００の動力を用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１００が始動して第１モータジェネレータ１１０により発電が行なわれる。そして、第１モータジェネレータ１１０によって発電された電力は、インバータにより交流から直流に変換され、コンバータにより電圧が調整されて蓄電装置１５０に蓄えられる。

第２モータジェネレータ１２０は、交流回転電機であり、たとえば、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同期電動機である。第２モータジェネレータ１２０は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ１１０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２モータジェネレータ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。これにより、第２モータジェネレータ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２モータジェネレータ１２０からの駆動力によって車両を走行させたりする。なお、図１では、駆動輪１６０は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第２モータジェネレータ１２０によって後輪を駆動してもよい。

なお、車両の制動時等には、減速機１４０を介して駆動輪１６０により第２モータジェネレータ１２０が駆動され、第２モータジェネレータ１２０が発電機として作動する。これにより、第２モータジェネレータ１２０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。そして、第２モータジェネレータ１２０により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。

動力分割機構１３０は、遊星歯車機構を含む。遊星歯車機構は、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。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、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１００のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１モータジェネレータ１１０の回転軸に連結される。リングギヤは第２モータジェネレータ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。

図２は、動力分割機構１３０の共線図である。
エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０が、動力分割機構１３０を介して連結されることによって、図２に示すように、エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

再び図１を参照して、蓄電装置１５０は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池を含む。蓄電装置１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１５０には、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０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、蓄電装置１５０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０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２モータジェネレータ１２０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。

エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０は、ＥＣＵ１７０によって制御される。なお、ＥＣＵ１７０は、機能ごとに複数のＥＣＵに分割されてもよい。

図３は、図１に示したハイブリッド車の電気システムの全体構成図である。
図３を参照して、この電気システムは、蓄電装置１５０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２５０と、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、第１モータジェネレータ１１０と、第２モータジェネレータ１２０と、ＤＦＲ（Dead Front Relay）２６０と、ＬＣフィルタ２８０と、充電インレット２７０と、電圧センサ１７１と、モード設定入力部２９０とを備える。

ＳＭＲ２５０は、蓄電装置１５０とコンバータ２００との間に設けられる。ＳＭＲ２５０は、蓄電装置１５０と電気システムとの電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０によってオン／オフ制御される。すなわち、車両走行時および車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、ＳＭＲ２５０はオンされ、蓄電装置１５０は電気システムに電気的に接続される。一方、車両システムの停止時、ＳＭＲ２５０はオフされ、蓄電装置１５０は電気システムと電気的に遮断される。

コンバータ２００は、リアクトルと、２つのｎｐｎ型トランジスタと、２つダイオードとを含む。リアクトルは、蓄電装置１５０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ノード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、各ｎｐｎ型トランジスタにダイオードが逆並列に接続される。

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てもよい。

コンバータ２００は、蓄電装置１５０から第１モータジェネレータ１１０または第２モータジェネレータ１２０へ電力が供給される際、ＥＣＵ１７０からの制御信号に基づいて、蓄電装置１５０から放電される電力を昇圧して第１モータジェネレータ１１０または第２モータジェネレータ１２０へ供給する。また、コンバータ２００は、蓄電装置１５０を充電する際、第１モータジェネレータ１１０または第２モータジェネレータ１２０から供給される電力を降圧して蓄電装置１５０へ出力する。

なお、図３には、蓄電装置１５０を１つだけ設けた構成を示したが、蓄電装置を並列に複数設けても良い。その場合には、追加の蓄電装置に対応するコンバータをコンバータ２００と並列に接続し、そのコンバータを経由して追加の蓄電装置がインバータ２１０および２２０と電力を授受するようにすればよい。そうすれば２つの蓄電装置の電圧が異なっていても、蓄電装置間で過電流が流れてしまうような問題が生じることなく使用することができる。

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、互いに並列に接続される。各相アームは、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを含み、各ｎｐｎ型トランジスタにはダイオードが逆並列に接続される。各相アームにおける２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１モータジェネレータ１１０における対応のコイル端であって中性点１１２とは異なる端部に接続される。

そして、第１インバータ２１０は、コンバータ２００から供給される直流電力を交流電力に変換して第１モータジェネレータ１１０へ供給する。また、第１インバータ２１０は、第１モータジェネレータ１１０により発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータ２００へ供給する。

第２インバータ２２０も、第１インバータ２１０と同様の構成を含む。第２インバータ２２０の各相アームにおける２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２モータジェネレータ１２０における対応のコイル端であって中性点１２２とは異なる端部に接続される。

そして、第２インバータ２２０は、コンバータ２００から供給される直流電力を交流電力に変換して第２モータジェネレータ１２０へ供給する。また、第２インバータ２２０は、第２モータジェネレータ１２０により発電された交流電力を直流電流に電力してコンバータ２００へ供給する。

さらに、車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電が行なわれるとき、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、後述の方法により、車両外部の電源から第１モータジェネレータ１１０の中性点１１２および第２モータジェネレータ１２０の中性点１２２に与えられる交流電力をＥＣＵ１７０からの制御信号に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力をコンバータ２００へ供給する。

ＤＦＲ２６０は、中性点１１２，１２２に接続される電力線対とＬＣフィルタ２８０に接続される電力線対との間に設けられる。ＤＦＲ２６０は、充電インレット２７０と電気システムとの電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０によってオン／オフ制御される。すなわち、車両走行時、ＤＦＲ２６０はオフされ、電気システムと充電インレット２７０とは電気的に切離される。一方、車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、ＤＦＲ２６０はオンされ、充電インレット２７０が電気システムに電気的に接続される。

ＬＣフィルタ２８０は、ＤＦＲ２６０と充電インレット２７０との間に設けられ、車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、ハイブリッド車の電気システムから車両外部の電源へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。

充電インレット２７０は、車両外部の電源から充電電力を受電するための電力インターフェースである。車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、充電インレット２７０には、車両外部の電源から車両へ電力を供給するための充電ケーブルのコネクタが接続される。

ＥＣＵ１７０は、ＳＭＲ２５０、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を駆動するための制御信号を生成し、これら各装置の動作を制御する。

図３に示されるハイブリッド車両は、車両を駆動するための電力を出力する蓄電装置１５０と、車両の外部の外部電源から電力を受けて蓄電装置に充電する受電部であるモータジェネレータ１１０，１２０およびインバータ２１０，２２０と、充電に先立ち予め受電部の動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて受電部の制御を行なう制御部であるＥＣＵ１７０とを備える。動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモードと、所定の時間帯に拘わらず受電部と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモードとを含む。

本実施の形態では、以下に説明するようにモータジェネレータ１１０，１２０のステータコイルの中性点に外部からの電力を受ける例を示す。なお、受電方式はこれに限定されるものではなく、受電専用の充電回路を設けるものであっても良い。

次に、外部電源からの充電の説明を行なう。以下に、電源４０２から蓄電装置１５０の充電実行時に受電部として動作する第１インバータ２１０および第２インバータ２２０について説明する。

図４は、図３に示した第１、第２インバータ２１０，２２０および第１、第２モータジェネレータ１１０，１２０の零相等価回路を示した図である。

第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の各々は、図３に示したように三相ブリッジ回路を含み、各インバータにおける６個のスイッチング素子のオン／オフの組合せは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）と考えることができ、また、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態と考えることができる。

図３、図４を参照して、車両外部の電源４０２から蓄電装置１５０への充電時、電圧センサ１７１によって検出される電圧ＶＡＣと充電ケーブルの定格電流とによって生成される零相電圧指令に基づいて、第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方において零電圧ベクトルが制御される。したがって、図４では、第１インバータ２１０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２１０Ａとしてまとめて示され、第１インバータ２１０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２１０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、第２インバータ２２０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２２０Ａとしてまとめて示され、第２インバータ２２０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２２０Ｂとしてまとめて示されている。

そして、図４に示されるように、この零相等価回路は、電源４０２から第１モータジェネレータ１１０の中性点１１２および第２モータジェネレータ１２０の中性点１２２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方において零相電圧指令に基づいて零電圧ベクトルを変化させ、第１および第２インバータ２１０，２２０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電源４０２から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１５０を充電することができる。

図５は、実施の形態１のハイブリッド車両の充電口を説明するための図である。
図５を参照して、充電口２７２は、通常はリッド２７４によって覆われている。ユーザが充電を行なうときには、リッド２７４が開かれる。充電口２７２には、充電インレット２７０とモード設定入力部２９０とが設けられる。

モード設定入力部２９０は、クイック充電選択ボタン２９２と、エコノミー充電選択ボタン２９４と、エコノミー拡張設定スイッチ２９６とを含む。クイック充電選択ボタン２９２と、エコノミー充電選択ボタン２９４は、いずれか一方しか選択できないようになっている。たとえば、ボタンが押しボタンである場合には、クイック充電選択ボタン２９２を押すと、エコノミー充電選択ボタン２９４はそれまでに押されていても解除される。逆に、エコノミー充電選択ボタン２９４を押すと、クイック充電選択ボタン２９２はそれまでに押されていても解除される。

リッド２７４を開くと、現在どちらのボタンが選択状態にあるかがユーザに分かるようになっている。たとえば、ボタンが押しこまれた状態が選択状態で、押し込まれていない状態が非選択状態となる押しボタンスイッチを使用することができる。また、ボタンが押しこんだ後に元の位置に復帰するタイプのものであっても、ボタンにランプをつけてランプの点灯でいずれが選択されているかをユーザに示すようにすればよい。

充電動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモード（エコノミー充電モード）と、所定の時間帯に拘わらず受電部と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモード（クイック充電モード）とを含む。

ここで、所定の時間帯とは、たとえば一般の電力料金よりも安価な深夜電力料金が適用される時間帯である。

そしてハイブリッド車両は、充電口２７２に制御部であるＥＣＵ１７０に設定する動作モードの切替えを指示するモード設定入力部２９０をさらに備える。モード設定入力部２９０に含まれるエコノミー拡張設定スイッチ２９６によって、ＥＣＵ１７０に充電時間拡張設定情報がさらに設定される。ＥＣＵ１７０は、第１のモード（エコノミー充電モード）に動作モードが設定されている場合において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、充電時間拡張設定情報に基づいて、所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する。

エコノミー拡張設定スイッチ２９６は、充電時間拡張設定情報を設定するためのボタンであり、拡張有りに設定するとＥＣＵ１７０は、所定時間帯を前後に拡張した時間帯で充電を実行する。これにより、電気料金の安い時間帯に優先的に充電を行ないつつ、充電量が不足する場合には、所定の時間帯以外でも充電を行なって必要な充電量を確保する。

一方、エコノミー拡張設定スイッチ２９６で拡張無しに設定するとＥＣＵ１７０は、所定時間帯以外では充電を行なわない。これにより、充電コストを最も安くして車両を運行させることができる。

また、モード設定入力部２９０は、車両を外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる。ここで、図５には、外部電源接続経路の一例として充電口２７２にモード設定入力部２９０を設けた例を示した。しかし、外部電源接続経路は、車両側の充電口以外にも、車両側コネクタ、車両から延びる充電ケーブルも含んでいてもよい。このような外部電源接続経路のいずれかの部分にモード設定入力部２９０を設けることにより、充電の際に車両と外部電源とを充電ケーブルで接続する時に、その場で容易にユーザが充電動作モードの設定をすることができる。したがって、たとえば車両のドアをあけてコンソールのボタンを操作するというような、煩わしさを避けることができる。

図６は、ＥＣＵ１７０が実行する充電の開始と停止についての制御を説明するフローチャートである。

図６を参照して、まずステップＳ１において、ＥＣＵ１７０は、モード設定入力部２９０に設定された動作モードがエコノミー充電モードか否かを判断する。ステップＳ１において、動作モードがエコノミー充電モードでない場合には、動作モードはクイック充電モードであり（ステップＳ１においてＮＯ）ステップＳ１０に処理が進んでただちに充電が開始される。ステップＳ１において、動作モードがエコノミー充電モードである場合には、（ステップＳ１においてＹＥＳ）ステップＳ２に処理が進む。

ステップＳ２では、ＥＣＵ１７０は、エコノミー拡張設定スイッチ２９６の設定を読み取り、エコノミー充電モードでの充電時間拡張設定の有無を判断する。充電時間拡張設定がない場合には（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ３からＳ７の一連の動作によって、深夜電力時間帯の間でのみ充電が実行される。ステップＳ２で充電時間拡張設定がある場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ８以降の一連の動作によって、深夜電力時間帯を前または後に拡張した時間において充電の実行が可能となる。

拡張設定がない場合には、まず、ステップＳ３において、現在時刻が深夜電力時間帯か否かの判断がされる。したがって、車両を外部電源に接続した時点が深夜電力時間帯であればただちにステップＳ４に処理が進み充電が開始されるが、車両を外部電源に接続した時点が深夜電力時間帯でなければ、時刻が深夜電力時間帯になるまで充電の開始が遅延される。

ステップＳ４で充電が開始されると、充電実行中はステップＳ５で現在時刻が深夜電力時間帯か否かが判断され、ステップＳ６で蓄電装置１５０の充電状態（ＳＯＣ）が満充電に相当する所定の値に到達したか否かが判断される。ステップＳ５で時刻が深夜電力時間帯であり、かつステップＳ６でまだ満充電で無いと判断された場合にはステップＳ７に処理が進み、充電が継続されふたたびステップＳ５、Ｓ６の判断が繰り返し実行される。

ステップＳ５において、時刻が深夜電力時間帯ではなくなっていた場合や、ステップＳ６で蓄電装置１５０が満充電となっていた場合には、ステップＳ１４に処理が進み、充電は停止される。

また、ステップＳ２において、充電時間の拡張設定が有りであった場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ８に処理が進み、蓄電装置１５０の充電状態ＳＯＣを参照し、満充電状態まで充電するのに必要な充電時間の見積もりを行なう。そしてステップＳ９において、深夜電力時間帯を考慮して充電開始時間を決定する。このとき、充電時間に深夜電力時間帯が含まれるように考慮される。すなわち、見積もられた充電時間が深夜電力時間帯の終了までで充電が完了する時間であればよいが、深夜電力時間帯だけでは充電時間が不足する場合には、不足時間だけ深夜電力時間帯から拡張して充電時間を決定する。

時間の拡張は、現在の時刻がまだ深夜時間帯の開始時よりも手前であれば、ちょうど深夜電力時間帯の終了時に充電が完了するように深夜時間帯の開始時に先立って充電を開始するように充電時間を決定すればよい。また、ユーザが充電ケーブルを接続した時点がすでに深夜電力時間帯であった場合には、深夜電力時間帯の終了時刻が過ぎても満充電になるまで充電時間を後ろに延長すればよい。なお、現在の時刻がまだ深夜時間帯の開始時よりも手前である場合でも、深夜時間帯の開始に合わせて充電を開始し、深夜時間帯の終了時刻より延長して充電をしても良い。

ステップＳ９において、見積もった充電時間および深夜電力時間帯の開始、終了時刻に基づいて、充電時間の開始時刻が設定されると、ステップＳ１０において現在時刻が充電開始時刻になるまで時間待ちが行なわれる。現在時刻が充電開始時刻に一致すれば、ステップＳ１０からステップＳ１１に処理が進む。

また、ステップＳ１において、エコノミー充電モードで無かった場合にもステップＳ１１に処理が進む。

ステップＳ１１〜Ｓ１３では、蓄電装置のＳＯＣを監視しながら満充電になるまで充電を行ない、蓄電装置が満充電となったら充電を停止させる処理が行われる。まず、ステップＳ１１では充電が開始され、ステップＳ１２では蓄電装置のＳＯＣが満充電状態に相当する値になったか否かが判断される。ステップＳ１２においてまだ蓄電装置が満充電状態で無かった場合にはステップＳ１３に処理が進み充電が継続される。そして再びステップＳ１２の判断が実行される。ステップＳ１２において蓄電装置が満充電になったと判断された場合には、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、充電が停止され、ステップＳ１５において充電処理が完了する。
図７は、充電モードについて比較して示した図である。

図７に示すように、（Ａ）のクイック充電モードでは、時刻Ａ１にケーブルの接続が行われると直ちに時刻Ａ２において充電が開始され、時刻Ａ３において蓄電装置が満充電状態となると時刻Ａ４において充電の終了となる。この場合には、深夜電力料金時間帯とは無関係に充電の開始と終了が実行される。

（Ｂ）の拡張許可なしのエコノミー充電モードでは、時刻Ｂ１にケーブルの接続が行われても、直ちに充電は開始されず、現在時刻が深夜電力料金時間帯入る迄時間待ちが行なわれ、時刻Ｂ２において充電が開始される。蓄電装置の容量が小さい場合や、蓄電装置の充電状態が満充電に近かった場合には、時刻Ｂ３において蓄電装置が満充電状態となると充電の終了となる。一方、蓄電装置の容量が大きい場合や、蓄電装置の充電状態が空に近かった場合には、時刻Ｂ４において、深夜電力料金時間帯の満了と同時にその時間的制限のために充電も強制的に終了する。

（Ｃ）の拡張許可ありのエコノミー充電モード（パターン１）では、ケーブルの接続が時刻Ｃ１で行われても、直ちに充電は開始されず、現在時刻が深夜電力料金時間帯入る迄時間待ちが行なわれ、時刻Ｃ２において充電が開始される。そして、時刻Ｃ３において蓄電装置が満充電状態となるとその後時刻Ｃ４において充電の終了となる。ここで蓄電装置の容量が小さい場合や、蓄電装置の充電状態が満充電に近かった場合には深夜電力料金時間帯において充電が終了するが、蓄電装置の容量が大きい場合や、蓄電装置の充電状態が空に近かった場合には、深夜電力料金時間帯の満了時点よりも延長されて充電がおこなわれる。なお、時刻Ｃ１の接続が深夜電力料金時間帯であった場合も、同様に時間延長されて充電が行なわれる。

（Ｄ）の拡張許可ありのエコノミー充電モード（パターン２）では、ケーブルの接続が時刻Ｄ１で行われても、直ちに充電は開始されないが、このとき現在の蓄電装置のＳＯＣと外部電源から供給可能な電流から充電が完了するまでの充電時間の見積もりが行われる。なお、ここで蓄電装置の容量が小さい場合や、蓄電装置の充電状態が満充電に近かった場合には時間の拡張は行われず、深夜電力料金時間帯に入るまで時間待ちがおこなわれる。一方、深夜電力料金時間帯では充電が完了しない場合には、深夜電力料金時間帯の満了時に充電がちょうど完了するように、充電開始時刻が決定される。そして、現在時刻が充電開始時刻になるまで時間待ちが行なわれ、時刻Ｄ２において充電が開始される。そして、時刻Ｄ３において蓄電装置が満充電状態となるとその後時刻Ｄ４において充電の終了となる。

実施の形態１に開示された発明について、再び図３等を用いて総括的に説明する。ハイブリッド車両は、車両を駆動するための電力を出力する蓄電装置１５０と、車両の外部の外部電源から電力を受けて蓄電装置に充電する受電部であるモータジェネレータ１１０，１２０およびインバータ２１０，２２０と、充電に先立ち予め受電部の動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて受電部の制御を行なう制御部であるＥＣＵ１７０とを備える。動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモード（エコノミー充電モード）と、所定の時間帯に拘わらず受電部と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモード（クイック充電モード）とを含む。

図３の構成に示すように、好ましくは、車両は、制御部（ＥＣＵ１７０）に設定する動作モードの切替えを指示する入力部（モード設定入力部２９０）をさらに備える。入力部（モード設定入力部２９０）によって、制御部（ＥＣＵ１７０）に充電時間拡張設定情報がさらに設定される。制御部（ＥＣＵ１７０）は、第１のモード（エコノミー充電モード）に動作モードが設定されている場合において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、図７の（Ｃ）または（Ｄ）に示すように、充電時間拡張情報に基づいて、所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する。

より、好ましくは、入力部（モード設定入力部２９０）は、車両を外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる。なお、図５には、外部電源接続経路の一例として充電口２７２にモード設定入力部２９０を設けた例を示した。しかし、外部電源接続経路は、車両側の充電口以外にも、車両側コネクタ、車両から延びる充電ケーブルも含んでいてもよい。このような外部電源接続経路のいずれかの部分にモード設定入力部２９０を設けることにより、充電の際に車両と外部電源とを充電ケーブルで接続する際に、その場で容易にユーザが充電動作モードの設定をすることができる。

また、好ましくは、上記の判断を行なう制御部は、車両を外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる。たとえば、充電ケーブルに設けられた漏電検出保護回路等と一緒にＣＰＵを搭載して上記の判断をさせても良い。

好ましくは、制御部は、第１のモード（エコノミー充電モード）に動作モードが設定されている場合において、受電部と外部電源とが接続された時刻が所定の時間帯に属さないときには、図７の（Ｂ），（Ｃ）に示すように、現在時刻が所定の時間帯に属するまで待ってから充電を開始させる。

より好ましくは、制御部は、第１のモード（エコノミー充電モード）において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られない場合には、設定された充電時間拡張情報に基づいて図７の（Ｃ）に示すように、蓄電装置に必要な充電が完了するまで充電時間を延長するか否かを決定する。

車両のユーザは、車両に対し、経済性を求めるときと利便性を求めるときとがある。実施の形態１では、これら両方の要求に対し、なるべくユーザの手を煩わせることなく、毎回充電時のユーザの意図を反映させ、車両側の簡易な構成で充電動作モードを適宜選択して充電を実行させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、車両に充電モードを設定する入力部が設けられた例を示したが、充電モードの入力は車両と外部電源とをつなぐ充電ケーブルに設けることもできる。

図８は、実施の形態２におけるハイブリッド車両の電気システムの概略構成と、充電ケーブルの概略構成を示した図である。

図８を参照して、ハイブリッド車両は、基本的には実施の形態１と同様であるが、充電制御の内容が若干異なるのでＥＣＵ１７０に代えてＥＣＵ１７０Ａを含む。ハイブリッド車両の他の部分については、実施の形態１ですでに説明しているので説明は繰返さない。

車両外部の電源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：充電回路断続装置）３３０とを含む。

コネクタ３１０は、車両に設けられた充電インレット２７０に接続可能に構成される。コネクタ３１０には、リミットスイッチ３１２が設けられている。そして、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されると、リミットスイッチ３１２が作動し、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されたことを示すケーブル接続信号ＰＩＳＷがＥＣＵ１７０Ａに入力される。

プラグ３２０は、たとえば家屋に設けられた電源コンセント４００に接続される。電源コンセント４００には、電源４０２（たとえば系統電源）から交流電力が供給される。

ＣＣＩＤ３３０は、リレー３３２と、コントロールパイロット回路３３４とを含む。リレー３３２は、電源４０２からハイブリッド車へ充電電力を供給するための電力線対に設けられる。リレー３３２は、コントロールパイロット回路３３４によってオン／オフ制御され、リレー３３２がオフされているときは、電源４０２からハイブリッド車へ電力を供給する電路が遮断される。一方、リレー３３２がオンされると、電源４０２からハイブリッド車へ電力を供給可能になる。

コントロールパイロット回路３３４は、プラグ３２０が電源コンセント４００に接続されているとき、電源４０２から供給される電力によって動作する。そして、コントロールパイロット回路３３４は、コントロールパイロット線を介して車両のＥＣＵ１７０へ送信されるパイロット信号ＣＰＬＴを発生し、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続され、かつ、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定値に低下すると、規定のデューティー比（発振周期に対するパルス幅の比）でパイロット信号ＣＰＬＴを発振させる。

このデューティー比は、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。

図９は、図８に示したコントロールパイロット回路３３４によって発生されるパイロット信号ＣＰＬＴの波形を示した図である。

図８、図９を参照して、パイロット信号ＣＰＬＴは、規定の周期Ｔを有する繰り返しの信号である。ここで、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流に基づいてパイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅Ｔｏｎが設定される。そして、周期Ｔに対するパルス幅Ｔｏｎの比で示されるデューティー比によって、パイロット信号ＣＰＬＴを用いてコントロールパイロット回路３３４から車両のＥＣＵ１７０へ定格電流が通知される。

なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブルの種類が異なれば、定格電流も異なるので、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティー比も異なる。そして、車両のＥＣＵ１７０は、コントロールパイロット線を介して、充電ケーブル３００に設けられたコントロールパイロット回路３３４から送信されるパイロット信号ＣＰＬＴを受信し、その受信したパイロット信号ＣＰＬＴのデューティー比を検知することによって、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流を検知することができる。

再び図８を参照して、コントロールパイロット回路３３４は、車両側で充電準備が完了すると、リレー３３２をオンさせる。

車両側には、電圧センサ１７１と、電流センサ１７２とが設けられる。電圧センサ１７１は、充電インレット２７０とＬＣフィルタ２８０との間の電力線対間の電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。電流センサ１７２は、ＤＦＲ２６０と第１モータジェネレータ１１０の中性点１１２との電力線に流れる電流ＩＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。なお、電流センサ１７２は、ＤＦＲ２６０と第２モータジェネレータ１２０の中性点１２２との電力線に設けてもよい。

図１０は、図８に示したハイブリッド車両の電気システムの充電機構をより詳細に説明するための図である。

図１０を参照して、ＣＣＩＤ３３０は、リレー３３２およびコントロールパイロット回路３３４の他、電磁コイル６０６と、電流センサ６０８と、漏電検出回路６２２と、リレー駆動部６１２と、電源回路６１４と、タイマ６１６と、入力部６３０と、メモリ６２４と、判断部６２０とを含む。コントロールパイロット回路３３４は、発振器６０２と、抵抗素子Ｒ１と、電圧センサ６０４とを含む。

電源回路６１４は、電源４０２から供給される電力によって各回路を駆動する電源電圧を発生する。発振器６０２は、電源回路６１４から供給される正負の電源電圧±Ｖｃｃによって作動する。そして、発振器６０２は、電圧センサ６０４によって検出されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位Ｖ１（たとえば１２Ｖ）近傍のときは非発振の信号を出力し、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ１から低下すると、規定の周波数（たとえば１ｋＨｚ）およびデューティー比で発振する信号を出力する。なお、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、後述のように、ＥＣＵ１７０Ａの抵抗回路５０２の抵抗値を切替えることによって操作される。また、上述のように、発振器６０２が発振する際のデューティー比は、充電ケーブルを介して電源４０２から車両へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。

また、コントロールパイロット回路３３４は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位Ｖ３（たとえば６Ｖ）近傍のとき、判断部６２０にその旨を通知する。すると判断部６２０は、リレー駆動部６１２を制御して電磁コイル６０６へ電流を供給する。電磁コイル６０６は、電流が供給されると電磁力を発生し、リレー３３２をオン状態にする。

電流センサ６０８は、電源４０２からハイブリッド車へ充電電力を供給するための電力線対に設けられ、電力線対に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を検出する。漏電検出回路６２２は、平衡状態を監視してその平衡状態が破綻すると漏電の発生を検知する。なお、漏電検出回路６２２は、漏電を検出すると、判断部６２０にその旨を通知し、判断部６２０はリレー駆動部６１２に電磁コイル６０６への給電の遮断を指示し、リレー３３２がオフされる。

一方、ＥＣＵ１７０Ａは、抵抗回路５０２と、電圧発生回路５０６と、入力バッファ５０８，５１０と、ＣＰＵ（Control Processing Unit）５１２，５１４とを含む。

抵抗回路５０２は、プルダウン抵抗Ｒ２，Ｒ３と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを含む。プルダウン抵抗Ｒ２およびスイッチＳＷ１は、パイロット信号ＣＰＬＴが通信されるコントロールパイロット線Ｌ１と車両アース５１８との間に直列に接続される。プルダウン抵抗Ｒ３およびスイッチＳＷ２は、コントロールパイロット線Ｌ１と車両アース５１８との間に直列に接続され、直列接続されたプルダウン抵抗Ｒ２およびスイッチＳＷ１に並列に接続される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＣＰＵ５１２からの制御信号に応じてオン／オフされる。

この抵抗回路５０２は、ＣＰＵ５１２からの制御信号に応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン／オフすることによりパイロット信号ＣＰＬＴのハイレベルの電位を切替える。すなわち、ＣＰＵ５１２からの制御信号に応じてスイッチＳＷ２がオンすると、抵抗回路５０２は、プルダウン抵抗Ｒ３によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位を規定の電位Ｖ２（たとえば９Ｖ）に低下させる。また、ＣＰＵ５１２からの制御信号に応じてスイッチＳＷ１がさらにオンすると、抵抗回路５０２は、プルダウン抵抗Ｒ２，Ｒ３によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位を規定の電位Ｖ３（たとえば６Ｖ）に低下させる。

電圧発生回路５０６は、電源ノード５１６と、プルアップ抵抗Ｒ４〜Ｒ６と、ダイオードＤ３とを含む。この電圧発生回路５０６は、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されていないとき、電源ノード５１６の電圧（たとえば１２Ｖ）とプルアップ抵抗Ｒ４〜Ｒ６と車両アース５１８に接続されるプルダウン抵抗Ｒ７とによって定まる電圧をコントロールパイロット線Ｌ１に発生させる。

入力バッファ５０８は、コントロールパイロット線Ｌ１のパイロット信号ＣＰＬＴを受け、その受けたパイロット信号ＣＰＬＴをＣＰＵ５１２へ出力する。入力バッファ５１０は、コネクタ３１０のリミットスイッチ３１２に接続される信号線Ｌ４からケーブル接続信号ＰＩＳＷを受け、その受けたケーブル接続信号ＰＩＳＷをＣＰＵ５１４へ出力する。

なお、図示しないが、信号線Ｌ４にはＥＣＵ１７０Ａ側でプルアップ抵抗等により所定の電圧がかけられており、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されると、リミットスイッチ３１２がオンすることによって信号線Ｌ４の電位は接地レベルとなる。すなわち、ケーブル接続信号ＰＩＳＷは、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されているときＬ（論理ロー）レベルとなり、非接続時はＨ（論理ハイ）レベルとなる信号である。

ＣＰＵ５１４は、入力バッファ５１０からケーブル接続信号ＰＩＳＷを受け、その受けたケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいてコネクタ３１０と充電インレット２７０との接続判定を行なう。そして、ＣＰＵ５１４は、その判定結果をＣＰＵ５１２へ出力する。

ＣＰＵ５１２は、入力バッファ５０８からパイロット信号ＣＰＬＴを受け、ＣＰＵ５１４からコネクタ３１０と充電インレット２７０との接続判定結果を受ける。そして、ＣＰＵ５１２は、充電インレット２７０にコネクタ３１０が接続された旨の判定結果を受けると、スイッチＳＷ２へ出力される制御信号を活性化する。その後、ＣＰＵ５１２は、スイッチＳＷ２のオンに応じて発振が開始されたパイロット信号ＣＰＬＴに基づいて、電源４０２からハイブリッド車へ供給可能な定格電流を検出する。

定格電流が検出され、電源４０２から蓄電装置１５０の充電準備が完了すると、ＣＰＵ５１２は、スイッチＳＷ１へ出力される制御信号をさらに活性化し、さらにＤＦＲ２６０（図示せず）をオンする。これにより、電源４０２からの交流電力が第１モータジェネレータ１１０の中性点１１２および第２モータジェネレータ１２０の中性点１２２に与えられ（いずれも図示せず）、蓄電装置１５０の充電制御が実行される。

図１１は、実施の形態２における入力部６３０が設けられる位置を説明するための図である。

図１１を参照して、充電ケーブル３００は、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、ＣＣＩＤ３３０とを含む。ＣＣＩＤ３３０は、コネクタ３１０とプラグ３２０の間に設けられる。ＣＣＩＤ３３０の筺体の外側に入力部６３０が配置されている。なお、入力部６３０を覆う蓋を筐体に設けても良い。

コネクタ３１０は、たとえば図５の充電口に設けられた５つの突起型電極に対応する５つの穴（メス型端子）が設けられたコネクタである。

入力部６３０は、クイック充電選択ボタン６３２と、エコノミー充電選択ボタン６３４と、エコノミー拡張設定スイッチ６３６とを含む。クイック充電選択ボタン６３２と、エコノミー充電選択ボタン６３４は、いずれか一方しか選択できないようになっている。たとえば、ボタンが押しボタンである場合には、クイック充電選択ボタン６３２を押すと、エコノミー充電選択ボタン６３４はそれまでに押されていても解除される。逆に、エコノミー充電選択ボタン６３４を押すと、クイック充電選択ボタン６３２はそれまでに押されていても解除される。図示しないが、リッドを設け、リッドを開くと、現在どちらのボタンが選択状態にあるかがユーザに分かるようにしてもよい。

たとえば、ボタンが押しこまれた状態が選択状態で、押し込まれていない状態が非選択状態となる押しボタンスイッチを使用することができる。また、ボタンが押しこんだ後に元の位置に復帰するタイプのものであっても、ボタンにランプをつけてランプの点灯でいずれが選択されているかをユーザに示すようにすればよい。

充電動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモード（エコノミー充電モード）と、所定の時間帯に拘わらず車両と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモード（クイック充電モード）とを含む。

ここで、所定の時間帯とは、たとえば一般の電力料金よりも安価な深夜電力料金が適用される時間帯である。

そして入力部６３０に含まれる拡張設定スイッチ６３６によって、充電時間拡張設定情報がさらに設定される。図１０の判断部６２０は、第１のモード（エコノミー充電モード）に動作モードが設定されている場合において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、充電時間拡張設定情報に基づいて、所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する。

エコノミー拡張設定スイッチ６３６は、充電時間拡張設定情報を設定するためのスイッチであり、拡張有りに設定すると所定の時間帯以後も延長して充電が行われる。これにより、電気料金の安い時間帯に優先的に充電を行ないつつ、充電量が不足する場合には、所定の時間帯以外でも充電を行なって必要な充電量を確保することができる。

一方、エコノミー拡張設定スイッチ６３６で拡張無しに設定すると、所定時間帯以外では充電が行なわれない。これにより、充電コストを最も安くして車両を運行させることができる。

図１２は、図１０の判断部６２０で実行されるリレーのオン／オフ制御を説明するためのフローチャートである。判断部６２０としては、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータを使用することができる。

図１０、図１２を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ５１において判断部６２０は、漏電検出回路６２２が漏電を検出しているか否かを判断する。

ステップＳ５１において漏電が検出されていた場合にはステップＳ５１からステップＳ５２に処理が進み、判断部６２０は、リレー駆動部６１２にリレー３３２のオフを指示する。そして、ステップＳ５３において処理が終了する。

ステップＳ５１において漏電が検出されていない場合には、ステップＳ５１からステップＳ５４に処理が進む。ステップＳ５４では、電圧センサ６０４で検出されるパイロット信号ＣＰＬＴのハイ論理レベルが車両充電許可を示すものであるか否かを判断する。

図１３は、パイロット信号ＣＰＬＴおよびスイッチＳＷ１，ＳＷ２のタイミングチャートである。

図１０、図１３を参照して、時刻ｔ１において、充電ケーブル３００のプラグ３２０が電源４０２の電源コンセント４００に接続されると、電源４０２からの電力を受けてコントロールパイロット回路３３４がパイロット信号ＣＰＬＴを発生する。

なお、この時点では、充電ケーブル３００のコネクタ３１０は車両側の充電インレット２７０に接続されておらず、パイロット信号ＣＰＬＴの電位はＶ１（たとえば１２Ｖ）であり、パイロット信号ＣＰＬＴは非発振状態である。

時刻ｔ２において、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されると、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいてコネクタ３１０と充電インレット２７０との接続が検出され、それに応じてスイッチＳＷ２がオンされる。そうすると、抵抗回路５０２のプルダウン抵抗Ｒ３によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位はＶ２（たとえば９Ｖ）に低下する。

パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ２に低下すると、時刻ｔ３において、コントロールパイロット回路３３４がパイロット信号ＣＰＬＴを発振させる。そして、ＣＰＵ５１２においてパイロット信号ＣＰＬＴのデューティー比に基づき定格電流が検出され、充電制御の準備が完了すると、時刻ｔ４において、スイッチＳＷ１がオンされる。そうすると、抵抗回路５０２のプルダウン抵抗Ｒ２によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位はＶ３（たとえば６Ｖ）にさらに低下する。この状態が、ステップＳ５４のパイロット信号が車両充電許可を示している状態である。

再び図１０、図１２を参照して、ステップＳ５４において、パイロット信号ＣＰＬＴが車両充電許可を示している状態でなければ、ステップＳ６０に処理が進み、リレー３３２はオフ状態に制御される。

ステップＳ５４において、パイロット信号ＣＰＬＴが車両充電許可を示している状態となると、ステップＳ５５に処理が進む。ステップＳ５５では、判断部６２０は、入力部６３０で設定されているスイッチの状態または入力部６３０からの入力に基づいて設定されたメモリ６２４の内容を確認して、充電動作モードがエコノミー充電モードか否かを判断する。

ステップＳ５５において、動作モードがエコノミー充電モードでなかった場合には（ステップＳ５５でＮＯ）、ステップＳ５９に処理が進み、直ちに判断部６２０はリレー駆動部６１２にリレー３３２をオンさせ充電を開始させる。また、現在充電中である場合にもリレー３３２のオン状態が維持される。この状態は、蓄電装置が満充電状態となり、パイロット信号のハイレベルが車両側のＣＰＵ５１２に変更されステップＳ５４において車両充電許可が禁止されるまで継続される。

一方ステップＳ５５において、動作モードがエコノミー充電モードであった場合には（ステップＳ５５でＹＥＳ）、ステップＳ５６に処理が進む。ステップＳ５６では、タイマ６１６で示される現在時刻があらかじめ登録されている深夜電力時間帯に入っているか否かが判断される。

ステップＳ５６で、現在時刻が深夜電力時間帯に入っていれば判断部６２０は、リレーをオン状態に制御する。一方、ステップＳ５６で現在時刻が深夜電力時間帯に入っていなければ、判断部６２０は、さらにステップＳ５７において、充電時間拡張設定の有無を判断する。充電時間拡張設定は、図１１のエコノミー拡張設定スイッチ６３６で設定されている。

ステップＳ５７において充電時間拡張設定が時間の拡張を禁止するものであれば、ステップＳ６０に処理が進み、判断部６２０は、リレー３３２をオフ状態に制御する。ステップＳ５７において、充電時間拡張設定が時間の拡張を許可するものであれば、ステップＳ５８に処理が進む。

ステップＳ５８では、現在のリレーの制御状態が確認され、現在のリレーの状態を維持するようにリレーの制御が行われる。すなわち、ステップＳ５８で現在のリレーがオン状態である場合にはステップＳ５９へと処理が進み、一方、ステップＳ５８で現在のリレーがオフ状態である場合にはステップＳ６０へと処理が進む。

ステップＳ５９またはステップＳ６０においてリレーの制御状態がオンまたはオフに決定された後には、ステップＳ６１に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。

再び、図１０、図１３を参照して、時刻ｔ４では、パイロット信号ＣＰＬＴの論理ハイレベルがＶ３に設定され車両側が充電許可を示している。しかし、図１２のステップＳ５５，Ｓ５６，Ｓ５８のいずれかからステップＳ５９に進むような条件が成立するまで充電は開始されない。

動作モードがエコノミー充電モードであれば（ステップＳ５５でＹＥＳ）深夜電力時間帯になるまで時間待ちが行なわれ、時刻ｔ５においてリレー３３２がオフ状態からオン状態に状態が変更され、その後、特に図示しないが、ＤＦＲ２６０がオンされ、電源４０２から蓄電装置１５０の充電が開始されることになる。

そして、蓄電装置が満充電となると、時刻ｔ６において車両側でスイッチＳＷ１がオフ状態に変更され、パイロット信号ＣＰＬＴの論理ハイレベルがＶ３からＶ２に変更される。この状態は、パイロット信号が車両充電許可を示していない状態であるので、判断部６２０は、ステップＳ５４からステップＳ６０に処理を進めることになり、時刻ｔ７においてリレー３３２はオフ状態に制御される。

実施の形態２においては、充電を許可するか否かを充電ケーブルに設けられた制御部で判断可能である。したがって、車両ＥＣＵにかける負担を軽減させることができる。このような判断を行なう制御部は、たとえば、ケーブルのＣＣＩＤのケースに収容してしまうことができる。

実施の形態２について、図８、図１１等を再び参照して総括的に説明する。実施の形態２に開示された発明は、外部電源および車両から離脱可能かつ外部電源と車両とを通電可能な充電ケーブル３００であって、外部電源と車両との間で電力を授受する電力線と、充電に先立ち予め動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて車両の受電の制御を行なう制御部（判断部６２０およびメモリ６２４）とを備える。動作モードは、所定の時間帯における充電を優先させる第１のモード（エコノミー充電モード）と、所定の時間帯に拘わらず車両と外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモード（クイック充電モード）とを含む。なお、車両と外部電源とが接続された時点とは、物理的に車両と外部電源とがケーブルで接続された時点を示し、リレー３３２がオン状態である必要はない。

好ましくは、充電ケーブルは、制御部（判断部６２０およびメモリ６２４）に設定する動作モードの切替えを指示する入力部６３０をさらに備える。入力部６３０によって、制御部に充電時間拡張設定情報がさらに設定される。制御部は、第１のモード（エコノミー充電モード）に動作モードが設定されている場合において、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、充電時間拡張情報に基づいて、図７の（Ｃ）または（Ｄ）に示すように所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する。

好ましくは、制御部は、第１のモードに動作モードが設定されている場合において、車両と外部電源とが接続された時刻が所定の時間帯に属さないときには、図７の（Ｂ）または（Ｃ）に示すように現在時刻が所定の時間帯に属するようになるまで待ってから充電を開始させる。

より好ましくは、制御部は、第１のモードにおいて、充電開始から所定の時間帯の終了までの時間では蓄電装置に必要な充電量が得られない場合には、設定された充電時間拡張情報に基づいて図７の（Ｃ）に示すように蓄電装置に必要な充電が完了するまで充電時間を延長するか否かを決定する。

なお、蓄電装置の容量や充電状態ＳＯＣ等を通信によって車両側から得るようにすれば、実施の形態２のようにケーブルの判断部でリレー３３２のオンオフ制御をする場合であっても、実施の形態１で行なったように充電時間の見積もりをすることができるので、図７の（Ｄ）に示すように所定の時間帯の開始に先立って充電を開始することもできる。

車両のユーザは、車両に対し、経済性を求めるときと利便性を求めるときとがある。本実施の形態では、これら両方の要求に対し、なるべくユーザの手を煩わせることなく、毎回充電時のユーザの意図を反映させ、充電ケーブルに設けた簡易な構成で充電動作モードを適宜選択して充電を実行させることができる。

また、エコノミーモードについては時間拡張を許可するか否かの追加の設定を設けたので、経済性を求めながらもバッテリは満充電にしておきたいというユーザのニーズにもこたえることができる。この場合の時間拡張は、現在時刻が所定時間帯に入ると同時に充電を開始して所定時間帯が過ぎてもバッテリが満充電状態になっていないようであれば、満充電状態になるまで充電を継続するものと、所定の時間帯に入る前に充電を開始して所定時間帯終了時にバッテリをちょうど満充電状態になるように充電開始時間を決定するものとが含まれる。

また、入力部は、車両を外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる。ここで、外部電源接続経路は、車両側の充電口に接続する車両側コネクタ３１０から車両から延びる充電ケーブルを経由し外部電源に接続するまでのプラグ３２０までを含む。このような外部電源接続経路に入力部を設けることにより、充電の際に車両と外部電源とを充電ケーブルで接続する際に、その場で容易にユーザが充電動作モードの設定をすることができる。したがって、たとえば車両のドアをあけてコンソールのボタンを操作するというような、煩わしさを避けることができる。

なお、以上の実施の形態においては、モードの切替えの指定は、ユーザが操作可能なボタンやスイッチなどのハードウエアによって指定される場合を示したが、帰宅時間、出発時間のスケジュール等を入力しソフトウエアで充電ごとの毎回の事情を分析してモードを切替えるものであってもよい。また、充電動作モードの記憶は、入力部のスイッチ（たとえばトグルスイッチ押しボタンスイッチ）がハード的に設定を記憶して、制御装置がその設定を読み取るものであってもよいが、制御装置がアクセスできる不揮発メモリまたはバッテリバックアップされたメモリに記憶されるものであってもよい。

また、本実施の形態では動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムに適用した例を図１に示した。しかし本発明は、発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド自動車や、モータのみで走行する電気自動車にも適用できる。これらの構成は、いずれも蓄電装置を搭載しそれに外部電源から充電できるように構成することが可能であるため本発明を適用することができる。

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。

発明の実施の形態による充電制御装置が適用された車両の一例として示されるハイブリッド車の全体ブロック図である。 動力分割機構１３０の共線図である。 図１に示したハイブリッド車の電気システムの全体構成図である。 図３に示した第１および第２インバータ２１０，２２０および第１および第２モータジェネレータ１１０，１２０の零相等価回路を示した図である。 実施の形態１のハイブリッド車両の充電口を説明するための図である。 ＥＣＵ１７０が実行する充電の開始と停止についての制御を説明するフローチャートである。 充電モードについて比較して示した図である。 実施の形態２におけるハイブリッド車両の電気システムの概略構成と、充電ケーブルの概略構成を示した図である。 図８に示したコントロールパイロット回路３３４によって発生されるパイロット信号ＣＰＬＴの波形を示した図である。 図８に示した充電機構をより詳細に説明するための図である。 実施の形態２における入力部６３０が設けられる位置を説明するための図である。 図１０の判断部６２０で実行されるリレーのオン／オフ制御を説明するためのフローチャートである。 パイロット信号ＣＰＬＴおよびスイッチＳＷ１，ＳＷ２のタイミングチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、１１０，１２０ モータジェネレータ、１１２，１２２ 中性点、１３０ 動力分割機構、１４０ 減速機、１５０ 蓄電装置、１６０ 駆動輪、１７１ 電圧センサ、１７２ 電流センサ、２００ コンバータ、２１０，２２０ インバータ、２１０Ａ，２２０Ａ 上アーム、２１０Ｂ，２２０Ｂ 下アーム、２７０ 充電インレット、２７２ 充電口、２７４ リッド、２８０ フィルタ、２９０ モード設定入力部、２９２ クイック充電選択ボタン、２９４ エコノミー充電選択ボタン、２９６ エコノミー拡張設定スイッチ、３００ 充電ケーブル、３１０ コネクタ、３１２ リミットスイッチ、３２０ プラグ、３３０ 充電ケーブル、３３２ リレー、３３４ コントロールパイロット回路、４００ 電源コンセント、４０２ 電源、５０２ 抵抗回路、５０６ 電圧発生回路、５０８，５１０ 入力バッファ、５１６ 電源ノード、５１８ 車両アース、６０２ 発振器、６０４ 電圧センサ、６０６ 電磁コイル、６０８ 電流センサ、６１２ リレー駆動部、６１４ 電源回路、６１６ タイマ、６２０ 判断部、６２２ 漏電検出回路、６２４ メモリ、６３０ 入力部、６３２ クイック充電選択ボタン、６３４ エコノミー充電選択ボタン、６３６ エコノミー拡張設定スイッチ、Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード、Ｌ１ コントロールパイロット線、Ｌ４ 信号線、Ｒ１〜Ｒ７ 抵抗、ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ。

Claims (12)

1. 車両を駆動するための電力を出力する蓄電装置と、
   前記車両の外部の外部電源から電力を受けて前記蓄電装置に充電する受電部と、
   充電に先立ち予め前記受電部の動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて前記受電部の制御を行なう制御部とを備え、
   前記動作モードは、
   所定の時間帯における充電を優先させる第１のモードと、
   前記所定の時間帯に拘わらず前記受電部と前記外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモードとを含む、車両。
2. 前記制御部に設定する動作モードの切替えを指示する入力部をさらに備え、
   前記入力部によって、前記制御部に充電時間拡張設定情報がさらに設定され、
   前記制御部は、前記第１のモードに動作モードが設定されている場合において、充電開始から前記所定の時間帯の終了までの時間では前記蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、前記充電時間拡張情報に基づいて、前記所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する、請求項１に記載の車両。
3. 前記入力部は、前記車両を前記外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる、請求項２に記載の車両。
4. 前記入力部は、前記外部電源接続経路上の充電回路断続装置に設けられる、請求項３に記載の車両。
5. 前記制御部は、前記車両を前記外部電源に接続する外部電源接続経路上に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
6. 前記制御部は、前記外部電源接続経路上の充電回路断続装置に設けられる、請求項５に記載の車両。
7. 前記制御部は、前記第１のモードに動作モードが設定されている場合において、前記受電部と前記外部電源とが接続された時刻が所定の時間帯に属さないときには現在時刻が前記所定の時間帯に属するまで待ってから充電を開始させる、請求項１に記載の車両。
8. 前記制御部は、前記第１のモードにおいて、充電開始から前記所定の時間帯の終了までの時間では前記蓄電装置に必要な充電量が得られない場合には、設定された充電時間拡張情報に基づいて前記蓄電装置に必要な充電が完了するまで充電時間を延長するか否かを決定する、請求項７に記載の車両。
9. 外部電源および車両から離脱可能かつ前記外部電源と前記車両とを通電可能な充電ケーブルであって、
   前記外部電源と前記車両との間で電力を授受する電力線と、
   充電に先立ち予め動作モードが切替え可能に設定され、動作モードに基づいて車両の受電の制御を行なう制御部とを備え、
   前記動作モードは、
   所定の時間帯における充電を優先させる第１のモードと、
   前記所定の時間帯に拘わらず前記車両と前記外部電源とが接続された時点で充電を開始する第２のモードとを含む、充電ケーブル。
10. 前記制御部に設定する動作モードの切替えを指示する入力部をさらに備え、
    前記入力部によって、前記制御部に充電時間拡張設定情報がさらに設定され、
    前記制御部は、前記第１のモードに動作モードが設定されている場合において、充電開始から前記所定の時間帯の終了までの時間では前記蓄電装置に必要な充電量が得られないときには、前記充電時間拡張情報に基づいて、前記所定の時間帯の前または後に充電時間を拡張するか否かを判断する、請求項９に記載の充電ケーブル。
11. 前記制御部は、前記第１のモードに動作モードが設定されている場合において、前記車両と前記外部電源とが接続された時刻が所定の時間帯に属さないときには現在時刻が前記所定の時間帯に属するまで待ってから充電を開始させる、請求項９に記載の充電ケーブル。
12. 前記制御部は、前記第１のモードにおいて、充電開始から前記所定の時間帯の終了までの時間では前記蓄電装置に必要な充電量が得られない場合には、設定された充電時間拡張情報に基づいて前記蓄電装置に必要な充電が完了するまで充電時間を延長するか否かを決定する、請求項１１に記載の充電ケーブル。

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