JP6295907B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両に関し、より特定的には、外部電源からの供給電力を用いて車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電が可能に構成された電動車両に関する。

プラグインハイブリッド車や電気自動車などの電動車両には、リチウムイオン二次電池などのバッテリが搭載される。これらバッテリでは、充放電に起因するバッテリ液の分極に伴って、バッテリ電圧が変化することが知られている。バッテリ電圧は、バッテリの充電中にはバッテリ液の分極に伴って上昇するが、この電圧上昇量は、バッテリに入力される充電電流とバッテリの内部抵抗との積から算出される。このような電圧上昇量を考慮したバッテリの充放電制御が提案されている。たとえば特開２００８−２５３１２９号公報（特許文献１）は、バッテリの充電終了時において、上記電圧上昇量を基準電圧に加算した電圧を充電終了電圧として設定する技術を開示する。

外部充電の開始直前と開始直後とを比較すると、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）は実質的には変化していない。それにもかかわらず、充電開始によって充電電流が流れると、上述の電圧上昇の影響によって充電開始直後のバッテリ電圧の方が充電開始直前のバッテリ電圧よりも高く測定される。このため、満充電状態か否かを判定するための判定値（満充電判定値）にバッテリ電圧が到達すると、外部充電の開始直後であっても満充電状態と誤って判定されてしまう可能性がある。

このような誤判定が生じないようにするために、バッテリ電圧には一般に、上述のような電圧上昇を考慮した、外部充電の開始の可否を判定するためのしきい値電圧が設けられている。バッテリ電圧がしきい値電圧を下回る場合に外部充電の開始が許可される一方で、バッテリ電圧がしきい値電圧を上回る場合には外部充電の開始が禁止される。

特開２００８−２５３１２９号公報

一般家庭において電動車両の外部充電を行なう場合、外部充電専用の電気設備を準備することが望ましい。そうすることにより、たとえば単相ＡＣ２００Ｖでの大電力での充電が可能になるため、充電時間を短縮することができるとともに充電効率を向上させることができる。以下、このような外部充電を「大電力充電」と称する。一方で、既存の電気設備を用いて、たとえば単相ＡＣ１００Ｖなど相対的に小電力での充電が行なわれる場合も考えられる。以下、このような外部充電を「小電力充電」と称する。

本発明者らは、上述のように外部充電時の充電電力が一律には定められていない一方で、従来、外部充電の開始の可否を判定するためのしきい値電圧としては、大電力充電および小電力充電のいずれであっても共通の値が用いられていた点に着目し、以下のような課題を見出した。

しきい値電圧が高いほど外部充電の開始が許可される電圧領域が広くなるため、外部充電の機会を確保することができる。したがって、しきい値電圧は、満充電状態との誤判定を防止可能であることを前提としつつも、できるだけ高い値に設定することが好ましい。しかしながら、大電力充電では小電力充電に比べて充電電流値が大きいため電圧上昇量も大きくなり、充電開始直後のバッテリ電圧がより高く測定される。このため、小電力充電を想定してしきい値電圧を設定した場合に大電力充電を開始すると、充電開始直後のバッテリ電圧が満充電判定値に到達し、満充電状態との誤判定が生じてしまう可能性がある。

一方で、大電力充電を想定してしきい値電圧を相対的に低い値に設定すると、満充電状態との誤判定はより確実に防止可能になるものの、外部充電の開始が許可される電圧領域が狭くなる。言い換えると、外部充電の開始が禁止される電圧領域が広くなる。このため、小電力充電を行なうのであれば誤判定は特に生じない電圧領域であっても外部充電（小電力充電）の開始が禁止されることになり、外部充電の機会が失われてしまう場合がある。

本発明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、外部充電が可能に構成された電動車両において、外部充電の開始の可否を適切に判定しつつ、外部充電の機会を確保することである。

本発明のある局面に従う電動車両は、外部電源からの供給電力を用いて車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電が可能に構成される。電動車両は、蓄電装置の電圧が所定のしきい値を下回る場合に、外部充電の開始を許可する一方で、蓄電装置の電圧がしきい値を上回る場合には、外部充電の開始を制限する制御装置を備える。制御装置は、外部電源からの供給電力に関する情報を車両外部から受け、供給電力が所定値を下回る場合には、供給電力が所定値を上回る場合に比べて、しきい値を高く設定する。

好ましくは、制御装置は、上記情報を用いて蓄電装置への充電電流値を算出し、算出された充電電流と蓄電装置の内部抵抗とに基づいて、しきい値を設定する。

上記構成によれば、外部電源からの供給電力の大きさに応じて適切なしきい値を設定することにより、充電開始直後に満充電状態との誤判定が生じることを防止できる。さらに、制御装置は、供給電力に関する情報を車両外部から受け、供給電力が所定値を下回る場合（小電力充電の場合）には、大電力充電の場合に比べて、しきい値を高く設定する。これにより、外部充電（小電力充電）の開始が許可される電圧領域が広くなるため、外部充電の機会を確保することができる。

本発明によれば、外部充電が可能に構成された電動車両において、外部充電の開始の可否を適切に判定しつつ、外部充電の機会を確保することができる。

実施の形態１に係る電動車両の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。 図１に示す充電ケーブルの充電制御動作に関する構成を詳細に説明するための回路ブロック図である。 実施の形態１における充電制御動作を説明するためのタイムチャートである。 比較例における外部充電の開始の可否判定について説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１におけるしきい値電圧の設定手法について説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１における充電制御動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例１におけるしきい値電圧の設定手法について説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１の変形例１における充電制御動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例２における満充電判定値の設定手法について説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１の変形例２における充電制御動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における充電制御動作を説明するための回路ブロック図である。 実施の形態３に係る電動車両の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。

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り返さない。

［実施の形態１］
＜電動車両の構成＞
実施の形態１においては、電動車両の一例として、エンジンを搭載しない電気自動車について説明する。しかし、本発明が適用可能な電動車両は外部充電が可能に構成されていればこれに限定されるものではなく、外部充電が可能に構成されたハイブリッド車であるプラグインハイブリッド車や燃料電池車であってもよい。

図１は、実施の形態１に係る電動車両の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。図１を参照して、車両１は、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、駆動輪３０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２００と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１４０と、バッテリ１５０と、充電リレー（ＣＨＧ：Charge Relay）１６０と、電力変換装置１７０と、電圧センサ１８０と、インレット１９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。

ＭＧ１０は、たとえば永久磁石がロータに埋設された三相交流回転電機である。ＰＣＵ２００は、たとえば三相インバータを含んで構成される。

ＭＧ１０は、ＰＣＵ２００と、駆動輪３０とに接続される。ＭＧ１０は、ＰＣＵ２００から供給された電力を受けて電動機として動作し、車両１を走行させるための駆動力を発生する。また、ＭＧ１０は、駆動輪３０からの回転力を受けて交流電力を発生するとともに、ＥＣＵ３００からの回生トルク指令によって回生制動力を発生する。

ＰＣＵ２００は、ＭＧ１０と、ＳＭＲ１４０を介してバッテリ１５０とに接続される。ＰＣＵ２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、バッテリ１５０から供給される電力をＭＧ１０を駆動するための電力に変換する。

ＳＭＲ１４０は、ＰＣＵ２００とバッテリ１５０とを結ぶ経路に電気的に接続される。ＳＭＲ１４０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、ＰＣＵ２００とバッテリ１５０との間の電力の供給と遮断とを切り替える。

バッテリ１５０（蓄電装置）は、充放電が可能に構成された直流電源であり、代表的にはリチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを含んで構成される。バッテリ１５０は、車両１の走行時には、車両１の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ２００に供給する一方で、車両１の回生制動時には、ＭＧ１０による発電電力を蓄電する。

バッテリ１５０は、いずれも図示しないが、バッテリの電圧（バッテリ電圧）ＶＢを検出する電圧センサと、バッテリ１５０に入出力される電流（入出力電流）ＩＢを検出する電流センサと、バッテリ１５０の温度（バッテリ温度）ＴＢを検出する温度センサとを含む。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、各センサからの信号に基づいて、バッテリ１５０のＳＯＣ（State Of Charge）を算出するとともに、ＣＨＲ１６０および電力変換装置１７０等に制御信号を出力することによってバッテリ１５０の充放電を制御する。また、ＥＣＵ３００は、各センサからの信号に基づいて、バッテリ１５０の内部抵抗Ｒを算出する。この算出手法については後述する。

ＣＨＲ１６０は、バッテリ１５０と電力変換装置１７０とを結ぶ経路に電気的に接続される。ＣＨＲ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、バッテリ１５０と電力変換装置１７０との間の電力の供給と遮断とを切り替える。

電力変換装置１７０は、ＣＨＲ１６０を介してバッテリ１５０に接続されるとともに、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２によってインレット１９０に接続される。電力変換装置１７０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、交流電力源５１０から供給される交流電力を、バッテリ１５０が充電可能な直流電力に変換する。

電圧センサ１８０は、電力線ＡＣＬ１と電力線ＡＣＬ２との間に接続される。電圧センサ１８０は、外部電源装置５００から供給される交流電力の電圧ＶＡＣを検出して、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

ＥＣＵ３００（制御装置）は、いずれも図１には図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０（図２参照）と、メモリと、入出力バッファ（たとえば図２に示す入力バッファ３３０，３４０）とを含む。ＥＣＵ３００は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサからの信号を用いた演算処理を実行し、演算処理結果に応じた制御信号を出力する。なお、これらの制御については、ソフトウェア処理に限られず、専用の電子回路によるハードウェア処理とすることも可能である。

充電ケーブル４００は、充電プラグ４１０と、コネクタ４２０と、充電回路遮断装置（ＣＣＩＤ：Charging Circuit Interrupt Device）４３０と、電線部４４０とを備える。ＣＣＩＤ４３０は、コントロールパイロット回路４３１と、ＣＣＩＤリレー４３２とを含む。外部電源装置５００は、典型的には商用交流電源である交流電力源５１０と、コンセント５２０とを備える。

充電ケーブル４００は、車両１と外部電源装置５００とに着脱可能に構成されている。充電ケーブル４００を装着する際には、車両１側の端部に設けられた充電プラグ４１０が車両１のインレット１９０に接続されるとともに、交流電力源５１０側の端部に設けられたコネクタ４２０が交流電力源５１０のコンセント５２０に接続される。電線部４４０は、充電ケーブル４００の構成要素間を電気的に接続して、各種信号および外部電源装置５００からの供給電力を伝送する。

コントロールパイロット回路４３１は、交流電力源５１０の出力電圧および充電ケーブル４００の定格電流を示すパイロット信号ＣＰＬＴを生成する。パイロット信号ＣＰＬＴは、コントロールパイロット回路４３１から電線部４４０を経由してＥＣＵ３００へと伝送される。また、パイロット信号ＣＰＬＴは、ＥＣＵ３００からＣＣＩＤリレー４３２を遠隔操作するための信号としても用いられる。コントロールパイロット回路４３１は、ＥＣＵ３００の遠隔操作によるパイロット信号ＣＰＬＴの電位変化に基づいて、ＣＣＩＤリレー４３２の開放と閉成とを切り替える。

ＣＣＩＤリレー４３２は、充電ケーブル４００内の電線部４４０に設けられる。ＣＣＩＤリレー４３２が開放されているときは充電ケーブル４００内の電路が遮断される一方で、ＣＣＩＤリレー４３２が閉成されると、交流電力源５１０から車両１へ電力が供給される。

＜パイロット信号ＣＰＬＴ＞
図２は、図１に示す充電ケーブル４００の充電制御動作に関する構成を詳細に説明するための回路ブロック図である。図２を参照して、ＣＣＩＤ４３０は、コントロールパイロット回路４３１およびＣＣＩＤリレー４３２に加えて、ＣＣＩＤ制御部４３３と、電磁コイル４３４と、電圧センサ４３５と、電流センサ４３６とをさらに含む。コントロールパイロット回路４３１は、発振回路４３７と、電圧センサ４３８と、抵抗Ｒ２０とを有する。

電圧センサ４３５は、充電ケーブル４００のコネクタ４２０がコンセント５２０に差し込まれると、交流電力源５１０から伝送される交流電圧を検出する。電流センサ４３６は、電線部４４０を伝送される充電電流を検出する。また、電圧センサ４３８は、コントロールパイロット線Ｌ１に設けられ、パイロット信号ＣＰＬＴの電位を検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＣＣＩＤ制御部４３３に出力する。ＣＣＩＤ制御部４３３は、各センサからの信号に基づいて、コントロールパイロット回路４３１を制御する。

発振回路４３７は、ＥＣＵ３００によって操作されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位のときは、非発振の信号を出力する一方で、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が上記規定の電位から低下したときは、規定の周波数およびデューティサイクルで発振する信号を出力する。このデューティサイクルは、交流電力源５１０から充電ケーブル４００を介して車両１へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。パイロット信号ＣＰＬＴの電位がさらに低下すると、コントロールパイロット回路４３１は、電磁コイル４３４へ電流を供給する。電磁コイル４３４は、電流が供給されると電磁力を発生し、ＣＣＩＤリレー４３２を閉成する。これにより、外部電源装置５００から車両１へと電力が伝送される。

車両１において、ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ３１０と、抵抗回路３２０と、入力バッファ３３０，３４０と、電源ノード３５０と、プルアップ抵抗Ｒ１０とを含む。

抵抗回路３２０は、車両１側からパイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作するための回路である。抵抗回路３２０は、プルダウン抵抗Ｒ１，Ｒ２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを有する。プルダウン抵抗Ｒ１およびスイッチＳＷ１は、コントロールパイロット線Ｌ１と車両アース３６０との間に直列に接続される。同様に、プルダウン抵抗Ｒ２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３６０との間に直列に接続される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＣＰＵ３１０からの制御信号Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ従って導通または非導通に制御される。これにより、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が変化するので、ＥＣＵ３００からＣＣＩＤリレー４３２を遠隔操作することができる。

入力バッファ３３０は、コントロールパイロット線Ｌ１経由で伝送されたパイロット信号ＣＰＬＴを受けると、そのパイロット信号ＣＰＬＴをＣＰＵ３１０に出力する。ＣＰＵ３１０は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位を検出することによって交流電力源５１０の出力電圧を取得するとともに、パイロット信号ＣＰＬＴの発振状態およびデューティサイクルを検出することによって、充電ケーブル４００の定格電流を取得する。パイロット信号ＣＰＬＴの制御については図３にて詳細に説明する。

＜接続信号ＣＮＣＴ＞
充電プラグ４１０は、接続検知回路４１１と、操作部４１２とを含む。接続検知回路４１１は、接続信号線Ｌ３と接地線Ｌ２との間に直列に接続された抵抗Ｒ２５，Ｒ２６と、抵抗Ｒ２６に並列に接続されたスイッチＳＷ２０とを有する。操作部４１２は、充電プラグ４１０をインレット１９０から取り外す際にユーザによって操作される操作ボタンである。

充電プラグ４１０がインレット１９０に嵌合された状態の場合、スイッチＳＷ２０の接点は閉じられる。一方、充電プラグ４１０がインレット１９０から切り離された状態の場合、スイッチＳＷ２０の接点は開かれる。また、スイッチＳＷ２０の接点は、操作部４１２が操作されることによっても開かれる。このように、充電プラグ４１０とインレット１９０との嵌合状態および操作部４１２の操作状態に応じて、インレット１９０に設けられた抵抗Ｒ１５と、抵抗Ｒ２５，Ｒ２６との組合せによる合成抵抗が変化する。

充電プラグ４１０がインレット１９０から切り離された状態では、接続信号線Ｌ３の電位は、ＥＣＵ３００に含まれる電源ノード３５０の電圧によって定まる。一方、充電プラグ４１０がインレット１９０に接続された状態では、接続信号線Ｌ３の電位は、電源ノード３５０の電圧と、抵抗Ｒ１５，Ｒ２５，Ｒ２６の合成抵抗とに応じて定まる。

入力バッファ３４０は、接続信号線Ｌ３経由で伝送された接続信号ＣＮＣＴを受けると、その接続信号ＣＮＣＴをＣＰＵ３１０に出力する。ＣＰＵ３１０は、接続信号ＣＮＣＴの電位を検出することによって、充電プラグ４１０の接続状態および嵌合状態を判定する。

図３は、実施の形態１における充電制御動作を説明するためのタイムチャートである。図３においては横軸に時間が示される。縦軸には、上から順に、充電プラグ４１０の接続状態、電圧センサ１８０で検出された電圧ＶＡＣ、パイロット信号ＣＰＬＴの電位、接続信号ＣＮＣＴの電位、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態、ＣＣＩＤリレー４３２の状態、および充電処理の状態（ＣＨＲ１６０および電力変換装置１７０の状態）が示される。

図１〜図３を参照して、時刻ｔ１１になるまでは、充電ケーブル４００は、車両１および外部電源装置５００のいずれにも接続されていない状態である。この状態においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はいずれも非導通状態であり、ＣＣＩＤリレー４３２は開放されている。また、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は０Ｖであり、接続信号ＣＮＣＴの電位はＶ１１である。

時刻ｔ１１において、充電ケーブル４００のコネクタ４２０が外部電源装置５００のコンセント５２０に接続されると、充電システムが起動される。なお、この時点では充電ケーブル４００の充電プラグ４１０は車両１のインレット１９０に接続されていない。

コントロールパイロット回路４３１は、交流電力源５１０からの電力供給を受けて、非発振状態のパイロット信号ＣＰＬＴを生成する。ここで、コントロールパイロット回路４３１は、交流電力源５１０の出力電圧に応じてパイロット信号ＣＰＬＴの電位を設定する。一例として、交流電力源５１０から単相ＡＣ２００Ｖの電力が供給される場合、コントロールパイロット回路４３１は、パイロット信号ＣＰＬＴを所定の期間、Ｖ０（たとえば１５Ｖ）に設定し、上記期間の経過後にＶ１（たとえば１２Ｖ）へと低下させる。一方、交流電力源５１０から単相ＡＣ１００Ｖの電力が供給される場合、コントロールパイロット回路４３１は、パイロット信号ＣＰＬＴを始めからＶ１に設定する。

時刻ｔ１２において、充電プラグ４１０がインレット１９０に接続されると、接続検知回路４１１によって接続信号ＣＮＣＴの電位がＶ１２に低下する。ＣＰＵ３１０は、接続信号ＣＮＣＴの電位低下を検出することによって、充電プラグ４１０とインレット１９０とが接続されたと判定する。また、ＣＰＵ３１０は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ０に設定されたか否かに基づいて、交流電力源５１０の出力電圧を判定する。その後、ＣＰＵ３１０は、制御信号Ｓ１が活性化して、スイッチＳＷ１を導通状態に切り替える。これにより、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、プルダウン抵抗Ｒ２によってＶ２（たとえば９Ｖ）に低下する。

時刻ｔ１３において、ＣＣＩＤ制御部４３３は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ２に低下したことを検出すると、規定の周波数（たとえば１ｋＨｚ）でパイロット信号ＣＰＬＴを発振させる。ＣＰＵ３１０は、パイロット信号ＣＰＬＴが発振されたことを検出すると、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティに基づいて、充電ケーブル４００の定格電流を検出する。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４００の種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、充電ケーブル４００毎にパイロット信号ＣＰＬＴのデューティも異なることになる。そのため、ＥＣＵ３００は、コントロールパイロット線Ｌ１を介して受信したパイロット信号ＣＰＬＴのデューティに基づいて、充電ケーブル４００を介して車両１へ供給可能な定格電流を検出することができる。

時刻ｔ１４において、ＣＰＵ３１０は、充電処理を開始するために制御信号Ｓ２を活性化して、スイッチＳＷ２を導通状態に切り替える。これにより、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、プルダウン抵抗Ｒ３によってＶ３（たとえば６Ｖ）に低下する。

時刻ｔ１５において、ＣＣＩＤ制御部４３３は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ３に低下したことを検出すると、ＣＣＩＤリレー４３２を閉成する。これにより、交流電力源５１０からの交流電力が充電ケーブル４００を介して電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に伝達されるため、電圧センサ１８０によって電圧ＶＡＣが検出される。

時刻ｔ１６において、ＣＰＵ３１０は、電圧センサ１８０によって電圧ＶＡＣが検出されると、ＣＨＲ１６０を閉成するとともに電力変換装置１７０を駆動する。これにより、バッテリ１５０の充電処理が開始される。

バッテリ１５０の充電が進み、バッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌ（図４参照）に到達すると、ＣＰＵ３１０は、バッテリ１５０が満充電状態に至ったと判定する。この場合、ＣＰＵ３１０は、制御信号Ｓ２を非活性化することにより、スイッチＳＷ２を非導通状態へと切り替える（時刻ｔ１７）。これにより、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ２に上昇する。そうすると、ＣＣＩＤ制御部４３３は、ＣＣＩＤリレー４３２を開放して、充電処理を終了させる。その後、時刻ｔ１８において、ＣＰＵ３１０が制御信号Ｓ１を非活性化してスイッチＳＷ１を非導通状態とすることによって、充電システムが遮断される。

＜充電処理の開始の可否判定＞
一般家庭において、電気自動車やプラグインハイブリッド車などの電動車両の外部充電を行なう場合、外部充電専用の電気設備を準備することが望ましい。そうすることにより、たとえば単相ＡＣ２００Ｖでの大電力での充電（大電力充電）が可能になるため、充電時間を短縮することができるとともに充電効率を向上させることができる。一方で、既存の電気設備を用いて、たとえば単相ＡＣ１００Ｖなどでの相対的に小電力での充電（小電力充電）が行なわれる場合もある。

ただし、「大電力充電」および「小電力充電」との用語は、充電電力の大きさが互いに異なる充電方式の任意の組合せに適用可能であり、上述の例に限定されるものではない。たとえば、三相ＡＣ２００Ｖでの充電が可能な充電スタンドなどの専用の電気設備を用いると、一般家庭用の電気設備を用いる場合と比べて、さらに大電力かつ急速な充電が可能である。このような場合には、充電スタンドでの外部充電（三相ＡＣ２００Ｖでの充電）を「大電力充電」と称し、一般家庭の充電設備での外部充電（単相ＡＣ２００Ｖまたは単相ＡＣ１００Ｖでの充電）を包括的に「小電力充電」と称してもよい。

以下においては、比較例として、大電力充電および小電力充電のいずれであっても、外部充電の開始の可否を判定するためのしきい値として共通の値が用いられる構成について説明する。なお、比較例に係る電動車両の充電システムの構成は、図１に示す車両１の充電システムの構成と同等であるため詳細な説明は繰り返さない。

図４は、比較例における外部充電の開始の可否判定について説明するための図である。図４（Ａ）は大電力充電を表し、図４（Ｂ）は小電力充電を表す。横軸には経過時間が示され、縦軸にはバッテリ電圧ＶＢが示される。

図４（Ａ）を参照して、時刻ｔ１において充電ケーブル４００の充電プラグ４１０が車両１のインレット１９０に接続されるものの、時刻ｔ２になるまではバッテリ１５０の充電処理は行なわれない。時刻ｔ２において、大電力充電の開始の可否（許可または禁止）が判定される。

図４では、しきい値電圧Ｖｔｈが大電力充電を想定して設定される例について説明する。しきい値電圧Ｖｔｈ以上かつ満充電判定値Ｖｆｌ未満の電圧領域では、大電力充電を実行するとバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達し、満充電状態との誤判定が生じるおそれがあるため、外部充電の開始が禁止されている。以下、この領域を「充電禁止領域」と称する。一方、０Ｖ以上かつしきい値電圧Ｖｔｈ未満の電圧領域では、大電力充電を実行してもバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌ未満に維持され、満充電状態との誤判定が生じることを防止できるため、外部充電の開始が許可されている。以下、この領域を「充電許可領域」と称する。

曲線Ｃ１では、時刻ｔ２におけるバッテリ電圧ＶＢ＝Ｖｐが充電許可領域に含まれているため、外部充電の開始が許可される。外部充電が開始されると、バッテリ１５０への充電電流ＩＢｃとバッテリ１５０の内部抵抗Ｒとの積に相当する量だけバッテリ電圧ＶＢの電圧上昇が生じる。大電力充電の場合、小電力充電の場合と比べて充電電流ＩＢｃが大きいため電圧上昇量も大きいものの、しきい値電圧Ｖｔｈは、電圧上昇後においてもバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達しないように設定されている。

次に図４（Ｂ）を参照して、この比較例においては上述のように、大電力充電を想定して設定したしきい値電圧Ｖｔｈが小電力充電の場合にも適用される構成について説明する。曲線Ｃ２では、時刻ｔ２におけるバッテリ電圧ＶＢ＝Ｖｑが充電禁止領域に含まれているので、外部充電の開始が禁止される。しかしながら、小電力充電の場合、大電力充電の場合と比べて電圧上昇量が小さいので、仮にこの状態で小電力充電を実行してもバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達しない場合が生じ得る。

このように、大電力充電を想定して設定したしきい値電圧Ｖｔｈを小電力充電の場合にも適用すると、小電力充電での電圧上昇量に対して充電禁止領域の広さに十分な余裕代があるため、充電開始直後の満充電状態との誤判定については確実に防止できる。しかしながら、充電禁止領域に余裕代がある分だけ充電許可領域が狭くなるため、外部充電の開始が過度に制限され、外部充電の機会が失われてしまう場合がある。逆に、小電力を想定して設定したしきい値電圧Ｖｔｈを大電力充電の場合に適用すると、大電力充電では小電力充電と比べて電圧上昇量が大きいので充電開始直後にバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達し、満充電状態との誤判定が生じてしまう可能性が高い。

そこで、本実施の形態によれば、外部電源装置からの供給電力の大きさに応じて、しきい値電圧Ｖｔｈを変更する構成を採用する。そして、小電力充電の場合には、大電力充電の場合に比べて、しきい値電圧Ｖｔｈが高く設定される。図４（Ｂ）では、本実施の形態において小電力充電時に設定されるしきい値電圧Ｖｔｈの一例を直線Ｌにて示す。こうすることにより、比較例と比べて、充電禁止領域が狭くなる一方で充電許可領域が広くなり、バッテリ電圧ＶＢがＶｑの場合でも充電が開始される。したがって、本実施の形態によれば、外部充電の機会を確保することができる。

＜しきい値電圧Ｖｔｈの算出手法＞
図５は、実施の形態１におけるしきい値電圧Ｖｔｈの設定手法について説明するためのタイムチャートである。横軸には経過時間が示される。図５（Ａ）の縦軸にはバッテリ１５０の充放電電力が示されるが、正方向は充電に対応し、負方向は放電に対応する。図５（Ｂ）の縦軸にはバッテリ電圧ＶＢが示される。

図２および図５（Ａ）を参照して、時刻ｔ２１にて充電プラグ４１０がインレット１９０に接続されると、時刻ｔ２２において、しきい値電圧Ｖｔｈが算出される。そして、このしきい値電圧Ｖｔｈに基づいて外部充電の開始の可否が判定された結果、外部充電の開始が許可された場合、時刻ｔ２３以降、バッテリ１５０の充電処理が実行される。

図２および図５（Ｂ）を参照して、以下、しきい値電圧Ｖｔｈの算出手法について、詳細に説明する。上述のように、バッテリ１５０の分極による電圧上昇量は、バッテリ１５０への充電電流ＩＢｃと、バッテリ１５０の内部抵抗Ｒとの積に相当する。

バッテリ１５０への充電電流ＩＢｃは、パイロット信号ＣＰＬＴに基づいて算出される。より具体的には、外部電源装置５００からの出力電圧および充電ケーブル４００の定格電流に関する情報がパイロット信号ＣＰＬＴによって伝達される。一例として、大電力充電の場合、パイロット信号ＣＰＬＴは、単相ＡＣ２００Ｖかつ定格電流１５Ａでの電力供給が可能である旨の情報を含む。一方で、小電力充電の場合、パイロット信号ＣＰＬＴは、単相ＡＣ１００Ｖかつ定格電流６Ａでの電力供給が可能である旨の情報を含む。このように、実施の形態１では、パイロット信号ＣＰＬＴによって伝達される情報が本発明に係る「情報」に相当する。

電力変換装置１７０からバッテリ１５０へと出力する電圧は、ＥＣＵ３００から電力変換装置１７０への制御指令に応じて定まる、また、ＥＣＵ３００は、電力変換装置１７０の電力変換効率をメモリ（図示せず）内に予め保持している。したがって、ＥＣＵ３００は、パイロット信号ＣＰＬＴによって伝送される情報と、電力変換装置１７０からバッテリ１５０への出力電圧と、電力変換装置１７０の変換効率とに基づいて、充電電流ＩＢｃの予測値を算出することができる。

一方、バッテリ１５０の内部抵抗Ｒは、たとえばバッテリ１５０のＳＯＣと、バッテリ１５０の劣化状態を示す指標値と、バッテリ温度ＴＢとに基づいて算出される。バッテリ１５０の劣化状態を示す指標値としては、たとえばバッテリ１５０の容量維持率を用いることができる。容量維持率の算出には公知の手法を採用可能であるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。ＥＣＵ３００のメモリには、バッテリ１５０のＳＯＣと、バッテリ１５０の容量維持率と、バッテリ温度ＴＢとの間に成立する関係がマップとして予め格納されている。ＥＣＵ３００は、このマップを参照することにより内部抵抗Ｒを算出する。なお、バッテリ１５０の劣化状態の指標値は容量維持率に限られるものではなく、たとえばバッテリ１５０の製造時からの経過時間、または車両１の走行距離の累積値などを用いてもよい。

さらに、ＥＣＵ３００のメモリには、満充電判定値Ｖｆｌと、バッテリ電圧ＴＢが満充電判定値Ｖｆｌを上回らないようにするためのマージンαとがさらに記憶されている。なお、マージンαは、バッテリ電圧ＶＢのハンチングと、バッテリ１５０または充電ケーブル４００に含まれる各種センサの検出誤差とを考慮して決定することが好ましい。

ＥＣＵ３００は、上述のように充電電流ＩＢｃの予測値および内部抵抗Ｒを算出すると、メモリから読み出された満充電判定値Ｖｆｌおよびマージンαと組み合わせて、しきい値電圧Ｖｔｈを算出する。すなわち、しきい値電圧Ｖｔｈは、下記式（１）に示すように、しきい値電圧Ｖｔｈと、充電時の分極による電圧上昇量（ＩＢｃ×Ｒ）の予測値と、マージンαとの和が満充電判定値Ｖｆｌに等しくなるように設定される。

Ｖｔｈ＝Ｖｆ１−（ＩＢｃ×Ｒ）−α ・・・（１）
図６は、実施の形態１における充電制御動作を説明するためのフローチャートである。図６ならびに後述する図８および図１０に示すフローチャートは、たとえば所定の時間間隔毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、このフローチャートに含まれる各ステップは、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製されたハードウェアによって実現されてもよい。

図２および図６を参照して、ステップ（以下、Ｓと略す）１０において、ＥＣＵ３００は、充電ケーブル４００の充電プラグ４１０が車両１のインレット１９０に接続されているか否かを判定する（図５の時刻ｔ２１参照）。充電プラグ４１０が接続されていない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、外部充電の準備が行なわれていないため、ＥＣＵ３００は、以降の処理をスキップして一連の処理を終了する。一方、充電プラグ４１０が接続されている場合、ＥＣＵ３００は、外部充電の開始の可否を判定するために、処理をＳ２０へと進める。

Ｓ２０において、ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０への充電電流ＩＢｃおよびバッテリ１５０の内部抵抗Ｒを算出する。これらの算出方法については図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。さらに、Ｓ３０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ２０にて算出したバッテリ１５０への充電電流ＩＢｃの予測値およびバッテリ１５０の内部抵抗Ｒと、メモリに記憶された満充電判定値Ｖｆｌおよびマージンαとを用いて、上記式（１）からしきい値電圧Ｖｔｈを算出する（図５の時刻ｔ２２参照）。

Ｓ４０において、ＥＣＵ３００は、バッテリ電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する。バッテリ電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈ以上の場合（Ｓ４０においてＮＯ）、充電処理を実行すると充電処理の開始直後にバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達し、満充電状態との誤判定が生じるおそれがある。このため、ＥＣＵ３００は、充電処理の開始を制限（本実施の形態では禁止）する（Ｓ８０）。その後、ＥＣＵ３００は一連の処理を終了する。

これに対し、バッテリ電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈ未満の場合（Ｓ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、充電処理を実行しても充電処理の開始直後にバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達することはないとして、ＣＨＲ１６０を閉成するとともに電力変換装置１７０を駆動して、充電処理を開始する（Ｓ５０、図５の時刻ｔ２３参照）。

その後、ＥＣＵ３００は、バッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌ未満の間、充電処理を継続し（Ｓ６０においてＮＯ）、バッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達すると（Ｓ６０においてＹＥＳ）、電力変換装置１７０を停止するとともにＣＨＲ１６０を開放して、充電処理を終了する（Ｓ７０）。その後、ＥＣＵ３００は一連の処理を終了する。

このように、実施の形態１によれば、充電プラグ４１０とインレット１９０とが接続されることによって、パイロット信号ＣＰＬＴが充電ケーブル４００を介して車両１側へと伝送される。パイロット信号ＣＰＬＴには外部電源装置５００からの供給電力（出力電圧）および充電ケーブル４００の定格電流に関する情報が含まれているため、外部電源装置５００からの供給電力に応じた適切なしきい値電圧Ｖｔｈを設定することが可能になる。したがって、満充電状態との誤判定を防止可能であることを前提としつつも、小電力充電の場合には、大電力充電の場合と比べてしきい値電圧Ｖｔｈを低く設定することにより、充電許可領域が広くなるので、外部充電の機会を確保することができる。

なお、実施の形態１では、バッテリ電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈ以上の場合、充電処理を禁止する構成について説明した（図６のＳ８０）。充電処理の禁止は充電処理の制限の一例であるが、その制限態様はこれに限定されるものではない。たとえば、ＥＣＵ３００は、電力変換装置１７０を制御することによって、外部電源装置５００から電力変換装置１７０に供給可能な最大電力に対して、電力変換装置１７０からバッテリ１５０への出力電力を大幅に小さくしてもよい。これにより、バッテリ１５０への充電電流ＩＢｃが小さくなりバッテリ電圧ＶＢの電圧上昇量が抑制されるので、充電開始直後にバッテリ電圧ＶＢが満充電判定値Ｖｆｌに到達することを防止できる。

また、図３では、交流電力源５１０の出力電圧に応じてパイロット信号ＣＰＬＴの電位としてＶ０またはＶ１に設定する構成について説明したが、パイロット信号ＣＰＬＴを用いて充電ケーブル４００から車両１へと交流電力源５１０の出力電圧に関する情報を伝達する手法は、これに限定されるものではない。たとえば、コントロールパイロット回路４３１は、交流電力源５１０の出力電圧に応じた特定の周波数およびデューティでパイロット信号ＣＰＬＴを発振させることによって、交流電力源５１０の種類に関する情報を車両１のＣＰＵ３１０に伝達してもよい。

［変形例１］
バッテリが充電された後のバッテリ電圧ＶＢ（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）は、充電によるバッテリ液の分極の解消に伴って低下し、分極が解消されて平衡状態になった場合に一定の電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）に収束する。反対に、バッテリが放電された後のＣＣＶは、放電によるバッテリ液の分極の解消に伴って上昇し、分極が解消されて平衡状態になった場合にＯＣＶに収束する。しかし、電動車両に搭載されるバッテリでは、一般に、充放電が終了してから分極が解消されるまでにある程度の時間を要することが知られている。このため、ＣＣＶは測定できるが、ＯＣＶは直接的に測定することができない場合が多い。

実施の形態１では、バッテリの放電が行なわれていない状態において、バッテリ電圧ＶＢ（ＯＣＶ）に基づいて充電処理の開始の可否を判定する構成について説明した。しかし、電動車両の使用態様によっては、放電中あるいは放電による分極が解消される前に、充電処理の開始の可否を判定する必要が生じる場合が想定される。この場合、平衡状態のＯＣＶを直接測定することはできないが、残っている分極の影響を考慮に入れないと、充電処理を開始するか否かの判定に誤差が生じることが懸念される。そこで、実施の形態１の変形例１においては、バッテリの放電中において、ＣＣＶに基づいて充電処理の開始の可否を判定する構成について説明する。

図７は、実施の形態１の変形例１におけるしきい値電圧Ｖｔｈの設定手法について説明するためのタイムチャートである。図２および図７を参照して、時刻ｔ３１において、充電ケーブル４００の充電プラグ４１０が車両１のインレット１９０に接続される。その後、時刻ｔ３２において、車両１の負荷が駆動されるのに伴い、バッテリ１５０が放電される。

ここで、車両１の負荷として、図１に示すＰＣＵ２００とＳＭＲ１４０との間に電気的に接続される空調装置（図示せず）を用いる例について説明する。一般に、バッテリが高温状態に放置されると、バッテリの劣化が進行することが知られている。そこで、外出先から帰宅し外部充電を実行するに際し、空調装置を用いて車両１の車室内を冷房し、冷やされた車室内の空気をバッテリ１５０へと送ることによって、充電処理の開始に先立ってバッテリ１５０を冷却することが考えられる。このようにすることにより、バッテリ１５０の高温による劣化の進行を抑制することができる。

このような充電前冷却制御において、空調装置の駆動によりバッテリ１５０のＳＯＣが所定値を下回ると、バッテリ１５０が充電される。時刻ｔ３４にてバッテリ１５０の放電が停止されるのに先立ち、時刻ｔ３３において、しきい値電圧Ｖｔｈが算出される。以下、その算出方法について詳細に説明する。

まず、バッテリ１５０内の電流センサ（図示せず）によって、放電停止直前（時刻ｔ３３）の放電電流ＩＢｄが測定される。一例として、電流センサによって測定された放電電流ＩＢｄの値をＥＣＵ３００内のメモリ（図示せず）に遂次記憶させておき、バッテリ１５０の放電が停止された場合には、最新の放電電流ＩＢｄの値をメモリから読み出して用いることができる。また、実施の形態１にて説明したのと同様の手法を用いて、バッテリ１５０の内部抵抗Ｒが算出される。そして、放電電流ＩＢｄと内部抵抗Ｒとの積により、放電による電圧降下量（ＩＢｄ×Ｒ）が算出される。

また、パイロット信号ＣＰＬＴに基づいて、バッテリ１５０の充電電流ＩＢｃが算出される。この算出手法については、実施の形態１にて説明した手法と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。そして、充電電流ＩＢｃと内部抵抗Ｒとの積により、充電による電圧上昇量（ＩＢｃ×Ｒ）が算出される。

さらに、下記式（２）に示すように、しきい値電圧Ｖｔｈと、放電による電圧降下量（｜ＩＢｄ｜×Ｒ）と、充電による電圧上昇量（｜ＩＢｄ｜×Ｒ）と、マージンαとの和が満充電判定値Ｖｆｌに等しくなるように、しきい値電圧Ｖｔｈが設定される。

Ｖｔｈ＝Ｖｆｌ−（｜ＩＢｄ｜×Ｒ）−（｜ＩＢｃ｜×Ｒ）−α ・・・（２）
時刻ｔ３４において、バッテリ１５０の放電が停止される直前（時刻ｔ３３）のバッテリ電圧ＶＢ（ＣＣＶ）について、しきい値電圧Ｖｔｈとの大小関係が判定される。バッテリ電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈ未満のため充電処理の開始が許可可能と判定されると、時刻ｔ３５において充電処理が開始される。

このように、充電による電圧上昇量（ＩＢｃ×Ｒ）とマージンαとに加えて、放電による電圧降下量（ＩＢｄ×Ｒ）を考慮に入れることで、放電中あるいは放電による分極が解消されていない場合であっても、しきい値電圧Ｖｔｈを設定することができる。

図８は、実施の形態１の変形例１における充電制御動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、Ｓ１２，Ｓ１４の処理をさらに含む点、およびＳ３０の処理に代えてＳ３２の処理を含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図６に示すＳ１００）と異なる。

図８を参照して、Ｓ１０Ａにおいて充電プラグ４１０がインレット１９０に接続されていることを検出すると（Ｓ１０ＡにおいてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０内の電流センサ（図示せず）からの検出信号に基づいて、バッテリ１５０が放電中であるか否か、あるいは放電による分極が解消されているか否かを判定する（Ｓ１２）。ＥＣＵ３００は、放電終了時から所定の期間（たとえば十数時間から数日）が経過している場合、放電による分極は解消されていると判定する一方で、上記期間が経過していない場合には、放電による分極は解消されていないと判定する。

バッテリ１５０が放電中でなく、かつ放電による分極も解消されている場合（Ｓ１２においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、図６に示すフローチャートの一連の処理（Ｓ１００）を実行する。

これに対し、バッテリ１５０が放電中の場合、あるいは放電による分極が解消されていない場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、放電電流ＩＢｄを取得する（Ｓ１４）。そして、ＥＣＵ３００は、充電電流ＩＢｃの予測値を算出するとともに、内部抵抗Ｒを算出する（Ｓ２０Ａ）。

Ｓ３２において、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４にて取得した放電電流ＩＢｄと、Ｓ２０Ａにて算出したバッテリ１５０への充電電流ＩＢｃの予測値およびバッテリ１５０の内部抵抗Ｒと、メモリに記憶された満充電判定値Ｖｆｌおよびマージンαとを用いて、上記式（２）からしきい値電圧Ｖｔｈを算出する（図７の時刻ｔ３３参照）。なお、Ｓ４０Ａ以降の処理は、図６にて説明した対応する処理と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

以上のように、実施の形態１の変形例１によれば、バッテリ１５０が放電中の場合、あるいは放電による分極が解消されていない場合であっても、しきい値電圧Ｖｔｈを適切に設定することができる。こうすることにより、バッテリ１５０が放電中であるか否かを問わず（放電による分極が解消されずに残っているか否かを問わず）、外部充電の開始の可否を適切に判定しつつ、外部充電の機会を確保することができる。

［変形例２］
実施の形態１およびその変形１では、パイロット信号ＣＰＬＴに含まれる情報に基づいてしきい値電圧Ｖｔｈを設定する構成について説明した。実施の変形例２においては、しきい値電圧Ｖｔｈを用いずに充電処理の開始の可否を判定する構成について説明する。

図９は、実施の形態１の変形例２における満充電判定値Ｖｆｌの設定手法について説明するためのタイムチャートである。図９を参照して、時刻ｔ４１において、充電プラグ４１０がインレット１９０に接続される。その後、時刻ｔ４２において、仮に充電処理を実行したならば実現されると予想されるバッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌがしきい値電圧Ｖｔｈに代えて算出される。

より具体的には、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌは、下記式（３）に示すように、時刻ｔ４２におけるバッテリ電圧ＶＢ＝Ｖｒに、充電時の分極による電圧上昇量（ＩＢｃ×Ｒ）の予測値を加えた値から算出される。

Ｖｃａｌ＝Ｖｒ＋（ＩＢｃ×Ｒ） ・・・（３）
そして、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌおよびマージンαの和と、満充電判定値Ｖｆｌとの大小関係が比較される。下記式（４）に示すように、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌとマージンαとの和が満充電判定値Ｖｆｌ未満の場合、充電処理の開始が許可される一方で、下記式（５）に示すように、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌとマージンαとの和が満充電判定値Ｖｆｌ以上の場合、充電処理の開始が禁止される。

Ｖｃａｌ＋α＜Ｖｆｌ ・・・（４）
Ｖｃａｌ＋α≧Ｖｆｌ ・・・（５）
図１０は、実施の形態１の変形例２における充電制御動作を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、充電プラグ４１０がインレット１９０に接続されると（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０の内部抵抗Ｒと、バッテリ１５０への充電電流ＩＢｃの予測値とを算出する（Ｓ２０）。そして、Ｓ３４において、ＥＣＵ３００は、上記式（３）に従って、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌを算出する。

Ｓ４２において、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌとマージンαとの和が満充電判定値Ｖｆｌ以上の場合（Ｓ４２においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、充電処理の開始を禁止する（Ｓ８０）。一方、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌとマージンαとの和が満充電判定値Ｖｆｌ未満の場合（Ｓ４２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、充電処理を開始する（Ｓ５０）。Ｓ５０またはＳ８０以降の処理は、図６の対応する処理と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

以上、実施の形態１の変形例２にて説明したように、仮に充電処理を実行したならば実現されると予想されるバッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌを算出することで、充電処理の開始の可否を判断することも可能である。なお、この変形例２においては、バッテリ電圧ＶＢの予測値Ｖｃａｌが本発明に係る「蓄電装置の電圧」に相当し、満充電判定値Ｖｆｌからマージンαを引いた値（Ｖｆｌ−α）が本発明に係る「しきい値」に相当する。

［変形例３］
実施の形態１およびその変形例１，２では、外部電源装置からの供給電力に関する情報の伝達にパイロット信号ＣＰＬＴを用いる構成について説明したが、接続信号ＣＮＣＴを用いることも可能である。

図２を再び参照して、実施の形態１の変形例３では、大電力充電に対応する充電ケーブルと、小電力充電に対応する充電ケーブルとが別々に準備される。より具体的には、充電プラグ４１０に含まれる抵抗Ｒ２５，Ｒ２６について、大電力充電の場合と小電力充電の場合とで異なる抵抗が設置される。こうすることにより、インレット１９０に設けられた抵抗Ｒ１５と、抵抗Ｒ２５，Ｒ２６との組合せによる合成抵抗が大電力充電の場合と小電力充電の場合とで異なることになる。したがって、ＥＣＵ３００は、充電プラグ４１０がインレット１９０に接続された際に、大電力充電用の充電ケーブルおよび小電力充電用の充電ケーブルのどちらが接続されているかを認識することができる。ＥＣＵ３００は、インレット１９０に接続された充電ケーブルの種類に応じて、バッテリ１５０の充電電流ＩＢｃを算出する。この算出手法については、実施の形態１にて説明した手法と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。あるいは、パイロット信号ＣＰＬＴおよび接続信号ＣＮＣＴとは別に、外部電源装置５００から供給される電力に関する情報を伝達するための信号を設けてもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１および変形例１，２にて説明したパイロット信号ＣＰＬＴおよび接続信号ＣＮＣＴは、いずれも充電ケーブル内で生成される信号であるが、外部電源装置からの供給電力に関する情報は、外部電源装置自身が出力してもよい。実施の形態２では、外部電源装置からの供給電力に関する情報の伝達に電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が採用される例について説明する。なお、実施の形態２に係る電動車両の充電システムの全体構成は、図１に示す車両１の充電システムの全体構成と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

図１１は、実施の形態２における充電制御動作を説明するための回路ブロック図である。図１１を参照して、車両２は、ＰＬＣ通信部２３０をさらに備える点において、図２に示す車両１と異なる。また、外部電源装置５０２は、ＰＬＣ通信部５３０をさらに備える点において、図２に示す外部電源装置５００と異なる。さらに、充電ケーブル４０２では、充電プラグ４１０Ａ内の構成が図２に示す充電プラグ４１０内の構成と異なる。

車両２に含まれるＰＬＣ通信部２３０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。外部電源装置５０２に含まれるＰＬＣ通信部５３０は、充電ケーブル４０２と交流電力源５１０とを結ぶ電力線に接続される。ＰＬＣ通信部５３０は、ＰＬＣ通信部５３０が接続された電力線を伝送される電力に関する情報（外部電源装置５０２からの供給電力に関する情報）ＩＮＦＯを予め有しており、情報ＩＮＦＯを電力線（充電ケーブル４０２および電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）を搬送させることによってＰＬＣ通信部２３０へと出力する。ＰＬＣ通信部２３０は、ＰＬＣ通信部５３０から受けた情報ＩＮＦＯをＥＣＵ３００に出力する。これにより、ＥＣＵ３００は、外部電源装置５０２からの供給電力に関する情報ＩＮＦＯを取得する。

このように、実施の形態２によれば、外部電源装置５０２からの供給電力に関する情報ＩＮＦＯが電力線を搬送されることによって、外部電源装置５０２から車両２へと伝達される。車両２は、この情報ＩＮＦＯに基づいてしきい値電圧Ｖｔｈを設定することにより、外部充電の開始の可否を適切に判定しつつ、外部充電の機会を確保することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１，２では、外部電源装置からの供給電力に関する情報が充電ケーブルを介して伝達される構成について説明したが、通信方式は有線通信に限定されるものではない。実施の形態３においては、非接触にて電力を伝送する非接触給電システムにおいて、供給電力に関する情報を無線通信にて伝達する構成について説明する。

図１２は、実施の形態３に係る電動車両の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。図１２を参照して、送電装置６００（外部電源）は、電源装置６１０と、送電部６２０と、通信部６３０とを備える。電源装置６１０は、送電ＥＣＵ６４０と、電源部６５０とを含む。

電源装置６１０は、交流電力源５１０から供給される電力を用いて高周波の交流電力を発生させて、送電部６２０に供給する。電源部６５０は、交流電力源５１０から受けた交流電力を高周波の電力に変換して、送電部６２０に出力する。また、電源部６５０は、図示しない電圧センサおよび電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧および送電電流を送電ＥＣＵ６４０へ出力する。

送電部６２０は、図示しない駐車スペースの路面上に設置され、送電部６２０の周囲に発生する電磁界を介して、車両３の受電部１１０へ非接触で電力を出力する。送電部６２０は、ＬＣ共振回路を構成する共振コイル６２１とキャパシタ６２２とを含む。共振コイル６２１は、電源部６５０から供給された電力を、車両３の受電部１１０側の共振コイル１１１へ非接触で伝送する。送電部６２０と車両３の受電部１１０との間の電力伝送は、共振コイル１１１および共振コイル６２１が両コイル間に発生する電磁波と共振（共鳴）することによって行なわれる。

車両３は、図１に示す車両１の構成に加えて、受電部１１０と、電流センサ１８２と、通信部１３０とをさらに備える。受電部１１０は、車両３の図示しないフロアパネル付近に設置され、ＬＣ共振回路を構成する共振コイル１１１とキャパシタ１１２とを含む。共振コイル１１１は、送電装置６００側の共振コイル６２１から非接触で電力を受電する。共振コイル１１１により受電された電力は電力変換装置１７０に出力される。電力変換装置１７０は、いずれも図示しないが、典型的には入力インピーダンスを調整する整合器と、ダイオードブリッジと、平滑用キャパシタとを含んで構成される。

通信部１３０および通信部６３０は、車両２と送電装置６００との間で無線にて情報ＩＮＦＯの授受を行なうための通信インターフェースである。無線通信規格は通信距離等に応じて適宜定められ、たとえば無線ＬＡＮ（Local Area Network）を採用することができる。通信部６３０は、車両３側の通信部１３０から送信される車両情報、ならびに、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、受信したこれらの情報を送電ＥＣＵ６４０へ出力する。また、通信部６３０は、送電ＥＣＵ６４０からの送電電圧および送電電流の情報を車両３へ出力する。車両３のＥＣＵ３００は、送電部６２０からの送電電圧および送電電流の情報に基づいて充電電流ＩＢｃを算出することにより、しきい値電圧Ｖｔｈを設定する。車両３のそれ以外の構成は、図１に示す車両１の対応する構成と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

このように、実施の形態３によれば、非接触給電システムにおいて、供給電力に関する情報ＩＮＦＯが無線通信にて伝達される。車両３は、この情報を用いてしきい値電圧Ｖｔｈを設定することにより、外部充電の開始の可否を適切に判定しつつ、外部充電の機会を確保することができる。

なお、実施の形態１の変形例１〜３を実施の形態２,３にて説明した通信方式と適宜組み合わせることも可能である。たとえば、バッテリの放電中あるいは放電による分極が解消されていない状態において、ＰＬＣまたは無線通信を用いて外部電源装置からの供給電力に関する情報を授受することにより、しきい値電圧Ｖｔｈを設定することができる。

今回開示された実施の形態は全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、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。

１〜３ 車両、１０ モータジェネレータ（ＭＧ）、３０ 駆動輪、１１０ 受電部、１１１，６２１ 共振コイル、１１２，６２２ キャパシタ、１３０，６３０ 通信部、１４０ システムメインリレー（ＳＭＲ）、１５０ バッテリ、１６０ 充電リレー（ＣＨＲ）、１７０ 電力変換装置、１８０ 電圧センサ、１９０ インレット、２３０，５３０ ＰＬＣ通信部、３００ ＥＣＵ、３２０ 抵抗回路、３３０，３４０ 入力バッファ、３５０ 電源ノード、３６０ 車両アース、４００，４０２ 充電ケーブル、４１０ 充電プラグ、４１１ 接続検知回路、４１２ 操作部、４２０ コネクタ、４３１ コントロールパイロット回路、４３２ ＣＣＩＤリレー、４３３ 制御部、４３４ 電磁コイル、４３７ 発信回路、４４０ 電線部、５００，５０２ 外部電源装置、５１０ 交流電力源、５２０ コンセント、６１０ 電源装置、６２０ 送電部、６４０ 送電ＥＣＵ、６５０ 電源部、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ 電力線、Ｒ１〜Ｒ３ プルダウン抵抗、Ｒ１０ プルアップ抵抗、Ｒ１５，Ｒ２０，Ｒ２５，Ｒ２６ 抵抗、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ２０ スイッチ。

Claims (2)

1. 外部電源からの供給電力を用いて車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電が可能に構成された電動車両であって、
   前記蓄電装置の電圧が所定のしきい値を下回る場合に、前記外部充電の開始を許可する一方で、前記蓄電装置の電圧が前記しきい値を上回る場合には、前記外部充電の開始を制限する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記外部電源からの供給電力に関する情報を車両外部から受け、前記情報を用いて前記蓄電装置への充電電流を算出し、算出された充電電流と前記蓄電装置の内部抵抗とに基づいて、前記しきい値を設定する、電動車両。
2. 前記制御装置は、前記蓄電装置が満充電状態であると判定される電圧値を示す満充電判定値と、前記充電電流と、前記内部抵抗と、前記蓄電装置の電圧が前記満充電判定値を上回らないようにするためのマージンとに基づいて、前記しきい値を設定する、請求項１に記載の電動車両。

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