JP6992567B2 - 車両の電力制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、車外の給電装置から供給される直流電力を受電可能な車両の電力制御装置に関する。

特開２０１４－４５５４１号公報（特許文献１）には、蓄電装置を備えた電動車両が開示されている。この車両においては、蓄電装置の充電時に検出される電流値に基づいて、蓄電装置に接続される通電部品の温度を示す評価値が算出される。そして、算出された評価値（通電部品の温度）が閾値（一定値）を超えた場合に、蓄電装置の充電電力の上限値が制限される。これにより、通電部品の過熱を抑制しつつ、蓄電装置の充電を行なうことができる。

特開２０１４－４５５４１号公報

電動車両のなかには、車外のＤＣ（直流）給電装置に接続可能に構成され、ＤＣ給電装置から供給される直流電力によって車載の蓄電装置を充電する処理（以下「ＤＣ充電」ともいう）を実行可能に構成されるものが存在する。

近年においては、ＤＣ充電に要する時間を短縮するために、ＤＣ給電装置の最大出力を従来よりも増加させることが進められている。これに伴ない、出力可能電流値が従来値（たとえば数十アンペア程度）よりも大幅に大きい値（たとえば数百アンペア程度）に設定されたＤＣ給電装置が開発されれている。したがって、今後、市場には、出力可能電流値の異なるＤＣ給電装置が併存し得る。

出力可能電流値を従来よりも増加させたＤＣ給電装置を用いたＤＣ充電に対応した車両においては、ＤＣ給電装置から車両に供給される充電電流が従来よりも大幅に大きくなり得る。充電電流が流れる通電部品においては電流の２乗値に比例したジュール熱が発生するため、通電部品の温度上昇速度は、従来よりも著しく大きくなり得る。

上述の特許文献１においては、通電部品の温度が閾値（一定値）を超えた時点で充電電力の上限値が制限され始める。ところが、通電部品の温度上昇特性は系全体の熱容量によって決まるため、充電電流が大きい場合には、充電電流を制限し始めた後もしばらくの間は通電部品の温度が上昇し続けて許容温度を超えてしまうことが懸念される。また、その対策として通電部品の温度と比較される閾値を予め低い値に設定しておくと、通電部品の過熱を抑制できるが、充電電力が過剰に制限されてしまいＤＣ充電を適切に行なうことができないことが懸念される。

本開示は、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、ＤＣ給電装置に接続可能に構成された車両において、ＤＣ充電時に充電電流が流れる通電部品の過熱を抑制しつつ、ＤＣ充電を適切に行なうことである。

（１） 本開示による電力制御装置は、車外の給電装置から供給される直流電力を受電可能な車両の電力制御装置であって、給電装置に接続可能に構成された受電部と、受電部に接続された蓄電装置と、受電部に接続された給電装置と通信して給電装置の最大出力情報を取得するように構成された通信装置と、給電装置から供給される充電電流による蓄電装置の充電中に、充電電流が流れる通電部品の温度に関するパラメータと閾値とが予め定められた条件を満たす場合に、充電電流を所定値未満に制限する電流制限処理を実行するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、通信装置が給電装置から取得する給電装置の最大出力情報に基づいて電流制限処理に用いられる閾値を設定する。

上記装置によれば、ＤＣ充電中に、充電電流が流れる通電部品の温度に関するパラメータと閾値とが予め定められた条件を満たす場合に、電流制限処理による電流制限が行なわれる。この電流制限処理に用いられる閾値は、一定値に固定されるのではなく、給電装置の最大出力情報に基づいて設定される。

そのため、たとえば給電装置の最大出力情報から特定される給電装置の出力可能電流値が大きい場合には、通電部品において生じる熱量が電流の２乗値に比例して大きくなることに鑑み、電流制限が行なわれ易くなるように閾値を変更することができる。これにより、電流制限がより早期に開始されるようになるため、通電部品の過熱を抑制することができる。

一方、たとえば給電装置の出力可能電流値が小さい場合には、通電部品において生じる熱量はそれほど大きくないことに鑑み、電流制限が行なわれ難くなるように閾値を変更することができる。これにより、過剰な電流制限が抑制されるため、ＤＣ充電を適切に行なうことができる。

その結果、ＤＣ給電装置に接続可能に構成された車両において、ＤＣ充電時に充電電流が流れる通電部品の過熱を抑制しつつ、ＤＣ充電を適切に行なうことができる。

（２） ある形態においては、通電部品の温度に関するパラメータは、通電部品の温度を示す情報を含む。電流制限処理は、通電部品の温度が閾値を超えた場合に充電電流を所定値未満に制限する処理を含む。制御装置は、給電装置の最大出力情報から特定される給電装置の出力可能電流値が大きいほど、電流制限処理に用いられる閾値を小さい値に設定する。

上記形態によれば、通電部品の温度が閾値を超えた場合に、電流制限処理による電流制限が開始される。この電流制限処理に用いられる閾値は、給電装置の出力可能電流値が大きいほど、小さい値に設定される。そのため、出力可能電流値が大きいほど、通電部品の温度が閾値を超え易くなり、電流制限処理による電流制限がより早期に開始されることになる。そのため、給電装置の出力可能電流値が大きい場合であっても、通電部品の過熱を適切に抑制することができる。

（３） ある形態においては、制御装置は、給電装置が受電部に接続された場合、給電装置の出力可能電流値を用いて閾値を設定した後に蓄電装置の充電を開始する。制御装置は、蓄電装置の充電開始後に通電部品の温度上昇速度を監視し、通電部品の温度上昇速度が基準値を超えた場合には閾値を充電開始前の値よりも低下させる変更処理を行なう。

上記形態によれば、ＤＣ充電の開始前においては、電流制限処理に用いられる閾値が給電装置の出力可能電流値に基づいて設定される。そして、ＤＣ充電の開始後において、通電部品の温度上昇速度が基準値を超えた場合には、電流制限処理に用いられる閾値が充電開始前の値よりも低下される。これにより、ＤＣ充電中における通電部品の実際の温度上昇速度を考慮して、電流制限処理に用いられる閾値を適切に調整することができる。

（４） ある形態においては、制御装置は、変更処理後の閾値を、次回以降の充電時に用いられる閾値の初期値として記憶する。

上記形態によれば、変更処理後の閾値が、次回以降のＤＣ充電時に用いられる閾値の初期値として記憶される。これにより、次回以降のＤＣ充電の開始当初から、電流制限処理に用いられる閾値を、通電部品の実際の温度上昇速度を考慮した値に設定することができる。

電力システムの全体構成を概略的に示す図である。 ＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性の一例を示す図（その１）である。 閾値設定処理の手順の一例を示すフローチャート（その１）である。 電流制限処理の手順の一例を示すフローチャート（その１）である。 ＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性の一例を示す図（その２）である。 閾値設定処理の手順の一例を示すフローチャート（その２）である。 電流制限処理の手順の一例を示すフローチャート（その２）である。 ＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性の変化の一例を示す図である。 ＥＣＵがＤＣ充電中に閾値Ｔｔｈを変更および学習する処理手順の一例を示すフローチャートである。

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。

＜システム構成＞
図１は、本実施の形態による電力制御装置を備える車両１００を含む電力システムの全体構成を概略的に示す図である。このシステムは、車両１００と、車両１００の外部に設置されるＤＣ給電装置２００とを備える。

車両１００は、ＤＣ給電装置２００に接続可能に構成される電動車両である。車両１００は、ＤＣ給電装置２００から供給される直流電力によって車載の蓄電装置を充電する「ＤＣ充電」を実行可能に構成される。

なお、近年、ＤＣ充電の規格としては、日本が中心になって標準化が進められているチャデモ（CHAdeMO）、欧州および米国が中心になって標準化が進められているコンボ（Combined Charging System）など複数の規格が存在するが、本開示による電力制御装置はいずれの規格にも適用可能である。

本実施の形態においては、車両１００とＤＣ給電装置２００との間の通信を、チャデモで採用されている、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルに従う通信（以下「ＣＡＮ通信」ともいう）で行なう例について説明するが、両者間の通信はＣＡＮ通信で行なうことに限定されない。たとえば、両者間の通信をコンボで採用されている電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）で行なうようにしてもよい。また、両者の間で無線通信で行なうようにしてもよい。

車両１００は、蓄電装置１１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１３５と、駆動輪１４０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）装置１７０とを備える。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成される。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池を含んで構成される。なお、蓄電装置１１０は、電解質に液体材料を使用した電池であってもよいし、電解質に固体材料を使用した電池（いわゆる全固体電池）であってもよい。また、蓄電装置１１０は、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成されてもよい。蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄える。

ＰＣＵ１２０は、ＥＣＵ１５０からの制御信号によって制御され、蓄電装置１１０からの直流電力をモータジェネレータ１３０を駆動するための交流電力に変換したり、モータジェネレータ１３０からの交流の回生電力を蓄電装置１１０を充電するための直流電力に変換したりする。

モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１３０のロータは、動力伝達ギア１３５を介して駆動輪１４０に機械的に接続される。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１４０の回転力によって発電することができる。

ＨＭＩ装置１７０は、ＥＣＵ１５０からの映像情報あるいは音声情報を再生してユーザに提供したり、ユーザの操作を受け付けたりする装置である。ＨＭＩ装置１７０は、ディスプレイ、スピーカ、タッチパネル、入力スイッチ等を含んで構成される。

さらに、車両１００は、ＤＣ充電を行なうための構成として、ＤＣインレット１９０と、電力線１９１，１９２と、ＣＡＮ通信部１８０と、ＣＡＮ通信線１９３と、温度センサ１９４とを備える。

ＣＡＮ通信部１８０は、ＤＣ給電装置２００との間でＣＡＮ通信を行なうように構成される。

ＤＣインレット１９０は、電力線１９１，１９２を介して蓄電装置１１０に接続されるとともに、ＤＣ給電装置２００の電力ケーブル５００の端部に設けられたＤＣ充電コネクタ５１０と接続可能に構成される。

温度センサ１９４は、ＤＣインレット１９０の温度（以下「ＤＣインレット温度Ｔｉ」）ともいう）を検出し、検出結果をＥＣＵ１５０に出力する。

ＥＣＵ１５０は、いずれも図２には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力バッファ等を含み、車両１００における各種制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

ＤＣ給電装置２００は、車両１００に直流電力を供給するための設備である。ＤＣ給電装置２００は、ＣＡＮ通信部２２０と、電力制御部２３０と、電力ケーブル５００とを備える。電力ケーブル５００には、電力制御部２３０に接続される電力線５０１，５０２と、ＣＡＮ通信部２２０に接続されるＣＡＮ通信線５０３とが含まれる。

電力制御部２３０は、電力ケーブル５００（電力線５０１，５０２）を介して車両１００に供給する直流電力値（電流値、電圧値）を制御可能に構成される。ＣＡＮ通信部２２０は、ＣＡＮ通信線５０３を介して、車両１００との間でＣＡＮ通信を行なうように構成される。

ＤＣ充電コネクタ５１０がＤＣインレット１９０に接続されている状態において、電力ケーブル５００の電力線５０１，５０２は、車両１００の電力線１９１，１９２にそれぞれ接続される。これにより、ＤＣ給電装置２００の電力制御部２３０と車両１００の蓄電装置１１０が電気的に接続され、ＤＣ充電が可能な状態となる。

また、ＤＣ充電コネクタ５１０がＤＣインレット１９０に接続されている状態において、電力ケーブル５００のＣＡＮ通信線５０３は、車両１００のＣＡＮ通信線１９３に接続される。これにより、ＤＣ給電装置２００のＣＡＮ通信部２２０と車両１００のＣＡＮ通信部１８０とが接続され、両者間でＣＡＮ通信可能な状態となる。

車両１００およびＤＣ給電装置２００は、ＣＡＮ通信によって互いにデータを送受信し合いながらＤＣ充電を行なう。車両１００が給電装置２００に送信するデータには、ＤＣ充電開始要求、充電電圧上限値、充電電流指令値などが含まれる。ＤＣ給電装置２００が車両１００に送信するデータには、最大出力情報（出力可能電圧値、出力可能電流値Ｉｍａｘなど）、現在出力情報（現在出力電圧値、現在充電電流値など）が含まれる。

＜ＤＣ給電装置の出力可能電流値（最大出力）の多様化＞
近年においては、ＤＣ充電に要する時間を短縮するために、ＤＣ給電装置２００には、最大出力が従来値よりも増加されたものが存在する。このため、市場には、最大出力の異なる複数種類のＤＣ給電装置２００が併存している。なお、ＤＣ給電装置２００の最大出力とは、ＤＣ給電装置２００が車両１００に出力可能な電力の最大値（単位：ｋＷ）である。また、一般的に、ＤＣ給電装置２００の最大電力が大きいほど、そのＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘは大きい値に設定される傾向にある。なお、出力可能電流Ｉｍａｘとは、ＤＣ給電装置２００が出力可能な電流値の最大値（単位：Ａ）である。

以下の説明では、一例として、出力可能電流値Ｉｍａｘの異なる４種類のＤＣ給電装置２００、具体的には、（１）出力可能電流値Ｉｍａｘが従来値相当の「所定値Ｉａ」であるＤＣ給電装置２００、（２）出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉａよりも大きい「所定値Ｉｂ」であるＤＣ給電装置２００、（３）出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉｂよりも大きい「所定値Ｉｃ」であるＤＣ給電装置２００、（４）出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉｃよりも大きい「所定値Ｉｄ」であるＤＣ給電装置２００、が市場に併存している場合を想定する。

なお、一例をあげると、出力可能電流値Ｉｍａｘに設定される所定値Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄは、それぞれ５０Ａ（最大電力２５ｋＷ）、１２５Ａ（最大電力５０ｋＷ）、２５０Ａ（最大電力１５０ｋＷ）、４００Ａ（最大電力２５０ｋＷ）程度である。

＜ＤＣ充電の電流制限＞
上記のような想定の場合、市場に存在する出力可能電流値Ｉｍａｘの最大値は「所定値Ｐｄ」（たとえば４００Ａ程度）である。本実施の形態による車両１００は、出力可能電流値Ｉｍａｘが「所定値Ｐｄ」であるＤＣ給電装置２００にも対応可能に構成される。

したがって、ＤＣ給電装置２００から車両１００に供給される充電電流は、従来値（所定値Ｉａ）よりも大幅に大きい値（所定値Ｉｄ）となり得る。充電電流が流れる通電部品においては、抵抗値と電流の２乗値との積に比例したジュール熱が発生するため、通電部品の温度上昇速度は、従来よりも著しく大きくなり得る。

特に、ＤＣ充電コネクタ５１０とＤＣインレット１９０との接触部分においては他の部分よりも抵抗値が大きくなる傾向にあり、その分、ジュール熱の影響を受けやすい。

上記の点に鑑み、本実施の形態によるＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電中にＤＣインレット温度Ｔｉ（温度センサ１９４の検出値）を監視し、ＤＣインレット温度Ｔｉが「閾値Ｔｔｈ」を超えた場合には充電電流を所定値未満に制限するようにＤＣ給電装置２００に要求する処理（以下「電流制限処理」ともいう）を実行する。そして、ＥＣＵ１５０は、電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」を、一定値に固定するのではなく、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘに基づいて設定する処理（以下「閾値設定処理」ともいう）を行なう。以下、閾値設定処理および電流制限処理について順に詳しく説明する。

＜＜閾値（Ｔｔｈ）設定処理＞＞
図２は、ＤＣ充電中におけるＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性の一例を示す図である。図２において、横軸はＤＣ充電時間（ＤＣ充電を継続している時間）を示し、縦軸はＤＣインレット温度Ｔｉを示す。また、図２に示す曲線Ｌａ～Ｌｄは、充電電流がそれぞれ所定値Ｉａ～Ｉｄ（Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｃ＜Ｉｄ）である場合のＤＣインレット温度Ｔｉの変化を表わす曲線である。また、図２に示す上限温度Ｔｍｅｌｔは、ＤＣインレット１９０の過熱による異常（溶損など）が生じ始める温度である。

従来は、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘが、比較的小さい所定値Ｉａにほぼ統一されていた。そのため、従来においては、ＤＣ充電中に出力可能電流値Ｉｍａｘ（＝Ｉａ）が継続して流れたとしても、曲線Ｌａに示すように、ＤＣインレット温度Ｔｉはかなり緩やかに上昇する。ＤＣインレット温度Ｔｉの上昇振れ幅は、制御性能、センサ誤差などを考慮しても数％程度に留まる（曲線Ｌａの上下に示す一点鎖線参照）。そのため、従来においては、電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」が、上限温度Ｔｍｅｌｔに比較的近い「所定温度Ｔ０」に固定されていても、特に問題にはならなかった。

しかしながら、近年では、上述したように出力可能電流値Ｉｍａｘが従来の所定値Ｉａよりも大きい値（＝所定値Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ）であるＤＣ給電装置２００が市場に投入され始めている。通電部品においては電流の２乗値に比例したジュール熱が発生するため、ＤＣ充電中に従来よりも大きい電流値Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄが継続して流れた場合には、ＤＣインレット温度Ｔｉは、従来よりも著しく急激に上昇し得る（曲線Ｌｂ～Ｌｃ参照）。そのため、電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」を従来と同じ「所定温度Ｔ０」に固定したままでは、電流制限の開始タイミングが遅れてしまい、ＤＣインレット温度Ｔｉが上限温度Ｔｍｅｌｔを超えて過熱状態となってしまうことが懸念される。また、その対策として電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」を予め低い値（たとえば図２に示す「所定温度Ｔ２」）に設定しておくと、ＤＣインレット温度Ｔｉが上限温度Ｔｍｅｌｔを超えることを抑制できるが、ＤＣ充電が過剰に制限されてしまうことが懸念される。

そこで、本実施の形態による車両１００のＥＣＵ１５０は、ＣＡＮ通信によってＤＣ給電装置２００から取得したＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘに基づいて、電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」を設定する。

図３は、ＥＣＵ１５０が実行する閾値設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、ユーザがＤＣ充電コネクタ５１０をＤＣインレット１９０に接続する操作を行なった場合に開始される。

ＥＣＵ１５０は、ＤＣインレット１９０に接続されたＤＣ給電装置２００との間でＣＡＮ通信を行なって、ＤＣインレット１９０に接続されたＤＣ給電装置２００の最大出力情報を取得する（ステップＳ１２）。この最大出力情報には、上述したように、ＤＣ給電装置２００の出力可能電圧値、出力可能電流値Ｉｍａｘなどが含まれる。なお、最大出力情報に、さらに最大出力電力（出力可能電流値Ｉｍａｘと出力可能電圧値との積）が含まれていてもよい。

次いで、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１２で取得された最大出力情報に含まれる出力可能電流値Ｉｍａｘに基づいて、電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」を設定する（ステップＳ１４）。

具体的には、出力可能電流値Ｉｍａｘが「所定値Ｉａ」または「所定値Ｉｂ」である場合には、仮に出力可能電流値Ｉｍａｘ（＝ＩａまたはＩｂ）が継続して流れたとしてもＤＣインレット温度Ｔｉはそれほど急激には上昇しないことが想定される（図２の曲線Ｌａ，Ｌｂ参照）ため、ＥＣＵ１５０は、閾値Ｔｔｈを上限温度Ｔｍｅｌｔに比較的近い「所定温度Ｔ０」に設定する。

また、出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉｃである場合には、仮に出力可能電流値Ｉｍａｘ（＝Ｉｃ）が継続して流れるとＤＣインレット温度Ｔｉは急激に上昇することが想定される（図２の曲線Ｌｃ参照）ため、ＥＣＵ１５０は、閾値Ｔｔｈを所定温度Ｔ０よりも低い「所定温度Ｔ１」に設定する。

また、出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉｄである場合には、仮に出力可能電流値Ｉｍａｘ（＝Ｉｄ）が継続して流れるとＤＣインレット温度Ｔｉはかなり急激に上昇することが想定される（図２の曲線Ｌｄ参照）ため、ＥＣＵ１５０は、閾値Ｔｔｈを所定温度Ｔ１よりも低い「所定温度Ｔ２」に設定する。

上述のような出力可能電流値Ｉｍａｘの値（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ）と閾値Ｔｔｈの値（Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２）との対応関係を規定する情報は、予めＥＣＵ１５０のメモリに記憶されている。ＥＣＵ１５０は、この情報を参照して、取得された出力可能電流値Ｉｍａｘに対応する閾値Ｔｔｈを設定する。

ステップＳ１２において設定された閾値Ｔｔｈは、ＥＣＵ１５０のメモリに記憶され、ＤＣ充電開始後に実行される電流制限処理（後述の図４参照）に用いられる。

閾値Ｔｔｈが設定された後、ＥＣＵ１５０は、ＤＣインレット１９０に接続されたＤＣ給電装置２００に、ＤＣ充電開始要求を出力する（ステップＳ１６）。このＤＣ充電開始要求をＤＣ給電装置２００が受信すると、ＤＣ給電装置２００は車両１００への直流電力の供給を開始する。これにより、ＤＣ充電が開始される。

＜＜電流制限処理＞＞
図４は、ＥＣＵ１５０が実行する電流制限処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電中であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＤＣ充電中でない場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。

ＤＣ充電中である場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、温度センサ１９４からＤＣインレット温度Ｔｉを取得する（ステップＳ２２）。

次いで、ＥＣＵ１５０は、上述の閾値設定処理によって設定および記憶された閾値Ｔｔｈをメモリから読み出す（ステップＳ２４）。

次いで、ＥＣＵ１５０は、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ２６）。

ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超えていない場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、充電電流を制限しない（ステップＳ２８）。具体的には、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ給電装置２００に出力する充電電流指令値が所定値を超えることを許容する。

一方、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超えている場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電における充電電流を制限する（ステップＳ３０）。具体的には、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ給電装置２００に出力する充電電流指令値を所定値未満に制限する。これにより、ＤＣ給電装置２００は、車両１００へ供給する直流電流を所定値未満に制限することになる。なお、充電電流指令値を０にする場合には、ＤＣ充電停止要求をＥＣＵ１５０がＤＣ給電装置２００に出力するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電中に、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超えた場合に充電電流を所定値未満に制限する電流制限処理を実行する。そして、ＥＣＵ１５０は、電流制限処理に用いられる「閾値Ｔｔｈ」を、一定値に固定するのではなく、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘに基づいて設定する閾値設定処理を行なう。

具体的には、出力可能電流値Ｉｍａｘが小さい値（所定値Ｉａあるいは所定値Ｉｂ）である場合には、ＤＣインレット１９０において生じる熱量はそれほど大きくないことに鑑み、ＥＣＵ１５０は、閾値Ｔｔｈを比較的大きい値（所定値Ｔ０）にする。これにより、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超え難くなり過剰な電流制限が抑制されるため、ＤＣ充電を適切に行なうことができる。

一方、出力可能電流値Ｉｍａｘが大きい値（所定値Ｉｃあるいは所定値Ｉｄ）である場合には、ＤＣインレット１９０において生じる熱量が電流の２乗値に比例して大きくなることに鑑み、ＥＣＵ１５０は、閾値Ｔｔｈを比較的小さい値（所定値Ｔ１あるいは所定値Ｔ２）にする。これにより、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超え易くなり電流制限がより早期に開始されるようになるため、ＤＣインレット１９０の過熱を抑制することができる。

［変形例１］
上述の実施の形態では、電流制限処理において、温度センサ１９４で検出されたＤＣインレット温度Ｔｉを監視する例について説明した。

しかしながら、ＤＣインレット温度Ｔｉは、必ずしもセンサによって検出することに限定されるものではない。たとえば、ＤＣインレット温度Ｔｉを、ＤＣ充電時間および充電電流をパラメータとして算出するようにしてもよい。

また、電流制限処理において監視する対象は、必ずしもＤＣインレット温度Ｔｉに限定されるものではない。たとえば、ＤＣインレット１９０以外に熱に弱い通電部品がある場合には、ＤＣインレット１９０に代えてあるいは加えて、その通電部品の温度を監視するようにしてもよい。

［変形例２］
上述の実施の形態では、ＤＣインレット１９０（通電部品）の温度に関するパラメータとして、ＤＣインレット温度Ｔｉを用いる例について説明した。具体的には、電流制限処理において、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超えた場合に充電電流を制限する例について説明した。また、閾値設定処理において、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘが大きいほど、電流制限処理に用いられる閾値Ｔｔｈを小さい値に設定する例を示した。

これに対し、本変形例においては、ＤＣインレット１９０（通電部品）の温度に関するパラメータとして、ＤＣインレット温度Ｔｉの上昇速度（以下「ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉ」ともいう）を用いる例について説明する。具体的には、電流制限処理において、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈを下回った場合に充電電流を制限する例について説明する。そして、閾値設定処理において、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘが大きいほど、電流制限処理に用いられる閾値ΔＴｔｈを大きい値に設定する例について説明する。

図５は、ＤＣ充電によるＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性の一例を示す図である。なお、図５に示す曲線Ｌａ～Ｌｄは、上述の図２に示す曲線Ｌａ～Ｌｄと同じである。

図５に示す曲線Ｌａ～Ｌｄから理解できるように、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉは、充電電流が大きいほど大きくなるが、いずれの充電電流であっても、ＤＣインレット温度Ｔｉが上昇して上限温度Ｔｍｅｌｔに近づくほど減少する特性を有する。

この特性に着目し、本変形例によるＥＣＵ１５０は、電流制限処理において、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉを監視し、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈを下回った場合に充電電流を制限する。そして、本変形例によるＥＣＵ１５０は、閾値設定処理において、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘが大きいほど、電流制限処理に用いられる閾値ΔＴｔｈを大きい値に設定する。

図６は、本変形例によるＥＣＵ１５０が実行する閾値設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、上述の図３のステップＳ１４を、ステップＳ１４Ａに変更したものである。その他のステップ（上述の図３に示したステップと同じ番号を付しているステップ）については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１２において取得された出力可能電流値Ｉｍａｘに基づいて、電流制限処理に用いられる「閾値ΔＴｔｈ」を設定する（ステップＳ１４Ａ）。

具体的には、出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉａまたは所定値Ｉｂである場合には、閾値ΔＴｔｈを「所定速度ΔＴ０」に設定する。

また、出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉｃである場合には、閾値ΔＴｔｈを所定速度ΔＴ０よりも大きい「所定速度ΔＴ１」に設定する。

また、出力可能電流値Ｉｍａｘが所定値Ｉｄである場合には、閾値ΔＴｔｈを所定温度ΔＴ１よりも大きい「所定速度ΔＴ２」に設定する。

図７は、本変形例によるＥＣＵ１５０が実行する電流制限処理の手順の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、上述の図４のステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６を、それぞれステップＳ２２Ａ，Ｓ２４Ａ，Ｓ２６Ａに変更したものである。その他のステップ（上述の図４に示したステップと同じ番号を付しているステップ）については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

ＤＣ充電中である場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、ＤＣインレット温度Ｔｉの履歴に基づいて、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉを算出する（ステップＳ２２Ａ）。

次いで、ＥＣＵ１５０は、閾値設定処理によって設定および記憶された閾値ΔＴｔｈをメモリから読み出す（ステップＳ２４Ａ）。

次いで、ＥＣＵ１５０は、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈを下回ったか否かを判定する（ステップＳ２６Ａ）。

ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈを下回っていない場合（ステップＳ２６ＡにおいてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電における充電電流を制限しない（ステップＳ２８）。

一方、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈを下回った場合（ステップＳ２６ＡにおいてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電における充電電流を制限する（ステップＳ３０）。

以上のように、本変形例によるＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電中に、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈが閾値ΔＴｔｈを下回った場合に充電電流を制限する電流制限処理を実行する。そして、本変形例によるＥＣＵ１５０は、ＤＣ給電装置２００の出力可能電流値Ｉｍａｘが大きいほど、電流制限処理に用いられる閾値ΔＴｔｈを大きい値に設定する閾値設定処理を行なう。このようにしても、上述の実施の形態と同様、ＤＣインレット１９０の過熱を抑制しつつ、ＤＣ充電を適切に行なうことができる。

なお、電流制限処理において、ＤＣインレット温度ＴｉとＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉとの双方を用いて、充電電流を制限するようにしてもよい。たとえば、ＤＣインレット温度Ｔｉが閾値Ｔｔｈを超えた場合であって、かつ、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが閾値ΔＴｔｈが閾値ΔＴｔｈを下回った場合に、充電電流を制限するようにしてもよい。このようにすることで、電流制限を開始するタイミングをＤＣインレット温度Ｔｉが上限温度Ｔｍｅｌｔを超えない範囲で極力遅くして、ＤＣ充電を継続することができる。

［変形例３］
ＤＣ充電によるＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性は、ＤＣ充電コネクタ５１０とＤＣインレット１９０との接触部分の劣化および接触不良などが要因となって、変化し得る。

図８は、ＤＣ充電によるＤＣインレット温度Ｔｉの温度上昇特性の変化の一例を示す図である。なお、図８に示す曲線Ｌｄは、上述の図２および図５に示す曲線Ｌｄと同じである。すなわち、曲線Ｌｄは、充電電流が所定値Ｉｄである場合のＤＣインレット温度Ｔｉの変化を表わす曲線である。

ＤＣ充電コネクタ５１０とＤＣインレット１９０との接触部分の劣化および接触不良などが生じていない場合、ＤＣインレット温度Ｔｉは、曲線Ｌｄに沿って上昇することが想定される。

しかしながら、ＤＣ充電コネクタ５１０とＤＣインレット１９０との接触部分に劣化あるいは接触不良が生じている場合、接触部分の抵抗値が増加し、実際のＤＣインレット温度Ｔｉは、図８の一点鎖線Ｌｄｄに示すように、想定している温度上昇特性（曲線Ｌｄ参照）よりも急激に上昇することが想定される。

そこで、本変形例によるＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電開始後（ＤＣ充電中）において、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉを監視し、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉに応じて現在の電流制限処理に用いられている閾値Ｔｔｈ（所定温度Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のいずれか）を動的に変更するとともに、変更後の閾値Ｔｔｈ（所定温度Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のいずれか）を学習して次回以降の電流制限処理に反映させる。

図９は、本変形例によるＥＣＵ１５０がＤＣ充電中に閾値Ｔｔｈを変更および学習する処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電中であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。ＤＣ充電中でない場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。

ＤＣ充電中である場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ０であるか否かを判定する（ステップＳ６０）。現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ０でない場合（ステップＳ６０においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ１であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ１でない場合（ステップＳ７０においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ２であるか否かを判定する（ステップＳ８０）。

現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ０である場合（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、現在のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが基準値Ｄ０を超えているか否かを判定する（ステップＳ６２）。基準値Ｄ０は、たとえば上述の図２、図５に示す曲線Ｌｂの傾きよりも所定値だけ大きい値に設定される。

現在のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが基準値Ｄ０を超えている場合（ステップＳ６２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈ（すなわち所定温度Ｔ０）を変更する（ステップＳ６４）。具体的には、ＥＣＵ１５０は、電流制限がより早期に開始されるように、現在の閾値Ｔｔｈ（すなわち所定温度Ｔ０）を予め定められた値だけ低下させる。

そして、ＥＣＵ１００は、変更後の所定温度Ｔ０を学習する（ステップＳ６６）。具体的には、メモリに記憶されている所定温度Ｔ０の値を変更後の値に更新する。これにより、現在の電流制限処理に用いられている閾値Ｔｔｈの値が、リアルタイムで変更される（上述の図４のステップＳ２４参照）。さらに、学習後の所定温度Ｔ０の値が、次回以降のＤＣ充電時において所定温度Ｔ０の初期値（上述の図３のステップＳ１４、図４のステップＳ２４参照）として用いられることになる。

現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ１である場合（ステップＳ７０においてＹＥＳ）にも、同様に閾値Ｔｔｈ（所定温度Ｔ１）の変更および学習が行なわれる（ステップＳ７２～Ｓ７６）。

具体的には、ＥＣＵ１５０は、現在のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが基準値Ｄ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ７２）。基準値Ｄ１は、たとえば上述の図２、図５に示す曲線Ｌｃの傾きよりも所定値だけ大きい値に設定される。

現在のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが基準値Ｄ１を超えている場合（ステップＳ７２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈ（すなわち所定温度Ｔ１）を変更する（ステップＳ７４）。具体的には、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈ（すなわち所定温度Ｔ１）を予め定められた値だけ低下させる。そして、ＥＣＵ１００は、変更後の所定温度Ｔ１を学習する（ステップＳ７６）。

現在の閾値Ｔｔｈが所定温度Ｔ２である場合（ステップＳ８０においてＹＥＳ）にも、同様に閾値Ｔｔｈ（所定温度Ｔ２）の変更および学習が行なわれる（ステップＳ８２～Ｓ８６）。

具体的には、ＥＣＵ１５０は、現在のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが基準値Ｄ２を超えているか否かを判定する（ステップＳ８２）。基準値Ｄ２は、たとえば上述の図２、図５、図８に示す曲線Ｌｄの傾きよりも所定値だけ大きい値に設定される。

現在のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉが基準値Ｄ２を超えている場合（ステップＳ８２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈ（すなわち所定温度Ｔ２）を変更する（ステップＳ８４）。具体的には、ＥＣＵ１５０は、現在の閾値Ｔｔｈ（すなわち所定温度Ｔ２）を予め定められた値だけ低下させる（図８参照）。そして、ＥＣＵ１００は、変更後の所定温度Ｔ２を学習する（ステップＳ８６）。

以上のように、本変形例によるＥＣＵ１５０は、ＤＣ充電開始後（ＤＣ充電中）においてＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉを監視し、ＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉに応じて現在の電流制限処理に用いられている閾値Ｔｔｈ（所定温度Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のいずれか）を動的に変更する。これにより、ＤＣ充電中における実際のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉを考慮して、電流制限処理に用いられる閾値Ｔｔｈを適切に調整することができる。

さらに、本変形例によるＥＣＵ１５０は、変更後の閾値Ｔｔｈ（所定温度Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のいずれか）を、次回以降のＤＣ充電時に用いられる閾値Ｔｔｈの初期値として学習（記憶）する。これにより、次回以降のＤＣ充電の開始当初から閾値Ｔｔｈを実際のＤＣインレット温度上昇速度ΔＴｉを考慮した値に設定することができる。

なお、閾値Ｔｔｈの学習履歴（変更履歴）を保存しておくようにしてもよい。これにより、後々、閾値Ｔｔｈの学習履歴をデータ解析することによって、ユーザの操作あるいは接続部分の経年劣化による接触不良が市場でどのように発生しているかを把握することができ、次の改善アイテムに生かすことができる。

［変形例４］
上述の実施の形態においては、閾値設定処理において、車両１００がＤＣ給電装置２００から取得した最大出力情報に含まれる出力可能電流値Ｉｍａｘに基づいて閾値Ｔｔｈを設定する例について説明した。

しかしながら、たとえばＤＣ給電装置２００の最大出力電力と出力可能電流値Ｉｍａｘとの対応関係が規格によって予め決まっている場合には、ＤＣ給電装置２００の最大出力電力に基づいて出力可能電流値Ｉｍａｘが間接的に特定されることになる。この点に鑑み、閾値設定処理において、車両１００がＤＣ給電装置２００から取得する最大出力情報に含まれる最大出力電力に基づいて閾値Ｔｔｈを設定することも可能である。

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 車両、１１０ 蓄電装置、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１３５ 動力伝達ギア、１４０ 駆動輪、１５０ ＥＣＵ、１７０ 装置、１８０，２２０ ＣＡＮ通信部、１９０ ＤＣインレット、１９１，１９２，５０１，５０２ 電力線、１９３，５０３ ＣＡＮ通信線、１９４ 温度センサ、２００ ＤＣ給電装置、２３０ 電力制御部、５００ 電力ケーブル、５１０ ＤＣ充電コネクタ。

Claims (4)

1. 車外の給電装置から供給される直流電力を受電可能な車両の電力制御装置であって、
   前記給電装置に接続可能に構成された受電部と、
   前記受電部に接続された蓄電装置と、
   前記受電部に接続された前記給電装置と通信して前記給電装置の最大出力情報を取得するように構成された通信装置と、
   前記給電装置から供給される充電電流による前記蓄電装置の充電中に、前記充電電流が流れる通電部品の温度に関するパラメータと閾値とが予め定められた条件を満たす場合に、前記充電電流を所定値未満に制限する電流制限処理を実行するように構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記通信装置が前記給電装置から取得する前記給電装置の最大出力情報に基づいて前記電流制限処理に用いられる前記閾値を設定する、車両の電力制御装置。
2. 前記通電部品の温度に関するパラメータは、前記通電部品の温度を示す情報を含み、
   前記電流制限処理は、前記通電部品の温度が前記閾値を超えた場合に前記充電電流を所定値未満に制限する処理を含み、
   前記制御装置は、前記給電装置の最大出力情報から特定される前記給電装置の出力可能電流値が大きいほど、前記電流制限処理に用いられる前記閾値を小さい値に設定する、請求項１に記載の車両の電力制御装置。
3. 前記制御装置は、
   前記給電装置が前記受電部に接続された場合、前記給電装置の出力可能電流値に基づいて前記閾値を設定した後に前記蓄電装置の充電を開始し、
   前記蓄電装置の充電開始後に前記通電部品の温度上昇速度を監視し、前記通電部品の温度上昇速度が基準値を超えた場合には前記閾値を充電開始前の値よりも低下させる変更処理を行なう、請求項２に記載の車両の電力制御装置。
4. 前記制御装置は、前記変更処理後の前記閾値を、次回以降の充電時に用いられる前記閾値の初期値として記憶する、請求項３に記載の車両の電力制御装置。

Images