JP7251522B2 - 車両、充電設備および車両の充電方法 - Google Patents

Description

本開示は、車両、充電設備および車両の充電方法に関する。

近年、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）およびプラグインハイブリッド車両（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid Vehicle）などが普及し始めている。これらの車両は、車両外部から供給される電力により車載のバッテリを充電することが可能に構成されている。このような充電は「外部充電」とも呼ばれる。外部充電においては、バッテリが満充電状態に至ったかどうかを判定し、バッテリが満充電状態である場合には、その旨をユーザに通知することが望ましい（たとえば特開２００３－００４８２４号公報（特許文献１）参照）。

特開２００３－００４８２４号公報 特開２０１０－０５４４７１号公報

バッテリが満充電状態であるかどうかは閾値電圧に基づいて判定される。この閾値電圧を１つしか設定しないことも考えられる。この場合、外部充電中にバッテリの電圧が閾値電圧を上回ると、バッテリが満充電状態に至ったと判定され、バッテリの充電が停止される。また、バッテリが満充電状態である旨がユーザに通知される。

その後も外部充電を実行可能な状態が続いた場合（たとえば、車両と充電設備とが充電ケーブルにより接続されたままである場合）、再度、外部充電の開始条件が成立することが考えられる。たとえば、タイマー充電の開始時刻が到来した場合などが挙げられる。そうすると、バッテリの電圧が閾値電圧を上回っているかどうかが再び判定される。

前回、バッテリの電圧が閾値電圧を上回っておりバッテリが満充電状態であると判定されてから、今回、バッテリの電圧が閾値電圧を上回っているかどうかが判定されるまでの間に、バッテリの電圧が様々な要因（後述）により低下している可能性がある。今回、バッテリの電圧が閾値電圧を下回っている場合には、バッテリの電圧が閾値電圧に達するまでバッテリが再度充電される。

このとき、バッテリの電圧が閾値電圧に達するまでのバッテリの充電量は、多くの場合、わずかである。そのわずかな充電量のためにバッテリを再充電する処理は煩雑であり、実行しないことが好ましい。さらに、ユーザにとっては、満充電との通知を受け取り済みであるにも拘わらず、なぜ再びバッテリが充電がされているのかが分かりにくい。よって、ユーザに違和感を与え得る。

そこで、２つの閾値電圧を設定することが考えられる。すなわち、第１の閾値電圧と、第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定される。

第１の閾値電圧は、バッテリの充電中にバッテリが満充電状態に至ったかどうかの判定に用いられる。バッテリの電圧が第１の閾値電圧を下回っている場合には、バッテリは満充電状態には至っていないと判定される。この場合には、バッテリの充電が継続される。バッテリの電圧が第１の閾値電圧を上回ると、バッテリが満充電状態に至ったと判定される。そして、バッテリの充電が停止されるとともに、バッテリが満充電状態である旨がユーザに通知される。

第２の閾値電圧は、外部充電の開始条件が成立した場合にバッテリの充電を開始するかどうかの判定に用いられる。バッテリの電圧が第２の閾値電圧を下回っている場合、バッテリの充電を開始すると判定される。一方、バッテリの電圧が第２の閾値電圧を上回っている場合には、バッテリの充電を開始しない（充電しなくてよい）と判定される。

このように、外部充電中にバッテリの電圧が第１の閾値電圧を上回った場合、バッテリが満充電状態に至ったと判定され、バッテリの充電が停止される。その後、バッテリの電圧が低下したとしても、外部充電の開始条件が成立した時点でのバッテリの電圧が第２の閾値電圧を上回っていれば、バッテリの再充電は行われない。よって、上記のようなユーザの違和感を抑制できる。

しかしながら、２つの閾値電圧を設定する場合、以下のような課題が生じ得ることに本発明者は着目した。バッテリの充電中にバッテリの電圧が第１の閾値電圧を下回った状態のまま外部充電の終了条件が成立した場合（たとえば、タイマー充電の終了時刻が到来した場合）、バッテリの充電が停止される。その後、バッテリの電圧が低下するものの、外部充電の開始条件が次に成立した時点（たとえば、タイマー充電の次の開始時刻が到来した場合）でのバッテリの電圧が第２の閾値電圧を上回っているときには、バッテリの再充電は行われない。

この一連の処理の間、バッテリが満充電された旨がユーザに通知されることない。よって、ユーザからすると、バッテリが満充電に至っていないにも拘わらず、バッテリの充電が開始されない（あるいは、いつまで経っても通知が来ない）として、ユーザが違和感を覚える可能性がある。

本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、外部充電においてユーザの違和感を抑制することである。

（１）本開示のある局面に従う車両は、蓄電装置と、車両の外部から供給される電力により蓄電装置を充電する外部充電を実行するように構成された制御装置と、制御装置による制御に従って、外部充電により蓄電装置が満充電された旨を車両のユーザに通知する通知装置とを備える。外部充電には、第１の閾値電圧と、第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定されている。制御装置は、蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を下回っている場合、蓄電装置の充電開始を許可する。制御装置は、蓄電装置の充電中に蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を上回ったときには、蓄電装置の充電を停止するとともに、蓄電装置が満充電された旨を通知装置を用いてユーザに通知する。制御装置は、蓄電装置の充電停止後における蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を下回っていても第２の閾値電圧を上回っているときには、蓄電装置が満充電された旨を通知装置を用いてユーザに通知する。

（２）外部充電は、予め定められた開始時刻から終了時刻までの期間、蓄電装置を充電するタイマー充電を含む。制御装置は、タイマー充電の開始時刻が到来したときに蓄電装置の充電開始を許可し、タイマー充電の終了時刻が到来したときに蓄電層チンお充電を停止する。

上記（１），（２）の構成において、制御装置は、蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を下回っている場合、蓄電装置の充電開始を許可する。その後、蓄電装置の充電停止後における蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を下回っていても第２の閾値電圧を上回っている場合には（言い換えると、蓄電装置のＳＯＣが、次の蓄電装置の充電機会が到来しても充電が開始されない程度に高くなっている場合）には、制御装置は、蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧に達していなくても、蓄電装置が満充電された旨がユーザに通知される。これにより、ユーザは、蓄電装置が満充電状態（に近い状態）であることを早い段階で知ることができる。そうすると、詳細は後述するが、次の充電機会に充電が開始されない、あるいは、満充電の通知が来ないという状況が発生しなくなる。よって、上記（１），（２）の構成によれば、外部充電においてユーザの違和感を抑制できる。

（３）制御装置は、タイマー充電に終了時刻以降に他の開始時刻が定められている場合に、終了時刻に蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を下回っているときには、蓄電装置の充電を停止し、他の開始時刻が到来すると、蓄電装置の充電を再開する。

上記（３）の構成によれば、他の開始時刻（次の開始時刻）が到来すると蓄電装置の充電を再開されるので、蓄電装置をできるだけ満充電状態に近付け、車両の航続距離を延ばすことができる。

（４）制御装置は、終了時刻以降に他の開始時刻が定められている場合に、終了時刻に蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を上回っているときには、蓄電装置の充電を停止するとともに、他の開始時刻における蓄電装置の電圧を推定し、推定した電圧が第２の閾値電圧を上回っていることを条件に、蓄電装置が満充電された旨をユーザに通知する。

（５）制御装置は、推定した電圧が第２の閾値電圧を下回っている場合には、他の開始時刻からの蓄電装置の充電に備えて車両を待機させる。

（６）制御装置は、蓄電装置の充電電圧および充電電流ならびに蓄電装置の充電中の外気温度のうちの少なくとも１つに基づいて、他の開始時刻における蓄電装置の電圧を推定する。

上記（４）～（６）の構成においては、他の開始時刻（次の開始時刻）に蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を下回っていると推定される場合には、満充電通知がユーザに送られることなく、次の開始時刻から蓄電装置を再び充電できるようにする。これにより、次の開始時刻からの充電により蓄電装置をできるだけ満充電状態に近付け、車両の航続距離を延ばすことができる。

（７）本開示の他の局面に従う充電設備は、車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電のための電力を供給する。充電設備は、外部充電により蓄電装置が満充電された旨を車両のユーザに通知する通知装置と、通知装置を制御する制御装置とを備える。外部充電には、第１の閾値電圧と、第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定されている。制御装置は、蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を下回っている場合、車両への電力供給開始を許可する。制御装置は、蓄電装置の充電中に蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を上回ったときには、車両への電力供給を停止するとともに、蓄電装置が満充電された旨を通知装置を用いてユーザに通知する。制御装置は、車両への電力供給停止後における蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を下回っていても第２の閾値電圧を上回っているときには、蓄電装置が満充電された旨を通知装置を用いてユーザに通知する。

上記（７）の構成によれば、上記（１）の構成と同様に、外部充電においてユーザの違和感を抑制できる。

（８）本開示のさらに他の局面に従う車両の充電方法において、車両は、車両の外部から供給される電力により蓄電装置を充電する外部充電を実行するように構成されている。外部充電には、第１の閾値電圧と、第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定されている。充電方法は、第１～第３のステップを含む。第１のステップは、蓄電装置の電圧が第２の閾値電圧を下回っている場合、蓄電装置の充電開始を許可するステップである。第２のステップは、蓄電装置の充電中に蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を上回ったときには、蓄電装置の充電を停止するとともに、蓄電装置が満充電された旨をユーザに通知するステップである。第３のステップは、蓄電装置の充電停止後における蓄電装置の電圧が第１の閾値電圧を下回っていても第２の閾値電圧を上回っているときには、蓄電装置が満充電された旨をユーザに通知するステップである。

上記（８）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、外部充電においてユーザの違和感を抑制できる。

本開示によれば、外部充電においてユーザの違和感を抑制できる。

本開示の実施の形態１に係る充電システムによる外部充電の様子を示す図である。 実施の形態１における充電システムの構成を概略的に示すブロック図である。 比較例におけるタイマー充電制御を示すタイムチャートである。 実施の形態１におけるタイマー充電制御を示すタイムチャートである。 実施の形態１におけるタイマー充電制御を示すフローチャートである。 バッテリの電圧低下量を推定するためのマップの一例を示す概念図である。 実施の形態２におけるタイマー充電制御を示すタイムチャートである。 実施の形態１におけるタイマー充電制御を示すフローチャートである。

以下、本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］
＜車両構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係る充電システムによる外部充電の様子を示す図である。図１を参照して、充電システム１００は、車両１と、充電設備９とを含む。図１には、車両１と充電設備９とが充電ケーブル９０１により電気的に接続された状況が示されている。これにより、充電設備９からの電力が充電ケーブル９０１を介して車両１に供給され、車両１に搭載されたバッテリ５（図２参照）が充電される。

車両１は、たとえば電気自動車である。ただし、車両１は、外部充電が可能に構成された車両であれば、プラグインハイブリッド車両または燃料電池車などであってもよい。

充電設備９は、たとえば、車両１のユーザの家庭等に設けられた専用の充電器である。充電設備９は、公共の充電スタンド（充電スポットとも呼ばれる）に設けられた充電器であってよい。

図２は、実施の形態１における充電システム１００の構成を概略的に示すブロック図である。図２を参照して、充電設備９は、この例では交流充電器（いわゆる普通充電器）である。しかし、充電設備９は、直流充電器（急速充電器）であってもよい。充電設備９は、ユーザインターフェース９１と、通信モジュール９２と、制御部９３とを含む。

ユーザインターフェース９１は、たとえばタッチパネル付きのディスプレイである。ユーザインターフェース９１は、ユーザの操作を受け付けるとともに、様々な情報をユーザに提供する。ユーザインターフェース９１は、音声の入力／出力を行う機器（たとえばスマートスピーカ）であってもよい。

通信モジュール９２は、充電設備９と車両１との間での充電ケーブル９０１を介した通信に用いられる。また、通信モジュール９２は、ユーザの携帯端末（スマートフォンなど）への情報提供にも使用可能である。

制御部９３は、車両１のＥＣＵ１０と協調しながら、車両１の外部充電を実現するための一連の処理を実行する。また、制御部９３は、ユーザインターフェース９１および通信モジュール９２を制御する。

車両１は、インレット２と、電力線ＰＬ０，ＮＬ０と、ＡＣ／ＤＣ変換器３と、電力線ＰＬ，ＮＬと、電圧センサ３１と、電流センサ３２と、充電リレー４１，４２と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）４３，４４と、バッテリ５と、電圧センサ５１と、電流センサ５２と、温度センサ５３と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６１と、モータジェネレータ６２と、動力伝達ギヤ６３と、駆動輪６４と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７１と、ＤＣＭ（Data Communication Module）７２と、外気温センサ８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０とを備える。

インレット（充電ポート）２は、充電ケーブル９０１の先端に設けられたコネクタ９０２を嵌合等の機械的な連結を伴って挿入することが可能に構成されている。インレット２へのコネクタ９０２の挿入に伴い、車両１と充電設備９との間の電気的な接続が確保される。また、車両１のＥＣＵ１０と充電設備９の制御部９３とがＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格に従って各種指令およびデータを相互に送受信することが可能になる。インレット２とＡＣ／ＤＣ変換器３とは、電力線ＰＬ０，ＮＬにより電気的接続されている。

電圧センサ３１は、電力線ＰＬ０と電力線ＮＬ０との間に電気的に接続されている。電圧センサ３１は、電力線ＰＬ０と電力線ＮＬ０との間の直流電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。電流センサ３２は、電力線ＰＬ０を流れる電流を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、電圧センサ３１および電流センサ３２による検出結果に基づき、充電設備９から車両１への供給電力（バッテリ５の充電電力）を算出できる。

ＡＣ／ＤＣ変換器３は、充電設備９から充電ケーブル９０１を介して供給される交流電力を、バッテリ５を充電するための直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器３による電力変換は、力率改善のためのＡＣ／ＤＣ変換と、電圧レベル調整のためのＤＣ／ＤＣ変換との組み合わせによって実行され得る。ＡＣ／ＤＣ変換器３からの直流電力は、電力線ＰＬ，ＮＬに出力される。

充電リレー４１は、電力線ＰＬに電気的に接続されている。充電リレー４２は、電力線ＮＬに電気的に接続されている。ＳＭＲ４３は、電力線ＰＬとバッテリ５の正極との間に電気的に接続されている。ＳＭＲ４４は、電力線ＮＬとバッテリ５の負極との間に電気的に接続されている。ＥＣＵ１０からの指令に従って充電リレー４１，４２が閉成され、かつＳＭＲ４３，４４が閉成されると、インレット２とバッテリ５との間での電力伝送が可能となる。

バッテリ５は、複数のセル（図示せず）を含む組電池である。この組電池は、複数のセルが直列および／または並列に接続されたモジュール（ブロック）を含んでもよい。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。本開示においてはバッテリ５の内部構造を問わないため、以下では単にバッテリ５と記載する。バッテリ５は、車両１の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ５は、モータジェネレータ６２により発電された電力を蓄える。なお、バッテリ５に代えて、電気二重層などのキャパシタを採用してもよい。バッテリ５は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。

電圧センサ５１は、バッテリ５の電圧ＶＢを検出する。電流センサ５２は、バッテリ５に充放電される電流ＩＢを検出する。温度センサ５３は、バッテリ５の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１０に出力する。

ＰＣＵ６１は、電力線ＰＬ，ＮＬとモータジェネレータ６２との間に電気的に接続されている。ＰＣＵ６１は、コンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含み、ＥＣＵ１０からの指令に従ってモータジェネレータ６２を駆動する。

モータジェネレータ６２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６２の出力トルクは、動力伝達ギヤ６３を通じて駆動輪６４に伝達され、車両１を走行させる。また、モータジェネレータ６２は、車両１の制動動作時には、駆動輪６４の回転力によって発電することができる。モータジェネレータ６２による発電電力は、ＰＣＵ６１によってバッテリ５の充電電力に変換される。

ＨＭＩ７１は、充電設備９のユーザインターフェース９１と同様に、ユーザの操作を受け付けたり、様々な情報をユーザに提供したりする。ＨＭＩ７１は、たとえば、インストルメントパネル、ナビゲーションシステムのタッチパネル付きディスプレイ（ナビ画面）、ＨＵＤ（Head-Up Display）、操作ボタンまたはスマートスピーカを含み得る。

ＤＣＭ７２は、車両１と外部のサーバとが双方向に通信可能なように構成されている。本実施の形態において、ＤＣＭ７２は、ユーザの携帯端末との通信も可能である。なお、ＨＭＩ７１およびＤＣＭ７２のうちの少なくとも一方は、本開示に係る「通知装置」に相当する。

外気温センサ８は、車両１の外気の温度（外気温ＴＡ）を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ１０に出力する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１２と、入出力ポート（図示せず）とを含む。ＥＣＵ１０は、各センサ等からの信号に応じて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。なお、ＥＣＵ１０は、機能毎に複数のＥＣＵに分割して構成されていてもよい。

本実施の形態においてＥＣＵ１０により実行される主要な制御として、充電設備９から充電ケーブル９０１を介して供給される電力によりバッテリ５を充電する外部充電が挙げられる。特に、本実施の形態において、ＥＣＵ１０は、外部充電の一種である「タイマー充電」を実行する。タイマー充電においては、予め定められた充電スケジュールに従って外部充電が行われる。本実施の形態に係るタイマー充電の特徴に関する理解を容易にするために、以下では、まず、比較例に係るタイマー充電について説明する。

＜タイマー充電における満充電判定＞
図３は、比較例に係るタイマー充電を示すタイムチャートである。図３および後述する図４において、横軸は経過時間を表す。縦軸は、バッテリ５の電圧ＶＢ（閉回路電圧）を表す。縦軸には、２つの閾値電圧ＴＨ１，ＴＨ２が定められている。閾値電圧ＴＨ２は、閾値電圧ＴＨ１よりも低い。閾値電圧ＴＨ１と閾値電圧ＴＨ２との差（ＴＨ１－ＴＨ２）は、バッテリ５のＳＯＣに換算すると、たとえば数％程度である。

閾値電圧ＴＨ１（本開示に係る「第１の閾値電圧」）は、バッテリ５の充電中にバッテリ５が満充電状態に至ったかどうかの判定に用いられる。バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１未満である場合には、バッテリ５は満充電状態には至っていないと判定される。バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１以上になった場合に、バッテリ５が満充電状態に至ったと判定される。

閾値電圧ＴＨ２（本開示に係る「第２の閾値電圧」）は、タイマー充電の開始時刻が到来した場合（外部充電の開始条件が成立した場合）にバッテリ５の充電を開始するか（充電開始を許可するか）どうかの判定に用いられる。バッテリ５の電圧が閾値電圧ＴＨ２未満である場合、バッテリ５の充電を開始する（充電開始を許可する）と判定される。一方、バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上である場合には、バッテリ５の充電を開始しない（充電開始を許可しない）と判定される。

タイマー充電の充電スケジュールは、たとえば電気料金に基づいて定められる。１日のなかで深夜帯の電気料金が最も安価である場合、深夜帯にバッテリ５の充電（車両１への電力供給）が行われる。一例として、タイマー充電の開始時刻は午後１１時（２３時）であり、タイマー充電の終了時刻は午前８時である。

図３を参照して、初期時刻ｔ９０において、バッテリ５の電圧ＶＢは、閾値電圧ＴＨ２よりも低い。時刻ｔ９１において、車両１のインレット２に充電ケーブル９０１のコネクタ９０２が接続される。その後、タイマー充電の開始時刻ｔ９２までの間、車両１は、バッテリ５の充電が可能な状態のまま待機する。

開始時刻ｔ９２が到来すると、バッテリ５の電圧ＶＢと閾値電圧ＴＨ２との間の関係に基づき、バッテリ５を充電するか（充電開始を許可するか）どうかが判定される。図３に示すようにバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満である場合には、バッテリ５の充電を要すると判定され、バッテリ５の充電が開始される。したがって、開始時刻ｔ９２以降、バッテリ５の電圧ＶＢが上昇し始める。この例では、電圧ＶＢは、タイマー充電の終了時刻ｔ９３が到来するまで単調に増加する。

タイマー充電の開始時刻ｔ９２から終了時刻ｔ９３までの間、バッテリ５の電圧ＶＢと閾値電圧ＴＨ１との間の関係に基づき、バッテリ５が満充電状態に至ったかどうかが定期的に判定される。図３に示す例では、バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１未満のまま、終了時刻ｔ９３が到来し、バッテリ５の充電が停止される。この場合、バッテリ５が満充電状態に至る前に終了時刻ｔ９３が到来したとして、バッテリ５が満充電状態に至ったとのユーザへの通知は行われない。以下、この通知を「満充電通知」とも呼ぶ。

終了時刻ｔ９３にバッテリ５の充電が停止されると、バッテリ５の電圧ＶＢが低下する。より具体的には、バッテリ５への充電電流ＩＢと内部抵抗Ｒとの積の分だけ、電圧ＶＢが低下する（ＩＲ降下）。また、充電中にバッテリ５に生じた分極が、バッテリ５の充電停止後、典型的には数十分程度を掛けて次第に解消する。これによっても電圧ＶＢが低下する。さらに、バッテリ５の自然放電による電圧ＶＢの低下も起こり得る。

ここでは終了時刻ｔ９３（たとえば午前８時）にバッテリ５の充電が停止された後にもユーザが車両１に乗って外出することなく、次の開始時刻ｔ９４（たとえば午後１１時）が到来した状況を想定する。この場合、再び、バッテリ５の電圧ＶＢと閾値電圧ＴＨ２との間の関係に基づき、バッテリ５を充電するかどうかが判定される。この時点では、バッテリ５の電圧ＶＢは閾値電圧ＴＨ２以上であるため、バッテリ５の充電は不要として、充電が開始されない（充電開始が許可されない）。

２回目の開始時刻ｔ９４にユーザに満充電通知することも考えられる。しかし、その場合、終了時刻ｔ９３から開始時刻ｔ９４までの間、ユーザは、満充電通知を受けることなく放置される。ユーザからすると、終了時刻ｔ９３に満充電通知が来ず、開始時刻ｔ９４に満充電通知が来たことに違和感を覚える可能性がある。

一方、２回目の開始時刻ｔ９４においてもユーザに満充電通知しない場合、ユーザは、バッテリ５が満充電状態であることを把握できない。そのため、ユーザは、バッテリ５が満充電に至っていないにも拘わらず、開始時刻ｔ９４が来ても充電が開始されないことに違和感を覚える可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、タイマー充電の開始時刻ｔ９２から終了時刻ｔ９３までの間、バッテリ５の満充電判定に閾値電圧ＴＨ１を用いる一方で、タイマー充電の終了時刻ｔ９３が到来すると、バッテリ５の満充電判定に閾値電圧ＴＨ２を用いる構成を採用する。終了時刻ｔ９３にバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上である場合には、たとえ電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１未満であっても、バッテリ５が満充電されたとして、ユーザへの満充電通知が行われる。これにより、上記のようなユーザの違和感を抑制できる。

図４は、実施の形態１に係るタイマー充電を示すタイムチャートである。図４を参照して、初期時刻ｔ１０から終了時刻ｔ１３までの時間帯での処理は、比較例における対応する時間帯での処理（図３参照）と同様である。

終了時刻ｔ１３において、バッテリ５の充電が停止される。さらに、実施の形態１においては、バッテリ５の電圧ＶＢと閾値電圧ＴＨ２とが比較される。図４に示す例においてもバッテリ５の電圧ＶＢは、閾値電圧ＴＨ２以上である。そうすると、バッテリ５が満充電状態に至ったと判定される。

このように、終了時刻ｔ１３において、たとえバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１に達していなくても、電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２に達していれば、バッテリ５が満充電されたとして満充電通知がユーザに送られる。したがって、早い段階でユーザが満充電通知を受けることが可能になる。また、車両１は、次の開始時刻ｔ１４に向けて充電可能な状態で待機することなく、一連の処理を終了する。これにより、バッテリ５を再充電するための煩雑な処理を省略できる。

＜充電制御フロー＞
図５は、実施の形態１に係るタイマー充電制御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、車両１のインレット２に充電ケーブル９０１のコネクタ９０２が接続された状態において、予め定められた演算周期毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。各ステップは、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理により実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

図５を参照して、Ｓ１０１において、ＥＣＵ１００は、タイマー充電の開始時刻が到来したかどうかを判定する。タイマー充電の開始時刻前である場合（Ｓ１０１においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ５の充電を待機する（Ｓ１１２）。タイマー充電の開始時刻が到来すると（Ｓ１０１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１０２に進める。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ１００は、バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満であるかどうかを判定する。バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上である場合（Ｓ１０２においてＮＯ）、バッテリ５の電圧ＶＢが既に十分に高く、バッテリ５の充電を要さない。したがって、ＥＣＵ１００は、充電開始を許可せずに処理をＳ１０７に進め、一連の充電処理を終了する。

バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満である場合（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ５の充電を要するとして、バッテリ５の充電を開始（充電開始を許可）する（Ｓ１０３）（図４の時刻ｔ１２参照）。

バッテリ５の充電中、ＥＣＵ１００は、バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１に達するかどうかを監視する（Ｓ１０４）。バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１に達した場合（Ｓ１０４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ５が満充電状態に至ったとして、ＡＣ／ＤＣ変換器３を制御することによって、バッテリ５への電力供給を停止する（Ｓ１０５）。そして、ＥＣＵ１００は、ＨＭＩ７１および／またはＤＣＭ７２を制御することによってユーザに満充電を通知する（Ｓ１０６）。その後、一連の充電処理が終了する（Ｓ１０７）。

一方、バッテリ５の充電中にバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１未満である場合（Ｓ１０４においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、タイマー充電の終了時刻が到来したかどうかを判定する（Ｓ１０８）。タイマー充電の終了時刻前である場合（Ｓ１０７においてＮＯ）には処理がＳ１０３に戻され、バッテリ５の充電が継続される。

バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１に達しないままタイマー充電の終了時刻が到来した場合（Ｓ１０８においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＡＣ／ＤＣ変換器３を制御することによって、バッテリ５への電力供給を停止する（Ｓ１０９）。そして、ＥＣＵ１００は、停止後のバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上であるかどうかを判定する（Ｓ１１０）。

バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上である場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１１１に進め、Ｓ１０６と同様に、ＨＭＩ７１および／またはＤＣＭ７２を制御することによってユーザに満充電を通知する（図４の時刻ｔ１３参照）。

これに対し、バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満である場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１１２に進め、次の充電機会に向けてバッテリ５の充電を待機する（充電可能な状態を維持する）。この場合には、処理がメインルーチンに戻され、次の演算周期の経過に伴い、一連の処理がＳ１０１から再度実行される。その結果、次のタイマー充電の開始時刻が到来したときにバッテリ５の充電が再開される。

以上のように、実施の形態１においては、タイマー充電の終了時刻にバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上になっている場合（言い換えると、バッテリ５のＳＯＣが、次のタイマー充電の開始時刻が到来しても充電が開始されない程度に高くなっている場合）には、電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１に達していなくても、満充電通知がユーザに送られる。これにより、ユーザは、バッテリ５が満充電状態（に近い状態）であることを早い段階で知ることができる。そうすると、次の開始時刻にユーザが満充電通知が受け取る状況が防止される。また、ユーザが満充電通知を受け取っていないのに次の開始時刻が来ても充電が開始されない状況も防止される。よって、実施の形態１によれば、ユーザの違和感を抑制できる。

また、ＥＣＵ１００は、次のタイマー充電の開始時刻に向けて充電可能な状態で待機（Ｓ１１２）することなく充電処理を終了する（Ｓ１０７）。これにより、バッテリ５の再充電に備えるための煩雑な処理が不要になり、処理を簡易化できる。

［実施の形態２］
バッテリ５の充電が停止された後、バッテリ５の電圧ＶＢは低下する。電圧ＶＢの低下量（電圧低下量ΔＶ）は、バッテリ５の特性またはバッテリ５が置かれた環境などにより異なり得る。実施の形態２においては、バッテリ５の充電停止後の電圧低下量ΔＶを推定し、その推定結果をバッテリ５の充電制御に反映させる構成について説明する。なお、実施の形態２に係る車両の構成は、実施の形態１に係る車両１（図２参照）の構成と同等である。

図３にて説明したように、バッテリ５の電圧低下量ΔＶは、バッテリ５のＩＲ降下による成分と、バッテリ５の分極解消による成分と、バッテリ５の自然放電による成分とを含み得る。たとえば、これら３つの成分を考慮したマップを事前に準備してＥＣＵ１００のメモリ１２に格納しておくことにより、電圧低下量ΔＶを算出できる。

図６は、バッテリ５の電圧低下量ΔＶを推定するためのマップＭＰの一例を示す概念図である。図６に示す例では、マップＭＰは３次元マップである。マップＭＰを規定するパラメータは、バッテリ５の充電電圧（電圧ＶＢ）と、バッテリ５の充電電流（電流ＩＢ）と、外気温ＴＡとである。

マップＭＰを参照することで、バッテリ５の充電電圧および充電電流と外気温ＴＡとから電圧低下量ΔＶを算出することが可能になる。より詳細には、バッテリの充電電力が大きい（バッテリ５の充電電圧および／または充電電流が大きい）ほど、電圧低下量ΔＶは大きくなる。また、外気温ＴＡと常温との差が大きいほど、電圧低下量ΔＶが大きくなる傾向にある。

前述のように事前に準備したマップＭＰを使用してもよいが、実際の電圧低下量ΔＶ（たとえば電圧ＶＢが低下する傾きの測定値）を用いて、事前に準備したマップＭＰを更新してもよい。言い換えると、車両１の実使用状況下での電圧低下量ΔＶを学習し、その学習結果をマップＭＰに反映してもよい。

また、図６に例示したマップＭＰは、電圧低下量ΔＶに寄与する３つの成分の影響が考慮され、全成分の影響を１つに集約したものである。しかし、成分毎にマップを準備してもよい。すなわち、電圧降下量ΔＶの推定に使用するマップは１つに限定されず、２つ以上であってもよい。たとえば、バッテリ５の分極解消に由来する電圧降下量を推定するためのマップと、バッテリ５の自然放電に由来する電圧降下量を推定するためのマップとを別々に準備してもよい。この場合、バッテリ５のＩＲ降下に由来する電圧降下量は、単に、バッテリ５への充電電流（ＩＢ）とバッテリ５の内部抵抗Ｒとの積により算出できる。内部抵抗Ｒは、固定値であってもよいし、バッテリ５の温度および／またはＳＯＣに応じた可変値であってもよい。

なお、マップＭＰが３次元マップであることは必須ではない。電圧低下量ΔＶの推定精度が低下し得るものの、マップＭＰは、バッテリ５の充電電圧、充電電流および外気温ＴＡのうちのいずれか１つのみを含む１次元マップであってもよいし、いずれか２つのみを含む２次元マップであってもよい。

また、バッテリ５の充電電圧を取得するのに電圧センサ５１に代えて電圧センサ３１を用いてもよい。バッテリ５の充電電流を取得するのに電流センサ５２に代えて電流センサ３２を用いてもよい。

図７は、実施の形態２に係るタイマー充電を示すタイムチャートである。図７を参照して、終了時刻ｔ２３までの処理は、実施の形態１における終了時刻ｔ１３までの処理（図４参照）と同様であるため、説明は繰り返さない。

終了時刻ｔ２３において、バッテリ５の充電が停止される。そうすると、実施の形態１においても実施の形態１と同様に、バッテリ５の電圧ＶＢと閾値電圧ＴＨ２とが比較される。この例でも終了時刻ｔ２３におけるバッテリ５の電圧ＶＢは、閾値電圧ＴＨ２以上である。

実施の形態２においてはさらに、終了時刻ｔ２３において、次のタイマー充電の開始時刻ｔ２４までのバッテリ５の電圧低下量ΔＶが算出される。この算出には図６に示したようなマップＭＰを使用できる。その結果、終了時刻ｔ２３における電圧ＶＢ（ｔ２３）から電圧低下量ΔＶを差し引くことで、次の開始時刻ｔ２４における電圧ＶＢ（ｔ２４）を算出できる（下記式（１）参照）。そして、算出された電圧ＶＢ（ｔ２４）と閾値電圧ＴＨ２とが比較される。
ＶＢ（ｔ２４）＝ＶＢ（ｔ２３）－ΔＶ ・・・（１）

バッテリ５の電圧ＶＢ（ｔ２４）が閾値電圧ＴＨ２以上に維持されることが推定される場合、バッテリ５が満充電状態に至ったと判定され、終了時刻ｔ２３においてユーザに満充電が通知される（図７Ａ参照）。

これに対し、バッテリ５の電圧ＶＢ（ｔ２４）が閾値電圧ＴＨ２未満に低下することが推定される場合、終了時刻ｔ２３においてはユーザへの満充電通知がなされない。車両１は、次の開始時刻ｔ２４に向けて充電を待機する。そして、開始時刻ｔ２４が到来すると、バッテリ５が再び充電される（図７Ｂ参照）。

このように、実施の形態２では、タイマー充電の終了時刻ｔ２３に次のタイマー充電の開始時刻ｔ２４におけるバッテリ５の電圧ＶＢを推定する。開始時刻ｔ２４における電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上であると推定される場合には、早い段階でユーザの満充電を通知し、ユーザの違和感を抑制する。一方、開始時刻ｔ２４における電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満であると推定される場合には、開始時刻ｔ２４からバッテリ５を再充電可能なように待機することで、バッテリ５を満充電状態に近付けることができる。

図８は、実施の形態２に係るタイマー充電制御を示すフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートは、Ｓ２１１，Ｓ２１２の処理を含む点において、実施の形態１に係るタイマー充電制御を示すフローチャート（図５参照）と異なる。Ｓ２０１～Ｓ２１０の処理は、実施の形態１における対応する処理と同等である。

バッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ１に達しないままタイマー充電の終了時刻が到来した場合（Ｓ２０８においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＡＣ／ＤＣ変換器３を制御することによって、バッテリ５への電力供給を停止する（Ｓ２０９）。そして、ＥＣＵ１００は、タイマー充電の終了時刻におけるバッテリ５の電圧ＶＢ（バッテリ５への電力供給停止後の電圧ＶＢ）が閾値電圧ＴＨ２以上であるかどうかを判定する（Ｓ２１０）。

終了時刻における電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上である場合（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、タイマー充電の終了時刻から次の開始時刻までの間のバッテリ５の電圧低下量ΔＶを推定する（Ｓ２１１）。電圧低下量ΔＶの推定手法については図６にて詳細に説明したため、ここでの説明は繰り返さない。電圧低下量ΔＶを推定することで、次の開始時刻におけるバッテリ５の電圧ＶＢを推定できる（上記式（１）参照）。

Ｓ２１２において、ＥＣＵ１００は、タイマー充電の次の開始時刻における電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上であるかどうかを判定する。次の開始時刻における電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上である場合（Ｓ２１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＨＭＩ７１および／またはＤＣＭ７２を制御することによってユーザに満充電を通知する（Ｓ２１３）。

これに対し、次の開始時刻における電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満である場合（Ｓ２１２においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、次の開始時刻からのバッテリ５の充電に備え、充電可能な状態に車両１を待機させる（Ｓ２１４）。

以上のように、実施の形態２においては、タイマー充電の終了時刻にバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上になっている場合に、タイマー充電の次の開始時刻にもバッテリ５の電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上になっているかどうかを推定する。次の開始時刻にも電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２以上と推定される場合には、満充電通知がユーザに送られる。これにより実施の形態１と同様に、バッテリ５が満充電状態であるとユーザが早い段階で知ることができるので、ユーザの違和感を抑制できる。

一方、次の開始時刻には電圧ＶＢが閾値電圧ＴＨ２未満になると推定される場合には、満充電通知がユーザに送られることなく、次の開始時刻からバッテリ５を再び充電できるように車両１が待機状態に移行する。これにより、次の充電機会にバッテリ５をできるだけ満充電状態に近付け、車両１の航続可能距離（いわゆるＥＶ走行距離）を延ばすことができる。

なお、実施の形態１，２では、バッテリ５のタイマー充電が行われる例について説明した。しかし、充電スケジュールが設定されていない通常の充電（いわゆる成り行き充電）においても同様の処理を実行可能である。この場合、外部充電の開始条件成立時とは、たとえばユーザが外部充電の開始操作を行ったときである。外部充電の終了条件成立時とは、たとえばユーザが外部充電の終了操作を行ったときである。

また、実施の形態１，２では、図５および図８にそれぞれ示したフローチャートの処理を車両１のＥＣＵ１００が実行すると説明した。しかし、これらの処理を充電設備９の制御部９３が実行してもよい。この場合、ユーザインターフェース９１および／または通信モジュール９２が本開示に係る「通知装置」に相当する。

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。

１ 車両、２ インレット、３１ 電圧センサ、３２ 電流センサ、３ ＡＣ／ＤＣ変換器、４１，４２ 充電リレー、５ バッテリ、５１ 電圧センサ、５２ 電流センサ、５３ 温度センサ、６１ ＰＣＵ、６２ モータジェネレータ、６３ 動力伝達ギヤ、６４ 駆動輪、７１ ＨＭＩ、７２ ＤＣＭ、８ 外気温センサ、１０ ＥＣＵ、１１ プロセッサ、１２ メモリ、９１ ユーザインターフェース、９２ 通信モジュール、９３ 制御部、１００ 充電システム、９ 充電設備、９０１ 充電ケーブル、９０２ コネクタ、ＮＬ，ＮＬ０，ＰＬ，ＰＬ０ 電力線。

Claims (8)

1. 車両であって、
   蓄電装置と、
   前記車両の外部から供給される電力により前記蓄電装置を充電する外部充電を実行するように構成された制御装置と、
   前記制御装置による制御に従って、前記外部充電により前記蓄電装置が満充電された旨を前記車両のユーザに通知する通知装置とを備え、
   前記外部充電においては、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定され、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の電圧が前記第２の閾値電圧を下回っている場合、前記蓄電装置の充電開始を許可し、
   前記蓄電装置の充電中に前記蓄電装置の電圧が前記第１の閾値電圧を上回ったときには、前記蓄電装置の充電を停止するとともに、前記蓄電装置が満充電された旨を前記通知装置を用いて前記ユーザに通知し、
   前記蓄電装置の充電停止後における前記蓄電装置の電圧が前記第１の閾値電圧を下回っていても前記第２の閾値電圧を上回っているときには、前記蓄電装置が満充電された旨を前記通知装置を用いて前記ユーザに通知する、車両。
2. 前記外部充電は、予め定められた開始時刻から終了時刻までの期間、前記蓄電装置を充電するタイマー充電を含み、
   前記制御装置は、
   前記タイマー充電の開始時刻が到来したときに前記蓄電装置の充電開始を許可し、
   前記タイマー充電の終了時刻が到来したときに前記蓄電装置の充電を停止する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記タイマー充電の終了時刻以降に他の開始時刻が定められている場合に、前記終了時刻に前記蓄電装置の電圧が前記第２の閾値電圧を下回っているときには、前記蓄電装置の充電を停止し、前記他の開始時刻が到来すると、前記蓄電装置の充電を再開する、請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記終了時刻以降に他の開始時刻が定められている場合に、前記終了時刻に前記蓄電装置の電圧が前記第２の閾値電圧を上回っているときには、前記蓄電装置の充電を停止するとともに、前記他の開始時刻における前記蓄電装置の電圧を推定し、推定した電圧が前記第２の閾値電圧を上回っていることを条件に、前記蓄電装置が満充電された旨を前記ユーザに通知する、請求項２に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記推定した電圧が前記第２の閾値電圧を下回っている場合には、前記他の開始時刻からの前記蓄電装置の充電に備えて前記車両を待機させる、請求項４に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記蓄電装置の充電電圧および充電電流ならびに前記蓄電装置の充電中の外気温度のうちの少なくとも１つに基づいて、前記他の開始時刻における前記蓄電装置の電圧を推定する、請求項４または５に記載の車両。
7. 車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電のための電力を供給する充電設備であって、
   前記外部充電により前記蓄電装置が満充電された旨を前記車両のユーザに通知する通知装置と、
   前記通知装置を制御する制御装置とを備え、
   前記外部充電には、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定され、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の電圧が前記第２の閾値電圧を下回っている場合、前記車両への電力供給開始を許可し、
   前記蓄電装置の充電中に前記蓄電装置の電圧が前記第１の閾値電圧を上回ったときには、前記車両への電力供給を停止するとともに、前記蓄電装置が満充電された旨を前記通知装置を用いて前記ユーザに通知し、
   前記車両への電力供給停止後における前記蓄電装置の電圧が前記第１の閾値電圧を下回っていても前記第２の閾値電圧を上回っているときには、前記蓄電装置が満充電された旨を前記通知装置を用いて前記ユーザに通知する、充電設備。
8. 車両の充電方法であって、
   前記車両は、前記車両の外部から供給される電力により蓄電装置を充電する外部充電を実行するように構成され、
   前記外部充電には、第１の閾値電圧と、前記第１の閾値電圧よりも低い第２の閾値電圧とが設定され、
   前記充電方法は、
   前記蓄電装置の電圧が前記第２の閾値電圧を下回っている場合、前記蓄電装置の充電開始を許可するステップと、
   前記蓄電装置の充電中に前記蓄電装置の電圧が前記第１の閾値電圧を上回ったときには、前記蓄電装置の充電を停止するとともに、前記蓄電装置が満充電された旨を前記ユーザに通知するステップと、
   前記蓄電装置の充電停止後における前記蓄電装置の電圧が前記第１の閾値電圧を下回っていても前記第２の閾値電圧を上回っているときには、前記蓄電装置が満充電された旨を前記ユーザに通知するステップとを含む、車両の充電方法。
   

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