充電制御装置
【課題】 本発明は、効率よく充電作業を行うことができる充電制御装置を提供する。
【解決手段】 充電制御装置６０では、ＥＣＵ４０は、充電器５０のＰＦＣ部５２による入力電圧検出結果とＢＭＵ３０による電池２０のＳＯＣの検出結果を連続的に把握するとともに、ＢＭＵ３０による電池２０の温度の検出結果を連続的に検知しており、充電開始時にＰＦＣ部５２による入力電圧検出結果とＢＭＵ３０による電池２０のＳＯＣの検出結果及びＥＣＵ４０による電池２０の温度の検知結果とに基づいて電池２０の最大充電時間を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、ＰＦＣ部５２の入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると変化後の入力電圧検出結果と電池２０のＳＯＣの検出結果及び電池２０の温度の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する。
【解決手段】 充電制御装置６０では、ＥＣＵ４０は、充電器５０のＰＦＣ部５２による入力電圧検出結果とＢＭＵ３０による電池２０のＳＯＣの検出結果を連続的に把握するとともに、ＢＭＵ３０による電池２０の温度の検出結果を連続的に検知しており、充電開始時にＰＦＣ部５２による入力電圧検出結果とＢＭＵ３０による電池２０のＳＯＣの検出結果及びＥＣＵ４０による電池２０の温度の検知結果とに基づいて電池２０の最大充電時間を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、ＰＦＣ部５２の入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると変化後の入力電圧検出結果と電池２０のＳＯＣの検出結果及び電池２０の温度の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気自動車の電池の最大充電時間を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、走行用の電動モータと、電動モータに電気エネルギを供給する電池と、電池を充電する際に用いられる充電器などを備えている。電池を充電する際には、例えば、外部電源として商用電源を用いる。電池が満充電まで充電されると、充電作業が終了される。
【０００３】
また、充電作業の安全性を高めるために、最大充電時間が設定される。最大充電時間は、充電開始時に外部電源の入力電圧値に基づいて設定される。電池が満充電になっていない場合であっても、最大充電時間を越えると充電作業が中止される。
【０００４】
一方、入力電圧値が変化する場合が想定される。例えば外部電源として商用電源を用いて充電作業を行っている場合、充電開始時は２００Ｖだったものが、充電作業が進むうち電圧降下が生じて１００Ｖになることがある。このように入力電圧値が小さくなると、満充電になるまでの充電時間が長くなる。
【０００５】
しかしながら、最大充電時間は、充電作業開始時の高い入力電圧値に基づいて設定されている。つまり、実際に満充電までになるまでの時間と、最大充電時間とが対応しなくなる。このため、満充電まで充電されるよりかなり前に最大充電時間が経過してしまうことになる。この結果、電池が満充電になるかなり前に充電作業が中止されてしまう。
【０００６】
このようなことに対して、例えば３０分や１時間などの一定時間おきに充電時間の補正を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２７６４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、一定時間おきに充電時間を補正する技術である。このため、実際に入力電圧値が変化した瞬間から、次に充電時間が補正されるタイミングまでの間は、変化する前の入力電圧値に基づいて設定された充電時間に合わせて充電作業が行われることになる。このため、充電作業が効率よく行われなくなる。
【０００９】
本発明は、効率よく充電作業を行うことができる充電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の充電制御装置は、車両駆動用モータに電気エネルギを供給する電池を前記車両とは異なる外部電源から充電する際に、前記電池容量が最大となるまでの最大充電時間を算出し、前記最大充電時間が経過したら前記充電を終了させる。
【００１１】
前記充電制御装置は、前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、を備える。
【００１２】
請求項２に記載の充電制御装置は、請求項１に記載の充電制御装置において、前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に備える。前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電気温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する。
【００１３】
請求項３に記載の充電制御装置では、請求項２に記載の充電制御装置において、前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知する。前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる。
【００１４】
請求項４に記載の充電制御装置では、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の充電制御装置において、前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する。前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて最大充電時間を更新する。このため、最大充電時間は、入力電圧値の変化に対して追従性が良いので、電池が効率よく充電されるようになる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、最大充電時間の算出に電池温度を反映させるので、より精度良く最大充電時間を算出でき、更に電池が効率よく充電される。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を反映して最大充電時間を算出するので、充電効率のよい電池状態での最大充電時間を算出でき、過充電を防止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、入力電圧検出結果が閾値以上のときは、入力電圧検出結果を閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出し、入力電圧検出結果が閾値より小さいときは、入力電圧検出結果を閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出する。このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の充電制御装置を備える電気自動車を示す概略図。
【図２】図１に示すＥＣＵが備える第１のマップを示す説明図。
【図３】図１に示すＥＣＵが備える第２のマップを示す説明図。
【図４】図１に示す電池の充電作業開始時のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【図５】充電作業開始時に最大充電時間が設定された後のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【図６】充電作業開始時の最大充電時間が設定された後のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る充電制御装置を、図１〜５を用いて説明する。図１は、本実施形態の充電制御装置を備える電気自動車１を示す概略図である。電気自動車１は、本発明の充電制御装置を備える装置の一例である。
【００２１】
図１に示すように、電気自動車１は、当該電気自動車１を走行可能とする電動モータ（回転電機）１０と、電池２０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）３０と充電制御装置６０とを有し、充電制御装置６０はＥＣＵ４０と、充電器５０となどを備えている。電気自動車１は、本発明で言う車両の一例である。電動モータ１０は、本発明で言う車両駆動用モータの一例である。
【００２２】
電気自動車１は、例えばガソリンなどの燃料を用いる内燃機関を備えず、電動モータ１０の駆動力によって走行する。電動モータ１０は、後輪２に減速ギヤ部３を介して連結されている。後輪２には、電動モータ１０の回転が伝達される。
【００２３】
電池２０は、電動モータ１０に電気エネルギを供給する。電池２０は、充電可能であって、複数の電池セルユニット２１と、各電池セルユニット２１に設けられて各電池セルユニット２１を監視するＣＭＵ（Cell Monitor Unit）２２とを備えている。各電池セルユニット２１は、複数の電池セル２３を備えている。
【００２４】
ＢＭＵ３０は、各ＣＭＵ２２に接続されており、電池２０を制御する。この制御としては、例えば、電池２０から電動モータ１０へ供給される電気エネルギの調整などである。また、各ＣＭＵ２２からＢＭＵ３０へ連続的に情報が伝達される。この情報は、各電池セルユニット２１の情報であり、各電池セルユニット２１の残容量の情報、各電池セルユニット２１の状態、各電池セル２３の温度を示す情報などである。
【００２５】
ＢＭＵ３０は、各電池セルユニット２１からの情報に基づいて電池２０のＳＯＣ（State Of Charge）を連続的に検出することができる。ＳＯＣは、電池２０の残存容量を示す。さらに、ＢＭＵ３０は、各電池セル２３の温度を連続的に検出することができる。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、電気自動車１の様々な制御を行っている。例えば、ＥＣＵ４０は、ＢＭＵ３０に接続されており、運転者のアクセルペダルの操作（踏み込み量）に応じてＢＭＵ３０を制御し、電池２０に操作量に応じた電気エネルギが供給されるようにする。ＥＣＵ４０は、ＢＭＵ３０からの情報によって、電池２０のＳＯＣを連続的に把握するとともに、各電池セル２３の温度を連続的に検知することができる。ＥＣＵ４０は本発明で言う電池温度検知部の一例である。
【００２７】
充電器５０は、電池２０に連結されており、外部電源７０から供給される電気エネルギを調整して電池２０に供給する。このことによって、電池２０が充電される。本実施形態では、一例として、外部電源７０として、２００Ｖの交流電源または１００Ｖの交流電源が用いられる。
【００２８】
このため、充電器５０は、入力整流部５１と、ＰＦＣ（Power Factor Collection）部５２と、インバータ５３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５４と、出力整流部５５と、制御部５６とを備えている。入力整流部５１と、ＰＦＣ部５２と、インバータ５３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５４と、出力整流部５５とは、この順番で互いに電気的に接続されている。
【００２９】
充電器５０は、電池２０に電気的に接続されているとともに、外部電源７０に着脱可能に電気的に接続される。外部電源７０に接続されると、電流は、入力整流部５１、ＰＦＣ部５２、インバータ５３、ＤＣ−ＤＣコンバータ５４、出力整流部５５の順番に流れて電池２０の充電作業に適するように調整された後、電池２０に流れる。
【００３０】
ＰＦＣ部５２は、充電作業の力率を改善するべく動作する。インバータ５３は、ＰＦＣ部５２を通過した電流を交流にする。ＤＣ−ＤＣコンバータ５４は、電圧を電池２０の充電作業に適した値に変圧する。出力整流部５５は、交流を直流にする。
【００３１】
制御部５６は、ＰＦＣ部５２とインバータ５３とに接続されており、ＰＦＣ部５２とインバータ５３との動作を制御する。また、例えばＰＦＣ部５２には外部電源７０の入力電圧値を検出するセンサが組み込まれており、制御部５６は、外部電源７０の入力電圧値を検出する。充電作業が開始されてから充電作業が終了されるまで、ＰＦＣ部５２は、連続的に入力電圧値を検出し、連続的に制御部５６に検出結果を送信している。ＰＦＣ部５２は、本発明で言う入力電圧値検出部の一例である。
【００３２】
制御部５６は、ＥＣＵ４０に接続されている。制御部５６は、ＥＣＵ４０から送信される指示にしたがってＰＦＣ部５２とインバータ５３とを制御し、充電作業を行う。また、制御部５６は、入力電圧値の検出結果を連続的にＥＣＵ４０に送信する。このため、ＥＣＵ４０は、充電開始時から充電終了時まで、外部電源の入力電圧値を連続的に把握することができる。
【００３３】
ここで、本発明および本実施形態で用いる「連続的」について説明する。連続的とは、時間的に絶え間がないことを示す。このため、ＥＣＵ４０は、充電開始時から充電終了時まで、時間的に絶え間なく、外部電源の入力電圧値を把握する。ＥＣＵ４０は、時間的に絶え間なく、電池２０のＳＯＣを把握し、各電池セル２３の温度を検知する。
【００３４】
充電制御装置６０は、充電器５０と、上記されたＥＣＵ４０とを備えている。ＥＣＵ４０は、本発明で言う算出部の一例である。ＥＣＵ４０の、算出部としての機能を説明する。ＥＣＵ４０は、第１のマップ４１と、第２のマップ４２とを備えている。
【００３５】
ＥＣＵ４０は、充電開始時に、充電器５０（制御部５６）から送信される外部電源７０の入力電圧値の情報に基づいて、第１，２のマップ４１，４２のいずれか一方を選択する。そして、選択したマップを用いて、ＢＭＵ３０から送信される電池２０のＳＯＣ情報と、ＥＣＵ４０で検知される各電池セル２３の温度情報とに基づいて最大充電時間を算出する。
【００３６】
最大充電時間は、電池２０の最大充電時間である。充電作業時間が、最大充電時間を経過すると、電池２０が満充電まで充電されていない場合であっても、充電作業が中止される。
【００３７】
電気自動車１は、電池２０が満充電まで充電されると、そのことを検出して充電作業を終了する図示しない手段を備えている。しかしながら、なんらかの理由により電池２０が長時間満充電にならないような場合において、充電作業を長時間続けないために、最大充電時間が設定される。
【００３８】
本実施形態では、充電器５０は、外部電源７０として、一例として、１００Ｖの交流電源と２００Ｖの交流電源とを用いることを想定して構成されている。図２は、第１のマップ４１を示している。第１のマップ４１は、外部電源７０が２００Ｖの交流電源であるとＥＣＵ４０が認識したときに用いられる。図２に示すように、第１のマップ４１は、互いに直交する３軸（ｘ，ｙ，ｚ軸）を有する３次元マップである。ｘ軸は、電池２０のＳＯＣを示す。ｙ軸は、複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度を示す。ｚ軸は、最大充電時間を示す。
【００３９】
図３は、第２のマップ４２を示している。第２のマップ４２は、外部電源７０が１００Ｖの交流電源であるとＥＣＵ４０が認識したときに用いられる。図３に示すように、第２のマップ４２は、互いに直交する３軸（ｘ，ｙ，ｚ軸）を有する３次元マップであり、各軸が示すものは、第１のマップ４１と同じである。
【００４０】
ＥＣＵ４０は、充電開始時では、入力電圧値が１６０Ｖ以上の交流電源であると、外部電源７０は２００Ｖの交流電源であると認識する。本実施形態で用いる「以上」および「以下」は、同一も含む概念である。ＥＣＵ４０は、充電開始時では、入力電圧値が１６０Ｖ未満であると、外部電源７０は１００Ｖの交流電源であると認識する。このように、入力電圧値が１００Ｖまたは２００Ｖではなくても、閾値としての１６０Ｖと比較し、１００Ｖまたは２００Ｖのいずれかであると認識する。
【００４１】
また、充電作業中に入力電圧値が変化して１５５Ｖ未満となった場合、その変化前の状態で外部電源７０が２００Ｖ交流電源であると認識されていると、ＥＣＵ４０は、外部電源７０は１００Ｖであると認識を改める。また、充電作業中に入力電圧値が変化して１６０Ｖより大きくなった場合、その変化前の状態で外部電源７０が１００Ｖと認識されていると、ＥＣＵ４０は、外部電源７０は２００Ｖであると認識を改める。
【００４２】
なお、ここで言う変化とは、変化前の直前の状態に対する変化である。充電作業中においては、入力電圧値が変化した場合、閾値としての１５５Ｖと１６０Ｖと比較されるとともに、ＥＣＵ４０による外部電源７０の認識（２００Ｖ交流電源と認識されているか、または、１００Ｖ交流電源と認識されているか）が考慮される。本実施形態では、閾値値は、充電作業の段階に応じて設定されており、複数用いられる。１５５Ｖと１６０Ｖとは、本発明で言う閾値の一例である。
【００４３】
つぎに、充電制御装置６０のＥＣＵ４０の動作を説明する。図４〜６は、最大充電時間を算出する際のＥＣＵ４０の動作を説明するフローチャートである。まず、外部電源７０が、２００Ｖ交流電源であって、入力電圧値が変化しない場合について説明する。
【００４４】
図４は、電池２０の充電作業開始時のＥＣＵ４０の動作を示している。図４に示すように、このフローは、外部電源７０が充電器５０に接続されて、制御部５６から外部電源７０の入力電圧値が送信されたときに開始される。
【００４５】
ステップＳＴ１では、ＥＣＵ４０は、入力電圧値が閾値である１６０Ｖ以上であるか否かを判定する。この説明においては、外部電源７０は２００Ｖであり、制御部５６は入力電圧値として２００Ｖを検出している。このため、ＥＣＵ４０は、充電作業時開始時の入力電圧値は、１６０Ｖ以上であると判定する。ついで、ステップＳＴ２に進む。
【００４６】
ステップＳＴ２では、ＥＣＵ４０は、外部電源７０が２００Ｖであると認識する。なお、例えばステップＳＴ１で入力電圧値が１８０Ｖであった場合でも、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ２で外部電源７０を２００Ｖと認識する。ついで、ステップＳＴ３に進む。
【００４７】
ステップＳＴ３では、ＥＣＵ４０は、その時点での、電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第１のマップ４１から最大充電時間を算出する。
【００４８】
このように、ＥＣＵ４０による外部電源７０の認識（本実施形態では、一例として、１００Ｖ交流電源であるか、または、２００Ｖ交流電源であるか）に応じて、第１，２のマップ４１，４２のいずか一方を選択し、選択したマップを用いて電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて最大充電時間を算出することは、本発明で言う入力電圧値検出部の検出結果と電池２０のＳＯＣの検出結果と電池温度検知部の検知結果とに基づいて電池の最大充電時間を算出することである。
【００４９】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ４０が把握する外部電源７０の入力電圧値は、充電器５０の検出結果を示している。また、ＥＣＵ４０が把握する電池２０のＳＯＣは、ＢＭＵ３０の検出結果を示し、電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度は、ＥＣＵ４０の検知結果を示している。
【００５０】
ついで、ステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ４では、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ３で算出した値を、最大充電時間として設定する。このように、最大充電時間が設定される。
【００５１】
図５は、充電作業開始時に最大充電時間が設定された後のＥＣＵ４０の動作を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０は、図４に示すように、充電開始直後に最初の最大充電時間が設定（決定）されると、図５に示す動作を行う。
【００５２】
図５に示すように、充電作業中（最初の最大充電時間の設定後）においては、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したか否かを判定する。最大充電時間が経過していない場合は、ステップＳＴ１０に進む。
【００５３】
ステップＳＴ１０では、ＥＣＵ４０は、最大充電時間の再設定が必要な場合は、最大充電時間の再設定を行う。図６は、ステップＳＴ１０内の動作を詳細に説明している。図６に示すように、ステップＳＴ８の次にステップＳＴ１１に進む。
【００５４】
ステップＳＴ１１では、充電作業中において入力電圧値に変化が生じたか否かを判定する。この説明においては、上記したように入力電圧値は変化しない。このため、図５の動作に戻り、戻るステップに進む（図６のＡから図５のＡに進み、戻るステップに進む）。
【００５５】
戻るステップに至ると、再びステップＳＴ８から処理が行われる。この説明においては入力電圧値に変化は生じないので、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作（ステップＳＴ８，ＳＴ１１）が繰り返される。なお、この繰り返し動作は、ＥＣＵ４０の動作周期にしたがって行われており、例えば０．１秒間隔で行われる。
【００５６】
ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されると、ついでステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９では、ＥＣＵ４０は、充電器５０の動作を制御し、電池２０の充電作業を終了する。
【００５７】
ついで、外部電源７０が１００Ｖの交流電源であって、入力電圧値が変化しない場合について説明する。
【００５８】
ステップＳＴ１では、ＥＣＵ４０は、制御部５６から送信される入力電圧値情報と閾値値１６０Ｖとを比較する。入力電圧値は１００Ｖであるので、ステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５ではＥＣＵ４０は、外部電源７０を１００Ｖと認識する。なお、例えば、入力電圧値が８０Ｖである場合でも、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ５で外部電源７０を１００Ｖと認識する。ついで、ステップＳＴ６に進む。
【００５９】
ステップＳＴ６では、ＥＣＵ４０は、その時点での、電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第２のマップ４２から最大充電時間を算出する。ついで、ステップＳＴ４に進む。このように、最大充電時間が設定される。
【００６０】
ステップＳＴ４で最大充電時間が設定されると、ついで、図５に示す動作が行われる。この説明においては上記のように入力電圧値は変化しない。このため、ステップＳＴ８において最初に設定された最大充電時間が経過したと判定されるまで、ステップＳＴ８，ＳＴ１１の動作が繰り返される。
【００６１】
ステップＳＴ８で、最大充電時間が経過したと判定されると、ついでステップＳＴ９に進み、充電作業が終了される。
【００６２】
つぎに、外部電源７０が、充電開始時は２００Ｖであったが充電作業中に初めて入力電圧値が変化して１５０Ｖになる場合について説明する。
【００６３】
充電作業開始時は入力電圧値が２００Ｖであるので、図４に示されるようにステップＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４の順番で最大充電時間が設定される。ステップＳＴ４で最大充電時間が設定されると、ステップＳＴ８を経過して、ステップＳＴ１１に進む。
【００６４】
図６に示すように、ステップＳＴ１１では、入力電圧値が変化したか否かを判定する。なお、ここでいう入力電圧値の変化とは、外部電源７０の直前の入力電圧値に対する変化である。例えば、入力電圧値が充電開始時の入力電圧値に対して初めて変化する場合は、充電開始時の入力電圧値に対する変化となる。充電開始時の入力電圧値に対して複数回変化している場合では、直前の入力電圧値に対する変化となる。
【００６５】
この説明においては、充電作業開始時の入力電圧値に対して初めて変化するので、充電作業時の入力電圧値に対する変化となる。ついで、ステップＳＴ１２に進む。ステップＳＴ１２では、入力電圧値の変化直前におけるＥＣＵ４０の外部電源７０の電圧の認識が２００Ｖであるか否かが判定される。この説明においては、ＥＣＵ４０は、外部電源７０を２００Ｖと認識していたので、ついで、ステップＳＴ１３に進む。
【００６６】
ステップＳＴ１３では、ＥＣＵ４０は、入力電圧値が閾値である１５５Ｖ未満であるか否かを判定する。入力電圧値は１５０Ｖに変化しているので、ＥＣＵ４０は、１５５Ｖ未満であると判定する。閾値である１５５Ｖ未満になるということは、閾値を超えて変化することである。ついで、ステップＳＴ１４に進む。なお、ステップＳＴ１３において入力電圧値が１５５Ｖ以上である場合は、図５の戻るステップに進む（図６中のＢから図５のＢに進み、戻るステップに進む。）。
【００６７】
ステップＳＴ１４では、ＥＣＵ４０は、外部電源７０を１００Ｖと認識する。つまり、認識を２００Ｖから１００Ｖに改める。ついで、ステップＳＴ１５に進む。ステップＳＴ１５では、ＥＣＵ４０は、設定されている最大充電時間をリセットする。ついで、ステップＳＴ１６に進む。
【００６８】
ステップＳＴ１６では、ＥＣＵ４０は、その時点での電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第２のマップ４２を用いて最大充電時間を算出する。
【００６９】
つまり、変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が２００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化して１５５Ｖ以下になった状態が、本発明で言う最大充電時間再算出状態となる。なお、変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が２００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化して１５５Ｖ以下になった状態は、本発明で言う最大充電時間再算出状態の一例である。
【００７０】
ついで、ステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ１６で算出された値を最大充電時間に設定する。
【００７１】
ステップＳＴ１７で最大充電時間が再設定されると、図５の動作に戻る。そして、ステップＳＴ８から動作が開始される。上記のように、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作（ステップＳＴ８，ＳＴ１０）が繰り返される。
【００７２】
つぎに、外部電源７０が、充電開始時は１００Ｖであったが充電作業中に初めて入力電圧値が変化して１６５Ｖになる場合について説明する。充電作業開始時は入力電圧値が１００Ｖであるので、図４に示されるようにステップＳＴ１、ＳＴ５、ＳＴ５、ＳＴ４の順番で最大充電時間が設定される。ステップＳＴ４で最大充電時間が設定されると、ついで、ステップＳＴ８を通りステップＳＴ１１に進む。
【００７３】
図６に示すように、この説明においては、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８では、ＥＣＵ４０は、入力電圧値が閾値である１６０Ｖより大きいか否かを判定する。入力電圧値は１６５Ｖなので、ＥＣＵ４０は、１６０Ｖより大きいと判定する。閾値である１６０Ｖより大きくなるということは、閾値を超えて変化することである。ついで、ステップＳＴ１９に進む。なお、ステップＳＴ１８では、入力電圧値が１６０Ｖ以下であると判定されると、図５の戻るステップに進む（図６のＣから図５のＣに進み、戻るステップに進む。）。
【００７４】
ステップＳＴ１９では、ＥＣＵ４０は、外部電源７０を２００Ｖと認識する。つまり、認識を１００Ｖから２００Ｖに改める。ついで、ステップＳＴ２０に進む。ステップＳＴ２０では、ＥＣＵ４０は、設定されている最大充電時間をリセットする。ついで、ステップＳＴ２１に進む。
【００７５】
ステップＳＴ２１では、ＥＣＵ４０は、その時点での電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第１のマップ４１を用いて最大充電時間を算出する。
【００７６】
つまり、入力電圧の変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が１００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化後に１６０Ｖ以上になった状態が、本発明で言う最大充電時間再算出状態となる。なお、入力電圧の変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が１００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化後に１６０Ｖ以上になった状態は、本発明で言う最大充電時間再算出状態の一例である。
【００７７】
ついで、ステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ２１で算出された値を最大充電時間に設定する。
【００７８】
ステップＳＴ１７で最大充電時間が再設定されると、図５の動作に戻る。そして、ステップＳＴ８から動作が開始される。上記のように、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作（ステップＳＴ８，ＳＴ１０）が繰り返される。
【００７９】
上記のように充電作業の途中で入力電圧値の変化にともなって最大充電時間が再設定された場合は、当該再設定された時点から再設定された最大充電時間が経過したときに、充電作業が中止される。このことは、入力電圧値が何度変化しても同じである。
【００８０】
図５に示される充電制御装置６０の動作は、電池２０が満充電まで充電されて充電作業が終了されるか、または、最大充電時間が経過して中止されるまで続けられる。
【００８１】
なお、本実施形態では、一例として、上記したように、電池２０が満充電まで充電されると、図示しない手段によって、充電作業が終了される。
【００８２】
このように、充電制御装置６０は、充電作業開始時以降においては、図６に示されるように、外部電源７０の入力電圧値が変化する度に直ぐに当該変化後の値と閾値と比較し、最大充電時間を再算出する必要がある状態であると判定すると、最大充電時間を算出し設定する。このため、最大充電時間は、外部電源７０の入力電圧値への追従性が良いので、電池２０が効率よく充電されるようになる。
【００８３】
また、最大充電時間の算出に電池温度を反映させるので、より精度良く最大充電時間を算出でき、更に電池が効率よく充電される。
【００８４】
また、最大充電時間の算出に反映させる電池温度情報として、電池２０を構成する複数の電池セル２３のうち最低温度を示す電池セル２３の温度を反映することによって、充電効率のよい電池状態での最大充電時間を算出でき、過充電を防止することができる。
【００８５】
また、入力電圧検出結果が閾値以上のときは、入力電圧検出結果を閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出し、入力電圧検出結果が閾値より小さいときは、入力電圧検出結果を閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出する。このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
【００８６】
また、閾値として、充電開始時では１６０Ｖ（ステップＳＴ１）を用い、充電作業中では、１５５Ｖと１６０Ｖ（ステップＳＴ１３，ＳＴ１８）を用いている。このように、充電作業中では、入力電圧値の検出結果の変化直前でのＥＣＵ４０による入力電圧値の認識（本実施形態では１００Ｖまたは２００Ｖ）に応じて、閾値として適切な値を用いている。
【００８７】
このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
【００８８】
なお、本実施形態では、充電開始時の入力電圧値を１００Ｖとして認識するか、または、２００Ｖとして認識するかの判定に用いる閾値として１６０Ｖを用いた（ステップＳＴ１）。そして、入力電圧値が変化した場合に、ＥＣＵ４０による入力電圧値の認識変更を行うか否かの判定に用いる閾値として、１５５Ｖと１６０Ｖとを用いた（ステップＳＴ１３，１８）。このように、本実施形態では閾値を複数用いており、充電作業の状態に応じて（判定工程に応じて）使い分けている。このことによって、上記の効果が得られる。
【００８９】
しかしながら、これのみに限定されるものではない。例えば、共通の１つの閾値が適切な値である場合は、共通する閾値のみを用いてもよい。この場合は、例えば、ステップＳＴ１，ＳＴ１３，ＳＴ１８において共通する閾値として１６０Ｖを用いてもよい。
【００９０】
または、各判定工程において適切な閾値を用いる結果、各々異なる値の閾値が用いられてもよい。この場合、例えば、ステップＳＴ１では閾値として１６０Ｖを用い、ステップＳＴ１３では閾値１５５Ｖを用い、ステップＳＴ１８では閾値として１６５Ｖを用いてもよい。
【００９１】
要するに、各判定工程において適切な閾値が用いられればよい。
【００９２】
また、本実施形態では、一例として、充電器５０のＰＦＣ部５２が本発明で言う入力電圧値検出部とし機能している。しかしながら、これに限定されない。例えば、充電器５０を構成する構成要素のうちＰＦＣ部５２以外の構成要素が外部電源７０の入力電圧値を検出する機能を有してもよい。または、充電器５０とは別途に入力電圧値検出部が設けられてもよい。
【００９３】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００９４】
２０…電池、４０…ＥＣＵ（算出部、電池温度検知部）、５２…ＰＦＣ部（入力電圧値検出部）、６０…充電制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気自動車の電池の最大充電時間を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、走行用の電動モータと、電動モータに電気エネルギを供給する電池と、電池を充電する際に用いられる充電器などを備えている。電池を充電する際には、例えば、外部電源として商用電源を用いる。電池が満充電まで充電されると、充電作業が終了される。
【０００３】
また、充電作業の安全性を高めるために、最大充電時間が設定される。最大充電時間は、充電開始時に外部電源の入力電圧値に基づいて設定される。電池が満充電になっていない場合であっても、最大充電時間を越えると充電作業が中止される。
【０００４】
一方、入力電圧値が変化する場合が想定される。例えば外部電源として商用電源を用いて充電作業を行っている場合、充電開始時は２００Ｖだったものが、充電作業が進むうち電圧降下が生じて１００Ｖになることがある。このように入力電圧値が小さくなると、満充電になるまでの充電時間が長くなる。
【０００５】
しかしながら、最大充電時間は、充電作業開始時の高い入力電圧値に基づいて設定されている。つまり、実際に満充電までになるまでの時間と、最大充電時間とが対応しなくなる。このため、満充電まで充電されるよりかなり前に最大充電時間が経過してしまうことになる。この結果、電池が満充電になるかなり前に充電作業が中止されてしまう。
【０００６】
このようなことに対して、例えば３０分や１時間などの一定時間おきに充電時間の補正を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２７６４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、一定時間おきに充電時間を補正する技術である。このため、実際に入力電圧値が変化した瞬間から、次に充電時間が補正されるタイミングまでの間は、変化する前の入力電圧値に基づいて設定された充電時間に合わせて充電作業が行われることになる。このため、充電作業が効率よく行われなくなる。
【０００９】
本発明は、効率よく充電作業を行うことができる充電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の充電制御装置は、車両駆動用モータに電気エネルギを供給する電池を前記車両とは異なる外部電源から充電する際に、前記電池容量が最大となるまでの最大充電時間を算出し、前記最大充電時間が経過したら前記充電を終了させる。
【００１１】
前記充電制御装置は、前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、を備える。
【００１２】
請求項２に記載の充電制御装置は、請求項１に記載の充電制御装置において、前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に備える。前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電気温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する。
【００１３】
請求項３に記載の充電制御装置では、請求項２に記載の充電制御装置において、前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知する。前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる。
【００１４】
請求項４に記載の充電制御装置では、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の充電制御装置において、前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する。前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて最大充電時間を更新する。このため、最大充電時間は、入力電圧値の変化に対して追従性が良いので、電池が効率よく充電されるようになる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、最大充電時間の算出に電池温度を反映させるので、より精度良く最大充電時間を算出でき、更に電池が効率よく充電される。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を反映して最大充電時間を算出するので、充電効率のよい電池状態での最大充電時間を算出でき、過充電を防止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、入力電圧検出結果が閾値以上のときは、入力電圧検出結果を閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出し、入力電圧検出結果が閾値より小さいときは、入力電圧検出結果を閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出する。このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の充電制御装置を備える電気自動車を示す概略図。
【図２】図１に示すＥＣＵが備える第１のマップを示す説明図。
【図３】図１に示すＥＣＵが備える第２のマップを示す説明図。
【図４】図１に示す電池の充電作業開始時のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【図５】充電作業開始時に最大充電時間が設定された後のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【図６】充電作業開始時の最大充電時間が設定された後のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る充電制御装置を、図１〜５を用いて説明する。図１は、本実施形態の充電制御装置を備える電気自動車１を示す概略図である。電気自動車１は、本発明の充電制御装置を備える装置の一例である。
【００２１】
図１に示すように、電気自動車１は、当該電気自動車１を走行可能とする電動モータ（回転電機）１０と、電池２０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）３０と充電制御装置６０とを有し、充電制御装置６０はＥＣＵ４０と、充電器５０となどを備えている。電気自動車１は、本発明で言う車両の一例である。電動モータ１０は、本発明で言う車両駆動用モータの一例である。
【００２２】
電気自動車１は、例えばガソリンなどの燃料を用いる内燃機関を備えず、電動モータ１０の駆動力によって走行する。電動モータ１０は、後輪２に減速ギヤ部３を介して連結されている。後輪２には、電動モータ１０の回転が伝達される。
【００２３】
電池２０は、電動モータ１０に電気エネルギを供給する。電池２０は、充電可能であって、複数の電池セルユニット２１と、各電池セルユニット２１に設けられて各電池セルユニット２１を監視するＣＭＵ（Cell Monitor Unit）２２とを備えている。各電池セルユニット２１は、複数の電池セル２３を備えている。
【００２４】
ＢＭＵ３０は、各ＣＭＵ２２に接続されており、電池２０を制御する。この制御としては、例えば、電池２０から電動モータ１０へ供給される電気エネルギの調整などである。また、各ＣＭＵ２２からＢＭＵ３０へ連続的に情報が伝達される。この情報は、各電池セルユニット２１の情報であり、各電池セルユニット２１の残容量の情報、各電池セルユニット２１の状態、各電池セル２３の温度を示す情報などである。
【００２５】
ＢＭＵ３０は、各電池セルユニット２１からの情報に基づいて電池２０のＳＯＣ（State Of Charge）を連続的に検出することができる。ＳＯＣは、電池２０の残存容量を示す。さらに、ＢＭＵ３０は、各電池セル２３の温度を連続的に検出することができる。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、電気自動車１の様々な制御を行っている。例えば、ＥＣＵ４０は、ＢＭＵ３０に接続されており、運転者のアクセルペダルの操作（踏み込み量）に応じてＢＭＵ３０を制御し、電池２０に操作量に応じた電気エネルギが供給されるようにする。ＥＣＵ４０は、ＢＭＵ３０からの情報によって、電池２０のＳＯＣを連続的に把握するとともに、各電池セル２３の温度を連続的に検知することができる。ＥＣＵ４０は本発明で言う電池温度検知部の一例である。
【００２７】
充電器５０は、電池２０に連結されており、外部電源７０から供給される電気エネルギを調整して電池２０に供給する。このことによって、電池２０が充電される。本実施形態では、一例として、外部電源７０として、２００Ｖの交流電源または１００Ｖの交流電源が用いられる。
【００２８】
このため、充電器５０は、入力整流部５１と、ＰＦＣ（Power Factor Collection）部５２と、インバータ５３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５４と、出力整流部５５と、制御部５６とを備えている。入力整流部５１と、ＰＦＣ部５２と、インバータ５３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５４と、出力整流部５５とは、この順番で互いに電気的に接続されている。
【００２９】
充電器５０は、電池２０に電気的に接続されているとともに、外部電源７０に着脱可能に電気的に接続される。外部電源７０に接続されると、電流は、入力整流部５１、ＰＦＣ部５２、インバータ５３、ＤＣ−ＤＣコンバータ５４、出力整流部５５の順番に流れて電池２０の充電作業に適するように調整された後、電池２０に流れる。
【００３０】
ＰＦＣ部５２は、充電作業の力率を改善するべく動作する。インバータ５３は、ＰＦＣ部５２を通過した電流を交流にする。ＤＣ−ＤＣコンバータ５４は、電圧を電池２０の充電作業に適した値に変圧する。出力整流部５５は、交流を直流にする。
【００３１】
制御部５６は、ＰＦＣ部５２とインバータ５３とに接続されており、ＰＦＣ部５２とインバータ５３との動作を制御する。また、例えばＰＦＣ部５２には外部電源７０の入力電圧値を検出するセンサが組み込まれており、制御部５６は、外部電源７０の入力電圧値を検出する。充電作業が開始されてから充電作業が終了されるまで、ＰＦＣ部５２は、連続的に入力電圧値を検出し、連続的に制御部５６に検出結果を送信している。ＰＦＣ部５２は、本発明で言う入力電圧値検出部の一例である。
【００３２】
制御部５６は、ＥＣＵ４０に接続されている。制御部５６は、ＥＣＵ４０から送信される指示にしたがってＰＦＣ部５２とインバータ５３とを制御し、充電作業を行う。また、制御部５６は、入力電圧値の検出結果を連続的にＥＣＵ４０に送信する。このため、ＥＣＵ４０は、充電開始時から充電終了時まで、外部電源の入力電圧値を連続的に把握することができる。
【００３３】
ここで、本発明および本実施形態で用いる「連続的」について説明する。連続的とは、時間的に絶え間がないことを示す。このため、ＥＣＵ４０は、充電開始時から充電終了時まで、時間的に絶え間なく、外部電源の入力電圧値を把握する。ＥＣＵ４０は、時間的に絶え間なく、電池２０のＳＯＣを把握し、各電池セル２３の温度を検知する。
【００３４】
充電制御装置６０は、充電器５０と、上記されたＥＣＵ４０とを備えている。ＥＣＵ４０は、本発明で言う算出部の一例である。ＥＣＵ４０の、算出部としての機能を説明する。ＥＣＵ４０は、第１のマップ４１と、第２のマップ４２とを備えている。
【００３５】
ＥＣＵ４０は、充電開始時に、充電器５０（制御部５６）から送信される外部電源７０の入力電圧値の情報に基づいて、第１，２のマップ４１，４２のいずれか一方を選択する。そして、選択したマップを用いて、ＢＭＵ３０から送信される電池２０のＳＯＣ情報と、ＥＣＵ４０で検知される各電池セル２３の温度情報とに基づいて最大充電時間を算出する。
【００３６】
最大充電時間は、電池２０の最大充電時間である。充電作業時間が、最大充電時間を経過すると、電池２０が満充電まで充電されていない場合であっても、充電作業が中止される。
【００３７】
電気自動車１は、電池２０が満充電まで充電されると、そのことを検出して充電作業を終了する図示しない手段を備えている。しかしながら、なんらかの理由により電池２０が長時間満充電にならないような場合において、充電作業を長時間続けないために、最大充電時間が設定される。
【００３８】
本実施形態では、充電器５０は、外部電源７０として、一例として、１００Ｖの交流電源と２００Ｖの交流電源とを用いることを想定して構成されている。図２は、第１のマップ４１を示している。第１のマップ４１は、外部電源７０が２００Ｖの交流電源であるとＥＣＵ４０が認識したときに用いられる。図２に示すように、第１のマップ４１は、互いに直交する３軸（ｘ，ｙ，ｚ軸）を有する３次元マップである。ｘ軸は、電池２０のＳＯＣを示す。ｙ軸は、複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度を示す。ｚ軸は、最大充電時間を示す。
【００３９】
図３は、第２のマップ４２を示している。第２のマップ４２は、外部電源７０が１００Ｖの交流電源であるとＥＣＵ４０が認識したときに用いられる。図３に示すように、第２のマップ４２は、互いに直交する３軸（ｘ，ｙ，ｚ軸）を有する３次元マップであり、各軸が示すものは、第１のマップ４１と同じである。
【００４０】
ＥＣＵ４０は、充電開始時では、入力電圧値が１６０Ｖ以上の交流電源であると、外部電源７０は２００Ｖの交流電源であると認識する。本実施形態で用いる「以上」および「以下」は、同一も含む概念である。ＥＣＵ４０は、充電開始時では、入力電圧値が１６０Ｖ未満であると、外部電源７０は１００Ｖの交流電源であると認識する。このように、入力電圧値が１００Ｖまたは２００Ｖではなくても、閾値としての１６０Ｖと比較し、１００Ｖまたは２００Ｖのいずれかであると認識する。
【００４１】
また、充電作業中に入力電圧値が変化して１５５Ｖ未満となった場合、その変化前の状態で外部電源７０が２００Ｖ交流電源であると認識されていると、ＥＣＵ４０は、外部電源７０は１００Ｖであると認識を改める。また、充電作業中に入力電圧値が変化して１６０Ｖより大きくなった場合、その変化前の状態で外部電源７０が１００Ｖと認識されていると、ＥＣＵ４０は、外部電源７０は２００Ｖであると認識を改める。
【００４２】
なお、ここで言う変化とは、変化前の直前の状態に対する変化である。充電作業中においては、入力電圧値が変化した場合、閾値としての１５５Ｖと１６０Ｖと比較されるとともに、ＥＣＵ４０による外部電源７０の認識（２００Ｖ交流電源と認識されているか、または、１００Ｖ交流電源と認識されているか）が考慮される。本実施形態では、閾値値は、充電作業の段階に応じて設定されており、複数用いられる。１５５Ｖと１６０Ｖとは、本発明で言う閾値の一例である。
【００４３】
つぎに、充電制御装置６０のＥＣＵ４０の動作を説明する。図４〜６は、最大充電時間を算出する際のＥＣＵ４０の動作を説明するフローチャートである。まず、外部電源７０が、２００Ｖ交流電源であって、入力電圧値が変化しない場合について説明する。
【００４４】
図４は、電池２０の充電作業開始時のＥＣＵ４０の動作を示している。図４に示すように、このフローは、外部電源７０が充電器５０に接続されて、制御部５６から外部電源７０の入力電圧値が送信されたときに開始される。
【００４５】
ステップＳＴ１では、ＥＣＵ４０は、入力電圧値が閾値である１６０Ｖ以上であるか否かを判定する。この説明においては、外部電源７０は２００Ｖであり、制御部５６は入力電圧値として２００Ｖを検出している。このため、ＥＣＵ４０は、充電作業時開始時の入力電圧値は、１６０Ｖ以上であると判定する。ついで、ステップＳＴ２に進む。
【００４６】
ステップＳＴ２では、ＥＣＵ４０は、外部電源７０が２００Ｖであると認識する。なお、例えばステップＳＴ１で入力電圧値が１８０Ｖであった場合でも、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ２で外部電源７０を２００Ｖと認識する。ついで、ステップＳＴ３に進む。
【００４７】
ステップＳＴ３では、ＥＣＵ４０は、その時点での、電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第１のマップ４１から最大充電時間を算出する。
【００４８】
このように、ＥＣＵ４０による外部電源７０の認識（本実施形態では、一例として、１００Ｖ交流電源であるか、または、２００Ｖ交流電源であるか）に応じて、第１，２のマップ４１，４２のいずか一方を選択し、選択したマップを用いて電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて最大充電時間を算出することは、本発明で言う入力電圧値検出部の検出結果と電池２０のＳＯＣの検出結果と電池温度検知部の検知結果とに基づいて電池の最大充電時間を算出することである。
【００４９】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ４０が把握する外部電源７０の入力電圧値は、充電器５０の検出結果を示している。また、ＥＣＵ４０が把握する電池２０のＳＯＣは、ＢＭＵ３０の検出結果を示し、電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度は、ＥＣＵ４０の検知結果を示している。
【００５０】
ついで、ステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ４では、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ３で算出した値を、最大充電時間として設定する。このように、最大充電時間が設定される。
【００５１】
図５は、充電作業開始時に最大充電時間が設定された後のＥＣＵ４０の動作を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０は、図４に示すように、充電開始直後に最初の最大充電時間が設定（決定）されると、図５に示す動作を行う。
【００５２】
図５に示すように、充電作業中（最初の最大充電時間の設定後）においては、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したか否かを判定する。最大充電時間が経過していない場合は、ステップＳＴ１０に進む。
【００５３】
ステップＳＴ１０では、ＥＣＵ４０は、最大充電時間の再設定が必要な場合は、最大充電時間の再設定を行う。図６は、ステップＳＴ１０内の動作を詳細に説明している。図６に示すように、ステップＳＴ８の次にステップＳＴ１１に進む。
【００５４】
ステップＳＴ１１では、充電作業中において入力電圧値に変化が生じたか否かを判定する。この説明においては、上記したように入力電圧値は変化しない。このため、図５の動作に戻り、戻るステップに進む（図６のＡから図５のＡに進み、戻るステップに進む）。
【００５５】
戻るステップに至ると、再びステップＳＴ８から処理が行われる。この説明においては入力電圧値に変化は生じないので、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作（ステップＳＴ８，ＳＴ１１）が繰り返される。なお、この繰り返し動作は、ＥＣＵ４０の動作周期にしたがって行われており、例えば０．１秒間隔で行われる。
【００５６】
ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されると、ついでステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９では、ＥＣＵ４０は、充電器５０の動作を制御し、電池２０の充電作業を終了する。
【００５７】
ついで、外部電源７０が１００Ｖの交流電源であって、入力電圧値が変化しない場合について説明する。
【００５８】
ステップＳＴ１では、ＥＣＵ４０は、制御部５６から送信される入力電圧値情報と閾値値１６０Ｖとを比較する。入力電圧値は１００Ｖであるので、ステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５ではＥＣＵ４０は、外部電源７０を１００Ｖと認識する。なお、例えば、入力電圧値が８０Ｖである場合でも、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ５で外部電源７０を１００Ｖと認識する。ついで、ステップＳＴ６に進む。
【００５９】
ステップＳＴ６では、ＥＣＵ４０は、その時点での、電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第２のマップ４２から最大充電時間を算出する。ついで、ステップＳＴ４に進む。このように、最大充電時間が設定される。
【００６０】
ステップＳＴ４で最大充電時間が設定されると、ついで、図５に示す動作が行われる。この説明においては上記のように入力電圧値は変化しない。このため、ステップＳＴ８において最初に設定された最大充電時間が経過したと判定されるまで、ステップＳＴ８，ＳＴ１１の動作が繰り返される。
【００６１】
ステップＳＴ８で、最大充電時間が経過したと判定されると、ついでステップＳＴ９に進み、充電作業が終了される。
【００６２】
つぎに、外部電源７０が、充電開始時は２００Ｖであったが充電作業中に初めて入力電圧値が変化して１５０Ｖになる場合について説明する。
【００６３】
充電作業開始時は入力電圧値が２００Ｖであるので、図４に示されるようにステップＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４の順番で最大充電時間が設定される。ステップＳＴ４で最大充電時間が設定されると、ステップＳＴ８を経過して、ステップＳＴ１１に進む。
【００６４】
図６に示すように、ステップＳＴ１１では、入力電圧値が変化したか否かを判定する。なお、ここでいう入力電圧値の変化とは、外部電源７０の直前の入力電圧値に対する変化である。例えば、入力電圧値が充電開始時の入力電圧値に対して初めて変化する場合は、充電開始時の入力電圧値に対する変化となる。充電開始時の入力電圧値に対して複数回変化している場合では、直前の入力電圧値に対する変化となる。
【００６５】
この説明においては、充電作業開始時の入力電圧値に対して初めて変化するので、充電作業時の入力電圧値に対する変化となる。ついで、ステップＳＴ１２に進む。ステップＳＴ１２では、入力電圧値の変化直前におけるＥＣＵ４０の外部電源７０の電圧の認識が２００Ｖであるか否かが判定される。この説明においては、ＥＣＵ４０は、外部電源７０を２００Ｖと認識していたので、ついで、ステップＳＴ１３に進む。
【００６６】
ステップＳＴ１３では、ＥＣＵ４０は、入力電圧値が閾値である１５５Ｖ未満であるか否かを判定する。入力電圧値は１５０Ｖに変化しているので、ＥＣＵ４０は、１５５Ｖ未満であると判定する。閾値である１５５Ｖ未満になるということは、閾値を超えて変化することである。ついで、ステップＳＴ１４に進む。なお、ステップＳＴ１３において入力電圧値が１５５Ｖ以上である場合は、図５の戻るステップに進む（図６中のＢから図５のＢに進み、戻るステップに進む。）。
【００６７】
ステップＳＴ１４では、ＥＣＵ４０は、外部電源７０を１００Ｖと認識する。つまり、認識を２００Ｖから１００Ｖに改める。ついで、ステップＳＴ１５に進む。ステップＳＴ１５では、ＥＣＵ４０は、設定されている最大充電時間をリセットする。ついで、ステップＳＴ１６に進む。
【００６８】
ステップＳＴ１６では、ＥＣＵ４０は、その時点での電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第２のマップ４２を用いて最大充電時間を算出する。
【００６９】
つまり、変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が２００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化して１５５Ｖ以下になった状態が、本発明で言う最大充電時間再算出状態となる。なお、変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が２００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化して１５５Ｖ以下になった状態は、本発明で言う最大充電時間再算出状態の一例である。
【００７０】
ついで、ステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ１６で算出された値を最大充電時間に設定する。
【００７１】
ステップＳＴ１７で最大充電時間が再設定されると、図５の動作に戻る。そして、ステップＳＴ８から動作が開始される。上記のように、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作（ステップＳＴ８，ＳＴ１０）が繰り返される。
【００７２】
つぎに、外部電源７０が、充電開始時は１００Ｖであったが充電作業中に初めて入力電圧値が変化して１６５Ｖになる場合について説明する。充電作業開始時は入力電圧値が１００Ｖであるので、図４に示されるようにステップＳＴ１、ＳＴ５、ＳＴ５、ＳＴ４の順番で最大充電時間が設定される。ステップＳＴ４で最大充電時間が設定されると、ついで、ステップＳＴ８を通りステップＳＴ１１に進む。
【００７３】
図６に示すように、この説明においては、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８では、ＥＣＵ４０は、入力電圧値が閾値である１６０Ｖより大きいか否かを判定する。入力電圧値は１６５Ｖなので、ＥＣＵ４０は、１６０Ｖより大きいと判定する。閾値である１６０Ｖより大きくなるということは、閾値を超えて変化することである。ついで、ステップＳＴ１９に進む。なお、ステップＳＴ１８では、入力電圧値が１６０Ｖ以下であると判定されると、図５の戻るステップに進む（図６のＣから図５のＣに進み、戻るステップに進む。）。
【００７４】
ステップＳＴ１９では、ＥＣＵ４０は、外部電源７０を２００Ｖと認識する。つまり、認識を１００Ｖから２００Ｖに改める。ついで、ステップＳＴ２０に進む。ステップＳＴ２０では、ＥＣＵ４０は、設定されている最大充電時間をリセットする。ついで、ステップＳＴ２１に進む。
【００７５】
ステップＳＴ２１では、ＥＣＵ４０は、その時点での電池２０のＳＯＣ情報と複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル２３の温度情報とに基づいて、第１のマップ４１を用いて最大充電時間を算出する。
【００７６】
つまり、入力電圧の変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が１００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化後に１６０Ｖ以上になった状態が、本発明で言う最大充電時間再算出状態となる。なお、入力電圧の変化直前の状態でのＥＣＵ４０による外部電源７０の認識が１００Ｖ交流電源であり、かつ、入力電圧値が変化後に１６０Ｖ以上になった状態は、本発明で言う最大充電時間再算出状態の一例である。
【００７７】
ついで、ステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、ＥＣＵ４０は、ステップＳＴ２１で算出された値を最大充電時間に設定する。
【００７８】
ステップＳＴ１７で最大充電時間が再設定されると、図５の動作に戻る。そして、ステップＳＴ８から動作が開始される。上記のように、ステップＳＴ８において最大充電時間が経過したと判定されるまでは、上記の動作（ステップＳＴ８，ＳＴ１０）が繰り返される。
【００７９】
上記のように充電作業の途中で入力電圧値の変化にともなって最大充電時間が再設定された場合は、当該再設定された時点から再設定された最大充電時間が経過したときに、充電作業が中止される。このことは、入力電圧値が何度変化しても同じである。
【００８０】
図５に示される充電制御装置６０の動作は、電池２０が満充電まで充電されて充電作業が終了されるか、または、最大充電時間が経過して中止されるまで続けられる。
【００８１】
なお、本実施形態では、一例として、上記したように、電池２０が満充電まで充電されると、図示しない手段によって、充電作業が終了される。
【００８２】
このように、充電制御装置６０は、充電作業開始時以降においては、図６に示されるように、外部電源７０の入力電圧値が変化する度に直ぐに当該変化後の値と閾値と比較し、最大充電時間を再算出する必要がある状態であると判定すると、最大充電時間を算出し設定する。このため、最大充電時間は、外部電源７０の入力電圧値への追従性が良いので、電池２０が効率よく充電されるようになる。
【００８３】
また、最大充電時間の算出に電池温度を反映させるので、より精度良く最大充電時間を算出でき、更に電池が効率よく充電される。
【００８４】
また、最大充電時間の算出に反映させる電池温度情報として、電池２０を構成する複数の電池セル２３のうち最低温度を示す電池セル２３の温度を反映することによって、充電効率のよい電池状態での最大充電時間を算出でき、過充電を防止することができる。
【００８５】
また、入力電圧検出結果が閾値以上のときは、入力電圧検出結果を閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出し、入力電圧検出結果が閾値より小さいときは、入力電圧検出結果を閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて最大充電時間を算出する。このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
【００８６】
また、閾値として、充電開始時では１６０Ｖ（ステップＳＴ１）を用い、充電作業中では、１５５Ｖと１６０Ｖ（ステップＳＴ１３，ＳＴ１８）を用いている。このように、充電作業中では、入力電圧値の検出結果の変化直前でのＥＣＵ４０による入力電圧値の認識（本実施形態では１００Ｖまたは２００Ｖ）に応じて、閾値として適切な値を用いている。
【００８７】
このため、影響の小さな入力電圧検出結果の変化をむやみに反映することなく最大充電時間を算出でき、効率のよい充電制御が可能となる。
【００８８】
なお、本実施形態では、充電開始時の入力電圧値を１００Ｖとして認識するか、または、２００Ｖとして認識するかの判定に用いる閾値として１６０Ｖを用いた（ステップＳＴ１）。そして、入力電圧値が変化した場合に、ＥＣＵ４０による入力電圧値の認識変更を行うか否かの判定に用いる閾値として、１５５Ｖと１６０Ｖとを用いた（ステップＳＴ１３，１８）。このように、本実施形態では閾値を複数用いており、充電作業の状態に応じて（判定工程に応じて）使い分けている。このことによって、上記の効果が得られる。
【００８９】
しかしながら、これのみに限定されるものではない。例えば、共通の１つの閾値が適切な値である場合は、共通する閾値のみを用いてもよい。この場合は、例えば、ステップＳＴ１，ＳＴ１３，ＳＴ１８において共通する閾値として１６０Ｖを用いてもよい。
【００９０】
または、各判定工程において適切な閾値を用いる結果、各々異なる値の閾値が用いられてもよい。この場合、例えば、ステップＳＴ１では閾値として１６０Ｖを用い、ステップＳＴ１３では閾値１５５Ｖを用い、ステップＳＴ１８では閾値として１６５Ｖを用いてもよい。
【００９１】
要するに、各判定工程において適切な閾値が用いられればよい。
【００９２】
また、本実施形態では、一例として、充電器５０のＰＦＣ部５２が本発明で言う入力電圧値検出部とし機能している。しかしながら、これに限定されない。例えば、充電器５０を構成する構成要素のうちＰＦＣ部５２以外の構成要素が外部電源７０の入力電圧値を検出する機能を有してもよい。または、充電器５０とは別途に入力電圧値検出部が設けられてもよい。
【００９３】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００９４】
２０…電池、４０…ＥＣＵ（算出部、電池温度検知部）、５２…ＰＦＣ部（入力電圧値検出部）、６０…充電制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用モータに電気エネルギを供給する電池を前記車両とは異なる外部電源から充電する際に、前記電池容量が最大となるまでの最大充電時間を算出し、前記最大充電時間が経過したら前記充電を終了させる充電制御装置において、
前記充電制御装置は、
前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、
充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、
を具備することを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電制御装置であって、
前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に具備し、
前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する
ことを特徴とする充電制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の充電制御装置であって、
前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知し、
前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる
ことを特徴とする充電制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の充電制御装置であって、
前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出し、
前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する
ことを特徴とする充電制御装置。
【請求項１】
車両駆動用モータに電気エネルギを供給する電池を前記車両とは異なる外部電源から充電する際に、前記電池容量が最大となるまでの最大充電時間を算出し、前記最大充電時間が経過したら前記充電を終了させる充電制御装置において、
前記充電制御装置は、
前記電池に充電入力される入力電圧値を連続的に検出する入力電圧値検出部と、
充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と前記電池の残存容量とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が予め設定された閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量とに基づいて前記最大充電時間を更新する算出部と、
を具備することを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電制御装置であって、
前記電池の電池温度を検知する電池温度検知部を更に具備し、
前記算出部は、前記充電開始時に前記入力電圧検出部の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を算出するとともに、前記入力電圧検出結果が前記閾値を超えて変化すると前記変化後の入力電圧検出結果と残存容量と前記電池温度検知部の検知結果とに基づいて前記最大充電時間を更新する
ことを特徴とする充電制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の充電制御装置であって、
前記電池温度検知部は、前記電池を構成する複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を検知し、
前記算出部は、前記電池温度検知部の検知結果として、前記複数の電池セルのうち最低温度を示す電池セル温度を用いる
ことを特徴とする充電制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の充電制御装置であって、
前記入力電圧検出結果が前記閾値以上のときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より大きい第１の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出し、
前記入力電圧検出結果が前記閾値より小さいときは、前記入力電圧検出結果を前記閾値より小さい第２の所定電圧値に置き換えて前記最大充電時間を算出する
ことを特徴とする充電制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９０４５６（Ｐ２０１２−９０４５６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５７５２（Ｐ２０１０−２３５７５２）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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