特許 7574883 車両および車両の充電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】車両および車両の充電方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 53/14 20190101AFI20241022BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241022BHJP

   B60L 53/30 20190101ALI20241022BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241022BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

B60L53/14

B60L50/60

B60L53/30

H02J7/00 P

H02J7/00 S

H02J7/04 H

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023097617

(22)【出願日】2023-06-14

(62)【分割の表示】P 2022030837の分割

【原出願日】2018-04-06

(65)【公開番号】P2023120290

(43)【公開日】2023-08-29

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚本 翔太

【審査官】佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－００７８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６７１１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／０６４８５６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－５８／４０

Ｂ６０Ｗ １０／００－２０／５０

Ｈ０２Ｊ ７／００ー ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両外部の充電設備から充電ケーブルを介して供給される電力により車載の蓄電装置を充電するプラグイン充電が可能に構成された車両であって、
前記充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットと、
前記充電設備からの供給電流を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記コネクタおよび前記インレットを冷却する冷却機構が前記充電設備に設けられている場合には、前記冷却機構が前記充電設備に設けられていない場合と比べて、前記供給電流を大きくする、車両。

【請求項2】

前記制御装置は、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かに関する情報を取得し、取得された情報に基づいて前記供給電流を大きくする、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記制御装置は、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている場合には、前記冷却機構が前記充電設備に設けられていない場合と比べて、前記供給電流の最大値を大きくする、請求項２に記載の車両。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記充電設備の位置情報に基づいて、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かを判定し、
前記充電設備の位置情報からは前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かを判定できない場合には、前記充電設備の位置情報をサーバに送信することによって、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かを示す情報を前記サーバから取得する、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。

【請求項5】

車両外部の充電設備から充電ケーブルを介して供給される電力により車載の蓄電装置のプラグイン充電を行なう、車両の充電方法であって、
前記車両は、前記充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットを備え、
前記車両の充電方法は、前記コネクタおよび前記インレットを冷却する冷却機構が前記充電設備に設けられている場合には、前記冷却機構が前記充電設備に設けられていない場合と比べて、前記充電設備から前記車両への供給電流を前記車両による制御によって大きくするステップを含む、車両の充電方法。

【請求項6】

前記供給電流を大きくするステップは、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かに関する情報を前記車両が取得し、取得された情報に基づいて前記車両が前記供給電流を大きくするステップを含む、請求項５に記載の車両の充電方法。

【請求項7】

前記供給電流を大きくするステップは、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている場合には、前記冷却機構が前記充電設備に設けられていない場合と比べて、前記供給電流の最大値を大きくするステップを含む、請求項６に記載の車両の充電方法。

【請求項8】

前記充電設備の位置情報に基づいて、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かを前記車両が判定するステップと、
前記充電設備の位置情報からは前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かを判定できない場合に、前記充電設備の位置情報を前記車両からサーバに送信することによって、前記冷却機構が前記充電設備に設けられている否かを示す情報を前記車両が前記サーバから取得するステップとを含む、請求項５～７のいずれか１項に記載の車両の充電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両および車両の充電方法に関し、より特定的には、車両外部の充電設備から充電ケーブルを介して供給される電力により、車載の蓄電装置を充電するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両外部の充電設備（充電スタンドなど）から充電ケーブルを介して供給される電力により車載の蓄電装置を充電する「プラグイン充電」が可能に構成された電動車両の開発が進められている。プラグイン充電では、一般に、充電設備、充電ケーブル、および、車両の充電インレットにおいて熱損失が発生する。そのため、これらの構成要素を過度の温度上昇から保護するための技術が提案されている。

【0003】

たとえば特開２０１５－２３３３６６号公報（特許文献１）に開示された車両の電源装置は、車両外部の充電設備（特許文献１では電源供給装置）または充電ケーブルの温度が耐熱温度を超えるおそれがあるか否かを示す情報を車両外部から受信する。そして、電源装置は、電源供給装置または充電ケーブルの温度が耐熱温度を超えるおそれがある場合には、車載の充電器の充電電力を制限する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２３３３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プラグイン充電においては、充電ケーブルの先端に設けられたコネクタと車両側のインレットとの接触部分（以下、「接触部分」と略す）において熱損失（ジュール熱）が生じ、接触部分の温度が過度に上昇することが特に懸念される。その一方で、ユーザの利便性向上のため、充電時間を短縮することも望まれている。充電時間の短縮は、充電電力の大電力化により実現される。しかし、充電電力（より詳細には充電設備からの供給電流）を大きくすると、その分だけ接触部分における熱損失も増大するため、接触部分の過熱が一層懸念されることとなる。したがって、充電ケーブルおよびインレットを適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することが求められる。

【0006】

このような観点から、充電設備と充電ケーブルとが一体的に構成されている場合に、充電設備および充電ケーブル（以下、包括的に「充電設備」とも記載する）に冷却機構を設けることが考えられる。より詳細には、充電設備と充電ケーブルのコネクタとの間を冷却液が循環する冷却機構（いわゆる水冷式の冷却機構）により充電ケーブルのコネクタおよびインレットを冷却することができる。その結果、接触部分の過熱を抑制し、充電ケーブルおよびインレットを適切に保護することが可能になる。

【0007】

このように冷却機構を設置した場合に以下のような課題が生じ得る点に本発明者は着目した。すなわち、市場には、冷却機構が設けられた充電設備と、冷却機構が設けられていない充電設備とが混在することとなる。仮に、充電設備に冷却機構が設けられているか否かに拘らず蓄電装置の充電態様を一律とした場合、冷却機構が設けられていない充電設備を基準に充電態様を定めると、冷却機構が設けられた充電設備による充電電力が相対的に小さくなり、充電時間を十分に短縮することができない可能性がある。一方、冷却機構が設けられた充電設備を基準に充電態様を定めると、冷却機構が設けられていない充電設備の充電電力が過度に大きくなり、充電設備を十分に保護できない可能性がある。よって、充電設備に冷却機構が設けられているか否かに応じて、蓄電装置の充電態様を変化させることが望ましい。

【0008】

本開示は上記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、プラグイン充電において、充電ケーブルおよびインレットを適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本開示のある局面に従う車両は、車両外部の充電設備から充電ケーブルを介して供給される電力により車載の蓄電装置を充電するプラグイン充電が可能に構成される。車両は、充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットと、充電設備からの供給電流が最大許容電流を上回らないように供給電流を制御する制御装置とを備える。制御装置は、コネクタおよびインレットを冷却するための冷却機構が充電設備に設けられているか否かに関連する情報（以下、「関連情報」とも記載する）を取得する。制御装置は、冷却機構が充電設備に設けられている場合には、冷却機構が充電設備に設けられていない場合と比べて、コネクタおよびインレットが許容できる電流の最大値である最大許容電流を大きくする。

【0010】

（２）好ましくは、関連情報は、充電設備を特定するための情報と、特定された充電設備に冷却機構が設けられているか否かを示す情報とが対応付けられた情報である。

【0011】

上記（１），（２）の構成によれば、冷却機構が充電設備に設けられている場合には、冷却機構が充電設備に設けられていない場合と比べて、最大許容電流が大きく設定される。これにより、冷却機構が設けられており充電設備では、比較的大きな最大許容電流を設定して充電時間を短縮することができる。一方、充電スタンドに冷却機構が設けられていない充電設備では、最大許容電流を比較的小さな値に制限することで、充電ケーブルおよびインレットを確実に保護することができる。したがって、充電ケーブルおよびインレットを適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することができる。

【0012】

（３）好ましくは、車両は、関連情報が格納されたメモリをさらに備える。制御装置は、メモリを参照することによって関連情報を取得する。

【0013】

上記（３）の構成によれば、メモリを参照することによって関連情報を取得することができるので、たとえば、関連情報を取得するための車両外部との通信を不要とすることができる。

【0014】

（４）好ましくは、車両は、他の車両および車両の外部に設けられたサーバのうちの少なくとも一方との通信が可能に構成された通信装置をさらに備える。制御装置は、通信装置を用いた通信により関連情報を取得する。

【0015】

上記（４）の構成によれば、メモリに格納された関連情報に充電設備の情報が含まれていなくとも、外部の他の車両またはサーバから関連情報を取得することができる。

【0016】

（５）好ましくは、車両は、車両の位置情報を取得するように構成された位置情報取得装置をさらに備える。制御装置は、車両と充電設備とが充電ケーブルにより接続された状態における車両の位置情報を取得することによって、充電設備を特定する。

【0017】

（６）好ましくは、制御装置は、充電ケーブルを介した充電設備との通信により充電設備の識別情報および充電設備の機種を示す情報のうちの少なくとも一方を取得することによって、充電設備を特定する。

【0018】

上記（５）の構成によれば、車両と充電設備とが充電ケーブルにより接続された状態では、車両の位置と充電設備の位置情報とがほぼ等しいので、車両の位置情報により充電設備を特定することができる。あるいは、上記（６）の構成のように、充電設備の識別情報および充電設備の機種を示す情報のうちの少なくとも一方により充電設備を特定することも可能である。

【0019】

（７）本開示のある局面に従う車両の充電方法は、車両外部の充電設備から充電ケーブルを介して供給される電力により車載の蓄電装置のプラグイン充電を行なう。車両は、充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットを備える。車両の充電方法は、第１～第３のステップを含む。第１のステップは、コネクタおよびインレットを冷却する冷却機構が充電設備に設けられているか否かに関連する情報（関連情報）を取得するステップである。第２のステップは、関連情報に基づいて充電設備に冷却機構が設けられているか否かを判定するステップである。第３のステップは、充電設備に冷却機構が設けられている場合には、充電設備に冷却機構が設けられていない場合と比べて、コネクタおよびインレットが許容できる電流の最大値を大きく設定するステップである。

【0020】

上記（７）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、充電ケーブルおよびインレットを適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することができる。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、プラグイン充電において、充電ケーブルおよびインレットを適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本開示の実施の形態１に係る充電システムの全体構成を概略的に示す図である。

【図2】実施の形態１に係る車両、充電スタンドおよび充電ケーブルの構成を概略的に示すブロック図である。

【図3】実施の形態１におけるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。

【図4】実施の形態１における充電テーブルの一例を示す図である。

【図5】サーバの充電器情報データベースに格納された充電器情報の一例を示す図である。

【図6】２つのマップの一例を示す図である。

【図7】実施の形態２におけるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態２における充電テーブルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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。

【0024】

［実施の形態１］
＜充電システムの全体構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係る充電システムの全体構成を概略的に示す図である。図１を参照して、充電システム１０は、車両１と、充電スタンド２と、充電ケーブル３と、サーバ９とを備える。

【0025】

車両１と充電スタンド２とは、充電ケーブル３により電気的に接続可能に構成されている。車両１は、あるユーザ（図示せず）の車両であり、たとえばプラグインハイブリッド車である。ただし、車両１は、プラグイン充電が可能に構成されていればよく、電気自動車であってもよい。

【0026】

図１には、充電スタンド２によるプラグイン充電が車両１に対して実施される状況が図示されている。充電スタンド２は、たとえば公共の充電スタンド（あるいは充電ステーション）である。そのため、充電スタンド２によるプラグイン充電は、車両１以外の車両（図示せず）に対して実施される場合もある。また、車両１に対するプラグイン充電は、図１に示した充電スタンド２以外の充電スタンド（図示せず）により実施される場合もある。

【0027】

車両１とサーバ９とは、互いに無線通信（双方向通信）が可能に構成されている。図示しないが、他の車両（図示せず）とサーバ９との間の無線通信も可能である。

【0028】

サーバ９は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力ポートとを含む。サーバ９の一部または全部は、ソフトウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよいし、電子回路等のハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。サーバ９は、図１に示す充電スタンド２を含む多数の充電スタンドに関する情報（充電器情報ＩＮＦＯ）が格納された充電器情報データベース９１を含む。充電器情報ＩＮＦＯの詳細については後述する（図５参照）。

【0029】

図２は、実施の形態１に係る車両１、充電スタンド２および充電ケーブル３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、充電スタンド２は、たとえば直流（ＤＣ：Direct Current）充電用の充電器であって、系統電源５００からの交流電力を、車両１に搭載されたバッテリ１５０を充電するための直流電力に変換して供給する。充電スタンド２は、電力線ＡＣＬと、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０と、電圧センサ２２０と、給電線ＰＬ０，ＮＬ０と、冷却機構２３０と、制御回路２００とを含む。冷却機構２３０は、流通経路２３１と、ウォーターポンプ２３２と、熱交換器２３３とを含む。

【0030】

電力線ＡＣＬは、系統電源５００に電気的に接続されている。電力線ＡＣＬは、系統電源５００からの交流電力をＡＣ／ＤＣ変換器２１０へ伝達する。

【0031】

ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、電力線ＡＣＬ上の交流電力を、車両１に搭載されたバッテリ１５０を充電するための直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０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てもよい。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０から出力された直流電力は、正極側の給電線ＰＬ０および負極側の給電線ＮＬ０によって供給される。

【0032】

電圧センサ２２０は、給電線ＰＬ０，ＮＬ０の間に設けられている。電圧センサ２２０は、給電線ＰＬ０，ＮＬ０間の電圧を検出し、その検出結果を制御回路２００に出力する。

【0033】

ウォーターポンプ２３２は、制御回路２００からの指令に従って、熱交換器２３３と、充電ケーブル３のコネクタ３１０との間を循環するように、流通経路２３１内に封入された冷却液（冷却水）を流通させる。これにより、コネクタ３１０とインレット１１０との接触部分（端子同士が接触する領域）を冷却することができる。

【0034】

熱交換器２３３は、たとえば伝熱管および放熱フィン（図示せず）を含んで構成されている。熱交換器２３３において、流通経路内２３１内の冷却液の熱が周囲の外気に放熱される。

【0035】

なお、冷却機構２３０の構成は、上記の水冷式の構成に限定されるものではなく、たとえば空冷式であってもよい。あるいは、冷却機構として、ヒートポンプシステムを採用してもよいし、ペルチェ素子を含む熱電冷却システムを採用してもよい。

【0036】

制御回路２００は、ＣＰＵと、メモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。制御回路２００は、電圧センサ２２０により検出された電圧、各種スイッチ、車両１からの信号、ならびに、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０による電力変換動作を制御する。また、制御回路２００は、各種信号ならびにメモリに記憶されたプログラムに基づいてウォーターポンプ２３２による冷却動作を制御する。

【0037】

さらに、充電ケーブル３のコネクタ３１０には、コネクタ３１０の温度Ｔ２を検出する温度センサ３１９が設けられている。制御回路２００は、温度センサ３１９から温度Ｔ２を示す信号を受けることで、コネクタ３１０における異常（より具体的には、コネクタ３１０とインレット１１０との接触部分の過熱）の有無を診断することが可能である。

【0038】

車両１は、インレット１１０と、充電線ＰＬ１，ＮＬ１と、電圧センサ１２１と、電流センサ１２２と、車両コンタクタ１３１，１３２と、システムメインリレー１４１，１４２と、バッテリ１５０と、電力線ＰＬ２，ＮＬ２と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１６０と、エンジン１７０と、モータジェネレータ１７１，１７２と、動力分割装置１７３と、駆動輪１７４と、通信モジュール１８０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。

【0039】

インレット（充電ポートとも称される）１１０は、充電ケーブル３のコネクタ３１０が電気的に接続可能に構成されている。より詳細には、コネクタ３１０が嵌合等の機械的な連結を伴ってインレット１１０に挿入されることにより、給電線ＰＬ０とインレット１１０の正極側の接点との間の電気的な接続が確保されるとともに、給電線ＮＬ０とインレット１１０の負極側の接点との間の電気的な接続が確保される。また、インレット１１０とコネクタ３１０とが充電ケーブルにより接続されることで、車両１のＥＣＵ１００と充電スタンド２の制御回路２００とがＣＡＮ（Controller Area Network）等の所定の通信規格に従う通信またはアナログ制御線を介したアナログ信号による通信により、各種信号、指令および情報（データ）を相互に送受信することが可能になる。

【0040】

また、インレット１１０には、充電ケーブル３のコネクタ３１０と同様に、インレット１１０の温度Ｔ１を検出するための温度センサ１１９が設けられている。ＥＣＵ１００は、温度センサ１１９から温度Ｔ１を示す信号を受けることで、インレット１１０における過熱等の異常の有無を診断することが可能である。

【0041】

電圧センサ１２１は、車両コンタクタ１３１，１３２よりもインレット１１０側において、充電線ＰＬ１と充電線ＮＬ１との間に設けられている。電圧センサ１２１は、充電線ＰＬ１，ＮＬ１間の直流電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。電流センサ１２２は、充電線ＰＬ１に設けられている。電流センサ１２２は、充電線ＰＬ１を流れる電流を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、電圧センサ１２１および電流センサ１２２による検出結果に基づき、充電スタンド２からの供給電力を算出することができる。

【0042】

車両コンタクタ１３１は充電線ＰＬ１に接続され、車両コンタクタ１３２は充電線ＮＬ１に接続されている。車両コンタクタ１３１，１３２の閉成／開放は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。車両コンタクタ１３１，１３２が閉成され、かつシステムメインリレー１４１，１４２が閉成されると、インレット１１０とバッテリ１５０との間での電力伝送が可能な状態となる。

【0043】

バッテリ１５０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１５０は、モータジェネレータ１７１，１７２で発電された電力を蓄電する。バッテリ１５０は、複数のセル（図示せず）を含んで構成された組電池であり、各セルはリチウムイオン二次電池もしくはニッケル水素二次電池等の二次電池である。本実施の形態では組電池の内部構成は特に限定されないので、以下ではセルについては特に言及せず、単にバッテリ１５０と記載する。なお、バッテリ１５０は、電気二重層キャパシタなどのキャパシタであってもよい。バッテリ１５０は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。

【0044】

バッテリ１５０の正極は、システムメインリレー１４１を経由してノードＮＤ１に電気的に接続されている。ノードＮＤ１は、充電線ＰＬ１および電力線ＰＬ２に電気的に接続されている。同様に、バッテリ１５０の負極は、システムメインリレー１４２を経由してノードＮＤ２に電気的に接続されている。ノードＮＤ２は、充電線ＮＬ１および電力線ＮＬ２に電気的に接続されている。システムメインリレー１４１，１４２の閉成／開放は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。

【0045】

バッテリ１５０には、電圧センサ１５１と、電流センサ１５２と、温度センサ１５３とが設けられている。電圧センサ１５１は、バッテリ１５０の電圧ＶＢを検出する。電流センサ１５２は、バッテリ１５０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサ１５３は、バッテリ１５０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、各センサによる検出結果に基づいて、たとえばバッテリ１５０のＳＯＣ（State Of Charge）を推定することができる。

【0046】

ＰＣＵ１６０は、電力線ＰＬ２，ＮＬ２とモータジェネレータ１７１，１７２との間に電気的に接続されている。ＰＣＵ１６０は、図示しないコンバータおよびインバータを含んで構成され、システムメインリレー１４１，１４２の閉成時にバッテリ１５０とモータジェネレータ１７１，１７２との間で双方向の電力変換を実行する。

【0047】

エンジン１７０は、ガソリンエンジン等の内燃機関であり、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて車両１が走行するための駆動力を発生する。

【0048】

モータジェネレータ１７１，１７２の各々は、たとえば三相交流回転電機である。モータジェネレータ１７１は、動力分割装置１７３を介してエンジン１７０のクランク軸に連結される。モータジェネレータ１７１は、エンジン１７０を始動させる際にはバッテリ１５０の電力を用いてエンジン１７０のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ１７１はエンジン１７０の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ１７１によって発電された交流電力は、ＰＣＵ１６０により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、モータジェネレータ１７１によって発電された交流電力は、モータジェネレータ１７２に供給される場合もある。

【0049】

モータジェネレータ１７２は、バッテリ１５０からの電力およびモータジェネレータ１７１により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ１７２は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ１７２によって発電された交流電力は、ＰＣＵ１６０により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。

【0050】

動力分割装置１７３は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン１７０のクランク軸、モータジェネレータ１７１の回転軸、および駆動軸の三要素を機械的に連結する。

【0051】

通信モジュール１８０は、サーバ９との無線通信が可能に構成されたＤＣＭ（Digital Communication Module）である。通信モジュール１８０は、本開示に係る「通信装置」に相当する。

【0052】

ナビゲーション装置１９０は、人工衛星（図示せず）からの電波に基づいて車両１の位置を特定する全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）受信機１９１を含む。ナビゲーション装置１９０は、ＧＰＳ受信機１９１により特定された車両１の位置情報（ＧＰＳ情報）を用いて車両１の各種ナビゲーション処理を実行する。より具体的には、ナビゲーション装置１９０は、車両１のＧＰＳ情報とメモリ（図示せず）に格納された道路地図データとに基づいて、車両１の現在地から目的地までの推奨ルート算出し、算出された推奨ルートの情報をＥＣＵ１００に出力する。

【0053】

ＥＣＵ１００は、制御回路２００と同様に、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１０２と、入出力ポート（図示せず）とを含んで構成されている。ＥＣＵ１００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機器類を制御する。

【0054】

ＥＣＵ１００により実行される主要な制御として、充電スタンド２から供給される電力により車載のバッテリ１５０を充電するプラグイン充電制御が挙げられる。プラグイン充電制御は、車両１のＥＣＵ１００と充電スタンド２の制御回路２００との間で充電ケーブル３を介して相互に信号、指令および情報を送受信することにより進められる。プラグイン充電制御では、充電スタンド２から充電ケーブル３を介して車両１に供給される電流が、当該電流の最大許容値である「最大許容電流」を上回らないように、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０による電力変換動作が制御される。

【0055】

また、ＥＣＵ１００のメモリ１０２には、プラグイン充電制御に用いられる充電テーブルＴＢＬ１が格納されている。充電テーブルＴＢＬ１については後に説明する（図４参照）。

【0056】

＜充電機器の保護と充電時間の短縮＞
プラグイン充電においては、ユーザの利便性向上のため、充電時間を短縮することが望まれている。充電時間の短縮は、充電スタンドから供給される充電電力を大電力化することで実現される。しかし、プラグイン充電中には、充電ケーブルのコネクタと車両側のインレットとの接触部分（コネクタ端子とインレット端子との接点）において、接触部分の抵抗値に電流値の２乗を乗算した大きさのジュール熱が熱損失として生じる。そのため、充電電力の大電力化を実現すべく、充電スタンドからの供給電流を増加させると、その分だけ熱損失も増大し、接触部分の過熱が一層懸念されることとなる。したがって、充電ケーブルのコネクタおよびインレットを適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することが求められる。

【0057】

市場には、図２に示すように冷却機構２３０（流通経路２３１、ウォーターポンプ２３２および熱交換器２３３）が設けられた充電スタンドが存在する一方で、冷却機構２３０が設けられていない充電スタンド（図示せず）も存在する。このように、様々な充電スタンドが混在する市場環境下において、仮に、冷却機構２３０が充電スタンドに設けられているか否かに拘らずバッテリ１５０の充電態様を一律とした場合、冷却機構２３０が設けられていない充電スタンドを基準に充電態様を定めると、冷却機構２３０が設けられた充電スタンドによる充電電力が相対的に小さくなり、充電時間を十分に短縮することができない可能性がある。一方、冷却機構２３０が設けられた充電スタンドを基準に充電態様を定めると、冷却機構２３０が設けられていない充電スタンドの充電電力が過度に大きくなり、充電ケーブルのコネクタおよびインレットを十分に保護できない可能性がある。

【0058】

そこで、本実施の形態においては、充電スタンドに冷却機構２３０が設けられているか否かに応じてバッテリ１５０の充電態様を変化させる。より具体的には、冷却機構２３０が充電スタンドに設けられている場合には、冷却機構２３０が充電スタンドに設けられていない場合と比べて、最大許容電流（後述する最大許容電流Ｉ，Ｊ）を大きく設定する。これにより、冷却機構２３０が設けられており冷却性能が高い充電スタンドでは、比較的大きな最大許容電流を設定して充電時間を短縮することができる。一方、充電スタンドに冷却機構２３０が設けられておらず冷却性能が相対的に低い充電スタンドでは、最大許容電流を比較的小さな値に制限することで、充電ケーブルおよびインレットを確実に保護することができる。以下、実施の形態１におけるプラグイン充電制御について詳細に説明する。

【0059】

＜プラグイン充電フロー＞
図３は、実施の形態１におけるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。図３および後述する図７に示すフローチャートは、充電ケーブル３のコネクタ３１０がインレット１１０に挿入された場合に実行される。図４に示すフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

【0060】

図３を参照して、Ｓ１１０において、ＥＣＵ１００は、温度センサ１５３からバッテリ１５０の温度ＴＢを取得するとともに、バッテリ１５０のＳＯＣを推定する。ＳＯＣの推定手法としては、予め取得されたＳＯＣ－ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）カーブを参照する手法または電流積算法など、各種公知の手法を採用することができる。

【0061】

Ｓ１２０において、ＥＣＵ１００は、ナビゲーション装置１９０により車両１のＧＰＳ情報を取得する。なお、車両１と充電スタンド（図２に示す例では充電スタンド２）とは充電ケーブル３により互いに接続された状態で隣接しているため、車両１の位置と充電スタンドの位置とは、ほぼ等しいとみなすことができる。

【0062】

Ｓ１３０において、ＥＣＵ１００は、メモリ１０２に格納された充電テーブルＴＢＬ１を参照することによって、充電スタンドの位置情報（＝車両１のＧＰＳ情報）が充電テーブルＴＢＬ１に含まれているか否かを判定する。

【0063】

図４は、実施の形態１における充電テーブルＴＢＬ１の一例を示す図である。図４に示すように、充電テーブルＴＢＬ１では、過去に車両１のプラグイン充電が行なわれた様々な充電スタンドの設置場所に関する位置情報と、その充電スタンドが冷却機構２３０を有していたか否かに関する情報とが対応付けられている。そのため、充電テーブルＴＢＬ１を参照することによって、充電ケーブルを介して車両１に接続された充電スタンド（以下、「対象充電スタンド」とも記載する）の位置情報から当該対象充電スタンドにおける冷却機構２３０の有無を判定することができる。なお、充電テーブルＴＢＬ１は、本開示に係る「関連する情報」に相当する。

【0064】

図３に戻り、対象充電スタンドの位置情報が充電テーブルＴＢＬ１に含まれている場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１４０に進める。これに対し、対象充電スタンドの位置情報が充電テーブルＴＢＬ１に含まれていない場合（Ｓ１３０においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、対象充電スタンドの位置情報をサーバ９に送信することによって、対象充電スタンドが冷却機構２３０を含んでいるか否かに関する情報をサーバ９から取得する（Ｓ１３５）。

【0065】

図５は、サーバ９の充電器情報データベース９１に格納された充電器情報ＩＮＦＯの一例を示す図である。図５を参照して、充電器情報ＩＮＦＯにおいては、たとえば、充電スタンドの識別情報である充電器ＩＤと、その充電スタンドの設置場所に関する情報（位置情報）と、その充電スタンドが対応している充電規格に関する情報と、その充電スタンドの充電料金に関する情報と、その充電スタンドが冷却機構２３０を有しているか否かに関する情報とが対応付けられている。サーバ９は、車両１のＥＣＵ１００からの問い合わせとともに対象充電スタンドの位置情報を受けると、充電器情報ＩＮＦＯを参照することによって、対象充電スタンドが冷却機構２３０を有しているか否かをＥＣＵ１００に回答する。

【0066】

図３を再び参照して、Ｓ１４０において、ＥＣＵ１００は、対象充電スタンドが冷却機構２３０を有している否かを判定する。より具体的には、Ｓ１３０にてＹＥＳ判定の場合には、ＥＣＵ１００は、充電テーブルＴＢＬ１を参照し、対象充電スタンドでの過去の充電履歴に基づき、対象充電スタンドが冷却機構２３０を有している否かを判定する。一方、Ｓ１３０にてＮＯ判定の場合には、ＥＣＵ１００は、サーバ９からの回答に基づき、対象充電スタンドが冷却機構２３０を有している否かを判定する。

【0067】

対象充電スタンドが冷却機構２３０を有している場合（Ｓ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後述するマップＭＰ１を参照することによって、バッテリ１５０の最大許容電流Ｉを算出する（Ｓ１５０）。これに対し、対象充電スタンドが冷却機構２３０を有していない場合（Ｓ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、マップＭＰ２を参照することによって、バッテリ１５０の最大許容電流Ｊを算出する（Ｓ１５５）。

【0068】

なお、サーバ９の充電器情報ＩＮＦＯが全ての充電ステーションに関する情報を網羅しているとは必ずしも限らないため、対象充電ステーションに関する情報が充電器情報ＩＮＦＯに含まれていない可能性もある。このような場合には、サーバ９からＥＣＵ１００に対して、対象充電ステーションに関する情報がない旨の回答が送られる。そうすると、ＥＣＵ１００は、インレット１１０等の保護を重視し、対象充電スタンドは冷却機構２３０を有していないものとして処理をＳ１５５に進め、マップＭＰ２を参照する。

【0069】

図６は、マップＭＰ１，ＭＰ２の一例を示す図である。図６に示すように、マップＭＰ１は、たとえば、バッテリ１５０の温度ＴＢ、バッテリ１５０のＳＯＣおよび最大許容電流Ｉの３つのパラメータを含む３次元マップである。より具体的に説明すると、バッテリ１５０の温度ＴＢは、各々が所定幅の複数の温度領域（Ｔ１，Ｔ２，・・・で示す）に区分されている。バッテリ１５０のＳＯＣについても同様に、各々が所定幅の複数のＳＯＣ領域（Ｓ１，Ｓ２，・・・で示す）に区分されている。最大許容電流Ｉは、区分された温度領域とＳＯＣ領域との組合せ毎に定められている。図６では、温度領域ＴｍとＳＯＣ領域Ｓｎとの組合せに対応する最大許容電流Ｉ（ｍ，ｎ）が示されている。詳細な説明は繰り返さないが、マップＭＰ２においてもマップＭＰ１と同様に、温度領域とＳＯＣ領域との組合せ毎に最大許容電流Ｊが定められている。

【0070】

同一の温度条件およびＳＯＣ条件（同一の温度領域ＴｍとＳＯＣ領域Ｓｎとの組合せ）で比較した場合に、マップＭＰ１における最大許容電流Ｉ（ｍ，ｎ）の絶対値は、マップＭＰ２における最大許容電流Ｊ（ｍ，ｎ）の絶対値よりも大きい（｜Ｉ（ｍ，ｎ）｜＞|Ｊ（ｍ，ｎ）|）。

【0071】

なお、各マップＭＰ１，ＭＰ２にバッテリ１５０の温度ＴＢおよびＳＯＣが含まれているのは、典型的な二次電池と同様に、バッテリ１５０の充電能力（バッテリ１５０が受け入れ可能な電流量）が温度依存性およびＳＯＣ依存性を有するためである。ただし、マップＭＰ１，ＭＰ２が温度ＴＢおよびＳＯＣを含む３次元マップであることは必須ではなく、マップＭＰ１，ＭＰ２は、温度ＴＢおよびＳＯＣのうちのどちらか一方と最大許容電流とを含む２次元マップであってもよい。あるいは、バッテリ１５０の充電能力を特に考慮せず、マップＭＰ１，ＭＰ２に代えて、最大許容電流の予め定められた値のみをメモリ１０２に格納させておいてもよい。

【0072】

図３に戻り、その後、ＥＣＵ１００は、バッテリ１５０のプラグイン充電を開始するように充電スタンド２を制御する（Ｓ１６０）。詳細には、ＥＣＵ１００は、充電ケーブル３を介してプラグイン充電の開始指令を対象充電スタンドの制御回路２００に送信することで、電力供給を開始するように制御回路２００にＡＣ／ＤＣ変換器２１０を制御させる。

【0073】

ＥＣＵ１００は、プラグイン充電の完了条件が成立するまで電力供給を続けさせ（Ｓ１７０においてＮＯ）、プラグイン充電の完了条件が成立すると（Ｓ１７０においてＹＥＳ）、電力供給を停止させる（Ｓ１８０）。なお、プラグイン充電の完了条件の成立とは、バッテリ１５０のＳＯＣが規定値に達し、バッテリ１５０が満充電状態に至ったことでもよいし、いわゆるタイマー充電において所定の充電終了時刻が到来したことでもよい。

【0074】

ＥＣＵ１００は、たとえば電力供給の停止後に、充電テーブルＴＢＬ１を更新する（Ｓ１９０）。詳細には、ＥＣＵ１００は、サーバ９からの回答に基づき対象充電スタンドの冷却機構２３０の有無を判定した場合（Ｓ１３５）には、当該充電スタンドの情報を充電テーブルＴＢＬ１に追加する。図示しないが、対象充電スタンドの情報が充電テーブルＴＢＬ１に既に含まれていた場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ判定の場合）には、Ｓ１９０の処理はスキップされる。なお、Ｓ１９０の処理の実行タイミングは特に限定されず、Ｓ１４０の処理以降の任意のタイミングでよい。

【0075】

以上のように、実施の形態１によれば、冷却機構２３０が対象充電スタンドに設けられている場合には、最大許容電流Ｉが設定される（Ｓ１５０）。これに対し、冷却機構２３０が対象充電スタンドに設けられていない場合には、最大許容電流Ｊが設定される（Ｓ１５５）。同一の温度条件および同一のＳＯＣ条件下では、最大許容電流Ｉ（の絶対値）の方が最大許容電流Ｊ（の絶対値）よりも大きい。これにより、冷却機構２３０が設けられている充電スタンド（図２参照）では、相対的に大きな最大許容電流Ｉが設定されるので、充電時間を短縮することができる。一方、冷却機構２３０が設けられていない充電スタンド（図示せず）では、相対的に小さな最大許容電流Ｊを設定して供給電流を制限することで、充電ケーブル３のコネクタ３１０と車両１のインレット１１０との接続部分における熱損失が小さくなり、より確実に当該接続部分を保護することができる。したがって、実施の形態１によれば、充電時間の短縮と、充電ケーブル３および車両１の保護とに関し、対象充電スタンドにおける冷却機構２３０の有無に応じて適切な対応を取ることができる。

【0076】

なお、図３に示したフローチャートでは、Ｓ１３５の処理にて対象充電スタンドの冷却機構２３０の有無をサーバ９に問い合わせると説明したが、この問合せを車両１の周囲の車両（図示せず）に対して、いわゆる車車間通信により行なってもよい。たとえば、対象充電スタンドでのプラグイン充電を済ませた他の車両から上記問合せに対する回答を取得することができる。

【0077】

［実施の形態２］
実施の形態１では、車両１のＧＰＳ情報を用いて対象充電スタンドの位置を特定し、充電スタンドの位置情報に基づいて最大許容電流を切り替える構成を例に説明した。しかし、対象充電スタンドの特定に対象充電スタンドの位置情報を用いることは必須ではない。実施の形態２においては、車両１と対象充電スタンドとの通信により最大許容電流を設定する構成について説明する。実施の形態２では、充電テーブルＴＢＬ１とは異なる充電テーブルＴＢＬ２がＥＣＵ１００のメモリ１０２に格納されている。実施の形態２における対象充電スタンドおよび車両の上記以外の構成は、図２に示した構成と基本的に同等であるため、説明は繰り返さない。

【0078】

図７は、実施の形態２におけるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。図７を参照して、このフローチャートは、Ｓ１２０～Ｓ１３５の処理に代えてＳ２２０～Ｓ２３５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３参照）と異なる。

【0079】

図７を参照して、ＥＣＵ１００は、温度センサ１５３からバッテリ１５０の温度ＴＢを取得するとともにバッテリ１５０のＳＯＣを推定する（Ｓ２１０）。その後、ＥＣＵ１００は、対象充電スタンドとの充電ケーブル３を介した通信により、対象充電スタンドの充電器ＩＤを取得する（Ｓ２２０）。そして、ＥＣＵ１００は、対象充電スタンドの充電器ＩＤが充電テーブルＴＢＬ２に含まれているか否かを判定する（Ｓ２３０）。

【0080】

図８は、実施の形態２における充電テーブルＴＢＬ２の一例を示す図である。図８に示すように、充電テーブルＴＢＬ２は、車両１のプラグイン充電に使用されたことがある様々な充電スタンドについて、充電器ＩＤと、その充電スタンドの機種と、冷却機構２３０の有無とに関する情報を含む。そのため、ＥＣＵ１００は、充電器ＩＤから冷却機構２３０の有無を判定することができる。

【0081】

なお、冷却機構２３０が設けられているか否かは、充電スタンドの機種（型番）によって定まる。そのため、ＥＣＵ１００は、対象充電スタンドの充電器ＩＤに代えて、または加えて、対象充電スタンドの機種に関する情報を通信により取得し、取得した情報から冷却機構２３０の有無を判定してもよい。

【0082】

図７を再び参照して、Ｓ２３０において、ＥＣＵ１００は、メモリ１０２に格納された充電テーブルＴＢＬ２を参照し、充電器ＩＤ（または対象充電スタンドの機種）に関する情報が充電テーブルＴＢＬ２に含まれているか否かを判定する。

【0083】

対象充電スタンドの充電器ＩＤに関する情報が充電テーブルＴＢＬ２に含まれていない場合（Ｓ２３０においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、図５に示した充電器情報ＩＮＦＯを利用するためにサーバ９に充電器ＩＤを送信し、対象充電スタンドが冷却機構２３０を含んでいるか否かの回答をサーバ９から取得する（Ｓ２３５）。対象充電スタンドの充電器ＩＤに関する情報が充電テーブルＴＢＬ２に含まれている場合（Ｓ２３０においてＹＥＳ）には、Ｓ２３５の処理はスキップされ、処理がＳ２４０に進められる。Ｓ２４０以降の各処理は、実施の形態１におけるフローチャート（図３参照）の対応する処理といずれも同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

【0084】

以上のように、実施の形態２によれば、対象充電スタンドの充電器ＩＤ（または機種に関する情報）に基づき、対象充電スタンドに冷却機構２３０が設けられているか否かが判定される。冷却機構２３０が設けられている場合には最大許容電流Ｉが設定される一方で（Ｓ２５０）、対象充電スタンドに冷却機構２３０が設けられていない場合には最大許容電流Ｊが設定される（Ｓ２５５）。このように、充電器ＩＤ（または機種に関する情報）を用いることによっても実施の形態１と同様に、充電ケーブル３のコネクタ３１０およびインレット１１０を適切に保護しつつ、できるだけ充電時間を短縮することができる。

【0085】

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。

【符号の説明】

【0086】

１０ 充電システム、１ 車両、２ 充電スタンド、３ 充電ケーブル、９ サーバ、９１ 充電器情報データベース、１００ ＥＣＵ、１０１ ＣＰＵ、１０２ メモリ、１１０ インレット、１１９，１５３，３１９ 温度センサ、１２１，１５１，２２０ 電圧センサ、１２２，１５２ 電流センサ、１３１，１３２ 車両コンタクタ、１４１，１４２ ＳＭＲ、１５０ バッテリ、１６０ ＰＣＵ、１７０ エンジン、１７１，１７２ モータジェネレータ、１７３ 動力分割装置、１７４ 駆動輪、１８０ 通信モジュール、１９０ ナビゲーション装置、１９１ ＧＰＳ受信機、２００ 制御回路、２１０ ＡＣ／ＤＣ変換器、２３０ 冷却機構、２３１ 流通経路、２３２ ウォーターポンプ、２３３ 熱交換器、３１０ コネクタ、５００ 系統電源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】