7585880 車載蓄電システム

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】車載蓄電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/04 20060101AFI20241112BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241112BHJP

   B60L 53/30 20190101ALI20241112BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241112BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H02J7/04 C

H02J7/00 P

H02J7/04 A

B60L53/30

H01M10/44 Q

H01M10/48 P

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021031751

(22)【出願日】2021-03-01

(65)【公開番号】P2022132978

(43)【公開日】2022-09-13

【審査請求日】2023-09-12

(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】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今出 侑希

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１２４０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３３１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０３１０７５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

Ｂ６０Ｌ ５３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、
蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて充電装置により前記蓄電装置に充電する外部充電の際には、前記外部充電用の電流指令を前記充電装置に送信する制御装置と、
を備える車載蓄電システムであって、
前記制御装置は、前記外部充電の際には、充電開始時以降に、前記電流指令の変化に伴う前記蓄電装置の電流の変化に基づいて前記充電装置の応答速度を推定し、前記充電装置の応答速度を推定した以降に前記電流指令を低下させるときには、前記電流指令の変化速度が前記充電装置の応答速度以下となるように前記電流指令を設定し、
前記制御装置は、前記外部充電の際には、前記蓄電装置の蓄電割合に基づくベース電流指令に基づいて前記電流指令を設定し、前記外部充電の際における前記充電装置の応答速度を推定した以降に前記ベース電流指令を低下させるときに、前記ベース電流指令の変化速度の絶対値が前記充電装置の応答速度に対して一時的に超過する一時超過を生じるときには、前記ベース電流指令の変化速度の絶対値が前記充電装置の応答速度に対して超過した後に前記充電装置の応答速度以下に復帰する復帰時刻と、前記復帰時刻の前記ベース電流指令と、前記充電装置の応答速度と、に基づいて制限開始時刻を設定し、前記制限開始時刻に至った以降は、前記充電装置の応答速度を用いて前記電流指令を徐々に低下させる、
車載蓄電システム。

【請求項2】

請求項１記載の車載蓄電システムであって、
前記制御装置は、前記外部充電の際には、前記電流指令が変化したときの前記蓄電装置の電流の変化速度を前記充電装置の応答速度として推定する、
車載蓄電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載蓄電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の技術としては、充電禁止電圧よりも低い充電目標電圧と蓄電装置の電圧との差に基づいて充電可能電力を算出すると共に充電可能電力に基づいて電流指令を算出する充電制御部と、充電制御部からの指令に基づいて蓄電装置に充電を行なう充電装置と、を備える充電システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この充電システムでは、充電制御部は、蓄電装置の電圧が充電目標電圧に到達する以降は、蓄電装置の電圧が充電目標電圧に維持されるように電流指令を算出する。また、充電制御部は、蓄電装置の電圧が、充電目標電圧よりも高く且つ充電禁止電圧よりも低い電圧範囲内で定めた許容電圧領域内に所定時間以上に亘って存在するときや、蓄電装置の電圧が充電禁止電圧に到達したときには、蓄電装置の充電を停止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６３０８３０１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の充電システムでは、充電装置の応答速度が低い場合、電流指令を低下させるときに、電流指令の低下に対する蓄電装置の電流の低下の追従性が低くなりやすい。この追従性が低くなると、蓄電装置の電圧が、許容電圧領域内に留まったり、充電禁止電圧に至ったり（過電圧が生じたり）し、蓄電装置の充電を途中停止する可能性が高くなる。

【0005】

本発明の車載蓄電システムは、充電装置の応答速度が低い場合でも、蓄電装置の充電をより適切に行なえるようにすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の車載蓄電システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明の車載蓄電システムは、
車両に搭載され、
蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて充電装置により前記蓄電装置に充電する外部充電の際には、前記外部充電用の電流指令を前記充電装置に送信する制御装置と、
を備える車載蓄電システムであって、
前記制御装置は、前記外部充電の際には、充電開始時以降に、前記電流指令の変化に伴う前記蓄電装置の電流の変化に基づいて前記充電装置の応答速度を推定し、前記充電装置の応答速度を推定した以降は、前記充電装置の応答速度を考慮して前記電流指令を設定する、
ことを要旨とする。

【0008】

本発明の車載蓄電システムでは、外部電源からの電力を用いて充電装置により蓄電装置に充電する外部充電の際には、外部充電用の電流指令を充電装置に送信する。この場合に、外部充電の際には、充電開始時以降に、電流指令の変化に伴う蓄電装置の電流の変化に基づいて充電装置の応答速度を推定し、充電装置の応答速度を推定した以降は、充電装置の応答速度を考慮して電流指令を設定する。これにより、充電装置の応答速度が比較的低い場合でも、電流指令を低下させるときに、電流指令の低下に対する蓄電装置の電流の低下の追従性が低くなるのを抑制することができ、蓄電装置の過電圧や過充電などの不都合を生じるのを抑制することができる。この結果、蓄電装置の充電をより適切に行なうことができる。ここで、充電装置は、車両外部に配置されるものとしてもよいし、車両内部に配置される（車両が備える）ものとしてもよい。前者の場合、後者の場合に比して、制御装置と充電装置との通信遅れにより充電装置の応答速度が低くなりやすいことから、本発明の意義がより大きい。

【0009】

本発明の車載蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前記外部充電の際における前記充電装置の応答速度を推定した以降に前記電流指令を低下させるときには、前記電流指令の変化速度が前記充電装置の応答速度以下となるように前記電流指令を設定するものとしてもよい。こうすれば、充電装置の応答速度を推定した以降に電流指令を低下させるときに、電流指令の変化速度が充電装置の応答速度よりも大きくなるのを抑制することができる。これにより、充電装置の応答速度が比較的低い場合でも、電流指令を低下させるときに、蓄電装置の過電圧や過充電などの不都合を生じるのを抑制することができる。

【0010】

この場合、前記制御装置は、前記外部充電の際には、前記蓄電装置の蓄電割合に基づくベース電流指令に基づいて前記電流指令を設定し、前記制御装置は、前記外部充電の際における前記充電装置の応答速度を推定した以降に前記ベース電流指令を低下させるときに、前記ベース電流指令の変化速度の絶対値が前記充電装置の応答速度に対して一時的に超過する一時超過を生じるときには、前記ベース電流指令の変化速度の絶対値が前記充電装置の応答速度に対して超過した後に前記充電装置の応答速度以下に復帰する復帰時刻と、前記復帰時刻の前記ベース電流指令と、前記充電装置の応答速度と、に基づいて制限開始時刻を設定し、前記制限開始時刻に至った以降は、前記充電装置の応答速度を用いて前記電流指令を徐々に低下させるものとしてもよい。こうすれば、電流指令を低下させるときに、電流指令をより適切に設定することができる。

【0011】

本発明の車載蓄電システムにおいて、前記制御装置は、前記外部充電の際には、前記電流指令が変化したときの前記蓄電装置の電流の変化速度を前記充電装置の応答速度として推定するものとしてもよい。こうすれば、充電装置の応答速度をより適切に推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施例としての車載蓄電システムを備える電気自動車２０および充電スタンド８０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】車両ＥＣＵ６０により実行される電流指令設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図3】車両ＥＣＵ６０により実行される応答速度推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図4】外部充電の開始時の電流指令Ｉｃ＊およびバッテリ３６の電流Ｉｂの様子の一例を示す説明図である。

【図5】一時超過を生じる場合のベース電流指令Ｉｃｂｓ、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈの様子の一例を示す説明図である。

【図6】外部充電の際のベース電流指令Ｉｃｂｓ、電流指令Ｉｃ＊、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈの様子の一例を示す説明図である。

【図7】外部充電中の電流指令Ｉｃ＊およびバッテリ３６の電流Ｉｂの様子の一例を示す説明図である。

【図8】変形例の電気自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0014】

図１は、本発明の一実施例としての車載蓄電システムを備える電気自動車２０および充電スタンド８０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、実施例の電気自動車２０は、走行用のモータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、駆動用電力ライン３８と、システムメインリレー４０と、充電用電力ライン５０と、車両コネクタ５２と、充電用リレー５４と、車両用電子制御ユニット（以下、「車両ＥＣＵ」という）６０とを備える。実施例の車載蓄電システムとしては、バッテリ３６および車両ＥＣＵ６０が該当する。

【0015】

モータ３２は、例えば同期発電電動機として構成されており、モータ３２の回転子は、駆動輪ＤＷにデファレンシャルギヤを介して連結された駆動軸ＤＳに接続されている。インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に駆動用電力ライン３８に接続されている。モータ３２は、インバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子のスイッチング制御により、回転駆動される。

【0016】

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、駆動用電力ライン３８に接続されている。システムメインリレー４０は、駆動用電力ライン３８に設けられており、インバータ３４側とバッテリ３６側との接続および接続の解除を行なう。

【0017】

充電用電力ライン５０は、一端部が駆動用電力ライン３８のシステムメインリレー４０よりもインバータ３４側に接続され、他端部が車両コネクタ５２に接続されている。車両コネクタ５２は、自宅や充電ステーションなどで充電スタンド８０のスタンドコネクタ８２と接続可能に構成されている。充電用リレー５４は、充電用電力ライン５０に設けられており、車両コネクタ５２側と駆動用電力ライン３８側との接続および接続の解除を行なう。

【0018】

車両ＥＣＵ６０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロプロセッサを備える。車両ＥＣＵ６０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。車両ＥＣＵ６０に入力される信号としては、例えば、モータ３２のロータの回転位置を検出する回転位置センサ（例えばレゾルバ）３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍを挙げることができる。バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ、バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂも挙げることができる。車両コネクタ５２に設けられた接続センサ５３からの接続信号も挙げることができる。なお、車両ＥＣＵ６０は、車両の駆動制御装置としても機能するため、車両ＥＣＵ６０には、走行制御に必要な情報も入力されている。これらの情報としては、例えば、スタートスイッチからのスタート信号や、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジション、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジション、車速センサからの車速を挙げることができる。

【0019】

車両ＥＣＵ６０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。車両ＥＣＵ６０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、システムメインリレー４０への制御信号、充電用リレー５４への制御信号を挙げることができる。車両ＥＣＵ６０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂに基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算する。車両ＥＣＵ６０は、自宅や充電ステーションなどで充電スタンド８０のスタンド用電子制御ユニット（以下、「スタンドＥＣＵ」という）８６と無線通信可能となっている。

【0020】

充電スタンド８０は、スタンドコネクタ８２と、充電器８４と、スタンドＥＣＵ８６とを備える。スタンドコネクタ８２は、電気自動車２０の車両コネクタ５２と接続可能に構成されている。充電器８４は、家庭用電源や商業用電源などの交流電源として構成された外部電源９０とスタンドコネクタ８２とに接続されており、車両コネクタ５２とスタンドコネクタ８２とが接続されてバッテリ３６の充電が指示されたときに、外部電源９０からの交流電力を直流電力に変換すると共に電力（電圧や電流）を調節して電気自動車２０に供給する。

【0021】

スタンドＥＣＵ８６は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロプロセッサを備える。スタンドＥＣＵ８６には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。スタンドＥＣＵ８６に入力される信号としては、例えば、充電器８４の出力側の端子間に取り付けられた電圧センサ８５ａからの充電器８４の出力電圧Ｖｃや、充電器８４の出力端子に取り付けられた電流センサ８５ｂからの充電器８４の出力電流Ｉｃを挙げることができる。スタンドＥＣＵ８６からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。スタンドＥＣＵ８６から出力される信号としては、例えば、充電器８４への制御信号を挙げることができる。スタンドＥＣＵ８６は、電気自動車２０の車両ＥＣＵ６０と無線通信可能となっている。

【0022】

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、自宅や充電ステーションなどでシステムオフで停車しているときに、車両コネクタ５２とスタンドコネクタ８２とが接続されると、接続センサ５３から車両ＥＣＵ６０に接続信号が送信され、車両ＥＣＵ６０が車両コネクタ５２とスタンドコネクタ８２との接続を検知する。続いて、ユーザにより、外部電源９０（充電スタンド８０）からの電力を用いてバッテリ３６を充電する外部充電が指示されると、車両ＥＣＵ６０は、最初に、システムメインリレー４０および充電用リレー５４をオンにする。そして、車両ＥＣＵ６０は、外部充電用の電流指令Ｉｃ＊をスタンドＥＣＵ８６に送信し、スタンドＥＣＵ８６は、充電器８４の出力電流Ｉｃが電流指令Ｉｃ＊となるように充電器８４を制御する。このようにして外部充電が行なわれる。そして、車両ＥＣＵ６０は、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｃｈ（例えば、８０％～９５％程度）に至ると、外部充電の終了指令をスタンドＥＣＵ８６に送信し、スタンドＥＣＵ８６は、これを受信すると、充電器８４を停止する。このようにして外部充電が終了される。その後に、車両ＥＣＵ６０は、システムメインリレー４０および充電用リレー５４をオフにする。

【0023】

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、外部充電の際に車両ＥＣＵ６０により電流指令Ｉｃ＊を設定する処理について説明する。図２は、車両ＥＣＵ６０により実行される電流指令設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、外部充電の際に繰り返し実行される。

【0024】

図２の電流指令設定ルーチンが実行されると、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣや温度Ｔｂなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ３６ｂにより検出されるバッテリ３６の電流Ｉｂに基づいて演算された値が入力される。バッテリ３６の温度Ｔｂは、温度センサ３６ｃにより検出された値が入力される。

【0025】

こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣおよび温度Ｔｂに基づいて、将来（直近の時刻ｔ１～時刻ｔ１よりもある程度後の時刻ｔ２）の各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］は、各時刻ｔの電流指令Ｉｃ＊［ｔ］のベース値であり、例えば、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣおよび温度Ｔｂをベース電流指令設定用マップに適用して設定することができる。ベース電流指令設定用マップは、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣおよび温度Ｔｂと各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］との関係として予め実験や解析により設定され、車両ＥＣＵ６０のＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されている。

【0026】

続いて、時刻ｔ１～ｔ２における各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］に基づいて、時刻ｔ１～ｔ２のうち時刻ｔ１を除く各時刻ｔのベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓ［ｔ］を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、各時刻ｔのベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓ［ｔ］は、各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］の単位時間当たりの変化量であり、例えば、時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］から時刻（ｔ－Δｔ１）のベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ－Δｔ１］を減じた値を時刻ｔと時刻（ｔ－Δｔ１）との時間間隔Δｔ１で除して演算することができる。

【0027】

そして、外部充電の際の充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを推定済みであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈは、車両ＥＣＵ６０からスタンドＥＣＵ８６に電流指令Ｉｃ＊を送信してからスタンドＥＣＵ８６により充電器８４が制御されてバッテリ３６の電流Ｉｂに反映されるまでの応答遅れに関する速度であり、図３の応答速度推定ルーチンにより演算される。以下、図２の電流指令設定ルーチンの説明を中断し、図３の応答速度推定ルーチンについて説明する。

【0028】

図３の応答速度推定ルーチンは、外部充電の実行が指示されたときに実行が開始される。このルーチンが実行されると、車両ＥＣＵ６０は、最初に、電流指令Ｉｃ＊を入力する（ステップＳ３００）。ここで、電流指令Ｉｃ＊は、車両ＥＣＵ６０により、値０が設定されまたは図２の電流指令設定ルーチンにより設定され、直前に充電スタンド８０のスタンドＥＣＵ８６に送信された値が入力される。

【0029】

続いて、電流指令Ｉｃ＊から前回の電流指令（前回Ｉｃ＊）を減じた値を電流指令Ｉｃ＊の取得間隔としての時間間隔Δｔ２で除して電流指令変化速度Ｖｉｃ＊を演算し（ステップＳ３１０）、演算した電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値を閾値Ｖｉｃｒｅｆと比較する（ステップＳ３２０）。ここで、時間間隔Δｔ２は、上述の時間間隔ｔ１と同一とした。閾値Ｖｉｃｒｅｆは、電流指令Ｉｃ＊がある程度大きく変化したか否かを判定するための閾値である。実施例では、外部充電の開始時に、電流指令Ｉｃ＊を値０から比較的大きい正の値Ｉｃ１にステップ状に変化させるものとした。したがって、ステップＳ３２０の処理は、外部充電の開始前であるか開始時であるかを判定する処理である。ステップＳ３２０で電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値が閾値Ｖｉｃｒｅｆ未満であるときには、外部充電の開始前であると判断し、ステップＳ３００に戻る。

【0030】

ステップＳ３２０で電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値が閾値Ｖｉｃｒｅｆ以上であるときには、外部充電の開始時であると判断し、時間ｔｄの計時を開始する（ステップＳ３３０）。続いて、ステップＳ３００の処理と同様に電流指令Ｉｃ＊を入力すると共に、バッテリ３６の電流Ｉｂを入力する（ステップＳ３４０）。ここで、バッテリ３６の電流Ｉｂは、電流センサ３６ｂにより検出された値が入力される。

【0031】

そして、電流指令Ｉｃ＊からバッテリ３６の電流Ｉｂを減じて電流差分ΔＩを演算し（ステップＳ３５０）、演算した電流差分ΔＩの絶対値を閾値ΔＩｒｅｆと比較する（ステップＳ３６０）。ここで、閾値ΔＩｒｅｆは、バッテリ３６の電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊に十分に接近したか否かを判定するための閾値である。電流差分ΔＩの絶対値が閾値ΔＩｒｅｆよりも大きいときには、バッテリ３６の電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊に未だに十分に接近していないと判断し、ステップＳ３４０に戻る。

【0032】

ステップＳ３６０で電流差分ΔＩの絶対値が閾値ΔＩｒｅｆ以下であるときには、バッテリ３６の電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊に十分に接近したと判断し、ステップＳ３１０で演算した電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値を時間ｔｄで除した値を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして推定して（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。

【0033】

図４は、外部充電の開始時の電流指令Ｉｃ＊およびバッテリ３６の電流Ｉｂの様子の一例を示す説明図である。図４の例では、時刻ｔ１１に電流指令Ｉｃ＊を値０から正の値Ｉｃ１にステップ状に変化させて、その後の時刻ｔ１２にバッテリ３６の電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊に十分に接近している。この場合、値Ｉｃ１から値０を減じた値が電流指令変化速度Ｖｉｃ＊に相当すると共に時間（ｔ１２－ｔ１１）が時間ｔｄに相当する。したがって、値Ｉｃ１を時間（ｔ１２－ｔ１１）で除して得られるバッテリ３６の電流Ｉｂの立ち上がり速度を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして演算することになる。

【0034】

図２の電流指令設定ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１３０で充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを推定済みでないと判定したときには、直近の時刻ｔ１のベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ１］を電流指令Ｉｃ＊に設定してスタンドＥＣＵ８６に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。なお、上述したように、外部充電の開始時には、電流指令Ｉｃ＊を値０から比較的大きい正の値Ｉｃ１にステップ状に変化させる。

【0035】

ステップＳ１３０で充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを推定済みであると判定したときには、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを入力する（ステップＳ１４０）。続いて、時刻ｔ１～ｔ２における各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］を時系列順に見て、ベース電流指令Ｉｃｂｓ（電流指令Ｉｃ＊）を低下させるか否かを予測し（ステップＳ１５０）、ベース電流指令Ｉｃｂｓ（電流指令Ｉｃ＊）を低下させると予測したときには、時刻ｔ１～ｔ２における各時刻ｔのベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓ［ｔ］を時系列順に見て、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈに対して一時的に超過する一時超過を生じるか否かを予測する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１５０でベース電流指令Ｉｃｂｓ（電流指令Ｉｃ＊）を低下させないと予測したときや、ステップＳ１５０でベース電流指令Ｉｃｂｓを低下させると予測し且つステップＳ１６０で一時超過を生じないと予測したときには、直近の時刻ｔ１のベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ１］を電流指令Ｉｃ＊に設定してスタンドＥＣＵ８６に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。

【0036】

ここで、ステップＳ１５０の処理は、例えば、時系列順に、各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］をそれぞれ時刻（ｔ－Δｔ１）のベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ－Δｔ１］と比較することにより行なうことができる。ステップＳ１６０の処理は、例えば、時系列順に、各時刻ｔのベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓ［ｔ］をそれぞれ充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈと比較することにより行なうことができる。外部充電では、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｃｈに接近すると、バッテリ３６の過電圧や過充電を抑制するためなどの理由により、ベース電流指令Ｉｃｂｓを低下させる。このときに、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値が一時的に大きくなる。充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈが比較的低い場合、一時超過を生じる可能性がある。ステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理は、これを考慮した処理である。図５は、一時超過を生じる場合のベース電流指令Ｉｃｂｓ、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈの様子の一例を示す説明図である。以下、一時超過を生じるときの処理について、図５を参照しながら説明する。

【0037】

ステップＳ１５０でベース電流指令Ｉｃｂｓ（電流指令Ｉｃ＊）を低下させると予測し且つステップＳ１６０で一時超過を生じると予測したときには、復帰時刻Ｔｒｅおよび復帰時電流Ｉｃｒｅを設定する（ステップＳ１７０）。ここで、復帰時刻Ｔｒｅは、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈに対して超過した後に応答速度Ｖｃｈ以下に復帰する時刻であり、復帰時電流Ｉｃｒｅは、復帰時刻Ｔｒｅのベース電流指令Ｉｃｂｓ［Ｔｒｅ］である。この処理は、例えば、時刻ｔ１～ｔ２における各時刻ｔのベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓ［ｔ］をそれぞれ充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈと比較することにより行なうことができる。図５の例では、時刻ｔ２１を復帰時刻Ｔｒｅに設定し、時刻ｔ２１のベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ２１］を復帰時電流Ｉｃｒｅに設定することになる。

【0038】

続いて、復帰時刻Ｔｒｅと復帰時電流Ｉｃｒｅと充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈと時刻ｔ１～ｔ２および時刻ｔ１よりも前の各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］とに基づいて、制限開始時刻Ｔｌｉｓを設定する（ステップＳ１８０）。ここで、時刻ｔ１よりも前の各時刻ｔのベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］は、過去に本ルーチンを実行したときに設定された値が用いられる。制限開始時刻Ｔｌｉｓは、電流指令Ｉｃ＊をベース電流指令Ｉｃｂｓに対して制限する制限処理を開始すべき時刻である。ステップＳ１８０の処理は、例えば、復帰時刻Ｔｒｅと復帰時電流Ｉｃｒｅと充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとを用いて式（１）により時刻ｔの制限電流Ｉｌｉ［ｔ］を演算すると共に時刻ｔの制限電流Ｉｌｉ［ｔ］とベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ］とを比較する処理を、復帰時刻Ｔｒｅから逆時系列順に時刻ｔを変更しながら実行し、制限電流Ｉｌｉがベース電流指令Ｉｃｂｓ未満である条件を満たす最も早い時刻を制限開始時刻Ｔｌｉｓに設定することにより行なうことができる。制限電流Ｉｌｉは、式（１）から分かるように、逆時系列順に充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈの傾きで増加する。図５の例では、式（１）に対応する破線の直線Ｌにおける各時刻ｔの電流値を制限電流Ｉｌｉ［ｔ］に設定し、制限電流Ｉｌｉがベース電流指令Ｉｃｂｓ未満である条件を満たす最も早い時刻ｔ２２を制限開始時刻Ｔｌｉｓに設定することになる。

【0039】

Ili[t]＝Icre－Vch・(t－Tre) (1)

【0040】

さらに、制限開始時刻Ｔｌｉｓから直近の時刻ｔ１を減じた値を値０とを比較する（ステップＳ１９０）。この処理は、上述の制限処理を開始するか否かを判定する処理である。制限開始時刻Ｔｌｉｓから時刻ｔ１を減じた値が正であるときには、制限処理を開始しないと判断し、直近の時刻ｔ１のベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ１］を電流指令Ｉｃ＊に設定してスタンドＥＣＵ８６に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。

【0041】

ステップＳ１９０で制限開始時刻Ｔｌｉｓから時刻ｔ１を減じた値が値０以下であるときには、制限処理を開始すると判断し、前回の電流指令Ｉｃ＊から充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを減じた値を電流指令Ｉｃ＊に設定してスタンドＥＣＵ８６に送信し（ステップＳ２１０）、電流指令Ｉｃ＊を復帰時電流Ｉｃｒｅと比較する（ステップＳ２２０）。電流指令Ｉｃ＊が復帰時電流Ｉｃｒｅよりも大きいときには、ステップＳ２１０に戻る。こうしてステップＳ２１０，Ｓ２２０を繰り返し実行することにより、制限処理として、電流指令Ｉｃ＊を応答速度Ｖｃｈずつ低下させることになる。このときの電流指令Ｉｃ＊は、上述の制限電流Ｉｌｉに略対応する。したがって、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを推定した以降にベース電流指令Ｉｃｂｓ（電流指令Ｉｃ＊）を低下させるときに、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊（図３の応答速度推定ルーチンのステップＳ３１０の処理と同様に演算可能）の絶対値が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈよりも大きくなるのを抑制することができる。これにより、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈが比較的低い場合でも、電流指令Ｉｃ＊を低下させるときに、電流指令Ｉｃ＊の低下に対するバッテリ３６の電流Ｉｂの低下の追従性が低くなるのを抑制することができ、バッテリ３６の過電圧や過充電などの不都合を生じるのを抑制することができる。この結果、バッテリ３６の充電をより適切に行なうことができる。

【0042】

ステップＳ２２０で電流指令Ｉｃ＊が復帰時電流Ｉｃｒｅ以下に至ると、制限処理を終了して、本ルーチンを終了する。ベース電流指令Ｉｃｂｓ（電流指令Ｉｃ＊）の低下中に電流指令Ｉｃ＊が復帰時電流Ｉｃｒｅ以下になったときを考えると、次回に本ルーチンが実行されたときには、基本的には、ステップＳ１００～Ｓ１６０，Ｓ２００の処理を実行することになる。なお、電流指令Ｉｃ＊が復帰時電流Ｉｃｒｅ以下に至る前にバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｃｈに至ったときには、上述のように外部充電を終了させることにより、制限処理を終了する。

【0043】

図６は、外部充電の際のベース電流指令Ｉｃｂｓ、電流指令Ｉｃ＊、ベース電流変化速度Ｖｉｃｂｓの絶対値、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈの様子の一例を示す説明図である。ここで、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊は、図３の応答速度推定ルーチンのステップＳ３１０の処理と同様に演算される。図中、時刻ｔ２１（復帰時刻Ｔｒｅ）やベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ２１］（復帰時電流Ｉｃｒｅ）、時刻ｔ２２（制限開始時刻Ｔｌｉｓ）については、図５と同様である。

【0044】

図示するように、外部充電の際において、制限開始時刻Ｔｌｉｓよりも前は、ベース電流指令Ｉｃｂｓを電流指令Ｉｃ＊に設定し、制限開始時刻Ｔｌｉｓ以降は、電流指令Ｉｃ＊を前回値から充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈずつ低下させ、復帰時刻Ｔｒｅ以降は、ベース電流指令Ｉｃｂｓを電流指令Ｉｃ＊に設定する。したがって、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈを推定した以降に、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊の絶対値が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈよりも大きくなるのを抑制することができる。これにより、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈが比較的低い場合でも、電流指令Ｉｃ＊を低下させるときに、電流指令Ｉｃ＊の低下に対するバッテリ３６の電流Ｉｂの低下の追従性が低くなるのを抑制することができ、バッテリ３６の過電圧や過充電などの不都合を生じるのを抑制することができる。この結果、バッテリ３６の充電をより適切に行なうことができる。なお、外部充電の開始時など、電流指令Ｉｃ＊を増加させるときには、バッテリ３６の電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊よりも小さい（電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊に対して遅れて増加する）ため、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈよりも大きくなっても、バッテリ３６の過電圧や過充電などの不都合を生じるとは考えにくい。

【0045】

以上説明した実施例の電気自動車２０では、外部充電の際には、車両ＥＣＵ６０は、ベース電流指令Ｉｃｂｓに基づく電流指令Ｉｃ＊をスタンドＥＣＵ８６に送信し、スタンドＥＣＵ８６は、電流指令Ｉｃ＊に基づいて充電器８４を制御する。この場合に、車両ＥＣＵ６０は、外部充電の開始時（電流指令Ｉｃ＊を値０から値Ｉｃ１に増加させたとき）のバッテリ３６の立ち上がり速度を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして演算し、その後に、ベース電流指令Ｉｃｂｓを低下させると予測し且つ一時超過を生じると予測したときには、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとなるように電流指令Ｉｃ＊を設定する。これにより、充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈが比較的低い場合でも、電流指令Ｉｃ＊を低下させるときに、電流指令Ｉｃ＊の低下に対するバッテリ３６の電流Ｉｂの低下の追従性が低くなるのを抑制することができ、バッテリ３６の過電圧や過充電などの不都合を生じるのを抑制することができる。この結果、バッテリ３６の充電をより適切に行なうことができる。

【0046】

実施例の電気自動車２０では、図４に示したように、外部充電の開始時、即ち、電流指令Ｉｃ＊を値０から比較的大きい正の値Ｉｃ１にステップ状に変化させるときのバッテリ３６の電流Ｉｂの立ち上がり速度を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして演算するものとした。しかし、図７に示すように、外部充電の開始後に、応答速度Ｖｃｈの演算用に、電流指令Ｉｃ＊を値Ｉｃ１から値Ｉｃ２（０≦Ｉｃ２＜Ｉｃ１）に低下させてから値Ｉｃ１に戻し、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊（＝Ｉｃ２－Ｉｃ１）の絶対値を時間ｔｄ（＝ｔ１４－ｔ１３）で除して得られるバッテリ３６の電流Ｉｂの立ち下がり速度を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして演算するものとしてもよい。上述したように、ベース電流指令Ｉｃｂｓを低下させるときの一時超過を課題としていることから、実施例のようにバッテリ３６の電流Ｉｂの立ち上がり速度を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして演算するよりも、変形例のようにバッテリ３６の電流Ｉｂの立ち下がり速度を充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとして演算するのが好ましい。なお、値Ｉｃ２は、バッテリ３６の電流Ｉｂが電流指令Ｉｃ＊に対して遅れて低下したときにバッテリ３６の保護を確保できる範囲内で設定される。

【0047】

実施例の電気自動車２０では、外部充電の際に、ステップＳ１８０で制限開始時刻Ｔｌｉｓを設定し、ステップＳ１９０で制限開始時刻Ｔｌｉｓから時刻ｔ１を減じた値（Ｔｌｉｓ－ｔ１）が正であるときには、制限処理を開始せずに、ステップＳ１９０で値（Ｔｌｉｓ－ｔ１）が値０以下になったときに、制限処理を開始するものとした。しかし、上述の式（１）を用いて時刻ｔ１の制限電流Ｉｌｉ［ｔ］を演算し、時刻ｔ１の制限電流Ｉｌｉ［ｔ１］がベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ１］以上であるときには、制限処理を開始せずに、制限電流Ｉｌｉ［ｔ１］がベース電流指令Ｉｃｂｓ［ｔ１］未満になったときに、制限処理を開始するものとしてもよい。

【0048】

実施例の電気自動車２０では、外部充電の際に、ベース電流指令Ｉｃｂｓを低下させると予測し且つ一時超過を生じると予測したときには、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊が充電スタンド８０の応答速度Ｖｃｈとなるように電流指令Ｉｃ＊を設定するものとした。しかし、このときには、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊が応答速度Ｖｃｈ以下となるように電流指令Ｉｃ＊を設定するものであればよく、例えば、電流指令変化速度Ｖｉｃ＊が応答速度Ｖｃｈよりも若干低い変化速度となるように電流指令Ｉｃ＊を設定するものとしてもよい。

【0049】

実施例の電気自動車２０では、直流電力による充電（ＤＣ充電）用の充電用電力ライン５０や車両コネクタ５２、充電用リレー５４を備えるものとした。しかし、図８の変形例の電気自動車１２０に示すような構成としてもよい。図８の電気自動車１２０は、充電用電力ライン５０や車両コネクタ５２、充電用リレー５４を備えずに、交流電力による充電（ＡＣ充電）用の充電装置６８を備える点で、図１の電気自動車２０とは異なる。充電装置６８は、充電用電力ライン７０や車両コネクタ７２、充電器７４、充電用電子制御ユニット（以下、「充電ＥＣＵ」という）７６を備える

【0050】

充電用電力ライン７０は、一端部が駆動用電力ライン３８のシステムメインリレー４０よりもバッテリ３６側に接続され、他端部が車両コネクタ７２に接続されている。車両コネクタ７２は、自宅や充電ステーションなどの交流の外部電源９０に接続された電源コネクタと接続可能に構成されている。充電器７４は、充電用電力ライン７０に設けられ、外部電源からの交流電力を直流電力に変換すると共に電圧（電力）を調節してバッテリ３６側に供給可能に構成されている。

【0051】

充電ＥＣＵ７６は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロプロセッサを備える。充電ＥＣＵ７６には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。充電ＥＣＵ７６に入力される信号としては、例えば、車両コネクタ７２に設けられた接続センサ７３からの接続信号を挙げることができる。充電ＥＣＵ７６からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。充電ＥＣＵ７６から出力される信号としては、例えば、充電器７４への制御信号を挙げることができる。充電ＥＣＵ７６は、車両ＥＣＵ６０と通信可能となっている。

【0052】

こうして構成された変形例の電気自動車１２０では、自宅や充電ステーションなどでシステムオフで停車しているときに、車両コネクタ７２と電源コネクタ９２とが接続されると、接続センサ７３から充電ＥＣＵ７６を介して車両ＥＣＵ６０に接続信号が送信され、充電ＥＣＵ７６および車両ＥＣＵ６０が車両コネクタ５２とスタンドコネクタ８２との接続を検知する。続いて、ユーザにより、外部電源９０からの電力を用いてバッテリ３６を充電する外部充電が指示されると、車両ＥＣＵ６０は、外部充電用の電流指令Ｉｃ２＊を充電ＥＣＵ７６に送信し、充電ＥＣＵ７６は、充電器７４の出力側の電流Ｉｃ２が電流指令Ｉｃ２＊となるように充電器７４を制御する。このようにして外部充電が行なわれる。そして、車両ＥＣＵ６０は、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが上述の所定割合Ｓｃｈに至ると、外部充電の終了指令を充電ＥＣＵ７６に送信し、充電ＥＣＵ７６は、これを受信すると、充電器７４を停止する。このようにして外部充電が終了される。

【0053】

この変形例の電気自動車１２０では、図３の応答速度推定ルーチンや図２の電流指令設定ルーチンと同様のルーチンを実行して、充電装置６８の応答速度Ｖｃｈ２を演算したり電流指令Ｉｃ２＊を設定したりすることにより、実施例と同様の効果を奏することができる。

【0054】

実施例の電気自動車２０では、ＤＣ充電用の充電用電力ライン５０や車両コネクタ５２，充電用リレー５４を備えるものとした。また、変形例の電気自動車１２０では、ＡＣ充電用の充電装置６８（充電用電力ライン７０や車両コネクタ７２、充電器７４）を備えるものとした。しかし、ＤＣ充電用の充電用電力ライン５０や車両コネクタ５２，充電用リレー５４およびＡＣ充電用の充電装置６８（充電用電力ライン７０や車両コネクタ７２、充電器７４）を備えるものとしてもよい。

【0055】

実施例や変形例の電気自動車２０，１２０では、蓄電装置としてバッテリ３６を用いるものとした。しかし、蓄電装置としてキャパシタを用いるものとしてもよい。

【0056】

実施例では、モータ３２やバッテリ３６を備える電気自動車２０に搭載される車載蓄電システムの形態とした。しかし、電気自動車２０以外の車両、例えば、電気自動車２０と同様の構成に加えてエンジンを備えるハイブリッド自動車や、電気自動車２０と同様の構成に加えて燃料電池を備える燃料電池自動車などに搭載される車載蓄電システムの形態としてものとしてもよい。

【0057】

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、車両ＥＣＵ６０が「制御装置」に相当する。

【0058】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0059】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明は、車載蓄電システムの製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0061】

２０ 電気自動車、３２ モータ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３６ａ 電圧センサ、３６ｂ 電流センサ、３６ｃ 温度センサ、３８ 駆動用電力ライン、４０ システムメインリレー、５０ 充電用電力ライン、５２ 車両コネクタ、５３ 接続センサ、５４ 充電用リレー、６０ 車両ＥＣＵ、６８ 充電装置、７０ 充電用電力ライン、７２ 車両コネクタ、７３ 接続センサ、７４ 充電器、７６ 充電ＥＣＵ、８０ 充電スタンド、８２ スタンドコネクタ、８４ 充電器、８５ａ 電圧センサ、８５ｂ 電流センサ、８６ スタンドＥＣＵ、９０ 外部電源、９２ 電源コネクタ、１２０ 電気自動車。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】