车辆的充电系统的制作方法

专利名称：车辆的充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的充电系统，特别是涉及搭载有构成为能够从车辆外部进行充电的蓄电装置的车辆的充电系统。
背景技术：
目前正在研讨在电动汽车、混合动力汽车上搭载多个蓄电装置而延长不使发动机工作就能够行驶的距离(EV行驶距离)。像这样搭载多个蓄电装置时，对于各蓄电装置如何分配电力成为问题。日本特开2008-109840公开了搭载多个蓄电装置的车辆的电源系统。在该电源系统中，放电分配率计算部对于各蓄电装置算出到容许放电电力被限制的充电状态(SOC)为止的剩余电力量，并根据剩余电力量的比率而算出蓄电装置的放电电力分配率。充电分配率计算部对于各蓄电装置算出到容许充电电力被限制的SOC为止的充电容许量，并根据充电容许量的比率而算出蓄电装置的充电电力分配率。并且，从电源系统向驱动力发生部供电时，根据放电电力分配率控制多个转换器，从驱动力发生部向电源系统供电时，根据放电电力分配率控制多个转换器。专利文献1 日本特开2008-109840号公报专利文献2 日本特开平5-207668号公报专利文献3 日本特开平6-253461号公报

发明内容
电动汽车将搭载于车辆上的蓄电装置与车辆外部的电源连接而进行充电。近年来，正在研讨在将发动机和电动机一起作为动力源使用的混合动力汽车上，也能够从车辆外部对搭载于车辆上的蓄电装置进行充电，并进行插电式充电。如此，像电动汽车、能够进行插电式充电的混合动力车辆这样对蓄电装置进行充电时，优选尽量在短时间内完成充电。为了同时实现缩短充电时间和尽量达到接近满充电的充电状态，也优选以如下方式在充电的中途切换充电方式最初充分利用外部电源能够输出的电力的上限值进行充电，然后缓慢接近满充电状态而进行充电。例如，也可以考虑最初通过电力一定的充电(以下称为CP充电)执行急速充电， 然后进行使提供给蓄电装置的电压一定的充电(以下称为CV充电)，或即使在进行同样的 CP充电时，也最初进行电力较大的CP充电，在充电进行了某种程度时切换到电力较小的CP 充电而进行充电。这种充电方法对于避免过充电是有效的。但是，也考虑到，在插电式混合动力车中，根据充电时的损失、各种的偏差及充电时的辅机引起的电力消耗的状态，继续充电的情况与中止充电并消耗该部分燃料而行驶的情况相比，综合性能量效率恶化。例如，一般而言，充电器存在效率高的充电电力的区域。对于该区域在充电时向蓄电装置供给的电力变小时，充电效率降低。因此，在插电式混合动力车中，如果在接近满充
3电状态时为了避免过充电而形成充电电力小的状态并过分继续长时间充电，则也可以考虑与进行EV行驶相比使用燃料行驶在能量效率上好的情况，所述EV行驶为通过利用插电式充电而充电的电力不使用发动机而进行的行驶。此外，在插电式充电时由辅机消耗了一定值以上的电力，因此充电电力小时相对效率降低。此外也可以考虑在因传感器的偏差使充电停止的判定时间偏离而在充电效率差的状态下延长长时间充电的情况。在这种插电式充电中，切换不同的充电方法而使用的内容，具体而言关于在急速充电后朝向满充电缓慢实施充电的问题，在上述日本特开2008-109840号公报中没有公开。本发明的目的是提供在进行插电式充电的车辆中改善了能量效率的车辆的充电系统。本发明概括地说，提供一种用于对车载的蓄电装置进行充电的车辆的充电系统， 包括充电器，构成为为了对蓄电装置进行充电而从车辆外部的电源供给电力；传感器，用于检测蓄电装置的充电状态；及充电控制装置，控制充电器。充电控制装置，使充电器执行急速充电直至蓄电装置的充电状态达到规定的状态，在充电状态比规定的状态接近满充电时，使充电器执行比急速充电缓慢地进行充电的追加充电。充电控制装置，在追加充电执行时蓄电装置的充电状态达到充电停止阈值的情况下使充电器对蓄电装置的充电停止，并且，即使在蓄电装置的充电状态未达到充电停止阈值的情况下，当追加充电的时间超过规定时间时，也使充电器对蓄电装置的充电停止。优选的是，急速充电是以使充电电力为一定的方式控制充电器的充电。追加充电是以使向蓄电装置供给的充电电压为一定的方式控制充电器的充电。优选的是，车辆包括从蓄电装置接受电力而工作的车辆驱动用的电动机；及与电动机一起用于车辆驱动的内燃机。本发明在其他方面，提供一种用于对车载的蓄电装置进行充电的车辆的充电系统，包括充电器，构成为为了对蓄电装置进行充电而从车辆外部的电源供给电力；传感器，用于检测蓄电装置的充电状态；及充电控制装置，控制充电器。充电控制装置在从车辆外部对蓄电装置进行充电的期间，在规定的停止条件成立的情况下使从车辆外部向蓄电装置的充电停止。充电控制装置，基于考虑充电器的充电效率而将蓄电装置从蓄电装置的当前充电状态充电到充电状态上限值所需的电能的量算出第一值，基于与从蓄电装置的当前的充电状态到充电状态上限值使用能量能够行驶的距离相当的燃料消耗量算出第二值。停止条件包括第一值大于第二值的情况。优选的是，车辆包括从蓄电装置接受电力而工作的车辆驱动用的电动机；及与电动机一起用于车辆驱动的内燃机。发明效果根据本发明，能够抑制向能量效率差的状态下的蓄电装置的充电。


图1是作为基于本发明的电动车辆的一例表示的混合动力汽车的整体框图。图2是图1所示的转换器12-1、12_2的概略构成图。
图3是图1所示的充电器42的概略构成图。图4是表示图1的充电ECU46执行的充电控制的主流程的流程图。图5是用于说明图4的步骤S3中执行的充电处理的详细的流程图。图6是对于急速充电和追加充电表示充电状态的变化的情况的图。图7是表示显示急速充电和追加充电的执行状态的显示部的例子的图。图8是用于说明在实施方式2中执行的充电完成判定的处理的流程图。标号说明10-1 10-3蓄电装置、11-1 11-3系统主继电器、12-1、12-2转换器、13断续开关电路、14-1 14-3、18-1、18-2、20、91、93、94 电压传感器、16-1 16-3、19、92、95 电流传感器、22辅机、30-1、30-2逆变器、32-1、32-2电动发电机、34动力分配装置、36发动机、38 驱动轮、42充电器、44车辆插座、46充电ECU、48电源、81滤波器、82AC/DC变换部、83、C、C1 平滑电容器、84DC/AC变换部、85绝缘变压器、86整流部、88微机、100车辆、D1A、DlB 二极管、Ll电感线圈、LNlA正母线、LNlB配线、LNlC负母线、MNL主负母线、MPL主正母线、NL1、 NL2、NLC负极线、PL1、PL2、PLC正极线、Q1A、QlB开关元件。
具体实施例方式以下，参照附图对于本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或相当部分标注相同标号且不重复其说明。[实施方式1]图1是作为基于本发明的电动车辆的一例表示的混合动力汽车的整体框图。参照图1，混合动力车辆100包括蓄电装置10-1 10-3、系统主继电器(System Main Relay) 11-1 11-3、转换器12-1、12-2、主正母线MPL、主负母线MNL、平滑电容器C、及辅机22。另外，混合动力车辆100还包括逆变器30-1、30-2、电动发电机(Motor Generator) 32-1、32-2、动力分配装置34、发动机36、及驱动轮38。而且，混合动力车辆100包括电压传感器14-1 14-3、18-1、18-2、20 ；电流传感器16-1 16_3、19 ；及 MG-ECU(Electronic Control Unit 电子控制单元)40。而且，混合动力车辆100包括充电器42、车辆插座44、及充电E⑶46。蓄电装置10-1 10-3的每一个是可再充电的直流电源，包括例如镍氢及锂离子等二次电池、大容量的电容器等。蓄电装置10-1经由系统主继电器11-1与转换器12-1连接，蓄电装置10-2、10-3分别经由系统主继电器11-2、11-3与转换器12_2连接。系统主继电器11-1在蓄电装置10-1和转换器12-1之间设置。系统主继电器 11-2在蓄电装置10-2和转换器12-2之间设置，系统主继电器11-3在蓄电装置10_3和转换器12-2之间设置。此外，为了避免蓄电装置10-2和蓄电装置10-3的短路，系统主继电器11-2、11-3被选择性地接通，并不是同时接通。转换器12-1、12-2相互并联而与主正母线MPL及主负母线MNL连接。转换器12_1 基于来自MG-E⑶40的信号PWCl，在蓄电装置10-1与主正母线MPL及主负母线MNL之间进行电压变换。转换器12-2基于来自MG-E⑶40的信号PWC2，在电连接于转换器12_2的蓄电装置10-2及蓄电装置10-3中的某一个与主正母线MPL及主负母线MNL之间进行电压变换。
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辅机22与在系统主继电器11-1和转换器12-1之间配置的正极线PLl及负极线 NLl连接。平滑电容器C连接在主正母线MPL和主负母线MNL之间，减少主正母线MPL及主负母线MNL中包含的电力变动成分。 逆变器30-1、30-2相互并联而与主正母线MPL及主负母线MNL连接。逆变器30_1 基于来自MG-E⑶40的信号PWI1驱动电动发电机32-1。逆变器30_2基于来自MG-E⑶40的信号PWI2驱动电动发电机32-2。电动发电机32-1、32_2是交流旋转电机，例如是具备埋设有永久磁铁的转子的永久磁铁型同步电动机。电动发电机32-1、32-2与动力分配装置34连结。动力分配装置34 包括具备太阳齿轮、小齿轮、行星轮架、内齿轮的行星齿轮。小齿轮与太阳齿轮及内齿轮扣合。行星轮架将小齿轮支承为可自转，并且与发动机36的曲轴连结。太阳齿轮与电动发电机32-1的旋转轴连结。内齿轮与电动发电机32-2的旋转轴及驱动轮38连结。通过该动力分配装置34，发动机36产生的动力被分配给向驱动轮38传递的路径、及向电动发电机 32-1传递的路径。并且，电动发电机32-1使用由动力分配装置34分配的发动机36的动力进行发电。例如，蓄电装置10-1 10-3的SOC降低时，发动机36起动而通过电动发电机32_1进行发电，该发电出的电力被供给至蓄电装置。另一方面，电动发电机32-2使用从蓄电装置10-1 10_3中的至少一个供给的电力及通过电动发电机32-1发电产生的电力中的至少一方的电力而产生驱动力。电动发电机32-2的驱动力传递给驱动轮38。此外，在车辆的制动时，车辆的动能从驱动轮38传递给电动发电机32-2而驱动电动发电机32-2，电动发电机32-2作为发电机而工作。由此，电动发电机32-2作为将车辆的动能变换成电力而进行回收的再生制动器工作。MG-E⑶40生成用于分别驱动转换器12_1、12_2的信号PWC1、PWC2，将该生成的信号PWC1、PWC2分别向转换器12-1、12-2输出。另外，MG-E⑶40生成用于分别驱动电动发电机32-1,32-2的信号PffIU PWI2，将该生成的信号PffIU PffI2分别向逆变器30-1,30-2输出ο另外，当通过充电器42进行蓄电装置10-1的充电时从充电E⑶46接收的信号CHl 被激活时，MG-E⑶40以从充电器42依次经由转换器12-2、主正母线MPL及主负母线MNL以及转换器12-1而向蓄电装置10-1供给充电电力的方式生成信号PWC1、PWC2并分别向转换器 12-1、12-2 输出。充电器42的输入端与车辆插座44连接，输出端与在系统主继电器11-2、11_3和转换器12-2之间配置的正极线PL2及负极线NL2连接。充电器42从车辆插座44接收从车辆外部的电源(以下也称为“外部电源”)48供给的电力。并且，充电器42从充电ECU46 接收电力指令值CHPW，将充电器42的输出电压控制成规定的直流电压，并以使充电器42的输出电力与电力指令值CHPW —致的方式控制输出电力。车辆插座44是用于从外部电源48 接收电力的电力接口。电压传感器14-1 14-3分别检测蓄电装置10_1的电压VBl、蓄电装置10_2的电压VB2及蓄电装置10-3的电压VB3，将该检测值向充电ECU46输出。电流传感器16_1 16-3分别检测对于蓄电装置10-1输入输出的电流IBl、对于蓄电装置10-2输入输出的电流IB2及对于蓄电装置10-3输入输出的电流IB3，将该检测值向充电ECU46输出。
电压传感器18-1、18-2分别检测正极线PLl和负极线NLl之间的电压VLl、及正极线PL2和负极线NL2之间的电压VL2，将该检测值向充电ECU46输出。电流传感器19检测对于转换器12-2输入输出的正极线PL2的电流IL，将该检测值向充电E⑶46输出。此外， 该电流传感器19在通过充电器42进行蓄电装置10-1的充电时，能够检测从充电器42流向转换器12-2的电流。电压传感器20检测主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压VH， 将该检测值向充电ECU46输出。充电E⑶46在由与车辆插座44连接的外部电源48对蓄电装置10_1 10_3进行充电时，从未图示的车辆ECU接收蓄电装置10-1 10-3的充电电力(kW/h)的目标值ra。 另外，充电E⑶46从上述的车辆E⑶接收表示通过充电器42进行蓄电装置10-1 10_3中的哪一个的充电的信号SEL。S卩，在该实施方式1中，蓄电装置10-1 10-3按预先确定的顺序依次充电。此外，进行蓄电装置10-1的充电时，从充电E⑶46向MG-E⑶40输出信号CHl，转换器12-1、12-2工作，以使电力从充电器42依次经由转换器12-2及转换器12_1而流向蓄电装置10-1。此处，连接于蓄电装置10-1和转换器12-1之间的辅机22在进行蓄电装置 10-1的充电时通过从充电器42供给的电力进行工作。另一方面，在进行蓄电装置10-2或蓄电装置10-3的充电时，辅机22从蓄电装置10-1接受电力的供给。并且，充电E⑶46在由外部电源48对蓄电装置10_1 10_3进行充电时，生成表示充电器42的输出电力的目标值的电力指令值CHPW，将该生成的电力指令值CHPW向充电器42输出。另外，充电E⑶46将表示充电模式的信号CP/CV向充电器42输出。信号CP/CV 是指示在一定电力充电(CP)的充电模式和一定电压充电(CV)的充电模式之间进行切换的信号。CHV表示此时的目标电压，CVB表示控制对象电池的电压。此外，信号CP/CV也可以指示将充电电力从大的值切换成小的值，此时能够仅通过电力指令值CHPW应对。另外，即使在进行CV充电时，也可以是利用充电ECU监视电池电压并使电力指令值CHPW变动的方法。此处，充电ECU46接受电压VBl VB3、VL1、VL2、VH及电流IBl IB3、IL的各检测值，以使向蓄电装置10-1 10-3实际供给的充电电力与目标值ra—致的方式基于上述各检测值对充电器42的电力指令值CHPW进行反馈校正。S卩，在该实施方式1中，不仅以使充电器42的输出电力与目标值一致的方式控制充电器42，还以使蓄电装置的实际的充电电力与目标值一致的方式基于蓄电装置的状态对电力指令值CHPW进行反馈校正。由此，能够可靠地使蓄电装置10-1 10-3的充电电力与目标值I3R —致。图2是图1所示的转换器12-1、12_2的概略构成图。此外，各转换器的构成及动作相同，因此以下作为代表对转换器12-1的构成及动作进行说明。参照图2，转换器12-1包括断续开关电路13-1、正母线LN1A、负母线LWC、配线 LN1B、及平滑电容器Cl。断续开关电路13-1包括开关元件Q1A、Q1B ；二极管D1A、D1B ’及电感线圈Li。对于正母线LN1A，一端与开关元件QlB的集电极连接，另一端与主正母线MPL连接。对于负母线LN1C，一端与负极线NLl连接，另一端与主负母线MNL连接。开关元件Q1A、QlB在负母线LNlC和正母线LNlA之间串联连接。具体而言，开关元件QlA的发射极与负母线LNlC连接，开关元件QlB的集电极与正母线LNlA连接。二极管D1A、DlB分别与开关元件Q1A、QlB相反地并联连接。电感线圈Ll在开关元件Q1A、QlB 的连接结点和配线LNlB之间连接。对于配线LN1B，一端与正极线PLl连接，另一端与电感线圈Ll连接。平滑电容器 Cl连接于配线LNlB和负母线LNlC之间，降低配线LNlB及负母线LNlC之间的直流电压中包含的交流成分。断续开关电路13-1根据来自MG-E⑶40 (图1)的信号PWCl，在蓄电装置10_1 (图 1)和主正母线MPL及主负母线MNL之间进行双方向的直流电压变换。信号PWCl包括控制构成下支路元件的开关元件QlA的接通/断开的信号PWC1A、控制构成上支路元件的开关元件QlB的接通/断开的信号PWC1B。并且，在一定的工作循环(接通期间及断开期间之和) 内的开关元件Q1A、QlB的占空比(接通/断开期间比率)由MG-E⑶40控制。以使开关元件QlA的接通率变大的方式控制开关元件Q1A、Q1B时(由于开关元件 Q1A、QlB除了死区时间期间外互补地进行接通/断开控制，因此开关元件QlB的接通率变小。)，从蓄电装置10-1流向电感线圈Ll的泵电流量增大，在电感线圈Ll中蓄积的电磁能量增大。其结果是，在开关元件QlA从接通状态向断开状态转移的时间从电感线圈Ll经由二极管DlB向主正母线MPL放出的电流量增大，主正母线MPL的电压上升。另一方面，以使开关元件QlB的接通率变大的方式控制开关元件Q1A、QlB时(开关元件QlA的接通率变小。)，从主正母线MPL经由开关元件QlB及电感线圈Ll流向蓄电装置10-1的电流量增大，因此主正母线MPL的电压下降。这样，通过控制开关元件Q1A、QlB的占空比，能够控制主正母线MPL的电压，并且能够控制流向蓄电装置10-1和主正母线MHj之间的电流(电力)的方向及电流量(电力
量)O图3是图1所示的充电器42的概略构成图。参照图3，充电器42包括滤波器81、电压传感器91、93、94、电流传感器92、95、及微机(微型计算机)88。充电器42还包括AC/DC变换部82、平滑电容器83、DC/AC变换部84、绝缘变压器 85、及整流部86。滤波器81设置在车辆插座44 (图1)和AC/DC变换部82之间，在由外部电源48 (图 1)对蓄电装置10-1 10-3进行充电时，防止从车辆插座44向外部电源48输出高频的噪声。AC/DC变换部82包括单相桥式电路。AC/DC变换部82基于来自微机88的驱动信号， 将从外部电源48供给的交流电力变换成直流电力而向正极线PLC及负极线NLC输出。平滑电容器83连接于正极线PLC和负极线NLC之间，降低在正极线PLC及负极线NLC之间包含的电力变动成分。DC/AC变换部84包括单相桥式电路。DC/AC变换部84基于来自微机88的驱动信号，将从正极线PLC及负极线NLC供给的直流电力变换成高频的交流电力而向绝缘变压器 85输出。绝缘变压器85包括含有磁性材料的铁芯、卷绕于铁芯的一次线圈及二次线圈。一次线圈及二次线圈被电绝缘，分别与DC/AC变换部84及整流部86连接。并且，绝缘变压器 85将从DC/AC变换部84接受的高频的交流电力变换成与一次线圈及二次线圈的匝数比对应的电压电平而向整流部86输出。整流部86将从绝缘变压器85输出的交流电力整流成直流电力而向正极线PL2及负极线NL2输出。
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电压传感器91检测滤波器81后的外部电源48的电压，将该检测值向微机88输出。电流传感器92检测从外部电源48供给的电流，将该检测值向微机88输出。电压传感器93检测正极线PLC和负极线NLC之间的电压，将该检测值向微机88输出。电压传感器 94检测整流部86的输出侧的电压，将该检测值向微机88输出。电流传感器95检测从整流部86输出的电流，将该检测值向微机88输出。微机88为了使基于电压传感器94及电流传感器95的检测值算出的充电器42的输出电力与电力指令值CHPW —致，而基于电压传感器91、93、94及电流传感器92、95的各检测值生成用于驱动AC/DC变换部82及DC/AC变换部84的驱动信号。并且，微机88将该生成的驱动信号向AC/DC变换部82及DC/AC变换部84输出。如以上说明的，本实施方式中说明的充电系统在插电式混合动力车上构成为能够通过电压传感器、电流传感器检测充电状态(SOC)。并且，切换急速充电、追加充电而进行充电。充电器42能够基于来自搭载于车辆上的充电ECU46的电力指令值CHPW调整充电电力。另外，充电器42能够根据来自充电ECU46的指示在低电力充电模式(CP模式)和低电压充电模式(CV模式)之间切换。以下，对充电E⑶46执行的控制进行说明。图4是表示图1的充电ECU46执行的充电控制的主流程的流程图。参照图1、图4，首先在步骤Sl中充电ECU46判断车辆的动作模式是否是插电式充电模式。例如检测出向车辆插座44插入电源插头，或向充电器42施加来自电源48的电压时，充电ECU46识别到车辆处于插电式充电模式。在步骤Sl中不是插电式充电模式时处理前进到步骤S6而结束充电动作。另一方面在步骤Sl中识别到处于插电式充电模式时处理前进到步骤S2。在步骤S2中，向作为主蓄电池的蓄电装置10-1进行预备充电。为了该预备充电， 系统主继电器11-1被设定成接通状态。另外，系统主继电器11-2及系统主继电器11-3被控制成断开状态。并且充电器42从外部电源48接受电力而经由电压转换器12-2、12-1对蓄电装置10-1进行充电。在达到规定的时间或规定的充电状态之前，在转换器12-2中开关元件Q1B、Q1A —起被控制成断开状态，电流经由二极管DlB流向转换器12_1。在转换器 12-1中，开关元件QlB被控制成接通状态，开关元件QlA被控制成断开状态。由此，来自充电器42的电力被朝向蓄电装置10-1供给。在蓄电装置10-1的充电状态成为规定的状态或规定时间的充电完成时，接着在步骤S3中执行向作为副蓄电池的蓄电装置10-2的充电。此时，系统主继电器11-1被控制成接通状态而从第一蓄电装置10-1向包括各种E⑶的辅机22供给电力。另外，系统主继电器11-2被控制成接通状态，系统主继电器11-3被控制成断开状态。由此，来自外部电源 48的电力经由充电器42被供给至蓄电装置10-2。蓄电装置10-2的充电完成条件成立时，处理从步骤S3前进至步骤S4,执行针对作为副蓄电池的另一个蓄电装置10-3的充电。此时为了切断蓄电装置10-2而连接蓄电装置 10-3，系统主继电器11-2被控制成断开状态，另一方面系统主继电器11-3被控制成接通状态。并且来自外部电源48的电力经由充电器42供给至第3蓄电装置10-3。规定的充电结束条件成立时，处理从步骤S4前进至步骤S5，针对作为主蓄电池的蓄电装置10-1执行最终充电。在步骤S5中，在步骤S3、S4执行充电时向辅机22供给电力而降低的充电状态被恢复。蓄电装置10-1的充电完成条件成立时，处理从步骤S5前进至步骤S6，插电式充电完成。图5是用于说明在图4的步骤S3中执行的充电处理的详细的流程图。此外，该充电处理也可以在图4的步骤S4、S5中执行。另外，该充电完成判定的处理不限于图1所示的具有多个蓄电装置的构成，能够用于各种插电式混合动力车辆的充电完成的判定。参照图5，首先处理开始时在步骤Sll中判断急速充电是否完成。该急速充电的完成判定的条件，例如既可以利用作为充电对象的蓄电装置的电压变为规定值以上的情况进行判定，也可以利用基于电压、电流算出的充电状态SOC大于规定值的情况进行判断。在步骤Sll中判断为急速充电未完成时在步骤S12中实施急速充电。并且处理前进至步骤S16而控制转移至主流程。该情况下再次在步骤Sll执行急速充电的判定而反复执行充电。另一方面在步骤Sll中判断为急速充电完成时，处理前进至步骤S13。在步骤S13 中实施追加充电。图6是对于急速充电和追加充电表示充电状态的变化的形式的图。参照图6，在时刻t0 tl中实施通过图5的步骤S12执行的急速充电。阈值Xl 被设定为某种程度接近满充电判定值FULL的值。并且在时刻tl，在充电状态SOC达到阈值Xl时判断为步骤Sll的急速充电已完成。并且时刻tl以后实施步骤S13的追加充电。此处相对于急速充电，在追加充电中缓慢地进行充电。这是为了例如防止过充电。接着在步骤S14中判断对象的蓄电装置是否为满充电状态。该满充电的判定利用与图6的满充电对应的充电状态阈值FULL进行判断。在辅机的消耗电力超过追加充电的充电状态的进行时，充电不容易进行(进展)，而以波形W2的方式进行充电。另一方面辅机的消耗电力较少时，如波形Wl所示在比较短的时间内达到满充电状态。在如波形Wl所示进行充电的情况下在时刻t2充电状态SOC达到阈值FULL，因此处理从步骤S14前进至步骤S17,对象的蓄电装置的充电完成。另一方面，如波形W2所示充电不容易进行时，处理从步骤S14前进至步骤S15，判断追加充电是否持续了规定时间以上。并且该规定时间是图6所示的时间TL。在步骤S15中追加充电持续了规定时间TL以上时，处理从步骤S15前进至步骤 S17,图6中在时刻t3，对象的蓄电装置的充电完成。另一方面在步骤S14中未判断为满充电且在步骤S15中追加充电未持续规定时间以上时，再次执行该充电完成判定，继续追加充电。此处急速充电例如可设为电力为一定的充电(CP充电)，追加充电可设为电压为一定的充电(CV充电)。另外，也可设追加充电为CP充电，此时可设比急速充电时的电力少的电力的CP充电为追加充电。图7是表示显示急速充电和追加充电的执行状态的显示部的例子的图。如图7的显示部Dl所示，急速充电执行期间，以表示为CP的灯点亮而表示为CV 的灯熄灭的方式显示。并且，在转移至追加充电时，如显示部D2所示以表示为CV的灯点亮而表示为CP的灯熄灭的方式显示。充电完成时以两方的灯熄灭的方式显示。
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如果这样，则能够向操作者报告当前处于急速充电还是追加充电还是充电完成。 此外，也可以设置一个LED灯而变更颜色点亮，或在液晶显示器装置中显示充电模式。可以在车辆的某一部位设置该显示，或通过充电ECU46利用通信将充电模式发送至车辆外部的充电站而在车辆外部的充电站显示。如以上所说明，在实施方式1中，在进行一定时间以上的追加充电也未达到满充电时，结束充电，能够抑制充电效率恶化引起的能量浪费。[实施方式2]实施方式2是进一步综合地判断充电效率和可充电的能量之间的关系而决定充电完成时点的实施方式。图8是用于说明在实施方式2执行的充电完成判定的处理的流程图。该充电完成判定的处理能够在图4的步骤S3、S4、S5的充电中使用，但不限于图 1所示的具有多个蓄电装置的构成，能够用于各种插电式混合动力车辆的充电完成的判定。 参照图8，首先在开始处理时，在步骤S21中进行当前时点的充电效率的计算。此处，充电效率K通过下式算出。充电效率K(%)=(充电电力)/(供给电力)···(1)此处，充电电力表示从充电器42向对象的蓄电装置输送的电力，基于测定蓄电装置的端子间电压的电压传感器的输出和检测流入蓄电装置的端子的电流的电流传感器的输出而算出。另外供给电力是从外部电源48输入至充电器42的电力，能够基于充电器42 内部的电流传感器及电压传感器的输出求出。接着步骤S21而在步骤S22中算出从当前时点到满充电为止的必要能量。该必要能量的算出能够通过下式( 求出。充电必要能量=(电池容量)X (满充电SOC-当前的S0C)…O)此处电池容量是成为充电对象的蓄电装置的容量，满充电SOC是与结束充电的满充电相当的阈值，当前的SOC是通过电流传感器及电压传感器积算求出的当前的充电状态。接着在步骤S23中执行在当前时点使充电中断时的可EV行驶距离的减少量的计算。该计算能够通过下式( 进行。距离减少量(km)=充电必要能量(Wh)/EV行驶能量消耗(Wh/km)…(3)充电必要能量是通过步骤S22算出的值，EV行驶能量消耗是通过车辆的电动机的性能、车辆的重量等确定的值。接着在步骤S24中进行在当前时点使充电中断时的额外的燃料消耗量的计算。该计算能够通过下式(4)进行。燃料消耗量(L)=距离减少量(km) /行驶燃耗(km/L)…此处距离减少量是在步骤S23中算出的值，行驶燃耗是通过该车辆上搭载的发动机的性能及车辆重量等确定的值。接着在步骤S25中进行充电继续时的额外的电力消耗量的计算。该计算能够通过下式(5)进行。电力消耗量=充电必要能量X (100% -K)/K··· (5)此外，充电必要能量是在步骤S22中算出的值，充电效率K是在步骤S21中算出的
11值。接着在步骤S26中执行是否完成充电的判断。该充电完成的判定条件是下式(6) 成立。(燃料消耗量)X(燃料损失系数)< (电力消耗量)X(电力损失系数)···(6)在步骤S26中，式(6)的充电完成判定条件不成立时，处理返回至步骤S21并且继续充电。另一方面在步骤S26中充电完成判定条件成立时，处理前进至步骤S27而为对象的蓄电装置的充电完成。如以上所说明，实施方式2中，每次算出实际的充电效率，考虑实际的充电效率和可充电的剩余容量，判断是继续充电较好，还是与继续充电相比进行使用了发动机的混合动力行驶在能量的浪费上较少，决定充电的完成时点。最后，参照图1等对于实施方式1、2进行概括。实施方式1的车辆的充电系统对车载的蓄电装置10-1、10-2、10-3进行充电。该车辆的充电系统包括充电器42，构成为为了对蓄电装置10-1、10-2、10-3进行充电而从车辆外部的电源48供给电力；传感器14_1 14-3,16-1 16-3，用于检测蓄电装置10_1、10_2、10_3的充电状态；及充电E⑶46，控制充电器42。充电E⑶46在蓄电装置10-1 10_3的充电状态达到规定的状态之前使充电器42 执行急速充电(图6:t0 tl)。充电ECU46在充电状态比规定的状态接近满充电时，使充电器42执行与急速充电相比缓慢地进行充电的追加充电(图6 :tl t3)。充电E⑶46在追加充电执行时，在蓄电装置10-1 10-3中的任一个的充电状态达到充电停止阈值的情况下使由充电器42进行的蓄电装置的充电停止(图6的Wl)，并且在即使蓄电装置的充电状态未达到充电停止阈值的情况下，当追加充电的时间超过规定时间TL时，也使由充电器 42进行的蓄电装置的充电停止。优选的是，急速充电是以使充电电力为一定的方式控制充电器42的CP充电，追加充电是以使向蓄电装置10-1 10-3供给的充电电压为一定的方式控制充电器42的CV充 H1^ ο车辆100包括车辆驱动用电动机(电动发电机32-2)，从蓄电装置10_1 10_3 中的任一个接受电力而工作；及发动机36，与电动机一起用于车辆驱动。实施方式2的车辆的充电系统是对车载的蓄电装置10-1 10-3进行充电的车辆的充电系统。该充电系统包括充电器42，构成为为了对蓄电装置10-1 10-3进行充电而从车辆外部的电源48供给电力；传感器14-1 14-3、16-1 16_3，用于检测蓄电装置 10-1 10-3的充电状态；及充电ECU46，控制充电器42。充电ECU46在从车辆外部向蓄电装置10-1 10-3中的任一个进行充电的期间，在规定的停止条件成立的情况下使从车辆外部向蓄电装置10-1 10-3的充电停止。充电E⑶46基于考虑充电器42的充电效率而将蓄电装置从充电对象的蓄电装置的当前的充电状态充电到充电状态上限值所需要的电能的量算出第一值(电力消耗量X电力损失系数)，基于与从蓄电装置的当前的充电状态到充电状态上限值使用能量能够行驶的距离相当的燃料消耗量算出第二值(燃料消耗量X 燃料损失系数)。停止条件包括第一值大于第二值的情况。应该认为，本次公开的实施方式在全部方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是上述的说明而是由权利要求表示，意在包括与权利要求等同的含义及范围内的全部变更。
权利要求
1.一种车辆的充电系统，用于对车载的蓄电装置进行充电，包括充电器(42)，构成为为了对所述蓄电装置(10-1、10-2、10-；3)进行充电而从车辆外部的电源G8)供给电力；传感器(14-1 14-3、16-1 16-3)，用于检测所述蓄电装置的充电状态；及充电控制装置(46)，控制所述充电器，所述充电控制装置，使所述充电器执行急速充电直至所述蓄电装置的所述充电状态达到规定的状态，在所述充电状态比所述规定的状态接近满充电时，使所述充电器执行比所述急速充电缓慢地进行充电的追加充电，所述充电控制装置，在所述追加充电执行时所述蓄电装置的所述充电状态达到充电停止阈值的情况下使所述充电器对所述蓄电装置的充电停止，并且，即使在所述蓄电装置的所述充电状态未达到充电停止阈值的情况下，当所述追加充电的时间超过规定时间时，也使所述充电器对所述蓄电装置的充电停止。
2.根据权利要求1所述的车辆的充电系统，所述急速充电是以使充电电力为一定的方式控制所述充电器的充电，所述追加充电是以使向所述蓄电装置供给的充电电压为一定的方式控制所述充电器的充电。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的充电系统， 所述车辆(100)包括从所述蓄电装置接受电力而工作的车辆驱动用的电动机(32- ；及与所述电动机一起用于车辆驱动的内燃机(36)。
4.一种车辆的充电系统，用于对车载的蓄电装置进行充电，包括充电器(42)，构成为为了对所述蓄电装置(10-1 10-3)进行充电而从车辆外部的电源供给电力；传感器(14-1 14-3、16-1 16-3)，用于检测所述蓄电装置的充电状态；及充电控制装置(46)，控制所述充电器，所述充电控制装置在从所述车辆外部对所述蓄电装置进行充电的期间，在规定的停止条件成立的情况下使从所述车辆外部向所述蓄电装置的充电停止，所述充电控制装置，基于考虑所述充电器的充电效率而将所述蓄电装置从所述蓄电装置的当前充电状态充电到充电状态上限值所需的电能的量算出第一值，基于与从所述蓄电装置的所述当前充电状态到所述充电状态上限值使用能量能够行驶的距离相当的燃料消耗量算出第二值，所述停止条件包括所述第一值大于所述第二值的情况。
5.根据权利要求4所述的车辆的充电系统， 所述车辆(100)包括从所述蓄电装置接受电力而工作的车辆驱动用的电动机(32- ；及与所述电动机一起用于车辆驱动的内燃机(36)。
全文摘要
充电ECU(46)在蓄电装置(10-1～10-3)的充电状态达到规定的状态之前使充电器(42)执行急速充电。充电ECU(46)在充电状态相比规定的状态接近满充电时使充电器(42)执行比急速充电缓慢地进行充电的追加充电。充电ECU(46)在追加充电执行时蓄电装置的充电状态达到充电停止阈值的情况下使由充电器(42)进行的蓄电装置的充电停止，并且在即使蓄电装置的充电状态未达到充电停止阈值的情况下，当追加充电的时间超过规定时间时，也使由充电器(42)进行的蓄电装置的充电停止。
文档编号B60L11/18GK102227332SQ20088013214
公开日2011年10月26日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者光谷典丈 申请人:丰田自动车株式会社