JP2010110196A - バッテリ充電制御装置及びバッテリ充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリを搭載した車両においてシンプルな構成による効率的なバッテリ暖機を実現する。
【解決手段】車両１００のバッテリ３０を外部電源から充電器４０を介して充電する。充電器４０に対し、バッテリ３０に対して通常充電と、通常充電より大きな発熱をバッテリ３０にもたらす急速充電とを選択的に行う制御を適用する。コントローラ１０は、車両１００の運転開始に先立ってバッテリ暖機開始時刻を決定し（Ｓ１０４）、バッテリ暖機開始時刻に急速充電を開始するよう充電器４０を制御する（Ｓ１０７、Ｓ１１１）。これによって、車両１００の運転開始前にバッテリ３０を効率良く暖機する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド駆動車など、バッテリ電力で走行する車両のバッテリの充電制御の技術に関する。

発明の背景
電気自動車やプラグインハイブリッド駆動車のようにバッテリ電力で走行する車両は、寒冷地や極低温下ではバッテリの出力が低下し、充分な走行性能を発揮できない場合がある。
これに対応した従来技術として特許文献１に記載の技術がある。この従来技術では、充電器を介してバッテリヘの充電とバッテリからの放電とを繰り返し実行し、その際の発熱によってバッテリを暖機する暖機方法を提案している。この従来技術はさらに、バッテリにヒータを付設し、バッテリが放電を行う際の放電電流をヒータに供給し、ヒータでバッテリを暖めることも提案している。

特開２０００−４０５３６号公報

しかし、バッテリの充電と放電の繰り返しでは大きな発熱量は得られず、例えば摂氏−１０度（℃）以下の極低温条件では、バッテリ温度を充分に上げることができない。また、バッテリの充電電力の一部をヒータに供給することは、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）の低下を招く。さらに、バッテリの他にヒータを備えることで、暖機装置のコストが高くなる。
本発明の目的は、シンプルな構成による効率的なバッテリ暖機を実現することである。

この目的を達成するために、この発明は、車両に搭載したバッテリに外部電源から充電器を介して充電を行う制御として、通常充電と、通常充電より大きな発熱をバッテリにもたらす急速充電とを選択的に実施するバッテリ充電制御の技術を提供する。そして、車両の運転開始に先立ってバッテリ暖機開始時刻を決定し、バッテリ暖機開始時刻に急速充電を開始するよう充電器を制御する。

本発明によれば、車両の運転開始に先だって、バッテリの発熱を伴う急速充電を行うことでバッテリ暖機を行うことができる。このように、本発明によれば、シンプルな構成による効率的なバッテリ暖機を実現することが可能になる。

本発明に基づく実施形態に係るバッテリ充電制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 バッテリ充電制御装置が備えるコントローラの機能を示すブロック図である 図２に示すバッテリ暖機情報演算部とバッテリ暖機判定部の詳細な構成を示すブロック図である。 バッテリ充電制御装置のコントローラに格納されるバッテリ暖機所要時間のマップの特性を示す図である バッテリの充電状態（ＳＯＣ）とバッテリ温度の時間変化を示すタイミングチャートである。 本発明に基づく第１実施形態に係るコントローラが実行するバッテリ充電制御ルーチンを説明するフローチャートである。 本発明に基づく第２実施形態に係るコントローラが実行するバッテリ充電制御ルーチンについて他の実施例を説明するフローチャートである。

（第１実施形態）
次に、本発明に係る第１実施形態を図面を参照しつつ説明する。
（構成）
なお図１〜図３には、第２実施形態及び変形例で使用する構成も併せて図示すると共に、その構成も併せて説明する。
本実施形態の車両１００は、図１に示すように、電機駆動装置２０の動力で走行する電気自動車である。電機駆動装置２０には、走行用の電動モータが含まれる。
また上記車両１００に、電機駆動装置２０に電力を供給するバッテリ３０と、バッテリ３０を外部電源に接続するプラグ４１と、バッテリ３０の充電と放電とを制御信号の入力に応じて制御する充電器４０と、充電器４０に制御信号を出力するコントローラ１０と、を搭載する。ここで、電機駆動装置２０、バッテリ３０、及び充電器４０には、電気自動車やプラグインハイブリッド駆動車に用いられている従来製品をそのまま転用可能である。

充電器４０は、バッテリ３０の充電時には、プラグ４１を介して外部から供給される交流電流を直流に整流してバッテリ３０に供給する。バッテリ３０は、リチウムイオン電池や鉛蓄電池、ニッケル水素電池などの繰り返し充電可能な公知の二次電池で構成する。充電器４０は、後述のようにコントローラ１０によって制御される。
電機駆動装置２０は、走行用の電動モータの他に、エアコンディショナのコンプレッサやヘッドライトなどの電装品を含む。
電流センサ５１は、バッテリ３０の入出力電流を検出する。電圧センサ５２は、バッテリ３０の端子間電圧を検出する。温度センサ５３は、バッテリ３０の温度を検出する。温度センサ５４は、外気温を検出する。

コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びインタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）、及び運転ログ格納用の不揮発メモリを備えたマイクロコンピュータで構成する。コントローラを複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。さらにコントローラ１０は、上述のハードウェアと、ソフトウェア、すなわちＲＯＭに書き込まれたプログラムとの組み合わせで構成される。
コントローラ１０には、電流センサ５１、電圧センサ５２、温度センサ５３、温度センサ５４がそれぞれ検出した検出データに関する信号が入力する。

コントローラ１０はバッテリ３０に外部電源から充電器４０を介して充電を行う制御として、通常充電と、通常充電より大きな発熱をバッテリにもたらす急速充電とを選択的に実施する。すなわち、コントローラ１０は、車両の運転開始に先立って決定したバッテリ暖機開始時刻に急速充電を開始するよう充電器４０を制御する。また、コントローラ１０は、バッテリ暖機開始時刻においてバッテリ３０に所定の充電余地が存在するように、バッテリ暖機開始時刻に先立って、充電器４０を介したバッテリ３０の通常充電を実施する。

そのコントローラ１０は、図２に示すように、ＳＯＣ演算部１１と、バッテリ暖機情報演算部１２と、通常充電時充電量演算部１３と、急速充電時充電量演算部１４と、バッテリ暖機判定部１５とを備える。なお、この図に示す各部１１〜１５は、ＲＯＭに書き込まれたプログラムの実行により実現されるコントローラ１０の各機能を仮想的なユニットとして示したものであり、物理的な存在を意味しない。
ＳＯＣ演算部１１は、バッテリ３０の入出力電流と端子間電圧に基づき、バッテリ３０のＳＯＣを演算する。 ＳＯＣは、バッテリの充電状態を表す値であり、アンペア−アワー（Ａｈ）で表される値である。

バッテリ暖機情報演算部１２は、図３に示すように、運転開始時刻演算部１２Ａと、バッテリ暖機所要時間演算部１２Ｂとからなる。
運転開始時刻演算部１２Ａは、ドライバが次に車両１００の運転を開始する時刻を予測する。
ここで、運転開始時刻の演算方法は特に限定されない。運転開始時刻の演算方法の例としては、次の第１の方法及び第２の方法を挙げることが出来る。第１の方法は、過去の運転開始時刻をログとして記憶しておき、車両の運転ログに基づいて次の運転開始時刻を推定する方法である。第２の方法は、車両１００に対し運転開始時刻を手動操作で入力可能な入力装置５５を設け、ドライバが入力装置５５を介して車両１００の運転開始時刻を入力する方法である。入力装置５５には、例えばタッチパネル５５Ａや車外に持ち出し可能なリモートコントローラ５５Ｂを用いることができる。リモートコントローラ５５Ｂを用いる場合は、バッテリ暖機情報演算部１２に受信装置を設ける。また、車両の運転ログに基づいて次の運転開始時刻を推定する第１の方法の場合には、例えば過去３日間の車両１００の運転開始時刻である、例えばＡＭ７：０１（３日前）、ＡＭ６：５５（２日前）、ＡＭ７：０５（１日前）を、運転開始時刻演算部１２Ａが不揮発メモリに記憶し、翌日の運転開始時刻を過去３日間の運転開始時刻の平均値として設定することが考えられる。

バッテリ暖機所要時間演算部１２Ｂは、温度センサ５３が検出したバッテリ３０のバッテリ温度と温度センサ５４が検出した外気温とに基づき、バッテリ３０の暖機に要する暖機所要時間を演算して設定する。
具体的には図４に示す特性のマップを参照して、バッテリ温度と外気温から暖機所要時間を演算する。マップはあらかじめコントローラ１０のＲＯＭに格納しておく。マップによれば、バッテリ温度が低く、かつ外気温が低いほど暖機所要時間が増加する。図４において暖機所要時間を示す複数の線は横軸のバッテリ温度と１点で交差する。この交差位置のバッテリ温度を基準温度と称する。基準温度において、バッテリ３０は暖機を必要とせずに最も良好な出力性能を発揮する。

この実施形態では、暖機所要時間をバッテリ温度と外気温とからマップを参照して求めている場合を例示している。ここで、放置状態のバッテリ３０の温度と外気温には密接な関係がある。したがって、暖機所要時間をバッテリ温度のみから求めることも可能である。その場合には、マップ（図４）に示した複数の直線が標準的な１本の直線で表されることになる。さらに、暖機所要時間を外気温のみから求めることも可能である。いずれの場合も、バッテリ温度あるいは外気温が低いほど暖機所要時間は長くなる。

再び図２を参照すると、通常充電時充電量演算部１３と急速充電時充電量演算部１４には、温度センサ５４が検出した外気温と、ＳＯＣ演算部１１が演算したＳＯＣと、バッテリ暖機情報演算部１２が演算した暖機情報がデータとして入力される。ここで、暖機情報は車両１００の運転開始時刻と暖機所要時間の総称である。
ここで、本実施形態の充電器４０は、バッテリ３０に対して通常充電と急速充電とを選択的に行う機能を備える。

通常充電とは、低電圧かつ小電流による充電モードを意味する。通常充電はバッテリ３０への充電時の負荷や充電ロスが少なく、効率的な充電をもたらす。ここで、充電時の負荷が少ないことは充電に伴うバッテリ３０の発熱が少ないことを意味する。
これに対して、急速充電は、通常充電時よりも高電圧かつ大電流による充電モードを意味する。急速充電においては、充電時の負荷が通常充電時よりも大きく、充電に伴うバッテリ３０の発熱が多く、発熱量が放熱量を上回ることによってバッテリ３０の温度を徐々に上昇させる。バッテリ３０のこの状態が暖機に相当する。

図５（ｂ）に示すように、通常充電においてはバッテリ温度は上昇せず、急速充電ではバッテリ温度が上昇する。暖機はしたがってバッテリ３０の急速充電によってのみ行われる。言い換えれば、通常充電はバッテリ３０の温度上昇をもたらさない充電状態と定義することができ、急速充電はバッテリ３０に温度上昇をもたらす充電状態と定義することができる。

急速充電時充電量演算部１４は、入力データに基づいて急速充電に必要な充電要求電力量Ｂを演算して出力する。
図５（ａ）に示すように、急速充電時充電量演算部１４は、暖機開始時刻から車両１００の運転開始時刻に至る暖機所要時間の間にバッテリ３０がほぼ満充電になるような充電要求電力量Ｂを演算する、急速充電時充電量演算部１４は、その演算した充電要求電力量Ｂを、通常充電時充電量演算部１３とバッテリ暖機判定部１５とに出力する。ここで暖機開始時刻は、車両１００の運転開始時刻から暖機所要時間を差し引くことで得られる値である。

通常充電時充電量演算部１３は、バッテリ３０の満充電電力量から充電要求電力量Ｂを差し引くことで、通常充電によるバッテリ３０の通常充電目標ＳＯＣを設定する。そして、通常充電時充電量演算部１３は、バッテリ３０の通常充電目標ＳＯＣと、バッテリ３０の現在のＳＯＣとに基づき、車両１００の暖機開始時刻までに通常充電目標ＳＯＣを達成するための充電要求電力量Ａを演算して、バッテリ暖機判定部１５に出力する。

具体的には、通常充電目標ＳＯＣと現在のＳＯＣとを比較し、現在のＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣを上回っている場合は、通常充電は不要と判断して充電要求電力量Ａをゼロに設定する。現在のＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣを下回っている場合は、通常充電が必要と判断して充電要求電力量Ａを演算する。通常充電目標ＳＯＣは次のように設定する。 図５（ａ）に示すように充電要求電力量Ｂが満充電充電容量１００％の約４０％であるとすると、通常充電目標ＳＯＣは、満充電充電容量の１００％から、急速充電で充電する約４０％の充電要求電力量Ｂを差し引いた約６０％に設定する。この状態を標準状態と称する。

暖機所要時間と充電要求電力量Ｂは、前述のようにバッテリ３０のバッテリ温度と外気温に依存する。バッテリ温度が基準温度に近い場合は、標準状態より暖機所要時間は短く、充電要求電力量Ｂは小さい。その場合には通常充電目標ＳＯＣは標準状態の約６０％より大きな値に設定する。一方、バッテリ温度が基準温度を下回るほど、標準状態より暖機所要時間は長く、充電要求電力量Ｂは大きくなる。その場合には通常充電目標ＳＯＣは標準状態の約６０％より小さな値に設定する。また、同一のバッテリ温度に対して外気温が低いほど、暖機所要時間は長く、充電要求電力量Ｂは大きくなる。
なお、バッテリ温度が基準温度以上の場合には、外気温によらず、暖機所要時間、充電要求電力量Ｂともにゼロとなる。その場合には通常充電目標ＳＯＣは満充電充電容量の１００％に等しく設定する。

バッテリ暖機判定部１５には、バッテリ暖機情報演算部１２から車両１００の運転開始時刻と暖機所要時間が、通常充電時充電量演算部１３から充電要求電力量Ａが、急速充電時充電量演算部１４から充電要求電力量Ｂがそれぞれ入力する。バッテリ暖機判定部１５は、これらの情報に基づいて通常充電を行うかどうか、バッテリ暖機のための急速充電を行うかどうか、をそれらの実行タイミングとともに決定し、決定に基づく充電状態指令値を充電器４０に出力する。

（バッテリ充電制御の処理ルーチンその他）
次に、上記構成のコントローラ１０によるバッテリ充電制御の処理ルーチンについて、図６を参照しつつ説明する。この処理ルーチンは、プラグ４１が外部電源に接続されることを検知すると、それをトリガーとして実行が開始する。そして、１回のルーチンを終了する度に、次のルーチンの実行が開始される。
まずルーチンが開始すると、ステップＳ１０１で、コントローラ１０は車両１００の運転開始時刻を演算する。このステップは運転開始時刻演算部１２Ａが行う処理に相当する。

続いて、ステップＳ１０２で、コントローラ１０は暖機所要時間を演算する。このステップはバッテリ暖機所要時間演算部１２Ｂが行う処理に相当する。すなわち、コントローラ１０はあらかじめＲＯＭに格納された図４に示す内容のマップを参照して、バッテリ温度と外気温から暖機所要時間を演算する。図４から分かるように、基準温度以上では暖機所要時間はゼロに設定される。
次に、ステップＳ１０３で、コントローラ１０は現在から車両１００の運転開始時刻に至るまでの時間が暖機所要時間を上回っているかどうかを判定する。現在から車両１００の運転開始時刻に至るまでの時間は、ステップＳ１０１で演算した車両１００の運転開始時刻から現在時刻を差し引いた値である。ステップＳ１０３の判定はバッテリ暖機判定部１５が行う処理に相当する。

ステップＳ１０３の判定を満足する場合は、現在の時刻が図５に示すバッテリ３０の急速充電期間に至っていないことを意味する。そしてステップＳ１０３の判定を満足する場合には、ステップＳ１０４の処理に移行する。ステップＳ１０３の判定を満足しない場合には、ステップＳ１１１の処理に移行する。
ステップＳ１０４で、コントローラ１０は車両１００の運転開始時刻と暖機所要時間から暖機開始時刻を演算する。例えば、車両１００の運転開始時点がＡＭ７：００であって、暖機所要時間が９０分であるときは、ＡＭ５：３０を暖機開始時刻として設定する。このステップＳ１０４は急速充電時充電量演算部１４が行う処理に相当する。

ステップＳ１０５で、コントローラ１０は満充電充電容量から急速充電のための充電要求電力量Ｂを差し引くことで通常充電目標ＳＯＣを演算する。このステップＳ１０５の処理は、充電要求電力量Ｂを計算する急速充電時充電量演算部１４が行う処理、及び、充電要求電力量Ｂから通常充電目標ＳＯＣを決定する通常充電時充電量演算部１３が行う処理に相当する。
ステップＳ１０６で、コントローラ１０は通常充電目標ＳＯＣに基づき通常充電を実行する。
ステップＳ１０７で、コントローラ１０は暖機開始時刻に至ったかどうかを判定する。暖機開始時刻に至っていないと判定した場合には、ステップＳ１０８の処理に移行する。一方、暖機開始時刻に至ったと判定した場合には、ステップＳ１１１の処理に移行する。

ステップＳ１０８で、コントローラ１０はバッテリ３０のＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣに到達したかどうかを判定する。ＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣに到達したと判定した場合にはステップＳ１０９の処理に移行する。一方、ＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣに到達していないと判定した場合には、ステップＳ１０５の処理に戻り、通常充電を続行する。
ステップＳ１０９で、コントローラ１０はバッテリ３０の暖機が必要かどうかを判定する。バッテリ３０の暖機が必要と判定した場合には、ステップＳ１１０の処理に移行する。バッテリ３０の暖機が必要と判定しなかった場合には、そのままルーチンを終了する。ここで、ルーチン修了後は直ちに次回のルーチン実行が開始される。したがって、この処理により、例えば暖機開始時刻前に通常充電が終了すると、暖機開始時刻に至るまでステップＳ１０７〜Ｓ１０９の処理が繰り返され、バッテリ充電制御装置は実質的に待機状態を保つことになる。

したがって、プラグ４１が外部電源に接続される時刻がいくら早くても、充電電力が無駄に消費されることはない。また、通常充電目標ＳＯＣを超えたバッテリ３０の充電が行われることもなく、通常充電は以後に行われる急速充電の余地を残した状態で終了する。さらに、バッテリ３０の暖機が必要ないと判断された場合には、急速充電を行わないので、電力の無駄な消費を防止できるとともに、急速充電の繰り返しによるバッテリ３０の寿命低下も防止できる。

一方、プラグ４１が外部電源に接続される時刻が遅いと、通常充電によるバッテリ３０のＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣに達する前に、暖機開始時刻が来てしまうことがある。その場合には、バッテリ３０のＳＯＣによらず、ステップＳ１０７の判定を満足する状態に変わるため、コントローラ１０はステップＳ１１１に移行する。すなわちバッテリ３０への充電を通常充電から急速充電に切り換える。これによって、プラグ４１の外部電源への接続が遅れた場合でも、暖機のための急速充電時間が通常充電時間に優先して確保される結果、車両１００の運転開始時にバッテリ３０の暖機を確実に間に合わせる。

ステップＳ１１０は、フローチャートの記載上独立したステップとして記載しているが、その内容はステップＳ１０７と同一である。すなわち、ステップＳ１１０で、コントローラ１０は暖機開始時刻に至ったかどうかを判定する。判定を満足しない場合には、ステップＳ１０８の処理に戻る。判定を満足する場合にはステップＳ１１１の処理に移行する。
ステップＳ１１１で、コントローラ１０は急速充電のための充電要求電力量Ｂに基づきバッテリ３０の急速充電を行う。急速充電の結果、バッテリ３０は発熱し、図５に示すようにＳＯＣとバッテリ温度をともに上昇させる。

ステップＳ１１２で、コントローラ１０は車両１００の運転開始時刻に至ったかどうかを判定する。車両１００の運転開始時刻に至っていなければ、ステップＳ１１１に戻って急速充電を続行する。一方、車両１００の運転開始時刻に至ると、コントローラ１０は急速充電を終了する。
ここで、ステップＳ１０６、Ｓ１１１が、バッテリ暖機判定部１５が行う処理に相当する。

以上のルーチン実行の結果、プラグ４１が外部電源に接続された後、暖機開始時刻に至るまでは通常充電が行われ、暖機開始時刻に至った後は車両１００の運転開始時刻まで急速充電が行われる。したがって、車両１００の運転開始時刻において、バッテリ３０は暖機を終了し、バッテリ温度は好ましい出力性能を発揮できる基準温度に達している。また、このルーチンのもとではプラグ４１が外部電源に早めに接続された場合でも、暖機は車両１００の開始の直前に行われるので、暖機の完了から車両１００の運転開始までの間にバッテリ３０の温度が再び低下してしまうこともない。したがって、車両１００の運転を常にバッテリ３０の出力性能に関して好ましい温度環境のもとで開始することができる。
ここで、ステップＳ１０３，Ｓ１０５〜Ｓ１１２は充電制御手段を構成する。ステップＳ１０４は、暖機開始時刻決定手段を構成する。ステップＳ１０２は、暖機所要時間設定手段を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）暖機開始時刻決定手段は、車両１００の運転開始に先立ってバッテリ暖機開始時刻を決定する。充電制御手段は、車両１００に搭載したバッテリ３０に外部電源から充電器４０を介して充電を行う制御として、通常充電と、通常充電より大きな発熱をバッテリ３０にもたらす急速充電とを選択的に実施する。このとき、充電制御手段は、暖機開始時刻決定手段が決定したバッテリ暖機開始時刻に急速充電を開始するよう充電器４０を制御する。
この構成によって、車両の運転開始に先だって、バッテリ３０の発熱を伴う急速充電を行うことでバッテリ暖機を行うことが出来る。そして、シンプルな構成による効率的なバッテリ暖機を実現することが可能になる。
すなわち、車両１００の使用開始時刻になったときには、バッテリ３０は好ましい出力性能を発揮できる基準温度に達している。この結果、例えばマイナス１０℃以下の極低温下でも、バッテリ３０の温度を適温まで上げることができるため、車両１００の使用開始時刻において、直ちに充分な出力性能、走行性能を発揮することが可能となる。

（２）充電制御手段は、バッテリ暖機開始時刻においてバッテリ３０に所定の充電余地が存在するように、バッテリ暖機開始時刻に先立って、充電器４０を介したバッテリ３０の通常充電を実施する。
これによって、暖機以外の時間帯ではできるだけ低負荷・高効率な充電方法である通常充電によって効率良く充電できる。また、暖機開始時刻にバッテリ３０が満充電またはそれに近い状態になって充分な急速充電が行えなくなるといった不都合を回避できる。また、無駄な充電を回避することができる。

（３）暖機所要時間設定手段は、温度センサ５３が検出した温度に基づき、バッテリ３０の温度が低いほど長くなるように暖機所要時間を設定する。暖機開始時刻決定手段は、車両１００の運転開始時刻から上記暖機所要時間設定手段が設定した暖機所要時間を差し引いた時刻を、バッテリ暖機開始時刻とする。
これによって、低温時に暖機期間が短くて発熱不足といったことを防ぐことができる。また、比較的暖かいときは、充電ロスの大きい急速充電を少なくして無駄な充電やバッテリ３０負荷の増大を回避できる。
（４）暖機所要時間設定手段は、バッテリ３０の温度が、暖機を必要としない下限値として予め設定した基準温度以上と判定すると、暖機所要時間をゼロに設定する。
これによって、充電ロスの大きい急速充電を抑制して無駄な充電やバッテリ３０負荷の増大を回避できる。

（５）上記充電余地を、暖機所要時間に相当するバッテリ３０の急速充電量に等しい量に設定する。
例えば、温度が低いときはバッテリ３０の発熱量を大きくするために急速充電による充電余力を増し、反対に温度が高いときはバッテリ３０の発熱量が少なくてすむため、急速充電による充電余力を小さくする。
これによって、通常充電による効率的な充電を行えると共に、急速充電によるバッテリ３０の温度を的確に上昇（発熱）することができる。
（６）通常充電による充電電力は急速充電による充電電力より小さい。
これによって、通常充電による効率的な充電を行える。

（第２実施形態）
次に第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記第１実施形態と同様な構成ついては同一の符号を付して説明する。
図７は、上記コントローラ１０によるバッテリ充電制御の本実施形態で例示する処理ルーチンを示すフローチャートである。
（構成その他）
本発明の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。
この実施形態では、車両１００の運転開始時刻を前述のようにドライバがタッチパネル５５Ａやリモートコントローラ５５Ｂなどの入力装置５５から手入力する場合に、コントローラ１０が図６のバッテリ充電制御ルーチンに代えて図７のバッテリ充電制御ルーチンを実行する。

第２実施形態のバッテリ充電制御ルーチンもプラグ４１が外部電源に接続されることをトリガーとして実行が開始され、ルーチンを終了するたびに次のルーチン実行が開始される。
ルーチンが開始されると、まずステップＳ１２１で、コントローラ１０は暖機所要時間を計算する。この処理は、図６のステップＳ１０２と同じ処理である。
次に、ステップＳ１２２で、コントローラ１０は車両１００の運転開始時刻から暖機所要時間を差し引いて暖機開始時刻を演算する。運転開始時刻が入力装置５５からの入力値であることを除き、もの処理は、図６のステップＳ１０４と同じ処理である。

ステップＳ１２３で、コントローラ１０は通常充電目標ＳＯＣを演算する。この処理は図６のステップＳ１０５と同じ処理である。
ステップＳ１２４で、コントローラ１０は通常充電を実行する。この処理は図６のステップＳ１０６と同一の処理である。
ステップＳ１２５で、コントローラ１０は暖機開始時刻に至ったかどうかを判定する。この処理は図６のステップＳ１０７と同一の処理である。ステップＳ１２５の判定を満足する場合には、ステップＳ１２６に移行してバッテリ３０の急速充電を実行する。この処理は図６のステップＳ１１１の処理と同一である。一方、ステップＳ１２５の判定を満足しない場合はステップＳ１２７の処理に移行する。

ステップＳ１２７で、コントローラ１０はバッテリ３０のＳＯＣが通常充電目標ＳＯＣに達したかどうかを判定する。この処理は図６のステップＳ１０８と同一の処理である。ステップＳ１２７の判定を満足する場合にはステップＳ１２５に戻り、ステップＳ１２５の判定を満足するまで判定を繰り返す。一方、ステップＳ１２７の判定を満足しない場合には、ステップＳ１２４に移行して通常充電を続行する。
ステップＳ１２６で、コントローラ１０は急速充電を実行する。続いて、ステップＳ１２８で、コントローラ１０は車両１００の運転開始時刻に至ったかどうかを判定する。車両１００の運転開始時刻に至っていなければ、ステップＳ１２６に戻って急速充電を続行する。一方、車両１００の運転開始時刻に至ったと判定すると、コントローラ１０は急速充電を終了する。ステップＳ１２６とＳ１２８の処理は、図６のルーチンのステップＳ１１１とＳ１１２の処理と同一である。

このバッテリ充電制御ルーチンによれば、車両１００の通常の運転開始時刻以外の時刻に車両１００を運転する場合であっても、あらかじめ運転開始予定時刻を入力装置５５から入力しておくことで、車両１００の運転開始時点においてバッテリ３０の暖機を完了させることができる。
ここで、車両１００の運転用のキーにＧセンサなどの振動検出センサ５６を内蔵し、コントローラ１０に振動検出センサ５６が発信する信号の受信装置を設け、コントローラ１０は振動検出センサからの入力信号をトリガーとする割り込み処理により、ステップＳ１２５の判定を満足した状態に上書きすることも可能である。

この場合には、バッテリ３０の充電状態が通常充電目標ＳＯＣに達しているかどうかに関わらず、ステップＳ１２４において車両１００の使用開始に至るまで急速充電を実施することができる。これによって、車両１００の運転開始時刻が急に変更になった場合でも、直ちに急速充電を開始してバッテリ３０の温度を可能な限り高めることができる。また、ドライバによる入力装置５５の遠隔操作や運転開始時刻の入力操作なども不要となるため、確実に暖機を開始することができる。
ここで、ステップＳ１２３〜Ｓ１２８は充電制御手段を構成する。ステップＳ１２２は、暖機開始時刻決定手段を構成する。ステップＳ１２１は、暖機所要時間設定手段を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）入力装置５５から入力された値を車両１００の運転開始時刻に設定する。
これによって、より適切な時刻にバッテリ暖機開始時刻を決定することが出来る。そして、車両１００の運転開始時点においてバッテリ３０の暖機を完了させることができる。
（２）暖機開始時刻決定手段は、振動検出センサ５６の振動検出時刻をバッテリ暖機開始時刻に設定する。
これによって、車両１００の運転開始時刻が急に変更になった場合でも、直ちに急速充電を開始してバッテリ３０の温度を可能な限り高めることができる。

（変形例その他）
（１）以上の各実施形態では、車両１００の運転開始時刻を前もって演算あるいは入力しているが、プラグ４１の外部電源への接続を車両１００の運転開始の直前に行った場合にもバッテリ３０の急速充電が直ちに開始され、バッテリ３０の温度を上昇させる。
つまり短時間であっても、プラグ４１の外部電源への接続から車両１００の運転開始に至る期間にバッテリ３０の暖機が行われる。車両１００の運転開始に当たって、バッテリ３０は与えられた条件の中で可能な限り暖機が行われる。

（２）暖機開始時刻を、バッテリ３０の充電可能な電力量に基づいて補正することもできる。例えば急速充電時充電量演算部１４が、現在のバッテリ３０のＳＯＣと、バッテリ３０の満充電時の充電容量から充電可能な電力量を演算する。充電可能な電力量と暖機に必要な充電要求電力量Ｂとを比較し、充電可能な電力量が小さかったら、充電要求電力量Ｂを充電可能な電力量に補正した後、バッテリ暖機情報演算部１２へ出力する。バッテリ暖機情報演算部１２は、補正後の充電要求電力量Ｂを急速充電した場合に満充電に達するまでの時間を暖機所要時間として計算する。バッテリ暖機情報演算部１２は、この暖機所要時間に基づいて暖機開始時刻を補正する。

バッテリ３０の充電可能な電力量に基づき暖機開始時刻を補正すると、充電開始前のバッテリ３０のＳＯＣが高く、充分に暖機ができないような場合には充電を全て急速充電で行い、かつ暖機開始時刻を遅らせて、車両１００の運転開始時刻にバッテリ３０を満充電状態とすることができる。つまり、車両１００の運転開始直前まで暖機が確実に継続して実行されるので、車両１００の運転開始時刻前にバッテリ３０が満充電となり、暖機が停止することにより車両１００の運転開始時刻までにバッテリ３０温度が低下するという不具合を防止できる。

（３）ここで、発明について、いくつかの特定の実施例形態を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、請求項の技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
例えば、以上の各実施例では、運転開始時刻から暖機所要時間を差し引くことで暖機開始時刻を計算し、コントローラ１０は暖機開始時刻になると急速充電を開始している。しかしながら、暖機開始時刻をドライバが入力装置５５を介して入力し、コントローラ１０が暖機開始時刻で急速充電を開始し、図４のマップを参照して得られる暖機所要時間が経過した時点で急速充電を停止するようにしても良い。

要は車両１００の運転開始に先立って急速充電を行うことがこの発明の主題であり、急速充電の開始方法については様々な設定が可能である。
例えば、以上の実施形態は、バッテリ３０に蓄えられた電力のみで走行するいわゆる電気自動車におけるバッテリ３０の充電制御に関する。この発明はしかしながら、内燃エンジンと電動モータの駆動力で走行するプラグインハイプリッド駆動車両１００に適用することもできる。

この場合には、暖機のための急速充電の目標充電状態を、バッテリ３０の満充電に対して低めの値、すなわち例えば８０％に設定する。通常充電目標ＳＯＣは更に低めの値、すなわち例えば５０％に設定する。このような設定のもとで、コントローラ１０が図５または図６に示すようなルーチンを実行することにより、プラグインハイブリッド駆動車両１００の運転開始時の暖機状態を改善することができる。なお、充電目標状態を低めの値に設定するのは、回生ブレーキによる回生エネルギーを、バッテリ３０に蓄える余地を確保するためである。

以上のように、この発明は電気自動車やプラグインハイプリッド駆動車など、バッテリ電力で走行する車両のバッテリの運転開始時における暖機に好ましい効果をもたらす。

１０ コントローラ
１１ ＳＯＣ演算部
１２ バッテリ暖機情報演算部
１２Ａ 運転開始時刻演算部
１２Ｂ バッテリ暖機所要時間演算部
１３ 通常充電時充電量演算部
１４ 急速充電時充電量演算部
１５ バッテリ暖機判定部
２０ 電機駆動装置
３０ バッテリ
４０ 充電器
４１ プラグ
５３ 温度センサ
５４ 温度センサ
５５ 入力装置
５５Ａ タッチパネル
５５Ｂ リモートコントローラ
５６ 振動検出センサ

Claims (10)

1. 車両に搭載したバッテリに外部電源から充電器を介して充電を行う制御として、通常充電と、通常充電より大きな発熱をバッテリにもたらす急速充電とを選択的に実施する充電制御手段と、
   車両の運転開始に先立ってバッテリ暖機開始時刻を決定する暖機開始時刻決定手段と、
   を備え、
   上記充電制御手段は、暖機開始時刻決定手段が決定したバッテリ暖機開始時刻に急速充電を開始するよう充電器を制御することを特徴とするバッテリ充電制御装置。
2. 上記充電制御手段は、バッテリ暖機開始時刻においてバッテリに充電余地が存在するように、バッテリ暖機開始時刻に先立って、充電器を介したバッテリの通常充電を実施することを特徴とする請求項１に記載したバッテリ充電制御装置。
3. バッテリの温度を検出する温度センサと、
   温度センサが検出した温度に基づき、バッテリの温度が低いほど長くなるように暖機所要時間を設定する暖機所要時間設定手段と、を備え、
   暖機開始時刻決定手段は、車両の運転開始時刻から上記暖機所要時間設定手段が設定した暖機所要時間を差し引いた時刻を、バッテリ暖機開始時刻とすることを特徴とする請求項２に記載したバッテリ充電制御装置。
4. 暖機所要時間設定手段は、バッテリの温度が、暖機を必要としない下限値として予め設定した基準温度以上と判定すると、暖機所要時間をゼロに設定することを特徴とする請求項３に記載したバッテリ充電制御装置。
5. 上記充電余地を、暖機所要時間に相当するバッテリの急速充電量に等しい量に設定することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載したバッテリ充電制御装置。
6. 運転開始時刻を入力するための入力装置を備え、
   入力装置から入力された値を車両の運転開始時刻に設定することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載したバッテリ充電制御装置。
7. 車両運転用のキーに内蔵された振動検出センサを備えた車両のバッテリ充電制御装置であって、
   暖機開始時刻決定手段は、振動検出センサの振動検出時刻をバッテリ暖機開始時刻に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したバッテリ充電制御装置。
8. 通常充電による充電電力は急速充電による充電電力より小さいことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載したバッテリ充電制御装置。
9. 車両に搭載したバッテリに外部電源から充電器を介して充電を行う制御として、通常充電と、通常充電より大きな発熱をバッテリにもたらす急速充電とを選択的に実施するバッテリ充電制御方法において、
   車両の運転開始に先立ってバッテリ暖機開始時刻を決定し、
   バッテリ暖機開始時刻に急速充電を開始するよう充電器を制御することを特徴とするバッテリ充電制御方法。
10. バッテリ暖機開始時刻においてバッテリに所定の充電余地が存在するように、バッテリ暖機開始時刻に先立って充電器によるバッテリの通常充電を実施することを特徴とする請求項９に記載したバッテリ充電制御方法。

Images