JP2020124012A - バッテリ冷却制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車載バッテリを冷却しながら外部電源により車載バッテリを充電する場合に周囲に不快感を与えることを抑制する。【解決手段】外部電源により車載バッテリを急速充電する充電地点の位置情報に基づいて充電地点の静寂性要求度を判定し（１０４〜１０８）、車載バッテリの充電時に電動コンプレッサの駆動力で車載バッテリを冷却する空調装置に対し、静寂性要求度が所定値以上の充電地点で外部電源により車載バッテリを充電する場合の電動コンプレッサの回転数の上限値を、前記静寂性要求度が所定値未満の充電地点で外部電源により車載バッテリを充電する場合の電動コンプレッサの回転数の上限値よりも低く設定する（１１６）。【選択図】図３

Description

本発明はバッテリ冷却制御装置に関する。
特許文献１には、車載バッテリが外部充電されている時刻が深夜から早朝の時間帯である場合に、車載バッテリを温度調節する温度調節部のブロア部に投入される電力の電力比率が低い第２の駆動モードを実行する技術が開示されている。
特開２０１４−１９２１２９号公報
特許文献１に記載の技術は、深夜から早朝の時間帯以外の時間帯に外部電源により車載バッテリを充電する場合に、電力比率が第２の駆動モードよりも高い第１の駆動モードを実行するので、周囲環境によってはブロア部などの作動音が騒音となり、周囲に不快感を与えてしまう虞がある。
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、車載バッテリを冷却しながら外部電源により車載バッテリを充電する場合に周囲に不快感を与えることを抑制できるバッテリ冷却制御装置を得ることが目的である。
請求項１記載の発明に係るバッテリ冷却制御装置は、外部電源により車載バッテリを充電する充電地点の位置情報に基づいて前記充電地点の静寂性要求度を判定する判定部と、前記車載バッテリの充電時にモータの駆動力で前記車載バッテリを冷却する冷却部に対し、前記静寂性要求度が所定値以上の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値を、前記静寂性要求度が所定値未満の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値よりも低く設定する制御部と、を含んでいる。
請求項１記載の発明では、車載バッテリの充電時に冷却部がモータの駆動力で車載バッテリを冷却する。そして、静寂性要求度が所定値以上の充電地点で外部電源により車載バッテリを充電する場合の冷却部のモータの回転数の上限値を、静寂性要求度が所定値未満の充電地点で外部電源により車載バッテリを充電する場合のモータの回転数の上限値よりも低く設定する。これにより、外部電源により車載バッテリを充電する際に、充電地点の静寂性要求度が所定値以上の場合には、冷却部のモータの回転数の上限値が抑制されることで、モータの作動音が小さくされる。従って、車載バッテリを冷却しながら外部電源により車載バッテリを充電する場合に周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記判定部は、ＧＰＳセンサから取得した前記充電地点の位置情報を、静寂性要求度が異なる地域を地図上で区分する第１情報、又は、前記外部電源が設置された地点毎の静寂性要求度を示す第２情報と照合することで、前記充電地点の前記静寂性要求度を判定する。
充電地点の静寂性要求度の判定は、例えば、請求項２に記載したように、ＧＰＳセンサから取得した充電地点の位置情報を、上記の第１情報又は第２情報と照合することで行うことができる。これにより、例えば充電地点の周囲に存在する複数の土地の地目などを取得して静寂性要求度を総合的に判定するなどの場合と比較して、充電地点の静寂性要求度を迅速かつ確実に判定することができる。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記静寂性要求度が所定値以上の前記充電地点は、住宅地、自然保護区、公園の少なくとも１つに含まれる地点である。
請求項３に記載の住宅地、自然保護区、公園は何れも静寂性要求度が高い区域であり、充電地点がこれらの区域の何れかに含まれる場合にモータの回転数の上限値を低く設定することで、充電地点を含む住宅地、自然保護区、公園などの静寂性を損なうことを抑制することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発明において、前記冷却部の前記モータは、前記車載バッテリを冷却するために熱交換媒体を循環させる電動コンプレッサを駆動するモータである。
電動コンプレッサのモータは、回転時に熱交換媒体を圧縮することに伴って音が発生する。車載バッテリを充電する場合に電動コンプレッサのモータの回転数の上限値を低く設定することで、電動コンプレッサのモータの回転時に熱交換媒体を圧縮することに伴って発生する音を抑制することができ、この音により周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発明において、前記冷却部の前記モータは、前記車載バッテリに送風するブロアモータである。
ブロアモータは回転時に送風音が発生する。外部電源により車載バッテリを充電する場合のブロアモータの回転数の上限値を低く設定することで、ブロアモータの回転時に発生する送風音を抑制することができ、送風音により周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の発明において、日射を検出する日射検出部を更に備え、前記制御部は、前記日射検出部によって日射が検出されていない状態で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値を、前記日射検出部によって日射が検出されている状態で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値よりも低く設定する。
請求項６記載の発明では、日射検出部によって日射が検出されていない状態で外部電源により車載バッテリを充電する場合に、冷却部のモータの回転数の上限値が抑制されることで、モータの作動音が小さくされる。これにより、外部電源により車載バッテリを充電する時間帯が日射検出部によって日射が検出されていない時間帯である場合にも、周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
請求項７記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項記載の発明において、周囲の騒音を検出する騒音検出部を更に備え、前記制御部は、前記騒音検出部によって検出された周囲の騒音が所定値未満の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値を、前記騒音検出部によって検出された周囲の騒音が所定値以上の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値よりも低く設定する。
請求項７記載の発明では、周囲の騒音が所定値未満の充電地点で外部電源により車載バッテリを充電する場合に、冷却部のモータの回転数の上限値が抑制されることで、モータの作動音が小さくされる。これにより、外部電源により車載バッテリを充電する際に、周囲の騒音が所定値未満の場合にも、周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
本発明は、車載バッテリを冷却しながら外部電源により車載バッテリを充電する場合に周囲に不快感を与えることを抑制できる、という効果を有する。
実施形態に係る車載システムの一例を示す概略構成図である。 静寂性要求度情報の一例を示すイメージ図である。 急速充電時処理のフローチャートである。 静寂性要求度情報の一例を示す図表である。 車載システムの他の例を示す概略構成図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１に示す車載システム１０Ａはバス１２を含んでおり、バス１２には、日射センサ１４、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ１６、マイク１８、及び、空調制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０が各々接続されている。なお、図１は車載システム１０Ａの一部のみ示している。また、以下では車載システム１０Ａが搭載された車両を自車両と称する。
日射センサ１４は自車両に太陽光が照射されているか（日射が有るか）否かを検出し、検出結果を空調制御ＥＣＵ２０へ出力する。ＧＰＳセンサ１６は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信して自車両の位置を測位し、自車両の位置情報を空調制御ＥＣＵ２０へ出力する。マイク１８は自車両の周囲の暗騒音を検出し、検出した暗騒音の音量を空調制御ＥＣＵ２０へ出力する。なお、日射センサ１４は本発明における日射検出部の一例であり、マイク１８は本発明における騒音検出部の一例である。
一方、自車両には、自車両の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するモータへ電力を供給する車載バッテリ３２が搭載されている。なお、車載システム１０Ａが搭載された車両は、ハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）でもよいし、電気自動車（Electric Vehicle）でもよい。車載バッテリ３２には充電部３４が接続されており、車載バッテリ３２を充電する際には充電部３４に外部電源３６が接続され、充電部３４は外部電源３６から供給された電力により車載バッテリ３２の充電を行う。
車載システム１０Ａは、自車両の車室内の空調を行うと共に、車載バッテリ３２の冷却を行う空調装置４０を含んでいる。空調装置４０は、熱交換媒体を圧縮する電動コンプレッサ４２を含んでおり、電動コンプレッサ４２の熱交換媒体吐出側には室外熱交換器４４が設けられている。なお、電動コンプレッサ４２は本発明におけるモータの一例である。
室外熱交換器４４の下流側には膨張弁４６が設けられており、膨張弁４６の下流側にはエバポレータ５０とバッテリ冷却用熱交換器５４とが並列に設けられている。膨張弁４６とエバポレータ５０との間には電磁弁４８が設けられており、膨張弁４６とバッテリ冷却用熱交換器５４との間には電磁弁５２が設けられている。電磁弁４８、５２の開閉は空調制御ＥＣＵ２０によって制御される。
エバポレータ５０は図示しないＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニット内に配置されている。電動コンプレッサ４２が駆動されかつ電磁弁４８が開放された状態で、エバポレータ５０によって冷却又は除湿された空気は、ＨＶＡＣユニットに設けられた複数の吹き出し口を介して車室内に供給される。また、バッテリ冷却用熱交換器５４は、車載バッテリ３２から吸熱可能な位置に配置されている。車載バッテリ３２は、電動コンプレッサ４２が駆動されかつ電磁弁５２が開放された状態で、バッテリ冷却用熱交換器５４によって冷却される。なお、空調装置４０は本発明における冷却部の一例である。
空調制御ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２２、メモリ２４、急速充電時プログラム２８及び静寂性要求度情報３０を記憶する不揮発性の記憶部２６を備えている。空調制御ＥＣＵ２０は、急速充電時プログラム２８が記憶部２６から読み出されてメモリ２４に展開され、メモリ２４に展開された急速充電時プログラム２８がＣＰＵ２２によって実行されることで、後述する急速充電時処理を行う。
一例として図２に示すように、静寂性要求度情報３０は、静寂性要求度が高い地域とそれ以外の地域とを地図上で区分する情報である。図２は住宅地及び公園の駐車場が静寂性要求度が高い地域として規定されている例を示す。なお、静寂性要求度が高い地域は住宅地及び公園に限られるものではなく、例えば自然保護区なども静寂性要求度が高い地域としてもよい。図２において、静寂性要求度が高い地域以外の地域は、静寂性要求度が低い地域である。静寂性要求度が低い地域の一例は商業地などである。なお、図２に示す静寂性要求度情報３０は第１情報の一例である。
空調制御ＥＣＵ２０は、コンプレッサ駆動部５８が接続されている。コンプレッサ駆動部５８は空調制御ＥＣＵ２０からの指示により電動コンプレッサ４２を駆動する。また、空調制御ＥＣＵ２０は充電部３４が接続されている。充電部３４は、外部電源３６が接続されて車載バッテリ３２の急速充電を行う場合に空調制御ＥＣＵ２０へ通知する。
なお、空調制御ＥＣＵ２０は、本発明に係るバッテリ冷却制御装置の一例であり、本発明における判定部及び制御部の一例として機能する。
次に実施形態の作用を説明する。外部電源３６により車載バッテリ３２の急速充電を行う場合には、車載バッテリ３２の発熱量が大きくなる。このため、空調制御ＥＣＵ２０は、車載バッテリ３２の急速充電を行うことが充電部３４から通知された場合に、空調装置４０のバッテリ冷却用熱交換器５４によって車載バッテリ３２を冷却するために、図３に示す急速充電時処理を行う。
急速充電時処理のステップ１００において、空調制御ＥＣＵ２０は、日射センサ１４によって日射の有無が検出された結果を日射センサ１４から取得する。そしてステップ１０２において、空調制御ＥＣＵ２０は、日射センサ１４によって日射有りが検出されたか否か判定する。日射センサ１４によって日射有りが検出されている場合は、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０４へ移行する。
ステップ１０４において、空調制御ＥＣＵ２０は、ＧＰＳセンサ１６から自車両の現在位置の位置情報を取得する。またステップ１０６において、空調制御ＥＣＵ２０は、ステップ１０４で取得した位置情報を、記憶部２６に記憶されている静寂性要求度情報３０と照合することで、静寂性要求度情報３０の地図上における自車両の現在位置を認識する。そして、次のステップ１０８において、空調制御ＥＣＵ２０は、自車両の現在位置における静寂性要求度が所定値以上か否か判定する。例えば自車両の現在位置が住宅地などではない場合は、ステップ１０８の判定が否定されてステップ１１０へ移行する。なお、ステップ１０４〜ステップ１０８は本発明における判定部の一例に相当する処理である。
ステップ１１０において、空調制御ＥＣＵ２０は、マイク１８から自車両の周囲の暗騒音の音量を取得する。そしてステップ１１２において、空調制御ＥＣＵ２０は、自車両の周囲の暗騒音の音量が所定値以上か否か判定する。自車両の周囲の暗騒音の音量が所定値以上の場合は、ステップ１１２の判定が肯定されてステップ１１４へ移行する。
ステップ１１４において、空調制御ＥＣＵ２０は、電磁弁５２が開放させると共に、電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を最大回転数（一例として8600[rpm]）に設定して電動コンプレッサ４２を駆動する。これにより、外部電源３６による車載バッテリ３２の急速充電に伴って車載バッテリ３２の温度が上昇すると、電動コンプレッサ４２の回転数が最大回転数まで上昇されることで、車載バッテリ３２が冷却され、車載バッテリ３２の温度上昇が抑制される。また、車載バッテリ３２の温度上昇が抑制されることに伴って、車載バッテリ３２の充電電流を大きくすることができ、これに伴って急速充電に要する時間も短縮される。
なお、電動コンプレッサ４２の回転数が最大回転数まで上昇した場合、電動コンプレッサ４２が熱交換媒体を圧縮することに伴って発生する音の音量も大きくなる。しかし、ステップ１１４の処理が行われる場合は、日射センサ１４によって日射有りが検出され、かつ自車両の現在位置の静寂性要求度が所定値未満で、かつ自車両の周囲の暗騒音の音量が所定値以上の場合である。このため、電動コンプレッサ４２が熱交換媒体を圧縮することに伴って発生する音により、周囲に不快感を与えることが抑制される。
一方、日射センサ１４によって日射無しと検出されてステップ１０２の判定が否定されるか、又は、自車両の現在位置の静寂性要求度が所定値以上でステップ１０８の判定が肯定されるか、又は、自車両の周囲の暗騒音の音量が所定値未満でステップ１１２の判定が否定された場合には、ステップ１１６へ移行する。
ステップ１１６において、空調制御ＥＣＵ２０は、電磁弁５２が開放させると共に、電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を最大回転数よりも低い回転数（一例として5200[rpm]）に設定して電動コンプレッサ４２を駆動する。これにより、電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を最大回転数に設定する場合と比較して、電動コンプレッサ４２が熱交換媒体を圧縮することに伴って発生する音の最大音量が小さくなる。従って、日射無しと検出される夜間の時間帯であったり、自車両の現在位置の静寂性要求度が所定値以上であったり、自車両の周囲の暗騒音の音量が所定値未満であったりした場合にも、周囲に不快感を与えることが抑制される。また、電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を低く設定してはいるものの、空調装置４０によって車載バッテリ３２を冷却しているので、実用的な時間内に急速充電を完了させることができる。
以上説明したように、本実施形態では、外部電源３６による車載バッテリ３２の充電時に、空調装置４０が電動コンプレッサ４２の駆動力で車載バッテリ３２を冷却する。そして、静寂性要求度が所定値以上の充電地点で外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合の電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を、静寂性要求度が所定値未満の充電地点で外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合の電動コンプレッサ４２の回転数の上限値よりも低く設定する。これにより、車載バッテリ３２を冷却しながら外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合に周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
また、本実施形態では、ＧＰＳセンサ１６から取得した充電地点の位置情報を、静寂性要求度が高い地域とそれ以外の地域とを地図上で区分する静寂性要求度情報３０と照合することで、充電地点の静寂性要求度を判定するので、充電地点の静寂性要求度を迅速かつ確実に判定することができる。
また、本実施形態では、日射センサ１４によって日射が検出されていない状態で外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合の電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を、日射センサ１４によって日射が検出されている状態で外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合の電動コンプレッサ４２の回転数の上限値よりも低く設定する。これにより、外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する時間帯が日射センサ１４によって日射が検出されていない時間帯である場合にも、周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
また、本実施形態では、マイク１８によって検出された周囲の暗騒音が所定値未満の充電地点で外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合の電動コンプレッサ４２の回転数の上限値を、周囲の暗騒音が所定値以上の充電地点で外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する場合の電動コンプレッサ４２の回転数の上限値よりも低く設定する。これにより、外部電源３６により車載バッテリ３２を充電する際に周囲の暗騒音が所定値未満の場合にも、周囲に不快感を与えることを抑制することができる。
なお、上記では、静寂性要求度情報３０の一例として、図２に示すように、静寂性要求度が高い地域とそれ以外の地域とを地図上で区分する情報を説明したが、これに限定されるものではない。例えば図４に示すように、静寂性要求度情報３０は、外部電源３６が設置された地点毎の位置と静寂性要求度とを示す情報であってもよい。図４に示す情報は第２情報の一例である。
また、上記では、電動コンプレッサ４２を駆動することで、空調装置４０のバッテリ冷却用熱交換器５４によって車載バッテリ３２を冷却する構成を説明したが、これに限定されるものではない。一例として図５に示す車載システム１０Ｂは、車載バッテリ３２に送風することで車載バッテリ３２を冷却するブロアモータ６２を含んでいる。ブロアモータ６２はブロア駆動部６４を介して空調制御ＥＣＵ２０に接続されている。
この構成において、車載バッテリ３２の急速充電時に、日射センサ１４によって日射無しと検出されるか、又は、自車両の現在位置の静寂性要求度が所定値以上と判定されるか、又は、自車両の周囲の暗騒音の音量が所定値未満と判定された場合に、ブロアモータ６２の回転数の上限値を最大回転数よりも低い回転数に設定してブロアモータ６２を駆動するようにしてもよい。なお、図５の構成におけるブロアモータ６２は、本発明におけるモータの一例である。
また、上記では、車載バッテリ３２の急速充電が行われる際に、図３に示す処理を行う態様を説明したが、これに限定されるものではなく、普通充電が行われる際にも図３に示す処理を行うようにしてもよい。
また、上記では、静寂性要求度が２段階に分かれている態様を説明したが、これに限定されるものではなく、静寂性要求度が３段階以上に分かれていてもよく、静寂性要求度に応じてモータの回転数の上限値を３段階以上に切り替えるようにしてもよい。
１４ 日射センサ（日射検出部）
１６ ＧＰＳセンサ
１８ マイク（騒音検出部）
２０ 空調制御ＥＣＵ（判定部、制御部）
３２ 車載バッテリ
３６ 外部電源
４０ 空調装置（冷却部）
４２ 電動コンプレッサ（モータ）
５４ バッテリ冷却用熱交換器
６２ ブロアモータ（冷却部、モータ）

Claims (7)

  1. 外部電源により車載バッテリを充電する充電地点の位置情報に基づいて前記充電地点の静寂性要求度を判定する判定部と、
    前記車載バッテリの充電時にモータの駆動力で前記車載バッテリを冷却する冷却部に対し、前記静寂性要求度が所定値以上の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値を、前記静寂性要求度が所定値未満の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値よりも低く設定する制御部と、
    を含むバッテリ冷却制御装置。
  2. 前記判定部は、ＧＰＳセンサから取得した前記充電地点の位置情報を、静寂性要求度が異なる地域を地図上で区分する第１情報、又は、前記外部電源が設置された地点毎の静寂性要求度を示す第２情報と照合することで、前記充電地点の前記静寂性要求度を判定する請求項１記載のバッテリ冷却制御装置。
  3. 前記静寂性要求度が所定値以上の前記充電地点は、住宅地、自然保護区、公園の少なくとも１つに含まれる地点である請求項１又は請求項２記載のバッテリ冷却制御装置。
  4. 前記冷却部の前記モータは、前記車載バッテリを冷却するために熱交換媒体を循環させる電動コンプレッサのモータである請求項１〜請求項３の何れか１項記載のバッテリ冷却制御装置。
  5. 前記冷却部の前記モータは、前記車載バッテリに送風するブロアモータである請求項１〜請求項３の何れか１項記載のバッテリ冷却制御装置。
  6. 日射を検出する日射検出部を更に備え、
    前記制御部は、前記日射検出部によって日射が検出されていない状態で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値を、前記日射検出部によって日射が検出されている状態で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値よりも低く設定する請求項１〜請求項５の何れか１項記載のバッテリ冷却制御装置。
  7. 周囲の騒音を検出する騒音検出部を更に備え、
    前記制御部は、前記騒音検出部によって検出された周囲の騒音が所定値未満の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値を、前記騒音検出部によって検出された周囲の騒音が所定値以上の充電地点で前記外部電源により前記車載バッテリを充電する場合の前記モータの回転数の上限値よりも低く設定する請求項１〜請求項６の何れか１項記載のバッテリ冷却制御装置。
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