JP2021132441A

JP2021132441A - 温度制御装置

Info

Publication number: JP2021132441A
Application number: JP2020025616A
Authority: JP
Inventors: 宣明油井; Nobuaki Yui
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-09-09

Abstract

【課題】車両の走行開始時に、より高い確率で、駆動用電池の最適な電池温度を達成すること。【解決手段】温度制御装置は、車両の走行前にトリガー情報を取得し、トリガー情報に基づいて決定された開始タイミングが到来すると、駆動用電池の電力を用いた駆動用電池の温度調整制御を開始する温度制御装置であって、トリガー情報は、ユーザの行動予定を示す情報、ユーザによる遠隔操作の情報、および、ユーザと車両との相対的な位置情報の少なくともいずれか一つを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、温度制御装置に関する。

例えば、下記特許文献１には、車両に設定された運転計画に従って車両を走行させるのに必要なエネルギを算出し、算出したエネルギと複数の電池の温度とに基づいて、電圧コンバータを用いた昇温制御の目標温度を変更する技術が開示されている。

特開２０１６−０８２６７７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、運転計画が設定されていない場合、車両の走行開始時に、駆動用電池を最適な電池温度にしておくことができない。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、車両の走行開始時に、より高い確率で、駆動用電池の最適な電池温度を達成することを目的とする。

本開示の一態様の温度制御装置は、車両の走行前にトリガー情報を取得し、トリガー情報に基づいて決定された開始タイミングが到来すると、駆動用電池の電力を用いた駆動用電池の温度調整制御を開始する温度制御装置であって、トリガー情報は、ユーザの行動予定を示す情報、ユーザによる遠隔操作の情報、および、ユーザと車両との相対的な位置情報の少なくともいずれか一つを含む。

車両の走行開始時に、より高い確率で、駆動用電池の最適な電池温度を達成できる。

実施形態に係る温度制御システムのシステム構成を示す図実施形態に係る温度制御装置による処理の手順を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る温度制御システムについて説明する。

（温度制御システム１０のシステム構成）
図１は、実施形態に係る温度制御システム１０のシステム構成を示す図である。図１に示す温度制御システム１０は、車両２０に搭載されている駆動用電池２１の昇温を制御するシステムである。車両２０は、駆動用電池２１からインバータ（図示省略）を介してモータ（図示省略）に電力を供給し、当該モータの駆動力による走行が可能な車両（例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車等）である。

図１に示すように、温度制御システム１０は、車両２０に搭載された、駆動用電池２１、温度センサ２２、電圧センサ２３、昇温装置２４、ＧＰＳユニット２５、および温度制御装置２６と、車両２０のユーザが所持する通信端末３０とを備える。

駆動用電池２１は、インバータを介してモータに駆動用の電力を供給する。駆動用電池２１は、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の、充電可能な二次電池が用いられる。また、例えば、駆動用電池２１は、２００Ｖ以上の高電圧を出力可能なものが用いられる。

温度センサ２２は、駆動用電池２１に近接して設けられており、駆動用電池２１の温度を検出する。電圧センサ２３は、駆動用電池２１と電気的に接続されており、駆動用電池２１の電圧値を検出する。温度センサ２２によって検出される温度、および、電圧センサ２３によって検出される電圧値は、温度制御装置２６へ供給される。

昇温装置２４は、駆動用電池２１の近傍に設けられており、発熱することによって、駆動用電池２１を昇温する。昇温装置２４としては、例えば、電力が供給されることによって発熱する各種抵抗発熱体（例えば、鉄−クロム−アルミ、ニッケル−クロム、白金、モリブデン、タンタル、タングステン、炭化珪素、モリブデン−シリサイト、カーボン等）が用いられる。なお、昇温装置２４の発熱動作は、温度制御装置２６によって制御される。

本実施形態では、昇温装置２４は、駆動用電池２１から供給される電力を用いて発熱動作する。このため、昇温装置２４は、駆動用電池２１を充電するための充電スタンドが車両２０に接続されていない場合であっても、発熱動作を行うことができる。但し、昇温装置２４が発熱動作を行うことにより、駆動用電池２１の電池残量が徐々に低下するため、本実施形態では、駆動用電池２１の昇温の開始条件および終了条件に、駆動用電池２１の電池残量を含めている。

ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット２５は、人工衛星から電波を受信することによって車両２０の現在位置を検出し、車両２０の現在位置を示す位置情報を出力する。ＧＰＳユニット２５から出力される位置情報は、カーナビゲーション装置、温度制御装置２６等に供給される。

温度制御装置２６は、車両２０の走行前に、駆動用電池２１の電力を用いた昇温装置２４の動作を制御することにより、駆動用電池２１の温度調整制御を行う。これにより、温度制御装置２６は、車両２０の走行前に、駆動用電池２１の温度が低下している場合であっても、駆動用電池２１の温度を、好適な温度（出力制限のかからない温度）へと昇温する。

例えば、温度制御装置２６は、駆動用電池２１の電池温度が所定の閾値未満であり、且つ、駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値以上である場合、駆動用電池２１の昇温を開始する。この際、温度制御装置２６は、各種トリガー情報に基づいて、駆動用電池２１の昇温の開始タイミングを決定し、当該開始タイミングが到来すると、駆動用電池２１の昇温を開始する。

本実施形態では、トリガー情報として、ユーザの行動予定を示す情報、通信端末３０から車両２０に送信された、ユーザによる遠隔操作の情報、および、ユーザと車両２０との相対的な位置情報の、少なくともいずれか一つが用いられる。

要するに、本実施形態では、トリガー情報として、ユーザが車両２０の走行を開始させる可能性が高いタイミングを特定可能な情報を用いている。

例えば、ユーザの行動予定を示す情報に、車両２０の走行スケジュール、プレ空調やタイマー充電のスケジュール等が設定されている場合、温度制御装置２６は、これらの情報から、ユーザが車両２０の走行を開始させる可能性が高いタイミングを特定できる。

また、例えば、ユーザによる遠隔操作の情報に基づいて、ユーザが車両２０に対する所定の遠隔操作（例えば、解錠操作、エンジン始動操作、プレ空調操作等）を行ったことを検知することで、ユーザが車両２０の走行を開始させる可能性が高いタイミングを特定することができる。

また、例えば、ユーザと車両２０との相対的な位置情報に基づいて、ユーザが車両２０に近接したことを検知することで、ユーザが車両２０の走行を開始させる可能性が高いタイミングを特定することができる。

なお、トリガー情報は、上記したこれらの情報に限らず、少なくとも、ユーザが車両２０の使用を予定していることを表す情報、または、ユーザが車両２０を使用する意思を表す情報であれば、如何なる情報であってもよい。

また、例えば、温度制御装置２６は、駆動用電池２１の昇温を行った結果、駆動用電池２１の電池温度が所定の閾値以上となった場合、または、駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値未満となった場合、駆動用電池２１の昇温を終了する。

なお、温度制御装置２６は、電圧センサ２３によって検出された駆動用電池２１の電圧値に基づいて、駆動用電池２１の電池残量を算出することができる。

また、温度制御装置２６は、専用の装置または専用の回路によって実現されてもよく、車両２０が備える他の装置（例えば、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等）または他の回路によって実現されてもよい。

通信端末３０は、車両２０のユーザが所持する。通信端末３０としては、例えば、スマートフォン、電子キー等が用いられる。通信端末３０は、車両２０との無線通信が可能である。通信端末３０は、車両２０との無線通信を介して、車両の遠隔操作（例えば、解錠および施錠、空調制御、エンジン始動等）を行うことが可能である。

（温度制御装置２６による処理の手順）
図２は、実施形態に係る温度制御装置２６による処理の手順を示すフローチャートである。

まず、温度制御装置２６は、温度センサ２２によって検出された駆動用電池２１の温度が所定の閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。所定の閾値には、駆動用電池２１の出力制限がかからない温度が設定される。

ステップＳ２０１において、駆動用電池２１の温度が所定の閾値未満ではないと判断された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、温度制御装置２６は、図２に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０１において、駆動用電池２１の温度が所定の閾値未満であると判断された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、温度制御装置２６は、電圧センサ２３によって検出された電圧値に基づく駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２において、駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値以上ではないと判断された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、温度制御装置２６は、図２に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０２において、駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値以上であると判断された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、温度制御装置２６は、トリガー情報を取得する（ステップＳ２０３）。

例えば、温度制御装置２６は、トリガー情報として、車両２０の内部または外部（例えば、通信端末３０）から、ユーザの行動予定を示す情報を取得する。また、例えば、温度制御装置２６は、トリガー情報として、通信端末３０から車両２０に送信された、ユーザによる遠隔操作の情報を取得する。また、例えば、温度制御装置２６は、トリガー情報として、ユーザと車両２０との相対的な位置情報を取得する。例えば、温度制御装置２６は、ＧＰＳユニット２５から、車両２０の位置情報を取得する。また、温度制御装置２６は、通信端末３０から、通信端末３０の位置情報を取得する。そして、温度制御装置２６は、車両２０の位置情報と、通信端末３０の位置情報とに基づいて、ユーザと車両２０との相対的な位置情報として、ユーザと車両２０との相対的な距離を算出する。

続いて、温度制御装置２６は、ステップＳ２０３で取得されたトリガー情報に基づいて、駆動用電池２１の昇温の開始タイミングを決定する（ステップＳ２０４）。

例えば、温度制御装置２６は、トリガー情報として、ユーザと車両２０との相対的な位置情報を取得した場合、当該位置情報によって特定される、ユーザと車両２０との相対的な距離が、所定の閾値未満である場合、駆動用電池２１の昇温を直ちに開始するように、駆動用電池２１の昇温の開始タイミングを決定する。

また、例えば、温度制御装置２６は、トリガー情報として、ユーザによる遠隔操作の情報を取得した場合、駆動用電池２１の昇温を直ちに開始するように、駆動用電池２１の昇温の開始タイミングを決定する。

また、例えば、温度制御装置２６は、トリガー情報として、ユーザの行動予定を示す情報を取得した場合、当該情報に基づいて、ユーザが車両２０の走行を開始させる走行開始時刻を特定し、当該走行開始時刻から、駆動用電池２１の昇温に必要な所要時間を差し引いた時刻を、駆動用電池２１の昇温の開始タイミングとして決定する。なお、温度制御装置２６は、例えば、駆動用電池２１の目標温度と、駆動用電池２１の現在の温度との差分値を、予め定められている単位時間あたりの上昇温度で除することにより、駆動用電池２１の昇温に必要な所要時間を算出することができる。

その後、温度制御装置２６は、ステップＳ２０４で決定された開始タイミングが到来したか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

ステップＳ２０５において、開始タイミングが到来していないと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、温度制御装置２６は、ステップＳ２０５の判断を再度実行する。

一方、ステップＳ２０５において、開始タイミングが到来したと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、温度制御装置２６は、昇温装置２４の発熱動作を開始させることにより、駆動用電池２１の昇温を開始する（ステップＳ２０６）。

その後、温度制御装置２６は、温度センサ２２によって検出された駆動用電池２１の温度が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０７）。

ステップＳ２０７において、駆動用電池２１の温度が所定の閾値以上であると判断された場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、温度制御装置２６は、昇温装置２４の発熱動作を終了させることにより、駆動用電池２１の昇温を終了する（ステップＳ２０９）。そして、温度制御装置２６は、図２に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０７において、駆動用電池２１の温度が所定の閾値以上ではないと判断された場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、温度制御装置２６は、電圧センサ２３によって検出された電圧値に基づく駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０８において、駆動用電池２１の電池残量が所定の閾値未満であると判断された場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、温度制御装置２６は、昇温装置２４の発熱動作を終了させることにより、駆動用電池２１の昇温を終了する（ステップＳ２０９）。そして、温度制御装置２６は、図２に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０８において、駆動用電池２１の電池残量が所定の未満ではないと判断された場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、温度制御装置２６は、ステップＳ２０７へ処理を戻す。

以上説明したように、実施形態に係る温度制御装置２６は、車両２０の走行前にトリガー情報を取得し、トリガー情報に基づいて決定された開始タイミングが到来すると、駆動用電池２１の電力を用いた駆動用電池２１の温度調整制御を開始する温度制御装置２６であって、トリガー情報は、ユーザの行動予定を示す情報、ユーザによる遠隔操作の情報、および、ユーザと車両２０との相対的な位置情報の少なくともいずれか一つを含む。これにより、実施形態に係る温度制御装置２６は、車両２０の走行開始時に、より高い確率で、駆動用電池２１の最適な電池温度を達成できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

１０温度制御システム
２０車両
２１駆動用電池
２２温度センサ
２３電圧センサ
２４昇温装置
２５ＧＰＳユニット
２６温度制御装置
３０通信端末

Claims

車両の走行前にトリガー情報を取得し、
前記トリガー情報に基づいて決定された開始タイミングが到来すると、駆動用電池の電力を用いた前記駆動用電池の温度調整制御を開始する温度制御装置であって、
前記トリガー情報は、
ユーザの行動予定を示す情報、前記ユーザによる遠隔操作の情報、および、前記ユーザと前記車両との相対的な位置情報の少なくともいずれか一つを含む
ことを特徴とする温度制御装置。