JP6090265B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、外部電源からの電力によって充電される蓄電装置と、外部電源からの電力を受けて蓄電装置を温めるヒータとを備えた車両に関する。
特許文献1では、バッテリの温度が作動開始温度まで低下すると、バッテリヒータの作動を開始させ、バッテリの温度が、作動開始温度よりも高い作動停止温度まで上昇すると、バッテリヒータの作動を停止させている。また、特許文献1では、タイマ充電を行うときに、バッテリヒータを作動させるようにしている。
国際公開第2012/124486号パンフレット
タイマ充電の終了時刻を設定したとき、この終了時刻以降に車両の走行が開始されるため、車両の走行を開始するとき、言い換えれば、タイマ充電の終了時刻において、バッテリの入出力性能(特に、出力性能)を確保することが好ましい。バッテリの入出力性能は、バッテリの温度に依存するため、タイマ充電の終了時刻において、バッテリの温度が所定温度に到達していればよい。
特許文献1では、バッテリヒータの作動を制御することにより、バッテリの温度を作動停止温度(所定温度)以上に維持するようにしており、タイマ充電の終了時刻においても、バッテリの温度を所定温度以上とすることができる。
しかし、特許文献1では、タイマ充電中において、バッテリヒータの作動が繰り返されることがある。すなわち、バッテリの温度が作動停止温度まで上昇してバッテリヒータの作動を停止させると、外気温度の影響を受けて、バッテリの温度が低下する。そして、バッテリの温度が作動開始温度まで低下すると、バッテリヒータの作動が再開される。これにより、バッテリヒータの作動が繰り返されてしまう。
このように、バッテリヒータの作動が繰り返されてしまうと、バッテリヒータの作動に伴う電力が無駄になってしまう。すなわち、バッテリヒータの作動を停止した後に、バッテリの温度が低下してしまうと、バッテリの温度が低下する前にバッテリヒータを作動したときの電力が無駄になってしまう。上述したように、タイマ充電の終了時刻において、バッテリの温度を所定温度に到達させればよいため、バッテリヒータの作動を繰り返してしまうと、バッテリヒータの作動に伴う電力が無駄になってしまう。
車両は、蓄電装置と、第1温度センサと、第2温度センサと、ヒータと、コントローラとを有する。蓄電装置は、車両を走行させるための動力源となり、車両の外部に設置された外部電源からの電力を用いた充電(外部充電)が行われる。第1温度センサは、蓄電装置の温度を検出し、第2温度センサは、蓄電装置の周辺環境における環境温度を検出する。ヒータは、外部電源からの電力を受けて発熱することにより、蓄電装置を温める。コントローラは、ヒータの駆動を制御する。
コントローラは、外部充電の終了時刻が設定されたとき、この設定時の現在時刻から終了時刻までの残り時間を算出する。コントローラは、所定の対応関係を用いることにより、ヒータを駆動して蓄電装置の温度を目標温度まで上昇させるための昇温に必要な時間(昇温時間)を特定する。所定の対応関係は、残り時間と、現在時刻における蓄電装置の温度と、環境温度と、昇温時間との対応関係である。
所定の対応関係を用いれば、算出した残り時間と、第1温度センサによって検出された現在時刻における蓄電装置の温度と、第2温度センサによって検出された環境温度とに対応する昇温時間を特定することができる。所定の対応関係は、演算式又はマップとして表すことができる。コントローラは、終了時刻および昇温時間に基づいて、終了時刻における蓄電装置の温度が目標温度に到達するように、ヒータの駆動を開始する。
一方、車両は、蓄電装置と、温度センサと、メモリと、ヒータと、コントローラとを有する。蓄電装置は、車両を走行させるための動力源となり、車両の外部に設置された外部電源からの電力を用いた充電(外部充電)が行われる。温度センサは、蓄電装置の温度を検出する。メモリは、蓄電装置の周辺環境における環境温度を記憶する。ヒータは、外部電源からの電力を受けて発熱することにより、蓄電装置を温める。コントローラは、ヒータの駆動を制御する。
コントローラは、外部充電の終了時刻が設定されたとき、この設定時の現在時刻から終了時刻までの残り時間を算出する。コントローラは、所定の対応関係を用いることにより、ヒータを駆動して蓄電装置の温度を目標温度まで上昇させるための昇温に必要な時間(昇温時間)を特定する。所定の対応関係は、残り時間と、現在時刻における蓄電装置の温度と、環境温度と、昇温時間との対応関係である。
所定の対応関係を用いれば、算出した残り時間と、温度センサによって検出された現在時刻における蓄電装置の温度と、メモリに記憶された環境温度とに対応する昇温時間を特定することができる。所定の対応関係は、演算式又はマップとして表すことができる。コントローラは、終了時刻および昇温時間に基づいて、終了時刻における蓄電装置の温度が目標温度に到達するように、ヒータの駆動を開始する。
昇温時間の間だけ、ヒータを駆動することにより、終了時刻において、蓄電装置の温度を目標温度に到達させることができる。終了時刻以降では、外部充電が終了しており、車両の走行が開始される。車両の走行が開始されれば、蓄電装置の温度が上昇しやすくなるため、ヒータの駆動を停止した後に、蓄電装置の温度が低下することを防止できる。ヒータの駆動を停止した後に、蓄電装置の温度が低下してしまうと、蓄電装置の温度を上昇させるためにヒータを駆動したときの電力が無駄になってしまう。上述したように、昇温時間の間、ヒータを駆動して、終了時刻における蓄電装置の温度を目標温度に到達させることにより、ヒータの駆動を停止した後に、蓄電装置の温度が低下することを防止できるため、ヒータの駆動に伴う電力が無駄になることを防止できる。
メモリに記憶された環境温度は、以下に説明するように補正することができる。このように環境温度を補正することにより、補正後の環境温度を、実際の環境温度に近づけることができ、実際の環境温度に応じた昇温時間を特定することができる。
コントローラは、所定の対応関係を用いて、ヒータの駆動を開始するときの蓄電装置の温度を特定(推定)する。ここでいう所定の対応関係とは、現在時刻における蓄電装置の温度と、ヒータの駆動を開始するときの蓄電装置の温度と、環境温度と、現在時刻からヒータの駆動を開始するまでの時間(待機時間)との対応関係であり、演算式又はマップとして表すことができる。この対応関係を用いれば、温度センサによって検出された現在時刻における蓄電装置の温度と、メモリに記憶された環境温度と、残り時間および昇温時間から算出される待機時間とに対応した、ヒータの駆動を開始するときの蓄電装置の温度を特定できる。
コントローラは、ヒータの駆動を開始するとき、温度センサを用いて蓄電装置の温度を検出する。そして、特定(推定)した蓄電装置の温度が、検出した蓄電装置の温度よりも低く、これらの温度の差が許容値よりも大きいとき、コントローラは、メモリに記憶された環境温度を所定温度だけ上昇させることができる。
蓄電装置の温度(推定値)が、蓄電装置の温度(検出値)よりも低いときには、蓄電装置の温度(推定値)を特定するときの環境温度が、実際の環境温度よりも低いことになる。そこで、上述したように、メモリに記憶された環境温度を所定温度だけ上昇させることにより、蓄電装置の温度(推定値)を特定するときの環境温度を実際の環境温度に近づけることができる。
一方、特定(推定)した蓄電装置の温度が、検出した蓄電装置の温度よりも高く、これらの温度の差が許容値よりも大きいとき、コントローラは、メモリに記憶された環境温度を所定温度だけ低下させることができる。
蓄電装置の温度(推定値)が、蓄電装置の温度(検出値)よりも高いときには、蓄電装置の温度(推定値)を特定するときの環境温度が、実際の環境温度よりも高いことになる。そこで、上述したように、メモリに記憶された環境温度を所定温度だけ低下させることにより、蓄電装置の温度(推定値)を特定するときの環境温度を実際の環境温度に近づけることができる。
車両には、車両を走行させるための動力源となるエンジンを備えることができる。ここで、車両は、蓄電装置のSOCが基準値以上であるときには、CDモードでの走行を行い、SOCが基準値よりも低いときには、CSモードでの走行を行う。また、外部充電を終了したときのSOCは、基準値よりも高くなる。上述した目標温度としては、CDモードでの走行に応じた蓄電装置の出力を確保する蓄電装置の温度とすることができる。
外部充電を終了した後では、蓄電装置のSOCが基準値よりも高くなるため、CDモードでの走行が行われる。上述したように目標温度を設定することにより、CDモードでの走行において、蓄電装置を充放電させやすくなる。
ハイブリッドシステムの構成を示す図である。 充電終了時刻が設定されたときの外部充電の処理を示すフローチャートである。 車両の走行モードを設定する処理を示すフローチャートである。 実施例1において、ヒータの駆動を制御する処理を示すフローチャートである。 特定の環境温度において、バッテリ温度、残り時間および昇温時間の対応関係(マップ)を示す図である。 実施例1の変形例において、ヒータの駆動を制御する処理を示すフローチャートである。 バッテリ温度の挙動を示す図である。 実施例2において、ヒータの駆動を制御する処理を示すフローチャートである。 実施例2において、ヒータの駆動を制御する処理を示すフローチャートである。 特定の環境温度において、バッテリ温度(検出値)、バッテリ温度(推定値)および待機時間の対応関係(マップ)を示す図である。 バッテリ温度の挙動を示す図である。
以下、本発明の実施例について説明する。
図1は、本実施例のハイブリッドシステムの構成を示す図である。図1に示すハイブリッドシステムは、車両(いわゆるハイブリッド車両)に搭載されている。
メインバッテリ(本発明の蓄電装置に相当する)10は、直列に接続された複数の単電池11を有する。単電池11としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。メインバッテリ10には、並列に接続された複数の単電池11が含まれていてもよい。
電圧センサ21は、メインバッテリ10の電圧値VBを検出し、検出結果をコントローラ50に出力する。電流センサ22は、メインバッテリ10の電流値IBを検出し、検出結果をコントローラ50に出力する。ここで、メインバッテリ10を放電しているときの電流値IBを正の値とし、メインバッテリ10を充電しているときの電流値IBを負の値とする。温度センサ23は、メインバッテリ10の温度(バッテリ温度という)TBsを検出し、検出結果をコントローラ50に出力する。ここで、メインバッテリ10のうち、互いに異なる位置に対して、複数の温度センサ23を設けることもできる。
メインバッテリ10の正極端子には、正極ラインPLが接続され、メインバッテリ10の負極端子には、負極ラインNLが接続されている。メインバッテリ10は、正極ラインPLおよび負極ラインNLを介して、インバータ31と接続されている。正極ラインPLにはシステムメインリレーSMR−Bが設けられ、負極ラインNLにはシステムメインリレーSMR−Gが設けられている。システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは、コントローラ50からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったとき、コントローラ50は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオフからオンに切り替えることにより、メインバッテリ10をインバータ31と接続する。これにより、図1に示すハイブリッドシステムが起動状態(Ready-On)になる。ハイブリッドシステムが起動状態にあるとき、車両を走行させることができる。
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、コントローラ50は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンからオフに切り替えることにより、メインバッテリ10およびインバータ31の接続を遮断する。これにより、図1に示すハイブリッドシステムが停止状態(Ready-Off)になる。ハイブリッドシステムが停止状態にあるとき、車両を走行させることができない。
インバータ31は、メインバッテリ10から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータMG2に出力する。モータ・ジェネレータMG2は、インバータ31から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギ(動力)を生成する。モータ・ジェネレータMG2が生成した運動エネルギを駆動輪32に伝達することにより、車両を走行させることができる。
動力分割機構33は、エンジン34の動力を、駆動輪32に伝達したり、モータ・ジェネレータMG1に伝達したりする。モータ・ジェネレータMG1は、エンジン34の動力を受けて発電する。モータ・ジェネレータMG1が生成した電力(交流電力)は、インバータ31を介して、モータ・ジェネレータMG2に供給されたり、メインバッテリ10に供給されたりする。モータ・ジェネレータMG1が生成した電力を、モータ・ジェネレータMG2に供給すれば、モータ・ジェネレータMG2が生成した運動エネルギによって、駆動輪32を駆動することができる。モータ・ジェネレータMG1が生成した電力をメインバッテリ10に供給すれば、メインバッテリ10を充電することができる。
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータMG2は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。インバータ31は、モータ・ジェネレータMG2が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力をメインバッテリ10に出力する。これにより、メインバッテリ10は、回生電力を蓄えることができる。
本実施例のハイブリッドシステムにおいて、メインバッテリ10およびインバータ31の間の電流経路には、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路は、メインバッテリ10の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ31に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ31の出力電圧を降圧し、降圧後の電力をメインバッテリ10に出力することができる。
システムメインリレーSMR−Bおよびインバータ31の間の正極ラインPLと、システムメインリレーSMR−Gおよびインバータ31の間の負極ラインNLとには、DC/DCコンバータ35が接続されている。DC/DCコンバータ35には、補機36、補機バッテリ37およびヒータ38が接続されている。ハイブリッドシステムが起動状態にあるとき、DC/DCコンバータ35は、メインバッテリ10の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機36や補機バッテリ37に供給する。これにより、補機36を動作させたり、補機バッテリ37を充電したりすることができる。DC/DCコンバータ35の動作は、コントローラ50によって制御される。
ヒータ38は、メインバッテリ10を温めるために用いられる。DC/DCコンバータ35およびヒータ38の間の電流経路には、スイッチ39が設けられており、スイッチ39は、コントローラ50からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。スイッチ39がオンであるとき、DC/DCコンバータ35からヒータ38に所定の電力が供給され、ヒータ38を発熱させることができる。ヒータ38から発生した熱がメインバッテリ10に伝達されることにより、メインバッテリ10が温められる。
メインバッテリ10の正極端子およびシステムメインリレーSMR−Bの間の正極ラインPLには、充電ラインCHL1が接続されており、充電ラインCHL1には、充電リレーCHR1が設けられている。メインバッテリ10の負極端子およびシステムメインリレーSMR−Gの間の負極ラインNLには、充電ラインCHL2が接続されており、充電ラインCHL2には、充電リレーCHR2が設けられている。充電リレーCHR1,CHR2は、コントローラ50からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。
充電ラインCHL1,CHL2には、充電器41が接続されている。充電器41には、充電ラインCHL1,CHL2を介してコネクタ(いわゆるインレット)42が接続されている。コネクタ42には、コネクタ(いわゆる充電プラグ)43を接続することができる。コネクタ43には外部電源(例えば、商用電源)44が接続されており、コネクタ43および外部電源44は、車両の外部に設置されている。
コネクタ43がコネクタ42に接続され、充電リレーCHR1,CHR2がオンであるとき、充電器41は、外部電源44からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を出力する。充電器41の動作は、コントローラ50によって制御される。充電器41から出力された直流電力は、メインバッテリ10に供給され、メインバッテリ10を充電することができる。外部電源44からの電力を用いたメインバッテリ10の充電を外部充電という。外部充電を行うときには、メインバッテリ10のSOC(State of Charge)が目標値SOC_tag以上となるまで、メインバッテリ10が充電される。ここで、目標値SOC_tagは予め設定される。
外部充電を行うとき、ハイブリッドシステムを起動状態にすることにより、充電器41からの電力を、メインバッテリ10だけでなく、DC/DCコンバータ35にも供給することができる。ここで、スイッチ39をオンにすれば、DC/DCコンバータ35は、充電器41の出力電圧を降圧し、降圧後の電力(一定の電力)をヒータ38に供給することができる。これにより、外部充電を行うとき、外部電源44からの電力の一部を用いて、ヒータ38を駆動してメインバッテリ10を温めることができる。
なお、充電ラインCHL1は、システムメインリレーSMR−Bおよびインバータ31の間の正極ラインPLに接続することができる。また、充電ラインCHL2は、システムメインリレーSMR−Gおよびインバータ31の間の負極ラインNLに接続することができる。この構成において、外部充電を行うときには、充電リレーCHR1,CHR2をオンにするとともに、ハイブリッドシステムを起動状態にする必要がある。
温度センサ24は、環境温度Toutを検出し、検出結果をコントローラ50に出力する。環境温度Toutとは、メインバッテリ10の周辺環境における温度である。例えば、車両の外気温度を環境温度Toutとすることができ、温度センサ24としては、車両に搭載された外気温センサを用いることができる。
設定部25は、外部充電を終了する時刻(充電終了時刻という)TIME_eを設定するために用いられる。設定部25で設定された充電終了時刻TIME_eの情報は、コントローラ50に入力される。充電終了時刻TIME_eが設定されたとき、充電終了時刻TIME_eまでに外部充電が終了するように、外部充電が開始される。
時計26は、現在時刻TIME_cを計測するために用いられ、時計26によって計測された現在時刻TIME_cの情報は、コントローラ50に入力される。コントローラ50は、メモリ51を有しており、メモリ51には、所定の情報が記憶されている。なお、メモリ51は、コントローラ50の内部ではなく、コントローラ50の外部に設けることもできる。
なお、本実施例では、ハイブリッド車両について説明しているが、いわゆる電動車両についても、本発明を適用することができる。電動車両では、車両を走行させるための動力源として、メインバッテリ10だけを備えている。電動車両に搭載されるシステムでは、例えば、図1に示す構成において、動力分割機構33、エンジン34およびモータ・ジェネレータMG1が省略される。
次に、外部充電を行うときの処理について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。図2に示す処理は、コントローラ50によって実行される。また、図2に示す処理は、コネクタ43がコネクタ42に接続され、設定部25において充電終了時刻TIME_eが設定されたときに開始される。
ステップS101において、コントローラ50は、外部充電時間t_chagを算出する。外部充電時間t_chagとは、外部充電を開始してから終了するまでの時間である。メインバッテリ10の現在のSOCと、目標値SOC_tagと、外部充電を行うときの電流値とに基づいて、外部充電時間t_chagを算出することができる。具体的には、現在のSOCおよび目標値SOC_tagの差を、外部充電時の電流値で除算すれば、外部充電時間t_chagを算出することができる。
ここで、目標値SOC_tagは、予め設定されている。また、外部充電では、定電流での充電が行われ、この電流値は予め設定されている。このため、メインバッテリ10の現在のSOCを算出することにより、外部充電時間t_chagを算出することができる。車両の走行中では、後述するようにメインバッテリ10のSOCが算出されているため、外部充電時間t_chagを算出するときのメインバッテリ10のSOCとしては、車両の走行を停止したときのメインバッテリ10のSOCを用いることができる。なお、外部充電時間t_chagを算出するときに、メインバッテリ10のSOCを算出してもよい。
ステップS102において、コントローラ50は、充電開始時刻TIME_chagを算出する。充電開始時刻TIME_chagは、外部充電を開始するときの時刻であり、充電終了時刻TIME_eおよび外部充電時間t_chagに基づいて算出される。具体的には、充電開始時刻TIME_chagは、充電終了時刻TIME_eよりも外部充電時間t_chagだけ前の時刻である。充電開始時刻TIME_chagにおいて、外部充電を開始すれば、充電終了時刻TIME_eまでに外部充電を終了させることができる。
ステップS103において、コントローラ50は、時計26を用いて、現在時刻TIME_cを取得する。ステップS104において、コントローラ50は、ステップS103の処理で取得した現在時刻TIME_cが、ステップS102の処理で算出した充電開始時刻TIME_chagを経過したか否かを判別する。現在時刻TIME_cが充電開始時刻TIME_chagを経過していないとき、コントローラ50は、ステップS103の処理に戻る。
現在時刻TIME_cが充電開始時刻TIME_chagを経過したとき、コントローラ50は、ステップS105において、外部充電を開始する。具体的には、充電リレーCHR1,CHR2がオンの状態において、コントローラ50は、充電器41の動作を開始させる。これにより、充電器41からメインバッテリ10に電力が供給される。
ステップS106において、コントローラ50は、メインバッテリ10のSOCを算出する。ステップS107において、コントローラ50は、ステップS106の処理で算出したSOCが目標値SOC_tag以上であるか否かを判別する。メインバッテリ10のSOCが目標値SOC_tagよりも低いとき、コントローラ50は、ステップS106の処理に戻り、外部充電が継続される。メインバッテリ10のSOCが目標値SOC_tag以上であるとき、コントローラ50は、ステップS108において、外部充電を終了させる。具体的には、コントローラ50は、充電器41の動作を停止させる。
なお、充電終了時刻TIME_eが設定されていないときには、コネクタ43がコネクタ42に接続され、ユーザが外部充電の開始を指示することにより、外部充電が開始される。すなわち、コネクタ43がコネクタ42に接続され、外部充電の開始の指示をコントローラ50が受けたとき、図2に示すステップS105〜ステップS108の処理が行われる。
本実施例の車両では、走行モードとして、公知のCD(Charge Depleting)モードおよびCS(Charge Sustain)モードがある。CDモードでは、メインバッテリ10の出力だけを用いた走行、言い換えれば、モータ・ジェネレータMG2の動力だけを用いた走行が優先的に行われる。CSモードでは、メインバッテリ10およびエンジン34の出力を併用した走行が優先的に行われる。
CDモードおよびCSモードでは、モータ・ジェネレータMG2の動力だけを用いて走行する状態と、エンジン34およびモータ・ジェネレータMG2の動力を用いて走行する状態とが存在する。ここで、CDモードおよびCSモードでは、エンジン34を始動させる要求パワー(エンジン始動パワーという)が異なる。具体的には、CDモードでのエンジン始動パワーは、CSモードでのエンジン始動パワーよりも大きい。CDモードおよびCSモードにおけるエンジン始動パワーは、予め設定することができる。エンジン始動パワーは、エンジン34の回転数およびトルクによって規定される。
アクセルペダルの操作などによって車両に要求されるパワーが、CDモードでのエンジン始動パワーよりも低いときには、エンジン34が停止した状態において、モータ・ジェネレータMG2の動力だけを用いて車両の走行が行われる。一方、車両に要求されるパワーが、CDモードでのエンジン始動パワー以上であるときには、エンジン34およびモータ・ジェネレータMG2の動力を用いて車両の走行が行われる。
なお、WOT(Wide Open Throttle)などの限られた走行状態において、車両に要求されるパワーが、CDモードでのエンジン始動パワー以上となる。このため、CDモードでは、モータ・ジェネレータMG2の動力だけを用いた走行が優先的に行われる。
車両に要求されるパワーが、CSモードでのエンジン始動パワーよりも低いときには、エンジン34が停止した状態において、モータ・ジェネレータMG2の動力だけを用いた車両の走行が行われる。一方、車両に要求されるパワーが、CSモードでのエンジン始動パワー以上であるときには、エンジン34およびモータ・ジェネレータMG2の動力を用いて車両の走行が行われる。
なお、車両に要求されるパワーが、CSモードでのエンジン始動パワーよりも低くなるときは、アイドリング運転などの運転状態に限られている。このため、CSモードでは、エンジン34およびモータ・ジェネレータMG2の動力を用いた走行が優先的に行われる。
車両の走行モードを設定する処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。図3に示す処理は、所定の周期において、コントローラ50によって実行される。
ステップS201において、コントローラ50は、メインバッテリ10のSOCを算出する。公知のように、メインバッテリ10のSOCは、電圧値VBや電流値IBに基づいて算出することができる。ステップS202において、コントローラ50は、ステップS201の処理で算出されたSOCが基準値SOC_ref以上であるか否かを判別する。基準値SOC_refは、予め設定されており、基準値SOC_refの情報は、メモリ51に記憶されている。
ステップS202において、メインバッテリ10のSOCが基準値SOC_ref以上であるとき、コントローラ50は、ステップS203において、車両の走行モードとして、CDモードを設定する。一方、メインバッテリ10のSOCが基準値SOC_refよりも低いとき、コントローラ50は、ステップS204において、車両の走行モードとして、CSモードを設定する。
ここで、外部充電を行うと、基準値SOC_refよりも高いSOCまで、メインバッテリ10が充電される。すなわち、外部充電時の目標値SOC_tagは、基準値SOC_refよりも高いSOCに設定されている。このため、外部充電を行った直後の車両の走行では、CDモードが設定される。CDモードでの走行に応じて、メインバッテリ10のSOCが低下するため、メインバッテリ10のSOCが基準値SOC_refよりも低くなれば、車両の走行モードがCDモードからCSモードに切り替わる。
次に、ヒータ38の駆動を制御する処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。図4に示す処理は、コントローラ50によって実行される。コネクタ43がコネクタ42に接続されるとともに、設定部25において充電終了時刻TIME_eが設定されたとき、図4に示す処理が開始される。
ステップS301において、コントローラ50は、温度センサ23を用いて、バッテリ温度TBsを検出するとともに、温度センサ24を用いて、環境温度Toutを検出する。ステップS302において、コントローラ50は、ステップS301の処理で検出したバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いか否かを判別する。
目標温度TB_tagは予め設定され、目標温度TB_tagの情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。目標温度TB_tagは、以下に説明する点を考慮して設定することができる。
充電終了時刻TIME_eが設定されて、充電終了時刻TIME_eまで外部充電が行われたとき、充電終了時刻TIME_e以降では、CDモードでの走行が行われる。CDモードでの走行では、メインバッテリ10の出力だけを用いた走行が優先的に行われる。このため、充電終了時刻TIME_e以降では、メインバッテリ10の入出力性能(特に、出力性能)を確保しておくことが好ましい。
メインバッテリ10の入出力性能は、バッテリ温度TBsに依存し、バッテリ温度TBsが低いほど、メインバッテリ10の入出力性能が低下しやすい。そこで、メインバッテリ10の入出力性能を確保できるバッテリ温度TBsとして、目標温度TB_tagを設定することができる。具体的には、メインバッテリ10の入出力性能およびバッテリ温度TBsの対応関係を考慮し、CDモードの走行に応じた入出力性能(特に、出力性能)が得られるときのバッテリ温度TBsを、目標温度TB_tagとして設定することができる。
ここで、CDモードの走行に応じた入出力性能(特に、出力性能)が得られるときのバッテリ温度TBsの下限値を特定しておき、この下限値以上の任意のバッテリ温度TBsを、目標温度TB_tagとして設定できる。CDモードの走行に応じた出力性能とは、車両に要求されるパワーが、CDモードでのエンジン始動パワーよりも低いときにおいて、メインバッテリ10の出力だけを用いて車両を走行させることができるメインバッテリ10の出力性能である。
ここで、複数の温度センサ23を設けた場合には、ステップS301の処理において、複数の温度センサ23によって検出されたバッテリ温度TBsが互いに異なることがある。このとき、ステップS302の処理では、最も低いバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いか否かを判別することができる。後述するようにヒータ38を駆動して、メインバッテリ10の全体におけるバッテリ温度TBsを目標温度TB_tag以上とするためには、ステップS302の処理において、最も低いバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いか否かを判別すればよい。
ステップS302において、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いとき、コントローラ50は、ヒータ38を駆動する必要があると判別し、ステップS304以降の処理を行う。一方、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であるとき、ステップS303において、コントローラ50は、ステップS301の処理で検出した環境温度Toutが目標温度TB_tagよりも低いか否かを判別する。
ステップS303において、環境温度Toutが目標温度TB_tag以上であるとき、コントローラ50は、ヒータ38を駆動する必要が無いと判別し、図4に示す処理を終了する。一方、環境温度Toutが目標温度TB_tagよりも低いとき、コントローラ50は、ヒータ38を駆動する必要があると判別し、ステップS404以降の処理を行う。
バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であっても、環境温度Toutが目標温度TB_tagよりも低いと、充電終了時刻TIME_eを設定したときから充電終了時刻TIME_eまでの間に、バッテリ温度TBsは、環境温度Toutの影響を受けて目標温度TB_tagよりも低くなる。このため、本実施例では、環境温度Toutが目標温度TB_tagよりも低いとき、ヒータ38を駆動するようにしている。
ステップS304において、コントローラ50は、時計26を用いて、現在時刻TIME_cを取得する。ステップS301の処理で検出されたバッテリ温度TBsおよび環境温度Toutは、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsおよび環境温度Toutとなる。ステップS305において、コントローラ50は、現在時刻TIME_cから充電終了時刻TIME_eまでの残り時間t_rを算出する。
ステップS306において、コントローラ50は、昇温時間t_hを特定する。昇温時間t_hとは、ヒータ38を駆動して、バッテリ温度TBsを目標温度TB_tagまで上昇させるための昇温に必要な時間である。
ここで、ヒータ38の駆動を休止することなく、ヒータ38を継続して駆動するとき、昇温時間t_hは、ヒータ38の駆動を開始してからヒータ38の駆動を停止するまでの時間となる。一方、ヒータ38の駆動中に、ヒータ38の駆動を一時的に休止させるとき、昇温時間t_hには、ヒータ38を駆動している時間だけでなく、ヒータ38の駆動を休止させている時間を含めることができる。なお、ヒータ38の駆動を休止させる時間が僅かであれば、ヒータ38を駆動している時間だけを、昇温時間t_hとすることもできる。
ヒータ38の駆動を一時的に休止させるときとしては、例えば、補機バッテリ37のOCV(Open Circuit Voltage)を測定するときがある。補機バッテリ37およびヒータ38は、DC/DCコンバータ35に接続されているため、ヒータ38を駆動しているときには、補機バッテリ37が通電状態にあり、補機バッテリ37のOCVを測定することができない。そこで、ヒータ38の駆動を一時的に休止させて、補機バッテリ37のOCVを測定することがある。
昇温時間t_hは、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、目標温度TB_tagと、残り時間t_rとに依存する。このため、昇温時間t_hと、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、目標温度TB_tagと、残り時間t_rとの対応関係を予め求めておくことができる。ここで、目標温度TB_tagは予め設定された固定値となるため、昇温時間t_hと、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、残り時間t_rとの対応関係を予め求めておけばよい。
この対応関係は、演算式又はマップとして表すことができ、この対応関係の情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。この対応関係を演算式で表すとき、下記式(1)に示す演算式を用いることができる。
上記式(1)において、cおよびβは、予め定められた定数である。各定数c,βは、目標温度TB_tagや、環境温度Toutの影響を受けてバッテリ温度TBsが低下するときのメインバッテリ10の放熱特性や、ヒータ38の駆動によってバッテリ温度TBsが上昇するときのメインバッテリ10の受熱特性などを考慮して設定される。また、上述したように、ヒータ38の駆動を一時的に休止させるときには、ヒータ38の駆動を休止させる時間を考慮して、定数c,βを設定することができる。定数c,βの情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。
上記式(1)に示すバッテリ温度TBsとしては、ステップS301の処理で検出されたバッテリ温度TBsが用いられる。充電終了時刻TIME_eが設定されたときから充電終了時刻TIME_eまでの間では、環境温度Toutが変化しにくく、環境温度Toutを一定とみなすことができる。そこで、本実施例では、上記式(1)に示す環境温度Toutとして、ステップS301の処理で検出された環境温度Toutを用いている。上記式(1)に示す時間t_rとしては、ステップS305の処理で算出された残り時間t_rが用いられる。これにより、上記式(1)に基づいて、昇温時間t_hを特定(算出)することができる。
一方、上述した対応関係をマップで表したとき、このマップを用いることにより、ステップS301の処理で検出したバッテリ温度TBsおよび環境温度Toutと、ステップS305の処理で算出された残り時間t_rとに対応する昇温時間t_hを特定することができる。例えば、環境温度Tout毎に、図5に示すマップを用意しておく。図5に示すマップは、バッテリ温度TBsと、残り時間t_rと、昇温時間t_hとの対応関係を示す。
図5に示すマップを、環境温度Tout毎に用意しておくことにより、ステップS301の処理で検出した環境温度Toutに対応する、図5に示すマップを特定できる。次に、この特定したマップを用いることにより、ステップS301の処理で検出したバッテリ温度TBsと、ステップS305の処理で算出した残り時間t_rとに対応する昇温時間t_hを特定することができる。
ここで、複数の温度センサ23を設けた場合には、ステップS301の処理において、複数の温度センサ23によって検出されたバッテリ温度TBsが互いに異なることがある。このときには、最も低いバッテリ温度TBsを、昇温時間t_hの特定に用いられるバッテリ温度TBsとすることができる。ヒータ38を駆動して、メインバッテリ10の全体におけるバッテリ温度TBsを目標温度TB_tag以上とするためには、昇温時間t_hの特定において、最も低いバッテリ温度TBsを考慮すればよい。
ステップS306において、コントローラ50は、駆動開始時刻TIME_hも算出する。上述したように昇温時間t_hを特定すれば、駆動開始時刻TIME_hを算出することができる。駆動開始時刻TIME_hとは、ヒータ38の駆動を開始する時刻であり、充電終了時刻TIME_eよりも、昇温時間t_hだけ前の時刻となる。
ステップS307において、コントローラ50は、時計26を用いて現在時刻TIME_cを取得する。ステップS308において、コントローラ50は、ステップS307の処理で取得した現在時刻TIME_cが、ステップS306の処理で算出した駆動開始時刻TIME_hを経過したか否かを判別する。現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過していないとき、コントローラ50は、ステップS307の処理に戻る。
一方、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過したとき、コントローラ50は、ステップS309において、ヒータ38の駆動を開始する。ここで、ヒータ38の駆動を開始した実際の時刻は、駆動開始時刻TIME_hと一致することもあるし、駆動開始時刻TIME_hからずれてしまうこともある。例えば、ヒータ38の駆動開始に要する時間などによって、ヒータ38の駆動を開始した実際の時刻が、駆動開始時刻TIME_hからずれてしまうことがある。
ステップS310において、コントローラ50は、温度センサ23を用いてバッテリ温度TBsを検出する。ステップS311において、コントローラ50は、ステップS310の処理で検出したバッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であるか否かを判別する。ここで、複数の温度センサ23を設けた場合には、ステップS310の処理において、複数の温度センサ23によって検出されたバッテリ温度TBsが互いに異なることがある。このとき、ステップS311の処理では、最も低いバッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であるか否かを判別することができる。
ステップS311において、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いとき、コントローラ50は、ステップS310の処理に戻る。一方、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であるとき、コントローラ50は、ステップS312において、ヒータ38の駆動を停止させる。
なお、図4に示す処理では、駆動開始時刻TIME_hを算出し、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hであるときに、ヒータ38の駆動を開始しているが、これに限るものではない。具体的には、図4に示す処理の代わりに、図6に示す処理を行うことができる。図6において、図4で説明した処理と同じ処理については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、図6において、図4に示す処理と異なる処理について、主に説明する。
ステップS305の処理の後、コントローラ50は、ステップS313において、昇温時間t_hを特定するとともに、待機時間t_wを算出する。ここで、図4に示すステップS306の処理と同様の方法により、昇温時間t_hを特定することができる。待機時間t_wは、ステップS304の処理によって取得された現在時刻TIME_cから、駆動開始時刻TIME_hまでの時間である。すなわち、待機時間t_wは、充電終了時刻TIME_eが設定されたときの現在時刻TIME_cから、ヒータ38の駆動が開始されるまでの時間である。ステップS305の処理で算出された残り時間t_rから昇温時間t_hを減算することにより、待機時間t_wを算出することができる。
ステップS313の処理の後、コントローラ50は、ステップS314において、時間t_cの計測を開始する。時間t_cの計測は、タイマを用いることができる。ステップS315において、コントローラ50は、計測時間t_cが、ステップS313の処理で算出された待機時間t_w以上であるか否かを判別する。
ステップS315において、計測時間t_cが待機時間t_wよりも短いとき、コントローラ50は、計測時間t_cが待機時間t_w以上となるまで待機する。計測時間t_cが待機時間t_w以上であるとき、コントローラ50は、ステップS309以降の処理を行う。ステップS315の処理は、図4に示すステップS308の処理と実質的に同じである。すなわち、駆動開始時刻TIME_hにおいて、ヒータ38の駆動を開始することができる。ここで、ヒータ38の駆動を開始した実際の時刻は、駆動開始時刻TIME_hと一致することもあるし、駆動開始時刻TIME_hからずれてしまうこともある。例えば、時間t_cの計測に用いられるタイマの分解能によっては、ヒータ38の駆動を開始した実際の時刻が、駆動開始時刻TIME_hからずれてしまうことがある。
一方、図4又は図6に示す処理では、ステップS302,S303の処理を行っているが、これに限るものではない。具体的には、ステップS302,S303の処理の一方だけを行うことができる。ステップS302の処理だけを行うときにおいて、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であるときには、図4又は図6に示す処理を終了することができる。一方、ステップS303の処理だけを行うとき、ステップS301の処理が行われた後に、ステップS303の処理が行われる。
図7には、バッテリ温度TBsの挙動(一例)を示す。図7において、縦軸はバッテリ温度TBsであり、横軸は時間である。
車両の走行を行うと、メインバッテリ10が充放電されるため、バッテリ温度TBsは環境温度Toutよりも高くなる。車両の走行を停止して、車両を放置した後では、バッテリ温度TBsは、環境温度Toutの影響を受けて低下する。ここで、車両を放置し続ければ、バッテリ温度TBsは環境温度Toutまで低下する。車両を放置した後において、コネクタ43がコネクタ42に接続されるとともに、充電終了時刻TIME_eが設定されることにより、図4又は図6に示す処理が開始される。
図7に示す現在時刻TIME_cは、図4又は図6に示すステップS304の処理で取得された現在時刻TIME_cである。図4又は図6に示す処理によれば、図7に示す現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsおよび環境温度Toutが検出される。図7に示す例では、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも高く、現在時刻TIME_cにおける環境温度Toutが目標温度TB_tagよりも低くなっている。なお、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低くなることもある。図7に示す現在時刻TIME_c以降では、環境温度Toutの影響を受けて、バッテリ温度TBsが低下する。
図4に示す処理によれば、図7に示す現在時刻TIME_cにおいて、昇温時間t_hが特定されるとともに、駆動開始時刻TIME_hが算出される。時間が経過して、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過すると、ヒータ38の駆動が開始される。一方、図6に示す処理によれば、図7に示す現在時刻TIME_cにおいて、昇温時間t_hが特定されるとともに、待機時間t_wが算出される。時間が経過して、計測時間t_cが待機時間t_w以上になると、ヒータ38の駆動が開始される。
なお、一般的に、メインバッテリ10のSOCが基準値SOC_refよりも低く、CSモードが設定されているときに、外部充電が行われる。このため、外部充電時間t_chagは昇温時間t_hよりも長くなりやすく、充電開始時刻TIME_chagは、駆動開始時刻TIME_hよりも前の時刻となりやすい。
ここで、駆動開始時刻TIME_hにおけるバッテリ温度TBsは、図7に示す待機時間t_wに応じて変化する。図7に示す例において、駆動開始時刻TIME_hにおけるバッテリ温度TBsは、環境温度Toutよりも高くなっているが、環境温度Toutまで低下することもある。
駆動開始時刻TIME_hにおいて、ヒータ38の駆動を開始すると、バッテリ温度TBsが上昇する。図4又は図6に示す処理によれば、ヒータ38の駆動を開始した後、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上となるまで、ヒータ38が駆動される。ここで、ヒータ38を駆動する時間が、昇温時間t_hとなる。また、ヒータ38の駆動を停止した時刻が、充電終了時刻TIME_eとなり、充電終了時刻TIME_eにおいて、バッテリ温度TBsを目標温度TB_tagに到達させることができる。
図4に示すステップS306の処理や、図6に示すステップS313の処理では、図7に示すバッテリ温度TBsの挙動を推定して昇温時間t_hを特定している。昇温時間t_hが長いほど、ヒータ38の駆動によって、バッテリ温度TBsが上昇しやすくなる。また、待機時間t_wが長いほど、環境温度Toutの影響を受けて、バッテリ温度TBsが低下しやすくなる。ここで、バッテリ温度TBsの低下量は、図7に示す現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutとに依存する。これらの点を考慮することにより、バッテリ温度TBsの挙動を把握でき、図4に示すステップS306の処理や、図6に示すステップS313の処理で説明したように、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、残り時間t_rとに基づいて、昇温時間t_hを特定することができる。
ヒータ38は、駆動開始時刻TIME_hから充電終了時刻TIME_eまで駆動されるが、外部充電も充電終了時刻TIME_eまで行われる。このため、外部充電を行う時間と、ヒータ38を駆動する時間とが重複する。ここで、外部充電を行っているときには、メインバッテリ10が通電状態になるが、ヒータ38を駆動する環境下では、メインバッテリ10の通電に伴うバッテリ温度TBsの上昇は僅かである。このため、本実施例では、昇温時間t_hを算出するとき、メインバッテリ10の通電に伴うバッテリ温度TBsの上昇は考慮していない。
また、外部充電を行う時間と、ヒータ38を駆動する時間とが重複するとき、充電器41からの電力の一部は、ヒータ38に供給され、充電器41からの残りの電力は、メインバッテリ10に供給される。
ここで、昇温時間t_hが変化すると、ヒータ38に供給される電力量が変化するとともに、メインバッテリ10に供給される電力量が変化する。メインバッテリ10に供給される電力量が変化すると、外部充電時間t_chagも変化する。このため、図2に示すステップS101の処理では、昇温時間t_hを考慮して、外部充電時間t_chagを算出することができる。図2に示すステップS101の処理を行うときには、図4又は図6に示す処理に基づいて、昇温時間t_hが算出されるため、外部充電時間t_chagを算出するときに、昇温時間t_hを考慮することができる。
例えば、以下に説明するように、ヒータ38を駆動するときの外部充電時間t_chagを算出することができる。
まず、図2に示すステップS101の処理で説明したように、充電器41からの電力をメインバッテリ10だけに供給するときの外部充電時間t_chagを算出する。この外部充電時間t_chagに対して、以下に説明する不足分の外部充電時間t_chagを加算することにより、ヒータ38を駆動するときの外部充電時間t_chagを算出することができる。
上述したように、充電器41からの電力の一部がヒータ38に供給されるため、ヒータ38に供給される電力量の分だけ、メインバッテリ10に供給される電力量が減少する。ここで、ヒータ38を駆動するときの電力は固定値となるため、この電力および昇温時間t_h(具体的には、ヒータ38を駆動する時間)に基づいて、ヒータ38に供給される電力量を算出することができる。
また、この電力量をメインバッテリ10に供給したときにおけるメインバッテリ10のSOCの上昇量を把握することができる。このSOCの上昇量は、メインバッテリ10の満充電容量と、メインバッテリ10に供給される電力量とから算出することができる。ヒータ38を駆動したときには、このSOCの上昇量だけ、メインバッテリ10の充電が不足するため、この不足分を補う分だけ、外部充電を行えばよい。この不足分を補うための外部充電時間t_chagは、上述したSOCの上昇量と、充電器41からメインバッテリ10に供給される電力とに基づいて算出できる。
本実施例によれば、昇温時間t_hを特定することにより、駆動開始時刻TIME_hから充電終了時刻TIME_eまでの時間帯(すなわち、昇温時間t_h)において、ヒータ38を駆動するだけで、充電終了時刻TIME_eにおいて、バッテリ温度TBsを目標温度TB_tagに到達させることができる。ここで、駆動開始時刻TIME_hよりも前の時間帯では、ヒータ38を駆動する必要が無い。
上述したように、充電終了時刻TIME_e以降では、CDモードでの車両の走行が開始される。車両の走行が開始されれば、バッテリ温度TBsが上昇しやすくなるため、ヒータ38の駆動を停止した後に、バッテリ温度TBsが低下することを防止できる。ヒータ38の駆動を停止した後に、バッテリ温度TBsが低下してしまうと、バッテリ温度TBsを上昇させるためにヒータ38を駆動したときの電力が無駄になってしまう。本実施例によれば、ヒータ38の駆動を停止した後に、バッテリ温度TBsが低下することを防止できるため、ヒータ38の駆動に伴う電力が無駄になることを防止できる。
また、車両の走行を開始するときには、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tagに到達しており、メインバッテリ10の入出力性能を確保することができる。バッテリ温度TBsが低下するほど、メインバッテリ10の入出力性能が低下しやすくなるが、バッテリ温度TBsを目標温度TB_tagに到達させておくことにより、メインバッテリ10の入出力性能の低下を抑制できる。車両の走行を開始するときに、メインバッテリ10の入出力性能を確保しておけば、CDモードでの走行において、メインバッテリ10を充放電させやすくなる。
CDモードでの走行を行うときにおいて、メインバッテリ10の入出力性能が低下していると、例えば、メインバッテリ10の出力だけを用いても、車両に要求されるパワーを満たすことができなくなることがある。この場合には、エンジン34を始動して、不足分のパワーを補う必要があり、燃費が低下してしまう。本実施例のように、メインバッテリ10の入出力性能を確保すれば、メインバッテリ10の出力だけを用いて、車両に要求されるパワーを満たしやすくなり、エンジン34の始動を抑制して燃費を向上させることができる。
本発明の実施例2について説明する。本実施例において、実施例1で説明した構成要素と同じ構成要素については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例1と異なる点について、主に説明する。
実施例1では、昇温時間t_hを特定するとき、温度センサ24によって検出された環境温度Toutを用いているが、本実施例では、昇温時間t_hを特定するとき、温度センサ24によって検出される環境温度Toutを用いていない。具体的には、本実施例では、環境温度Toutを予め設定しておき、この設定された環境温度Toutを用いて、昇温時間t_hを特定している。設定された環境温度Toutの情報は、メモリ51に記憶されている。本実施例において、ヒータ38の駆動を制御する上では、温度センサ24が省略される。
本実施例におけるヒータ38の駆動制御について、図8および図9に示すフローチャートを用いて説明する。図8および図9に示す処理は、コントローラ50によって実行される。また、コネクタ43がコネクタ42に接続されるとともに、設定部25において充電終了時刻TIME_eが設定されたとき、図8および図9に示す処理が開始される。
ステップS401において、コントローラ50は、温度センサ23を用いて、バッテリ温度TBsを検出する。ステップS402において、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いか否かを判別する。ここで、複数の温度センサ23を設けた場合には、ステップS401の処理において、複数の温度センサ23によって検出されたバッテリ温度TBsが互いに異なることがある。このとき、ステップS402の処理では、最も低いバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いか否かを判別することができる。
ステップS402において、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上であるとき、コントローラ50は、図8および図9に示す処理を終了する。一方、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いとき、コントローラ50は、ステップS403の処理に進む。
ステップS403,S404の処理は、図4に示すステップS304,S305の処理とそれぞれ同じである。ステップS405において、コントローラ50は、メモリ51に記憶された環境温度Toutを読み出す。
後述するように、環境温度Toutが補正されたときには、補正後の環境温度Toutがメモリ51に記憶されるため、ステップS405の処理では、補正後の環境温度Toutがメモリ51から読み出される。一方、環境温度Toutが補正されていないとき、初期値としての環境温度Toutがメモリ51に記憶されているため、ステップS405の処理では、初期値としての環境温度Toutがメモリ51から読み出される。初期値としての環境温度Toutは、予め設定されている。
ステップS406において、コントローラ50は、昇温時間t_hを特定する。昇温時間t_hの特定方法は、実施例1で説明した方法と同じである。ただし、本実施例では、昇温時間t_hを特定するとき、ステップS405の処理において、メモリ51から読み出された環境温度Toutが用いられる。すなわち、ステップS401の処理で検出されたバッテリ温度TBsと、ステップS404の処理で算出された残り時間t_rと、ステップS405の処理で読み出された環境温度Toutとに基づいて、昇温時間t_hが特定される。
また、コントローラ50は、ステップS406において、昇温時間t_hおよび充電終了時刻TIME_eに基づいて、駆動開始時刻TIME_hを算出する。図4に示すステップS306の処理で説明したように、駆動開始時刻TIME_hは、充電終了時刻TIME_eよりも、昇温時間t_hだけ前の時刻となる。
ステップS407において、コントローラ50は、駆動開始時刻TIME_hにおけるバッテリ温度TBw、すなわち、ヒータ38の駆動を開始するときのバッテリ温度TBwを特定(推定)する。また、コントローラ50は、ステップS407において、特定したバッテリ温度TBwの情報をメモリ51に記憶する。
バッテリ温度TBwは、ステップS403の処理で取得された現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、待機時間t_wとに依存する。このため、バッテリ温度TBwと、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、待機時間t_wとの対応関係を予め求めておくことができる。この対応関係は、演算式又はマップとして表すことができ、この対応関係の情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。
待機時間t_wは、実施例1(図6に示すステップS313の処理)で説明したように、ステップS403の処理によって取得された現在時刻TIME_cから、駆動開始時刻TIME_hまでの時間である。すなわち、ステップS404の処理で算出された残り時間t_rから昇温時間t_hを減算することにより、待機時間t_wを算出することができる。
バッテリ温度TBw,TBsと、環境温度Toutと、待機時間t_wとの対応関係を演算式で表すとき、下記式(2)に示す演算式を用いることができる。
上記式(2)において、TBwは、駆動開始時刻TIME_hにおけるバッテリ温度(推定値)である。TBsは、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度であり、ステップS401の処理で検出されたバッテリ温度TBsが用いられる。Toutは環境温度であり、ステップS405の処理で読み出された環境温度Toutが用いられる。t_wは待機時間であり、上述したように、残り時間t_rから昇温時間t_hを減算することにより、待機時間t_wを算出することができる。cは、予め設定された定数であり、上記式(1)で説明した定数cと同じである。上記式(2)を用いることにより、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、待機時間t_wとに基づいて、バッテリ温度TBwを特定(算出)することができる。
一方、上述した対応関係をマップで表したとき、このマップを用いることにより、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsと、環境温度Toutと、待機時間t_wとに基づいて、バッテリ温度TBwを特定することができる。例えば、環境温度Tout毎に、図10に示すマップを用意しておく。図10に示すマップは、バッテリ温度TBs,TBwおよび待機時間t_wの対応関係を示す。
図10に示すマップを、環境温度Tout毎に用意しておくことにより、ステップS405の処理で読み出した環境温度Toutに対応する、図10に示すマップを特定できる。次に、この特定したマップを用いることにより、ステップS401の処理で検出したバッテリ温度TBsと、残り時間t_rおよび昇温時間t_hから算出される待機時間t_wとに対応するバッテリ温度TBwを特定することができる。
ここで、複数の温度センサ23を設けた場合には、ステップS401の処理において、複数の温度センサ23によって検出されたバッテリ温度TBsが互いに異なることがある。上述した演算式又はマップを用いてバッテリ温度TBwを特定するときには、最も低いバッテリ温度TBsを用いることができる。
ステップS408,S409の処理は、図4に示すステップS307,S308の処理とそれぞれ同じである。ステップS409において、コントローラ50は、ステップS408の処理で取得した現在時刻TIME_cが、ステップS406の処理で算出した駆動開始時刻TIME_hを経過したか否かを判別する。ここで、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過していないとき、コントローラ50は、ステップS408の処理に戻る。一方、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過したとき、コントローラ50は、ステップS410の処理に進む。
なお、ステップS408,S409の処理の代わりに、図6に示すステップS314,S315の処理を行うことができる。具体的には、ステップS407の処理を行った後、タイマを用いた時間t_cの計測を開始する。そして、計測時間t_cが待機時間t_w以上であるか否かを判別し、計測時間t_cが待機時間t_w以上であるとき、コントローラ50は、ステップS410の処理に進むことができる。ここで、待機時間t_wは、ステップS407の処理において算出されている。また、この場合には、ステップS406の処理において、駆動開始時刻TIME_hを算出する必要は無い。
ステップS410において、コントローラ50は、温度センサ23を用いて、バッテリ温度TBsを検出する。このバッテリ温度TBsは、駆動開始時刻TIME_hにおけるバッテリ温度TBsである。
ステップS411において、コントローラ50は、ステップS407の処理で特定(推定)したバッテリ温度TBwが下限温度TB_minよりも低いか否かを判別する。下限温度TB_minは、ステップS410の処理で検出したバッテリ温度TBsから許容値(正の値)ΔTB1を減算した温度である。許容値ΔTB1は、昼夜における環境温度Toutの変化に応じたバッテリ温度TBsの変化などを考慮して、適宜設定することができる。許容値ΔTB1の情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。
バッテリ温度TBwが下限温度TB_minよりも低いとき、バッテリ温度TBwはバッテリ温度TBsよりも低く、バッテリ温度TBw,TBsの差は、許容値ΔTB1よりも大きくなる。一方、バッテリ温度TBwが下限温度TB_min以上であるときには、バッテリ温度TBwがバッテリ温度TBs以上であるときと、バッテリ温度TBwがバッテリ温度TBsよりも低く、かつ、バッテリ温度TBw,TBsの差が許容値ΔTB1以下であるときとが含まれる。
ステップS411において、バッテリ温度TBwが下限温度TB_minよりも低いとき、コントローラ50は、ステップS412において、環境温度Toutを補正する。具体的には、コントローラ50は、現在設定されている環境温度Toutに補正値(正の値)ΔT1を加算することにより、環境温度Toutを補正する。これにより、補正後の環境温度Toutは、補正前の環境温度Toutよりも高くなる。
補正値ΔT1は、許容値ΔTB1に基づいて適宜設定でき、補正値ΔT1の情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。また、コントローラ50は、ステップS411において、補正後の環境温度Toutの情報をメモリ51に記憶する。これにより、図8および図9に示す処理を次回行うとき、ステップS405の処理では、補正後の環境温度Toutがメモリ51から読み出される。
上記式(2)から分かるように、バッテリ温度TBwが下限温度TB_minよりも低いときには、バッテリ温度TBwを特定するときの環境温度Toutを、実際の環境温度Toutよりも低い温度に推定していることになる。そこで、上述したように環境温度Toutに補正値ΔT1を加算して環境温度Toutを上昇させることにより、バッテリ温度TBwを特定するときの環境温度Toutを実際の環境温度Toutに近づけることができる。
ステップS411において、バッテリ温度TBwが下限温度TB_min以上であるとき、コントローラ50は、ステップS413において、ステップS407の処理で特定したバッテリ温度TBwが上限温度TB_maxよりも高いか否かを判別する。上限温度TB_maxは、ステップS410の処理で検出したバッテリ温度TBsに許容値(正の値)ΔTB2を加算した温度である。許容値ΔTB2は、昼夜における環境温度Toutの変化に応じたバッテリ温度TBsの変化などを考慮して、適宜設定することができる。許容値ΔTB2の情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。許容値ΔTB2は、上述した許容値ΔTB1と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
バッテリ温度TBwが上限温度TB_maxよりも高いとき、バッテリ温度TBwはバッテリ温度TBsよりも高く、バッテリ温度TBw,TBsの差は、許容値ΔTB1よりも大きくなる。一方、バッテリ温度TBwが上限温度TB_max以下であるときには、バッテリ温度TBwがバッテリ温度TBs以下であるときと、バッテリ温度TBwがバッテリ温度TBsよりも高く、かつ、バッテリ温度TBw,TBsの差が許容値ΔTB2以下であるときとが含まれる。
ステップS413において、バッテリ温度TBwが上限温度TB_maxよりも高いとき、コントローラ50は、ステップS414において、環境温度Toutを補正する。具体的には、コントローラ50は、現在設定されている環境温度Toutから補正値(正の値)ΔT2を減算することにより、環境温度Toutを補正する。これにより、補正後の環境温度Toutは、補正前の環境温度Toutよりも低くなる。
補正値ΔT2は、許容値ΔTB2に基づいて適宜設定でき、補正値ΔT2の情報は、メモリ51に記憶しておくことができる。補正値ΔT2は、上述した補正値ΔT1と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、コントローラ50は、ステップS414において、補正後の環境温度Toutの情報をメモリ51に記憶する。これにより、図8および図9に示す処理を次回行うとき、ステップS405の処理では、補正後の環境温度Toutがメモリ51から読み出される。
上記式(2)から分かるように、バッテリ温度TBwが上限温度TB_maxよりも高いときには、バッテリ温度TBwを特定するときの環境温度Toutを、実際の環境温度Toutよりも高い温度に推定していることになる。そこで、上述したように環境温度Toutから補正値ΔT2を減算して環境温度Toutを低下させることにより、バッテリ温度TBwを特定するときの環境温度Toutを実際の環境温度Toutに近づけることができる。
ステップS413において、バッテリ温度TBwが上限温度TB_max以下であるとき、コントローラ50は、ステップS415において、ヒータ38の駆動を開始する。ステップS412,414の処理を行った後も、コントローラ50は、ステップS415において、ヒータ38の駆動を開始する。ここで、バッテリ温度TBwが下限温度TB_min以上であり、かつ、上限温度TB_max以下であるときには、メモリ51に記憶された環境温度Toutが補正されない。ステップS415〜ステップS418の処理は、図4に示すステップS309〜ステップS312の処理とそれぞれ同じである。
図8および図9に示す処理では、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低いとき、ヒータ38を駆動するようにしているが、これに限るものではない。具体的には、メモリ51に記憶された環境温度Toutが目標温度TB_tagよりも低いときに、ヒータ38を駆動することもできる。すなわち、バッテリ温度TBsおよび環境温度Toutの少なくとも一方が目標温度TB_tagよりも低いとき、ステップS403以降の処理を行うことができる。一方、バッテリ温度TBsおよび環境温度Toutのいずれもが目標温度TB_tag以上であるときには、ステップS403以降の処理を行わないことができる。この場合には、ヒータ38が駆動されない。
図11には、バッテリ温度TBsの挙動(一例)を示す。図11において、縦軸はバッテリ温度TBsであり、横軸は時間である。
図11に示す現在時刻TIME_cは、図8に示すステップS403の処理で取得された現在時刻TIME_cである。図8および図9に示す処理によれば、図11に示す現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsが検出される。図11に示す例では、現在時刻TIME_cにおけるバッテリ温度TBsが目標温度TB_tagよりも低くなっている。図11に示す現在時刻TIME_c以降では、環境温度Toutの影響を受けて、バッテリ温度TBsが低下する。
一方、図8および図9に示す処理によれば、図11に示す現在時刻TIME_cにおいて、昇温時間t_hやバッテリ温度TBwが特定されるとともに、駆動開始時刻TIME_hが算出される。時間が経過して、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過すると、ヒータ38の駆動が開始される。
また、現在時刻TIME_cが駆動開始時刻TIME_hを経過すると、温度センサ23によってバッテリ温度TBsが検出され、図9に示すステップS411,413の処理が行われる。すなわち、ヒータ38の駆動を開始するとき、温度センサ23によってバッテリ温度TBsが検出され、図9に示すステップS411,413の処理が行われる。このとき、補正値ΔT1又は補正値ΔT2を用いて、環境温度Toutが補正されることがある。図11に示す例では、バッテリ温度TBwが、駆動開始時刻TIME_hにおいて、温度センサ23によって検出されたバッテリ温度TBsと一致しており、この場合には、環境温度Toutが補正されない。
駆動開始時刻TIME_hにおいて、ヒータ38の駆動を開始すると、バッテリ温度TBsが上昇する。本実施例においても、実施例1と同様に、ヒータ38の駆動を開始した後、バッテリ温度TBsが目標温度TB_tag以上となるまで、ヒータ38が駆動される。ここで、ヒータ38を駆動する時間が、昇温時間t_hとなる。また、ヒータ38の駆動を停止した時刻が、充電終了時刻TIME_eとなり、充電終了時刻TIME_eにおいて、バッテリ温度TBsを目標温度TB_tagに到達させることができる。
本実施例によれば、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、本実施例によれば、温度センサ24を用いなくても、メモリ51に記憶された環境温度Toutを用いて、昇温時間t_hを特定することができる。ここで、メモリ51に記憶された環境温度Toutは、実際の環境温度Toutからずれるおそれもあるが、環境温度Toutを補正することにより、補正後の環境温度Toutを、実際の環境温度Toutに近づけることができる。これにより、実際の環境温度Toutに応じた昇温時間t_hを特定しやすくなる。
10:メインバッテリ(蓄電装置)、11:単電池、21:電圧センサ、22:電流センサ、23,24:温度センサ、25:設定部、26:時計、31:インバータ、32:駆動輪、33:動力分割機構、34:エンジン、35:DC/DCコンバータ、36:補機、37:補機バッテリ、38:ヒータ、39:スイッチ、41:充電器、42,43:コネクタ、44:外部電源、50:コントローラ、51:メモリ

Claims (3)

  1. 車両の外部に設置された外部電源からの電力を用いた外部充電が行われ、前記車両を走行させるための動力源となる蓄電装置と、
    前記蓄電装置の温度を検出する温度センサと、
    前記蓄電装置の周辺環境における環境温度を記憶するメモリと、
    前記外部電源からの電力を受けて発熱することにより、前記蓄電装置を温めるヒータと、
    前記ヒータの駆動を制御するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、
    前記外部充電の終了時刻が設定されたとき、この設定時の現在時刻から前記終了時刻までの残り時間を算出し、
    前記残り時間と、前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記環境温度と、前記ヒータを駆動して前記蓄電装置の温度を目標温度まで上昇させるための昇温に必要な昇温時間との対応関係を用い、算出した前記残り時間と、前記温度センサによって検出された前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記メモリに記憶された前記環境温度とに対応する前記昇温時間を特定し、
    前記終了時刻および前記昇温時間に基づいて、前記終了時刻における前記蓄電装置の温度が前記目標温度に到達するように、前記ヒータの駆動を開始するとともに、
    前記コントローラは、
    前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記ヒータの駆動を開始するときの前記蓄電装置の温度と、前記環境温度と、前記現在時刻から前記ヒータの駆動を開始するまでの待機時間との対応関係を用いて、前記温度センサによって検出された前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記メモリに記憶された前記環境温度と、前記残り時間および前記昇温時間から算出される前記待機時間とに対応した、前記ヒータの駆動を開始するときの前記蓄電装置の温度を特定し、
    前記ヒータの駆動を開始するとき、前記温度センサを用いて前記蓄電装置の温度を検出し、
    特定した前記蓄電装置の温度が、検出した前記蓄電装置の温度よりも低く、これらの温度の差が許容値よりも大きいとき、前記メモリに記憶された前記環境温度を所定温度だけ上昇させる、
    ことを特徴とする車両。
  2. 車両の外部に設置された外部電源からの電力を用いた外部充電が行われ、前記車両を走行させるための動力源となる蓄電装置と、
    前記蓄電装置の温度を検出する温度センサと、
    前記蓄電装置の周辺環境における環境温度を記憶するメモリと、
    前記外部電源からの電力を受けて発熱することにより、前記蓄電装置を温めるヒータと、
    前記ヒータの駆動を制御するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、
    前記外部充電の終了時刻が設定されたとき、この設定時の現在時刻から前記終了時刻までの残り時間を算出し、
    前記残り時間と、前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記環境温度と、前記ヒータを駆動して前記蓄電装置の温度を目標温度まで上昇させるための昇温に必要な昇温時間との対応関係を用い、算出した前記残り時間と、前記温度センサによって検出された前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記メモリに記憶された前記環境温度とに対応する前記昇温時間を特定し、
    前記終了時刻および前記昇温時間に基づいて、前記終了時刻における前記蓄電装置の温度が前記目標温度に到達するように、前記ヒータの駆動を開始するとともに、
    前記コントローラは、
    前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記ヒータの駆動を開始するときの前記蓄電装置の温度と、前記環境温度と、前記現在時刻から前記ヒータの駆動を開始するまでの待機時間との対応関係を用いて、前記温度センサによって検出された前記現在時刻における前記蓄電装置の温度と、前記メモリに記憶された前記環境温度と、前記残り時間および前記昇温時間から算出される前記待機時間とに対応した、前記ヒータの駆動を開始するときの前記蓄電装置の温度を特定し、
    前記ヒータの駆動を開始するとき、前記温度センサを用いて前記蓄電装置の温度を検出し、
    特定した前記蓄電装置の温度が、検出した前記蓄電装置の温度よりも高く、これらの温度の差が許容値よりも大きいとき、前記メモリに記憶された前記環境温度を所定温度だけ低下させる、
    ことを特徴とする車両。
  3. 前記車両を走行させるための動力源となるエンジンを備えており、
    前記車両は、前記蓄電装置のSOCが基準値以上であるときには、CDモードでの走行を行い、前記SOCが基準値よりも低いときには、CSモードでの走行を行い、
    前記外部充電を終了したときの前記SOCは、前記基準値よりも高く、
    前記目標温度は、前記CDモードでの走行に応じた前記蓄電装置の出力を確保する前記蓄電装置の温度であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両。
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