JP6245120B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の制御装置に関し、より特定的には、車載の蓄電装置を温度調整した後に外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する本格充電を実行する電動車両の制御装置に関する。

近年、車載の蓄電装置の電力を用いてモータを駆動することにより走行可能なハイブリッド車および電気自動車などの電動車両が実用化されている。このような電動車両においては、プラグインハイブリッド車に代表されるように、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する（以下、このような充電を外部充電とも称する）ことが可能に構成されている。

電動車両に用いられる蓄電装置は、極度の高温状態または低温状態で放置されることで劣化が進行する虞がある。このため、従来から、充電に適した温度に蓄電装置を温度調整した後に、電動車両が十分走行できるように、満充電となるまで外部充電（以下、外部充電のうち、満充電となるまで充電することを本格充電とも称する）を実行する方法が用いられている。

たとえば、特開２０１２−１９１７８２号公報（特許文献１）には、寒冷地で用いられた蓄電装置をヒータで加温することによって温度調整した後に本格充電を実行する電動車両が開示されている。この電動車両においては、温度調整時の蓄電装置の蓄電量（以下、ＳＯＣ（State of Charge）とも称する）が温度調整前のＳＯＣよりも減少することに鑑み、本格充電前の温度調整期間中においては、減少分のＳＯＣを補うように外部からの電力を用いて蓄電装置を事前に外部充電するものであった。

特開２０１２−１９１７８２号公報 特開２０１２−１９１７８５号公報

しかしながら、上記の電動車両においては、本格充電前の温度調整期間中に外部からの電力を用いて蓄電装置を事前に外部充電する際、減少分のＳＯＣを補う電力を上回って蓄電装置に電力が供給される場合も想定される。この場合、温度調整時の蓄電装置のＳＯＣが温度調整前のＳＯＣよりも増加するため、蓄電装置のＳＯＣを満充電時の目標ＳＯＣにするまでの本格充電の時間が当初の予定よりも短くなってしまう。その結果、満充電時におけるＳＯＣが高い状態（以下、高ＳＯＣ状態とも称する）で蓄電装置が放置される時間も長くなり、蓄電装置の劣化が進行する虞がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電装置を温度調整した後でも予定通りに本格充電を完了させることにより蓄電装置の劣化を抑制することである。

本発明に係る電動車両の制御装置は、車載の蓄電装置を温度調整した後に外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する本格充電を実行する。本格充電は、温度調整前の蓄電装置の蓄電量に基づいて設定されたタイミングで開始される。制御装置は、充電制御部と、放電制御部とを備える。充電制御部は、温度調整後の蓄電装置の蓄電量が温度調整前の蓄電装置の蓄電量よりも低い場合に、本格充電が開始される前に蓄電装置を充電する。放電制御部は、温度調整後の蓄電装置の蓄電量が温度調整前の蓄電装置の蓄電量よりも高い場合に、本格充電が開始される前に蓄電装置の電力を放電する。

上記の電動車両の制御装置によれば、温度調整後の蓄電装置の蓄電量が温度調整前の蓄電量に近似（あるいは同一）するように充放電される。これにより、温度調整後において、温度調整前の蓄電量に基づいて設定されたタイミングで本格充電を開始しても、予定通りに本格充電を完了させることができるため、蓄電装置の劣化を抑制することができる。

本実施の形態に係る電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリのＳＯＣおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。 外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリのＳＯＣおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。 ＥＣＵが実行する充電前冷却制御およびＳＯＣ調整制御を説明するためのフローチャートである。 ＳＯＣ調整期間におけるメインバッテリのＳＯＣの変化の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付してその説明は繰り返さない。

以下に示す実施の形態においては、電動車両の１つの例示的形態として、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する外部充電が可能に構成されたハイブリッド車であるプラグインハイブリッド車について説明する。しかし、本発明が適用可能な車両は、プラグインハイブリッド車に限定されるものではなく、外部充電が可能に構成されていればエンジンを搭載しない電気自動車であってもよい。

[電動車両１の基本構成]
図１は、本実施の形態に係る電動車両１の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、電動車両１は、メインバッテリ１５０と、システムメインリレー（ＳＭＲ（System Main Relay）とも称する）１１０と、空調装置１２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２００と、第１モータジェネレータ（第１ＭＧとも称する）１０と、第２モータジェネレータ（第２ＭＧとも称する）２０と、動力分割機構３０と、エンジン１００と、駆動輪３５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。メインバッテリ１５０は「蓄電装置」の一実施例に対応し、ＥＣＵ３００は「制御装置」の一実施例に対応する。

メインバッテリ１５０は、充放電が可能に構成された直流電源であり、たとえば、リチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。本実施の形態に係るメインバッテリ１５０は、リチウムイオン電池が採用される。メインバッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。メインバッテリ１５０は、電動車両１の運転時に駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ２００に供給する一方で、電動車両１の回生制動時に第１ＭＧ１０または第２ＭＧ２０で発電された電力を蓄えて充電する。

メインバッテリ１５０には、監視ユニット１５２が設けられている。監視ユニット１５２は、メインバッテリ１５０の温度（以下、電池温度ＴＢとも称する）、電圧ＶＢ、および電流ＩＢの各々を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢに基づいて、メインバッテリ１５０の温度調整が必要か否かを判定する。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、メインバッテリ１５０の蓄電量（ＳＯＣ）を算出する。ＳＯＣは、メインバッテリ１５０の満充電状態に対する現在の残容量の百分率で示される。

ＳＭＲ１１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に応じて、閉成または開放される。ＳＭＲ１１０が閉成された場合には、メインバッテリ１５０と電力線ＰＬ，ＮＬとが機械的に連結され、メインバッテリ１５０からの電力が電力線ＰＬ，ＮＬに供給可能となる。ＳＭＲ１１０が開放された場合には、メインバッテリ１５０と電力線ＰＬ，ＮＬとが機械的に分離され、メインバッテリ１５０からの電力が電力線ＰＬ，ＮＬに供給不可能となる。

電力線ＰＬ，ＮＬには、空調装置１２０およびＰＣＵ２００が電気的に接続されている。空調装置１２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＣに応じて、電動車両１の車内（図示は省略）を空調する。たとえば、空調装置１２０は、冷房する要求を示す制御信号ＡＣをＥＣＵ３００から受けた場合に車内を冷房し、暖房する要求を示す制御信号ＡＣをＥＣＵ３００から受けた場合に車内を暖房する。

ＰＣＵ２００は、メインバッテリ１５０から供給された直流電力を交流電力に変換して、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０に供給する。その一方で、ＰＣＵ２００は、第１ＭＧ１０または第２ＭＧ２０で発電された交流電力を直流電力に変換して、メインバッテリ１５０に供給する。

エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関である。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０は、たとえば、永久磁石がロータに埋設された三相交流回転電機である。動力分割機構３０は、たとえば、遊星歯車機構であり、エンジン１００が発生させた動力を、駆動輪３５０に伝達する動力と、第１ＭＧ１０に伝達する動力とに分割する。

第１ＭＧ１０は、動力分割機構３０を介してエンジン１００のクランク軸に連結される。第１ＭＧ１０は、エンジン１００を始動する際に、メインバッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランク軸を回転させる。また、第１ＭＧ１０は、エンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。第１ＭＧ１０で発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてメインバッテリ１５０に供給される。なお、第１ＭＧ１０で発電された交流電力は、第２ＭＧ２０に供給される場合もある。

第２ＭＧ２０は、メインバッテリ１５０の電力および第１ＭＧ１０で発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、第２ＭＧ２０は、回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０で発電された交流電力は、ＰＣＵ２００により直流電力に変換されてメインバッテリ１５０に供給される。

ＥＣＵ３００は、いずれも図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、バッファとを含む。ＥＣＵ３００は、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサからの信号を用いた演算処理を実行し、演算処理結果に応じた制御信号を出力する。なお、ＥＣＵ３００の一部あるいは全部は、電子回路などのハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。

[補機系の構成]
電動車両１は、補機系の構成として、冷却ファン１６２と、吸気温度センサ１６４と、補機バッテリ１７０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８０とをさらに備える。

冷却ファン１６２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＦＡＮに応じて、駆動または停止する。電動車両１には、車内の空気をメインバッテリ１５０へと導くための吸気通路（図示は省略）が設けられており、冷却ファン１６２が駆動すると、吸気通路に車内の空気が吸入される。吸気温度センサ１６４は、吸気通路に設けられ、吸気通路内の吸気温度ＴＣを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に出力する。

補機バッテリ１７０は、冷却ファン１６２などの補機系に電力を供給するための電源であり、たとえば、鉛蓄電池を含んで構成される。補機系の電圧は、メインバッテリ１５０の電圧（２００Ｖ）よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。

補機バッテリ１７０には、補機バッテリ１７０の電圧および電流を検出するセンサ（図示は省略）が設けられている。ＥＣＵ３００は、センサからの検出信号に応じて、補機バッテリ１７０の充放電を制御する。たとえば、ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１７０からの放電電流が所定の電流値を上回った場合、あるいは補機バッテリ１７０の電圧が所定の電圧値を下回った場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８０を用いて、メインバッテリ１５０からの電力を冷却ファン１６２へと供給するとともに、補機バッテリ１７０を充電する。

[外部充電]
電動車両１は、外部充電のための構成として、インレット２５０と、充電器２６０と、充電リレー（ＣＨＲ（Charge Relay）とも称する）２８０とをさらに備える。

外部電源５００からの電力は、充電ケーブル４００を介して電動車両１の充電器２６０に供給される。外部電源５００は、典型的には商用交流電源を含んで構成される。充電ケーブル４００は、プラグ４１０と、コネクタ４２０と、電線４３０とを含む。プラグ４１０は、電動車両１のインレット２５０に接続可能に構成される。コネクタ４２０は、外部電源５００のコンセント５１０に接続可能に構成される。電線４３０は、プラグ４１０とコネクタ４２０とを電気的に接続する。

充電器２６０は、外部電源５００からの交流電力を直流電力に変換して、ＣＨＲ２８０を介してメインバッテリ１５０に供給する。

ＣＨＲ２８０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に応じて、閉成または開放される。ＣＨＲ２８０が閉成された場合には、メインバッテリ１５０と充電器２６０とが機械的に連結され、充電器２６０からの電力がメインバッテリ１５０に供給可能となる。ＣＨＲ２８０が開放された場合には、メインバッテリ１５０と充電器２６０とが機械的に分離され、充電器２６０からの電力がメインバッテリ１５０に供給不可能となる。

ユーザは、充電ケーブル４００側のプラグ４１０を電動車両１側のインレット２５０に接続することで、電動車両１と外部電源５００とを接続（以下、外部電源接続とも称する）できる。ユーザは、外部電源接続後に、車内に設けられた液晶モニタ（図示は省略）から本格充電の終了予定タイミングを予め設定できる。

ＥＣＵ３００は、外部電源接続時のメインバッテリ１５０のＳＯＣ（以下、初期ＳＯＣ１とも称する）を算出し、算出した初期ＳＯＣ１に基づき、目標ＳＯＣとなるまでの充電時間を算出する。さらに、ＥＣＵ３００は、算出した充電時間を、ユーザが設定した終了予定タイミングから逆算させることで、本格充電の開始予定タイミングを算出する。ＥＣＵ３００は、開始予定タイミングで本格充電を開始することにより、ユーザが設定した終了予定タイミングで本格充電を完了させる。

[充電前冷却]
ユーザが外出先から帰宅した際に、外出時の運転によってメインバッテリ１５０が高温になっている場合がある。このまま本格充電を実行すると、充電に伴う発熱によってメインバッテリ１５０が高温状態で放置されることになり、メインバッテリ１５０の劣化が進行する虞がある。このため、電動車両１においては、本格充電の実行前に、空調装置１２０および冷却ファン１６２を駆動することによりメインバッテリ１５０を冷却（以下、充電前冷却とも称する）する制御が行われる。

充電前冷却は、ＥＣＵ３００が実行する充電前冷却制御によって行われる。ＥＣＵ３００は、充電前冷却制御を実行すると、ＣＨＲ２８０およびＳＭＲ１１０の双方を閉成するともに充電器２６０を駆動する。また、ＥＣＵ３００は、外部電源５００またはメインバッテリ１５０からの電力を空調装置１２０に供給するとともに、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１８０を駆動して外部電源５００またはメインバッテリ１５０からの電力を冷却ファン１６２に供給する。これにより、空調装置１２０および冷却ファン１６２が駆動され、空調装置１２０による車内冷房と、冷却ファン１６２による吸気通路への空気吸入とにより、高温状態のメインバッテリ１５０が冷却される。

ここで、充電前冷却期間中においては、ＥＣＵ３００は、検出された電池温度ＴＢに応じて、空調装置１２０の風量を強めたり弱めたりする。このため、充電前冷却によって本格充電の実行前にメインバッテリ１５０を冷却できる反面、本格充電の開始時におけるメインバッテリ１５０のＳＯＣが、開始予定タイミングを算出したときに用いた外部電源接続時における初期ＳＯＣ１と異なる場合がある。

たとえば、図２を参照しながら、充電前冷却後のＳＯＣが、初期ＳＯＣ１よりも低くなる場合について説明する。図２は、外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリ１５０のＳＯＣおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。

図２を参照して、外部電源接続時のタイミングｔ０においては、メインバッテリ１５０の電池温度ＴＢとしてＴＢ１が検出されるとともに、メインバッテリ１５０のＳＯＣとして初期ＳＯＣ１が検出される。

タイミングｔ０から所定の放置期間（たとえば、５分間）を経過した後のタイミングｔ１においては、充電前冷却が開始され、空調装置１２０および冷却ファン１６２が駆動する。これにより、電池温度ＴＢは下がり始める。一方、外部電源５００からの電力のみでは空調装置１２０および冷却ファン１６２の消費電力を補うことができないため、メインバッテリ１５０からも空調装置１２０および冷却ファン１６２に電力が供給される。このため、メインバッテリ１５０のＳＯＣは初期ＳＯＣ１から減少する。

タイミングｔ２においては、電池温度ＴＢが高温状態からある程度下がっているため、一旦、空調装置１２０の風量が弱められる。これにより、電池温度ＴＢの下がり具合は穏やかになる。一方、空調装置１２０の風量が弱められることで消費電力も小さくなるため、外部電源５００からの電力のみで補うことができる。このため、外部電源５００から供給された電力のうちの余剰部分はメインバッテリ１５０に供給され、メインバッテリ１５０のＳＯＣは増加する。

タイミングｔ３においては、電池温度ＴＢが未だ判定温度ＴＢ０（たとえば４０℃）まで下がっていないため、再び、空調装置１２０の風量が強められる。また、空調装置１２０の消費電力が大きくなるため、外部電源５００からの電力のみでは空調装置１２０および冷却ファン１６２の消費電力を補うことができず、メインバッテリ１５０からも空調装置１２０および冷却ファン１６２に電力が供給される。このため、メインバッテリ１５０のＳＯＣは再び減少する。

タイミングｔ４においては、電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下にまで下がるため、充電前冷却が終了する。

この図２に示す例の場合、充電前冷却が完了したときのメインバッテリ１５０のＳＯＣ（ＳＯＣ２）は、初期ＳＯＣ１よりも低い値となる。このため、このままの状態で本格充電を開始すると、外部電源接続時に算出されたときよりも充電時間が長くなる。たとえば、仮に、初期ＳＯＣ１よりも低いＳＯＣ２のまま、開始予定タイミングｔ６で本格充電を開始した場合、破線で示すように、終了予定タイミングｔ７では本格充電が完了せず、それよりも遅いタイミングｔ８でようやく本格充電が完了する。

このように、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ１５０のＳＯＣが、外部電源接続時における初期ＳＯＣ１よりも低い場合、本格充電の時間が当初の予定よりも長くなるため、ユーザが設定した終了予定タイミングになっても未だ本格充電が完了しないといった問題が生じる。

次に、図３を参照しながら、充電前冷却後のＳＯＣが、初期ＳＯＣ１よりも高くなる場合について説明する。図３は、外部電源接続時から本格充電が完了するまでにおけるメインバッテリ１５０のＳＯＣおよび電池温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。

図３を参照して、図２に示す例と同様に、外部電源接続時のタイミングｔ０においては、電池温度ＴＢ１および初期ＳＯＣ１が検出される。また、タイミングｔ１においては、充電前冷却が開始され、空調装置１２０および冷却ファン１６２が駆動する。これにより、電池温度ＴＢは下がり始める一方で、メインバッテリ１５０のＳＯＣは初期ＳＯＣ１から減少する。さらに、タイミングｔ２においては、電池温度ＴＢが高温状態からある程度下がっているため、一旦、空調装置１２０の風量が弱められ、メインバッテリ１５０のＳＯＣは増加する。

図３の例の場合、図２の例と異なり、その後の充電前冷却においては空調装置１２０の風量が強められることがなく、メインバッテリ１５０のＳＯＣは増加し続ける。充電前冷却は、本格充電の開始予定タイミングを考慮して、実行可能な期間（たとえば２５分間）が定められている。図３の例の場合、電池温度ＴＢは、判定温度ＴＢ０以下にまで下がっていないが、充電前冷却の実行可能な期間が経過したため、タイミングｔ３において充電前冷却が終了する。

この図３に示す例の場合、充電前冷却が完了したときのメインバッテリ１５０のＳＯＣ（ＳＯＣ２）は、初期ＳＯＣ１よりも高い値となる。このため、このままの状態で本格充電を開始すると、外部電源接続時に算出されたときよりも充電時間が短くなる。たとえば、仮に、初期ＳＯＣ１よりも高いＳＯＣ２のまま、開始予定タイミングｔ４で本格充電を開始した場合、破線で示すように、終了予定タイミングｔ６よりも早いタイミングｔ５で本格充電が完了してしまう。

このように、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ１５０のＳＯＣが、外部電源接続時における初期ＳＯＣ１よりも高い場合、本格充電の時間が当初の予定よりも短くなるため、ユーザが設定した終了予定タイミングよりも早く本格充電が完了する。その結果、高ＳＯＣ状態でのメインバッテリ１５０の放置期間も長くなり、メインバッテリ１５０の劣化が進行するといった問題が生じる。

[ＳＯＣ調整制御]
そこで、本実施の形態における電動車両１においては、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ１５０のＳＯＣが、充電前冷却前の外部電源接続時における初期ＳＯＣ１と異なる場合、本格充電が開始される前にメインバッテリ１５０のＳＯＣを初期ＳＯＣ１に近似させる（理想的には同一とさせる）ための制御（以下、ＳＯＣ調整制御と称する）がＥＣＵ３００によって実行される。

より具体的には、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが、充電前冷却前の初期ＳＯＣ１よりも低い場合、図２に示すように、ＳＯＣ調整期間において、ＥＣＵ３００は空調装置１２０の風量を弱める制御を実行する。

これにより、空調装置１２０の消費電力が小さくなるため、外部電源５００から供給された電力のうちの余剰部分がメインバッテリ１５０に供給される。このため、メインバッテリ１５０が充電されてＳＯＣが増加し、本格充電の開始予定タイミングｔ６においては、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが初期ＳＯＣ１に近似（あるいは同一）することになる。その結果、開始予定タイミングｔ６で本格充電を開始した場合でも、実線で示すように、終了予定タイミングｔ７で本格充電が完了する。以下では、ＳＯＣ調整期間においてＥＣＵ３００が実行する、空調装置１２０の風量を弱める制御を充電制御とも称する。また、ＳＯＣ調整期間における充電制御によって、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電することを調整充電とも称する。すなわち、外部充電のうち、図２に示すタイミングｔ４からタイミングｔ６のＳＯＣ調整期間において実行される充電は調整充電であり、タイミングｔ６から満充電時の目標ＳＯＣとなるまで実行される充電は本格充電である。

また、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが、充電前冷却前の初期ＳＯＣ１よりも高い場合、図３に示すように、ＳＯＣ調整期間において、ＥＣＵ３００は空調装置１２０の風量を強める制御を実行する。

これにより、空調装置１２０の消費電力が大きくなるため、外部電源５００からの電力のみでは空調装置１２０および冷却ファン１６２の消費電力を補うことができず、メインバッテリ１５０からも空調装置１２０および冷却ファン１６２に電力が供給される。このため、メインバッテリ１５０から電力が放電してＳＯＣが減少し、本格充電の開始予定タイミングｔ４においては、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが初期ＳＯＣ１に近似（あるいは同一）することになる。その結果、開始予定タイミングｔ４で本格充電を開始した場合でも、実線で示すように、終了予定タイミングｔ６で本格充電が完了する。以下では、ＳＯＣ調整期間においてＥＣＵ３００が実行する、空調装置１２０の風量を強める制御を放電制御とも称する。また、ＳＯＣ調整期間における放電制御によって、メインバッテリ１５０の電力を放電させることを調整放電とも称する。

このように、ＥＣＵ３００によりＳＯＣ調整制御が実行されることによって、充電前冷却後において、初期ＳＯＣ１に基づいて設定された開始予定タイミング通りに本格充電を開始しても、予定通りに本格充電を完了させることができる。このため、高ＳＯＣ状態でメインバッテリ１５０が長期間放置されることもなく、メインバッテリ１５０の劣化を抑制することができる。

さらに、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが、初期ＳＯＣ１よりも高い場合、余剰分の電力を用いて空調装置１２０の風量を強めるため、ＳＯＣを調整する際にも電池温度ＴＢをさらに冷却することができる。これにより、メインバッテリ１５０の劣化をより効果的に抑制することができる。

[充電前冷却制御およびＳＯＣ調整制御のフローチャート]
次に、図４を参照しながら、ＥＣＵ３００が実行する充電前冷却制御およびＳＯＣ調整制御の具体的な内容を説明する。また、ＳＯＣ調整制御については、図４に加えて図５も参照しながら説明する。

図４は、ＥＣＵ３００による充電前冷却制御およびＳＯＣ調整制御を説明するためのフローチャートである。図５は、ＳＯＣ調整期間におけるメインバッテリ１５０のＳＯＣの変化の一例を示すタイミングチャートである。なお、図４に示すフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。

なお、図４に示すステップのうち、ステップ（以下、Ｓと略す）３０〜Ｓ５０は、充電前冷却制御に特に関するステップであり、Ｓ６０〜Ｓ１１０は、ＳＯＣ調整制御に特に関するステップである。

まず、Ｓ１０において、ＥＣＵ３００は、充電ケーブル４００が外部電源５００に接続されたか否かを判定する。つまり、外部から供給される電力を用いて蓄電装置を充電する外部充電（本格充電および調整充電を含む）が実行可能になっているか否かが判定される。ＥＣＵ３００は、充電ケーブル４００が外部電源５００に接続されていない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、本ルーチンを終了する。

一方、ＥＣＵ３００は、充電ケーブル４００が外部電源５００に接続されており外部充電が実行可能である場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、Ｓ２０において、外部電源接続時における初期ＳＯＣ１を算出する（図２のｔ０、図３のｔ０参照）。

ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０よりも高いか否かを判定する（Ｓ３０）。ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０よりも高い場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、外部電源５００およびメインバッテリ１５０の電力を用いて空調装置１２０および冷却ファン１６２を駆動する（Ｓ４０）。すなわち、ＥＣＵ３００は、高温状態のメインバッテリ１５０を冷却する（図２のｔ１、図３のｔ１参照）。

ＥＣＵ３００は、充電前冷却の実行期間が所定期間（たとえば２５分間）よりも長いか否か、すなわち、ＳＯＣ調整制御を開始する調整開始予定タイミングであるか否かを判定する（Ｓ５０）。なお、調整開始予定タイミングは、本格充電の開始予定タイミングからＳＯＣ調整期間（たとえば５分間）を逆算することによって予め決められる。

ＥＣＵ３００は、調整開始予定タイミングでない場合（Ｓ５０においてＮＯ）、Ｓ３０に移行し、現時点の電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０よりも高いか否かを再び判定する。ＥＣＵ３００は、現時点の電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下である場合（Ｓ３０においてＮＯ）、Ｓ６０に移行する。すなわち、ＥＣＵ３００は、調整開始予定タイミングでなくても、電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下にまで下がった場合にＳＯＣ調整制御を実行する（図２のｔ４参照）。

上述のように調整開始予定タイミングでなくてもＳＯＣ調整制御が実行される理由は、すでに電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下にまで下がっているため、充電前冷却制御によってさらに電池温度ＴＢを下げる必要がないからである。この場合、本格充電の開始予定タイミングまで、ＳＯＣ調整制御が実行されることになる。

一方、ＥＣＵ３００は、調整開始予定タイミングである場合（Ｓ５０においてＹＥＳ）、Ｓ６０に移行する。すなわち、ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下にまで下がらなくても、調整開始予定タイミングになった場合にＳＯＣ調整制御を実行する（図３のｔ３参照）。

上述のように電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下にまで下がらなくてもＳＯＣ調整制御が実行される理由は、調整開始予定タイミングでＳＯＣ調整制御を開始しないと、本格充電の開始予定タイミングまでにＳＯＣを調整することができず、ユーザが設定した終了予定タイミングに本格充電を完了させることができなくなるからである。

ＥＣＵ３００は、Ｓ６０において、現時点のＳＯＣを算出する。たとえば、図５に示すように、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ調整制御を開始したタイミングｔ１におけるＳＯＣ（ＳＯＣ２）を算出する。

ＥＣＵ３００は、現時点のＳＯＣが初期ＳＯＣ１よりも小さいか否かを判定する（Ｓ７０）。ＥＣＵ３００は、現時点のＳＯＣが初期ＳＯＣ１よりも小さい場合（Ｓ７０においてＹＥＳ）、図５に示すように、タイミングｔ１で空調装置１２０の風量を弱める充電制御を実行する。これにより、空調装置１２０の消費電力が小さくなるため、外部電源５００から供給された電力のうちの余剰部分がメインバッテリ１５０に供給される。その結果、メインバッテリ１５０が調整充電されてＳＯＣが増加する。

ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ調整の実行期間が所定期間（たとえば５分間）よりも長いか否か、すなわち、本格充電を開始する開始予定タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１１０）。ＥＣＵ３００は、開始予定タイミングでない場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、Ｓ６０に移行し、現時点のＳＯＣを再び算出する。

ＥＣＵ３００は、現時点のＳＯＣが初期ＳＯＣ１以上である場合（Ｓ７０においてＮＯ）、現時点のＳＯＣがＳＯＣ１＋Δ（ΔはヒステリシスによるＳＯＣ１に対する誤差）以下であるか否かを判定する（Ｓ９０）。ＥＣＵ３００は、現時点のＳＯＣがＳＯＣ１＋Δ以下である場合（Ｓ９０においてＹＥＳ）、Ｓ１１０に移行する。

一方、ＥＣＵ３００は、現時点のＳＯＣがＳＯＣ１＋Δより大きい場合（Ｓ９０においてＮＯ）、図５に示すように、タイミングｔ２で空調装置１２０の風量を強める放電制御を実行する。これにより、空調装置１２０の消費電力が大きくなるため、外部電源５００からの電力のみでは空調装置１２０および冷却ファン１６２の消費電力を補うことができず、メインバッテリ１５０からも空調装置１２０および冷却ファン１６２に電力が供給される。その結果、メインバッテリ１５０から電力が調整放電されてＳＯＣが減少する。その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０に移行する。

ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０において、未だ本格充電の開始予定タイミングでない場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、再びＳ６０に移行して、それ以降のステップで、図５に示すように、タイミングｔ３でＳ８０の充電制御を実行し、タイミングｔ４でＳ１００の放電制御を実行する。

一方、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０において、本格充電開始予定タイミングである場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、図５に示すように、タイミングｔ５で空調装置１２０および冷却ファン１６２を停止するとともに（Ｓ１２０）、現時点のＳＯＣが目標ＳＯＣとなるまで本格充電を開始する（Ｓ１３０）。その後、ＥＣＵ３００は、図４の処理を終了する。

以上のように、本実施の形態においては、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが充電前冷却前の初期ＳＯＣ１よりも低い場合（Ｓ７０においてＹＥＳの判定時）、Ｓ１３０で本格充電が開始される前に、Ｓ８０でメインバッテリ１５０を調整充電する充電制御が実行され、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが充電前冷却前の初期ＳＯＣ１よりも高い場合（Ｓ７０においてＮＯの判定時およびＳ９０においてＮＯの判定時）、Ｓ１３０で本格充電が開始される前に、Ｓ１００でメインバッテリ１５０の電力を調整放電する放電制御が実行される。なお、Ｓ７０およびＳ８０の処理は「充電制御部」の一実施例に対応し、Ｓ７０、Ｓ９０、およびＳ１００の処理は「放電制御部」の一実施例に対応する。

このため、充電前冷却後の本格充電開始時におけるメインバッテリ１５０のＳＯＣと充電前冷却前の外部電源接続時における初期ＳＯＣ１とが異なる場合でも、ＳＯＣ調整制御によって、充電前冷却後のＳＯＣが充電前冷却前の初期ＳＯＣ１に近似（あるいは同一）することになる。これにより、充電前冷却後において、初期ＳＯＣ１に基づいて設定されたタイミングで本格充電を開始しても、予定通りに本格充電を完了させることができるため、メインバッテリ１５０の劣化を抑制することができる。

さらに、充電前冷却後のメインバッテリ１５０のＳＯＣが、初期ＳＯＣ１よりも高い場合（Ｓ９０においてＮＯの判定時）、Ｓ１００の放電制御によって余剰分の電力を用いて空調装置１２０の風量を強めるため、ＳＯＣを調整する際にも電池温度ＴＢをさらに冷却することができる。これにより、メインバッテリ１５０の劣化をより効果的に抑制することができる。

[変形例]
本実施の形態においては、メインバッテリ１５０が高温状態になっていることに鑑みて、本格充電の実行前に、空調装置１２０および冷却ＦＡＮ１６２でメインバッテリ１５０を冷却して温度調整するものであった。しかし、寒冷地で使用した電動車両の場合、メインバッテリ１５０が低温になることも想定されるため、この場合は、本格充電の実行前に、空調装置１２０でメインバッテリ１５０を加温して温度調整するものであってもよい。

本実施の形態においては、ＳＯＣ調整制御において、空調装置１２０の風量を変更することによってメインバッテリ１５０を充放電制御するものであった。しかし、温度調整後のメインバッテリ１５０のＳＯＣと温度調整前の初期ＳＯＣ１との差に応じて、ＳＯＣ調整制御において、空調装置１２０に代えてあるいは加えて空調装置１２０よりも電力消費が少ない冷却ファン１６２を駆動することによって充放電制御するものであってもよい。さらには、図示しないオーディオなど、空調装置１２０や冷却ファン１６２以外の装置を駆動することによって充放電制御するものであってもよい。

本実施の形態においては、ユーザが本格充電の終了予定タイミングを設定できるものであった。しかし、これに限らず、外部電源接続時に、電動車両１側の処理で終了予定タイミングを算出してユーザに報知するものであってもよい。たとえば、ＥＣＵ３００は、外部電源接続時の初期ＳＯＣ１に基づき、目標ＳＯＣとなるまでの充電時間を算出し、算出した充電時間に所定の充電前冷却に掛かる時間（たとえば２５分間）およびＳＯＣ調整期間（たとえば５分間）を加えることによって本格充電の終了予定タイミングを算出し、ユーザに報知するものであってもよい。

本実施の形態においては、温度調整後の電池温度ＴＢが判定温度ＴＢ０以下にまで下がらなくても、調整開始予定タイミングであると判定した場合（図４のＳ５０においてＹＥＳの判定時）、本格充電の開始予定タイミングを考慮してＳＯＣ調整制御を実行するものであった。しかし、本格充電が完了してから所定期間が経過してもユーザが電動車両に乗り込まない場合には、メインバッテリ１５０を温度調整するために、再度、充電前冷却制御およびＳＯＣ調整制御を実行するものであってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電動車両、１０ 第１モータジェネレータ、２０ 第２モータジェネレータ、３０ 動力分割機構、１００ エンジン、１１０ システムメインリレー（ＳＭＲ）、１２０ 空調装置、１５０ メインバッテリ、１５２ 監視ユニット、１６２ 冷却ファン、１６４ 吸気温度センサ、１７０ 補機バッテリ、１８０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２５０ インレット、２６０ 充電器、２８０ 充電リレー（ＣＨＲ）、３００ ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ プラグ、４２０ コネクタ、４３０ 電線、５００ 外部電源、５１０ コンセント。

Claims (1)

1. 車載の蓄電装置を温度調整した後に外部から供給される電力を用いて前記蓄電装置を充電する本格充電を実行する電動車両の制御装置であって、前記本格充電は、温度調整前の前記蓄電装置の蓄電量に基づいて設定されたタイミングで開始され、
   前記制御装置は、
   温度調整後の前記蓄電装置の蓄電量が温度調整前の前記蓄電装置の蓄電量よりも低い場合に、前記本格充電が開始される前に前記蓄電装置を充電する充電制御部と、
   温度調整後の前記蓄電装置の蓄電量が温度調整前の前記蓄電装置の蓄電量よりも高い場合に、前記本格充電が開始される前に前記蓄電装置の電力を放電する放電制御部とを備える、電動車両の制御装置。

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