JP6354632B2 - 車両 - Google Patents

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、環境温度（外気温度）とバッテリ温度とに基づいて充電時間帯でのバッテリの温度を予測し、予測されたバッテリ温度に基づいてバッテリを目標充電量まで充電するための予測充電時間を算出している。バッテリの温度変化を予測することで、充電時間を可変に制御している。

特開２０１２−０２９４９１号公報

バッテリの温度が低いと、内部抵抗が増加し、バッテリの入出力性能（特に、出力性能）が低下することが知られている。このため、充電時間終了後の車両走行に備え、例えば、タイマ充電の終了時刻に合わせてヒータを用いてバッテリを目標温度まで昇温し、車両走行時のバッテリの入出力性能を確保することができる。

このようなバッテリの昇温制御では、特許文献１に記載のように、バッテリの温度と環境温度とから、昇温を開始する際のバッテリの温度を予測し、タイマ充電の終了時刻までにバッテリを目標温度まで昇温するように制御することができる。しかしながら、バッテリの温度を検出する温度センサ以外にも環境温度を検出する外気温センサが必要となり、コストアップとなる。

そこで、本発明は、環境温度を検出するセンサ機器を必要とすることなく、蓄電装置の温度推定を精度良く行うことができる車両を提供することを目的とする。

本発明の車両は、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、車両を走行させるための動力源となる蓄電装置と、蓄電装置の温度を検出する温度センサと、蓄電装置の周辺環境における環境温度推定値を記憶するメモリと、外部充電を制御するコントローラと、を有する。ここで、コントローラは、外部充電のタイマ設定がされたときの第１時刻における温度センサによって実測された蓄電装置の温度と、環境温度推定値と、第１時刻から所定時刻までの待機時間との対応関係に基づいて、所定時刻における蓄電装置の温度推定値を算出するとともに、所定時刻における温度センサによって実測された蓄電装置の温度と温度推定値との差に基づく待機時間に応じた温度ずれ量を算出し、温度ずれ量を用いて環境温度推定値を補正する。

本発明によれば、第１時刻における蓄電装置の温度実測値、環境温度推定値及び待機時間を用いて第１時刻よりも先の所定時刻における蓄電装置の温度推定値を算出するとともに、所定時刻における実測された蓄電装置の温度と温度推定値との差に基づく待機時間に応じた温度ずれ量を算出し、温度ずれ量を用いて環境温度推定値を補正するので、環境温度の変化に対して将来時刻における蓄電装置の温度推定を精度良く行うことができる。このため、環境温度を検出するセンサ機器を必要とすることなく、コストアップ等を抑制しつつ、蓄電装置の温度推定を精度良く行うことができる。

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外部充電の処理を示すフローチャートである。 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。 環境温度の補正処理を示すフローチャートである。 補正係数の算出例を示すマップである。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
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を有する組電池である。単電池としては、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。

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。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。

メインバッテリ１０の正極端子及び負極端子は、正極ラインＰＬ及び負極ラインＮＬを介してインバータ３１に接続されている。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、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。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、メインバッテリ１０およびインバータ３１の接続が遮断する。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。

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（不図示）。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の出力側には、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。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。

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。ヒータは、後述するように外部電源４４から供給される外部電力によって駆動する。

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。

設定部２５は、外部充電のタイマ設定を行い、例えば、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。なお、タイマ設定としては、終了時刻を設定する以外に、開始時刻を設定するように構成することができる。この場合、設定された開始時刻に充電時間を加算することで、充電終了時刻を算出することができる。

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、図２を参照して外部充電処理について説明する。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、満充電容量に応じて予め設定することができ、外部充電の充電電流は、定電流で行われるので充電電流値は、予め設定（把握）できる。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。外部充電を開始する際の現在のＳＯＣは、車両の走行を停止したときのメインバッテリ１０のＳＯＣを用いたり、外部充電時間ｔ＿ｃｈａｇを算出する際に、別途メインバッテリ１０のＳＯＣを算出したりしてもよい。

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、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、充電器４１の動作を停止して、外部充電を終了させる。

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。

このように外部充電を行うことで、外部充電後にメインバッテリ１０の電力を用いた車両走行（ＥＶ走行）を行うことができるが、車両走行の際のメインバッテリ１０の温度が低いと、メインバッテリ１０の入出力性能が低下するため、車両要求に対して十分な電力供給を行えなかったり、回生電力の充電効率が低下したりするなど、燃費が悪化してしまう。

そこで、本実施例では、図３に示すように、設定される充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅに合わせてヒータ３８を用いてバッテリを目標温度ＴＢ＿ｔａｇまで昇温し、外部充電後の車両走行時のバッテリの入出力性能を確保する。

図３は、ヒータ３８の駆動制御の処理フローを示す図である。図３に示す処理は、コントローラ５０によって実行される。なお、後述するように、本実施例では、環境温度Ｔｏｕｔは、外気温センサ等のセンサ機器類を用いずに、予め設定された推定値を用いている。

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を検出し（Ｓ３０１）、検出されたバッテリ温度ＴＢｓが目標温度ＴＢ＿ｔａｇよりも低いか否かを判別する（Ｓ３０２）。

ステップＳ３０２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３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Ｓ３０３の処理に進む。

ステップＳ３０３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は、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃにおけるバッテリ温度ＴＢｓとなる。ステップＳ３０４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。また、ステップＳ３０５において、コントローラ５０は、メモリ５１に記憶された推定値である環境温度Ｔｏｕｔを読み出す。

後述するように、推定値である環境温度Ｔｏｕｔは、補正処理が施される。補正後の環境温度Ｔｏｕｔがメモリ５１に記憶され、ステップＳ３０５の処理では、補正後の最新の環境温度Ｔｏｕｔがメモリ５１から読み出される。なお、補正処理が行われる前は、予め設定された環境温度Ｔｏｕｔを適用することができる。

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の特定方法は、以下の通りである。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。

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。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Ｓ３０５の処理でメモリ５１から読み出された環境温度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Ｓ３０４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およびステップＳ３０５で読み出された環境温度Ｔｏｕｔと、ステップＳ３０４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、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マップを用意しておく。

ステップＳ３０６では、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。

次に、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）し、バッテリ温度ＴＢｗの情報をメモリ５１に記憶する（Ｓ３０７）。

後述するように、推定値であるバッテリ温度ＴＢｗは、ヒータ３８の駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおいて実際の温度センサ２３によって検出されるバッテリ温度ＴＢｓ´と比較し、推定値と実測値との乖離を把握して、環境温度Ｔｏｕｔを補正するために利用される。

バッテリ温度ＴＢｗ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、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、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、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の推定値である。ＴＢｓは、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃにおけるバッテリ温度であり、温度センサ２３によって検出されるバッテリ温度ＴＢｓが用いられる。Ｔｏｕｔは環境温度であり、メモリ５１から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、残り時間ｔ＿ｒから昇温時間ｔ＿ｈを減算することにより求めることができる。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、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度ＴＢｗを推定（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を推定することができる。マップは、環境温度Ｔｏｕｔ毎に、用意しておくことができる。

コントローラ５０は、ステップＳ３０８の処理で取得した現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃが、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈを経過したか否かを判別する（Ｓ３０９）。コントローラ５０は、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃが駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈを経過したとき、ステップＳ３１０の処理に進む。

なお、ステップＳ３０８，Ｓ３０９の処理の代わりに、例えば、ステップＳ３０７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Ｓ３１０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Ｓ３０７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Ｓ３０６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Ｓ３１０において、コントローラ５０は、温度センサ２３を用いて、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおける実測値のバッテリ温度ＴＢｓ´を検出し、環境温度Ｔｏｕｔの環境温度補正処理を行う（Ｓ３１１）。環境温度補正処理については、後述する。

コントローラ５０は、ステップＳ３１２において、ヒータ３８の駆動を開始する。ステップＳ３１３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Ｓ３１４において、コントローラ５０は、検出されたバッテリ温度ＴＢｓが目標温度ＴＢ＿ｔａｇ以上であるか否かを判別する。

ステップＳ３１４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Ｓ３１３の処理に戻り、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Ｓ３１５において、ヒータ３８の駆動を停止させる。

図４は、バッテリ温度ＴＢｓの挙動（一例）を示す。図４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４に示すように、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃ以降、環境温度Ｔｏｕｔの影響を受けて、バッテリ温度ＴＢｓが低下する。このため、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅにおいて、バッテリ温度ＴＢｓが目標温度ＴＢ＿ｔａｇよりも低くなり、上述したように、充電終了後の車両走行において十分なバッテリの入出力特性を得ることができないおそれがある。

このため、本実施例では、図４に示すように、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅに対して、当該充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅのときに、バッテリ温度ＴＢｓが目標温度ＴＢ＿ｔａｇよりも高くなるように、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈを設定して、ヒータ３８を駆動する。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が継続して駆動される。ヒータ３８を駆動する時間が、昇温時間ｔ＿ｈとなる。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。

また、図４の例において、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の温度低下量は、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。

なお、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。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、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、算出された外部充電時間ｔ＿ｃｈａｇに対して、ヒータへの電力供給によって不足分の外部充電電力分の充電時間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。

本実施例によれば、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅに対して、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅのときに、バッテリ温度ＴＢｓが目標温度ＴＢ＿ｔａｇよりも高くなるように、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈ（昇温時間ｔ＿ｈ）を設定して、ヒータ３８を駆動するため、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅの車両走行におけるメインバッテリ１０の入出力性能を確保することができ、燃費の悪化を抑制することができる。

特に、本実施例の昇温制御では、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。例えば、バッテリ温度ＴＢｓを目標温度ＴＢ＿ｔａｇに維持する手法として、ヒータ３８を駆動して昇温を行い、目標温度ＴＢ＿ｔａｇに達したときに、ヒータ３８の駆動を停止し、ヒータ３８の駆動停止及び環境温度Ｔｏｕｔによって低下するバッテリ温度ＴＢｓに対し、ヒータ３８を再駆動して昇温を行うことができる。しかしながら、このような手法では、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅまでの間、バッテリ温度ＴＢｓを目標温度ＴＢ＿ｔａｇ付近で維持させるために、断続的にヒータ３８の駆動及び停止を繰り返すことになり、それまでにヒータ３８の駆動に要した電力が無駄になってしまう。

本実施例では、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に到達するように制御され、原則、ヒータ３８の駆動及び停止を繰り返さずに、充電終了時刻ＴＩＭＥ＿ｅに対して、設定される駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈからヒータ３８による昇温を継続して一括で行うため、無駄な電力消費を抑制することができる。

次に、図５及び図６を参照して、環境温度Ｔｏｕｔの補正処理について説明する。上述のように本実施例では、外気温センサを用いずに、環境温度Ｔｏｕｔとして推定値を用いている。これにより、図１に示すハイブリッドシステムの部品点数が削減され、コストアップを抑制することができる。

また、外気温センサは、図１に示すハイブリッドシステムの全体を制御するコントローラ５０の監視下ではなく、別のコントローラ（制御装置）によって制御されることがある。この場合、例えは、外部充電の際に、コントローラ５０とは別に、外気温センサを管理する他のコントローラを起動しなければならず、コントローラを起動及び動作させるための電力が余分に必要となる。このため、本実施例では、部品点数削減と共に、余分な消費電力の抑制のため、外気温センサを用いずに、推定値である環境温度Ｔｏｕｔを用いている。

一方で、環境温度Ｔｏｕｔは、あくまでも推定値であるため、実際の環境温度と乖離するおそれがある。このため、環境温度Ｔｏｕｔを補正する必要がある。環境温度Ｔｏｕｔの補正処理は、図３に示すヒータ３８の駆動制御の度に行うことができ、補正された環境温度Ｔｏｕｔをメモリ５１に記憶し、次回のヒータ３８の駆動制御では、最新の補正された（学習された）環境温度Ｔｏｕｔが用いられる。

推定値である環境温度Ｔｏｕｔを学習することで、上記式（２）に示した駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度ＴＢｗ、言い換えれば、将来のメインバッテリ１０の温度変化を精度良く算出することができる。バッテリ温度ＴＢｗが精度良く算出されることで、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈを精度良く算出することができる。

図５は、図３に示したステップＳ３１１における環境温度Ｔｏｕｔの補正処理を示すフローチャートである。図６は、補正係数の算出例を示すマップである。

まず、例えば、図３のステップＳ３１０で実測したバッテリ温度ＴＢｓ´に対し、環境温度Ｔｏｕｔの温度ずれがΔαである場合、上記式（２）の左辺を、バッテリ温度ＴＢｓ´に置き換えて表すと、以下の式（３）となる。

ここで、式（２）及び式（３）からＴｏｕｔを消去すると、以下の式（４）となる。

式（４）において、λは、補正係数であり、ｔ＿ｗは上述した待機時間である。つまり、式（４）によると、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗと、実測値であるＴＢｓ´の差から、待機時間ｔ＿ｗに応じてずれ量Δαを算出することができる。したがって、図６に示すように、予め実験等により、待機時間ｔ＿ｗに応じた補正係数λの算出し、待機時間ｔ＿ｗと補正係数λの対応関係をマップなどで表すことができる。

このように、待機時間ｔ＿ｗに基づいて補正係数λを算出し、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗと実測値であるＴＢｓ´の差から、推定値である環境温度Ｔｏｕｔのずれ量Δαを求めることができる。なお、式（４）及び図６に示すように、待機時間ｔ＿ｗが短いと、補正係数が極度に大きくなる。このため、補正処理を行うトリガーとして、待機時間ｔ＿ｗがある一定時間以上であることを条件とすることで、補正処理の精度を向上させることができる。

図５に示すように、コントローラ５０は、環境温度Ｔｏｕｔの補正処理を開始するにあたり、待機時間ｔ＿ｗが所定の閾値よりも大きいか否かを判別する（Ｓ３１１１）。コントローラ５０は、待機時間ｔ＿ｗが所定の閾値未満であるとき、処理を終了して補正処理を行わないようにする。

一方、ステップＳ３１１１において、待機時間ｔ＿ｗが所定の閾値よりも大きいと判別された場合、コントローラ５０は、待機時間ｔ＿ｗを用いて、図６に示したマップから補正係数λを算出する（Ｓ３１１２）。なお、待機時間ｔ＿ｗは、上述したように、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃから、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈまでの時間であるので、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。待機時間ｔ＿ｗは、ステップＳ３０６で予め求めておいたり、ステップＳ３１１２において求めておいたりすることができる。

コントローラ５０は、補正係数λを算出すると、ずれ量Δαを算出する（Ｓ３１１３）。ずれ量Δαは、式（４）に示すように、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗ、実測値であるＴＢｓ´及び補正係数λから算出することができる。

次に、コントローラ５０は、算出されたずれ量Δαに基づいて、推定値である環境温度Ｔｏｕｔを補正する。一例として、例えば、ずれ量Δαをそのまま利用し、現時点での環境温度Ｔｏｕｔにずれ量Δαを加減算して、補正後の環境温度Ｔｏｕｔを算出することができる。一方、図５に示すように、ずれ量Δαに対し、ずれ量Δαの許容範囲を設定し、ずれ量Δαが所定の閾値の範囲内である場合（第１閾値≦Δα≦第２閾値）、環境温度Ｔｏｕｔを補正しない（現行の環境温度Ｔｏｕｔを維持する）ように制御することができる。

図５の例において、コントローラ５０は、算出されたずれ量Δαが第１閾値よりも小さいか否かを判別し（Ｓ３１１４）、ずれ量Δαが第１閾値よりも大きいと判別された場合、さらにステップＳ３１１５に進み、ずれ量Δαが第２閾値よりも大きいか否かを判別する。コントローラ５０は、第１閾値≦ずれΔα≦第２閾値である場合、ステップＳ３１１８に進み、算出されたずれ量Δαを現行の環境温度Ｔｏｕｔで更新しない（補正しない）ようにする。

一方、ステップＳ３１１４において、算出されたずれ量Δαが第１閾値よりも小さいと判別された場合、推定値である環境温度Ｔｏｕｔを補正する（Ｓ３１１６）。このとき、上述したように、ずれ量Δαをそのまま利用して、環境温度Ｔｏｕｔからずれ量Δαを減算して補正後の環境温度Ｔｏｕｔを算出することができるが、例えば、ずれ量Δαに所定値Δγを上乗せした補正値Δα１を、現行の環境温度Ｔｏｕｔに適用して更新することができる。

ここで、Δγは、任意に設定することができ、固定値又はずれ量Δαの値に応じた変動値であってもよい。例えば、ずれ量Δαがマイナス３℃である場合、Δγとしてマイナス２℃を上乗せしてマイナス５℃の補正値Δα１を算出することができる。このようにΔγを適用することで、実測値であるＴＢｓ´と推定値のＴＢｗとの乖離方向に対して多めに補正し、実際の環境温度に変化をより正確に反映することができる。

さらに、ステップＳ３１１５において、算出されたずれ量Δαが第２閾値よりも大きいと判別された場合、推定値である環境温度Ｔｏｕｔを補正する（Ｓ３１１７）。このとき、ずれ量Δαをそのまま利用して、環境温度Ｔｏｕｔからずれ量Δαを加算して補正後の環境温度Ｔｏｕｔを算出することができるが、ステップＳ３１１６同様に、ずれ量Δαに所定値Δγを上乗せした補正値Δα２を、現行の環境温度Ｔｏｕｔに適用して更新することができる。ステップＳ３１１７でのΔγは、例えば、ずれ量Δαがプラス３℃である場合、Δγとしてプラス２℃を上乗せしてプラス５℃の補正値Δα２を算出することができる。

このように本実施例では、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃ（第１時刻）におけるバッテリ温度ＴＢｓ（温度実測値）と推定値である環境温度とを用いて、現在時刻ＴＩＭＥ＿ｃよりも先の駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈ（所定時刻）におけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗを算出するとともに、駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度ＴＢｓ´と推定値ＴＢｗとの差に基づく待機時間ｔ＿ｗに応じた温度ずれ量Δα（ΔαにΔγを適用した補正値を含む）を算出し、温度ずれ量Δαを用いて環境温度Ｔｏｕｔを補正するので、環境温度の変化に対して将来時刻である駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗを精度良く行うことができる。

すなわち、外気温センサを用いずに、環境温度Ｔｏｕｔとして推定値を用い、かつ駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗ及び実測値であるＴＢｓ´の差と待機時間ｔ＿ｗに基づく待機時間ｔ＿ｗに応じた温度ずれ量Δαを算出し、環境温度Ｔｏｕｔを補正（学習）する。このため、図１に示すハイブリッドシステムの部品点数が削減され、コストアップを抑制することができるとともに、実際の環境温度に変化をより正確に反映して駆動開始時刻ＴＩＭＥ＿ｈにおけるバッテリ温度の推定値ＴＢｗを精度良く算出することができる。

１０：メインバッテリ（蓄電装置）、２１：電圧センサ、２２：電流センサ、２３：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 (1)

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推定値を記憶するメモリと、
   前記外部充電を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記外部充電のタイマ設定がされたときの第１時刻における前記温度センサによって実測された前記蓄電装置の温度と、前記環境温度推定値と、前記第１時刻から所定時刻までの待機時間との対応関係に基づいて、前記所定時刻における前記蓄電装置の温度推定値を算出するとともに、
   前記所定時刻における前記温度センサによって実測された前記蓄電装置の温度と、前記温度推定値との差に基づく前記待機時間に応じた温度ずれ量を算出し、前記温度ずれ量を用いて前記環境温度推定値を補正することを特徴とする車両。