JP7183399B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用制御装置に関する。

電動車両（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグイン・ハイブリッド電動車両（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等の電動車両は、その環境展望及び経済的展望のゆえに、ますます注目が高まりつつある。電動車両においては、十分に充電されたバッテリを車両内に装備する必要がある。バッテリを駆動源とする電動車両では、限られたエネルギーしか利用できないため、特に電動機及び制御装置からなる駆動装置の小型化及び軽量化が要求されていた。

従来の車両では、駆動源にエンジン等の内燃機関を搭載しており、エンジンの出力が高まるにつれて高温になるエンジンを熱源として車両のキャビン内を暖房したり、車両に搭載される各部の暖気を行ったりしていた。しかし、電動車両の駆動源は主にバッテリであるため、キャビン内を暖房したり、各装置の暖気を行ったりするには電力が不足していた。

そこで、車両の消費電力を抑えて事前に暖房運転する技術として、例えば、特許文献１には発熱源蓄熱ケースからの熱を使って事前に暖房することが開示されている。

また、特許文献２には、内燃機関が搭載されない、又は内燃機関からの熱量が少ない場合に不足する熱源の代わりに、発熱するモータ又はインバータを熱源として使って空調する技術が開示されている。

また、特許文献３には、電気自動車の始動前に、０トルクとなる電流進角での第１電流と、０トルクとなる第１電流とは異なる方向に磁束を発生させる電流進角での第２電流とを交互にモータのコイルに通電させる技術が開示されている。

特開２０１１－１５６９８２号公報 特開２０１５－１３６９６３号公報 特開２０１１－８９６２５号公報

上述したように内燃機関を搭載しない電動車両や、内燃機関の動作が少ない駆動源としてモータを備えた車両では、車両内の各部を暖機し、キャビン内を暖房するための熱源を確保しづらい。このため、車両内の各部を暖機しにくくなる。また、車両の始動直後には、キャビン内が十分に暖房されていないため、キャビン内の快適性が悪くなる。また、バッテリを長時間放置した際には、外気温の低下と共にバッテリが低温に変化することでバッテリの出力が低下してしまう。また、車両に搭載されるトランスミッションには、ギアの摩耗を防いだり、ギアの温度を下げるためにオイルが供給される。しかし、外気温が低下して、車両の始動前にオイルの温度が低くなると、オイルの粘性抵抗が増す。粘性抵抗が増したオイルは、トランスミッションの駆動を制限してしまうため、オイルを暖める必要がある。そこで、バッテリからヒータ等に電力を供給してオイルを暖める構成にすると、バッテリの電力が消費されやすい。

また、特許文献１に開示された技術では、熱源として確保される発熱蓄熱ケースを新たに用意する必要があり、車両に搭載する部品の数が増加する。

また、特許文献２に開示された技術では、車両の走行時にモータを駆動してキャビン内を昇温させる。しかし、車両の始動前にキャビン内の温度が低ければ、車両に搭載されたバッテリからヒータ等に電力を供給してキャビン内を昇温しなければならない。このため、バッテリが蓄電した電力が消費されやすく、バッテリの劣化が進んでしまう。

また、特許文献３に開示された技術を用いることで、共用されるギアの潤滑油とモータの冷却油が電気自動車の始動前に暖められる。しかし、この技術では、暖められた潤滑油と冷却油が暖める対象は、ギアとモータに限定されており、他の部位を効果的に暖めることができない。他の部位を暖める際には、やはりバッテリから供給される電力を用いなければならず、バッテリに充電された電力が消費されやすく、バッテリの劣化が進みやすい。

本発明は、車両に搭載される蓄電部の電力消費を低減することを目的とする。

本発明に係る車両用制御装置は、車輪を駆動する駆動部と、電力が供給されることにより、駆動部を介して接続される駆動軸に駆動力を発生させる駆動力発生部と、電力を蓄電し、駆動力発生部に電力を供給可能な蓄電部と、乗員が乗り込むキャビンと、を備える車両に搭載される。この車両用制御装置は、車両の外部に設置される外部電力供給源から有線又は無線により供給される電力により蓄電部が充電可能に接続されている間に、電力により昇温した駆動力発生部が発生する熱を用いて、駆動部を暖機する制御、及びキャビンの内部空間を暖房する制御の少なくとも一方を行う制御を、車両の速度を０とした状態で行う制御部を備え、車両には、外部電力供給源から供給される電力が駆動力発生部に伝達される電力伝達機構が設けられ、外部電力供給源が接続される間、駆動力発生部が発生する駆動力は、車両が備える制動部が車輪に与える制動力未満であり、制御部は、蓄電部の充電を開始する時刻から、車両に乗員が乗車する時刻までの期間が規定時間より長い場合に、蓄電部の充電を開始する時刻とは異なる時刻を、外部電力供給源から供給する電力により駆動力発生部の発熱を開始する発熱開始タイミングとして決定し、蓄電部の充電を開始する時刻から、車両に乗員が乗車する時刻までの期間が規定時間以下である場合に、蓄電部の充電を開始する時刻と同じ時刻、又は近接する時刻を発熱開始タイミングとして決定し、外部電力供給源が接続される間、発熱開始タイミングで電力伝達機構を介して外部電力供給源から供給される電力により駆動力発生部を発熱させる制御を行い、蓄電部の昇温時間を確保できない場合に、蓄電部への充電を通常充電から急速充電に切り替える。

本発明によれば、例えば、熱源の少ない電動車両や、内燃機関から十分な熱量を得られない車両であっても、外部電力供給源が蓄電部を充電可能に接続されている間に、外部電力供給源から供給される電力により、駆動部を暖機し、又はキャビンの内部空間を暖房することが可能となる。このため、車両に搭載される蓄電部の電力消費を低減することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両の全体構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る駆動力発生部が発生した熱を空調用熱交換機に与えてキャビン内を昇温する動作の例を示す車両の全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る駆動力発生部が発生した熱によりバッテリ及びキャビン内を昇温する動作の例を示す車両の全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る駆動力発生部が発生した熱によりトランスミッションオイルを昇温して、トランスミッションを暖機する動作の例を示す車両の全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両内の各部の温度変化の例を示すチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る昇温制御について、乗員の乗車時刻が、図６に示した乗車時刻より早い場合に車両用制御装置が行う発熱制御の例を示すチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るバッテリを用いた熱の循環制御の要否を示す一覧表である。 本発明の第２の実施の形態に係る駐車時間が短く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の例を示すチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る駐車時間が長く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の第１例を示すチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る駐車時間が長く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の第２例を示すチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る車両の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る駐車時間が長く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の例を示すチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］ 始めに、第１の実施の形態に係る車両１の全体構成例について説明する。
図１は、車両１の全体構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両１は、動力源をバッテリ１１とする電動車両の一例である。

車両１は、乗員が乗り込むキャビン１０、バッテリ１１、駆動力発生部１２、空調用熱交換機１５、車輪（車輪１８）を駆動する駆動部（トランスミッション１６）、ポンプ１７及び車両用制御装置（車両用制御装置２０）を備える。また、車両１は、電力供給ライン３１～３３、熱伝達機構４１～４５を備える。車両１に搭載された車両用制御装置（車両用制御装置２０）の制御部（制御部２３）によって、各実施の形態に係る制御が行われる。制御部２３の構成例は、後述する図２に示す。

図１の実線矢印で示す電力供給ライン３１～３３は、外部電力供給源３から供給される電力の供給ラインを表す。車両（車両１）には、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力が駆動力発生部（駆動力発生部１２）に伝達される電力伝達機構（電力供給ライン３１，３３）が設けられる。このため、車両１は、停車中に外部電力供給源３から電力供給を受けて、駆動力発生部（駆動力発生部１２）を駆動することが可能である。また、車両１には、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力が蓄電部（バッテリ１１）に伝達される電力伝達機構（電力供給ライン３１，３２）が設けられる。このため、車両１は、停車中に外部電力供給源３から電力供給を受けて、バッテリ１１を充電可能である。

図１の白抜き矢印で示す熱伝達機構４１～４５は、各実施の形態において熱源から発生した熱の移動方向を表す。第１熱伝達機構（熱伝達機構４１）は、駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を駆動部（トランスミッション１６）に伝達する。また、第２熱伝達機構（熱伝達機構４２）は、駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を蓄電部（バッテリ１１）に伝達する。また、第３熱伝達機構（熱伝達機構４３）は、駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を空調用熱交換機（空調用熱交換機１５）に伝達する。熱伝達機構４４は、空調用熱交換機１５が熱交換した空気をキャビン１０内に伝達する経路を表す。また、第４熱伝達機構（熱伝達機構４５）は、蓄電部（バッテリ１１）が発生した熱を、駆動力発生部（駆動力発生部１２）を介して駆動部（トランスミッション１６）又は空調用熱交換機（空調用熱交換機１５）に伝達する。熱伝達機構４１～４４には、それぞれポンプ１７が取付けられており、ポンプ１７が熱伝達機構４１～４４に封入された伝熱流体を移動させ、熱を伝達することができる。ポンプ１７の動作は、制御部２３によって制御される。

乗員が乗り込むキャビン（キャビン１０）内には、乗員が乗車するための空間が設けられる。冬期等の外気温が下がる期間では、乗員が車両１に乗車した際、キャビン１０の内部空間（キャビン１０内）を暖房する必要がある。

バッテリ１１は、外部電力供給源３から供給される電力により、車両１の走行に必要な電力を蓄電する。バッテリ１１には、車両用制御装置２０によって動作が制御されるバッテリ制御回路１１ａが取付けられている。バッテリ制御回路１１ａは、バッテリ１１の蓄電量、蓄電回数、放電量を監視し、車両用制御装置２０に監視結果を出力する。蓄電部（バッテリ１１）は、電力を蓄電し、駆動力発生部（駆動力発生部１２）に電力を供給可能である。バッテリ１１の充電時には、バッテリ１１が発熱する。このため、制御部（制御部２３）は、外部電力供給源３から供給される電力により蓄電部（バッテリ１１）を充電する間、蓄電部（バッテリ１１）が発生した熱を第４熱伝達機構（熱伝達機構４５）を介して駆動部（トランスミッション１６）又は空調用熱交換機（空調用熱交換機１５）に伝達するように制御することが可能である。また、制御部２３は、走行中の車両１が停止又は減速する際、駆動力発生部１２が発生する回生電力をバッテリ１１に供給し、バッテリ１１を充電する制御を行うことも可能である。

駆動力発生部（駆動力発生部１２）は、電力が供給されることにより、駆動部（トランスミッション１６）を介して接続される駆動軸に駆動力を発生させる。例えば、駆動力発生部１２は、バッテリ１１又は外部電力供給源３から電力が供給されることにより、トランスミッション１６を介して接続される駆動軸に駆動力を発生させる。

駆動力発生部（駆動力発生部１２）は、モータ（モータ１３）及びインバータ（インバータ１４）を有する。モータ１３は、外部電力供給源３から供給される電力により、車両１の走行に必要なトルクを発生する。モータ１３が発生したトルクは、トランスミッション１６に与えられる。インバータ１４は、バッテリ１１から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ１３に与え、モータ１３を駆動する。

駆動力発生部１２が駆動軸に駆動力を発生させる過程で、バッテリ１１又は外部電力供給源３から供給される電力により、駆動力発生部１２が発熱し、発生した熱を蓄熱する。
駆動力発生部１２が発生した熱は、熱伝達機構４１を通じてトランスミッション１６に供給される。同様に、駆動力発生部１２が発生した熱は、熱伝達機構４２を通じてバッテリ１１に供給され、又は熱伝達機構４３を通じて空調用熱交換機１５に供給される。

ここで、駆動力発生部１２は、駆動制御回路１２ａ及び発熱制御回路１２ｂを備える。
駆動制御回路（駆動制御回路１２ａ）は、制御部（制御部２３）からの制御に従って駆動力発生部１２が発生する駆動力を制御する。
発熱制御回路（発熱制御回路１２ｂ）は、制御部（制御部２３）からの制御に従って駆動力発生部１２が発生する熱の熱量を制御する。そして、駆動制御回路（駆動制御回路１２ａ）の一部又は全部と、（発熱制御回路１２ｂ）の一部又は全部とが基板上で共用される。これにより、限られた回路基板上に駆動制御回路１２ａ及び発熱制御回路１２ｂを構成することができる。

空調用熱交換機（空調用熱交換機１５）は、キャビン（キャビン１０）の内部空間で発生する熱を、駆動力発生部（駆動力発生部１２）で発生する熱と交換してキャビン（キャビン１０）の内部空間を空調する。暖められた空気は、熱伝達機構４４を経てキャビン１０内を暖房する。

駆動部（トランスミッション１６）は、モータ１３の駆動軸に接続され、車両１の左右に設けられた車輪１８を駆動する。トランスミッション１６には、ギヤ等を円滑に動作するための潤滑剤としてオイルが供給されている。駆動力発生部１２が発生した熱は熱伝達機構４１を経てトランスミッション１６に供給され、トランスミッション１６のオイルを暖める。

車両用制御装置２０は、車両１に取付けられた各種のセンサからの入力信号に基づいて、車両１の各部の状態を判断し、最適な条件で車両１が走行するように各部の動作を制御する。バッテリ１１から車両用制御装置２０にも電力が供給され、車両用制御装置２０が駆動する。

車両用制御装置２０の制御により外部電力供給源３は、電力供給ライン３１，３２を通じてバッテリ１１に電力を供給し、バッテリ１１を充電する。また、外部電力供給源３は、充電時の所定のタイミングで電力供給ライン３１，３３を通じて駆動力発生部１２のモータ１３及びインバータ１４に電力を供給する。つまり、車両１が停止し、バッテリ１１が充電されている間に、モータ１３及びインバータ１４は、車両用制御装置２０の制御による外部電力供給源３からの電力供給によって昇温される。このため、車両用制御装置２０は、モータ１３及びインバータ１４を熱源として、車両１内の各部を暖機し、又はキャビン１０内を暖房するように制御することができる。

なお、モータ１３及びインバータ１４への電力供給は、外部電力供給源３からバッテリ１１を経由して行われてもよいし、外部電力供給源３からバッテリ１１を経由しないで行われてもよい。

次に、第１の実施の形態における車両用制御装置２０の内部構成について説明する。図２は、車両用制御装置２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。

車両１に設けられる不図示のアクセル開度センサ、ブレーキスイッチ、車両速度センサ、バッテリ電圧センサ等から出力された各信号又は情報は、車両用制御装置２０の入力回路２１に入力する。例えば、入力回路２１に入力する情報として、キャビン１０の内部空間における温度（「キャビン内温度」と呼ぶ）、バッテリ１１のバッテリ温度、トランスミッション１６のトランスミッションオイル温度、モータ１３及びインバータ１４を含む発熱源の発熱源温度がある。また、入力回路２１は、車両１に乗員が乗車すると予定される乗車時刻、バッテリ１１に充電開始したことを示す充電開始信号がある。例えば、充電開始信号がオンであればバッテリ１１に充電開始されたことを表す。充電開始信号がオフであればバッテリ１１への充電が行われていないことを表す。なお、入力回路２１に入力する入力信号は、これらに限られるものではない。

入力回路２１に入力された各信号又は情報は、入出力ポート２２内の入力ポート（不図示）に送られる。入力ポートに送られた値は、ＲＡＭ２３ｂに保管され、ＣＰＵ２３ａで演算処理される。演算処理内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ２３ｃに予め書き込まれており、ＣＰＵ２３ａにより適宜読出される。ＲＯＭ２３ｃは、ＣＰＵ２３ａが動作するために必要なプログラムやデータ等を永続的に記録しており、車両用制御装置２０によって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。

本実施の形態では、ＣＰＵ２３ａ、ＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃにより制御部２３が構成される。ＣＰＵ２３ａ、ＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃが動作することで、制御部（制御部２３）は、車両（車両１）の外部に設置される外部電力供給源（外部電力供給源３）から有線又は無線により供給される電力により蓄電部（バッテリ１１）が充電可能に接続されている間に、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により昇温した駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生する熱を用いて、駆動部（トランスミッション１６）を暖機する制御、及びキャビン（キャビン１０）の内部空間を暖房する制御の少なくとも一方を行うことが可能である。

ここで、制御部（制御部２３）は、駆動部（トランスミッション１６）を暖機する制御、及びキャビン（キャビン１０）の内部空間を暖房する制御を、車両（車両１）の速度を０とした状態で行う。そして、外部電力供給源３が接続される間、駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生する駆動力は、車両（車両１）が備える制動部（ブレーキ等）が車輪（車輪１８）に与える制動力未満である。このため、駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生する駆動力は０としなくてもよい。

制御プログラムに従って演算された制御対象（バッテリ１１、駆動力発生部１２等）の作動量を示す値は、ＲＡＭ２３ｂに保管された後、入出力ポート２２内の出力ポート（不図示）に送られ、各出力部を経て各装置に送られる。ここでは、出力部として、モータ制御出力部２４、インバータ制御出力部２５、バッテリ制御出力部２６及びポンプ制御出力部２７がある。これらの各出力部は、図１に示した駆動制御回路１２ａ及び発熱制御回路１２ｂで機能が実行される。そして、各出力部は、それぞれモータ１３、インバータ１４、バッテリ１１及びポンプ１７に接続され、各部の動作を制御する。

次に、本実施の形態における各装置の動作例について、図３～図５を参照して説明する。
図３～図５に示す動作例は、いずれもバッテリ１１が外部電力供給源３から供給される電力により充電されている状態である。また、バッテリ１１に電力が供給されている間、駆動力発生部１２にも外部電力供給源３から電力が供給されている。駆動力発生部１２は、外部電力供給源３から供給される電力により、発熱し、蓄熱する。

図３は、駆動力発生部１２が発生した熱を空調用熱交換機１５に与えてキャビン１０内を昇温する動作の例を示す車両１の全体構成図である。

制御部（制御部２３）は、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を、第３熱伝達機構（熱伝達機構４３）を介して空調用熱交換機（空調用熱交換機１５）に伝達するように制御する。このため、外部電力供給源３から供給された電力により駆動力発生部１２が発生した熱は、熱伝達機構４３の伝熱流体を介して、空調用熱交換機１５に送られる。空調用熱交換機１５は、キャビン１０内の熱を、熱伝達機構４３の伝熱流体が伝える熱と交換する。このため、空調用熱交換機１５により暖められた空気が熱伝達機構４４からキャビン１０内に送られ、キャビン１０内が暖房される。

なお、熱伝達機構４３内に封入される伝熱流体は、図示しないアクチュエータ（例えば、ハイブリッド自動車における発電用モータ）等を含む部位を冷却する伝熱流体と同じものとすることが望ましい。つまり、各部を冷却し、又は暖める伝熱流体は、各部で共用される伝熱流体と同じ種類であることが望ましい。

このように駆動力発生部１２が発生した熱が空調用熱交換機１５に伝わるため、バッテリ１１の充電中にキャビン１０内を暖房することが可能になる。

図４は、駆動力発生部１２が発生した熱によりバッテリ１１及びキャビン１０を昇温する動作の例を示す車両１の全体構成図である。

制御部（制御部２３）は、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を、第２熱伝達機構（熱伝達機構４２）を介して蓄電部（バッテリ１１）に伝達するように制御する。

始めに、バッテリ１１を昇温する動作について説明する。
駆動力発生部１２が発生した熱は、熱伝達機構４２に封入される伝熱流体を介して伝熱流体を介してバッテリ１１に送られる。バッテリ１１は、伝熱流体から供給された熱により、昇温し、又は保温する。

次に、キャビン１０内を昇温する動作について説明する。駆動力発生部１２が発生した熱を空調用熱交換機１５へ伝えることで、車両１の走行開始前にキャビン１０内を昇温することができる。このため、乗員がキャビン１０に乗車した時点で、既にキャビン１０内が暖房された状態であり、車両１の走行開始時における乗員の快適性を確保することができる。

また、バッテリ１１は、温度が低下すると車両１内の各部に供給する電力の出力が低下する。しかし、車両１の走行開始前に駆動力発生部１２が発生した熱が熱伝達機構４２を介してバッテリ１１に伝わり、バッテリ１１が適正温度に昇温される。バッテリ１１が暖まっているので、車両１の走行開始時には、バッテリ温度が低下したときに得られる電力より高い電力を得ることができる。

制御部２３は、キャビン１０内の暖房、又はバッテリ１１の昇温を必要性に応じて選択的に行うことが望ましい。このため、制御部２３は、ポンプ１７を制御して、各熱伝達機構に伝わる伝熱流体の単位時間当たりの流量を変えることができる。また、外部電力供給源３から供給される電力により空調用熱交換機１５が動作することでキャビン１０内を暖房してもよい。

本実施の形態に係る車両１では、外部電力供給源３がバッテリ１１が充電可能に接続されている間、外部電力供給源３から供給される電力により駆動力発生部１２を発熱させる。そして、駆動力発生部１２が発生した熱をバッテリ１１及び空調用熱交換機１５に伝える。このため、発熱又は蓄熱に用いる装置を新たに設けなくても、バッテリ１１の暖機、及びキャビン１０内の暖房を行うことができ、低コストである。また、車両１の停止中に行われるバッテリ１１の充電時にバッテリ１１を暖機し、キャビン１０内の暖房運転を行う。このため、車両１の走行時には、バッテリ１１を暖機し、キャビン１０内の暖房を開始するために必要となるバッテリ１１の電力消費を低減することができる。バッテリ１１の電力消費が低減されるため、バッテリ１１から供給される電力により走行する車両１の航続距離を延ばすことができる。

図５は、駆動力発生部１２が発生した熱によりトランスミッションオイルを昇温して、トランスミッション１６を暖機する動作の例を示す車両１の全体構成図である。

制御部（制御部２３）は、蓄電部（バッテリ１１）を充電する間、電力伝達機構（電力供給ライン３１，３３）を介して外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により駆動力発生部（駆動力発生部１２）を発熱させるように制御する。そして、制御部（制御部２３）は、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を、第１熱伝達機構（熱伝達機構４１）を介して駆動部（トランスミッション１６）に伝達するように制御する。

始めに、トランスミッションオイルを昇温して、トランスミッション１６を暖機して暖機する動作について説明する。駆動力発生部１２が発生した熱は、熱伝達機構４１に封入される伝熱流体を介してトランスミッション１６に送られる。トランスミッション１６のオイルは、伝熱流体から供給された熱により昇温する。昇温したオイルによりトランスミッション１６が暖機される。

熱伝達機構４１に封入される伝熱流体は、冷却水でもよいしトランスミッションオイルでもよい。例えば、モータ１３として水冷式モータを用いる場合には伝熱流体として冷却水を用いることが好ましい。また、モータ１３として油冷式モータを用いる場合には伝熱流体としてトランスミッションオイルを用いることが好ましい。このようにモータ１３の冷却方式は水冷式又は油冷式があるが、いずれの冷却方式であっても、適正な伝熱流体を熱伝達機構４１に封入することで、制御部２３は、駆動力発生部１２によるトランスミッションオイルの昇温を制御することができる。

次に、キャビン１０内を昇温する動作について説明する。駆動力発生部１２が発生した熱を空調用熱交換機１５へ伝えることで、車両１の走行開始前にキャビン１０内を昇温することができる。このため、乗員がキャビン１０に乗車した時点でキャビン１０内が暖房される。また、車両１の走行開始時における乗員の快適性を確保することができる。

制御部２３は、トランスミッションオイルの昇温、又はキャビン１０内の暖房を必要性に応じて選択的に行うことが望ましい。このため、制御部２３は、ポンプ１７を制御して、各熱伝達機構に伝わる伝熱流体の流量を変えることができる。
なお、外部電力供給源３から供給される電力により空調用熱交換機１５が動作することでキャビン１０内を暖房してもよい。

本実施の形態に係る車両１では、外部電力供給源３がバッテリ１１を充電可能に接続されている間、外部電力供給源３から供給される電力により駆動力発生部１２を発熱させる。そして、駆動力発生部１２が発生した熱をトランスミッション１６及び空調用熱交換機１５に伝えることができる。このため、発熱又は蓄熱に用いる装置を新たに設けなくても、トランスミッションオイルの暖機、及びキャビン１０内の暖房を行うことができ、低コストである。

また、車両１の停止中に行われるバッテリ１１の充電時にトランスミッションオイルを暖めるので、車両１の走行開始前にトランスミッションオイルの温度を上昇させることができる。トランスミッションオイルが昇温すると、トランスミッションオイルの粘性が低下し、粘性抵抗が低減する。トランスミッションオイルの粘性抵抗が低減すると、車両１の走行時には、トランスミッション１６が円滑に動作する。このため、トランスミッションオイルの温度の上昇に用いられるバッテリ１１の電力消費量を低減することができ、バッテリ１１から供給される電力により車両１の航続距離を延ばすことができる。

また、水冷式でモータ１３を冷却する場合には、モータ１３の冷却に用いられる冷却水を伝熱流体として用いることができるため、冷却水とは別に新たに伝熱流体を用いる必要がない。また、油冷式でモータ１３を冷却する場合には、モータ１３の冷却に用いられるオイルを伝熱流体及びトランスミッションオイルとして用いることができるので、新たに伝熱流体を用いる必要がない。

なお、モータ１３の構成部品の内、発熱量が最も大きいのはコイルである。モータ１３が水冷式モータの場合には、コイルからの発熱は、固定子やハウジングを介して間接的に冷却水に伝えられる。一方、モータ１３が油冷式モータの場合には、コイルが発生した熱を直接オイルに伝えることができる。このため、油冷式モータでは水冷式モータに比べて、モータのコイルで発生した熱を有効利用してトランスミッション１６のオイルの昇温を早めることができる。

次に、本実施の形態に係るバッテリ１１への充電時において、各部の発熱を開始するために行われる制御部２３の制御例について説明する。

図６は、車両１内の各部の温度変化の例を示すチャートである。このチャートでは、上からキャビン内温度、バッテリ温度、トランスミッションオイル温度、駆動力発生部１２の温度が変化する様子が表される。このチャートの横軸は時間の流れを表すため時刻ｔをとり、縦軸は各部の温度変化を表すため温度Ｔをとる。運転中はキャビン内温度がＴ１２、バッテリ温度がＴ２２、トランスミッションオイル温度がＴ３３、駆動力発生部１２の温度がＴ４３である。

（ｔ＝ｔ１） 乗員が車両１を停め、降車すると、各部の暖気が停止し、キャビン１０内の暖房も停止する。降車時刻ｔ１の時点では、外部電力供給源３から電力が供給可能な場所に車両１が駐車しているが、バッテリ１１への充電は行われていないとする。このため、キャビン内温度、バッテリ温度、トランスミッションオイル温度、駆動力発生部１２の温度が下がっていく。その後、キャビン内温度がＴ１１、バッテリ温度がＴ２１、トランスミッションオイル温度がＴ３１、駆動力発生部１２の温度がＴ４１まで低下したとする。

（ｔ＝ｔ２） 充電開始時刻ｔ２になると、乗員は、外部電力供給源３のプラグを車両１のコネクタに接続し、バッテリ１１への充電を開始する。充電開始された直後からバッテリ１１のバッテリ温度が上昇を始める。ここで、制御部２３は、外部電力供給源３が接続された直後は、駆動力発生部１２が発熱開始しないように制御する。

そして、制御部（制御部２３）は、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により、モータ（モータ１３）及びインバータ（インバータ１４）の少なくともいずれか一つが発熱するように制御する。そこで、制御部（制御部２３）は、車両（車両１）に乗員が乗車する時刻に基づいて、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給する電力により駆動力発生部（駆動力発生部１２）の発熱を開始する発熱開始タイミング（発熱開始時刻ｔ３）を決定し、発熱開始タイミング（発熱開始時刻ｔ３）で駆動力発生部（駆動力発生部１２）を発熱させる制御を行う。

（ｔ＝ｔ３） 駆動力発生部１２の発熱開始時刻ｔ３になると、制御部２３は、外部電力供給源３から供給される電力により駆動力発生部１２の発熱を開始する。制御部（制御部２３）は、蓄電部（バッテリ１１）の充電を開始する時刻ｔ２から、車両（車両１）に乗員が乗車する時刻ｔ６までの期間が規定時間より長い場合に、蓄電部（バッテリ１１）の充電を開始する時刻ｔ２とは異なる時刻ｔ３を発熱開始タイミングとして決定する。発熱開始された駆動力発生部１２の温度は、傾斜５２に示すように上昇する。なお、駆動力発生部１２の発熱開始時刻ｔ３では、制御部２３が伝熱流体の循環を行わないため、キャビン内温度及びトランスミッションオイル温度は上昇しない。

（ｔ＝ｔ４） 充電完了時刻ｔ４になると、バッテリ１１の充電が完了する。充電完了時のバッテリ温度Ｔ２３は、車両１の走行時におけるバッテリ温度Ｔ２２より高い、バッテリ温度Ｔ２３となる。その後、伝熱流体の循環開始時刻ｔ５になるまで、充電完了した時点のバッテリ温度Ｔ２３が保たれる。

（ｔ＝ｔ５） 伝熱流体の循環開始時刻ｔ５になると、制御部２３は、乗員が車両１に乗車する時刻ｔ６までにトランスミッションオイル温度とキャビン内温度の昇温が完了するように熱伝達機構４１，４３に伝熱流体を循環させる制御を開始する。伝熱流体の循環開始時刻ｔ５では、駆動力発生部１２が温度Ｔ４２まで上昇する。伝熱流体が熱伝達機構４１を循環すると、トランスミッションオイル温度が傾斜５３のように昇温され、トランスミッション１６が暖機される。伝熱流体の循環開始時刻ｔ５の設定方法は、先に述べた駆動力発生部１２の発熱開始時刻ｔ３と合わせて後述する。

また、制御部２３は、熱伝達機構４３に伝熱流体を循環させることで、駆動力発生部１２が発生した熱を空調用熱交換機１５へ供給し、キャビン内温度を昇温する。このため、傾斜５４に示すように、空調用熱交換機１５から供給される熱によりキャビン１０内が温度Ｔ５４まで昇温する。

その後、乗車時刻ｔ６において乗員は、車両１に乗車し、車両１の運転を開始する。乗車時刻ｔ６では、トランスミッションオイルの暖機、及びキャビン１０の暖房が完了した状態になっている。

＜発熱開始時刻の決定方法＞ 次に、制御部２３が駆動力発生部１２の発熱開始時刻ｔ３を決定する方法について説明する。

制御部２３は、乗車時刻ｔ６を基準として遡った所定時間に基づいて発熱開始時刻ｔ３を決定する。乗車時刻ｔ６は、例えば、乗員が乗車予定時刻を入力することで設定される。また、制御部２３は、過去に乗員が車両１に乗車した時刻を学習し、次回の乗車時刻を推定することで、乗車時刻ｔ６を求めてもよい。

次に、制御部２３が、図６に示した乗車時刻ｔ６から駆動力発生部１２の発熱開始まで遡る時間５１（以下、「遡及時間５１」と略記する）を決定する方法について説明する。

制御部２３は、キャビン内温度を適切に昇温するために必要な熱量を駆動力発生部１２から得られる最短の時間を遡及時間５１として決定する。ここで、制御部２３は、駆動力発生部１２の発熱量や温度、キャビン内温度、熱容量等の各種情報を用いて必要な熱量を決定することができる。そして、制御部２３は、必要な熱量の決定に用いた各種情報を考慮して算出した、乗車時刻ｔ６から遡及時間５１に基づいて、発熱開始時刻ｔ３を決定する。発熱開始時刻ｔ３は、乗車時刻ｔ６を基準として決定されるため、発熱開始時刻ｔ３が充電開始時刻ｔ２や充電完了時刻ｔ４とは必ずしも一致しなくてよい。制御部２３は、発熱開始時刻ｔ３から駆動力発生部１２の発熱を開始することで、乗車時刻ｔ６では、キャビン内温度が適切な温度Ｔ１２まで暖房された状態とする。

なお、制御部２３は、キャビン１０以外にもバッテリ１１やトランスミッション１６を暖機する場合においても、駆動力発生部１２の発熱量や温度、トランスミッション１６やバッテリ温度、熱容量に基づいて遡及時間５１を決定することができる。

＜伝熱流体の循環開始時刻の決定方法＞ 次に、伝熱流体の循環を開始する循環開始時刻ｔ５について説明する。
制御部２３は、乗車時刻ｔ６までにキャビン１０やトランスミッション１６を規定の温度まで昇温するために要する時間を考慮して伝熱流体の循環開始時刻ｔ５を決定する。また、駆動力発生部１２の発熱量によっても昇温時間が変わる。そこで、制御部２３は、駆動力発生部１２の発熱量や伝熱流体の温度等を考慮して、伝熱流体の循環開始時刻ｔ５を決定する。

制御部２３が発熱開始時刻ｔ３、伝熱流体の循環開始時刻ｔ５を決定することで、乗車時刻ｔ６においてキャビン１０、バッテリ１１、トランスミッション１６のうちの一部又は全てを適正範囲内で昇温することができる。また、制御部２３は、予め必要な熱量を判断して、暖気及び暖房することができるので、バッテリ１１の電力消費を必要最低限に抑えることができる。

なお、本実施の形態に係る制御部２３は、外部電力供給源３から有線で駆動力発生部１２へ電力を供給する。しかし、制御部２３は、外部電力供給源３から無線で給電する電力でバッテリ１１を充電する際に、駆動力発生部１２等の各部を昇温する制御を行ってもよい。

［第２の実施の形態］ 次に、本発明の第２の実施の形態に係る昇温制御の例について、図７を参照して説明する。
図７は、乗員の乗車時刻ｔ１６が、図６に示した乗車時刻ｔ６より早い場合に制御部２３が行う発熱制御の例を示すチャートである。図７に示すチャートは、図６に示したチャートと同様に各部の温度の変化を表す。また、チャートの横軸は時間の流れを表すために時刻ｔをとり、縦軸は各部の温度変化を表すために温度Ｔをとる。

（ｔ＝ｔ１１，ｔ１２） 乗員は、降車時刻ｔ１１にて降車する。続いて、乗員は、充電開始時刻ｔ１２にて外部電力供給源３からバッテリ１１への充電を開始する。充電中は、バッテリ１１のバッテリ温度が上昇する。

（ｔ＝ｔ１３，ｔ１４） 制御部（制御部２３）は、蓄電部（バッテリ１１）の充電を開始する時刻から、車両（車両１）に乗員が乗車する時刻までの期間が規定時間以下である場合に、蓄電部（バッテリ１１）の充電を開始する時刻ｔ１２と同じ時刻、又は近接する時刻を発熱開始タイミング（発熱開始時刻ｔ１３）として決定する。そして、制御部２３は、発熱開始時刻ｔ１３にて、駆動力発生部１２が発熱を開始するように、外部電力供給源３から供給される電力を駆動力発生部１２に与える。

第２の実施の形態では、降車時刻ｔ１１から、次回の乗車時刻ｔ１６までの時間が、図６に示した降車時刻ｔ１から、次回の乗車時刻ｔ６までの時間より短いものとする。このため、キャビン１０内の暖房やトランスミッションオイルの暖機が早めに開始される必要がある。

そこで、制御部２３は、外部電力供給源３が車両１に接続されてから短時間のうちに駆動力発生部１２が発熱開始するように制御する。例えば、制御部２３は、バッテリ１１の充電開始時刻ｔ１２と、駆動力発生部１２の発熱開始時刻ｔ１３を同時、又は近接するように設定する。そして、制御部２３が、駆動力発生部１２の発熱を開始したことで、傾斜６２に示すように、駆動力発生部１２の温度が上昇する。

（ｔ＝ｔ１５，ｔ１６） 制御部２３は、充電完了時刻ｔ１４にてバッテリ１１の充電が完了すると、循環開始時刻ｔ１５にて伝熱流体の循環を開始する。制御部２３が伝熱流体を循環させることで、トランスミッション１６が、傾斜６３に示すように昇温し、暖機される。また、キャビン１０内が暖房され、傾斜６４に示すように温度Ｔ１２まで昇温される。その後、乗員は乗車時刻ｔ１６にて運転を開始する。

＜昇温時間を確保できない場合の対応＞ なお、第１の実施の形態にて遡及時間５１（図６を参照）が決定されたように、制御部２３は、乗車時刻ｔ１６を基準とした遡る時間６１を決定することで、駆動力発生部１２の発熱開始時刻ｔ１３を決定する。ただし、充電開始時刻ｔ１２から乗車時刻ｔ１６までの時間が短すぎると、キャビン温度を温度Ｔ１２まで昇温可能な時間を確保できないことがある。しかし、制御部２３は、乗車時刻ｔ１６までに各部をできるだけ昇温することで、各部の温度を目標温度に近づける制御を行うことが好ましい。

そこで、制御部２３は、乗員が入力し、又は学習によって求めた乗車時刻ｔ１６に基づいて、充電開始時刻ｔ１２から乗車時刻ｔ１６までの時間が短いことを事前に判断する。
ただし、制御部２３は、充電開始時刻ｔ１２から乗車時刻ｔ１６までの時間が入力されると、この時間に基づいて、充電開始時刻ｔ１２から乗車時刻ｔ１６までの時間が短いことを事前に判断してもよい。また、制御部２３は、ナビゲーションによる地図情報等で駐車場所を特定し、この駐車場所が店舗等である場合には、短時間の駐車であることを予測して時間が短いことを判断してもよい。

＜急速充電時の熱循環＞ 制御部２３は、十分な昇温時間を確保できないと判断した場合、バッテリ１１への充電を、通常充電から急速充電に切替える制御が可能である。ここで、急速充電時に発熱したバッテリ１１の熱を循環する制御について説明する。

急速充電されるバッテリ１１は、目標温度以上に発熱しやすい。制御部２３は、目標温度以上に発熱したバッテリ１１の熱を伝熱流体を介して、トランスミッションオイルやキャビン１０に伝えることで、トランスミッションオイルを暖め、キャビン１０を暖房する。この際、バッテリ１１の熱量が奪われるのでバッテリ温度が傾斜６５のように減少する。しかし、乗車時刻ｔ１６の時点で、バッテリ１１が十分に昇温されているため、車両１の走行に支障がない。

上述した第２の実施の形態に係る制御部２３が行う制御により、比較的短い駐車時間（充電時間）であっても、駆動力発生部１２の発熱によるトランスミッションオイルの暖機やキャビン１０の暖房を行うことができる。また、十分に暖機、暖房する時間を確保できなくても、制御部２３が急速充電に切替える制御を実行することで、乗車時刻ｔ１６までに各部を暖機、暖房することができる。そして、制御部２３は、車両１の走行開始後に各部を暖気、暖房するために必要な電力の消費を低減することができる。

また、制御部２３は、急速充電で発生するバッテリ１１の熱を利用してトランスミッションオイルを暖め、キャビン１０を暖房することができる。また、バッテリ１１の熱をトランスミッションオイルやキャビン１０に伝えることで、バッテリ温度を下げることができる。このため、急速充電の過剰な発熱によるバッテリ１１の劣化を抑制することができる。また、車両１を短時間だけ駐車する場合であっても、バッテリ１１を急速充電することで各部を効果的に暖機、暖房することができる。このため、車両１の走行を再開した後におけるバッテリ１１の電力消費を抑え、車両１の航続距離を延ばすことができる。

＜バッテリが外部からの熱による昇温を必要とする条件＞ ここで、第１及び第２の実施の形態において、バッテリ１１が外部からの熱による昇温を必要とする条件について説明する。

図８は、バッテリ１１を用いた熱の循環制御の要否を示す一覧表である。この一覧表は、バッテリ１１の充電量、バッテリ温度、バッテリ充電要求、駆動力発生部１２の発熱による熱をバッテリ１１へ伝える制御の要否を各項目として持つ。

バッテリ１１の充電量は、事前に設定される充電量閾値に対して多いか少ないかで判断される。バッテリ１１のバッテリ温度は、事前に設定される温度閾値に対して高いか、低いかで判断される。
なお、車両１の構成として、車両１の種類や大きさによって、車両１に搭載されるバッテリ１１の容量が変わる。このため、バッテリ１１の充電量やバッテリ温度の閾値は、車両１の構成や、伝熱流体を流すポンプ１７（図１を参照）等の制御に掛かる時間によって変更することが望ましい。

そして、制御部（制御部２３）は、蓄電部（バッテリ１１）の充電量、蓄電部（バッテリ１１）の温度、及び蓄電部（バッテリ１１）への充電要求に基づいて、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給する電力による駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を蓄電部（バッテリ１１）に伝達する制御の要否を決定する。

始めに、バッテリ１１の充電量が少ない場合について検討する。
バッテリ１１の充電量が少なく、バッテリ温度が低く、バッテリ１１への充電要求がある場合、制御部２３がバッテリ１１を充電する制御を行うと、バッテリ１１が発熱する。
このため、制御部２３は、駆動力発生部１２の熱をバッテリ１１へ伝える制御を実施しなくてよい。

一方、バッテリ１１の充電量が少なくても、バッテリ温度が高ければ、バッテリ１１への充電要求があるか否かにかかわらず、現時点のバッテリ温度を高める必要がない。このため、制御部２３は、駆動力発生部１２の熱をバッテリ１１へ伝える制御は実施しない。

次に、バッテリ１１の充電量が多い場合について検討する。
バッテリ１１の充電量が多く、バッテリ温度が低く、バッテリ１１への充電要求がない場合、制御部２３は、駆動力発生部１２の熱をバッテリ１１へ伝える制御を実施し、バッテリ１１を適正温度まで暖める。
一方、バッテリ１１の充電量が多く、バッテリ温度が高く、バッテリ１１への充電要求がない場合、制御部２３は、駆動力発生部１２の熱をバッテリ１１へ伝える制御を行わない。

このように、制御部２３は、バッテリ１１の充電量とバッテリ温度に基づいて、バッテリ１１を最適な温度にするために、駆動力発生部１２の熱をバッテリ１１に伝える制御の要否を判断する。このため、様々な条件であっても、制御部２３がバッテリ１１を適切な温度に制御し、適正なバッテリ出力を確保することができ、車両１の航続距離を延ばすことができる。また、制御部２３は、バッテリ温度が高くなり過ぎることを防止し、バッテリ１１の劣化を抑えることができる。

［駐車時間、外部電力供給源の有無に応じた昇温制御の例］ 次に、駐車時間、外部電力供給源の有無に応じた昇温制御の例について、図９～図１２を参照して説明する。

＜駐車時間が短く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の例＞ 図９は、駐車時間が短く、外部電力供給源３が有る場合の昇温制御の例を示すチャートである。図９では、駐車時間が短いため、降車時刻と充電開始時刻は同じとされ、充電開始時刻から乗車時刻までの期間が規定時間以下である場合の昇温制御の例を示す。

（ｔ＝ｔ２１） 車両１の駐車時間が短ければ、制御部２３は、乗員が降車する降車時刻と充電開始時刻を同じ時刻ｔ２１とし、乗員が降車した時点でバッテリ１１への充電を開始する。このため、時刻ｔ２１以降、温度Ｔ２５であったバッテリ温度が上昇する。また、車両１から乗員が降車したことから、車両１の走行中におけるキャビン内温度がＴ１６から減少し始める。同様に、トランスミッションオイル温度がＴ３７から減少し始め、駆動力発生部１２の温度がＴ４６から減少し始める。

（ｔ＝ｔ２２） 車両１の駐車時間が短いため、駆動力発生部１２の温度が下がりすぎると、車両１が走行を再開したときにバッテリ１１が給電する電力により、駆動力発生部１２を暖機しなくてはならない。そこで、制御部２３は、駆動力発生部１２の温度を監視し、駆動力発生部１２が温度Ｔ４５まで下がる時刻ｔ２２になると、駆動力発生部１２を暖機する制御を開始する。

（ｔ＝ｔ２３） 暖機された駆動力発生部１２が温度Ｔ４６まで昇温される。一方、キャビン１０内が温度Ｔ１５まで下がり、トランスミッションオイルが温度Ｔ３５まで下がっている。そこで、制御部２３は、駆動力発生部１２が発生した熱を、キャビン１０内及びトランスミッションオイルに与えるための熱循環処理を熱循環開始時刻ｔ２３にて開始する。

（ｔ＝ｔ２４） 乗員が車両１に乗車する時刻ｔ２４では、キャビン１０内が温度Ｔ１６まで昇温され、トランスミッションオイルが温度Ｔ３６まで昇温される。このため、車両１に乗車した乗員は、車両１の走行を快適に再開することができる。

＜駐車時間が長く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の第１例＞ 図１０は、駐車時間が長く、外部電力供給源３が有る場合の昇温制御の第１例を示すチャートである。図１０では、駐車時間が長いため、充電開始時刻は降車時刻の後であり、充電開始時刻から乗車時刻までの期間が規定時間より長い場合の昇温制御の例を示す。

（ｔ＝ｔ３１） 乗員が降車時刻ｔ３１で降車した後、再び乗車するまで車両１の駐車時間が長く、外部電力供給源３が有る環境であれば、バッテリ１１を早めに充電してよい。乗員が降車すると、キャビン１０内の温度がＴ１６からＴ１７に減少し、トランスミッションオイル温度もＴ３７からＴ３８に減少する。また、駆動力発生部１２の温度もＴ４６からＴ４７に減少する。

（ｔ＝ｔ３２，ｔ３３） 充電開始時刻ｔ３２にて、外部電力供給源３からバッテリ１１への充電が開始され、バッテリ１１が昇温される。この時点では、制御部２３が各部への昇温制御を行っていない。そして、充電完了時刻ｔ３３にてバッテリ１１への充電が完了する。この時、バッテリ温度が、降車時の温度Ｔ２５より高いＴ２６まで上昇する。充電完了後、バッテリ温度が減少し始める。なお、キャビン内温度、トランスミッションオイル温度、及び駆動力発生部１２の温度は、下がりきった状態であるが、昇温制御が行われていないので温度変化しない。

（ｔ＝ｔ３４） 乗車時刻ｔ３６が近づくと、制御部２３は、昇温に時間が掛かる駆動力発生部１２の温度を先に昇温する制御を開始する。この昇温制御は、制御開始時刻ｔ３４にて開始される。

（ｔ＝ｔ３５） 駆動力発生部１２が十分に昇温され、駆動力発生部１２が温度Ｔ４８まで上がると、制御部２３は、キャビン１０内とトランスミッションオイルを昇温するため、熱循環の処理を開始する。

（ｔ＝ｔ３６） 乗車時刻ｔ３６の時点で、キャビン１０内が温度Ｔ１６まで昇温され、トランスミッションオイルが温度Ｔ３７まで昇温されている。このため、乗車時刻ｔ３６で車両１に乗車した乗員は、車両１の走行を快適に再開することができる。

＜駐車時間が長く、外部電力供給源が有る場合の昇温制御の第２例＞ 図１１は、駐車時間が長く、外部電力供給源３が有る場合の昇温制御の第２例を示すチャートである。

図１１に示すチャートは、図１０に示したチャートとほぼ同じである。ただし、制御部（制御部２３）は、車両に乗員が乗車する時刻の過去の履歴に基づいて学習処理により、発熱開始タイミングを決定する。このため、図１１に示すチャートに示す乗車時刻ｔ３７は、乗員の習慣的な乗車時刻として学習された時刻である。このように制御部２３が乗車時刻を学習することで、乗員が乗車時刻を入力しなくても、乗車時刻ｔ３７になると、キャビン内温度、バッテリ温度、トランスミッションオイル温度、及び駆動力発生部１２の温度が適切に昇温される。このため、乗車時刻ｔ３７で車両１に乗車した乗員は、車両１の走行を快適に再開することができる。

［第３の実施の形態］ 次に、本発明の第３の実施の形態に係る昇温制御の例について、図１２と図１３を参照して説明する。本実施の形態では、キャビン内を昇温する電動コンプレッサを備えることで、キャビン内の昇温と、トランスミッションオイル等の昇温とを分けて制御することが可能となる。

図１２は、車両１Ａの内部構成例を示すブロック図である。図１２には、主に流路切替弁３０から各部に熱を伝える熱伝達機構の構成例が示される。

車両１Ａは、図１に示したキャビン１０、バッテリ１１、駆動力発生部１２、空調用熱交換機１５、トランスミッション１６及びポンプ１７に加えて、電動コンプレッサ１９及び流路切替弁３０を備える。

電動コンプレッサ１９は、キャビン１０内を暖房し、又は冷房する装置である。電動コンプレッサ１９の動作は、制御部２３によって制御される。

流路切替弁３０は、伝熱流体の流量を変える冷却液制御バルブ（ＭＣＶ：Multi water-way Control Valve）の一例として用いられる。熱伝達機構切替部（流路切替弁３０）は、第１熱伝達機構（熱伝達機構４１）、第２熱伝達機構（熱伝達機構４２）及び第３熱伝達機構（熱伝達機構４３）の少なくともいずれか一つに駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を伝達する。流路切替弁３０には、それぞれ熱伝達機構４１～４３に接続される複数の弁を有しており、制御部２３の制御により各弁が独立して開閉する。

制御部（制御部２３）は、外部電力供給源（外部電力供給源３）から供給される電力により駆動力発生部（駆動力発生部１２）が発生した熱を、空調用熱交換機（空調用熱交換機１５）、蓄電部（バッテリ１１）及び駆動部（トランスミッション１６）の少なくともいずれか一つに伝達するように熱伝達機構切替部（流路切替弁３０）の動作を制御する。
このため、流路切替弁３０は、駆動力発生部１２が発生した熱がポンプ１７から送られると、バッテリ１１、空調用熱交換機１５及びトランスミッション１６の少なくともいずれか一つに伝熱流体を流すことが可能である。図２に示したＲＡＭ２３ｂには、制御プログラムに従って演算された流路切替弁３０の切替タイミング、流路切替弁３０を流れる伝熱流体の量等が保存される。

次に、車両１Ａ内の各部に熱を伝達する熱伝達機構の構成例について説明する。
バッテリ１１の充電時において、外部電力供給源３から供給される電力によって駆動力発生部１２が発熱し、伝熱流体に熱を伝える。伝熱流体は熱伝達機構８１を通じてポンプ１７へ送られる。その後、伝熱流体は熱伝達機構８２から流路切替弁３０に向かって流れる。

流路切替弁３０からトランスミッション１６には、熱伝達機構４１を通じて熱が伝達される。トランスミッション１６は、トランスミッションオイルに熱を伝えて、直接オイルを昇温してもよいし、トランスミッション１６の構造を通じて間接的にオイルを昇温してもよい。

流路切替弁３０からバッテリ１１には、熱伝達機構４２を通じて熱が伝達される。
流路切替弁３０からキャビン１０には、熱伝達機構４３を通じて空調用熱交換機１５に熱が伝わる。その後、空調用熱交換機１５が昇温した空気をキャビン１０へ送ることでキャビン１０内が暖房される。

制御部２３は、流路切替弁３０から熱伝達機構４１～４３に通じる各弁に対してオン又はオフすることで、各弁の開閉を制御することができる。ただし、各弁の開閉は、オン又はオフするだけでなく、連続量として制御することが好ましい。例えば、連続量による制御により、弁の開閉が徐々に行われるようになる。

なお、バッテリ１１を充電する時以外にキャビン１０内を暖房するには、バッテリ１１から電力を供給することで電動コンプレッサ１９を駆動して行う。この場合、電動コンプレッサ１９が発生した熱を含む伝熱流体が熱伝達機構８３を通り、空調用熱交換機１５へ到達することで空調用熱交換機１５に熱が伝わる。その後、制御部２３は、空調用熱交換機１５が空気を昇温し、熱伝達機構８４を通じて暖めた空気をキャビン１０へ送ることでキャビン１０内を暖房することが可能となる。

次に、制御部２３が流路切替弁３０を使ってバッテリ１１、トランスミッション１６、又はキャビン１０を選択して暖める方法について説明する。

上述したように制御部２３は、外部電力供給源から供給される電力によって駆動力発生部１２を発熱させる。制御部２３は、バッテリ１１、トランスミッション１６の暖機、又はキャビン１０の暖房要求に応じて、駆動力発生部１２が発生した熱を選択的に伝える。
このため、制御部２３は、流路切替弁３０における熱伝達機構４１に通ずる弁と、熱伝達機構４３に通ずる弁と、熱伝達機構４２に通ずる弁とのうちの一部又は全部を選択的に開放するように流路切替弁３０の動作を制御する。以下に、様々な環境下で流路切替弁３０が各部位に伝熱流体を送る動作について説明する。

＜外気温が低い環境下でバッテリを充電する時の制御例＞ 初めに、外気温が低い環境下でバッテリ１１に充電する場合の制御を説明する。トランスミッション１６は、外気温によって温度が低下しているため暖機を必要とする。一方、バッテリ１１は外部電力供給源３から供給される電力により充電されると発熱するため昇温を必要としない。キャビン１０内の温度は、外気温に近い温度になっており、次回、車両１Ａに乗車する乗員の快適性を向上するためには暖房を必要としている。このような状態における流路切替弁３０から熱伝達機構４１～４３への選択的開閉状態について説明する。

制御部２３は、トランスミッション１６へ伝熱することを優先するように、流路切替弁３０の熱伝達機構４１に通じる弁を開放する制御を行う。このとき、制御部２３は、バッテリ１１へ向かう熱伝達機構４２に通じる弁を閉じて、バッテリ１１に熱が伝わらないようにする。また、制御部２３は、キャビン１０を暖房する際に、流路切替弁３０の熱伝達機構４３へ通じる弁を開放する制御を行う。このとき、熱伝達機構４３から空調用熱交換機１５に伝熱流体が送られ、空気が昇温することでキャビン１０内が暖房される。なお、図１２では簡単のため伝熱流体の戻り経路の図示を省略している。

＜外気温が低い環境下でバッテリ温度が低下した時の制御例＞ 次に、外気温が低い環境下においてバッテリ温度が低下している場合の制御を説明する。トランスミッション１６は、外気温によって温度が低下しているため暖機を必要としている。バッテリ１１も目標温度よりも低い状態にあり昇温を必要としている。キャビン１０も外気温に近い温度になっており、次回の乗車の快適性を向上するため暖房を必要としている。この状態における流路切替弁３０の熱伝達機構４１～４３への選択的開閉状態について説明する。

制御部２３は、トランスミッション１６へ伝熱するように流路切替弁３０の熱伝達機構４１へ通じる弁を開放する制御を行う。更にバッテリ１１へ向かう熱伝達機構４２へ通じる弁を開放する。また、制御部２３は、キャビン１０を暖房するため、流路切替弁３０の熱伝達機構４３へ通じる弁を開放する制御を行う。熱伝達機構４３から空調用熱交換機１５へ伝熱流体を送り空気を昇温して暖房する。

＜外気温が高い環境下でバッテリを充電する時の制御例＞ 次に、外気温が高い場合の制御を説明する。トランスミッション１６は、外気温程度に暖まっていたとしても、トランスミッション１６が駆動するために適切な温度は外気温より更に高い。このため、外気温の高低によらず、トランスミッションオイルを暖めることが好ましい。一方で、バッテリ１１は、外気温によって適切な温度域まで暖められるため昇温を必要としない。また、キャビン１０についても、外気温が高いため、キャビン内の温度が高くなっており、暖房を必要としない。この状態における流路切替弁３０の熱伝達機構４１～４３への選択的開閉状態について説明する。

制御部２３は、トランスミッション１６へ伝熱することを優先するように、流路切替弁３０の熱伝達機構４１へ向かう弁を開放する制御を行う。また、制御部２３は、流路切替弁３０の熱伝達機構４２へ通ずる弁を閉じて、バッテリ１１に熱を伝えないようにする。
また、制御部２３は、流路切替弁３０の熱伝達機構４３へ通じる弁を閉じ、空調用熱交換機１５へ伝熱流体を送らないようにする。

このように、制御部２３は、バッテリ１１、トランスミッション１６、キャビン１０の暖機、暖房要求に応じて、流路切替弁３０の各熱伝達機構４１～４３へ向かう弁を選択的に開放する制御を行う。

図１３は、駐車時間が長く、外部電力供給源３が有る場合の昇温制御の例を示すチャートである。

図１３に示すチャートは、図１０に示したチャートとほぼ同じである。ただし、本実施の形態では、車両１Ａが電動コンプレッサ１９を備えるため、キャビン１０内の昇温開始時刻ｔ３８が、熱循環開始時刻ｔ３５より早いタイミングである点が異なる。このように乗車時刻ｔ３６に合わせて、制御部２３は、キャビン１０内の昇温を開始することができる。

このとき、制御部２３は、電動コンプレッサ１９を駆動して、空調用熱交換機１５にキャビン１０内の熱と、電動コンプレッサ１９から伝達される熱とを交換させる。このため、制御部２３は、乗車時刻ｔ３６より前に、外部電力供給源３から供給される電力によりキャビン１０内を昇温することが可能となる。なお、上述したように外気温が高い環境であれば、制御部２３は、キャビン１０内を昇温する制御を行わなくてよい。

以上説明した第４の実施の形態に係る制御部２３は、流路切替弁３０の動作を制御することによって、熱を必要としない部位には伝熱せず、熱を必要とする部位にのみ効率的に伝熱することができる。このため、制御部２３は、熱を必要とする部位の昇温に掛かる時間を短縮することができる。更に、制御部２３は、乗員が乗車する前に、外部電力供給源から供給される電力を使って必要な部位を暖めておくことができる。このため、車両１の走行開始後に各部を暖機し、キャビン１０内を暖房するために必要なバッテリ１１の電力消費を抑え、車両１Ａの航続距離を延ばすことができる。

また、車両１Ａには、キャビン１０内の暖房用に電動コンプレッサ１９が用意されている。このため、制御部２３は、電動コンプレッサ１９等の暖房出力を補って短時間でキャビン１０内を暖房することができる。また、電動コンプレッサ１９の暖房出力を小さく抑えることで、電動コンプレッサ１９を小型、低コスト化することも可能である。

［変形例］ なお、第４の実施の形態ではバッテリ１１、トランスミッション１６、キャビン１０への熱伝達機構４１～４３の切替え及び接続が流路切替弁３０によって実施されている。しかし、流路切替弁３０を用いない場合においては、別の構成を用いて、選択的に熱を伝達する部位への熱の流れを制御してもよい。例えば、それぞれの熱伝達機構の途中にシャッターバルブのような流路を切り替える弁を設けてもよい。また、本実施の形態は伝熱流体として、水等を用いた水冷構造を中心として説明したが、伝熱流体としてオイルや空気を用いても同様の効果が得られる。

また、上述した各実施の形態に係る暖機及び暖房の制御は、バッテリと内燃機関とを動力源とするプラグインハイブリッド車両に対しても同様に行うことが可能である。外部電力供給源３から供給される電力により、車両内の各部が暖機及び暖房されるため、内燃機関を用いた車両内の各部に対する暖機及び暖房制御が不要となる。このため、プラグインハイブリッド車両の燃費を向上することができる。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…車両、３…外部電力供給源、１０…キャビン、１１…バッテリ、１２…駆動力発生部、１３…モータ、１４…インバータ、１５…空調用熱交換機、１６…トランスミッション、１７…ポンプ、２０…車両用制御装置、２１…入力回路、２２…入出力ポート、２３…制御部、２３ａ…ＣＰＵ、４１～４５…熱伝達機構

Claims (10)

1. 車輪を駆動する駆動部と、
   電力が供給されることにより、前記駆動部を介して接続される駆動軸に駆動力を発生させる駆動力発生部と、
   電力を蓄電し、前記駆動力発生部に電力を供給可能な蓄電部と、
   乗員が乗り込むキャビンと、を備える車両に搭載される車両用制御装置であって、
   前記車両の外部に設置される外部電力供給源から有線又は無線により供給される電力により前記蓄電部が充電可能に接続されている間に、前記外部電力供給源から供給される電力により昇温した前記駆動力発生部が発生する熱を用いて、前記駆動部を暖機する制御、及び前記キャビンの内部空間を暖房する制御の少なくとも一方を行う制御を、前記車両の速度を０とした状態で行う制御部を備え、
   前記車両には、前記外部電力供給源から供給される電力が前記駆動力発生部に伝達される電力伝達機構が設けられ、
   前記外部電力供給源が接続される間、前記駆動力発生部が発生する前記駆動力は、前記車両が備える制動部が前記車輪に与える制動力未満であり、
   前記制御部は、前記蓄電部の充電を開始する時刻から、前記車両に前記乗員が乗車する時刻までの期間が規定時間より長い場合に、前記蓄電部の充電を開始する時刻とは異なる時刻を、前記外部電力供給源から供給する電力により前記駆動力発生部の発熱を開始する発熱開始タイミングとして決定し、前記蓄電部の充電を開始する時刻から、前記車両に前記乗員が乗車する時刻までの期間が前記規定時間以下である場合に、前記蓄電部の充電を開始する時刻と同じ時刻、又は近接する時刻を前記発熱開始タイミングとして決定し、前記外部電力供給源が接続される間、前記発熱開始タイミングで前記電力伝達機構を介して前記外部電力供給源から供給される電力により前記駆動力発生部を発熱させる制御を行い、前記蓄電部の昇温時間を確保できない場合に、前記蓄電部への充電を通常充電から急速充電に切り替える
   車両用制御装置。
2. 前記駆動力発生部は、モータ及びインバータを有し、
   前記制御部は、前記外部電力供給源から供給される電力により、前記モータ及び前記インバータの少なくともいずれか一つが発熱するように制御する請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記車両には、前記駆動力発生部が発生した熱を前記駆動部に伝達する第１熱伝達機構が設けられ、
   前記制御部は、前記外部電力供給源から供給される電力により前記駆動力発生部が発生した熱を、前記第１熱伝達機構を介して前記駆動部に伝達するように制御する請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記車両には、前記駆動力発生部が発生した熱を前記蓄電部に伝達する第２熱伝達機構が設けられ、
   前記制御部は、前記外部電力供給源から供給される電力により前記駆動力発生部が発生した熱を、前記第２熱伝達機構を介して前記蓄電部に伝達するように制御する請求項３に記載の車両用制御装置。
5. 前記車両には、前記キャビンの内部空間で発生する熱を、前記駆動力発生部で発生する熱と交換して前記キャビンの内部空間を空調する空調用熱交換機と、
   前記駆動力発生部が発生した熱を前記空調用熱交換機に伝達する第３熱伝達機構と、が設けられ、
   前記制御部は、前記外部電力供給源から供給される電力により前記駆動力発生部が発生した熱を、前記第３熱伝達機構を介して前記空調用熱交換機に伝達するように制御する請求項４に記載の車両用制御装置。
6. 前記車両には、前記第１熱伝達機構、前記第２熱伝達機構及び前記第３熱伝達機構の少なくともいずれか一つに前記駆動力発生部が発生した熱を伝達する熱伝達機構切替部が設けられ、
   前記制御部は、前記外部電力供給源から供給される電力により前記駆動力発生部が発生した熱を、前記空調用熱交換機、前記蓄電部及び前記駆動部の少なくともいずれか一つに伝達するように前記熱伝達機構切替部の動作を制御する請求項５に記載の車両用制御装置。
7. 前記車両には、前記蓄電部が発生した熱を、前記駆動力発生部を介して前記駆動部又は前記空調用熱交換機に伝達する第４熱伝達機構を有し、
   前記制御部は、前記外部電力供給源から供給される電力により前記蓄電部を充電する間、前記蓄電部が発生した熱を前記第４熱伝達機構を介して前記駆動部又は前記空調用熱交換機に伝達するように制御する請求項５に記載の車両用制御装置。
8. 前記駆動力発生部は、前記制御部からの制御に従って前記駆動力発生部が発生する駆動力を制御する駆動制御回路と、前記制御部からの制御に従って前記駆動力発生部が発生する熱の熱量を制御する発熱制御回路とを有し、前記駆動制御回路の一部又は全部と、前記発熱制御回路の一部又は全部とが基板上で共用される請求項１に記載の車両用制御装置。
9. 前記制御部は、前記車両に前記乗員が乗車する時刻の過去の履歴に基づいて学習処理により、前記発熱開始タイミングを決定する請求項１に記載の車両用制御装置。
10. 前記制御部は、前記蓄電部の充電量、前記蓄電部の温度、及び前記蓄電部への充電要求に基づいて、前記外部電力供給源から供給する電力による前記駆動力発生部が発生した熱を前記蓄電部に伝達する制御の要否を決定する請求項１に記載の車両用制御装置。

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