JP7481309B2 - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、走行用のバッテリが搭載された車両の制御技術に関する。

車載のヒートポンプ式の空調装置と、走行用バッテリの冷却システムとを協調的に制御可能な車両構成が提案されている。特許第５３９２２９８号公報（特許文献１）に開示されたバッテリの冷却装置は、バッテリを冷却するための冷媒の温度またはバッテリの温度に応じて、バッテリの冷却優先度を決定する。この冷却装置は、バッテリの冷却優先度が高いほど、空調装置に含まれる電動コンプレッサの目標回転速度を増大させる。

特許第５３９２２９８号公報

多くの国では法規上、デフロスタの設置が義務付けられている。デフロスタを用いると、空調装置からの空調風が窓ガラス（特にフロントガラス）に向けて吹き出されることで、窓ガラスの曇りを抑制できる。特許文献１に開示されたバッテリの冷却装置では、デフロスタについては特に検討されていない。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、バッテリ冷却とデフロスト機能とを調和させることである。

（１）本開示のある局面に係る車両は、走行用のバッテリが搭載された車両である。車両は、空調装置と、バッテリ冷却装置と、空調装置およびバッテリ冷却装置を制御する制御装置とを備える。空調装置は、空調風が窓ガラスに向けて吹き出されるデフロスタモードを有し、冷凍サイクルにより車室内を空調するように構成されている。バッテリ冷却装置は、空調装置を流れる冷媒との熱交換により冷却される冷却液を用いてバッテリを冷却するように構成されている。制御装置は、バッテリの温度が基準温度よりも高い場合に、車両の走行時には、バッテリ冷却装置を動作させつつ、デフロスタモードで動作するように空調装置を制御し、車両の停車時には、バッテリ冷却装置を動作させる一方で、空調装置を停止させる。

（２）制御装置は、バッテリの温度が基準温度よりも高い場合、車両の走行時にはバッテリ冷却装置によるバッテリの冷却量を第１の冷却量に設定し、車両の停車時にはバッテリ冷却装置によるバッテリの冷却量を第２の冷却量に設定する。第２の冷却量は、第１の冷却量よりも大きい。

上記（１），（２）の構成においては、車両の走行時には、デフロスタモードで動作するように空調装置を制御することで車両のユーザ（ドライバ）の視認性を確保する一方で、車両の停車時には、空調装置を停止させる。車両の停車時における第２の冷却量は、車両の走行時における第１の冷却量よりも大きい。よって、上記（１），（２）の構成によれば、バッテリ冷却とデフロスト機能とを調和させることができる。

（３）制御装置は、バッテリの温度が基準温度よりも低い場合、バッテリ冷却装置によるバッテリの冷却量を第３の冷却量に設定する。第１の冷却量は、第３の冷却量よりも大きい。

上記（４），（５）の構成によれば、車両の走行中を含め、バッテリの温度が基準温度よりも高い場合には、バッテリの温度が基準温度よりも低い場合と比べて、バッテリの冷却量を大きくする。これにより、バッテリをより確実に保護できる。

（４）車両は、空調装置の運転モードを選択するユーザ操作を受け付ける操作パネルをさらに備える。制御装置は、バッテリの温度が基準温度よりも高い場合には、操作パネルにより受け付けられたユーザ操作に拘わらず空調装置を制御する。

（５）空調装置は、デフロスタモード以外の他の運転モードをさらに有する。制御装置は、バッテリの温度が基準温度よりも高い場合、デフロスタモードで空調装置を動作させる一方で、他の運転モードでの空調装置の動作を禁止する。

上記（４），（５）の構成によれば、ユーザ操作に拘わらず、バッテリ冷却とデフロスト機能とを調和させることができる。また、車室内のユーザの快適性を向上させることができる。

（６）他の運転モードは、空調風がシートに座るユーザの顔または胸の位置に向けて吹き出されるフェイスモードと、空調風がユーザの足元に向けて吹き出されるフットモードとを含む。制御装置は、バッテリの温度が基準温度よりも低い場合、デフロスタモードに加えて、フェイスモードまたはフットモードでの空調装置の動作を許容する。

上記（６）の構成によれば、フェイスモードまたはフットモードで空調装置を動作させることで、車室内のユーザの快適性を向上させることができる。

（７）本開示の他の局面に係る車両の制御方法は、走行用のバッテリが搭載された車両の制御方法である。車両は、空調装置と、バッテリ冷却装置とを備える。空調装置は、空調風が窓ガラスに向けて吹き出されるデフロスタモードを有し、冷凍サイクルにより車室内を空調するように構成されている。バッテリ冷却装置は、空調装置を流れる冷媒との熱交換により冷却される冷却液を用いてバッテリを冷却するように構成されている制御方法は、バッテリの温度が基準温度よりも高い場合に、車両の走行時に、バッテリ冷却装置を動作させつつ、空調装置をデフロスタモードで動作させるステップと、車両の停車時に、バッテリ冷却装置を動作させる一方で、空調装置を停止させるステップとを含む。

上記（７）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、バッテリ冷却とデフロスト機能とを調和させることができる。

本開示によれば、バッテリ冷却とデフロスト機能とを調和させることができる。

本開示の実施の形態に係る車両の全体構成の一例を示す図である。 温度制御システムの構成の一例を示す図である。 本実施の形態における電池冷却レベルの概要を示す図である。 電池冷却量および空調量を電池冷却レベルα～（α＋２）間で比較するための図である。 本実施の形態における温度調整制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本開示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、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

［実施の形態］
＜車両構成＞
図１は、本開示の実施の形態に係る車両の全体構成の一例を示す図である。車両１は、たとえば、車両１の外部から供給される電力による充電（プラグイン充電）が可能に構成されたプラグインハイブリッド車両である。ただし、車両１は、走行用のバッテリが搭載された車両であればよく、プラグイン充電に対応していない通常のハイブリッド車両であってもよい。車両１は、電気自動車または燃料電池車であってもよい。

車両１は、走行ユニット１０と、電池パック２０と、充電ユニット３０と、温度制御システム４０と、空調経路５０と、フロントガラス６１と、操作パネル６２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。走行ユニット１０は、モータジェネレータ１１，１２と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１３と、エンジン１４と、動力分割装置１５と、駆動輪１６と、車速センサ１７とを含む。電池パック２０は、バッテリ２１と、電気ヒータ２２と、電池温度センサ２３とを含む。充電ユニット３０は、インレット３１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２と、充電リレー（ＣＨＲ：Charge Relay）３３とを含む。空調経路５０は、内気取込口５１と、外気取込口５２と、内外気切替ドア５３と、ブロワ５４と、吹出口５５とを含む。

モータジェネレータ１１，１２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ１１は、主として、動力分割装置１５を経由してエンジン１４により駆動される発電機として用いられる。モータジェネレータ１１が発電した電力は、ＰＣＵ１３を介してモータジェネレータ１２またはバッテリ２１に供給される。また、モータジェネレータ１１は、エンジン１４のクランキングを行うことも可能である。

モータジェネレータ１２は、主として電動機として動作し、駆動輪１６を駆動する。モータジェネレータ１２は、バッテリ２１からの電力およびモータジェネレータ１１の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動される。モータジェネレータ１２の駆動力は駆動軸に伝達される。一方、車両１の制動時または下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１２は、発電機として動作して回生発電を行う。モータジェネレータ１２が発電した電力は、ＰＣＵ１３を介してバッテリ２１に供給される。

ＰＣＵ１３は、ＥＣＵ１００からの制御指令に従って、バッテリ２１とモータジェネレータ１１およびモータジェネレータ１２との間、または、モータジェネレータ１１とモータジェネレータ１２との間で、双方向の電力変換を実行可能に構成されている。

エンジン１４は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーを運動子（ピストンまたはロータなど）の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する。

動力分割装置１５は、たとえば遊星歯車装置である。動力分割装置１５は、いずれも図示しないが、サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリアとを含む。キャリアはエンジン１４に連結されている。サンギヤはモータジェネレータ１１に連結されている。リングギヤは、駆動軸を介してモータジェネレータ１２および駆動輪１６に連結されている。ピニオンギヤは、サンギヤとリングギヤとに噛合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持する。

車速センサ（レゾルバ）１７は、駆動輪１６等の車輪の回転速度を検出することで車両１の走行速度を算出する。以下、車両１の走行速度を「車速Ｖ」とも記載する。車速センサ１７は、車速ＶをＥＣＵ１００に出力する。

バッテリ２１は、複数（典型的には数十個～数百個）のセルを含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。バッテリ２１は、モータジェネレータ１１，１２を駆動するための電力を蓄え、ＰＣＵ１３を通じてモータジェネレータ１１，１２に電力を供給する。また、バッテリ２１は、モータジェネレータ１１，１２の発電時にＰＣＵ１３を通じて発電電力を受けて充電される。

電気ヒータ２２は、たとえばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータであって、氷点下などの低温環境下でバッテリ２１を加熱する。

電池温度センサ２３は、バッテリ２１の温度を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。以下、電池温度センサ２３により検出される温度を「電池温度ＴＢ」とも記載する。

インレット３１は、嵌合等の機械的な連結を伴って充電ケーブルの充電コネクタ（図示せず）を挿入可能に構成されている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、インレット３１と充電リレー３３との間に電気的に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、ＥＣＵ１００からの制御指令に従って、外部電源（充電スタンドなど）からインレット３１を介して供給される交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２に代えてまたは加えてＤＣ／ＤＣコンバータが設けられていてもよい。

充電リレー３３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２と電池パック２０との間に電気的に接続されている。ＥＣＵ１００からの制御指令に応じて充電リレー３３が閉成されると、インレット３１と電池パック２０との間での電力伝送が可能な状態となる。

温度制御システム４０は、ＥＣＵ１００からの制御指令に従って、電池パック２０を冷却したり、走行ユニット１０（具体的にはＰＣＵ１３およびトランスアクスル）を冷却したり、車両１の空調を行ったりするように構成されている。温度制御システム４０の詳細な構成例については図２にて説明する。

空調経路５０は、車両１の空調風が流通する経路である。車室内の空調時には、内気取込口５１から車室内の空気（内気）が取り込まれたり、外気取込口５２から車両外の空気（外気）が取り込まれたりする。取り込まれた空気は、内外気切替ドア５３を通過した後にブロワ５４によってエバポレータ７５（図２参照）に吹きつけられ、その温度が調整される。エバポレータ７５を通過した空気は、吹出口５５から吹き出される。

吹出口５５は、デフロスタ部５５１と、レジスタ部５５２と、足元吹出部５５３とを含む。デフロスタ部５５１からの空気は、上方のフロントガラス６１に向けて吹き出される。デフロスタ部５５１からの空気は、フロントガラス６１に加えてサイドガラス（図示せず）に吹き出されてもよい。レジスタ部５５２からの空気は、正面方向へ吹き出される。足元吹出部５５３からの空気は、下方（足元）へ吹き出される。図示しないが、空調経路５０には、空調風が吹き出される吹出口を切り替えるための手段が設けられている。したがって、ＥＣＵ１００は、デフロスタ部５５１、レジスタ部５５２および足元吹出部５５３のうちの任意の吹出口から空調風が吹き出されるように空調経路５０を制御できる。

ＥＣＵ１００は、空調の運転モードとして、フェイスモードと、フットモードと、デフロスタモードとを有する。フェイスモードとは、レジスタ部５５２からの空調風がシートに座ったユーザの顔または胸の周辺に向けて吹き出されるように、ＥＣＵ１００が空調経路５０を制御する運転モードである。フットモードとは、足元吹出部５５３から空調風がユーザの足元に向けて吹き出されるように、ＥＣＵ１００が空調経路５０を制御する運転モードである。一方、フロントガラス６１が曇りやすい場合（車室内の湿度が高い場合など）にはデフロスタモードが選択される。そうすると、デフロスタ部５５１から吹き出される空調風によってフロントガラス６１の防湿が行われ、フロントガラス６１の曇りを除去できる。なお、フロントガラス６１は本開示に係る「窓ガラス」の一例である。本開示に係る「窓ガラス」は、フロントガラス６１に限られず、サイドガラスであってもよい。

操作パネル６２は、車室内の空調に関するユーザ操作を受け付ける。ユーザは、操作パネル６２を操作することで、空調の種類（暖房運転、冷房運転および換気運転）を切り替えたり、空調の運転モード（吹出口）を切り替えたり、空調の強さ（風量）を設定したり、温度を調整したりすることができる。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１０２と、各種信号を入出力するためのＩ／Ｏポートとを含む（図示せず）。ＥＣＵ１００は、各センサから受ける信号ならびにメモリ１０２に記憶されたプログラムおよびマップ等に基づいて、車両１を所望の状態に制御する。本実施の形態においてＥＣＵ１００により実行される主要な制御として、温度制御システム４０による温度調整制御が挙げられる。温度調整制御については後に詳細に説明する。なお、ＥＣＵ１００は、本開示に係る「制御装置」に相当する。ＥＣＵ１００は、機能毎に複数のＥＣＵに分割して構成されていてもよい。

＜温度制御システム構成＞
図２は、温度制御システム４０の構成の一例を示す図である。図２には、温度制御システム４０に加えて、電池パック２０、ＰＣＵ１３およびＥＣＵ１００も併せて示されている。温度制御システム４０は、冷媒回路４１と、チラー４２と、冷却液回路４３とを含む。

冷媒回路４１は、冷却液回路４３を循環する冷媒（液相冷媒または気相冷媒）の温度を調整するための回路である。冷媒の流通方向を矢印で表す。冷媒回路４１は、たとえば一般的なヒートポンプシステムと同等の構成を有し、コンプレッサ７１と、コンデンサ７２と、膨張弁７３，７４と、エバポレータ７５とを含む。以下では車室内の冷房運転時を例に説明する。なお、冷媒回路４１および空調経路５０は、本開示に係る「空調装置」に相当する。

コンプレッサ７１は、冷媒回路４１を循環する気相冷媒を圧縮する。コンプレッサ７１により圧縮されて高温高圧となった気相冷媒はコンデンサ７２へと送られる。

コンデンサ７２は、コンプレッサ７１により圧縮されて高温高圧となった気相冷媒から熱を放出することによって気相冷媒を液相冷媒に凝縮する。

膨張弁７３は、コンデンサ７２により圧縮された高圧の液相冷媒を膨張させることによって液相冷媒を減圧する。膨張弁７３により減圧された液相冷媒はエバポレータ７５へと送られる。

膨張弁７４は、膨張弁７３と同様に、コンデンサ７２により圧縮された高圧の液相冷媒を膨張させることによって液相冷媒を減圧する。膨張弁７４により減圧された液相冷媒はチラー４２へと送られる。

エバポレータ７５は、エバポレータ７５に吹きつけられた空気と液状冷媒との間で熱交換する。これにより、エバポレータ７５に吹きつけられた空気の温度が調整（冷房運転時には冷却）される。液状冷媒は、周囲の空気の熱を吸収して気化することで気相冷媒へと変化する。この気相冷媒はコンプレッサ７１に戻る。なお、エバポレータ７５の暖房動作と冷却動作との切り替えは、コンプレッサ７１の出力方向の切り替えにより実現される。

チラー４２は、冷媒回路４１を循環する冷媒と、冷却液回路４３を循環する冷却液との間で熱交換を行う。より具体的には、膨張弁７４により減圧された液相冷媒がチラー４２内で蒸発することによって、冷却液回路４３を循環する冷却液から熱が奪われる。これにより、冷却液回路４３を循環する冷却液が冷却される。

冷却液回路４３は、冷却経路８と、ラジエータ９１と、リザーブタンク（Ｒ／Ｔ）９２と、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）９３と、オイルクーラ（Ｏ／Ｃ）９４と、ウォータポンプ９５と、五方弁９６とを含む。なお、冷却液回路４３は、本開示に係る「バッテリ冷却装置」に相当する。

冷却経路８は、冷却液の流通経路を構成する配管である。冷却液は、たとえば、エチレングリコールなどを含むＬＬＣ（Long Life Coolant）である。冷却液回路４３においてウォータポンプ９３，９５を駆動させると、ウォータポンプ９３，９５から供給された冷却液は、五方弁９６を介して電池パック２０、ＰＣＵ１３またはラジエータ９１等を通過した後、ウォータポンプ９３，９５へと戻る。これにより、冷却経路８内で冷却液が循環する。冷却液の循環方向を矢印で表す。冷却経路８は、第１経路８１～第５経路８５を含む。

第１経路８１は、五方弁９６とリザーブタンク９２との間を連結する。第１経路８１にはラジエータ９１が接続されている。

第２経路８２は、五方弁９６とリザーブタンク９２との間を連結する。第２経路８２にはラジエータ９１等の機器は接続されておらず、ラジエータ９１をバイパスするように構成されている。第１経路８１と第２経路８２とはリザーブタンク９２内で接続されている。

第３経路８３は、リザーブタンク９２への接続箇所の上流（手前）における第２経路８２と、五方弁９６との間を連結する。第３経路８３にはウォータポンプ９３、ＰＣＵ１３およびオイルクーラ９４が接続されている。

第４経路８４は、五方弁９６とリザーブタンク９２との間を連結する。第４経路８４には電気ヒータ２２およびバッテリ２１が接続されている。

第５経路８５は、リザーブタンク９２と五方弁９６との間を連結する。第５経路８５にはウォータポンプ９５およびチラー４２が接続されている。第４経路８４と第５経路８５とはリザーブタンク９２内で接続されている。

ラジエータ９１は、車両１の外気と冷却液との間で熱交換することにより冷却液を冷却する。リザーブタンク９２は、冷却経路８内の冷却液を貯留する。

ウォータポンプ９３は、電動ウォータポンプであって、ＥＣＵ１００からの制御指令に従って冷却液を吐出する。第３経路８３においてウォータポンプ９３よりも下流には、ＰＣＵ１３が接続されている。ウォータポンプ９３から吐出された冷却液によってＰＣＵ１３を冷却できる。

オイルクーラ９４は、第３経路８３においてＰＣＵ１３よりも下流に接続されている。図示しないが、オイルクーラ９４には電動オイルポンプ（ＥＯＰ：Electrical Oil Pump）が接続されている。オイルクーラ９４は、第３経路８３を流通する冷却液とオイルクーラ９４との間で熱交換することにより、走行ユニット１０のトランスアクスルを冷却する。

ウォータポンプ９５は、電動ウォータポンプであって、ＥＣＵ１００からの制御指令に従って冷却液を吐出する。ウォータポンプ９５が接続された第５経路８５の上流には第４経路８４が接続されている。ウォータポンプ９３を駆動することによって、第４経路８４に設けられた電気ヒータ２２およびバッテリ２１を冷却できる。

五方弁９６は、第３経路８３および第５経路８５のうちの少なくとも一方から入力された冷却液が第２経路８２、第４経路８４および第１経路８１のうちの少なくとも１つに出力されるように、ＥＣＵ１００からの制御指令に従って冷却経路８の接続を切替可能に構成されている。たとえば、第５経路８５から入力された冷却液が第４経路８４に出力されるように冷却経路８の接続を切り替えることで「電池冷却回路」（太い実線および矢印ＡＲ１参照）を形成できる。また、第３経路８３から入力された冷却液が第１経路８１に出力されるように冷却経路８の接続を切り替えることで「ラジエータ回路」（１点鎖線および矢印ＡＲ２参照）を形成できる。

以上のように、温度制御システム４０は、冷却液回路４３を流れる、バッテリ２１を冷却するための冷却液が、冷媒回路４１を流れる冷媒とチラー４２を介して熱交換することで冷却されるように構成されている。したがって、バッテリ２１の冷却量が空調動作による影響を受け得る。具体的には、車室内の冷房運転時などに冷媒の温度が低下し、冷却液の温度と冷媒の温度との間の温度差が小さくなると、バッテリ２１の冷却量が低下し得る。そこで、本実施の形態においては以下のようにすることで、バッテリ２１の冷却と空調動作（特にデフロスト機能）とを調和させる。なお、以下では、バッテリ２１の冷却量（単位：Ｗ）を「電池冷却量」とも称する。

＜電池冷却レベル＞
本実施の形態においてはバッテリ２１を冷却する必要度合いがレベル分けされている。以下、このレベルを「電池冷却レベル」と記載する。

図３は、本実施の形態における電池冷却レベルの概要を示す図である。図３に示すように、この例における電池冷却レベルは４段階以上に分けられている。電池冷却レベルが低いほど、車室内の空調がバッテリ２１の冷却よりも優先される。逆に、電池冷却レベルが高いほど、バッテリ２１の冷却が車室内の空調よりも優先される。

車両１の走行中に電池温度ＴＢが過度の高温に至った場合には、バッテリ２１を保護するためにバッテリ２１の充放電が禁止され、それにより車両１が走行不能になり得る。電池冷却レベルがα（αは２以上の自然数）以上の場合とは、そのような事態を避けるべく、バッテリ２１を緊急に冷却することが求められる状態に相当する。

電池冷却レベルがα以上の場合、ＥＣＵ１００は、図２に示した電池冷却回路（矢印ＡＲ１参照）が形成される一方で、ラジエータ回路（矢印ＡＲ２参照）は形成されないように、五方弁９６を制御する。さらに、電池冷却レベルがα以上の場合、ＥＣＵ１００は、電池冷却レベルがα未満のときに操作パネル６２により受け付けられたユーザ操作（いわゆるマニュアル操作）を解除する。そして、ＥＣＵ１００は、車室内の空調をユーザ操作に拘わらず制御（オート制御）する。

電池冷却レベルαにおいて、ＥＣＵ１００は、バッテリ２１を冷却するように冷却液回路４３を制御しつつ、冷媒回路４１を用いて車室内の空調を行うことも許容する。空調の動作モードは、フェイスモード、フットモードおよびデフロスタモードのいずれであってもよいし、これらのモードの組み合わせであってもよい。ただし、ＥＣＵ１００は、ユーザ操作に拘わらず、電池冷却レベルα未満と比べて車室内の空調量（単位：Ｗ）を抑制する。たとえば、ＥＣＵ１００は、ユーザが「空調（強）」を選択していたとしても「空調（弱）」へと切り替えることにより、冷却液回路４３において所定量を上回る電池冷却量（単位：Ｗ）が確保されるようにする。

電池冷却レベル（α＋１）において、デフロスタ要求がある場合には、デフロスタモードの空調量が確保され、ユーザに視界がクリアになることを優先する。一方、ＥＣＵ１００は、デフロスタ要求がない場合には、電池冷却量が最大になるように冷却液回路４３を制御する。電池冷却レベル（α＋１）では、空調の動作モードは、デフロスタモードに限定される。

電池冷却レベル（α＋２）において、ＥＣＵ１００は、冷媒回路４１を用いた車室内の空調を禁止する。すなわち、ＥＣＵ１００は、温度制御システム４０の運転をバッテリ２１の冷却に集中させる。これにより、最も大きな電池冷却量を確保することが可能になる。

以下、電池冷却レベルα～（α＋２）における温度調整制御について詳細に説明する。電池冷却レベルαにおいて電池温度ＴＢがＴ１２を上回ると、電池冷却レベルがαから（α＋１）または（α＋２）へと上昇する。電池冷却レベル（α＋１）または（α＋２）において電池温度ＴＢがＴ１１を下回ると、電池冷却レベルが（α＋１）または（α＋２）からαへと低下する。電池冷却レベル（α＋１）と電池冷却レベル（α＋２）との間の切り替えは車速Ｖに基づいて行われる。より具体的には、車両１の走行中には電池冷却レベル（α＋１）に設定され、車両１の停車中には電池冷却レベル（α＋２）に設定される。

図４は、電池冷却量および車室内の空調量を電池冷却レベルα～（α＋２）間で比較するための図である。デフロスタ要求ありの場合およびデフロスタ要求なしの場合のいずれの場合においても、電池冷却レベル（α＋２）での電池冷却量は、電池冷却レベル（α＋１）での電池冷却量以上である。一方、電池冷却レベル（α＋１）での電池冷却量は、デフロスタの有無に依存する。また、デフロスタ要求ありの場合の電池冷却レベル（α＋１）での空調量は、デフロスタ要件次第で変化し得る。デフロスタ要求あり、かつ、空調量が大きい場合などには、電池冷却レベル（α＋１）における電池冷却量が電池冷却レベルαにおける電池冷却量よりも小さくなり得る。デフロスタ要求があっても空調量が小さい場合などには、電池冷却レベル（α＋１）における電池冷却量が電池冷却レベルαにおける電池冷却量よりも大きくなり得る。

デフロスタ要求なしの場合、電池冷却レベル（α＋２）での空調量は、電池冷却レベル（α＋１）での空調量以下である。電池冷却レベル（α＋１）での空調量は、電池冷却レベルαでの空調量以下である。すなわち、デフロスタ要求なしの場合、電池冷却レベルが高いほど空調量は小さい。

ＥＣＵ１００が膨張弁７３，７４を制御することで、エバポレータ７５に送られる液相冷媒と、チラー４２に送られる液相冷媒との比率を調整することによって、電池冷却量および空調量を調整できる。電池冷却レベル（α＋２）の設定時には、ＥＣＵ１００は、液相冷媒がエバポレータ７５には送られないように膨張弁７３を閉弁できる。これにより、すべての液相冷媒がチラー４２へと送られるので、チラー４２での熱交換量を最大化でき、それにより電池冷却量を最大化できる。電池冷却レベル（α＋１）の設定時には、ＥＣＵ１００は、一部の液相冷媒のみがエバポレータ７５に送られ、大部分の液相冷媒がチラー４２に送られるように、膨張弁７３，７４を制御できる。これにより、デフロスタモードでの動作を可能にしつつチラー４２での熱交換量を大きくし、それにより最大ではないものの十分に大きな電池冷却量を確保できる。

このように、ＥＣＵ１００は、車両１の走行中には電池冷却レベル（α＋１）を設定することで、車室内のデフロスト機能（防湿機能）をオンにする。これにより、車両１のユーザ（ドライバ）の視認性を確保しつつ、大きな電池冷却量を確保できる。これに対し、ＥＣＵ１００は、車両１の停車中には視認性確保を考慮しなくてよいため、電池冷却レベル（α＋２）を設定することで、車室内のデフロスト機能をオフにする。これにより、電池冷却レベル（α＋１）設定時と比べて、一層大きな電池冷却量でバッテリ２１を冷却できる。

＜処理フロー＞
図５は、本実施の形態における温度調整制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば予め定められた周期毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。各ステップは、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理により実現されるが、ＥＣＵ１００内に配置されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

Ｓ１において、ＥＣＵ１００は、電池冷却レベルがαであるかどうかを判定する。現在の電池冷却レベルがαでない場合（Ｓ１においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンに戻す。電池冷却レベルがαである場合（Ｓ１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２に進める。

Ｓ２において、ＥＣＵ１００は、電池温度センサ２３から取得された電池温度ＴＢがＴ１２を超えているかどうかを判定する。電池温度ＴＢがＴ１２を超えている場合（Ｓ２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ３に進め、車速センサ１７から取得された車速Ｖが時速０ｋｍであるかどうかを判定する。

車速Ｖが時速０ｋｍでない場合（Ｓ３においてＮＯ）、すなわち車両１が走行中である場合、ＥＣＵ１００は、電池冷却レベルを（α＋１）に設定（維持または変更）する（Ｓ４）。そうすると、電池冷却レベルα設定時の値と電池冷却レベル（α＋２）設定時の値との間の電池冷却量が確保されつつ、車室内のデフロスト機能が発揮される。

また、ＥＣＵ１００は、車速センサ１７により検出される車速Ｖに代えてまたは加えて、シフトレンジおよびパーキングブレーキの動作を考慮してもよい。より具体的には、ＥＣＵ１００は、シフトレンジがパーキング（Ｐ）レンジであったり、パーキングブレーキがオンであったりする場合に車両１が停車中であると判定できる。また、ＥＣＵ１００は、シフトレンジがドライブ（Ｄ）レンジ等の走行レンジであったり、パーキングブレーキがオフであったりする場合に車両１が走行中であると判定できる。

Ｓ４またはＳ５の処理の終了後、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢがＴ１１未満であるかどうかを判定する（Ｓ６）。電池温度ＴＢがＴ１１以上である場合（Ｓ６においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ３に戻す。これにより、電池冷却レベルは（α＋１）または（α＋２）に維持される。一方、電池温度ＴＢがＴ１１未満である場合（Ｓ６においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、電池冷却レベルを（α＋１）または（α＋２）からαへと低下させる（Ｓ９）。これにより、電池冷却レベル（α＋１）または（α＋２）設定時と比べて電池冷却量は小さくなるが、デフロスタモード以外の動作モード（フェイスモードおよび／またはフットモード）での空調動作が可能になる。

電池冷却レベルαにおいて電池温度ＴＢがＴ１２以下である場合（Ｓ２においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ７に進め、電池温度ＴＢがＴ９未満であるかどうかを判定する。電池温度ＴＢがＴ９未満である場合（Ｓ７においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、電池冷却レベルをαから（α－１）へと低下させる（Ｓ８）。電池冷却レベル（α－１）では空調のマニュアル操作が可能になる。電池温度ＴＢがＴ９以上である場合（Ｓ７においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、電池冷却レベルをαに維持する（Ｓ９）。

以上のように、本実施の形態においては、車両１の走行時には電池冷却レベルが（α＋１）に設定される。これにより、フェイスモードまたはフットモードでの空調動作が禁止され、一定程度の電池冷却量を確保しつつ、デフロスタモードでの空調動作は許可されるので、車両１のユーザの視認性を確保できる。これに対し、車両１の停車時には電池冷却レベル（α＋２）に設定される。これにより、車室内の空調が全面的に停止されるので、電池冷却レベル（α＋１）の設定時と比べて、より大きな電池冷却量を確保できる。よって、本実施の形態によれば、バッテリ２１の冷却とデフロスト機能とを調和させることができる。

また、本実施の形態においては、電池冷却レベルαの設定時には、フェイスモードまたはフットモードでの空調動作が許可される。これにより、電池冷却レベル（α＋１），（α＋２）の設定時と比べて電池冷却量は小さくなるものの、車室内のユーザの快適性を向上させることができる。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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 車両、１０ 走行ユニット、１１，１２ モータジェネレータ、１３ ＰＣＵ、１４ エンジン、１５ 動力分割装置、１６ 駆動輪、１７ 車速センサ、２０ 電池パック、２１ バッテリ、２２ 電気ヒータ、２３ 電池温度センサ、３０ 充電ユニット、３１ インレット、３２ コンバータ、３３ 充電リレー、４０ 温度制御システム、４１ 冷媒回路、４２ チラー、４３ 冷却液回路、５０ 空調経路、５１ 内気取込口、５２ 外気取込口、５３ 内外気切替ドア、５４ ブロワ、５５ 吹出口、５５１ デフロスタ部、５５２ レジスタ部、５５３ 足元吹出部、６１ フロントガラス、６２ 操作パネル、７１ コンプレッサ、７２ コンデンサ、７３，７４ 膨張弁、７５ エバポレータ、８ 冷却経路、８１ 第１経路、８２ 第２経路、８３ 第３経路、８４ 第４経路、８５ 第５経路、９１ ラジエータ、９２ リザーブタンク、９３ ウォータポンプ、９４ オイルクーラ、９５ ウォータポンプ、９６ 五方弁、１００ ＥＣＵ、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ。

Claims (7)

1. 走行用のバッテリが搭載された車両であって、
   空調風が窓ガラスに向けて吹き出されるデフロスタモードを有し、冷凍サイクルにより車室内を空調するように構成された空調装置と、
   前記空調装置を流れる冷媒との熱交換により冷却される冷却液を用いて前記バッテリを冷却するように構成されたバッテリ冷却装置と、
   前記空調装置および前記バッテリ冷却装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記バッテリの温度が基準温度よりも高い場合に、
   前記車両の走行時には、前記バッテリ冷却装置を動作させつつ、前記デフロスタモードで動作するように前記空調装置を制御し、
   前記車両の停車時には、前記バッテリ冷却装置を動作させる一方で、前記空調装置を停止させる、車両。
2. 前記制御装置は、前記バッテリの温度が前記基準温度よりも高い場合、前記車両の走行時には前記バッテリ冷却装置による前記バッテリの冷却量を第１の冷却量に設定し、前記車両の停車時には前記バッテリ冷却装置による前記バッテリの冷却量を第２の冷却量に設定し、
   前記第２の冷却量は、前記第１の冷却量よりも大きい、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記バッテリの温度が前記基準温度よりも低い場合、前記バッテリ冷却装置による前記バッテリの冷却量を第３の冷却量に設定し、
   前記第１の冷却量は、前記第３の冷却量よりも大きい、請求項２に記載の車両。
4. 前記空調装置の運転モードを選択するユーザ操作を受け付ける操作パネルをさらに備え、
   前記制御装置は、前記バッテリの温度が前記基準温度よりも高い場合には、前記操作パネルにより受け付けられたユーザ操作に拘わらず前記空調装置を制御する、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記空調装置は、前記デフロスタモード以外の他の運転モードをさらに有し、
   前記制御装置は、前記バッテリの温度が前記基準温度よりも高い場合、前記デフロスタモードで前記空調装置を動作させる一方で、前記他の運転モードでの前記空調装置の動作を禁止する、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両。
6. 前記他の運転モードは、
   前記空調風がシートに座るユーザの顔または胸の位置に向けて吹き出されるフェイスモードと、
   前記空調風が前記ユーザの足元に向けて吹き出されるフットモードとを含み、
   前記制御装置は、前記バッテリの温度が前記基準温度よりも低い場合、前記デフロスタモードに加えて、前記フェイスモードまたは前記フットモードでの前記空調装置の動作を許容する、請求項５に記載の車両。
7. 走行用のバッテリが搭載された車両の制御方法であって、
   前記車両は、
   空調風が窓ガラスに向けて吹き出されるデフロスタモードを有し、冷凍サイクルにより車室内を空調するように構成された空調装置と、
   前記空調装置を流れる冷媒との熱交換により冷却される冷却液を用いて前記バッテリを冷却するように構成されたバッテリ冷却装置とを備え、
   前記制御方法は、前記バッテリの温度が基準温度よりも高い場合に、
   前記車両の走行時に、前記バッテリ冷却装置を動作させつつ、前記空調装置を前記デフロスタモードで動作させるステップと、
   前記車両の停車時に、前記バッテリ冷却装置を動作させる一方で、前記空調装置を停止させるステップとを含む、車両の制御方法。
   

Images