WO2009020217A1

WO2009020217A1 - 蓄電装置を搭載する車両および蓄電装置の温度制御方法

Info

Publication number: WO2009020217A1
Application number: PCT/JP2008/064375
Authority: WO
Inventors: Takahide Iida; Masatoshi Takahara; Keisuke Kimura
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha; Aisin Aw Co., Ltd.
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2009-02-12
Also published as: CN101778732A; JP4228086B1; EP2177389A4; US20100324765A1; JP2009044887A; EP2177389B1; EP2177389A1; CN101778732B; US8417403B2

Abstract

車両（１）は、充放電可能な蓄電装置であるバッテリ（Ｂ）と、バッテリ（Ｂ）から電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部として動作する昇圧ユニット（３２）、インバータ（３６）およびモータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）と、バッテリ（Ｂ）に車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部（３７）と、バッテリ（Ｂ）に関連する制御を行なう制御装置（１４）とを備える。制御装置（１４）は、目的地がバッテリ（Ｂ）に車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行ない、目的地が充電可能地である場合には、目的地に到着時にバッテリ（Ｂ）の温度が充電効率の良い温度となるようにバッテリ（Ｂ）に関連する制御を行なう。

Description

明細書蓄電装置を搭載する車両および蓄電装置の温度制御方法技術分野

この発明は、車両に関し、特に車両外部から充電が可能な蓄電装置を搭載する車両および蓄電装置の温度制御方法に関する。背景技術

近年、環境にやさしい車両として、駆動装置としてモータを搭載しそのモータを駆動する電力を供給するバッテリを搭載する電気自動車やハイプリッド車両等が注目を浴びている。このようなハイブリッド車両等に関し、特開 2 0 0 6— 1 3 9 9 6 3号公報は、バッテリの温度を適正な温度範囲に保持することができるバッテリ冷却装置を開示する。

このバッテリ冷却装置は、車両に搭載された高電圧バッテリを冷却する冷却フアンと、車両の走行経路を設定すると共に、設定された走行経路に関する道路情報及び道路交通情報を取得するカーナビゲーションシステムと、高電圧バッテリの温度を検出する温度センサと、バッテリ温度、道路情報、及び道路交通情報に基づいて、走行経路を走行した場合における高電圧バッテリの温度を予測すると共に、バッテリ予測温度が所定温度 T m a X以上になると予測された場合に冷却ファンを駆動する E C Uとを備える。

近年、ハイブリッド自動車においても、外部からバッテリに充電を可能にすることが検討されている。外部から充電を可能にすることにより、自宅等で夜間に充電を行なうようにすれば、燃料補給のためにガソリンスタンドに行く回数を減らすことができる。また、車両からの排気ガスを減少させることができる。さらには、深夜電力等の利用により走行コストを低減させることも考えられる。このような外部充電可能な車両であっても、搭載できるバッテリ容量には限りがあるので、目的地が充電可能な場所であるならば目的地に着いたらすぐに充電を開始したい場合も多い。し力し、バッテリは充電に適する温度範囲がある。目的地に到着したときにバッテリの温度が充電に適する温度になっているとは限らない。その場合には、充電効率が悪化してしまう。発明の開示

この発明の目的は、外部からの蓄電装置への充電が速やかに効率よく開始できる車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両であって、充放電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部と、蓄電装置に車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部と、蓄電装置に関連する制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、目的地が蓄電装置に車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行ない、目的地が充電可能地である場合には、目的地に到着時に蓄電装置の温度が充電効率の良い温度となるように蓄電装置に関連する制御を行なう。

好ましくは、制御装置は、目的地が充電可能地でない場合には、走行中に蓄電装置の温度が所定の上限温度を超えないように蓄電装置に関連する制御を行なう。好ましくは、制御装置は、目的地を入力する入力手段と、目的地が充電可能地か否かを判断する判断手段と、現在の蓄電装置の温度を検出する検出手段と、車両が入力された目的地に到着したときの蓄電装置の温度に影響を与える参考情報を取得する取得手段と、現在の蓄電装置の温度と参考情報とに基づいて、目的地に到着した時の蓄電装置の温度を予測する予測手段と、蓄電装置の温度を制御する温度制御手段と、目的地が充電可能地である場合に、検出された蓄電装置の温度に基づき、予測された目的地到着時の蓄電装置の温度が充電効率のよい温度となるように車両の走行中の蓄電装置の温度の中間目標温度を設定し、蓄電装置の温度が中間目標温度となるように温度制御手段を制御して走行中の蓄電装置の温度を管理する温度管理手段とを備える。

より好ましくは、車両は、車両を駆動可能な、蓄電装置とは異なる動力源をさらに備える。温度制御手段は、動力源の使用頻度と蓄電装置の充放電とを制御することにより蓄電装置の温度を制御する。

より好ましくは、温度制御手段は、蓄電装置を冷却する冷却手段を含む。より好ましくは、温度制御手段は、蓄電装置を加熱する加熱手段を含む。より好ましくは、車両は、現在の車両位置が入力された目的地付近か否かを判断する手段をさらに備え、温度管理手段は、目的地が充電可能地であって、かつ現在車両の位置が目的地付近であると判断された場合に、予測された目的地到着時の蓄電装置の温度が充電効率のよい温度となるように中間目標温度を定めることを開始する。

さらに好ましくは、温度管理手段は、車両の現在位置が目的地付近でないと判断された場合には、蓄電装置の温度が所定の上限温度を超えないように温度制御手段を制御し、車両の現在位置が目的地付近であると判断された場合には、目的地到着時の蓄電装置の温度が充電効率の良い温度となるように温度制御手段を制御する。

この発明は、他の局面では、充放電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部と、蓄電装置に車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部とを含む車両における蓄電装置の温度制御方法であって、目的地が蓄電装置に車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行なうステップと、目的地が充電可能地である場合には、目的地に到着時に蓄電装置の温度が充電効率の良い温度となるように蓄電装置に関連する制御を行なうステップとを備える。

好ましくは、制御を行なうステップは、目的地が充電可能地でない場合には、走行中に蓄電装置の温度が所定の上限温度を超えないように蓄電装置に関連する制御を行なう。

好ましくは、温度制御方法は、目的地を入力するステップと、現在の蓄電装置の温度を検出するステップと、車両が入力された目的地に到着したときの蓄電装置の温度に影響を与える参考情報を取得するステップと、現在の蓄電装置の温度と参考情報とに基づいて、目的地に到着した時の蓄電装置の温度を予測するステップとをさらに備える。制御を行なうステップは、目的地が充電可能地である場合に、検出された蓄電装置の温度に基づき、予測された目的地到着時の蓄電装置の温度が充電効率のよい温度となるように車両の走行中の蓄電装置の温度の中間目標温度を設定し、蓄電装置の温度が中間目標温度となるように温度制御手段を制御して走行中の蓄電装置の温度を管理する。

本発明によれば、目的地に到着したときに、外部からの蓄電装置の充電が速やかに効率よく開始できる。図面の簡単な説明

図 1は、本実施の形態のハイプリッド車両 1の主たる構成を示す図である。図 2は、図 1の制御装置 1 4の機能ブロックと関連する周辺装置を示した図である。

図 3は、制御装置 1 4としてコンピュータ 1 0 0を用いた場合の一般的な構成を示した図である。

図 4は、ハイブリッ 'ド車両のバッテリの温度管理について説明するための図である。

図 5は、バッテリ寿命と温度との関係を説明するための図である。

図 6は、通常のハイブリッド車の走行パターンを概略的に示した図である。図 7は、外部充電可能なハイブリッド車の走行パターンを概略的に示した図である。

図 8は、ノくッテリ温度と充電受入効率との関係を示した図である。

図 9は、制御装置 1 4が実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。図 1 0は、図 9におけるステップ S 8の処理の詳細を示したフローチャートである。

図 1 1は、実施の形態 1の制御が実行されたときのバッテリ温度の推移の一例を示した図である。

図 1 2は、目的地と出発地での環境が異なる例を説明するための図である。図 1 3は、実施の形態 2で実行されるバッテリの温度管理制御を説明するためのフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

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、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返さない。 [実施の形態 1 ]

図 1は、本実施の形態のハイブリッド車両 1の主たる構成を示す図である。ハイブリツド車両 1は、エンジンとモータとを走行に併用する車両である。

図 1を参照して、ハイブリッド車両 1は、前輪 2 O R , 2 0 Lと、後輪 2 2 R ,

2 2 Lと、エンジン 2と、プラネタリギヤ 1 6と、デフアレンシャルギヤ 1 8と、ギヤ 4， 6とを含む。

ハイブリッド車両 1は、さらに、車両後方に配置されるバッテリ Bと、バッテリ Bの出力する直流電力を昇圧する昇圧ュニット 3 2と、昇圧ュニット 3 2との間で直流電力を授受するインバータ 3 6と、プラネタリギヤ 1 6を介してェンジン 2と結合され主として発電を行なうモータジェネレータ MG 1と、回転軸がプラネタリギヤ 1 6に接続されるモータジェネレータ MG 2とを含む。ィンバータ

3 6はモータジェネレータ MG 1， MG 2に接続され、交流電力と昇圧ユニット 3 2からの直流電力との変換を行なう。

プラネタリギヤ 1 6は、第 1〜第 3の回転軸を有する。第 1の回転軸はェンジン 2に接続され第 2の回転軸はモータジエネレータ MG 1に接続され第 3の回転軸はモータジェネレータ MG 2に接続される。

この第 3の回転軸にはギヤ 4が取付けられ、このギヤ 4はギヤ 6を駆動することによりデフアレンシャルギヤ 1 8に動力を伝達する。デフアレンシャルギヤ 1 8はギヤ 6から受ける動力を前輪 2 0 R， 2 0 Lに伝達するとともに、ギヤ 6 , 4を介して前輪 2 0 R , 2 0 Lの回転カをプラネタリギヤの第 3の回転軸に伝達する。

プラネタリギヤ 1 6は、エンジン 2，モータジェネレータ MG 1 , MG 2の間で動力を分割する役割を果たす。すなわちブラネタリギヤ 1 6の 3つの回転軸のうち 2つの回転軸の回転が定まれば、残る 1つの回転軸の回転は強制的に決定される。したがって、エンジン 2を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジエネレータ MG 1の発電量を制御してモータジエネレータ MG 2を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率の良い自動車を実現している。

なお、モータジェネレータ MG 2の回転を減速してプラネタリギヤ 1 6に伝達する減速ギヤを設けても良く、その減速ギヤの減速比を変更可能にした変速ギヤを設けても良い。

直流電源であるバッテリ Bは、たとえばニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池を含み、直流電力を昇圧ユニット 3 2に供給するとともに、昇圧ュニット 3 2からの直流電力によって充電される。

昇圧ュニット 3 2は、バッテリ Bから受ける直流電圧を昇圧してその昇圧された直流電圧をィンバータ 3 6に供給する。ィンバータ 3 6は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータ MG 1を駆動制御する。また、エンジン始動後には、モータジェネレータ MG 1が発電した交流電力はインバータ 3 6によって直流に変換され、昇圧ユニット 3 2によってバッテリ Bの充電に適切な電圧に変換されてバッテリ Bが充電される。

また、インバータ 3 6はモータジェネレータ MG 2を駆動する。モータジエネレ一タ MG 2はエンジン 2を捕助して前輪 2 O R , 2 O Lを駆動する。制動時には、モータジェネレータは回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気工ネルギに変換する。得られた電気工ネルギは、インバータ 3 6および昇圧ュニット 3 2を経由してバッテリ Bに戻される。バッテリ Bは組電池であり、直列に接続された複数の電池ュニット B 0〜B nを含む。昇圧ュニット 3 2とノくッテリ Bとの間にはシステムメインリレー 2 8 , 3 0が設けられ、車両非運転時には高電圧が遮断される。

ハイブリッド車両 1は、さらに、車両外部の電源 3 9から交流電力を受け、これを整流するとともに昇圧する事でバッテリ Bに充電を行なう充電器 3 8と、充電器 3 8に外部から電源を結合する結合部 3 7とを含む。結合部 3 7は、外部から電源ブラグを接続することができるコネクタのようなものであっても良いし、また電磁誘導等により非接触で電力を授受可能な装置であつても良い。

ハイブリッド車両 1は、さらに、制御装置 1 4を含む。制御装置 1 4は、運転者の指示および車両に取付けられた各種センサからの出力に応じて、エンジン 2，インバータ 3 6，昇圧ユニット 3 2、システムメインリレー 2 8 , 3 0、および充電器 3 8の制御を行なう。

このように、車両 1は、充放電可能な蓄電装置であるバッテリ Bと、バッテリ Bから電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部として動作する昇圧ュニット 3 2、インバータ 3 6およびモータジェネレータ MG 1， MG 2と、ノッテリ Bに車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部 3 7と、バッテリ Bに関連する制御を行なう制御装置 1 4とを備える。制御装置 1 4は、目的地がバッテリ Bに車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行ない、目的地が充電可能地である場合には、目的地に到着時にバッテリ Bが充電に適する温度となるようにバッテリ Bに関連する制御を行なう。好ましくは、制御装置 1 4は、目的地が充電可能地でない場合には、走行中にバッテリ Bの温度が所定の上限温度を超えないようにバッテリ Bに関連する制御を行なう。

ここで、バッテリ Bに関連する制御とは、たとえば、バッテリ Bの充放電制御や、エンジンのパワーとバッテリからのパワーとの使用比率を決定する制御や、バッテリ Bを冷却するファン等の冷却装置の制御や、バッテリ Bを昇温させるヒータ等の加熱装置の制御等を含む。

図 2は、図 1の制御装置 1 4の機能プロックと関連する周辺装置を示した図である。なお、この制御装置 1 4は、ソフトウェアでもハードウェアでも実現が可能である。

図 2を参照して、制御装置 1 4は、ハイブリッド制御部 6 2と、ナピゲーション制御部 6 4と、バッテリ制御部 6 6と、エンジン制御部 6 8とを含む。

バッテリ制御部 6 6は、バッテリ Bの充電状態 S 0 Cをバッテリ Bの充放電電流の積算などにより求めてこれをハイプリッド制御部 6 2に送信する。

エンジン制御部 6 8は、エンジン 2のスロットノレ制御を行なうとともに、ェンジン 2のエンジン回転数 N eを検出してハイブリッド制御部 6 2に送信する。ナビゲーシヨン制御部 6 4は、タツチディスプレイを含む表示部 4 8から乗員によって設定された目的地の情報を得る。このとき、表示部 4 8は目的地を入力する入力部として動作する。またナビゲーシヨン制御部 6 4は、 G P Sアンテナ 5 0およびジャイロセンサ 5 2を用いて車両の現在位置を把握し、その現在位置を道路地図データに重ねて表示部 4 8に表示する。さらにナビゲーシヨン制御部 6 4は、現在位置から目的地までの走行経路を探索して表示するナビグーション動作を行なう。

ハイブリッド制御部 6 2は、アクセルポジションセンサ 4 2の出力信号 A c c と車速センサで検出された車速 Vとに基づいて、運転者の要求する出力（要求パヮー）を算出する。ハイブリッド制御部 6 2は、この運転者の要求パワーに加え、バッテリ Bの充電状態 S O Cを考慮して必要な駆動力（トータルパワー）を算出し、エンジンに要求する回転数とエンジンに要求するパワーとをさらに算出する。ハイブリッド制御部 6 2は、エンジン制御部 6 8に要求回転数と要求パワーとを送信し、エンジン制御部 6 8にエンジン 2のスロットル制御を行なわせる。ハイプリッド制御部 6 2は、走行状態に応じた運転者要求トルクを算出し、ィンバ一タ 3 6にモータジェネレータ MG 2を駆動させるとともに、必要に応じてモータジェネレータ MG 1に発電を行なわせる。

エンジン 2の駆動力は、車輪を直接駆動する分とモータジェネレータ MG 1を駆動する分とに分配される。モータジェネレータ MG 2の駆動力とエンジンの直接駆動分との合計が車両の駆動力となる。

さらに、この車両には図示しない E V優先スィッチが設けられている。運転者がこの E V優先スィツチを押すとエンジンの作動が制限される。これにより車両の走行モードは、モータジェネレータ MG 2の駆動力のみで走行する E V走行モ —ドに設定される。深夜、早朝の住宅密集地での低騒音化や屋内駐車場、車庫内での排気ガス低減化のために、 E V走行モードは適している。なお、これに対して、エンジンの使用が許可されている通常の走行モードを H V走行モードと呼ぶことにする。すなわち、複数の走行モードは、内燃機関の運転が許可される H V 走行モードと、内燃機関を停止させてモータを用いて走行する E V走行モードとを含む。

E V走行モードは、 1 ) E V優先スィッチをオフにする、 2 ) バッテリの充電状態 S O Cが所定値よりも低下する、 3 ) 車速が所定値以上となる、 4 ) ァクセル開度が規定値以上となる、といういずれかの条件が成立すると自動的に解除される。

ナビゲーション制御部 6 4は、この E V優先スィツチのオン/オフに代わる信号をハイプリッド制御部 6 2に対して出力する。外部充電を実行した直後には、原則として E V優先スィツチのオンに代わる信号がハイプリッド制御部 6 2の内部で設定され、外部から充電した電力がェンジン 2の燃料に優先して使用される。ナビゲーション制御部 6 4は、乗員の操作に基づいて目的地を設定する設定処理を行ない、起点から目的地までの走行経路を設定する探索処理を行なう。

そしてナビゲーション制御部 6 4は、探索した走行経路を分割し、分割された走行経路の各区間にいずれかの走行モードを対応付ける処理を行なう。そしてこの対応付けを行なつた後の走行経路の走行パターンに基づいて、バッテリの温度変化を予測する。

ナビゲーシヨン制御部 6 4に対して、車両外部から目的地、走行経路、分割された各区間および各区間に対応付けられた走行モ^ドを含む情報を読み込む読込部としてメモリカードインタフェース 5 6が設けられている。メモリカード 5 4 に図示しないパーソナルコンピュータで作成したデータを予め記憶させておき、メモリカードインタフェース 5 6を介してこのデータをナビゲーション制御部 6 4に読み込ませることができる。これにより、車両を走行させる制御装置 1 4は、予め用意したそのデータに基づいて車両を走行させることも可能に構成される。ナビグーション制御部 6 4は、起点から目的地までの走行経路を複数の走行モードの各々に適する区間に分割する。たとえば、道路の周辺環境、傾斜、カーブの有無、信号の有無などに応じて E V走行モード、 H V走行モードのいずれかが選択される。なお、レンジ切換可能な変速機を有する車両では、このような走行モードの設定に加え、レンジの切換を行なっても良い。

そして、各区間の走行モードの決定が行なわれた後には、決定された走行経路の走行パターンに対応してバッテリで発生する熱とバッテリからの放熱とのあいだの熱収支を計算し、目的地におけるバッテリ温度を予測し、このバッテリ温度が充電に適する温度範囲内にあるか否かを確認する。もし、予測したバッテリ温度が高すぎる場合には、各区間の走行モードを見直したり、バッテリからの放熱量を増大させるようにバッテリ温度制御装置（たとえば冷却ファン 'エアコン 4 5等の冷却装置やヒータ 4 6等の加熱装置）を作動または停止させるように制御を行なったりすることによって、目的地到着時においてバッテリ温度が充電に適する温度範囲内になるように走行パターンやバッテリ温度制御装置の作動パターンを決定する。

なお、バッテリ温度に関連する情報として、例えば、外気温センサ 49で測定した外気温が上げられるが、他にも、 V I C S (Vehicle Information and Communication System) 等の情報サービスによって目的地の気温や天気等を配信しその情報を取得して、目的地におけるバッテリ温度の予測に用いても良い。以上図 2で説明した制御装置 14は、コンピュータを用いてソフトウェアで実現することも可能である。

図 3は、制御装置 14としてコンピュータ 100を用いた場合の一般的な構成を示した図である。

図 3を参照して、コンピュータ 100は、 CPU180と、 A/D変換器 18 1と、 ROM182と、 RAM183と、インターフェース部 184とを含む。

AZD変換器 18 1は、各種センサの出力等のアナログ信号 A I Nをディジタノレ信号に変換して C PU 180に出力する。また CPU 180はデータバスゃァドレスバス等のバス 186で ROM182と、 RAMI 83と、インターフエ一ス部 184とに接続されデータ授受を行なう。

ROM182は、たとえば CPU 180で実行されるプログラムや参照されるマップ等のデータが格納されている。 RAMI 83は、たとえば CPU 180がデータ処理を行なう場合の作業領域であり、各種変数等のデータを一時的に記憶する。

インターフェース部 1 8 4は、たとえば他の E CU (Electric Control Unit) との通信を行なったり、 ROM182として電気的に書換可能なフラッシュメモリ等を使用した場合の書換データの入力などを行なったり、メモリカードや CD— ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体からのデータ信号 S I Gの読込みを行なったりする。

なお、 CPU 180は、入出力ポートからデータ入力信号 D I Nやデータ出力信号 DOUTを授受する。

制御装置 14は、このような構成に限られるものでなく、複数の CPUを含んで実現されるものであっても良い。また、図 2のハイブリッド制御部 62、ナビゲーション制御部 64、バッテリ制御部 66、エンジン制御部 68の各々が図 3 のような構成を有するものであっても良い。

[バッテリの温度管理]

図 4は、ハイブリッド車両のバッテリの温度管理について説明するための図である。図 4において、横軸はバッテリ温度 T (°C) を示し、縦軸はバッテリが出力可能な電池容量（A h ) の上限値を示す。

図 5は、バッテリ寿命と温度との関係を説明するための図である。図 5において、横軸は時間（年）を示し、縦軸はバッテリが出力可能な電池容量を示す。図 4の温度 T 1では、バッテリの性能によって定まる電池容量が出力可能なのに対し、温度 T 2では、使用が制限される。そして、温度 T 3においてはバッテリの充放電が禁止されてしまう。これは、図 5に示すように、温度 T 1において充放電をおこなった場合には 1 0年程度経過してもバッテリの性能があまり劣化しないのに対して、温度 T 2では劣化が進むので使用を制限するものである。さらに温度 T 3では、充放電をおこなった場合には激しくバッテリ性能が劣化するので温度 T 3ではバッテリ寿命の保護のため、バッテリに対する充放電を禁止する。

したがって、図 4に示すようなバッテリの温度と使用の管理が通常は実行されている。

次に、通常のハイプリッド自動車の走行パターンと外部充電を可能としたハイプリッド自動車の走行パターンとの比較を行なう。

図 6は、通常のハイブリッド車の走行パターンを概略的に示した図である。図 7は、外部充電可能なハイプリッド車の走行パターンを概略的に示した図である。

図 6および図 7において、横軸は時間を示し、縦軸はバッテリの充電状態（S O C ： State Of Charge, 残存容量ともいう）を示す。図 6に示すように、通常のハイブリッド車は、バッテリの S O Cが下限値 S O C 1と上限値 S O C 2との間に制御が行なわれる。 S O Cが低下し下限値 S O C 1に近づくと、図 1のェンジン 2の動力によってモータジェネレータ MG 1で発電が行なわれ、バッテリ B に充電が行なわれるので、バッテリ Bの S O Cは上昇し、下限値 S O C 1から遠ざかる。逆に、減速時や下り坂などで回生が行なわれると、バッテリ Bに充電が行なわれバッテリ Bの SOCは上昇し上限値 SOC 2に近づく。すると、回生が禁止されたり、エンジン 2を停止させたりといったような、バッテリ Bに充電が行なわれないようする制御が実行され、バッテリ Bパワーは積極的にモータジエネレータ MG2等で消費される。この結果バッテリ Bの SOCは下降し、上限値 SOC 2から遠ざかる。

これに対して、外部充電が可能に構成されたハイブリッド車は、通常のハイブリッド車よりも大容量のバッテリが搭載され、バッテリのみで走行可能な距離が長くなつている。そして、外部充電により充電された電力をガソリン等の内燃機関の燃料よりも優先して使用させたい。

そこで、図 7に示すように、充電直後の SO Cが 100%に近い状態から時刻 t pまでは EV走行を行ない、原則としてエンジンを停止させた状態の走行が行なわれる。そして時刻 t pにおいて、 SOCがある程度低下すると、エンジンの運転が許可され、通常の HV走行が行なわれる。 HV走行では、 SOCが上限値 SOC4と下限値 S O C 3の間に来るように、図 6の場合と同様な制御が行なわれる。

し力し、上記の図 6、図 7で説明したような制御をしていては、必ずしも目的地に到着した時点からすぐに効率よく外部充電を行なうことができるとは限らなレ、。

図 8は、バッテリ温度と充電受入効率との関係を示した図である。

図 8に示すように温度があまり低すぎたり（たとえば一 30°C) 、逆にあまり高すぎたり（たとえば、 80°C) すると、充電受入効率が低くなり効率のよい外部からの充電ができない。充電受入効率が最高となる温度 Tp e a k周辺の温度 T c 1 ~T c uの間で外部充電ができることが望ましい。

図 9は、制御装置 14が実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。このフローチヤ一トの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼出されて実行される。

図 9を参照して、まず処理が開始されると、ステップ S 1において車両走行の目的地の設定入力の受付処理が行なわれる。操作者は、車両において操作を行なう場合は図 2の表示部 4 8にあるタツチディスプレイを操作することにより目的地を設定する。

続いて、ステップ S 2において、車両の現在位置（または自宅の位置）から目的地までの走行経路の探索が行なわれる。そして、ステップ S 3において探索された走行経路を画面上に表示する処理が行なわれる。

ステップ S 4において、走行経路を確定させる入力待ちの状態となる。走行経路を確定させる入力は、たとえば、タツチパネル上に表示された「案内開始」ボタンが押されることであっても良い。また、「再探索」ボタンが押されること無く無操作で一定時間が経過した場合に確定とするのであっても良い。ステップ S 4において再探索の要求があった場合には、ステップ S 4からステップ S 2に処理が戻る。その際に、通過地点などを設定するステップが設けられても良い。ステップ S 4において走行経路が確定したと判断された場合にはステップ S 5 に処理が進む。

ステップ S 5では、目的地が設定されていて、かつ目的地に近づいたか否かが判断される。目的地に近づいたか否かは、たとえば、距離や到着時刻までの時間等に基づいて判断することができる。そしてステップ S 5で Y E Sと判断された場合には、さらにステップ S 6において目的地が充電可能地に該当するか否かが判断される。充電可能地は、たとえば充電するための電源を使用することができる自宅、勤務地の駐車場、会社の駐車場等の場所であり、予め操作者がカーナビゲーシヨンシステムに充電可能地として登録しておく。

ステップ S 5またはステップ S 6で N Oと判断された場合には、目的地において外部充電が行なわれないので、ステップ S 7に処理が進み図 4および図 7において説明したバッテリ劣化防止のためのバッテリ温度管理が実行される。通常は、所定の上限値を超えないように充放電を禁止したりバッテリの冷却が行なわれたりする。

一方、ステップ S 5で Y E Sと判断され、かつステップ S 6でも Y E Sと判断された場合には、目的地において外部充電が行なわれる場合であるので、ステツプ S 8に処理が進み、目的地に到着したときにバッテリ Bの温度がちょうど図 8 で説明した充電に適するバッテリ温度範囲 T c l〜T c uに入るようにバッテリの温度管理が行なわれる。

ステップ S 7または S 8の処理が実行された後にはステップ S 9において制御はメィンルーチンに移される。

図 1 0は、図 9におけるステップ S 8の処理の詳細を示したフローチャートである。

図 1 0を参照して、処理が開始されると、ステップ S 2 1において走行パターンの予測が実行される。走行パターンの予測とは、たとえば、図 9のステップ S

4において確定した走行経路を分割し、分割された走行経路の各区間にいずれかの走行モードを対応付ける処理を行なったり、道路の傾斜や制限車速などにもとづいてモータが高負荷で運転されるのか軽負荷で運転されるのかを予測したりすることである。そしてこの対応付けを行なった後の走行経路の走行パターンに基づいて、以降バッテリの温度変化を予測する。

まず、ステップ S 2 2において、目的地までのバッテリ充放電電流の予測が行なわれる。この充放電電流は、ステップ S 2 1で予測された走行パターンに基づいて行なわれる。続いてステップ S 2 3においては、バッテリでの発熱量が算出される。モータが軽負荷か高負荷かによつて流れる電流が異なってくるので、この電流値に基づいて発熱量が設定される。発熱量は、基本的にはバッテリの内部抵抗と電流の 2乗の積から算出される。

さらにステップ S 2 4においては、図 2のバッテリ温度センサ 4 7において、バッテリ Bの現在の温度が測定される。さらに、ステップ S 2 5において、バッテリ温度に影響をあたえるパラメータの一つである外気の温度が測定される。外気温は、図 2の外気温センサ 4 9において測定される。

そして、ステップ S 2 6では、発熱量、バッテリ温度、外気温に基づいて、目的地到着時のバッテリ温度を予測する。このような予測は、たとえば、実験データに基づいて、発熱量、バッテリ温度、外気温および到着までの時間を入力値とし、出力値を予測温度とするマップを作成しておくことにより実現することがでさる。

そしてステップ S 2 7において、目的地でのバッテリ温度が図 8で説明した充電に適する温度範囲に入るか否かが判断される。ステップ S 2 7において、目的地でのバッテリ温度が充電適温である場合には、ステップ S 3 1に処理が進み、制御は図 9のフローチャートに移される。

一方ステップ S 2 7において、目的地でのバッテリ温度が適温範囲内に入らない場合には、ステップ S 2 8に処理が進む。ステップ S 2 8では、目的地でのバッテリ温度が充電適温範囲に入るようになる中間目標温度を設定する。言い換えると、「中間目標温度」は、目的地での目標温度を達成するための現在（現時点）での目標温度である。そしてステップ S 2 9において、設定した中間目標温度にバッテリ温度が近づくように走行パターンの変更が行なわれる。たとえば、中間目標温度が現在のバッテリ温度よりも高い場合には、エンジンを停止してバッテリに蓄積された電力を積極的に使用しバッテリが発熱するように制御が行なわれる。逆に、中間目標温度が現在のバッテリ温度よりも低い場合には、ェンジンを運転してバッテリの電力をあまり使用しないようにしてバッテリの発熱を抑制する。

そして、ステップ S 3 0では、冷却装置または加熱装置の運転状態の調節が行なわれる。冷却装置としては、たとえば、バッテリを冷却するためのファンゃバッテリが車室におかれている場合は、車室内の温度を調節することができるエアコン等を用いることができる。また加熱装置としては、同じくエアコンや、ヒータ等を用いることができる。なお、ステップ S 2 9の走行パターンの変更で十分な場合にはステップ S 3 0の処理を行なわなくてもよい。

ステップ S 3 0の処理が終了するとステップ S 3 1において制御は図 9のフロ一チヤ一トに戻される。

図 1 1を参照して、時刻 t O ~ t 1においては、 E V走行が行なわれバッテリの S O Cは 1 0 0 %から次第に低下していく。この間は、まだ目的地に近づいていないので、バッテリ劣化防止のための温度管理が実行されている。このとき、バッテリ温度のガード温度（上限値）は T m a Xに設定されている。

時刻 t 1において、到着時刻まで所定時間内となった場合または目的地までの距離が所定距離以内になった場合には、目的地に近づいてきたと制御装置が判断し、走行モードを E Vモードから HVモードに切換える。 H Vモードでは、 S O Cは、増減を繰り返し全体としては所定範囲に納まるように管理される。そして、バッテリ温度の上限値は T c uに、下限値は T c 1に設定され、目的地到着時にはバッテリ温度が充電適温になっている。

以上説明したように、実施の形態 1によれば、外部充電可能な車両が目的地に到着したときに直ちに効率の良い充電を開始することが可能となる。

[実施の形態 2 ]

実施の形態 1においては、バッテリの温度に影響を与える要因として、外気温センサで測定した外気温を考慮した。しかし、離れた目的地において、外気温が出発地とは著しく異なる場合も考えられる。また、他の要因として、目的地近辺での天気、標高、時刻もバッテリの温度に影響を与える。

図 1 2は、目的地と出発地での環境が異なる例を説明するための図である。図 1 2を参照して、出発地は天候が晴れ、気温 3 0 °Cであるが、目的地が山沿いの地方であるときは、天候が大きく違う場合も考えられる。図 1 2では、目的地は天候が雨、気温 1 5 °Cとなっている。バッテリの温度制御を行なうためには、このような天候や気温の違いを車両の外気温センサで検出するのでは遅い場合も考えられる。目的地での気温等の電池の温度に影響を与える参考情報を前もって取得しておくことが望ましい。

現状では、道路の混雑情報は V I C Sなどの情報提供サービスから取得することができる。目的地での天候や気温についても、同様に情報提供サービスによつて配信し、車両において取得することは可能である。

図 1 3は、実施の形態 2で実行されるバッテリの温度管理制御を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 3のフローチヤ一トの処理は、実施の形態 1において説明した図 1 0の処理においてステップ S 2 5、 S 2 6に代えてステップ S 2 5 A， S 2 6 Aが実行される点が図 1 0の処理と異なる。他の部分については、図 1 0で説明しているので説明は繰返さない。

実施の形態 2においては、制御装置 1 4は、ステップ S 2 5 Aにおいて、到着予想時刻における目的地の天気や気温の予報を取得する。この情報の取得は、 V I C sのような無線で情報を提供するサービスを利用すると良い。

そしてステップ S 2 6 Aでは、発熱量、バッテリ温度、目的地での気温予報情報に基づいて目的地に到着時のバッテリ温度の予測が行なわれる。そして、ステップ S 2 7以降は、図 1 0と同様な処理が行なわれる。

実施の形態 2では、出発地と目的地が離れており、天候が異なる可能性のある場合に、バッテリ温度の予測の精度を向上させることが可能となる。なお、さらに外気温センサを併用してバッテリ温度の予測を行なっても良い。

最後に、本実施の形態について、図面を使用して総括的に説明する。図 1の車両 1は、充放電可能な蓄電装置であるバッテリ Bと、バッテリ Bから電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部として動作する昇圧ユニット 3 2、インバータ 3 6およびモータジェネレータ MG 1 , MG 2と、バッテリ Bに車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部 3 7と、バッテリ Bに関連する制御を行なう制御装置 1 4とを備える。制御装置 1 4は、目的地がバッテリ Bに車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行ない、目的地が充電可能地である場合には、目的地に到着時にバッテリ Bが充電に適する温度となるようにバッテリ Bに関連する制御を行なう。

また、好ましくは、制御装置 1 4は、目的地が充電可能地でない場合には、走行中にバッテリ Bの温度が所定の上限温度を超えないようにバッテリ Bに関連する制御を行なう。

なお、バッテリ Bに関連する制御には、たとえば、バッテリの充放電の頻度や電流等を調整してバッテリの内部発熱が過多となったり不足したりしないようにする制御や、バッテリを外部から強制冷却するファンの制御や、バッテリを配置している車室内の空調を行なうエアコンの制御や、低温時にバッテリを加熱するヒータの制御等が含まれる。

好ましくは、図 9、図 1 0、図 1 3に示されるバッテリの温度制御方法は、目的地を入力する入力するステップ S 1と、目的地が充電可能地か否かを判断するステップ S 6と、現在のバッテリ Bの温度を検出するステップ S 2 4と、車両が入力された目的地に到着したときのバッテリ Bの温度に影響を与える参考情報 (外気温、予報気温）を取得するステップ S 2 5または S 2 5 Aと、現在のバッテリ Bの温度と参考情報とに基づいて、目的地に到着した時のバッテリ Bの温度を予測するステップ S 2 6と、目的地が充電可能地である場合に、検出されたバッテリ Bの温度に基づき、予測された目的地到着時の電池温度が充電効率のよい温度となるように車両の走行中バッテリ Bの温度の中間目標温度を設定し、ノくッテリ Bの温度が中間目標温度となるように、バッテリ温度を制御するためにバッテリ充放電の管理、冷却装置または加熱装置を制御して走行中のバッテリ B 温度を管理するステップ S 2 7〜S 3 0とを備える。 ' より好ましくは、車両 1は、車両を駆動可能な、バッテリ Bとは異なる動力源であるエンジン 2をさらに備える。制御装置 1 4は、ンジン 2の使用頻度とバッテリ Bの充放電とを制御することによりバッテリ Bの温度を制御する（ステツプ S 2 7〜S 2 9 ) 。

なお、本実施の形態では、「車両を駆動可能な、蓄電装置とは異なる動力源」としてエンジン 2すなわち「内燃機関」を備えたシリーズ.パラレル型のハイブリツド車両を例に説明したが、本願発明はこれに限定されない。例えば、動力源として第 2の二次電池あるいは燃料電池を備えていても良い。また、本実施の形態では、整流機能と昇圧機能を有した外部充電専用の充電器 3 8を説明したが、これに限定されず、モータ駆動用のインバータとモータのコイルとでこれらの機能を実現させても良い。たとえば、モータのコイルの中性点とジェネレータのコィルの中性点に外部から電力を入れ、モータ用インバータとジェネレータ用インバータを協調制御して充電器として動作させることも可能である。

より好ましくは、制御装置 1 4は、バッテリ温度を制御するためにバッテリ B を冷却する冷却装置である冷却ファン/エアコン 4 5を使用する（ステップ S 3 0 ) 。

より好ましくは、制御装置 1 4は、バッテリ温度を制御するためにバッテリ B を加熱する加熱装置であるヒータ 4 6を使用する（ステップ S 3 0 ) 。

より好ましくは、車両は、現在の車両位置が入力された目的地付近か否かを判断するステップ S 5をさらに備え、制御装置 1 4は、目的地が充電可能地であつて、かつ現在車両の位置が目的地付近であると判断された場合（ステップ S 5 , S 6ともに Y E S ) に、予測された目的地到着時の電池温度が充電効率のよい温度となるように中間目標温度を定めることを開始する（ステップ S 8 , S 2 8 ) 。さらに好ましくは、制御装置 1 4は、車両の現在位置が目的地付近でないと判断された場合（ステップ S 5， S 6のいずれかで N O) には、バッテリ Bの温度が所定の上限温度を超えないように温度制御を行ない（ステップ S 7 ) 、車両の現在位置が目的地付近であると判断された場合には、目的地到着時のバッテリ B の温度が充電効率の良い温度となるように温度制御を行なう（ステップ S 8 ) 。なお、目的地に近づいた場合にバッテリの S O Cが所定値未満か否か（所定値とは充電の必要がないくらいの高 S O Cを意味する）を判断する判断手段、あるいは、目的地での充電意思をユーザに事前に確認する充電意思確認手段などを設けても良い。こうすることで、バッテリ自体を充電する必要がないとき、あるいは、ユーザ自身に目的地到着時にバッテリを外部充電する意思がないときに、電池温度を充電最適温度に温度管理してしまうという、非効率的な車両制御によるエネルギーロスを抑制できる。

また、以上の実施の形態で開示された制御方法は、コンピュータを用いてソフトウエアで実行可能である。この制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体（R OM、 C D - R O M、メモリカードなど）から車両の制御装置中のコンピュータに読み込ませたり、また通信回線を通じて提供したりしても良い。

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請求の範囲によって示され、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。

Claims

請求の範囲

1 . 充放電可能な蓄電装置（B ) と、

前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部（3 2， 3 6 , MG 1 , MG 2 ) と、

前記蓄電装置に車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部（3 7 ) と、

前記蓄電装置に関連する制御を行なう制御装置（1 4 ) とを備え、

前記制御装置（1 4 ) は、目的地が前記蓄電装置に車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行ない、前記目的地が充電可能地である場合には、前記目的地に到着時に前記蓄電装置の温度が充電効率の良い温度となるように前記蓄電装置に関連する制御を行なう、車両。

2 . 前記制御装置は、前記目的地が充電可能地でない場合には、走行中に前記蓄電装置の温度が所定の上限温度を超えないように前記蓄電装置に関連する制御を行なう、請求の範囲第 1項に記載の車両。

3 . 前記制御装置は、

前記目的地を入力する入力手段と、

前記目的地が充電可能地か否かを判断する判断手段と、

現在の前記蓄電装置の温度を検出する検出手段と、

前記車両が入力された目的地に到着したときの前記蓄電装置の温度に影響を与える参考情報を取得する取得手段と、

現在の前記蓄電装置の温度と前記参考情報とに基づいて、前記目的地に到着した時の前記蓄電装置の温度を予測する予測手段と、

前記蓄電装置の温度を制御する温度制御手段と、

前記目的地が充電可能地である場合に、検出された前記蓄電装置の温度に基づき、予測された前記目的地到着時の前記蓄電装置の温度が充電効率のよレ、温度となるように前記車両の走行中の前記蓄電装置の温度の中間目標温度を設定し、前記蓄電装置の温度が前記中間目標温度となるように前記温度制御手段を制御して走行中の前記蓄電装置の温度を管理する温度管理手段とを備える、請求の範囲第 1項に記載の車両。

4 . 前記車両は、

前記車両を駆動可能な、前記蓄電装置とは異なる動力源（2 ) をさらに備え、前記温度制御手段は、前記動力源の使用頻度と前記蓄電装置の充放電とを制御することにより前記蓄電装置の温度を制御する、請求の範囲第 3項に記載の車両。

5 . 前記温度制御手段は、

前記蓄電装置を冷却する冷却手段（4 5 ) を含む、請求の範囲第 3項に記載の車両

6 . 前記温度制御手段は、

前記蓄電装置を加熱する加熱手段（4 6 ) を含む、請求の範囲第 3項に記載の車両。

7 . 前記車両は、

現在の車両位置が入力された目的地付近か否かを判断する手段をさらに備え、前記温度管理手段は、前記目的地が充電可能地であって、かつ現在車両の位置が前記目的地付近であると判断された場合に、予測された前記目的地到着時の蓄電装置の温度が充電効率のよい温度となるように前記中間目標温度を定めることを開始する、請求の範囲第 3項に記載の車両。

8 . 前記温度管理手段は、前記車両の現在位置が前記目的地付近でないと判断された場合には、前記蓄電装置の温度が所定の上限温度を超えないように前記温度制御手段を制御し、前記車両の現在位置が前記目的地付近であると判断された場合には、目的地到着時の前記蓄電装置の温度が充電効率の良い温度となるように前記温度制御手段を制御する、請求の範囲第 7項に記載の車両。

9 . 充放電可能な蓄電装置（B ) と、前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両を駆動する車両駆動部（3 2 , 3 6， MG 1 , MG 2 ) と、前記蓄電装置に車両外部から充電を行なうために車両と外部電源とを結合する結合部（3 7 ) とを含む車両における蓄電装置の温度制御方法であって、

目的地が前記蓄電装置に車両外部から充電を行なうことができる充電可能地であるか否かの判断を行なうステップ（S 6 ) と、

前記目的地が充電可能地である場合には、前記目的地に到着時に前記蓄電装置の温度が充電効率の良い温度となるように前記蓄電装置に関連する制御を行なうステップ（S 2 7〜S 3 0 ) とを備える、蓄電装置の温度制御方法。

1 0 . 前記制御を行なうステップは、前記目的地が充電可能地でない場合には、走行中に前記蓄電装置の温度が所定の上限温度を超えないように前記蓄電装置に関連する制御を行なう、請求の範囲第 9項に記載の蓄電装置の温度制御方法。

1 1 . 前記温度制御方法は、

前記目的地を入力するステップ（S 1 ) と、

現在の前記蓄電装置の温度を検出するステップ（S 2 4 ) と、

前記車両が入力された目的地に到着したときの前記蓄電装置の温度に影響を与える参考情報を取得するステップ（S 2 5， S 2 5 A) と、

現在の前記蓄電装置の温度と前記参考情報とに基づいて、前記目的地に到着した時の前記蓄電装置の温度を予測するステップ（S 2 6 ) とをさらに備え、前記制御を行なうステップは、前記目的地が充電可能地である場合に、検出された前記蓄電装置の温度に基づき、予測された前記目的地到着時の前記蓄電装置の温度が充電効率のよい温度となるように前記車両の走行中の前記蓄電装置の温度の中間目標温度を設定し、前記蓄電装置の温度が前記中間目標温度となるように前記温度制御手段を制御して走行中の前記蓄電装置の温度を管理する、請求の範囲第 9項に記載の蓄電装置の温度制御方法。