バッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両
【課題】バッテリでの結露量の過度の増加を抑制する。
【解決手段】バッテリの昇温要求がなされたときには、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に推定蒸発量Ｑｄを設定し（Ｓ１１０）、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し（Ｓ１２０）、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し（Ｓ１３０）、設定した制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で昇温送風制御を実行する（Ｓ１４０〜Ｓ１９０）。これにより、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリで漏電を生じるのを抑制することができる。
【解決手段】バッテリの昇温要求がなされたときには、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に推定蒸発量Ｑｄを設定し（Ｓ１１０）、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し（Ｓ１２０）、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し（Ｓ１３０）、設定した制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で昇温送風制御を実行する（Ｓ１４０〜Ｓ１９０）。これにより、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリで漏電を生じるのを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両に関し、詳しくは、車両の駆動用の電力を供給するバッテリと車室内の空気をバッテリに送風可能な送風手段とを備える車載用のバッテリ装置およびそのバッテリ装置におけるバッテリの昇温方法並びにバッテリ装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のバッテリ装置としては、車両に搭載されるバッテリと、車室内の空気をバッテリに送風する冷却ファンを有する温度制御装置と、を備えるものにおいて、バッテリが低温のときに、バッテリ温度と車室内温度と湿度とに基づいてバッテリの結露を抑制可能な送風量を目標値に設定してこの目標値に基づいて冷却ファンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、こうした制御を行なうことにより、バッテリの結露を抑制しつつバッテリの昇温を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９８０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の制御（以下、昇温送風制御という）を行なったとしても、車室内の温度やバッテリ温度，湿度によっては、実際には、バッテリで結露を生じる可能性がある。こうして結露を生じたとしても、時間の経過によって結露が解消してから次回の昇温送風制御を行なう場合には問題ないが、結露が解消していない状態で次回の昇温送風制御を行なう場合、結露水の蒸発量や残留している結露量などに拘わらずに同一態様の昇温送風制御を行なうと、蒸発しなかった結露水の蓄積によって結露量が過度に増加し、バッテリで漏電を生じるおそれがある。
【０００５】
本発明のバッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両は、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のバッテリ装置は、
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する制御手段、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のバッテリ装置では、バッテリの昇温要求がなされたときには、バッテリを昇温するために車室内の空気をバッテリに送風するよう送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に昇温送風制御の制御許容時間を設定し、設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行する。昇温送風制御を実行するとバッテリで結露を生じる可能性があるが、こうして生じた結露は、昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど解消している可能性が低い（残留している可能性が高い）と考えられるため、経過時間が短いほど短くなる傾向に設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行することにより、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリで漏電が生じるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のバッテリ装置において、前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていて該終了後に時間の経過に伴って蒸発したと推定される結露水の蒸発量である推定蒸発量を前記経過時間が短いほど少なくなる傾向に設定し、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていたと推定される結露量から前記設定した推定蒸発量を減じた値が大きいほど短くなる傾向に前記制御許容時間を設定する手段である、ものとすることもできる。この場合、昇温送風制御を開始する際のバッテリの結露量が多いほど短くなる傾向に制御許容時間を設定することになり、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明のバッテリ装置において、前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了から今回の開始までの前記バッテリの温度が低いほど少なくなる傾向に前記推定蒸発量を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、結露水の蒸発量をより適正に推定することができる。
【００１１】
さらに、本発明のバッテリ装置において、前記制御手段は、前記バッテリの温度が所定温度以上に至ったとき又は前記昇温送風制御の開始から前記設定した制御許容時間が経過したときに前記昇温送風制御を終了する手段である、ものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明のバッテリ装置、即ち、基本的には、車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置であって、前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する制御手段、を備えるバッテリ装置と、前記バッテリと電力をやりとり可能で走行用の動力を出力する電動機と、を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明のバッテリ装置を搭載するから、本発明のバッテリ装置が奏する効果、例えば、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明のバッテリの昇温方法は、
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置におけるバッテリの昇温方法であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明のバッテリの昇温方法では、バッテリの昇温要求がなされたときには、バッテリを昇温するために車室内の空気をバッテリに送風するよう送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に昇温送風制御の制御許容時間を設定し、設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行する。昇温送風制御を実行するとバッテリで結露を生じる可能性があるが、こうして生じた結露は、昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど解消している可能性が低い（残留している可能性が高い）と考えられるため、経過時間が短いほど短くなる傾向に設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行することにより、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリで漏電が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇温送風制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】仮推定蒸発量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】制御許容時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、車両の後部座席の下方や後方に配置され例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車室内の空気をバッテリ５０に送風する送風ファン６０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、送風ファン６０により送風される空気の温度を検出する温度センサ６２からの送風温度Ｔａｉｒ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、送風ファン６０への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２２】
また、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆ（例えば、−１０℃や−５℃，０℃など）より低く車室内の温度（送風温度Ｔａｉｒ）が電池温度Ｔｂよりも高いときには、バッテリ５０を昇温するために送風ファン６０が駆動される昇温送風制御が行なわれ、電池温度Ｔｂが高温側所定温度Ｔｂｈｉｒｅｆ（例えば、３５℃や４０℃，４５℃など）より高く車室内の温度が電池温度Ｔｂよりも低いときには、バッテリ５０を冷却するために送風ファン６０が駆動される冷却送風制御が行なわれる。なお、昇温送風制御が行なわれるときには、車室内の温度（送風温度Ｔａｉｒ）と電池温度Ｔｂとの温度差や湿度によってはバッテリ５０で結露を生じることがある。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、送風ファン６０による車室内の空気のバッテリ５０への送風によってバッテリ５０を昇温するときの動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇温送風制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆより低く車室内の温度が電池温度Ｔｂよりも高い昇温条件が成立したときにときに実行される。
【００２４】
昇温送風制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、前回の昇温送風制御の終了時にバッテリ５０で生じていると推定された結露量である制御終了時推定結露量Ｑｄｆと、昇温送風制御の前回の終了からの経過時間である終了後経過時間ｔｅとを入力する（ステップＳ１００）。ここで、制御終了時推定結露量Ｑｄｆは、前回に本ルーチンが実行されたときに後述のステップＳ２１０で設定された値を用いることができる。また、終了後経過時間ｔｅは、前回に本ルーチンが実行されたときに後述のステップＳ２２０の処理で計時が開始されたタイマの現在の値を用いることができる。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力した制御終了時推定結露量Ｑｄｆと終了後経過時間ｔｅとに基づいて、昇温送風制御の前回の終了後に時間の経過に伴って蒸発したと推定される結露水の蒸発量である推定蒸発量Ｑｅｖを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、推定蒸発量Ｑｅｖは、実施例では、終了後経過時間ｔｅと推定蒸発量Ｑｅｖの仮の値である仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐとの関係を予め実験などにより定めて仮推定蒸発量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、終了後経過時間ｔｅが与えられると記憶したマップから対応する仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを導出し、導出した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐと制御終了時推定結露量Ｑｄｆとのうち小さい方を推定蒸発量Ｑｅｖとして設定するものとした。仮推定蒸発量設定用マップの一例を図３に示す。仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐは、図示するように、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定される。
【００２６】
続いて、今回の昇温送風制御の開始直前にバッテリ５０で生じていると推定される制御前推定結露量Ｑｄｓを、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じることによって計算し（ステップＳ１２０）、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓに基づいて今回の昇温送風制御の制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、制御許容時間ｔｃｒｅｆは、バッテリ５０での結露量がバッテリ５０で漏電を生じる可能性がある量の下限値としての許容結露量Ｑｄｍａｘに至らない範囲の時間として予め実験や解析などにより定められるものであり、実施例では、推定結露量Ｑｄｅｓｔと制御許容時間ｔｃｒｅｆとの関係を予め実験などにより定めて制御許容時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、推定結露量Ｑｄｅｓｔが与えられると記憶したマップから対応する制御許容時間ｔｃｒｅｆを導出して設定するものとした。制御許容時間設定用マップの一例を図４に示す。図中、所定時間ｔｃ１は、制御前推定結露量Ｑｄｓが値０の状態（バッテリ５０に結露水が残留していない状態）で昇温送風制御を開始したときに送風温度Ｔａｉｒや電池温度Ｔｂ，湿度などによっては結露量が許容結露量Ｑｄｍａｘに至る可能性がある時間としての最大時間ｔｃｍａｘよりも短い時間として定められる時間である。制御許容時間ｔｃｒｅｆは、図示するように、制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に設定される。前述の内容から解るように、推定蒸発量Ｑｅｖは終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向であり、制御前推定結露量Ｑｄｓは推定蒸発量Ｑｅｖが少ないほど多くなる傾向であるから、制御許容時間ｔｃｒｅｆは、終了後経過時間ｔｅが短いほど短くなる傾向に設定されることになる。
【００２７】
そして、昇温送風制御（送風ファン６０の駆動）を開始すると共に（ステップＳ１４０）、昇温送風制御の制御時間ｔｃの計時を値０から開始し（ステップＳ１５０）、温度センサ５１からの電池温度Ｔｂを入力し（ステップＳ１６０）、電池温度Ｔｂを前述した低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１７０）、制御時間ｔｃを制御許容時間ｔｃｒｅｆと比較し（ステップＳ１８０）、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆより低く制御時間ｔｃが制御許容時間ｔｃｒｅｆ未満のときには、昇温送風制御を継続すると判断し、ステップＳ１６０に戻る。こうして昇温送風制御を継続し、ステップＳ１７０で電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆ以上に至ったときやステップＳ１８０で制御時間ｔｃが制御許容時間ｔｃｒｅｆ以上に至ったときには、昇温送風制御を終了する（ステップＳ１９０）。したがって、推定蒸発量Ｑｅｖが少ないほど即ち制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向の制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で昇温送風制御を実行するから、バッテリ５０で生じる結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリ５０で漏電を生じるのを抑制することができる。なお、こうした昇温送風制御と並行してバッテリ５０の充電と放電とを繰り返すことにより、バッテリ５０の昇温を促進することができ、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆ未満で昇温送風制御を終了したとしても、バッテリ５０の充電と放電とを繰り返すことにより、バッテリ５０を昇温することができる。
【００２８】
そして、今回の昇温送風制御を実行したときの送風温度Ｔａｉｒや湿度，制御時間ｔｃなどに基づいて、今回の昇温送風制御によって新たにバッテリ５０で生じたと推定される結露量である今回推定結露量Ｑｄｅｓｔを設定すると共に（ステップＳ２００）、設定した今回推定結露量Ｑｄｅｓｔを制御前推定結露量Ｑｄｓに加えることにより、昇温送風制御の終了時にバッテリ５０で生じていると推定される結露量である制御終了時推定結露量Ｑｄｆを計算し（ステップＳ２１０）、昇温送風制御の終了からの経過時間である終了後経過時間ｔｅの計時を値０から開始して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、今回推定結露量Ｑｄｅｓｔは、実施例では、送風温度Ｔａｉｒと湿度と制御時間ｔｃと今回推定結露量Ｑｄｅｓｔとの関係を予め実験や解析などにより定めて図示しないマップとして記憶しておき、送風温度Ｔａｉｒと湿度と制御時間ｔｃとが与えられると記憶したマップから対応する今回推定結露量Ｑｄｅｓｔを導出して設定するものとした。また、制御終了時推定結露量Ｑｄｆおよび終了後経過時間ｔｅは、実施例では、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶させるものとした。
【００２９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の昇温要求がなされたときには、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し、設定した制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で昇温送風制御を実行するから、バッテリ５０での結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリ５０で漏電を生じるのを抑制することができる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定するものとしたが、推定蒸発量Ｑｅｖや制御前推定結露量Ｑｄｓを用いずに、終了後経過時間ｔｅが短いほど制御許容時間ｔｃｒｅｆが短くなる傾向に終了後経過時間ｔｅから制御許容時間ｔｃｒｅｆを直接設定するものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定するものとしたが、これに加えて、他のパラメータを考慮して仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを設定するものとしてもよい。例えば、電池温度Ｔｂの温度が低いほど結露水が蒸発しにくくなることを考慮して、昇温送風制御の前回の終了から昇温送風制御の今回の開始までの電池温度Ｔｂ（例えば、電池温度Ｔｂの平均など）が低いほど小さくなる傾向の補正係数αを仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐに対して乗じたもの（Ｑｅｖｔｍｐ・α）を制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定するものものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、終了後経過時間ｔｅを計時するものとしたが、この終了後経過時間ｔｅは、システムオフされて図示しない補機バッテリからハイブリッド用電子制御ユニット７０への電力供給が停止されるときにはその直前の値を保持する（システムオフの時間を含めずに計時する）ものとしてもよいし、システムオフの時間も含めて計時するものとしてもよい。後者の場合、例えば、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず計時を継続可能な制御ユニット（例えば、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず図示しない補機バッテリから電力供給が行なわれる図示しない電源用電子制御ユニットなど）で終了後経過時間ｔｅを計時するものとしてもよいし、図２の昇温送風制御ルーチンのステップＳ２２０で終了後経過時間ｔｅの計時を値０から開始するのに代えて時刻（制御終了時時刻）を取得し、次回に昇温送風制御ルーチンを実行するときに、そのときの時刻と取得した制御終了時時刻との差を経過時間ｔｅとして計算するものとしてもよい。後者の場合、推定蒸発量Ｑｅｖをより適正なものとすることができる。
【００３３】
実施例では、駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３６に動力を入出力するモータＭＧ２と、を備えるいわゆるパラレル型のハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１が取り付けられていると共に走行用のモータＭＧ２を備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよいし、図６の変形例の電気自動車２２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。また、自動車や自動車以外の車両に搭載されるバッテリ装置の形態やバッテリの昇温方法の形態としてもよい。
【００３４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、車室内の空気をバッテリ５０に送風する送風ファン６０が「送風手段」に相当し、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し、バッテリ５０を昇温するために送風ファン６０を駆動する昇温送風制御を制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で実行する図２の昇温送風制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。
【００３５】
ここで、「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、車両の駆動用の電力を供給するものであれば種々のバッテリを用いることができる。「送風手段」としては、車室内の空気をバッテリ５０に送風する送風ファン６０に限定されるものではなく、車室内の空気を前記バッテリに送風可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し、バッテリ５０を昇温するために送風ファン６０を駆動する昇温送風制御を制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で実行するものに限定されるものではなく、バッテリの昇温要求がなされたときには、バッテリを昇温するために車室内の空気をバッテリに送風するよう送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に昇温送風制御の制御許容時間を設定し、設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、バッテリと電力をやりとり可能で走行用の動力を出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。
【００３６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、バッテリ装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６０ 送風ファン、６２ 温度センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２０ 電気自動車、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両に関し、詳しくは、車両の駆動用の電力を供給するバッテリと車室内の空気をバッテリに送風可能な送風手段とを備える車載用のバッテリ装置およびそのバッテリ装置におけるバッテリの昇温方法並びにバッテリ装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のバッテリ装置としては、車両に搭載されるバッテリと、車室内の空気をバッテリに送風する冷却ファンを有する温度制御装置と、を備えるものにおいて、バッテリが低温のときに、バッテリ温度と車室内温度と湿度とに基づいてバッテリの結露を抑制可能な送風量を目標値に設定してこの目標値に基づいて冷却ファンを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、こうした制御を行なうことにより、バッテリの結露を抑制しつつバッテリの昇温を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９８０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の制御（以下、昇温送風制御という）を行なったとしても、車室内の温度やバッテリ温度，湿度によっては、実際には、バッテリで結露を生じる可能性がある。こうして結露を生じたとしても、時間の経過によって結露が解消してから次回の昇温送風制御を行なう場合には問題ないが、結露が解消していない状態で次回の昇温送風制御を行なう場合、結露水の蒸発量や残留している結露量などに拘わらずに同一態様の昇温送風制御を行なうと、蒸発しなかった結露水の蓄積によって結露量が過度に増加し、バッテリで漏電を生じるおそれがある。
【０００５】
本発明のバッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両は、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバッテリ装置およびバッテリの昇温方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のバッテリ装置は、
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する制御手段、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のバッテリ装置では、バッテリの昇温要求がなされたときには、バッテリを昇温するために車室内の空気をバッテリに送風するよう送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に昇温送風制御の制御許容時間を設定し、設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行する。昇温送風制御を実行するとバッテリで結露を生じる可能性があるが、こうして生じた結露は、昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど解消している可能性が低い（残留している可能性が高い）と考えられるため、経過時間が短いほど短くなる傾向に設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行することにより、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリで漏電が生じるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のバッテリ装置において、前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていて該終了後に時間の経過に伴って蒸発したと推定される結露水の蒸発量である推定蒸発量を前記経過時間が短いほど少なくなる傾向に設定し、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていたと推定される結露量から前記設定した推定蒸発量を減じた値が大きいほど短くなる傾向に前記制御許容時間を設定する手段である、ものとすることもできる。この場合、昇温送風制御を開始する際のバッテリの結露量が多いほど短くなる傾向に制御許容時間を設定することになり、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明のバッテリ装置において、前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了から今回の開始までの前記バッテリの温度が低いほど少なくなる傾向に前記推定蒸発量を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、結露水の蒸発量をより適正に推定することができる。
【００１１】
さらに、本発明のバッテリ装置において、前記制御手段は、前記バッテリの温度が所定温度以上に至ったとき又は前記昇温送風制御の開始から前記設定した制御許容時間が経過したときに前記昇温送風制御を終了する手段である、ものとすることもできる。
【００１２】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明のバッテリ装置、即ち、基本的には、車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置であって、前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する制御手段、を備えるバッテリ装置と、前記バッテリと電力をやりとり可能で走行用の動力を出力する電動機と、を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明のバッテリ装置を搭載するから、本発明のバッテリ装置が奏する効果、例えば、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１４】
本発明のバッテリの昇温方法は、
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置におけるバッテリの昇温方法であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する、
ことを特徴とする。
【００１５】
この本発明のバッテリの昇温方法では、バッテリの昇温要求がなされたときには、バッテリを昇温するために車室内の空気をバッテリに送風するよう送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に昇温送風制御の制御許容時間を設定し、設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行する。昇温送風制御を実行するとバッテリで結露を生じる可能性があるが、こうして生じた結露は、昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど解消している可能性が低い（残留している可能性が高い）と考えられるため、経過時間が短いほど短くなる傾向に設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行することにより、バッテリでの結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリで漏電が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇温送風制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】仮推定蒸発量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】制御許容時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、車両の後部座席の下方や後方に配置され例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車室内の空気をバッテリ５０に送風する送風ファン６０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）７０と、を備える。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２０】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、送風ファン６０により送風される空気の温度を検出する温度センサ６２からの送風温度Ｔａｉｒ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、送風ファン６０への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２１】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２２】
また、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆ（例えば、−１０℃や−５℃，０℃など）より低く車室内の温度（送風温度Ｔａｉｒ）が電池温度Ｔｂよりも高いときには、バッテリ５０を昇温するために送風ファン６０が駆動される昇温送風制御が行なわれ、電池温度Ｔｂが高温側所定温度Ｔｂｈｉｒｅｆ（例えば、３５℃や４０℃，４５℃など）より高く車室内の温度が電池温度Ｔｂよりも低いときには、バッテリ５０を冷却するために送風ファン６０が駆動される冷却送風制御が行なわれる。なお、昇温送風制御が行なわれるときには、車室内の温度（送風温度Ｔａｉｒ）と電池温度Ｔｂとの温度差や湿度によってはバッテリ５０で結露を生じることがある。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、送風ファン６０による車室内の空気のバッテリ５０への送風によってバッテリ５０を昇温するときの動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇温送風制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆより低く車室内の温度が電池温度Ｔｂよりも高い昇温条件が成立したときにときに実行される。
【００２４】
昇温送風制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、前回の昇温送風制御の終了時にバッテリ５０で生じていると推定された結露量である制御終了時推定結露量Ｑｄｆと、昇温送風制御の前回の終了からの経過時間である終了後経過時間ｔｅとを入力する（ステップＳ１００）。ここで、制御終了時推定結露量Ｑｄｆは、前回に本ルーチンが実行されたときに後述のステップＳ２１０で設定された値を用いることができる。また、終了後経過時間ｔｅは、前回に本ルーチンが実行されたときに後述のステップＳ２２０の処理で計時が開始されたタイマの現在の値を用いることができる。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力した制御終了時推定結露量Ｑｄｆと終了後経過時間ｔｅとに基づいて、昇温送風制御の前回の終了後に時間の経過に伴って蒸発したと推定される結露水の蒸発量である推定蒸発量Ｑｅｖを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、推定蒸発量Ｑｅｖは、実施例では、終了後経過時間ｔｅと推定蒸発量Ｑｅｖの仮の値である仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐとの関係を予め実験などにより定めて仮推定蒸発量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、終了後経過時間ｔｅが与えられると記憶したマップから対応する仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを導出し、導出した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐと制御終了時推定結露量Ｑｄｆとのうち小さい方を推定蒸発量Ｑｅｖとして設定するものとした。仮推定蒸発量設定用マップの一例を図３に示す。仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐは、図示するように、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定される。
【００２６】
続いて、今回の昇温送風制御の開始直前にバッテリ５０で生じていると推定される制御前推定結露量Ｑｄｓを、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じることによって計算し（ステップＳ１２０）、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓに基づいて今回の昇温送風制御の制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、制御許容時間ｔｃｒｅｆは、バッテリ５０での結露量がバッテリ５０で漏電を生じる可能性がある量の下限値としての許容結露量Ｑｄｍａｘに至らない範囲の時間として予め実験や解析などにより定められるものであり、実施例では、推定結露量Ｑｄｅｓｔと制御許容時間ｔｃｒｅｆとの関係を予め実験などにより定めて制御許容時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、推定結露量Ｑｄｅｓｔが与えられると記憶したマップから対応する制御許容時間ｔｃｒｅｆを導出して設定するものとした。制御許容時間設定用マップの一例を図４に示す。図中、所定時間ｔｃ１は、制御前推定結露量Ｑｄｓが値０の状態（バッテリ５０に結露水が残留していない状態）で昇温送風制御を開始したときに送風温度Ｔａｉｒや電池温度Ｔｂ，湿度などによっては結露量が許容結露量Ｑｄｍａｘに至る可能性がある時間としての最大時間ｔｃｍａｘよりも短い時間として定められる時間である。制御許容時間ｔｃｒｅｆは、図示するように、制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に設定される。前述の内容から解るように、推定蒸発量Ｑｅｖは終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向であり、制御前推定結露量Ｑｄｓは推定蒸発量Ｑｅｖが少ないほど多くなる傾向であるから、制御許容時間ｔｃｒｅｆは、終了後経過時間ｔｅが短いほど短くなる傾向に設定されることになる。
【００２７】
そして、昇温送風制御（送風ファン６０の駆動）を開始すると共に（ステップＳ１４０）、昇温送風制御の制御時間ｔｃの計時を値０から開始し（ステップＳ１５０）、温度センサ５１からの電池温度Ｔｂを入力し（ステップＳ１６０）、電池温度Ｔｂを前述した低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１７０）、制御時間ｔｃを制御許容時間ｔｃｒｅｆと比較し（ステップＳ１８０）、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆより低く制御時間ｔｃが制御許容時間ｔｃｒｅｆ未満のときには、昇温送風制御を継続すると判断し、ステップＳ１６０に戻る。こうして昇温送風制御を継続し、ステップＳ１７０で電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆ以上に至ったときやステップＳ１８０で制御時間ｔｃが制御許容時間ｔｃｒｅｆ以上に至ったときには、昇温送風制御を終了する（ステップＳ１９０）。したがって、推定蒸発量Ｑｅｖが少ないほど即ち制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向の制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で昇温送風制御を実行するから、バッテリ５０で生じる結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリ５０で漏電を生じるのを抑制することができる。なお、こうした昇温送風制御と並行してバッテリ５０の充電と放電とを繰り返すことにより、バッテリ５０の昇温を促進することができ、電池温度Ｔｂが低温側所定温度Ｔｂｌｏｒｅｆ未満で昇温送風制御を終了したとしても、バッテリ５０の充電と放電とを繰り返すことにより、バッテリ５０を昇温することができる。
【００２８】
そして、今回の昇温送風制御を実行したときの送風温度Ｔａｉｒや湿度，制御時間ｔｃなどに基づいて、今回の昇温送風制御によって新たにバッテリ５０で生じたと推定される結露量である今回推定結露量Ｑｄｅｓｔを設定すると共に（ステップＳ２００）、設定した今回推定結露量Ｑｄｅｓｔを制御前推定結露量Ｑｄｓに加えることにより、昇温送風制御の終了時にバッテリ５０で生じていると推定される結露量である制御終了時推定結露量Ｑｄｆを計算し（ステップＳ２１０）、昇温送風制御の終了からの経過時間である終了後経過時間ｔｅの計時を値０から開始して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、今回推定結露量Ｑｄｅｓｔは、実施例では、送風温度Ｔａｉｒと湿度と制御時間ｔｃと今回推定結露量Ｑｄｅｓｔとの関係を予め実験や解析などにより定めて図示しないマップとして記憶しておき、送風温度Ｔａｉｒと湿度と制御時間ｔｃとが与えられると記憶したマップから対応する今回推定結露量Ｑｄｅｓｔを導出して設定するものとした。また、制御終了時推定結露量Ｑｄｆおよび終了後経過時間ｔｅは、実施例では、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶させるものとした。
【００２９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の昇温要求がなされたときには、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し、設定した制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で昇温送風制御を実行するから、バッテリ５０での結露量の過度の増加を抑制することができる。この結果、バッテリ５０で漏電を生じるのを抑制することができる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定するものとしたが、推定蒸発量Ｑｅｖや制御前推定結露量Ｑｄｓを用いずに、終了後経過時間ｔｅが短いほど制御許容時間ｔｃｒｅｆが短くなる傾向に終了後経過時間ｔｅから制御許容時間ｔｃｒｅｆを直接設定するものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定するものとしたが、これに加えて、他のパラメータを考慮して仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを設定するものとしてもよい。例えば、電池温度Ｔｂの温度が低いほど結露水が蒸発しにくくなることを考慮して、昇温送風制御の前回の終了から昇温送風制御の今回の開始までの電池温度Ｔｂ（例えば、電池温度Ｔｂの平均など）が低いほど小さくなる傾向の補正係数αを仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐに対して乗じたもの（Ｑｅｖｔｍｐ・α）を制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定するものものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、終了後経過時間ｔｅを計時するものとしたが、この終了後経過時間ｔｅは、システムオフされて図示しない補機バッテリからハイブリッド用電子制御ユニット７０への電力供給が停止されるときにはその直前の値を保持する（システムオフの時間を含めずに計時する）ものとしてもよいし、システムオフの時間も含めて計時するものとしてもよい。後者の場合、例えば、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず計時を継続可能な制御ユニット（例えば、システムオン時かシステムオフ時かに拘わらず図示しない補機バッテリから電力供給が行なわれる図示しない電源用電子制御ユニットなど）で終了後経過時間ｔｅを計時するものとしてもよいし、図２の昇温送風制御ルーチンのステップＳ２２０で終了後経過時間ｔｅの計時を値０から開始するのに代えて時刻（制御終了時時刻）を取得し、次回に昇温送風制御ルーチンを実行するときに、そのときの時刻と取得した制御終了時時刻との差を経過時間ｔｅとして計算するものとしてもよい。後者の場合、推定蒸発量Ｑｅｖをより適正なものとすることができる。
【００３３】
実施例では、駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３６に動力を入出力するモータＭＧ２と、を備えるいわゆるパラレル型のハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１が取り付けられていると共に走行用のモータＭＧ２を備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよいし、図６の変形例の電気自動車２２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。また、自動車や自動車以外の車両に搭載されるバッテリ装置の形態やバッテリの昇温方法の形態としてもよい。
【００３４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、車室内の空気をバッテリ５０に送風する送風ファン６０が「送風手段」に相当し、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し、バッテリ５０を昇温するために送風ファン６０を駆動する昇温送風制御を制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で実行する図２の昇温送風制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ２が「電動機」に相当する。
【００３５】
ここで、「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、車両の駆動用の電力を供給するものであれば種々のバッテリを用いることができる。「送風手段」としては、車室内の空気をバッテリ５０に送風する送風ファン６０に限定されるものではなく、車室内の空気を前記バッテリに送風可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、終了後経過時間ｔｅが短いほど少なくなる傾向に設定した仮推定蒸発量Ｑｅｖｔｍｐを制御終了時推定結露量Ｑｄｆで制限して推定蒸発量Ｑｄを設定し、制御終了時推定結露量Ｑｄｆから推定蒸発量Ｑｅｖを減じて制御前推定結露量Ｑｄｓを計算し、計算した制御前推定結露量Ｑｄｓが多いほど短くなる傾向に制御許容時間ｔｃｒｅｆを設定し、バッテリ５０を昇温するために送風ファン６０を駆動する昇温送風制御を制御許容時間ｔｃｒｅｆの範囲内で実行するものに限定されるものではなく、バッテリの昇温要求がなされたときには、バッテリを昇温するために車室内の空気をバッテリに送風するよう送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に昇温送風制御の制御許容時間を設定し、設定した制御許容時間の範囲内で昇温送風制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、バッテリと電力をやりとり可能で走行用の動力を出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。
【００３６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３７】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、バッテリ装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６０ 送風ファン、６２ 温度センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２０ 電気自動車、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する制御手段、
を備えるバッテリ装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ装置であって、
前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていて該終了後に時間の経過に伴って蒸発したと推定される結露水の蒸発量である推定蒸発量を前記経過時間が短いほど少なくなる傾向に設定し、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていたと推定される結露量から前記設定した推定蒸発量を減じた値が大きいほど短くなる傾向に前記制御許容時間を設定する手段である、
バッテリ装置。
【請求項３】
請求項２記載のバッテリ装置であって、
前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了から今回の開始までの前記バッテリの温度が低いほど少なくなる傾向に前記推定蒸発量を設定する手段である、
バッテリ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のバッテリ装置であって、
前記制御手段は、前記バッテリの温度が所定温度以上に至ったとき又は前記昇温送風制御の開始から前記設定した制御許容時間が経過したときに前記昇温送風制御を終了する手段である、
バッテリ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリと電力をやりとり可能で走行用の動力を出力する電動機と、
を備える車両。
【請求項６】
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置におけるバッテリの昇温方法であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する、
ことを特徴とするバッテリの昇温方法。
【請求項１】
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する制御手段、
を備えるバッテリ装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ装置であって、
前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていて該終了後に時間の経過に伴って蒸発したと推定される結露水の蒸発量である推定蒸発量を前記経過時間が短いほど少なくなる傾向に設定し、前記昇温送風制御の前回の終了時に前記バッテリで生じていたと推定される結露量から前記設定した推定蒸発量を減じた値が大きいほど短くなる傾向に前記制御許容時間を設定する手段である、
バッテリ装置。
【請求項３】
請求項２記載のバッテリ装置であって、
前記制御手段は、前記昇温送風制御の前回の終了から今回の開始までの前記バッテリの温度が低いほど少なくなる傾向に前記推定蒸発量を設定する手段である、
バッテリ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のバッテリ装置であって、
前記制御手段は、前記バッテリの温度が所定温度以上に至ったとき又は前記昇温送風制御の開始から前記設定した制御許容時間が経過したときに前記昇温送風制御を終了する手段である、
バッテリ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリと電力をやりとり可能で走行用の動力を出力する電動機と、
を備える車両。
【請求項６】
車両の駆動用の電力を供給するバッテリと、車室内の空気を前記バッテリに送風可能な送風手段と、を備える車載用のバッテリ装置におけるバッテリの昇温方法であって、
前記バッテリの昇温要求がなされたとき、前記バッテリを昇温するために前記車室内の空気を前記バッテリに送風するよう前記送風手段を制御する昇温送風制御の前回の終了からの経過時間が短いほど短くなる傾向に前記昇温送風制御の制御許容時間を設定し、該設定した制御許容時間の範囲内で前記昇温送風制御を実行する、
ことを特徴とするバッテリの昇温方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０１５１０（Ｐ２０１１−１０１５１０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５４７２２（Ｐ２００９−２５４７２２）
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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