充放電制御装置および車両
【課題】 電池の保護を十分にして信頼性がより高められた充放電制御装置および車両を提供する。
【解決手段】 自動車１００Ａは、車室２５を空調する図６に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態を検知する検知部として動作する温度センサ１５と、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０とを含む。自動車１００Ａでは空調装置の状態を考慮して充放電制御が行なわれる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【解決手段】 自動車１００Ａは、車室２５を空調する図６に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態を検知する検知部として動作する温度センサ１５と、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０とを含む。自動車１００Ａでは空調装置の状態を考慮して充放電制御が行なわれる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充放電制御装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等のように、車両推進用の駆動源としてモータを採用し、このモータを駆動する電力を蓄積する大容量の電池を搭載する自動車が登場している。
【０００３】
特許第３１２５１９８号明細書（特許文献１）には、電気自動車に搭載されている電池が所定の温度範囲内に保たれるようにすることを目的とする技術が開示されている。
【０００４】
この技術では電気自動車の動力源である電池は電池収容室に収容されている。その電気自動車にはヒートポンプ式空調装置が装備されており、その空調装置によって温度調整された空気が電池収容室内にも供給されるようになっている。充電時などに電池の温度が高くなると、空調装置が冷房側に駆動され、その空調装置から供給される冷気によって電池が冷却される。また、電池温度が低いときには空調装置が暖房側に駆動され、その空調装置から供給される暖気によって電池が加熱される。
【特許文献１】特許第３１２５１９８号明細書
【特許文献２】特開２００３−２１９５１０号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許第３１２５１９８号明細書（特許文献１）では、車室内用の空調装置によって電池を収容する電池収容室の空気温度は温度調整される。しかし、空調装置から得られる空気温度は、乗員の好みや走行時の設定等により左右される。
【０００６】
たとえば、乗員が冷房による空調を好まない場合もあり、このような場合は気温が高ければ電池を冷却するために最適な冷風が得られない。また、空調装置の設定により冷風の量が十分でない場合もある。たとえば、外気を取り入れる設定にしておけば座席後部のほうまで冷風が届くが、外気を取り入れずに内気を循環させる設定では座席後部までは冷風が届きにくい。
【０００７】
このように、空調装置の作動状態によっては電池に過剰な負荷をかけると、電池温度が最適範囲から外れてしまうという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、電池の保護を十分にして信頼性がより高められた充放電制御装置および車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、充放電制御装置であって、電池の温度調節に使用される空調装置の作動状態を検知する検知部と、作動状態に応じて電池に対する充電量または放電量の制限値を設定する設定部とを含む。
【００１０】
好ましくは、検知部は、空調装置から電池に供給される吸気温に応じて作動状態を検知する。
【００１１】
好ましくは、検知部は、空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を受けて作動状態を検知する。
【００１２】
好ましくは、設定部は、予め複数の作動状態ごとに定められた制限値のうちから空調装置の作動状態に対応する制限値を選択する。
【００１３】
より好ましくは、設定部は、電池の温度にさらに応じて制限値を選択する。予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００１４】
この発明の他の局面に従うと、車両であって、車室を空調する空調装置と、空調装置を温度調節に利用する電池と、空調装置の作動状態を検知する検知部と、電池に対して充電または放電を行なう電気機器と、作動状態に応じて電池に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部とを含む。
【００１５】
好ましくは、検知部は、空調装置から電池に供給される空気の通路に設置される温度センサを含む。
【００１６】
好ましくは、検知部は、空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を空調装置から受けて作動状態を検知する。
【００１７】
好ましくは、制御部は、予め複数の作動状態ごとに定められた制限値のうちから空調装置の作動状態に対応する制限値を選択する。
【００１８】
より好ましくは、車両は、電池の温度を検知する電池温度センサをさらに備える。予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００１９】
好ましくは、車両は、空調装置の作動状態に対応させて電池に対して供給する空気の流路を変更するための切替ダンパをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、電気機器は、電池から電力供給を受けるインバータと、インバータによって力行運転が行なわれる回転電機とを含む。制御部は、インバータに対して回転電機の出力の制限値を設定する。
【００２１】
好ましくは、電気機器は、電池に対して電力を供給するインバータと、インバータによって回生運転が行なわれる回転電機とを含む。制御部は、インバータに対して回転電機における発電量の制限値を設定する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電池の保護がより一層考慮され、電池寿命をさらに延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動車１００の構成要素の概略配置を示す図である。
【００２５】
図１を参照して、自動車１００は、運転者等の乗員が乗車する車室２５と、車室２５の前方のフロント部に配置されるエンジン２３と、モータジェネレータ２４と、空調装置とを含む。
【００２６】
エンジン２３およびモータジェネレータ２４は、車輪２１を駆動する。空調装置は、具体的にはエアコンであり、車内外熱交換器４と圧縮機５と電動圧縮機６と熱交換器７が「空調装置」に該当する。なお、「空調装置」としては、エンジンの冷却水で加熱されるヒーターを用いることもできる。
【００２７】
車内外熱交換器４と圧縮機５と電動圧縮機６と熱交換器７とは冷媒通路２７によって接続されており、エンジン２３が動作中は圧縮機５によって冷媒が圧縮され、エンジン２３が停止中には電動圧縮機６によって冷媒が圧縮され、冷媒が冷媒通路を循環する。
【００２８】
暖房時には、圧縮機５または電動圧縮機６で圧縮された冷媒が熱交換器７から車内外熱交換器４を経由して圧縮機５または電動圧縮機６に戻ることにより、車内に熱が汲み入れられる。また、冷房時には、圧縮機５または電動圧縮機６で圧縮された冷媒が車内外熱交換器４から熱交換器７を経由して圧縮機５または電動圧縮機６に戻ることにより、車外に熱が排出される。
【００２９】
自動車１００は、エンジン２３とモータジェネレータ２４とを併用して車両を駆動するハイブリッド自動車である。このため、自動車１００は、電池１と、モータジェネレータ２４と図示しないインバータとをさらに含む。電池１としては、例えばニッケル水素電池が好適に用いられる。
【００３０】
モータジェネレータ２４は、力行運転時には電池１から電気エネルギーを受けて車輪２１を駆動し、回生運転時には車輪２１から受けた回転エネルギーによって発生した電気エネルギーを電池１に戻す。インバータは、電池１の直流とモータジェネレータ２４の交流とを相互に変換する。
【００３１】
自動車１００は、さらに、非駆動輪の後輪である車輪２２と、車両後部に設けられるトランクルーム１８と、車室２５の後部の吸気口から電池温度調節用に空気を吸い込むファン１６と、ファン１６から電池１に至る送風通路に設けられる温度センサ１５と、電池１に取付けられる温度センサ１１〜１４とを含む。温度センサ１１〜１５としては、例えばサーミスタ等を用いることができる。熱交換器７によって加熱されまたは冷却された空気は通風路２６を介して車室２５に導かれる。
【００３２】
電池１には、最適温度があり、冬期など外気の温度が低い環境下で始動時に電池温度が低くなってしまっているときには、速やかに暖機を行なうことが望ましい。このため、空調装置の熱交換器７からの暖かい空気が車室を経て電池に直接与えられる。電池１の表面に形成された熱交換フィン８を介して暖かい空気から熱が電池１に与えられる。
【００３３】
また、夏期などで外気の温度が高い環境下では、空調装置は冷房運転され、熱交換器７からの冷風が車室を経て電池１に直接与えられる。冷風によって電池１の表面に形成された熱交換フィン８を介して電池１から放熱が行なわれる。
【００３４】
図２は、自動車１００の制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【００３５】
図２を参照して、自動車１００は、車室２５を空調する図１に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態を検知する検知部として動作する温度センサ１５と、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０とを含む。
【００３６】
電気機器は、電池１から電力供給を受けるインバータ３２と、インバータ３２によって力行運転または回生運転が行なわれるモータ３３およびジェネレータ３４とを含む。モータ３３およびジェネレータ３４は、図１のモータジェネレータ２４に対応する。
【００３７】
ジェネレータ３４は、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。モータ３３は、力行運転時は、インバータ３２からの交流出力を受けて車輪２１を駆動する。モータ３３は、回生運転時には、車輪２１の回転による動力または、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。
【００３８】
制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３の出力の制限値を設定する。また、制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３およびジェネレータ３４の発電量の制限値を設定する。
【００３９】
図３は、図２の制御部３０で実行される制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。
【００４０】
図２、図３を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１において、温度センサ１５の出力を制御部３０が取込み、電池１に送風される吸気温が測定される。
【００４１】
続いてステップＳ２において、電池１に取付けられる温度センサ１１の出力を制御部３０が取込み、電池１の温度が測定される。なお、図１に示したように電池１が複数の電池ユニットから構成される場合は、制御部３０は複数の温度センサ１１〜１４の出力を順次取込む。
【００４２】
続いてステップＳ３において吸気温度ごとに予め定められていたマップから入出力制限値が算出される。そして、制限値設定処理が終了するとステップＳ４に進み、処理はメインルーチンに戻る。
【００４３】
図４は、図３のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【００４４】
図２、図４を参照して、制御部３０は、予め複数の空調装置の作動状態ごとに定められた制限値を配置したマップＤ１、Ｄ２…を参照する。たとえば、空調装置の作動状態は、吸気温で判断することができる。マップＤ１は吸気温２５℃に対応するものであり、マップＤ２は吸気温３０℃に対応するものである。入力制限値および出力制限値の両方に対して、マップＤ１、Ｄ２…のようなマップが予め用意されており、制御部３０の内部のメモリに記憶されている。
【００４５】
マップＤ１、Ｄ２…のうちから、図３のステップＳ１で得られた吸気温に対応するマップが選択される。
【００４６】
続いて、図３のステップＳ２で得られた電池温度に対応する制限値が設定される。
【００４７】
このようにして図３のステップＳ３での制限値の設定が行われる。
【００４８】
図５は、図４に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【００４９】
図５を参照して、温度Ｔ３は、電池が劣化が著しくなってしまう使用可能上限温度である。この使用可能上限温度Ｔ３に対してある程度のマージンをもって目標上限温度Ｔ２が定められている。
【００５０】
各マップにおいて、温度Ｔ１までは一律に制限値がＰ１に設定されている。また、温度Ｔ１〜Ｔ３の範囲においては、例えば吸気温度が２５℃の場合の制限値Ｗ１よりも吸気温度が３０℃の場合の制限値Ｗ２の方が小さい値に設定される。
【００５１】
つまり、空調装置の作動状態ごとの予め定められた制限値は、所定の電池温度範囲内Ｔ１〜Ｔ３において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００５２】
これは、吸気温度が２５℃の場合よりも吸気温度が３０℃の場合のほうが冷却能力が小さいので、電池１に対する負担を早めに減らしてやり目標上限温度Ｔ２を超えないように電池に対して充放電を行なってやるほうが良いからである。
【００５３】
したがって、実際の運転時においては、電池温度はＴ２をほぼ超えないように管理される。このため、実際に運転時に適用される制限値はＴ３に近い温度の制限値が適用されることはまずなく、ほぼＴ２までの電池温度に対応する制限値である。
【００５４】
温度Ｔ１〜Ｔ２の間において入力値の制限値がＰ１よりも小さく設定された場合には、たとえば、車両制動時に図２のモータ３３で回収される回生ブレーキによる電力が通常よりも少ない値に制御される。この場合、同じ制動力を得るために油圧による図示しない摩擦ブレーキの比率は電池温度がＴ１以下の場合よりも大きくなるように制御される。この場合は燃費が少し低下するが電池の保護が良好になされ電池寿命が一層延びることになる。
【００５５】
また、温度Ｔ１〜Ｔ２の間において出力値の制限値がＰ１よりも小さく設定された場合には、たとえば、エンジン２３を使用せずにモータ３３のみで走行するいわゆるＥＶ走行を行なう時間を電池温度がＴ１以下の場合よりも少なくするように制御が行なわれる。
【００５６】
また、温度Ｔ１〜Ｔ２の間において出力値の制限値がＰ１よりも小さく設定された場合の他の例としては、たとえば、加速性をよくするためにエンジン２３をモータ３３で補助するアシスト走行の頻度を電池温度がＴ１以下の場合よりも少なくする等の制御が行なわれる。
【００５７】
このような制御が行われる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【００５８】
［実施の形態１の変形例］
図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係る自動車１００Ａの構成要素の概略配置を示す図である。
【００５９】
図６を参照して、自動車１００Ａは、図１に示した自動車１００の構成において、切替ダンパ１７をさらに含む。他の部分の構成については自動車１００Ａは図１の自動車１００と同様であるので説明は繰返さない。
【００６０】
切替ダンパ１７には、空調装置の熱交換器７からの暖気または冷気が車室２５を介さずに通風路２６から直接導かれている。また、切替ダンパ１７には車室２５およびトランクルーム１８からの吸気も導かれている。
【００６１】
図７は、自動車１００Ａの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【００６２】
図７を参照して、自動車１００Ａは、車室２５を空調する図６に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態を検知する検知部として動作する温度センサ１５と、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０とを含む。
【００６３】
電気機器は、電池１から電力供給を受けるインバータ３２と、インバータ３２によって力行運転または回生運転が行なわれるモータ３３およびジェネレータ３４とを含む。モータ３３およびジェネレータ３４は、図６のモータジェネレータ２４に対応する。
【００６４】
ジェネレータ３４は、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。モータ３３は、力行運転時は、インバータ３２からの交流出力を受けて車輪２１を駆動する。モータ３３は、回生運転時には、車輪２１の回転による動力または、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。
【００６５】
制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３の出力の制限値を設定する。また、制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３およびジェネレータ３４の発電量の制限値を設定する。この制限値の設定については、図３〜５で説明した自動車１００の場合と同様であるので説明は繰返さない。
【００６６】
自動車１００Ａでは、切替ダンパ１７は空調装置が稼動状態でありこれが電池の予熱または冷却等に適する温度の空気を供給する場合であれば空調装置の熱交換器７からの空気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００６７】
そうでない場合は、切替ダンパ１７は、車室２５、トランクルーム１８のいずれか一方からの吸気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００６８】
自動車１００Ａも自動車１００と同様に空調装置の状態を考慮して充放電制御が行なわれる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【００６９】
［実施の形態２］
実施の形態１では、電池に導かれる吸気温で空調装置の状態を判断して制限値を設定したが、実施の形態２では、空調装置の稼動に直接関連する情報を得て制限値を設定する。
【００７０】
図８は、本発明の実施の形態２に係る自動車１００Ｂの構成要素の概略配置を示す図である。
【００７１】
図８を参照して、自動車１００Ｂは、図１に示した自動車１００の構成とは、温度センサ１５が設けられておらず、切替ダンパ１７Ｂを含む点が異なる。他の部分の構成については自動車１００Ａは図１の自動車１００と同様であるので説明は繰返さない。
【００７２】
切替ダンパ１７Ｂには、空調装置の熱交換器７からの暖気または冷気が車室２５を介さずに通風路２６から直接導かれている。また、切替ダンパ１７Ｂには車室２５からの吸気も導かれている。
【００７３】
図９は、自動車１００Ｂの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【００７４】
図９を参照して、自動車１００Ｂは、車室２５を空調する図８に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態をしめす信号を出力するエアコンスイッチ７Ｂと、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０Ｂとを含む。
【００７５】
電気機器は、電池１から電力供給を受けるインバータ３２と、インバータ３２によって力行運転または回生運転が行なわれるモータ３３およびジェネレータ３４とを含む。モータ３３およびジェネレータ３４は、図８のモータジェネレータ２４に対応する。
【００７６】
ジェネレータ３４は、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。モータ３３は、力行運転時は、インバータ３２からの交流出力を受けて車輪２１を駆動する。モータ３３は、回生運転時には、車輪２１の回転による動力または、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。
【００７７】
制御部３０Ｂは、インバータ３２に対してモータ３３の出力の制限値を設定する。また、制御部３０Ｂは、インバータ３２に対してモータ３３およびジェネレータ３４の発電量の制限値を設定する。
【００７８】
自動車１００Ｂでは、切替ダンパ１７Ｂは空調装置が稼動状態でありこれが電池の予熱または冷却等に適する温度の空気を供給する場合であれば空調装置の熱交換器７からの空気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００７９】
そうでない場合は、切替ダンパ１７Ｂは、車室２５からの吸気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００８０】
図１０は、図９の制御部３０Ｂで実行される制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。
【００８１】
図９、図１０を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１１において、スイッチ７Ｂの出力を制御部３０Ｂが取込み空調装置の作動状態が制御部３０Ｂに認識される。
【００８２】
続いてステップＳ１２において、電池１に取付けられる温度センサ１１の出力を制御部３０Ｂが取込み、電池１の温度が測定される。なお、図８に示したように電池１が複数の電池ユニットから構成される場合は、制御部３０は複数の温度センサ１１〜１４の出力を順次取込む。
【００８３】
続いてステップＳ１３において空調装置の作動状態ごとに予め定められていたマップから入出力制限値が算出される。そして、制限値設定処理が終了するとステップＳ１４に進み、処理はメインルーチンに戻る。
【００８４】
図１１は、図１０のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【００８５】
図９、図１１を参照して、制御部３０Ｂは、予め複数の空調装置の作動状態ごとに定められた制限値を配置したマップＤ３、Ｄ４を参照する。たとえば、空調装置の作動状態は、エアコンスイッチ７Ｂのオン／オフ設定を読込むことにより判断することができる。入力制限値および出力制限値の両方に対して、マップＤ３、Ｄ４のようなマップが予め用意されており、制御部３０Ｂの内部のメモリに記憶されている。
【００８６】
マップＤ３、Ｄ４のうちから、図１０のステップＳ１１で得られた作動状態に対応するマップが選択される。具体的にはエアコンスイッチ７ＢがオンであればマップＤ３が選択され、オフであればマップＤ４が選択される。
【００８７】
続いて、図１０のステップＳ１２で得られた電池温度に対応する制限値が設定される。
【００８８】
このようにして図１０のステップＳ１３での制限値の設定が行われる。
【００８９】
図１２は、図１１に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【００９０】
図１２を参照して、温度Ｔ６は、電池が劣化が著しくなってしまう使用可能上限温度である。この使用可能上限温度Ｔ６に対してある程度のマージンをもって目標上限温度Ｔ５が定められている。
【００９１】
各マップにおいて、温度Ｔ４までは一律に制限値がＰ２に設定されている。また、温度Ｔ４〜Ｔ６の範囲においては、例えばエアコンがオンの場合の制限値Ｗ３よりもエアコンがオフの場合の制限値Ｗ４の方が小さい値に設定される。
【００９２】
つまり、空調装置の作動状態ごとの予め定められた制限値は、所定の電池温度範囲内Ｔ４〜Ｔ６において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００９３】
これは、エアコンがオンの場合よりもエアコンがオフの場合のほうが空調装置の冷却能力が小さいので、電池１に対する負担を早めに減らしてやり目標上限温度Ｔ２を超えないように電池に対して充放電を行なってやるほうが良いからである。
【００９４】
したがって、実際の運転時においては、電池温度はＴ５をほぼ超えないように管理される。このため、実際に運転時に適用される制限値はＴ６に近い温度の制限値が適用されることはまずなく、ほぼＴ５までの電池温度に対応する制限値である。
【００９５】
温度Ｔ４〜Ｔ５の間において入力値の制限値がＰ２よりも小さく設定された場合には、たとえば、車両制動時に図９のモータ３３で回収される回生ブレーキによる電力が通常よりも少ない値に制御される。この場合、同じ制動力を得るために油圧による図示しない摩擦ブレーキの比率は電池温度がＴ４以下の場合よりも大きくなるように制御される。この場合は燃費が少し低下するが電池の保護が良好になされ電池寿命が一層延びることになる。
【００９６】
また、温度Ｔ４〜Ｔ５の間において出力値の制限値がＰ２よりも小さく設定された場合には、たとえば、エンジン２３を使用せずにモータ３３のみで走行するいわゆるＥＶ走行を行なう時間を電池温度がＴ４以下の場合よりも少なくするように制御が行なわれる。
【００９７】
また、温度Ｔ１〜Ｔ２の間において出力値の制限値がＰ２よりも小さく設定された場合の他の例としては、たとえば、加速性をよくするためにエンジン２３をモータ３３で補助するアシスト走行の頻度を電池温度がＴ４以下の場合よりも少なくする等の制御が行なわれる。
【００９８】
このような制御が行われる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【００９９】
なお、実施の形態２では、空調装置の稼動状態を直接示す情報としてエアコンスイッチ７Ｂのオンオフを例にあげて説明した。この情報は、電気信号で制御部３０Ｂや切替ダンパ１７Ｂに伝達されても良いがスイッチの物理的な設定に応じて切り替わる機構で切替ダンパ１７Ｂを切換えても良い。また、例えばオンオフ信号でなくても、エアコンに対する設定温度の情報に基づいて制限値を設定しても良い。
【０１００】
以上説明したように、実施の形態２においても、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【０１０１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動車１００の構成要素の概略配置を示す図である。
【図２】自動車１００の制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【図３】図２の制御部３０で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【図５】図４に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例に係る自動車１００Ａの構成要素の概略配置を示す図である。
【図７】自動車１００Ａの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る自動車１００Ｂの構成要素の概略配置を示す図である。
【図９】自動車１００Ｂの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【図１０】図９の制御部３０Ｂで実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【図１２】図１１に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 電池、２ エンジン、４ 車内外熱交換器、５ 圧縮機、６ 電動圧縮機、７Ｂ エアコンスイッチ、７ 熱交換器、８ 熱交換フィン、１１〜１５ 温度センサ、１６ ファン、３６ プラネタリギヤ、１７，１７Ｂ 切替ダンパ、１８ トランクルーム、２１，２２ 車輪、２３ エンジン、２４ モータジェネレータ、２５ 車室、２６ 通風路、２７ 冷媒通路、３０，３０Ｂ 制御部、３２ インバータ、３３ モータ、３４ ジェネレータ、１００，１００Ａ，１００Ｂ 自動車、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ マップ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充放電制御装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等のように、車両推進用の駆動源としてモータを採用し、このモータを駆動する電力を蓄積する大容量の電池を搭載する自動車が登場している。
【０００３】
特許第３１２５１９８号明細書（特許文献１）には、電気自動車に搭載されている電池が所定の温度範囲内に保たれるようにすることを目的とする技術が開示されている。
【０００４】
この技術では電気自動車の動力源である電池は電池収容室に収容されている。その電気自動車にはヒートポンプ式空調装置が装備されており、その空調装置によって温度調整された空気が電池収容室内にも供給されるようになっている。充電時などに電池の温度が高くなると、空調装置が冷房側に駆動され、その空調装置から供給される冷気によって電池が冷却される。また、電池温度が低いときには空調装置が暖房側に駆動され、その空調装置から供給される暖気によって電池が加熱される。
【特許文献１】特許第３１２５１９８号明細書
【特許文献２】特開２００３−２１９５１０号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許第３１２５１９８号明細書（特許文献１）では、車室内用の空調装置によって電池を収容する電池収容室の空気温度は温度調整される。しかし、空調装置から得られる空気温度は、乗員の好みや走行時の設定等により左右される。
【０００６】
たとえば、乗員が冷房による空調を好まない場合もあり、このような場合は気温が高ければ電池を冷却するために最適な冷風が得られない。また、空調装置の設定により冷風の量が十分でない場合もある。たとえば、外気を取り入れる設定にしておけば座席後部のほうまで冷風が届くが、外気を取り入れずに内気を循環させる設定では座席後部までは冷風が届きにくい。
【０００７】
このように、空調装置の作動状態によっては電池に過剰な負荷をかけると、電池温度が最適範囲から外れてしまうという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、電池の保護を十分にして信頼性がより高められた充放電制御装置および車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、充放電制御装置であって、電池の温度調節に使用される空調装置の作動状態を検知する検知部と、作動状態に応じて電池に対する充電量または放電量の制限値を設定する設定部とを含む。
【００１０】
好ましくは、検知部は、空調装置から電池に供給される吸気温に応じて作動状態を検知する。
【００１１】
好ましくは、検知部は、空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を受けて作動状態を検知する。
【００１２】
好ましくは、設定部は、予め複数の作動状態ごとに定められた制限値のうちから空調装置の作動状態に対応する制限値を選択する。
【００１３】
より好ましくは、設定部は、電池の温度にさらに応じて制限値を選択する。予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００１４】
この発明の他の局面に従うと、車両であって、車室を空調する空調装置と、空調装置を温度調節に利用する電池と、空調装置の作動状態を検知する検知部と、電池に対して充電または放電を行なう電気機器と、作動状態に応じて電池に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部とを含む。
【００１５】
好ましくは、検知部は、空調装置から電池に供給される空気の通路に設置される温度センサを含む。
【００１６】
好ましくは、検知部は、空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を空調装置から受けて作動状態を検知する。
【００１７】
好ましくは、制御部は、予め複数の作動状態ごとに定められた制限値のうちから空調装置の作動状態に対応する制限値を選択する。
【００１８】
より好ましくは、車両は、電池の温度を検知する電池温度センサをさらに備える。予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００１９】
好ましくは、車両は、空調装置の作動状態に対応させて電池に対して供給する空気の流路を変更するための切替ダンパをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、電気機器は、電池から電力供給を受けるインバータと、インバータによって力行運転が行なわれる回転電機とを含む。制御部は、インバータに対して回転電機の出力の制限値を設定する。
【００２１】
好ましくは、電気機器は、電池に対して電力を供給するインバータと、インバータによって回生運転が行なわれる回転電機とを含む。制御部は、インバータに対して回転電機における発電量の制限値を設定する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電池の保護がより一層考慮され、電池寿命をさらに延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動車１００の構成要素の概略配置を示す図である。
【００２５】
図１を参照して、自動車１００は、運転者等の乗員が乗車する車室２５と、車室２５の前方のフロント部に配置されるエンジン２３と、モータジェネレータ２４と、空調装置とを含む。
【００２６】
エンジン２３およびモータジェネレータ２４は、車輪２１を駆動する。空調装置は、具体的にはエアコンであり、車内外熱交換器４と圧縮機５と電動圧縮機６と熱交換器７が「空調装置」に該当する。なお、「空調装置」としては、エンジンの冷却水で加熱されるヒーターを用いることもできる。
【００２７】
車内外熱交換器４と圧縮機５と電動圧縮機６と熱交換器７とは冷媒通路２７によって接続されており、エンジン２３が動作中は圧縮機５によって冷媒が圧縮され、エンジン２３が停止中には電動圧縮機６によって冷媒が圧縮され、冷媒が冷媒通路を循環する。
【００２８】
暖房時には、圧縮機５または電動圧縮機６で圧縮された冷媒が熱交換器７から車内外熱交換器４を経由して圧縮機５または電動圧縮機６に戻ることにより、車内に熱が汲み入れられる。また、冷房時には、圧縮機５または電動圧縮機６で圧縮された冷媒が車内外熱交換器４から熱交換器７を経由して圧縮機５または電動圧縮機６に戻ることにより、車外に熱が排出される。
【００２９】
自動車１００は、エンジン２３とモータジェネレータ２４とを併用して車両を駆動するハイブリッド自動車である。このため、自動車１００は、電池１と、モータジェネレータ２４と図示しないインバータとをさらに含む。電池１としては、例えばニッケル水素電池が好適に用いられる。
【００３０】
モータジェネレータ２４は、力行運転時には電池１から電気エネルギーを受けて車輪２１を駆動し、回生運転時には車輪２１から受けた回転エネルギーによって発生した電気エネルギーを電池１に戻す。インバータは、電池１の直流とモータジェネレータ２４の交流とを相互に変換する。
【００３１】
自動車１００は、さらに、非駆動輪の後輪である車輪２２と、車両後部に設けられるトランクルーム１８と、車室２５の後部の吸気口から電池温度調節用に空気を吸い込むファン１６と、ファン１６から電池１に至る送風通路に設けられる温度センサ１５と、電池１に取付けられる温度センサ１１〜１４とを含む。温度センサ１１〜１５としては、例えばサーミスタ等を用いることができる。熱交換器７によって加熱されまたは冷却された空気は通風路２６を介して車室２５に導かれる。
【００３２】
電池１には、最適温度があり、冬期など外気の温度が低い環境下で始動時に電池温度が低くなってしまっているときには、速やかに暖機を行なうことが望ましい。このため、空調装置の熱交換器７からの暖かい空気が車室を経て電池に直接与えられる。電池１の表面に形成された熱交換フィン８を介して暖かい空気から熱が電池１に与えられる。
【００３３】
また、夏期などで外気の温度が高い環境下では、空調装置は冷房運転され、熱交換器７からの冷風が車室を経て電池１に直接与えられる。冷風によって電池１の表面に形成された熱交換フィン８を介して電池１から放熱が行なわれる。
【００３４】
図２は、自動車１００の制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【００３５】
図２を参照して、自動車１００は、車室２５を空調する図１に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態を検知する検知部として動作する温度センサ１５と、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０とを含む。
【００３６】
電気機器は、電池１から電力供給を受けるインバータ３２と、インバータ３２によって力行運転または回生運転が行なわれるモータ３３およびジェネレータ３４とを含む。モータ３３およびジェネレータ３４は、図１のモータジェネレータ２４に対応する。
【００３７】
ジェネレータ３４は、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。モータ３３は、力行運転時は、インバータ３２からの交流出力を受けて車輪２１を駆動する。モータ３３は、回生運転時には、車輪２１の回転による動力または、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。
【００３８】
制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３の出力の制限値を設定する。また、制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３およびジェネレータ３４の発電量の制限値を設定する。
【００３９】
図３は、図２の制御部３０で実行される制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。
【００４０】
図２、図３を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１において、温度センサ１５の出力を制御部３０が取込み、電池１に送風される吸気温が測定される。
【００４１】
続いてステップＳ２において、電池１に取付けられる温度センサ１１の出力を制御部３０が取込み、電池１の温度が測定される。なお、図１に示したように電池１が複数の電池ユニットから構成される場合は、制御部３０は複数の温度センサ１１〜１４の出力を順次取込む。
【００４２】
続いてステップＳ３において吸気温度ごとに予め定められていたマップから入出力制限値が算出される。そして、制限値設定処理が終了するとステップＳ４に進み、処理はメインルーチンに戻る。
【００４３】
図４は、図３のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【００４４】
図２、図４を参照して、制御部３０は、予め複数の空調装置の作動状態ごとに定められた制限値を配置したマップＤ１、Ｄ２…を参照する。たとえば、空調装置の作動状態は、吸気温で判断することができる。マップＤ１は吸気温２５℃に対応するものであり、マップＤ２は吸気温３０℃に対応するものである。入力制限値および出力制限値の両方に対して、マップＤ１、Ｄ２…のようなマップが予め用意されており、制御部３０の内部のメモリに記憶されている。
【００４５】
マップＤ１、Ｄ２…のうちから、図３のステップＳ１で得られた吸気温に対応するマップが選択される。
【００４６】
続いて、図３のステップＳ２で得られた電池温度に対応する制限値が設定される。
【００４７】
このようにして図３のステップＳ３での制限値の設定が行われる。
【００４８】
図５は、図４に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【００４９】
図５を参照して、温度Ｔ３は、電池が劣化が著しくなってしまう使用可能上限温度である。この使用可能上限温度Ｔ３に対してある程度のマージンをもって目標上限温度Ｔ２が定められている。
【００５０】
各マップにおいて、温度Ｔ１までは一律に制限値がＰ１に設定されている。また、温度Ｔ１〜Ｔ３の範囲においては、例えば吸気温度が２５℃の場合の制限値Ｗ１よりも吸気温度が３０℃の場合の制限値Ｗ２の方が小さい値に設定される。
【００５１】
つまり、空調装置の作動状態ごとの予め定められた制限値は、所定の電池温度範囲内Ｔ１〜Ｔ３において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００５２】
これは、吸気温度が２５℃の場合よりも吸気温度が３０℃の場合のほうが冷却能力が小さいので、電池１に対する負担を早めに減らしてやり目標上限温度Ｔ２を超えないように電池に対して充放電を行なってやるほうが良いからである。
【００５３】
したがって、実際の運転時においては、電池温度はＴ２をほぼ超えないように管理される。このため、実際に運転時に適用される制限値はＴ３に近い温度の制限値が適用されることはまずなく、ほぼＴ２までの電池温度に対応する制限値である。
【００５４】
温度Ｔ１〜Ｔ２の間において入力値の制限値がＰ１よりも小さく設定された場合には、たとえば、車両制動時に図２のモータ３３で回収される回生ブレーキによる電力が通常よりも少ない値に制御される。この場合、同じ制動力を得るために油圧による図示しない摩擦ブレーキの比率は電池温度がＴ１以下の場合よりも大きくなるように制御される。この場合は燃費が少し低下するが電池の保護が良好になされ電池寿命が一層延びることになる。
【００５５】
また、温度Ｔ１〜Ｔ２の間において出力値の制限値がＰ１よりも小さく設定された場合には、たとえば、エンジン２３を使用せずにモータ３３のみで走行するいわゆるＥＶ走行を行なう時間を電池温度がＴ１以下の場合よりも少なくするように制御が行なわれる。
【００５６】
また、温度Ｔ１〜Ｔ２の間において出力値の制限値がＰ１よりも小さく設定された場合の他の例としては、たとえば、加速性をよくするためにエンジン２３をモータ３３で補助するアシスト走行の頻度を電池温度がＴ１以下の場合よりも少なくする等の制御が行なわれる。
【００５７】
このような制御が行われる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【００５８】
［実施の形態１の変形例］
図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係る自動車１００Ａの構成要素の概略配置を示す図である。
【００５９】
図６を参照して、自動車１００Ａは、図１に示した自動車１００の構成において、切替ダンパ１７をさらに含む。他の部分の構成については自動車１００Ａは図１の自動車１００と同様であるので説明は繰返さない。
【００６０】
切替ダンパ１７には、空調装置の熱交換器７からの暖気または冷気が車室２５を介さずに通風路２６から直接導かれている。また、切替ダンパ１７には車室２５およびトランクルーム１８からの吸気も導かれている。
【００６１】
図７は、自動車１００Ａの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【００６２】
図７を参照して、自動車１００Ａは、車室２５を空調する図６に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態を検知する検知部として動作する温度センサ１５と、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０とを含む。
【００６３】
電気機器は、電池１から電力供給を受けるインバータ３２と、インバータ３２によって力行運転または回生運転が行なわれるモータ３３およびジェネレータ３４とを含む。モータ３３およびジェネレータ３４は、図６のモータジェネレータ２４に対応する。
【００６４】
ジェネレータ３４は、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。モータ３３は、力行運転時は、インバータ３２からの交流出力を受けて車輪２１を駆動する。モータ３３は、回生運転時には、車輪２１の回転による動力または、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。
【００６５】
制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３の出力の制限値を設定する。また、制御部３０は、インバータ３２に対してモータ３３およびジェネレータ３４の発電量の制限値を設定する。この制限値の設定については、図３〜５で説明した自動車１００の場合と同様であるので説明は繰返さない。
【００６６】
自動車１００Ａでは、切替ダンパ１７は空調装置が稼動状態でありこれが電池の予熱または冷却等に適する温度の空気を供給する場合であれば空調装置の熱交換器７からの空気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００６７】
そうでない場合は、切替ダンパ１７は、車室２５、トランクルーム１８のいずれか一方からの吸気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００６８】
自動車１００Ａも自動車１００と同様に空調装置の状態を考慮して充放電制御が行なわれる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【００６９】
［実施の形態２］
実施の形態１では、電池に導かれる吸気温で空調装置の状態を判断して制限値を設定したが、実施の形態２では、空調装置の稼動に直接関連する情報を得て制限値を設定する。
【００７０】
図８は、本発明の実施の形態２に係る自動車１００Ｂの構成要素の概略配置を示す図である。
【００７１】
図８を参照して、自動車１００Ｂは、図１に示した自動車１００の構成とは、温度センサ１５が設けられておらず、切替ダンパ１７Ｂを含む点が異なる。他の部分の構成については自動車１００Ａは図１の自動車１００と同様であるので説明は繰返さない。
【００７２】
切替ダンパ１７Ｂには、空調装置の熱交換器７からの暖気または冷気が車室２５を介さずに通風路２６から直接導かれている。また、切替ダンパ１７Ｂには車室２５からの吸気も導かれている。
【００７３】
図９は、自動車１００Ｂの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【００７４】
図９を参照して、自動車１００Ｂは、車室２５を空調する図８に図示した空調装置を温度調節に利用する電池１と、空調装置の作動状態をしめす信号を出力するエアコンスイッチ７Ｂと、電池１に対して充電または放電を行なう電気機器と、空調装置の作動状態に応じて電池１に対する充電量または放電量の制限値を電気機器に対して設定する制御部３０Ｂとを含む。
【００７５】
電気機器は、電池１から電力供給を受けるインバータ３２と、インバータ３２によって力行運転または回生運転が行なわれるモータ３３およびジェネレータ３４とを含む。モータ３３およびジェネレータ３４は、図８のモータジェネレータ２４に対応する。
【００７６】
ジェネレータ３４は、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。モータ３３は、力行運転時は、インバータ３２からの交流出力を受けて車輪２１を駆動する。モータ３３は、回生運転時には、車輪２１の回転による動力または、プラネタリギヤ３６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なう。
【００７７】
制御部３０Ｂは、インバータ３２に対してモータ３３の出力の制限値を設定する。また、制御部３０Ｂは、インバータ３２に対してモータ３３およびジェネレータ３４の発電量の制限値を設定する。
【００７８】
自動車１００Ｂでは、切替ダンパ１７Ｂは空調装置が稼動状態でありこれが電池の予熱または冷却等に適する温度の空気を供給する場合であれば空調装置の熱交換器７からの空気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００７９】
そうでない場合は、切替ダンパ１７Ｂは、車室２５からの吸気がファン１６に導かれるように切替が行なわれる。
【００８０】
図１０は、図９の制御部３０Ｂで実行される制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。
【００８１】
図９、図１０を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１１において、スイッチ７Ｂの出力を制御部３０Ｂが取込み空調装置の作動状態が制御部３０Ｂに認識される。
【００８２】
続いてステップＳ１２において、電池１に取付けられる温度センサ１１の出力を制御部３０Ｂが取込み、電池１の温度が測定される。なお、図８に示したように電池１が複数の電池ユニットから構成される場合は、制御部３０は複数の温度センサ１１〜１４の出力を順次取込む。
【００８３】
続いてステップＳ１３において空調装置の作動状態ごとに予め定められていたマップから入出力制限値が算出される。そして、制限値設定処理が終了するとステップＳ１４に進み、処理はメインルーチンに戻る。
【００８４】
図１１は、図１０のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【００８５】
図９、図１１を参照して、制御部３０Ｂは、予め複数の空調装置の作動状態ごとに定められた制限値を配置したマップＤ３、Ｄ４を参照する。たとえば、空調装置の作動状態は、エアコンスイッチ７Ｂのオン／オフ設定を読込むことにより判断することができる。入力制限値および出力制限値の両方に対して、マップＤ３、Ｄ４のようなマップが予め用意されており、制御部３０Ｂの内部のメモリに記憶されている。
【００８６】
マップＤ３、Ｄ４のうちから、図１０のステップＳ１１で得られた作動状態に対応するマップが選択される。具体的にはエアコンスイッチ７ＢがオンであればマップＤ３が選択され、オフであればマップＤ４が選択される。
【００８７】
続いて、図１０のステップＳ１２で得られた電池温度に対応する制限値が設定される。
【００８８】
このようにして図１０のステップＳ１３での制限値の設定が行われる。
【００８９】
図１２は、図１１に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【００９０】
図１２を参照して、温度Ｔ６は、電池が劣化が著しくなってしまう使用可能上限温度である。この使用可能上限温度Ｔ６に対してある程度のマージンをもって目標上限温度Ｔ５が定められている。
【００９１】
各マップにおいて、温度Ｔ４までは一律に制限値がＰ２に設定されている。また、温度Ｔ４〜Ｔ６の範囲においては、例えばエアコンがオンの場合の制限値Ｗ３よりもエアコンがオフの場合の制限値Ｗ４の方が小さい値に設定される。
【００９２】
つまり、空調装置の作動状態ごとの予め定められた制限値は、所定の電池温度範囲内Ｔ４〜Ｔ６において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される。
【００９３】
これは、エアコンがオンの場合よりもエアコンがオフの場合のほうが空調装置の冷却能力が小さいので、電池１に対する負担を早めに減らしてやり目標上限温度Ｔ２を超えないように電池に対して充放電を行なってやるほうが良いからである。
【００９４】
したがって、実際の運転時においては、電池温度はＴ５をほぼ超えないように管理される。このため、実際に運転時に適用される制限値はＴ６に近い温度の制限値が適用されることはまずなく、ほぼＴ５までの電池温度に対応する制限値である。
【００９５】
温度Ｔ４〜Ｔ５の間において入力値の制限値がＰ２よりも小さく設定された場合には、たとえば、車両制動時に図９のモータ３３で回収される回生ブレーキによる電力が通常よりも少ない値に制御される。この場合、同じ制動力を得るために油圧による図示しない摩擦ブレーキの比率は電池温度がＴ４以下の場合よりも大きくなるように制御される。この場合は燃費が少し低下するが電池の保護が良好になされ電池寿命が一層延びることになる。
【００９６】
また、温度Ｔ４〜Ｔ５の間において出力値の制限値がＰ２よりも小さく設定された場合には、たとえば、エンジン２３を使用せずにモータ３３のみで走行するいわゆるＥＶ走行を行なう時間を電池温度がＴ４以下の場合よりも少なくするように制御が行なわれる。
【００９７】
また、温度Ｔ１〜Ｔ２の間において出力値の制限値がＰ２よりも小さく設定された場合の他の例としては、たとえば、加速性をよくするためにエンジン２３をモータ３３で補助するアシスト走行の頻度を電池温度がＴ４以下の場合よりも少なくする等の制御が行なわれる。
【００９８】
このような制御が行われる結果、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【００９９】
なお、実施の形態２では、空調装置の稼動状態を直接示す情報としてエアコンスイッチ７Ｂのオンオフを例にあげて説明した。この情報は、電気信号で制御部３０Ｂや切替ダンパ１７Ｂに伝達されても良いがスイッチの物理的な設定に応じて切り替わる機構で切替ダンパ１７Ｂを切換えても良い。また、例えばオンオフ信号でなくても、エアコンに対する設定温度の情報に基づいて制限値を設定しても良い。
【０１００】
以上説明したように、実施の形態２においても、電池に対する充放電が電池の目標上限温度を超えないように最適制御され、結果として電池寿命を一層延ばすことができる。
【０１０１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動車１００の構成要素の概略配置を示す図である。
【図２】自動車１００の制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【図３】図２の制御部３０で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【図５】図４に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例に係る自動車１００Ａの構成要素の概略配置を示す図である。
【図７】自動車１００Ａの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る自動車１００Ｂの構成要素の概略配置を示す図である。
【図９】自動車１００Ｂの制御を説明するための構成を示したブロック図である。
【図１０】図９の制御部３０Ｂで実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ３で用いられるマップについて説明するための図である。
【図１２】図１１に示した各マップの制限値を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 電池、２ エンジン、４ 車内外熱交換器、５ 圧縮機、６ 電動圧縮機、７Ｂ エアコンスイッチ、７ 熱交換器、８ 熱交換フィン、１１〜１５ 温度センサ、１６ ファン、３６ プラネタリギヤ、１７，１７Ｂ 切替ダンパ、１８ トランクルーム、２１，２２ 車輪、２３ エンジン、２４ モータジェネレータ、２５ 車室、２６ 通風路、２７ 冷媒通路、３０，３０Ｂ 制御部、３２ インバータ、３３ モータ、３４ ジェネレータ、１００，１００Ａ，１００Ｂ 自動車、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ マップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の温度調節に使用される空調装置の作動状態を検知する検知部と、
前記作動状態に応じて前記電池に対する充電量または放電量の制限値を設定する設定部とを含む、充放電制御装置。
【請求項２】
前記検知部は、前記空調装置から前記電池に供給される吸気温に応じて前記作動状態を検知する、請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を受けて前記作動状態を検知する、請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、予め複数の作動状態ごとに定められた前記制限値のうちから前記空調装置の作動状態に対応する前記制限値を選択する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記電池の温度にさらに応じて前記制限値を選択し、
前記予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される、請求項４に記載の充放電制御装置。
【請求項６】
車室を空調する空調装置と、
前記空調装置を温度調節に利用する電池と、
前記空調装置の作動状態を検知する検知部と、
前記電池に対して充電または放電を行なう電気機器と、
前記作動状態に応じて前記電池に対する充電量または放電量の制限値を前記電気機器に対して設定する制御部とを含む、車両。
【請求項７】
前記検知部は、
前記空調装置から前記電池に供給される空気の通路に設置される温度センサを含む、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記検知部は、前記空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を前記空調装置から受けて前記作動状態を検知する、請求項６に記載の車両。
【請求項９】
前記制御部は、予め複数の作動状態ごとに定められた前記制限値のうちから前記空調装置の作動状態に対応する前記制限値を選択する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１０】
前記電池の温度を検知する電池温度センサをさらに備え、
前記予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記空調装置の作動状態に対応させて前記電池に対して供給する空気の流路を変更するための切替ダンパをさらに備える、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１２】
前記電気機器は、
前記電池から電力供給を受けるインバータと、
前記インバータによって力行運転が行なわれる回転電機とを含み、
前記制御部は、前記インバータに対して前記回転電機の出力の制限値を設定する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１３】
前記電気機器は、
前記電池に対して電力を供給するインバータと、
前記インバータによって回生運転が行なわれる回転電機とを含み、
前記制御部は、前記インバータに対して前記回転電機における発電量の制限値を設定する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１】
電池の温度調節に使用される空調装置の作動状態を検知する検知部と、
前記作動状態に応じて前記電池に対する充電量または放電量の制限値を設定する設定部とを含む、充放電制御装置。
【請求項２】
前記検知部は、前記空調装置から前記電池に供給される吸気温に応じて前記作動状態を検知する、請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を受けて前記作動状態を検知する、請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、予め複数の作動状態ごとに定められた前記制限値のうちから前記空調装置の作動状態に対応する前記制限値を選択する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記電池の温度にさらに応じて前記制限値を選択し、
前記予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される、請求項４に記載の充放電制御装置。
【請求項６】
車室を空調する空調装置と、
前記空調装置を温度調節に利用する電池と、
前記空調装置の作動状態を検知する検知部と、
前記電池に対して充電または放電を行なう電気機器と、
前記作動状態に応じて前記電池に対する充電量または放電量の制限値を前記電気機器に対して設定する制御部とを含む、車両。
【請求項７】
前記検知部は、
前記空調装置から前記電池に供給される空気の通路に設置される温度センサを含む、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記検知部は、前記空調装置が稼動しているか非稼動であるかを示す情報を前記空調装置から受けて前記作動状態を検知する、請求項６に記載の車両。
【請求項９】
前記制御部は、予め複数の作動状態ごとに定められた前記制限値のうちから前記空調装置の作動状態に対応する前記制限値を選択する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１０】
前記電池の温度を検知する電池温度センサをさらに備え、
前記予め定められた作動状態ごとの制限値は、所定の電池温度範囲内において冷却能力が高い作動状態よりも冷却能力が低い作動状態の方が小さい値に設定される、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記空調装置の作動状態に対応させて前記電池に対して供給する空気の流路を変更するための切替ダンパをさらに備える、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１２】
前記電気機器は、
前記電池から電力供給を受けるインバータと、
前記インバータによって力行運転が行なわれる回転電機とを含み、
前記制御部は、前記インバータに対して前記回転電機の出力の制限値を設定する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１３】
前記電気機器は、
前記電池に対して電力を供給するインバータと、
前記インバータによって回生運転が行なわれる回転電機とを含み、
前記制御部は、前記インバータに対して前記回転電機における発電量の制限値を設定する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１７２９３１（Ｐ２００６−１７２９３１Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６４５１７（Ｐ２００４−３６４５１７）
【出願日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【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１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【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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