電動車両充電制御システム及び電動車両充電制御方法
【課題】駆動力を十分に発生させることができ、しかも、バッテリの耐久性が低下するのを抑制することができるようにする。
【解決手段】充電要素と、電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続された充電回路６５と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より前に設定時刻で充電要素の充電を開始し、電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始する放電制御処理手段とを有する。電動車両の走行を開始する前に充電要素を充電し、その後、充電要素を放電させるようになっているので、電動車両を走行させるのに必要な駆動力を十分に発生させることができる。
【解決手段】充電要素と、電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続された充電回路６５と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より前に設定時刻で充電要素の充電を開始し、電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始する放電制御処理手段とを有する。電動車両の走行を開始する前に充電要素を充電し、その後、充電要素を放電させるようになっているので、電動車両を走行させるのに必要な駆動力を十分に発生させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両充電制御システム及び電動車両充電制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両においては、駆動モータにバッテリが接続され、該バッテリを放電させることによって発生させられた電力を駆動モータに供給して、駆動モータを駆動したり、制動時等において駆動モータで電力を回生し、回生した電力をバッテリに供給してバッテリを充電したりすることができる。また、例えば、自宅等に電動車両を置き、充電設備のコンセントにプラグを差し込むことによって外部電源からバッテリを充電することができるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１１６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の電動車両においては、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、バッテリ残量が小さいと、発生する電気量が小さいので、ＥＶ走行モードを優先して電動車両を走行させる場合に、航続距離が短くなり、場合によっては、電動車両を走行させるのに必要な車両要求トルク、すなわち、駆動力を十分に発生させることができなくなってしまう。そこで、次回、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、航続距離を長くすることができ、駆動力を十分に発生させることができるように、電動車両の運転を停止させる前に、バッテリ残量を大きい状態に保持しておくことが考えられる。ところが、バッテリ残量を大きい状態に保持する場合、バッテリの電解液、電極等が劣化し、バッテリの耐久性がその分低くなってしまう。
【０００４】
本発明は、前記従来の電動車両の問題点を解決して、ＥＶ走行モードを優先して電動車両を走行させる場合で、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、航続距離を長くすることができ、駆動力を十分に発生させることができ、しかも、バッテリの耐久性が低下するのを抑制することができる電動車両充電制御システム及び電動車両充電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのために、本発明の電動車両充電制御システムにおいては、充電要素と、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させる放電制御処理手段とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電動車両充電制御システムにおいては、充電要素と、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させる放電制御処理手段とを有する。
【０００７】
この場合、電動車両の走行を開始する前に充電要素を充電し、その後、所定の設定時刻で、充電要素の放電を開始するようになっているので、充電要素の放電を利用して電動車両を走行させるモードを優先して電動車両を走行させる場合で、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、航続距離を長くすることができ、駆動力を十分に発生させることができ、しかも、バッテリの耐久性が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。この場合、電動車両としてのハイブリッド型車両について説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置のブロック図である。
【００１０】
図において、１１はエンジン、１２は図示されないクランクシャフトと接続され、前記エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転が出力される出力軸、１３は該出力軸１２を介して入力されたトルクを分配する差動回転装置としてのプラネタリギヤユニット、１６は、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、プラネタリギヤユニット１３によって分配されたトルクを受ける第１の電動機械としての発電機（Ｇ）、２５は出力軸１４を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、プラネタリギヤユニット１３によって分配されたトルクを受ける第２の電動機械としての駆動モータ（Ｍ）である。前記エンジン１１、発電機１６及び駆動モータ２５は、互いに差動回転自在に、かつ、機械的に連結されるとともに、更に出力軸１８を介して車輪である駆動輪３７と機械的に連結される。
【００１１】
そして、前記プラネタリギヤユニット１３は、少なくとも、第１の差動要素としての図示されないサンギヤ、該サンギヤと噛（し）合する図示されないピニオン、該ピニオンと噛合する第２の差動要素としての図示されないリングギヤ、及び前記ピニオンを回転自在に支持する第３の差動要素としての図示されないキャリヤを備え、前記サンギヤは前記伝達軸１７を介して発電機１６と、リングギヤは、出力軸１４及び図示されない所定のギヤ列を介して駆動モータ２５と、キャリヤは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。
【００１２】
また、前記キャリヤと図示されないケースとの間に図示されないワンウェイクラッチが配設され、該ワンウェイクラッチは、エンジン１１から正方向の回転がキャリヤに伝達されたときにフリーになり、発電機１６又は駆動モータ２５から逆方向の回転がキャリヤに伝達されたときにロックされ、エンジン１１が逆方向に回転させられるのを阻止する。
【００１３】
前記発電機１６は発電機インバータとしてのインバータ２８に、駆動モータ２５は駆動モータインバータとしてのインバータ２９に接続され、各インバータ２８、２９は、いずれも、複数の、例えば、６個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタを備え、該各トランジスタは、一対ずつユニット化されて各相のトランジスタモジュール（ＩＧＢＴ）を構成し、第１の電源としての、かつ、充電要素としてのバッテリ４３と接続される。なお、バッテリ４３に代えて、又はバッテリ４３に加えて図示されないキャパシタを充電要素して接続することができる。
【００１４】
前記発電機１６は、バッテリ４３から電力が供給されて駆動され、発電機１６のトルク、すなわち、発電機トルクを発生させ、発電時に電力を発生させ、バッテリ４３に送る。
【００１５】
前記駆動モータ２５は、バッテリ４３から電力が供給されて駆動され、駆動モータ２５のトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させて駆動輪３７に送り、回生時に駆動輪３７の回転を受けて電力を回生し、バッテリ４３に送る。
【００１６】
そして、発電機１６及び駆動モータ２５の制御を行うために第１の制御装置としての駆動部制御装置４９が、前記エンジン１１の制御を行うために第２の制御装置としてのエンジン制御装置４６が配設され、前記駆動部制御装置４９及びエンジン制御装置４６が主制御装置としての車両制御装置５０に接続される。前記エンジン制御装置４６、駆動部制御装置４９及び車両制御装置５０は、いずれも、図示されないＣＰＵ、記録装置等によって構成され、所定のプログラム、データ等に基づいて各種の演算を行い、コンピュータとして機能する。また、前記エンジン制御装置４６及び駆動部制御装置４９は、車両制御装置５０に対して下位の制御装置を構成し、車両制御装置５０は、前記エンジン制御装置４６及び駆動部制御装置４９に対して上位の制御装置を構成する。なお、前記エンジン制御装置４６、駆動部制御装置４９及び車両制御装置５０によって電動車両充電制御システムが構成される。
【００１７】
前記駆動部制御装置４９は、発電機１６を駆動するための駆動信号をインバータ２８に、駆動モータ２５を駆動するための駆動信号をインバータ２９にそれぞれ送る。
【００１８】
前記インバータ２８は、駆動信号に従って駆動され、発電機１６の力行時にバッテリ４３から電力、すなわち、直流の電流を受けて、各相の電流を発生させ、各相の電流を発電機１６に供給し、発電機１６の発電時に発電機１６から各相の電流を受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。
【００１９】
また、前記インバータ２９は、駆動信号に従って駆動され、駆動モータ２５の力行時にバッテリ４３から電力、すなわち、直流の電流を受けて、各相の電流を発生させ、各相の電流を駆動モータ２５に供給し、駆動モータ２５の回生時に駆動モータ２５から各相の電流を受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。なお、本実施の形態においては、発電機１６による発電を駆動モータ２５による回生として説明する。
【００２０】
そして、４８はバッテリ４３の電圧を制御用の電圧に変換して前記車両制御装置５０に印加するＤＣ／ＤＣコンバータ、５２はバッテリ４３の電流、すなわち、バッテリ電流Ｉｂを検出する電流検出部としてのバッテリ電流センサ、５３はバッテリ４３の電圧、すなわち、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧検出部としてのバッテリ電圧センサであり、車両制御装置５０の図示されないバッテリ残量検出処理手段は、バッテリ残量検出処理を行い、前記バッテリ電流Ｉｂ及びバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、充電残量としてのバッテリ残量ＳＯＣを検出する。なお、該バッテリ残量ＳＯＣは、バッテリ４３の容量（電池容量）に対する充電された電気量を百分率で表した値である。
【００２１】
また、５４はバッテリ４３の温度、すなわち、バッテリ温度ｔｂを検出する第１の温度検出部としてのバッテリ温度センサ、５５は、加速操作部としての図示されないアクセルペダルの加速操作量を表すアクセルペダルの位置（踏込量）、すなわち、アクセル開度を検出する加速操作量検出部としてのアクセル開度センサ、５６は、減速操作部としての図示されないブレーキペダルの減速操作量を表すブレーキペダルの位置（踏込量）、すなわち、ブレーキ踏込量を検出する減速操作量検出部としてのブレーキセンサ、５７は車速ｖを検出する車速検出部としての車速センサ、５８はエンジン１１の温度、すなわち、エンジン温度ｔｅを検出する第２の温度検出部としてのエンジン温度センサ、５９は車室内の温度、すなわち、室内温度ｔｒを検出する第３の温度検出部としての車内温度センサである。本実施の形態においては、車速検出部として車速センサ５７が配設されるようになっているが、駆動モータ２５に配設された位置センサによって検出されたロータの位置に基づいて車速ｖを検出することもできる。
【００２２】
そして、前記バッテリ４３の充電及び放電を切り換えるために、切換要素としての電源スイッチ６１が配設される。該電源スイッチ６１によって、バッテリ４３と、発電機１６、駆動モータ２５及び第２の電源としての１００〔Ｖ〕の商用電源（交流電源ＡＣ）６４とを選択的に接続する切換部が構成される。前記商用電源６４は、家庭、オフィス等のようにバッテリ４３を充電することができる施設、すなわち、充電施設に配設される。また、ハイブリッド型車両に、バッテリ４３を充電するための充電回路６５が配設され、前記商用電源６４と選択的に接続される。
【００２３】
なお、該商用電源６４と充電回路６５との間に図示されないＡＣ／ＤＣコンバータが配設され、該ＡＣ／ＤＣコンバータにおいて、交流の電流が直流の電流に変換される。また、商用電源６４に配設された図示されないコンセントと、ハイブリッド型車両に配設された図示されないプラグとが接離させられる。なお、前記コンセント及びプラグによって連結部材が構成される。
【００２４】
また、前記電源スイッチ６１において、端子ａ、ｂ間が接続されると、バッテリ４３と商用電源６４とが充電回路６５を介して接続され、これに伴い、商用電源６４の電力をバッテリ４３に供給し、該バッテリ４３を充電することができる。そして、端子ａ、ｃ間が接続されると、インバータ２８、２９とバッテリ４３とが充電回路６６を介して接続され、これに伴い、発電機１６によって発電された電力及び駆動モータ２５によって回生された電力をバッテリ４３に供給し、バッテリ４３を充電することができる。さらに、端子ａ、ｄ間が接続されると、インバータ２８、２９とバッテリ４３とがダイオードＤ１を介して接続され、バッテリ４３を放電させ、発電機１６及び駆動モータ２５を駆動するのに必要な電力を、バッテリ４３から出力し、発電機１６及び駆動モータ２５に供給することができる。
【００２５】
なお、６２は車室内を冷暖房する空調機器としてのエアコン、６３は、エンジン１１の本体（ケース）の直下に配設され、エンジン１１を暖機（予熱）するための加熱体としてのヒータであり、エアコン６２及びヒータ６３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６７を介してバッテリ４３と接続されるとともに、前記プラグを介して商用電源６４と直接接続される。前記エンジン１１、バッテリ４３及びエアコン６２は、暖機の対象となる暖機対象装置を構成する。
【００２６】
ところで、バッテリ４３は温度によってその特性が変化し、低温時においては、バッテリ４３の単位重量当たりの出力することができる電力を表す出力密度、及びバッテリ４３の単位重量当たりの入力することができる電力を表す入力密度を十分に高くすることができない。したがって、ハイブリッド型車両を寒冷期に走行させる場合に、バッテリ４３の有する電力を使い切れないので、航続距離を長くすることができなかったり、ハイブリッド型車両を走行させる際の駆動力を十分に発生させることができなかったりする。また、ハイブリッド型車両の走行を開始する前に、エンジン１１を十分に暖機することなくハイブリッド型車両を走行させてしまうと、走行させながらエンジン１１を暖機することになり、その場合、暖機が終了するまでの間、エンジン１１の燃料噴射の制御、点火時期の制御等を、暖機用に変更することになり、通常時と異なる制御のまま走行することになるので、燃費が悪くなるだけでなく、排気ガスによって大気を汚染してしまう。
【００２７】
そこで、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両の走行を開始する前に、バッテリ４３及びエンジン１１の暖機を終了するようにしている。なお、この場合、ハイブリッド型車両は、バッテリ４３の放電を利用して走行させられるＥＶ走行モードを優先して走行させられ、充電施設となる最初の出発地、例えば、自宅から走行を開始し、種々の経由地（目的地）を経た後、最終の目的地、例えば、自宅で走行を終了することとする。また、自宅を出発する際のバッテリ４３において、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕であるとし、自宅に到着したときのバッテリ残量ＳＯＣは３０〔％〕であるとする。
【００２８】
なお、バッテリ４３を繰り返し経済的に使用するためには、連続して長時間維持することができる最大のバッテリ残量ＳＯＣｍａｘを８０〔％〕程度とし、最小のバッテリ残量ＳＯＣｍｉｎを３０〔％〕程度とするのが好ましいが、例えば、１０分程度の極めて短い時間だけ維持する場合の最大のバッテリ残量ＳＯＣｍａｘは１００〔％〕であり、バッテリ４３を満充電することができる。なお、最大のバッテリ残量ＳＯＣｍａｘ及び最小のバッテリ残量ＳＯＣｍｉｎは、バッテリ４３の性能、材質等によって異なる。
【００２９】
次に、電動駆動制御装置の動作について説明する。
【００３０】
図２は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の前工程の動作を示すフローチャート、図３は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すフローチャート、図４は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すタイムチャートである。
【００３１】
まず、ハイブリッド型車両の走行を開始すると、車両制御装置５０（図１）の図示されない駆動条件取得処理手段は、駆動条件取得処理を行い、前記アクセル開度、ブレーキ踏込量、車速ｖ、バッテリ残量ＳＯＣ等の駆動条件を読み込み、車両制御装置５０の図示されない駆動制御処理手段は、駆動制御処理を行い、前記駆動条件に基づいて、エンジン制御装置４６及び駆動部制御装置４９に指示を送り、エンジン１１、発電機１６及び駆動モータ２５を駆動する。
【００３２】
そのために、車両制御装置５０の図示されない充電残量判定処理手段としてのバッテリ残量判定処理手段は、充電残量判定処理としてのバッテリ残量判定処理を行い、バッテリ残量ＳＯＣが３０〔％〕より大きいかどうかを判断する。
【００３３】
そして、バッテリ残量ＳＯＣが３０〔％〕より大きい場合、前記駆動制御処理手段は、バッテリ４３から駆動モータ２５に電力を供給し、駆動モータ２５を駆動し、発電機１６を必要に応じて駆動して、ハイブリッド型車両を、例えば、ＥＶ走行モードで走行させる。その間、バッテリ残量ＳＯＣは次第に小さくなり、バッテリ温度ｔｂは次第に高くなり、エンジン温度ｔｅは５０〔℃〕から徐々に高くなる。
【００３４】
そして、ハイブリッド型車両の走行に伴って、バッテリ残量ＳＯＣが３０〔％〕まで小さくなると、前記駆動制御処理手段は、エンジン１１及び駆動モータ２５を駆動し、ハイブリッド型車両をＨＶ走行モードで走行させる。それに伴って、バッテリ残量ＳＯＣは３０〔％〕で推移し、エンジン温度ｔｅは、ピーク値まで高くなった後、一定温度になる。その間、バッテリ４３から供給された電力によってエアコン６２が作動させられ、室内温度ｔｒを、所定の温度、本実施の形態においては、２５〔℃〕に保つ。
【００３５】
次に、自宅に到着し、ハイブリッド型車両を停車させ、始動スイッチをオフにすると、前工程が開始される。このとき、バッテリ温度ｔｂ及びエンジン温度ｔｅは次第に低くなる。また、室内温度ｔｒは、外気温度が高い場合は、２５〔℃〕から次第に高くなり、外気温度が低い場合は、２５〔℃〕から次第に低くなり、外気温度と等しくされる。
【００３６】
そして、運転者が前記プラグをコンセントに差し込むと、第１の所定の設定時刻、本実施の形態においては、図示されないタイマで設定され、深夜電力の提供が開始されるタイミングで、前記車両制御装置５０の図示されない充電残量監視処理手段としてのバッテリ残量監視処理手段は、充電残量監視処理としてのバッテリ残量監視処理を行い、バッテリ残量ＳＯＣを読み込み、前記車両制御装置５０の図示されない充電制御処理手段は、充電制御処理を開始し、バッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ４３の充電の制御を行う。
【００３７】
そのために、前記充電制御処理手段は、バッテリ残量ＳＯＣが、閾（しきい）値ＳＯＣｔｈ１、本実施の形態においては、８０〔％〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合、前記充電制御処理手段は、電源スイッチ６１の端子ａ、ｂ間を接続し、バッテリ４３を充電し、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きくなると、バッテリ４３の充電を停止する。なお、前記閾値ＳＯＣｔｈ１は、バッテリ４３の所定の耐久性を確保することができるように設定されたバッテリ残量ＳＯＣの範囲において、最大値に設定される。
【００３８】
そして、充電が進むのに伴って、バッテリ残量ＳＯＣが次第に大きくなり、これに伴って、商用電源６４からの入力が徐々に小さくなる。また、この間、充電によってバッテリ４３が、バッテリ４３自体が有する内部抵抗により、発熱し、バッテリ温度ｔｂが次第に高くなる。
【００３９】
そして、所定のタイミングでバッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕に到達すると、前記充電制御処理手段は、充電を停止させ、前工程の処理を終了する。
【００４０】
このように、前工程でバッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕に到達すると、その後、タイミングｔ１で本工程が開始されるまでの間、バッテリ残量ＳＯＣは８０〔％〕に保持される。したがって、本工程が開始されるまでの間にハイブリッド型車両を急に走行させる必要が生じても、直ちにハイブリッド型車両をＥＶ走行モードを優先して走行させることができる。
【００４１】
ところで、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両を走行させる予定がある場合、運転者は、第２の所定の設定時刻、本実施の形態においては、タイミングｔ２を、ハイブリッド型車両の走行を開始する予定の時刻として設定する。
【００４２】
その場合、前記タイミングｔ２より、所定の時間、本実施の形態においては、１０分前のタイミングｔ１で本工程が開始され、前記充電制御処理手段はバッテリ４３の充電を開始する。なお、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間を、満充電制御区間として設定する。仮に、運転者が満充電制御区間でハイブリッド型車両を走行させる目的でコンセントからプラグを引き抜くと、前記充電制御処理手段は、充電を中止し、その時点のバッテリ残量ＳＯＣでバッテリ４３の放電を利用してハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００４３】
また、本実施の形態において、タイミングｔ１は、例えば、運転者が、図示されないリモコンスタータ（例えば、建物内からエンジン１１を始動するための遠隔操作器としてのリモコン）を操作し、それに伴って発生させられた動作信号をハイブリッド型車両が動作信号を受信したときのタイミングとされるが、タイマによって設定することができる。
【００４４】
次に、前記充電制御処理手段は、バッテリ４３の充電を停止させる条件、すなわち、充電停止条件が成立したかどうかを判断する。そのために、前記充電制御処理手段は、第１の条件が成立したかどうかを、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕であるかどうかによって判断し、第２の条件が成立したかどうかを、タイミングｔ１から所定の時間、例えば、１０分が経過したかどうかによって判断し、第１、第２の条件のうちの少なくとも一方が成立すると、充電停止条件が成立したと判断する。
【００４５】
なお、図４に示されるように、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、前記充電制御処理手段の電圧制御処理手段は、電圧制御処理を行い、充電回路６５に指示を送り、商用電源６４によってバッテリ４３を充電する際のバッテリ電圧Ｖｂの目標値を、タイミングｔ１で所定の第１の値Ｖｂ１にし、その後、一定の傾きを有する一次曲線（直線）を描いて高くし、タイミングｔ２で第２の値Ｖｂ２にする。
【００４６】
また、その間、バッテリ電流Ｉｂは、タイミングｔ１で値Ｉｂ１になった後、二次曲線（時間の経過と共に傾きが大きくなる放物線）を描いて小さくなり、タイミングｔ２で零（０）〔Ｃ〕になり、また、バッテリ残量ＳＯＣは二次曲線（時間の経過と共に傾きが小さくなる放物線）を描いて大きくなり、１００〔％〕になる。なお、１〔Ｃ：シーレイト〕は、バッテリ残量ＳＯＣを１時間で１００〔％〕にするために必要とされる充電電流を表す。
【００４７】
そして、前記充電制御処理手段は、充電停止条件が成立すると、充電電圧の印加を停止させ、バッテリ４３の充電を停止させる。したがって、運転者がハイブリッド型車両の走行を開始する時刻であるタイミングｔ２までにはバッテリ４３を満充電にすることができる。
【００４８】
続いて、タイミングｔ２で前記車両制御装置５０の図示されない待機処理手段は、待機処理を行い、所定の時間、本実施の形態においては、バッテリ４３の充電が停止させられた状態で１０分が経過し、前記タイマによって設定された第３の所定の設定時刻、本実施の形態においては、タイミングｔ３になるのを待機する。そのために、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの時間が、運転者の行動の誤差を含む意味であらかじめ出発時間帯として、かつ、運転準備区間として設定される。
【００４９】
この間、充電回路６５はバッテリ４３に電圧を印加しないが、バッテリ電圧Ｖｂは第２の値Ｖｂ２に維持される。また、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕に維持される。したがって、バッテリ４３の入力密度を高くすることができるので、出発時間帯の間に、運転者がハイブリッド型車両の走行を開始すると、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕の状態でバッテリ４３の使用を開始することができる。
【００５０】
その結果、ハイブリッド型車両の航続距離を長くすることができるだけでなく、ハイブリッド型車両の駆動力を十分に発生させることができる。
【００５１】
ところで、タイミングｔ２から１０分が経過し、出発時間帯を過ぎても、運転者がハイブリッド型車両を始動せず、ハイブリッド型車両の走行が開始されないことがある。その場合、その後も、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕の状態が維持されることになり、バッテリ４３の電解液、電極等が劣化するのが加速され、その結果、バッテリ４３の耐久性が低下するのが加速されてしまう。
【００５２】
そこで、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両の始動が確認されない場合、タイミングｔ３になると、車両制御装置５０の図示されない放電制御処理手段は、放電制御処理を行い、ハイブリッド型車両を走行させる予定が変更されたと判断し、バッテリ残量ＳＯＣを８０〔％〕程度まで小さくするために、バッテリ４３の強制的な放電（強制放電）を開始する。そのために、前記放電制御処理手段は、ヒータ６３を通電させてエンジン１１の暖機を開始したり、エアコン６２の作動を開始したりして、バッテリ４３を放電させる。なお、前記ハイブリッド型車両が始動されたかどうかは、例えば、始動スイッチがオンにされたかどうかによって判断することができる。
【００５３】
また、必要に応じて、バッテリ４３と図示されない可変抵抗とを接続し、所定の電流を可変抵抗に供給することによってバッテリ４３を放電させたり、所定の電流を商用電源６４を介して充電施設に供給することによって放電させたりすることができる。
【００５４】
このとき、前記放電制御処理手段の電流制御処理手段は、電流制御処理を行い、エアコン６２及びヒータ６３に供給される電流、すなわち、放電電流を一定の値Ｉｂ２にして電流制御を行う。それに伴って、バッテリ電圧Ｖｂは、二次曲線（時間の経過と共に傾きが小さくなる放物線）を描いて低くなり、タイミングｔ４で４．０〔Ｖ〕にされ、バッテリ残量ＳＯＣが、一次曲線（直線）を描いて小さくなり、タイミングｔ４で８０〔％〕になる。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの出発時間帯の間だけバッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕に保持され、タイミングｔ１より前及びタイミングｔ４以降においては、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕に保持されるので、バッテリ４３の耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００５６】
また、仮に、運転者が出発時間帯以外に急にハイブリッド型車両を使用したとしても、バッテリ残量ＳＯＣは８０〔％〕に保持されているので、十分な距離をバッテリ４３の放電を利用して走行させるＥＶ走行モードで走行させることができる。
【００５７】
そして、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間に充電が行われるので、その間に、バッテリ４３が発熱する。したがって、タイミングｔ２までにバッテリ４３を暖機し、バッテリ温度ｔｂを高くすることができるので、ハイブリッド型車両の走行を開始するまでに、バッテリ４３の出力密度を高くすることができる。その結果、ハイブリッド型車両を寒冷期に始動させた場合でも、その直後に、ハイブリッド型車両の駆動力を十分に発生させることができる。
【００５８】
しかも、出発時間が経過した後、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの間、バッテリ４３からヒータ６３及びエアコン６２に電力が供給され、車両の走行を開始する前にエンジン１１及びエアコン６２を暖機することができる。したがって、出発時間帯が経過して運転者がハイブリッド型車両の走行を開始した場合、エンジン１１の燃料噴射の制御、点火時期の制御等を、暖機用に変更する必要がなくなり、エンジン１１をコールドスタートさせるのを防止することができる。したがって、ハイブリッド型車両の走行を開始する際の燃費を良くすることができ、エネルギー効率を高くすることができるだけでなく、排気ガスの成分を十分に浄化することができ、排気ガスによって大気が汚染されるのを防止することができる。
【００５９】
さらに、ハイブリッド型車両の走行を開始する前にエアコン６２の暖機が行われるので、走行を開始した後にエアコン６２によってハイブリッド型車両に加わる負荷を小さくすることができる。したがって、燃費を良くすることができる。
【００６０】
次に、図２のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ コンセントに差し込む。
ステップＳ２ 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップＳ３ バッテリ残量ＳＯＣを読み込む。
ステップＳ４ バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下であるかどうか判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合はステップＳ５に、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きい場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ５ バッテリ４３を充電をする。
ステップＳ６ バッテリ４３を充電しないで処理を終了する。
ステップＳ７ バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きいかどうか判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きい場合はステップＳ８に進み、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合はステップＳ５に戻る。
ステップＳ８ バッテリ４３の充電を停止させ、処理を終了する。
【００６１】
次に、図３のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップＳ１２ バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕になるのを待機し、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕になった場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３ １０分が経過するのを待機し、１０分が経過した場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４ バッテリ４３の充電を停止させる。
ステップＳ１５ １０分が経過したかどうかを判断する。１０分が経過した場合はステップＳ１６に進み、経過していない場合はステップＳ１４に戻る。
ステップＳ１６ バッテリ４３を放電させる。
ステップＳ１７ バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合はステップＳ１８に進み、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きい場合はステップＳ１６に戻る。
ステップＳ１８ バッテリ４３の放電を停止させ、処理を終了する。
【００６２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置のブロック図である。
【図２】発明の実施の形態における電動駆動制御装置の前工程の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
４３ バッテリ
４６ エンジン制御装置
４９ 駆動部制御装置
５０ 車両制御装置
６４ 商用電源
６５ 充電回路
ＳＯＣ バッテリ残量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両充電制御システム及び電動車両充電制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両においては、駆動モータにバッテリが接続され、該バッテリを放電させることによって発生させられた電力を駆動モータに供給して、駆動モータを駆動したり、制動時等において駆動モータで電力を回生し、回生した電力をバッテリに供給してバッテリを充電したりすることができる。また、例えば、自宅等に電動車両を置き、充電設備のコンセントにプラグを差し込むことによって外部電源からバッテリを充電することができるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１１６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の電動車両においては、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、バッテリ残量が小さいと、発生する電気量が小さいので、ＥＶ走行モードを優先して電動車両を走行させる場合に、航続距離が短くなり、場合によっては、電動車両を走行させるのに必要な車両要求トルク、すなわち、駆動力を十分に発生させることができなくなってしまう。そこで、次回、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、航続距離を長くすることができ、駆動力を十分に発生させることができるように、電動車両の運転を停止させる前に、バッテリ残量を大きい状態に保持しておくことが考えられる。ところが、バッテリ残量を大きい状態に保持する場合、バッテリの電解液、電極等が劣化し、バッテリの耐久性がその分低くなってしまう。
【０００４】
本発明は、前記従来の電動車両の問題点を解決して、ＥＶ走行モードを優先して電動車両を走行させる場合で、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、航続距離を長くすることができ、駆動力を十分に発生させることができ、しかも、バッテリの耐久性が低下するのを抑制することができる電動車両充電制御システム及び電動車両充電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのために、本発明の電動車両充電制御システムにおいては、充電要素と、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させる放電制御処理手段とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電動車両充電制御システムにおいては、充電要素と、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させる放電制御処理手段とを有する。
【０００７】
この場合、電動車両の走行を開始する前に充電要素を充電し、その後、所定の設定時刻で、充電要素の放電を開始するようになっているので、充電要素の放電を利用して電動車両を走行させるモードを優先して電動車両を走行させる場合で、電動車両を急に走行させる必要が生じたときに、航続距離を長くすることができ、駆動力を十分に発生させることができ、しかも、バッテリの耐久性が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。この場合、電動車両としてのハイブリッド型車両について説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置のブロック図である。
【００１０】
図において、１１はエンジン、１２は図示されないクランクシャフトと接続され、前記エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転が出力される出力軸、１３は該出力軸１２を介して入力されたトルクを分配する差動回転装置としてのプラネタリギヤユニット、１６は、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、プラネタリギヤユニット１３によって分配されたトルクを受ける第１の電動機械としての発電機（Ｇ）、２５は出力軸１４を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結され、プラネタリギヤユニット１３によって分配されたトルクを受ける第２の電動機械としての駆動モータ（Ｍ）である。前記エンジン１１、発電機１６及び駆動モータ２５は、互いに差動回転自在に、かつ、機械的に連結されるとともに、更に出力軸１８を介して車輪である駆動輪３７と機械的に連結される。
【００１１】
そして、前記プラネタリギヤユニット１３は、少なくとも、第１の差動要素としての図示されないサンギヤ、該サンギヤと噛（し）合する図示されないピニオン、該ピニオンと噛合する第２の差動要素としての図示されないリングギヤ、及び前記ピニオンを回転自在に支持する第３の差動要素としての図示されないキャリヤを備え、前記サンギヤは前記伝達軸１７を介して発電機１６と、リングギヤは、出力軸１４及び図示されない所定のギヤ列を介して駆動モータ２５と、キャリヤは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。
【００１２】
また、前記キャリヤと図示されないケースとの間に図示されないワンウェイクラッチが配設され、該ワンウェイクラッチは、エンジン１１から正方向の回転がキャリヤに伝達されたときにフリーになり、発電機１６又は駆動モータ２５から逆方向の回転がキャリヤに伝達されたときにロックされ、エンジン１１が逆方向に回転させられるのを阻止する。
【００１３】
前記発電機１６は発電機インバータとしてのインバータ２８に、駆動モータ２５は駆動モータインバータとしてのインバータ２９に接続され、各インバータ２８、２９は、いずれも、複数の、例えば、６個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタを備え、該各トランジスタは、一対ずつユニット化されて各相のトランジスタモジュール（ＩＧＢＴ）を構成し、第１の電源としての、かつ、充電要素としてのバッテリ４３と接続される。なお、バッテリ４３に代えて、又はバッテリ４３に加えて図示されないキャパシタを充電要素して接続することができる。
【００１４】
前記発電機１６は、バッテリ４３から電力が供給されて駆動され、発電機１６のトルク、すなわち、発電機トルクを発生させ、発電時に電力を発生させ、バッテリ４３に送る。
【００１５】
前記駆動モータ２５は、バッテリ４３から電力が供給されて駆動され、駆動モータ２５のトルク、すなわち、駆動モータトルクを発生させて駆動輪３７に送り、回生時に駆動輪３７の回転を受けて電力を回生し、バッテリ４３に送る。
【００１６】
そして、発電機１６及び駆動モータ２５の制御を行うために第１の制御装置としての駆動部制御装置４９が、前記エンジン１１の制御を行うために第２の制御装置としてのエンジン制御装置４６が配設され、前記駆動部制御装置４９及びエンジン制御装置４６が主制御装置としての車両制御装置５０に接続される。前記エンジン制御装置４６、駆動部制御装置４９及び車両制御装置５０は、いずれも、図示されないＣＰＵ、記録装置等によって構成され、所定のプログラム、データ等に基づいて各種の演算を行い、コンピュータとして機能する。また、前記エンジン制御装置４６及び駆動部制御装置４９は、車両制御装置５０に対して下位の制御装置を構成し、車両制御装置５０は、前記エンジン制御装置４６及び駆動部制御装置４９に対して上位の制御装置を構成する。なお、前記エンジン制御装置４６、駆動部制御装置４９及び車両制御装置５０によって電動車両充電制御システムが構成される。
【００１７】
前記駆動部制御装置４９は、発電機１６を駆動するための駆動信号をインバータ２８に、駆動モータ２５を駆動するための駆動信号をインバータ２９にそれぞれ送る。
【００１８】
前記インバータ２８は、駆動信号に従って駆動され、発電機１６の力行時にバッテリ４３から電力、すなわち、直流の電流を受けて、各相の電流を発生させ、各相の電流を発電機１６に供給し、発電機１６の発電時に発電機１６から各相の電流を受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。
【００１９】
また、前記インバータ２９は、駆動信号に従って駆動され、駆動モータ２５の力行時にバッテリ４３から電力、すなわち、直流の電流を受けて、各相の電流を発生させ、各相の電流を駆動モータ２５に供給し、駆動モータ２５の回生時に駆動モータ２５から各相の電流を受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。なお、本実施の形態においては、発電機１６による発電を駆動モータ２５による回生として説明する。
【００２０】
そして、４８はバッテリ４３の電圧を制御用の電圧に変換して前記車両制御装置５０に印加するＤＣ／ＤＣコンバータ、５２はバッテリ４３の電流、すなわち、バッテリ電流Ｉｂを検出する電流検出部としてのバッテリ電流センサ、５３はバッテリ４３の電圧、すなわち、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧検出部としてのバッテリ電圧センサであり、車両制御装置５０の図示されないバッテリ残量検出処理手段は、バッテリ残量検出処理を行い、前記バッテリ電流Ｉｂ及びバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、充電残量としてのバッテリ残量ＳＯＣを検出する。なお、該バッテリ残量ＳＯＣは、バッテリ４３の容量（電池容量）に対する充電された電気量を百分率で表した値である。
【００２１】
また、５４はバッテリ４３の温度、すなわち、バッテリ温度ｔｂを検出する第１の温度検出部としてのバッテリ温度センサ、５５は、加速操作部としての図示されないアクセルペダルの加速操作量を表すアクセルペダルの位置（踏込量）、すなわち、アクセル開度を検出する加速操作量検出部としてのアクセル開度センサ、５６は、減速操作部としての図示されないブレーキペダルの減速操作量を表すブレーキペダルの位置（踏込量）、すなわち、ブレーキ踏込量を検出する減速操作量検出部としてのブレーキセンサ、５７は車速ｖを検出する車速検出部としての車速センサ、５８はエンジン１１の温度、すなわち、エンジン温度ｔｅを検出する第２の温度検出部としてのエンジン温度センサ、５９は車室内の温度、すなわち、室内温度ｔｒを検出する第３の温度検出部としての車内温度センサである。本実施の形態においては、車速検出部として車速センサ５７が配設されるようになっているが、駆動モータ２５に配設された位置センサによって検出されたロータの位置に基づいて車速ｖを検出することもできる。
【００２２】
そして、前記バッテリ４３の充電及び放電を切り換えるために、切換要素としての電源スイッチ６１が配設される。該電源スイッチ６１によって、バッテリ４３と、発電機１６、駆動モータ２５及び第２の電源としての１００〔Ｖ〕の商用電源（交流電源ＡＣ）６４とを選択的に接続する切換部が構成される。前記商用電源６４は、家庭、オフィス等のようにバッテリ４３を充電することができる施設、すなわち、充電施設に配設される。また、ハイブリッド型車両に、バッテリ４３を充電するための充電回路６５が配設され、前記商用電源６４と選択的に接続される。
【００２３】
なお、該商用電源６４と充電回路６５との間に図示されないＡＣ／ＤＣコンバータが配設され、該ＡＣ／ＤＣコンバータにおいて、交流の電流が直流の電流に変換される。また、商用電源６４に配設された図示されないコンセントと、ハイブリッド型車両に配設された図示されないプラグとが接離させられる。なお、前記コンセント及びプラグによって連結部材が構成される。
【００２４】
また、前記電源スイッチ６１において、端子ａ、ｂ間が接続されると、バッテリ４３と商用電源６４とが充電回路６５を介して接続され、これに伴い、商用電源６４の電力をバッテリ４３に供給し、該バッテリ４３を充電することができる。そして、端子ａ、ｃ間が接続されると、インバータ２８、２９とバッテリ４３とが充電回路６６を介して接続され、これに伴い、発電機１６によって発電された電力及び駆動モータ２５によって回生された電力をバッテリ４３に供給し、バッテリ４３を充電することができる。さらに、端子ａ、ｄ間が接続されると、インバータ２８、２９とバッテリ４３とがダイオードＤ１を介して接続され、バッテリ４３を放電させ、発電機１６及び駆動モータ２５を駆動するのに必要な電力を、バッテリ４３から出力し、発電機１６及び駆動モータ２５に供給することができる。
【００２５】
なお、６２は車室内を冷暖房する空調機器としてのエアコン、６３は、エンジン１１の本体（ケース）の直下に配設され、エンジン１１を暖機（予熱）するための加熱体としてのヒータであり、エアコン６２及びヒータ６３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６７を介してバッテリ４３と接続されるとともに、前記プラグを介して商用電源６４と直接接続される。前記エンジン１１、バッテリ４３及びエアコン６２は、暖機の対象となる暖機対象装置を構成する。
【００２６】
ところで、バッテリ４３は温度によってその特性が変化し、低温時においては、バッテリ４３の単位重量当たりの出力することができる電力を表す出力密度、及びバッテリ４３の単位重量当たりの入力することができる電力を表す入力密度を十分に高くすることができない。したがって、ハイブリッド型車両を寒冷期に走行させる場合に、バッテリ４３の有する電力を使い切れないので、航続距離を長くすることができなかったり、ハイブリッド型車両を走行させる際の駆動力を十分に発生させることができなかったりする。また、ハイブリッド型車両の走行を開始する前に、エンジン１１を十分に暖機することなくハイブリッド型車両を走行させてしまうと、走行させながらエンジン１１を暖機することになり、その場合、暖機が終了するまでの間、エンジン１１の燃料噴射の制御、点火時期の制御等を、暖機用に変更することになり、通常時と異なる制御のまま走行することになるので、燃費が悪くなるだけでなく、排気ガスによって大気を汚染してしまう。
【００２７】
そこで、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両の走行を開始する前に、バッテリ４３及びエンジン１１の暖機を終了するようにしている。なお、この場合、ハイブリッド型車両は、バッテリ４３の放電を利用して走行させられるＥＶ走行モードを優先して走行させられ、充電施設となる最初の出発地、例えば、自宅から走行を開始し、種々の経由地（目的地）を経た後、最終の目的地、例えば、自宅で走行を終了することとする。また、自宅を出発する際のバッテリ４３において、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕であるとし、自宅に到着したときのバッテリ残量ＳＯＣは３０〔％〕であるとする。
【００２８】
なお、バッテリ４３を繰り返し経済的に使用するためには、連続して長時間維持することができる最大のバッテリ残量ＳＯＣｍａｘを８０〔％〕程度とし、最小のバッテリ残量ＳＯＣｍｉｎを３０〔％〕程度とするのが好ましいが、例えば、１０分程度の極めて短い時間だけ維持する場合の最大のバッテリ残量ＳＯＣｍａｘは１００〔％〕であり、バッテリ４３を満充電することができる。なお、最大のバッテリ残量ＳＯＣｍａｘ及び最小のバッテリ残量ＳＯＣｍｉｎは、バッテリ４３の性能、材質等によって異なる。
【００２９】
次に、電動駆動制御装置の動作について説明する。
【００３０】
図２は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の前工程の動作を示すフローチャート、図３は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すフローチャート、図４は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すタイムチャートである。
【００３１】
まず、ハイブリッド型車両の走行を開始すると、車両制御装置５０（図１）の図示されない駆動条件取得処理手段は、駆動条件取得処理を行い、前記アクセル開度、ブレーキ踏込量、車速ｖ、バッテリ残量ＳＯＣ等の駆動条件を読み込み、車両制御装置５０の図示されない駆動制御処理手段は、駆動制御処理を行い、前記駆動条件に基づいて、エンジン制御装置４６及び駆動部制御装置４９に指示を送り、エンジン１１、発電機１６及び駆動モータ２５を駆動する。
【００３２】
そのために、車両制御装置５０の図示されない充電残量判定処理手段としてのバッテリ残量判定処理手段は、充電残量判定処理としてのバッテリ残量判定処理を行い、バッテリ残量ＳＯＣが３０〔％〕より大きいかどうかを判断する。
【００３３】
そして、バッテリ残量ＳＯＣが３０〔％〕より大きい場合、前記駆動制御処理手段は、バッテリ４３から駆動モータ２５に電力を供給し、駆動モータ２５を駆動し、発電機１６を必要に応じて駆動して、ハイブリッド型車両を、例えば、ＥＶ走行モードで走行させる。その間、バッテリ残量ＳＯＣは次第に小さくなり、バッテリ温度ｔｂは次第に高くなり、エンジン温度ｔｅは５０〔℃〕から徐々に高くなる。
【００３４】
そして、ハイブリッド型車両の走行に伴って、バッテリ残量ＳＯＣが３０〔％〕まで小さくなると、前記駆動制御処理手段は、エンジン１１及び駆動モータ２５を駆動し、ハイブリッド型車両をＨＶ走行モードで走行させる。それに伴って、バッテリ残量ＳＯＣは３０〔％〕で推移し、エンジン温度ｔｅは、ピーク値まで高くなった後、一定温度になる。その間、バッテリ４３から供給された電力によってエアコン６２が作動させられ、室内温度ｔｒを、所定の温度、本実施の形態においては、２５〔℃〕に保つ。
【００３５】
次に、自宅に到着し、ハイブリッド型車両を停車させ、始動スイッチをオフにすると、前工程が開始される。このとき、バッテリ温度ｔｂ及びエンジン温度ｔｅは次第に低くなる。また、室内温度ｔｒは、外気温度が高い場合は、２５〔℃〕から次第に高くなり、外気温度が低い場合は、２５〔℃〕から次第に低くなり、外気温度と等しくされる。
【００３６】
そして、運転者が前記プラグをコンセントに差し込むと、第１の所定の設定時刻、本実施の形態においては、図示されないタイマで設定され、深夜電力の提供が開始されるタイミングで、前記車両制御装置５０の図示されない充電残量監視処理手段としてのバッテリ残量監視処理手段は、充電残量監視処理としてのバッテリ残量監視処理を行い、バッテリ残量ＳＯＣを読み込み、前記車両制御装置５０の図示されない充電制御処理手段は、充電制御処理を開始し、バッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ４３の充電の制御を行う。
【００３７】
そのために、前記充電制御処理手段は、バッテリ残量ＳＯＣが、閾（しきい）値ＳＯＣｔｈ１、本実施の形態においては、８０〔％〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合、前記充電制御処理手段は、電源スイッチ６１の端子ａ、ｂ間を接続し、バッテリ４３を充電し、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きくなると、バッテリ４３の充電を停止する。なお、前記閾値ＳＯＣｔｈ１は、バッテリ４３の所定の耐久性を確保することができるように設定されたバッテリ残量ＳＯＣの範囲において、最大値に設定される。
【００３８】
そして、充電が進むのに伴って、バッテリ残量ＳＯＣが次第に大きくなり、これに伴って、商用電源６４からの入力が徐々に小さくなる。また、この間、充電によってバッテリ４３が、バッテリ４３自体が有する内部抵抗により、発熱し、バッテリ温度ｔｂが次第に高くなる。
【００３９】
そして、所定のタイミングでバッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕に到達すると、前記充電制御処理手段は、充電を停止させ、前工程の処理を終了する。
【００４０】
このように、前工程でバッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕に到達すると、その後、タイミングｔ１で本工程が開始されるまでの間、バッテリ残量ＳＯＣは８０〔％〕に保持される。したがって、本工程が開始されるまでの間にハイブリッド型車両を急に走行させる必要が生じても、直ちにハイブリッド型車両をＥＶ走行モードを優先して走行させることができる。
【００４１】
ところで、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両を走行させる予定がある場合、運転者は、第２の所定の設定時刻、本実施の形態においては、タイミングｔ２を、ハイブリッド型車両の走行を開始する予定の時刻として設定する。
【００４２】
その場合、前記タイミングｔ２より、所定の時間、本実施の形態においては、１０分前のタイミングｔ１で本工程が開始され、前記充電制御処理手段はバッテリ４３の充電を開始する。なお、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間を、満充電制御区間として設定する。仮に、運転者が満充電制御区間でハイブリッド型車両を走行させる目的でコンセントからプラグを引き抜くと、前記充電制御処理手段は、充電を中止し、その時点のバッテリ残量ＳＯＣでバッテリ４３の放電を利用してハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００４３】
また、本実施の形態において、タイミングｔ１は、例えば、運転者が、図示されないリモコンスタータ（例えば、建物内からエンジン１１を始動するための遠隔操作器としてのリモコン）を操作し、それに伴って発生させられた動作信号をハイブリッド型車両が動作信号を受信したときのタイミングとされるが、タイマによって設定することができる。
【００４４】
次に、前記充電制御処理手段は、バッテリ４３の充電を停止させる条件、すなわち、充電停止条件が成立したかどうかを判断する。そのために、前記充電制御処理手段は、第１の条件が成立したかどうかを、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕であるかどうかによって判断し、第２の条件が成立したかどうかを、タイミングｔ１から所定の時間、例えば、１０分が経過したかどうかによって判断し、第１、第２の条件のうちの少なくとも一方が成立すると、充電停止条件が成立したと判断する。
【００４５】
なお、図４に示されるように、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、前記充電制御処理手段の電圧制御処理手段は、電圧制御処理を行い、充電回路６５に指示を送り、商用電源６４によってバッテリ４３を充電する際のバッテリ電圧Ｖｂの目標値を、タイミングｔ１で所定の第１の値Ｖｂ１にし、その後、一定の傾きを有する一次曲線（直線）を描いて高くし、タイミングｔ２で第２の値Ｖｂ２にする。
【００４６】
また、その間、バッテリ電流Ｉｂは、タイミングｔ１で値Ｉｂ１になった後、二次曲線（時間の経過と共に傾きが大きくなる放物線）を描いて小さくなり、タイミングｔ２で零（０）〔Ｃ〕になり、また、バッテリ残量ＳＯＣは二次曲線（時間の経過と共に傾きが小さくなる放物線）を描いて大きくなり、１００〔％〕になる。なお、１〔Ｃ：シーレイト〕は、バッテリ残量ＳＯＣを１時間で１００〔％〕にするために必要とされる充電電流を表す。
【００４７】
そして、前記充電制御処理手段は、充電停止条件が成立すると、充電電圧の印加を停止させ、バッテリ４３の充電を停止させる。したがって、運転者がハイブリッド型車両の走行を開始する時刻であるタイミングｔ２までにはバッテリ４３を満充電にすることができる。
【００４８】
続いて、タイミングｔ２で前記車両制御装置５０の図示されない待機処理手段は、待機処理を行い、所定の時間、本実施の形態においては、バッテリ４３の充電が停止させられた状態で１０分が経過し、前記タイマによって設定された第３の所定の設定時刻、本実施の形態においては、タイミングｔ３になるのを待機する。そのために、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの時間が、運転者の行動の誤差を含む意味であらかじめ出発時間帯として、かつ、運転準備区間として設定される。
【００４９】
この間、充電回路６５はバッテリ４３に電圧を印加しないが、バッテリ電圧Ｖｂは第２の値Ｖｂ２に維持される。また、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕に維持される。したがって、バッテリ４３の入力密度を高くすることができるので、出発時間帯の間に、運転者がハイブリッド型車両の走行を開始すると、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕の状態でバッテリ４３の使用を開始することができる。
【００５０】
その結果、ハイブリッド型車両の航続距離を長くすることができるだけでなく、ハイブリッド型車両の駆動力を十分に発生させることができる。
【００５１】
ところで、タイミングｔ２から１０分が経過し、出発時間帯を過ぎても、運転者がハイブリッド型車両を始動せず、ハイブリッド型車両の走行が開始されないことがある。その場合、その後も、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕の状態が維持されることになり、バッテリ４３の電解液、電極等が劣化するのが加速され、その結果、バッテリ４３の耐久性が低下するのが加速されてしまう。
【００５２】
そこで、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両の始動が確認されない場合、タイミングｔ３になると、車両制御装置５０の図示されない放電制御処理手段は、放電制御処理を行い、ハイブリッド型車両を走行させる予定が変更されたと判断し、バッテリ残量ＳＯＣを８０〔％〕程度まで小さくするために、バッテリ４３の強制的な放電（強制放電）を開始する。そのために、前記放電制御処理手段は、ヒータ６３を通電させてエンジン１１の暖機を開始したり、エアコン６２の作動を開始したりして、バッテリ４３を放電させる。なお、前記ハイブリッド型車両が始動されたかどうかは、例えば、始動スイッチがオンにされたかどうかによって判断することができる。
【００５３】
また、必要に応じて、バッテリ４３と図示されない可変抵抗とを接続し、所定の電流を可変抵抗に供給することによってバッテリ４３を放電させたり、所定の電流を商用電源６４を介して充電施設に供給することによって放電させたりすることができる。
【００５４】
このとき、前記放電制御処理手段の電流制御処理手段は、電流制御処理を行い、エアコン６２及びヒータ６３に供給される電流、すなわち、放電電流を一定の値Ｉｂ２にして電流制御を行う。それに伴って、バッテリ電圧Ｖｂは、二次曲線（時間の経過と共に傾きが小さくなる放物線）を描いて低くなり、タイミングｔ４で４．０〔Ｖ〕にされ、バッテリ残量ＳＯＣが、一次曲線（直線）を描いて小さくなり、タイミングｔ４で８０〔％〕になる。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの出発時間帯の間だけバッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕に保持され、タイミングｔ１より前及びタイミングｔ４以降においては、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕に保持されるので、バッテリ４３の耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００５６】
また、仮に、運転者が出発時間帯以外に急にハイブリッド型車両を使用したとしても、バッテリ残量ＳＯＣは８０〔％〕に保持されているので、十分な距離をバッテリ４３の放電を利用して走行させるＥＶ走行モードで走行させることができる。
【００５７】
そして、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間に充電が行われるので、その間に、バッテリ４３が発熱する。したがって、タイミングｔ２までにバッテリ４３を暖機し、バッテリ温度ｔｂを高くすることができるので、ハイブリッド型車両の走行を開始するまでに、バッテリ４３の出力密度を高くすることができる。その結果、ハイブリッド型車両を寒冷期に始動させた場合でも、その直後に、ハイブリッド型車両の駆動力を十分に発生させることができる。
【００５８】
しかも、出発時間が経過した後、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの間、バッテリ４３からヒータ６３及びエアコン６２に電力が供給され、車両の走行を開始する前にエンジン１１及びエアコン６２を暖機することができる。したがって、出発時間帯が経過して運転者がハイブリッド型車両の走行を開始した場合、エンジン１１の燃料噴射の制御、点火時期の制御等を、暖機用に変更する必要がなくなり、エンジン１１をコールドスタートさせるのを防止することができる。したがって、ハイブリッド型車両の走行を開始する際の燃費を良くすることができ、エネルギー効率を高くすることができるだけでなく、排気ガスの成分を十分に浄化することができ、排気ガスによって大気が汚染されるのを防止することができる。
【００５９】
さらに、ハイブリッド型車両の走行を開始する前にエアコン６２の暖機が行われるので、走行を開始した後にエアコン６２によってハイブリッド型車両に加わる負荷を小さくすることができる。したがって、燃費を良くすることができる。
【００６０】
次に、図２のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ コンセントに差し込む。
ステップＳ２ 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップＳ３ バッテリ残量ＳＯＣを読み込む。
ステップＳ４ バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下であるかどうか判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合はステップＳ５に、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きい場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ５ バッテリ４３を充電をする。
ステップＳ６ バッテリ４３を充電しないで処理を終了する。
ステップＳ７ バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きいかどうか判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きい場合はステップＳ８に進み、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合はステップＳ５に戻る。
ステップＳ８ バッテリ４３の充電を停止させ、処理を終了する。
【００６１】
次に、図３のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップＳ１２ バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕になるのを待機し、バッテリ残量ＳＯＣが１００〔％〕になった場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３ １０分が経過するのを待機し、１０分が経過した場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４ バッテリ４３の充電を停止させる。
ステップＳ１５ １０分が経過したかどうかを判断する。１０分が経過した場合はステップＳ１６に進み、経過していない場合はステップＳ１４に戻る。
ステップＳ１６ バッテリ４３を放電させる。
ステップＳ１７ バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕以下である場合はステップＳ１８に進み、バッテリ残量ＳＯＣが８０〔％〕より大きい場合はステップＳ１６に戻る。
ステップＳ１８ バッテリ４３の放電を停止させ、処理を終了する。
【００６２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置のブロック図である。
【図２】発明の実施の形態における電動駆動制御装置の前工程の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の本工程の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１６ 発電機
２５ 駆動モータ
４３ バッテリ
４６ エンジン制御装置
４９ 駆動部制御装置
５０ 車両制御装置
６４ 商用電源
６５ 充電回路
ＳＯＣ バッテリ残量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電要素と、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させる放電制御処理手段とを有することを特徴とする電動車両充電制御システム。
【請求項２】
前記充電制御処理手段は、所定の条件が成立したかどうかを、充電要素が満充電になったかどうかによって判断し、充電要素が満充電になり、前記所定の条件が成立したときに、前記充電停止条件が成立したと判断し、充電要素の充電を停止させる請求項１に記載の電動車両充電制御システム。
【請求項３】
前記充電制御処理手段は、所定の条件が成立したかどうかを、充電要素の充電が開始されてから所定の時間が経過したかどうかによって判断し、所定の時間が経過し、所定の条件が成立したときに、前記充電停止条件が成立したと判断し、充電要素の充電を停止させる請求項１に記載の電動車両充電制御システム。
【請求項４】
充電要素、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械、及び充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路を有する電動車両の電動車両充電制御方法において、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させ、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させることを特徴とする電動車両充電制御方法。
【請求項１】
充電要素と、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路と、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させる充電制御処理手段と、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させる放電制御処理手段とを有することを特徴とする電動車両充電制御システム。
【請求項２】
前記充電制御処理手段は、所定の条件が成立したかどうかを、充電要素が満充電になったかどうかによって判断し、充電要素が満充電になり、前記所定の条件が成立したときに、前記充電停止条件が成立したと判断し、充電要素の充電を停止させる請求項１に記載の電動車両充電制御システム。
【請求項３】
前記充電制御処理手段は、所定の条件が成立したかどうかを、充電要素の充電が開始されてから所定の時間が経過したかどうかによって判断し、所定の時間が経過し、所定の条件が成立したときに、前記充電停止条件が成立したと判断し、充電要素の充電を停止させる請求項１に記載の電動車両充電制御システム。
【請求項４】
充電要素、該充電要素から電力が供給されて駆動される電動機械、及び充電施設の電源と選択的に接続され、前記充電要素を充電するための充電回路を有する電動車両の電動車両充電制御方法において、電動車両の走行を開始する予定の時刻より所定の時間前に設定された設定時刻で充電要素の充電を開始し、前記電動車両の走行を開始する予定の時刻までに、所定の充電停止条件が成立したときに、充電要素の充電を停止させ、前記設定時刻から更に所定の時間が経過した後に、電動車両の始動が確認されない場合に、充電要素の放電を開始し、充電残量が小さくなって、あらかじめ設定された値になると、充電要素の放電を停止させることを特徴とする電動車両充電制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２７８５８５（Ｐ２００８−２７８５８５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１７００８（Ｐ２００７−１１７００８）
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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