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図面 (3)

課題

外部電源からの電力により充電される蓄電装置保温を適正に実行して、当該蓄電装置を加熱するヒータによる無駄な電力消費を抑制する。

解決手段

外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置を含む車両の制御装置は、ユーザにより設定された出発予定時刻と車両の実出発時刻との乖離量に基づく予測出発時刻を取得すると共に、蓄電装置の昇温を停止させるタイミングで、ヒータにより予測出発時刻まで蓄電装置を所定温度に保温するのに消費される保温電力と、ヒータを一旦停止させた後に当該ヒータにより蓄電装置を予測出発時刻までに再昇温させるのに消費される再昇温電力とを当該予測出発時刻に基づいて導出し、保温電力が再昇温電力以上である場合、ヒータを停止させ、保温電力が再昇温電力未満である場合、予測出発時刻が到来するまで蓄電装置が当該所定温度に保温されるようにヒータを制御する。

概要

背景

従来、この種の車両として、電池を外部から加熱するヒータと、ヒータで電池を加熱することによって電池(蓄電装置)を昇温する昇温制御を実行する制御装置とを含むものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両の制御装置は、外部電源から電池に電力を供給可能な状態になってからユーザが車両を使用する可能性が比較的高い第1期間が経過するまでの間、電池の温度が第1下限温度以上になるようにヒータを制御する。更に、当該制御装置は、第1期間の経過後にユーザが車両を使用する可能性が比較的低い第2期間が経過するまでの間、電池の温度が第1下限温度よりも低く、かつ電池の電解液凍結する温度よりも高い第2下限温度以上になるようにヒータを制御する。これにより、第2期間中のヒータの消費電力を第1期間中のヒータの消費電力よりも抑えつつ、電池を保温して電解液の凍結をより長い期間抑制することが可能となる。

概要

外部電源からの電力により充電される蓄電装置の保温を適正に実行して、当該蓄電装置を加熱するヒータによる無駄な電力消費を抑制する。外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置を含む車両の制御装置は、ユーザにより設定された出発予定時刻と車両の実出発時刻との乖離量に基づく予測出発時刻を取得すると共に、蓄電装置の昇温を停止させるタイミングで、ヒータにより予測出発時刻まで蓄電装置を所定温度に保温するのに消費される保温電力と、ヒータを一旦停止させた後に当該ヒータにより蓄電装置を予測出発時刻までに再昇温させるのに消費される再昇温電力とを当該予測出発時刻に基づいて導出し、保温電力が再昇温電力以上である場合、ヒータを停止させ、保温電力が再昇温電力未満である場合、予測出発時刻が到来するまで蓄電装置が当該所定温度に保温されるようにヒータを制御する。

目的

そこで、本開示は、外部電源からの電力により充電される蓄電装置の保温を適正に実行して、当該蓄電装置を加熱するヒータによる無駄な電力消費を抑制することを主目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

走行用動力を出力する電動機と、前記電動機と電力をやり取りすると共に外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置と、電力を消費して前記蓄電装置を加熱するヒータと、前記蓄電装置が前記外部電源からの電力により充電される際に該蓄電装置が目標温度まで昇温するように前記ヒータを制御する制御装置とを含む車両において、前記制御装置は、ユーザにより設定された出発予定時刻と前記車両の実出発時刻との乖離量に基づく予測出発時刻を取得する予測出発時刻取得手段と、前記蓄電装置の昇温を停止させるタイミングで、前記ヒータにより前記予測出発時刻まで前記蓄電装置を所定温度保温するのに消費される保温電力と、前記ヒータを一旦停止させた後に該ヒータにより前記蓄電装置を前記予測出発時刻までに再昇温させるのに消費される再昇温電力とを該予測出発時刻に基づいて導出する電力導出手段とを含み、前記制御装置は、前記保温電力が前記再昇温電力以上である場合、前記ヒータを停止させ、前記保温電力が前記再昇温電力未満である場合、前記予測出発時刻が到来するまで前記蓄電装置が前記所定温度に保温されるように前記ヒータを制御することを特徴とする車両。

技術分野

0001

本開示は、外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置を含む車両に関する。

背景技術

0002

従来、この種の車両として、電池を外部から加熱するヒータと、ヒータで電池を加熱することによって電池(蓄電装置)を昇温する昇温制御を実行する制御装置とを含むものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両の制御装置は、外部電源から電池に電力を供給可能な状態になってからユーザが車両を使用する可能性が比較的高い第1期間が経過するまでの間、電池の温度が第1下限温度以上になるようにヒータを制御する。更に、当該制御装置は、第1期間の経過後にユーザが車両を使用する可能性が比較的低い第2期間が経過するまでの間、電池の温度が第1下限温度よりも低く、かつ電池の電解液凍結する温度よりも高い第2下限温度以上になるようにヒータを制御する。これにより、第2期間中のヒータの消費電力を第1期間中のヒータの消費電力よりも抑えつつ、電池を保温して電解液の凍結をより長い期間抑制することが可能となる。

先行技術

0003

特開2016−201321号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、第1期間の経過後に一律に電池の温度が第2下限温度以上になるようにヒータを継続して作動させた場合、第2期間が経過してから短時間のうちに車両が使用されないと、当該第2期間中にヒータによって消費された電力、すなわち電池の保温に用いられた電力が無駄になってしまう。

0005

そこで、本開示は、外部電源からの電力により充電される蓄電装置の保温を適正に実行して、当該蓄電装置を加熱するヒータによる無駄な電力消費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

本開示の車両は、走行用動力を出力する電動機と、前記電動機と電力をやり取りすると共に外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置と、電力を消費して前記蓄電装置を加熱するヒータと、前記蓄電装置が前記外部電源からの電力により充電される際に該蓄電装置が目標温度まで昇温するように前記ヒータを制御する制御装置とを含む車両において、前記制御装置は、ユーザにより設定された出発予定時刻と前記車両の実出発時刻との乖離量に基づく予測出発時刻を取得する予測出発時刻取得手段と、前記蓄電装置の昇温を停止させるタイミングで、前記ヒータにより前記予測出発時刻まで前記蓄電装置を所定温度に保温するのに消費される保温電力と、前記ヒータを一旦停止させた後に該ヒータにより前記蓄電装置を前記予測出発時刻までに再昇温させるのに消費される再昇温電力とを該予測出発時刻に基づいて導出する電力導出手段とを含み、前記制御装置は、前記保温電力が前記再昇温電力以上である場合、前記ヒータを停止させ、前記保温電力が前記再昇温電力未満である場合、前記予測出発時刻が到来するまで前記蓄電装置が前記所定温度に保温されるように前記ヒータを制御することを特徴とする。

0007

本開示の車両の制御装置は、ヒータにより蓄電装置を昇温させる際に、ユーザにより設定された出発予定時刻と車両の実出発時刻との乖離量に基づく予測出発時刻を取得する。更に、当該制御装置は、蓄電装置の昇温を停止させるタイミングで、ヒータにより予測出発時刻まで蓄電装置を所定温度に保温するのに消費される保温電力と、ヒータを一旦停止させた後に該ヒータにより蓄電装置を予測出発時刻までに再昇温させるのに消費される再昇温電力とを該予測出発時刻に基づいて導出する。そして、上記制御装置は、保温電力が再昇温電力以上である場合、ヒータを停止させ、保温電力が再昇温電力未満である場合、予測出発時刻が到来するまで蓄電装置が当該所定温度に保温されるようにヒータを制御する。これにより、車両の予測出発時刻に基づいて保温電力と再昇温電力とを適正に導出した上で、蓄電装置の保温および再昇温のうちのヒータの消費電力がより少なくなる方を選択することが可能となる、この結果、ヒータの消費電力を考慮しながら外部電源からの電力により充電される蓄電装置の保温を適正に実行することができるので、ヒータによる無駄な電力消費を抑制することが可能となる。

0008

また、前記制御装置は、前記乖離量の平均値クラウドサーバから取得すると共に前記出発予定時刻および前記平均値から前記予測出発時刻を導出するものであってもよく、前記クラウドサーバは、前記車両から逐次アップロードされる前記出発予定時刻と前記実出発時刻とに基づいて前記乖離量の前記平均値を逐次導出して記憶するものであってもよい。このように、出発予定時刻と実出発時刻との乖離量の平均値をクラウドサーバ側で導出することで、車両側演算負荷や記憶容量の増加を抑制すると共に、当該乖離量の平均値の精度を良好に確保することが可能となる。

0009

更に、前記クラウドサーバは、前記蓄電装置と同一容量の蓄電装置を搭載した多数の車両からアップロードされる該蓄電装置の充電に関連した情報に基づいて前記蓄電装置を前記目標温度まで昇温させる際の前記ヒータの作動条件を導出して記憶するものであってもよく、前記外部電源からの電力による充電が実行される際の前記蓄電装置の状態および環境に応じた前記ヒータの前記作動条件を前記車両を含む前記多数の車両に提供するものであってもよい。これにより、車両側の演算負荷や記憶容量の増加を抑制すると共に、外部電源からの電力による充電が実行される際のヒータの作動条件をより適正に設定することが可能となる。

0010

また、前記保温電力は、前記蓄電装置が前記目標温度まで昇温してから前記予測出発時刻まで前記ヒータにより該蓄電装置の温度を該目標温度付近に維持するのに消費される電力であってもよく、前記再昇温電力は、前記蓄電装置が前記目標温度まで昇温したのに応じて前記ヒータを一旦停止させた後の所定のタイミングから前記予測出発時刻までに該ヒータにより前記蓄電装置を前記目標温度まで再昇温させるのに消費される電力であってもよい。

図面の簡単な説明

0011

本開示の車両を示す概略構成図である。
本開示の車両において実行される電池温度管理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

実施例

0012

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

0013

図1は、本開示の車両である電動車両1を示す概略構成図である。同図に示す電動車両1は、同期発電電動機であるモータMGと、蓄電装置2と、蓄電装置2に接続されると共にモータMGを駆動する電力制御装置(以下、「PCU」という。)3とを含む。また、本実施形態の電動車両1は、家庭用電源商用電源等といった外部電源(交流電源)100からの電力により蓄電装置2を充電可能なプラグイン式の電動車両として構成されている。このため、電動車両1は、図1に示すように、電動車両1の車体に設けられた図示しない充電口に配置された受電コネクタ4と、当該受電コネクタ4に接続された充電器5とを含む。更に、電動車両1は、車両全体を制御する電子制御装置(以下、「ECU」という。)10を含む。

0014

モータMGは、駆動軸DSおよびデファレンシャルギヤを介して左右の車輪駆動輪DWに連結される。モータMGは、PCU3を介して蓄電装置2と電力をやり取りし、蓄電装置2からの電力により駆動されて走行用の動力を発生すると共に、電動車両1の制動時に回生制動力を各車輪DWに出力する。回生制動力の出力に伴ってモータMGにより発電された電力は、PCU3を介して蓄電装置2に蓄電される。

0015

蓄電装置2は、例えば200〜300Vの定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池バッテリ)である。蓄電装置2の正極端子は、正極側システムメインリレーSMRBおよび正極側電力ラインPL1を介してPCU3に接続され、蓄電装置2の負極端子は、負極側システムメインリレーSMRGおよび負極側電力ラインNL1を介してPCU3に接続される。また、蓄電装置2には、当該蓄電装置2の端子間電圧VBを検出する電圧センサ21や、当該蓄電装置2を流れる電流充放電電流)IBを検出する電流センサ22、当該蓄電装置2の電池温度TBを検出する温度センサ23が設けられている。

0016

図1に示すように、正極側および負極側電力ラインPL1,NL1には、DC/DCコンバータ6が接続されている。本実施形態において、DC/DCコンバータ6は、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGとPCU3との間で、正極側および負極側電力ラインPL1,NL1に接続される。ただし、DC/DCコンバータ6は、蓄電装置2と正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGとの間で、正極側および負極側電力ラインPL1,NL1に接続されてもよい。DC/DCコンバータ6は、蓄電装置2等からの電力を降圧して、低圧電力ラインPLL,NLLを介して補機バッテリ7や複数の補機に供給する。また、正極側および負極側電力ラインPL1,NL1には、図示しない空気調和装置圧縮機(電動インバータコンプレッサ)が接続されており、当該空気調和装置は、正極側および負極側電力ラインPL1,NL1からの電力を用いて車室内空気調和を行う。

0017

補機バッテリ7は、例えば12Vの定格出力電圧を有する鉛蓄電池である。また、複数の補機には、蓄電装置2の近傍に配置された電気式のヒータ24が含まれる。ヒータ24は、ECU10により開閉オンオフ)制御されるヒータリレー(スイッチ)25を介して低圧電力ラインPLL,NLLに接続されている。ヒータ24は、ECU10によりヒータリレー25が閉成(オン)された際に、DC/DCコンバータ6と補機バッテリ7との少なくとも何れか一方からの電力が印加されることで発熱し、蓄電装置2を外部から加熱する。これにより、ヒータ24により蓄電装置2を昇温させて、当該蓄電装置2の出力低下や電解液の凍結を抑制することが可能となる。

0018

PCU3は、モータMGを駆動するインバータ、蓄電装置2からの電力を昇圧する電圧変換モジュール昇降圧コンバータ)、フィルタコンデンサ平滑コンデンサ、電流センサ、電圧センサ、インバータや電圧変換モジュールを制御する電子制御装置(何れも図示省略)等を含む。インバータは、6つのトランジスタと、各トランジスタに逆方向に並列接続された6つのダイオードとにより構成されるものである。また、電圧変換モジュールは、例えば2つの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)と、各トランジスタに対して逆方向に並列接続された2つのダイオードと、リアクトルとを含むものである。PCU3の電子制御装置は、各種入力信号に基づいて、インバータや電圧変換モジュールの各トランジスタへのスイッチング制御信号を生成し、これらをスイッチング制御する。

0019

受電コネクタ4は、外部電源100に接続された充電ケーブル105の給電コネクタ110と着脱自在に結合可能なものである。充電ケーブル105は、外部電源100のコンセント101に差し込まれるプラグ107を給電コネクタ110とは反対側の端部に有するものである。充電器5は、外部電源100から受電コネクタ4に供給された交流電力直流電力に変換する電力変換器力率改善回路PFC回路)等を有し、正極側充電電力ラインPLcおよび負極側充電電力ラインNLcに接続されている。

0020

正極側充電電力ラインPLcは、中途に正極側充電リレーHRBを有しており、蓄電装置2の正極端子と正極側システムメインリレーSMRBとの間で正極側電力ラインPL1に接続される。負極側充電電力ラインNLcは、中途に負極側充電リレーCHRGを有しており、蓄電装置2の負極端子と負極側システムメインリレーSMRGとの間で負極側電力ラインNL1に接続される。これにより、正極側および負極側充電電力ラインPLc,NLcは、蓄電装置2に対して正極側および負極側電力ラインPL1,NL1と並列に接続される。なお、正極側および負極側充電電力ラインPLc,NLcは、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGとDC/DCコンバータ6との間で正極側または負極側電力ラインPL1,NL1に接続されてもよい。

0021

ECU10は、図示しないCPUやRAM,ROM等を含むマイクロコンピュータマイコン)であり、車載ネットワークを介して図示しない他の電子制御装置や各種センサ等と接続されている。ECU10は、他の電子制御装置や各種センサ等から信号を入力し、入力した信号等に基づいて電動車両1の走行制御や、充電器5すなわち外部電源100を用いた蓄電装置2の充電の制御、DC/DCコンバータ6やヒータ24(ヒータリレー25)を含む補機の制御といった車両全体の制御を実行する。また、ECU10は、電圧センサ21により検出される蓄電装置2の端子間電圧VBや、電流センサ22により検出される蓄電装置2の充放電電流IB、温度センサ23により検出される蓄電装置2の電池温度TBを入力し、端子間電圧VBや充放電電流IB、電池温度TB等に基づいて蓄電装置2のSOC(充電率)、許容充電電力Win、許容放電電力Wout等を算出する。

0022

更に、ECU10は、上述の正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGや正極側および負極側充電リレーCHRB,CHRGを開閉(オンオフ)制御する。ECU10により正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGが閉成(オン)されると、蓄電装置2とPCU3とが接続され、ECU10により両リレーSMRB,SMRGが開成オフ)されると、蓄電装置2とPCU3との接続が解除遮断)される。ECU10により正極側および負極側充電リレーCHRB,CHRGが閉成されると、蓄電装置2と充電器5とが接続され、ECU10により両リレーCHRB,CHRGが開成されると、蓄電装置2と充電器5との接続が解除(遮断)される。

0023

また、ECU10には、電動車両1の出発予定時刻tdを設定するための出発時刻設定部11が接続されている。出発時刻設定部11は、ユーザ(運転者)により操作されるものであり、インストルメントパネルに設置されたタッチパネル式液晶モニタ(図示省略)上に表示されるものであってもよく、インストルメントパネルあるいはステアリングコラム周辺に設置された入力操作部(スイッチ)であってもよい。

0024

更に、本実施形態のECU10は、通信インターフェースを介して無線通信によりクラウドサーバCSとの間で各種情報をやり取りすることができる。クラウドサーバCSは、上記蓄電装置2と同一容量(同一諸元)の蓄電装置を搭載した多数の車両(上記電動車両1(自車)および他車を含む)からアップロード(転送)される当該蓄電装置の充電や車両の出発時刻等に関連した各種情報を記憶装置に記憶させると共に、多数の車両から取得した情報に基づいて車両制御に用いられる情報を導出し、記憶装置に記憶させるものである。また、クラウドサーバCSは、車両側からの要求に応じて、該当する情報を記憶装置から読み出して車両(ECU10)に提供(送信)する。

0025

より詳細には、電動車両1を含む多数の車両からクラウドサーバCSにアップロードされる情報は、車両ID、日時、蓄電装置の容量、外部電源からの電力による蓄電装置の充電(以下、適宜「外部充電」という。)が実行される地域(車両の駐車地域)、外部充電開始時のSOC、電池温度TBおよび外気温度、外部充電によりSOCが予め定められた目標SOCに達するのに要した時間(実充電時間)、出発予定時刻tdおよびそれに対応した実際の出発時刻(実出発時刻)等を含む。クラウドサーバCSは、電動車両1を含む多数の車両からアップロードされる外部充電に関連した情報の統計処理を逐次実行し、上記外部充電が実行される地域や日時(季節時間帯)、蓄電装置の状態(SOCや温度)に対応した蓄電装置2等の目標温度Ttag、昇温開始タイミング(外部充電開始からの経過時間)等を導出して記憶装置に記憶させる。当該目標温度Ttagは、電動車両1等の走行開始に際して予め定められたレベルの蓄電装置の出力電力(モータの出力パワー)を確保するのに要求される温度であって、蓄電装置を加熱するヒータの作動開始タイミングと共に、できる限り外部充電の完了時および出発予定時刻tdまでに蓄電装置の温度が目標温度Ttagに達するように導出される。

0026

更に、クラウドサーバCSは、電動車両1を含む多数の車両ごとに、それまでにアップロードされた出発予定時刻と実出発時刻との乖離量(差分)の平均値(以下、「平均乖離量」という。)Δtavを導出して記憶装置に記憶させる。本実施形態では、平均乖離量Δtavは、通勤用途が主であって実出発時刻の変動が少ない平日と、レジャー用途が主である休日とについて個別に導出される。ただし、平均乖離量Δtavは、平日と休日とで共通に導出されてもよい。また、電動車両1等から出発予定時刻tdおよび実出発時刻に対応した目的地がアップロードされる場合、平均乖離量Δtavは、目的地ごとに導出されてもよい。

0027

次に、図2を参照しながら、外部電源100からの電力により蓄電装置2を充電する際にヒータ24により蓄電装置2を昇温・保温する手順について説明する。図2は、電動車両1のECU10により実行される電池温度管理ルーチンの一例を示すフローチャートである。図2のルーチンは、ユーザにより給電コネクタ110が電動車両1の受電コネクタ4に結合されて蓄電装置2を外部電源100からの電力により充電すべく充電器5の制御が開始されると、ECU10により当該充電器5の制御と並行して実行される。なお、外部充電の開始に際して、ECU10は、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGを閉成させ、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGの閉成後に、正極側および負極側充電リレーCHRB,CHRGを閉成させる。そして、ECU10は、蓄電装置2のSOCが上記目標SOCになるように充電器5を制御する。

0028

図2の電池温度管理ルーチンの開始に際し、ECU10は、温度センサ23により検出された蓄電装置2の電池温度TBを入力し(ステップS100)、電池温度TBが予め定められた基準温度Tref(例えば、0℃以下の任意の温度)未満であるか否かを判定する(ステップS110)。電池温度TBが基準温度Tref以上であると判定した場合、ECU10は、ステップS110以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了させる。これに対して、電池温度TBが基準温度Tref未満であると判定した場合、ECU10は、ユーザにより設定されている出発予定時刻tdを取得する(ステップS120)。更に、ECU10は、クラウドサーバCSから蓄電装置2を昇温させるヒータ24の制御に必要なヒータ作動条件クラウドデータ)を取得する(ステップS130)。

0029

ステップS130において、ECU10は、蓄電装置2の容量、駐車地域、外部充電開始時のSOC、電池温度TB、外気温度、出発予定時刻tdといった情報をクラウドサーバCSに送信する。クラウドサーバCSは、電動車両1から送信された情報に対応したヒータ24の作動条件、すなわち蓄電装置2の目標温度Ttagと昇温開始タイミングとを記憶装置から読み出し、読み出した情報を電動車両1のECU10に送信する。クラウドサーバCSから情報を受信したECU10は、取得した昇温開始タイミングが到来したか否かを判定し(ステップS140)、昇温開始タイミングが到来したと判定すると(ステップS140:YES)、ヒータリレー25を閉成させてヒータ24による蓄電装置2の加熱すなわち昇温制御を開始させる(ステップS150)。本実施形態では、蓄電装置2の外部充電に際して正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGが閉成され、充電器5(外部電源100)からの電力を降圧するようにDC/DCコンバータ6がECU10により制御される。これにより、補機バッテリ7を放電させることなくヒータ24により蓄電装置2を昇温させることが可能となる。

0030

ヒータ24による蓄電装置2の加熱を開始させた後、ECU10は、電池温度TBが目標温度Ttagに達したか否かを判定すると共に蓄電装置2の外部充電が完了したか否かを判定する(ステップS160)。ステップS160にて電池温度TBが目標温度Ttagに達しておらず、かつ蓄電装置2の外部充電が完了していないと判定した場合(ステップS160:NO)、ECU10は、ヒータ24による蓄電装置2の加熱を継続させる。一方、ECU10は、ステップS160にて電池温度TBが目標温度Ttagに達したか、あるいは蓄電装置2の外部充電が完了したと判定した場合、すなわち蓄電装置2の昇温を停止させるタイミングが到来したと判定した場合(ステップS160:YES)、クラウドサーバCSから上述の平均乖離量Δtav(クラウドデータ)を取得する(ステップS170)。ステップS170において、ECU10は、車両IDや日時といった情報をクラウドサーバCSに送信し、クラウドサーバCSは、電動車両1から送信された車両IDや日時(平日または休日)に対応した平均乖離量Δtavを記憶装置から読み出し、読み出した平均乖離量Δtavを電動車両1のECU10に送信する。

0031

クラウドサーバCSから平均乖離量Δtavを受信したECU10は、当該平均乖離量Δtavの絶対値が予め定められた閾値Δtref以下であるか否かを判定する(ステップS180)。閾値Δtrefは、出発予定時刻tdと実出発時刻との乖離ズレ)の度合いを判定するための比較的小さい正の値である。ステップS180にて平均乖離量Δtavの絶対値が閾値Δtref以下であって出発予定時刻tdと実出発時刻との乖離の度合いが小さいと判定した場合(ステップS180:YES)、ECU10は、ステップS120にて取得した出発予定時刻tdに平均乖離量Δtavを加算することにより電動車両1の次の出発時刻の予測値である予測出発時刻tdpを導出する(ステップS190)。更に、ECU10は、導出した予測出発時刻tdp等に基づいて保温電力Pkおよび再昇温電力Prを導出する(ステップS200)。

0032

保温電力Pkは、蓄電装置2が目標温度Ttagまで昇温してから(蓄電装置2の昇温停止させるタイミングから)予測出発時刻tdpまでヒータ24により電池温度TBを当該目標温度Ttag付近に維持するのに消費される電力である。本実施形態では、現在時刻から予測出発時刻tdpまでの時間と目標温度Ttagと外気温度と保温電力Pkとの関係を規定する図示しない保温電力導出マップ実験解析を経て予め作成され、ECU10の図示しないROMに格納されている。ステップS200において、ECU10は、当該保温電力導出マップから予測出発時刻tdp等に対応した保温電力Pkを導出する。

0033

また、再昇温電力Prは、蓄電装置2が目標温度Ttagまで昇温したのに応じてヒータ24を一旦停止させた後の所定のタイミング(例えば予測出発時刻tdpの所定時間前)から予測出発時刻tdpまでにヒータ24により蓄電装置2を目標温度Ttagまで再昇温させるのに消費される電力である。本実施形態では、現在時刻から予測出発時刻tdpまでの時間と目標温度Ttagと外気温度と再昇温電力Prとの関係を規定する図示しない再昇温電力導出マップが実験・解析を経て予め作成され、ECU10の図示しないROMに格納されている。ステップS200において、ECU10は、当該再昇温電力導出マップから予測出発時刻tdp等に対応した再昇温電力Prを導出する。

0034

続いて、ECU10は、保温電力Pkが再昇温電力Pr以上であるか否かを判定する(ステップS210)。ステップS210にて保温電力Pkが再昇温電力Pr以上であると判定した場合(ステップS210:YES)、ECU10は、ヒータリレー25を開成させてヒータ24をオフする(ステップS220)。なお、ステップS220にてヒータ24がオフされる時点では、蓄電装置2の外部充電が完了しており、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRG並びに正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGは開成されている。ステップS220の処理の後、ECU10は、予測出発時刻tdpの所定時間前になって蓄電装置2を再昇温させるタイミングが到来したか否かを判定する(ステップS230)。ステップS230にて蓄電装置2を再昇温させるタイミングが到来していないと判定した場合(ステップS230:NO)、ECU10は、ヒータリレー25を開成させたままにしてヒータ24をオフ状態に維持する。

0035

また、ステップS230にて蓄電装置2を再昇温させるタイミングが到来したと判定した場合(ステップS230:YES)、ECU10は、蓄電装置2を再度昇温させるべくヒータリレー25を閉成させてヒータ24をオンすると共に、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRG並びに正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGを順次閉成させ、蓄電装置2の外部充電(補充電)を開始させる(ステップS240)。これにより、蓄電装置2のSOCを充分に確保すると共に、充電器5(外部電源100)からの電力を降圧するようにDC/DCコンバータ6を制御することで、補機バッテリ7を放電させることなくヒータ24により蓄電装置2を再昇温させることが可能となる。更に、ステップS240では、必要に応じて車室内の温度が適正に調整されるように図示しない空気調和装置を作動させてもよい。ステップS240の処理の後、ECU10は、上記予測出発時刻tdpが到来したか否かを判定する(ステップS250)。ステップS250にて予測出発時刻tdpが到来していないと判定した場合(ステップS250:NO)、ECU10は、蓄電装置2の再昇温および補充電を継続させる(S240)。そして、ステップS250にて予測出発時刻tdpが到来したと判定した場合(ステップS250:YES)、ECU10は、ヒータリレー25を開成させてヒータ24をオフすると共に蓄電装置2の補充電を終了させ(ステップS260)、本ルーチンを終了させる。

0036

一方、ステップS210にて保温電力Pkが再昇温電力Pr未満であると判定した場合(ステップS210:NO)、ECU10は、電池温度TBが上記目標温度Ttag付近に維持されるようにヒータリレー25を断続的に開成させる蓄電装置2の保温制御を開始させる(ステップS225)。更に、ECU10は、予測出発時刻tdpの所定時間前になって蓄電装置2の補充電の開始タイミングが到来したか否かを判定する(ステップS235)。ステップS235にて蓄電装置2の補充電の開始タイミングが到来していないと判定した場合(ステップS235:NO)、ECU10は、ステップS225にて蓄電装置2の保温制御を継続して実行する。ステップS225において、ECU10は、電池温度TBが上記目標温度Ttagよりも所定温度だけ高くなるとヒータリレー25を開成させ、電池温度TBが上記目標温度Ttagよりも所定温度だけ低くなるとヒータリレー25を閉成される。ステップS225の処理が実行される間、ヒータ24は、補機バッテリ7からの電力を消費して蓄電装置2を加熱する。

0037

また、ステップS235にて蓄電装置2の補充電の開始タイミングが到来したと判定した場合(ステップS235:YES)、ECU10は、蓄電装置2の保温制御を継続して実行すると共に、正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRG並びに正極側および負極側システムメインリレーSMRB,SMRGを順次閉成させ、蓄電装置2の補充電を開始させる(S245)。これにより、蓄電装置2のSOCを充分に確保すると共に、充電器5(外部電源100)からの電力を降圧するようにDC/DCコンバータ6を制御することで、補機バッテリ7を放電させることなくヒータ24により蓄電装置2を保温し、かつ補機バッテリ7を充電することが可能となる。ステップS245においても、必要に応じて車室内の温度が適正に調整されるように図示しない空気調和装置を作動させてもよい。ステップS245の処理の後、ECU10は、上記予測出発時刻tdpが到来したか否かを判定する(ステップS255)。ステップS255にて予測出発時刻tdpが到来していないと判定した場合(ステップS255:NO)、ECU10は、蓄電装置2の保温制御および補充電を継続させる(ステップS245)。そして、ステップS255にて予測出発時刻tdpが到来したと判定した場合(ステップS255:YES)、ECU10は、ヒータリレー25を開成させてヒータ24をオフすると共に蓄電装置2の補充電を終了させ(ステップS260)、本ルーチンを終了させる。

0038

更に、上記ステップS180にて平均乖離量Δtavの絶対値が閾値Δtref以上である判定した場合(ステップS180:NO)、ECU10は、ステップS190からS210の処理をスキップしてステップS220以降の処理を実行する。これにより、出発予定時刻tdと実出発時刻とのズレが大きく、上記保温制御の実行によりヒータにより無駄に電力が消費されてしまうおそれがある場合には、当該保温制御の実行がキャンセルされ、予測出発時刻tdpが到来するまでステップS220からS250の処理が実行されることになる。

0039

上述のように、電動車両1のECU10は、蓄電装置2の昇温を停止させるタイミング(ステップS160:YES)で、ユーザにより設定された出発予定時刻tdと車両の実出発時刻との平均乖離量ΔtavをクラウドサーバCSから取得すると共に、当該平均乖離量Δtavに基づいて予測出発時刻tdpを導出する(ステップS170−S190)。更に、ECU10は、ヒータ24により予測出発時刻tdpまで蓄電装置2を目標温度Ttag付近(所定温度)に保温するのに消費される保温電力Pkと、ヒータ24を一旦停止させた後に当該ヒータ24により蓄電装置2を予測出発時刻tdpまでに再昇温させるのに消費される再昇温電力Prとを予測出発時刻tdp等に基づいて導出する(ステップS200)。そして、ECU10は、保温電力Pkが再昇温電力Pr以上である場合、ヒータ24を停止させ(ステップS210,S220)、保温電力Pkが再昇温電力Pr未満である場合、予測出発時刻tdpが到来するまで蓄電装置2が目標温度Ttag付近に保温されるようにヒータ24を制御する(ステップS210,S225−S255)。これにより、電動車両1の予測出発時刻tdpに基づいて保温電力Pkと再昇温電力Prとを適正に導出した上で、蓄電装置2の保温および再昇温のうちのヒータ24の消費電力がより少なくなる方を選択することが可能となる、この結果、ヒータ24の消費電力を考慮しながら外部電源100からの電力により充電される蓄電装置2の保温を適正に実行することができるので、ヒータ24による無駄な電力消費を抑制することが可能となる。

0040

また、本実施形態において、クラウドサーバCSは、電動車両1から逐次アップロードされる出発予定時刻tdと実出発時刻とに基づいて平均乖離量Δtavを逐次導出して記憶するものであり、電動車両1のECU10は、蓄電装置2の昇温を停止させるタイミングで当該平均乖離量ΔtavをクラウドサーバCSから取得する(ステップS170)。このように、平均乖離量ΔtavをクラウドサーバCS側で導出することで、電動車両1における演算負荷や記憶容量の増加を抑制すると共に、当該平均乖離量Δtavの精度を良好に確保することが可能となる。

0041

更に、クラウドサーバCSは、蓄電装置2と同一容量の蓄電装置を搭載した多数の車両からアップロードされる当該蓄電装置2等の充電に関連した情報に基づいて蓄電装置2等を目標温度Ttagまで昇温させる際のヒータ24の作動条件を導出して記憶するものであり、外部充電が実行される際の蓄電装置2等の状態および環境に応じたヒータ24等の作動条件を電動車両1を含む多数の車両に提供するものである。これにより、電動車両1等における演算負荷や記憶容量の増加を抑制すると共に、外部充電が完了するまでに蓄電装置2の昇温が完了するようにヒータ24の作動条件をより適正に設定することが可能となる。

0042

以上説明したように、本開示の電動車両1は、走行用の動力を出力するモータMGと、モータMGと電力をやり取りすると共に外部電源100からの電力により充電可能な蓄電装置2と、電力を消費して蓄電装置2を加熱するヒータ24と、蓄電装置2が外部電源100からの電力により充電される際に当該蓄電装置2が目標温度Ttagまで昇温するようにヒータ24を制御する制御装置としてのECU10とを含む。また、ECU10は、ユーザにより設定された出発予定時刻tdと電動車両1の実出発時刻との乖離量(平均乖離量Δtav)に基づく予測出発時刻tdpを取得する予測出発時刻取得手段(ステップS170−S190)と、蓄電装置2の昇温を停止させるタイミングで、ヒータ24により予測出発時刻tdpまで蓄電装置2を所定温度(目標温度Ttag付近)に保温するのに消費される保温電力Pkと、ヒータ24を一旦停止させた後に当該ヒータ24により蓄電装置2を予測出発時刻tdpまでに再昇温させるのに消費される再昇温電力Prとを予測出発時刻tdp等に基づいて導出する電力導出手段(ステップS200)として機能する。そして、ECU10は、保温電力Pkが再昇温電力Pr以上である場合、ヒータ24を停止させ(ステップS210,S220)、保温電力Pkが再昇温電力Pr未満である場合、予測出発時刻tdpが到来するまで蓄電装置2が所定温度(目標温度Ttag付近)に保温されるようにヒータ24を制御する(ステップS210,S225−S255)。これにより、電動車両1では、ヒータ24の消費電力を考慮しながら外部電源100からの電力により充電される蓄電装置2の保温を適正に実行することができるので、ヒータ24による無駄な電力消費を抑制することが可能となる。

0043

なお、多数の車両からクラウドサーバCSにアップロードされる情報に走行した高速道路一般道名称(大まかな走行ルート情報)や各道路での蓄電装置の最大出力電力(あるいは平均出力電力)が含まれる場合、クラウドサーバCSは、蓄電装置の目標温度を各道路における蓄電装置の最大出力電力(あるいは平均出力電力)の全車両の平均値を考慮して導出するように構成されてもよい。この場合、目標温度として、例えば、当該平均値−3σに対応した第1の温度(省電力化優先)、当該平均値+3σに対応した第2の温度(出力優先)、および当該平均値に対応した第3の温度(出力および省電力化との両立)を統計処理により導出しておき、これら複数の目標温度を電動車両1側に提供すると共に実際の制御に用いられる目標温度をユーザが選択できるようにしてもよい。また、電動車両1は、図2のステップS180にて用いられる閾値Δtrefの値をユーザが変更することができるように構成されてもよい。更に、平均乖離量Δtavは、必ずしもクラウドサーバCSにより導出される必要はなく、電動車両1における演算負荷や記憶容量の増加が許容される場合、電動車両1側でECU10等により導出されてもよい。

0044

また、上記電動車両1では、外部電源100からの電力による蓄電装置2の外部充電がECU10により制御・管理され、当該蓄電装置2の昇温制御や保温制御が当該ECU10により実行されるが、これに限られるものではない。すなわち、ECU10の機能は、複数の電子制御装置に振り分けられてもよく、蓄電装置2の外部充電の管理、昇温制御および保温制御は、例えば複数の電子制御装置の協働により実行されてもよい。更に、上記電動車両1は、走行用動力出力源としてモータMGのみを有するものであるが、本開示の車両は、このような電動車両に限られるものではない。すなわち、本開示の車両は、走行用の動力を出力したり、発電機を駆動したりするエンジンを含む1モータ式あるいは2モータ式のハイブリッド車両であってもよく、シリーズ式のハイブリッド車両であってもよい。

0045

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

0046

本開示の発明は、外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した車両の製造産業等において利用可能である。

0047

1電動車両、2蓄電装置、3電力制御装置(PCU)、4受電コネクタ、5充電器、6 DC/DCコンバータ、7補機バッテリ、10 ECU(電子制御装置)、11出発時刻設定部、21電圧センサ、22電流センサ、23温度センサ、24ヒータ、25ヒータリレー、100外部電源、101コンセント、105充電ケーブル、107プラグ、110給電コネクタ、CHRB正極側充電リレー、CHRG 負極側充電リレー、DS駆動軸、DW車輪、MGモータ、NL1 負極側電力ライン、NLc 負極側充電電力ライン、PL1 正極側電力ライン、PLc 正極側充電電力ライン、PLL,NLL、低圧電力ライン、SMRB 正極側システムメインリレー、SMRG 負極側システムメインリレー、td出発予定時刻、tdp予測出発時刻、Δtav 平均乖離量。

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