JP2010285149A - 電動駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギー効率を高くした状態で電動車両の走行を開始させることができるようにする。
【解決手段】エンジン11及び駆動輪と機械的に連結された電動機械と、該電動機械に電力を供給するためのバッテリ43と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記バッテリ43を充電するための充電回路65、66と、電動車両の走行を開始する前に、バッテリ43の充電を開始してバッテリ43を満充電にする充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、バッテリ43の充電が開始されてバッテリ43が満充電にされるので、エネルギー効率を高くした状態で電動車両の走行を開始させることができる。
【選択図】図1
【解決手段】エンジン11及び駆動輪と機械的に連結された電動機械と、該電動機械に電力を供給するためのバッテリ43と、充電施設の電源と選択的に接続され、前記バッテリ43を充電するための充電回路65、66と、電動車両の走行を開始する前に、バッテリ43の充電を開始してバッテリ43を満充電にする充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、バッテリ43の充電が開始されてバッテリ43が満充電にされるので、エネルギー効率を高くした状態で電動車両の走行を開始させることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、電動駆動制御装置に関するものである。
従来、電動車両、例えば、ハイブリッド型車両においては、エンジン及び駆動モータを備え、エンジンを停止させた状態で駆動モータを駆動するEV走行モード、又はエンジン及び駆動モータを駆動するHV走行モードを選択してハイブリッド型車両を走行させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両においては、走行を開始する前にエンジン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ると、走行を開始したときに、例えば、エンジンの温度が低いので、燃料を多めに噴射する等の低温時に対応した制御が行われることになる。したがって、燃費が悪くなり、エンジンの暖機が終了するまでの間、エネルギー効率が低い状態でハイブリッド型車両を走行させてしまう。
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、エネルギー効率を高くした状態で電動車両の走行を開始させることができる電動駆動制御装置を提供することを目的とする。
そのために、本発明の電動駆動制御装置においては、エンジン及び駆動輪と機械的に連結された電動機械と、該電動機械に電力を供給するためのバッテリと、充電施設の電源と選択的に接続され、前記バッテリ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前に、バッテリの充電を開始してバッテリを満充電にする充電制御処理手段とを有する。
本発明によれば、電動駆動制御装置においては、エンジン及び駆動輪と機械的に連結された電動機械と、該電動機械に電力を供給するためのバッテリと、充電施設の電源と選択的に接続され、前記バッテリ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前に、バッテリの充電を開始してバッテリを満充電にする充電制御処理手段とを有する。
この場合、電動車両の走行を開始する前に、バッテリの充電が開始されてバッテリが満充電にされるので、エネルギー効率を高くした状態で電動車両の走行を開始させることができる。
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の電動駆動制御装置について説明する。
図1は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置を示すブロック図である。
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、14は該プラネタリギヤユニット13によって分配されたトルクが出力される出力軸、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を介して駆動輪37と機械的に連結される。
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。
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の回転を停止させ、逆方向の回転がエンジン11に伝達されないようにする。
前記駆動モータ25は、力行時に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する。
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の電源としてのバッテリ43と接続される。
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が第3の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。
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。
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。なお、本実施の形態においては、発電機16による発電を回生として説明する。
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。
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、バッテリ電圧を検出する電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ、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、前記バッテリ電流及びバッテリ電圧に基づいてバッテリ残量SOCを検出する。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。
また、55は、第1の運転操作指標としての図示されないアクセルペダルの操作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指標検出部としてのアクセル開度センサ、56は、第2の運転操作指標としての図示されないブレーキペダルの操作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指標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、車速検出部としての車速センサ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を検出することができる。
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、ハイブリッド型車両と接離自在に接続される。
そのために、前記電源スイッチ61は、端子a〜dを備え、端子aにバッテリ43の正極側が接続される。そして、前記駆動部制御装置49からの指示に従って、端子a、b間が接続されると、商用電源64とバッテリ43とが充電回路65を介して接続され、商用電源64の電力をバッテリ43に入力することができる。前記商用電源64の電力は、深夜電力を利用するとコストを低くすることができる。
なお、前記商用電源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、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。
また、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、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に入力することができる。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。
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。
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の出力密度及び容量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走行させる際の駆動時間を長くすることができず、航続距離を長くすることができない。
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、エンジン11の温度が低いので、燃料を多めに噴射する等の低温時に対応した制御が行われ、燃費が悪くなり、エンジンの暖機が完了するまでの間、エネルギー効率が低い状態で走行することになる。さらに、排気ガスが浄化されず、排気ガスによって大気を汚染してしまう。
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を暖機することができるようにしている。なお、この場合、ハイブリッド型車両は、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、最終の目的地、例えば、自宅で走行を終了することとする。自宅を出発する際のバッテリ43は、バッテリ残量SOCは80〔%〕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。
なお、バッテリ43を繰り返し経済的に使用することができるようにするためには、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。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、この場合、バッテリ43を満充電することができる。なお、バッテリ残量SOCmax、SOCminは、バッテリ43の性能、材質等によって異なる。
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第1のフローチャート、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第2のフローチャート、図5は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の後工程の動作を示すフローチャート、図6は本発明の実施の形態における電動駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
図6に示されるタイミングt0で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、アクセル開度、ブレーキ踏込量、車速、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。
そのために、車両制御装置50の図示されない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、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0〔%〕より大きいかどうかを判断する。
そして、バッテリ残量SOCが30〔%〕より大きい場合、車両制御装置50の図示されない出力制御処理手段は、出力制御処理を行い、バッテリ43から電力を出力し、主として駆動モータ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EV走行モードを優先して走行させる。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。
なお、通常走行時においては、駆動モータ25を駆動することによって、EV走行モードでハイブリッド型車両が走行させられるが、急加速時又は高速走行時のように大きな駆動力が必要とされる場合にはエンジン11を併せて駆動するHV走行モードによる走行が許可される。したがって、ハイブリッド型車両をEV走行モードだけで走行させる場合は、エンジン温度teは低下することがあるが、HV走行モードが許可されるのに伴ってエンジン11も適度に駆動されるので、基本的には、エンジン温度teは高くなる。
そして、タイミングt1でバッテリ残量SOCが30〔%〕になると、前記出力制御処理手段は、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は所定の温度、本実施の形態においては、25〔℃〕に保たれる。
なお、この間、駆動モータ25において電力を回生したり、エンジン11を効率良く駆動し、発電機16において発電を行うことによって発生させられた電力がバッテリ43に供給され、バッテリ43が充電される。
次に、タイミングt2で自宅に到着し、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、外気温度と等しくなる。
そして、運転者が前記プラグをコンセントに差し込むと、所定の設定時刻、本実施の形態においては、深夜電力の提供が開始されるタイミングt3で、前記車両制御装置50の図示されないバッテリ残量監視処理手段が、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、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〔%〕より大きい場合、車両制御装置50の図示されない充電制御処理手段は、充電制御処理を行い、バッテリ43を充電をしないようにする。また、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の充電を開始する。なお、前記閾値SOCth1は、バッテリ43を繰り返し経済的に使用することができるようにするための、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にされる。
充電が進むのに従って、バッテリ残量SOCが次第に大きくされ、これに伴って、商用電源64からの入力が徐々に小さくされる。また、この間、充電によってバッテリ43がバッテリ43自体の内部抵抗によって発熱し、バッテリ温度trが次第に高くなる。
そして、タイミングt4でバッテリ残量SOCが80〔%〕以上になると、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。この場合、次の本工程が開始されるまでの所定の時間、バッテリ残量SOCが80〔%〕に保持されるので、タイミングt0より前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、バッテリ残量SOCが十分に大きいので、直ちにハイブリッド型車両のEV走行モードを優先する走行を開始することができる。
続いて、本工程において、所定の設定時刻、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時点より1時間前の、タイマで設定されたタイミングt5でエンジン11の暖機が開始される。そのために、車両制御装置50は、バッテリ温度センサ54によって検出されたバッテリ温度tbを読み込む。
続いて、車両制御装置50は、エンジン11の暖機用の温度としてエンジン温度teを読み込み、車両制御装置50の第1の暖機温度判定処理手段としての図示されないエンジン温度判定処理手段は、第1の暖機温度判定処理としてのエンジン温度判定処理を行い、エンジン温度teが閾値teth1、本実施の形態においては、50〔℃〕より高いかどうかを判断し、エンジン温度teが50〔℃〕より高い場合、車両制御装置50の第1の暖機制御処理手段としての図示されないエンジン暖機制御処理手段は、第1の暖機制御処理としてのエンジン暖機制御処理を行い、ヒータ63への通電を停止させる。
また、エンジン温度teが50〔℃〕以下である場合、車両制御装置50の図示されない温度予測処理手段は、温度予測処理を行い、エンジン温度teが、目標値を表す目標温度te* 、本実施の形態においては、50〔℃〕に到達可能であるかどうかを判断する。そのために、前記温度予測処理手段は、所定の微小時間が経過する際のエンジン温度teの変化率Δteを算出し、該変化率Δteに基づいて、エンジン温度teが50〔℃〕に到達可能であるかどうかの判断を行う。
そして、エンジン温度teが50〔℃〕に到達可能である場合車両制御装置50の図示されないバッテリ温度判定処理手段は、バッテリ温度判定処理を行い、バッテリ温度tbが、閾値tbth1である40〔℃〕以下であるかどうかを判断し、バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合、前記エンジン暖機制御処理手段は、バッテリ43からヒータ63に通電する。なお、前記閾値tbth1は、バッテリ43を十分に高い容量密度及び出力密度で動作させるのに適した最高のバッテリ温度tbである。なお、バッテリ43がPイオン液体を電解質とする固体電解質電池の場合、十分な伝導度を確保するためには、前記閾値tbth1は30〔℃〕にされ、従来型の有機溶媒系の電解液を使用するリチウムイオン電池の場合、20〔℃〕にされる。
なお、本工程が開始された後、最初は、ヒータ63が通電されていないので、温度予測処理手段は、エンジン温度teが50〔℃〕に到達可能であると判断する。
エンジン温度teが50〔℃〕に到達可能でない場合、前記バッテリ温度判定処理手段は、バッテリ温度tbが、閾値tbth1である40〔℃〕以下であるかどうかを判断し、バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合、バッテリ43及び商用電源64からヒータ63に通電する。また、エンジン温度teが50〔℃〕に到達可能でない場合で、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合、商用電源64からヒータ63に通電する。
このように、エンジン温度teが目標温度te* 以下であり、バッテリ43からヒータ63に通電するだけでエンジン温度teが目標温度te* に到達可能である場合に、バッテリ43からヒータ63に通電してエンジン11を暖機し、エンジン温度teが目標温度te* 以下であり、エンジン温度teが目標温度te* に到達可能でない場合に、バッテリ43及び商用電源64からヒータ63に通電してエンジン11を加熱し、暖機するようになっているので、エンジン11を確実に暖機することができる。なお、エンジン11を暖機するに当たり、バッテリ温度tbが閾値tbth1より高い場合、商用電源64からヒータ63に通電し、バッテリ43からヒータ63に通電しないので、バッテリ43が劣化するのを防止することができる。
このようにして、エンジン11を暖機し、エンジン温度teが目標温度te* より高くなると、ヒータ63への通電が停止させられる。
ところで、本実施の形態においては、バッテリ43及びエンジン11の暖機のほかにエアコン62の暖機を行うことができるようになっている。
すなわち、エンジン11の暖機が開始された後、所定の時間が経過し、所定の設定時刻、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時点より20分前の、タイマで設定されたタイミングt6でエアコン62の暖機が開始される。そのために、車両制御装置50は、エアコン62の暖機用の温度として室内温度trを読み込み、車両制御装置50の第2の暖機温度判定処理手段としての図示されない室内温度判定処理手段は、第2の暖機温度判定処理としての室内温度判定処理を行い、室内温度trが目標となる温度範囲にあるかどうか、すなわち、閾値trth1、本実施の形態においては、10〔℃〕より高く、かつ、閾値trth2、本実施の形態においては、30〔℃〕より低いかどうかを判断する。室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い場合、車両制御装置50の第2の暖機制御処理手段としての図示されないエアコン暖機制御処理手段は、第2の暖機制御処理としてのエアコン暖機制御処理を行い、エアコン62への通電を停止させる。
また、室内温度trが10〔℃〕以下であるか、又は30〔℃〕以上である場合、前記温度予測処理手段は、室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い温度範囲に到達可能であるかどうかを判断する。そのために、温度予測処理手段は、所定の微小時間が経過する際の室内温度trの変化率Δtrを算出し、該変化率Δtrに基づいて、室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い温度範囲に到達可能であるかどうかの判断を行う。
そして、室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い温度範囲に到達可能である場合 前記バッテリ温度判定処理手段は、バッテリ温度tbが、閾値tbth1である40〔℃〕以下であるかどうかを判断し、バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合、前記エアコン暖機制御処理手段は、バッテリ43からエアコン62に通電する。
なお、本工程が開始された後、最初は、エアコン62が通電されていないので、温度予測処理手段は、10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い温度範囲に到達可能であると判断する。
室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い温度範囲に到達可能でない場合、前記暖機制御処理手段は、商用電源64からヒータ63に通電する。なお、この場合、バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断し、バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合、バッテリ43及び商用電源64からエアコン62に通電し、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合、商用電源64からヒータ63に通電するようにすることができる。
このように、室内温度trが目標となる温度範囲になく、かつ、バッテリ43からエアコン62に通電するだけで室内温度trが目標となる温度範囲に到達可能である場合に、バッテリ43からエアコン62に通電してエアコン62を暖機し、室内温度trが目標となる温度範囲になく、かつ、室内温度trが目標となる温度範囲に到達可能でない場合に、商用電源64からヒータ63に通電してエアコン62を稼働し、暖機するようになっているので、エアコン62を確実に暖機することができる。なお、エアコン62を暖機するに当たり、バッテリ温度tbが閾値tbth1より高い場合、商用電源64からエアコン62に通電し、バッテリ43からエアコン62に通電しないので、バッテリ43が劣化するのを防止することができる。
このようにして、エアコン62を暖機し、室内温度trが目標となる温度範囲内に収まると、エアコン62への通電が停止させられる。
ところで、エンジン11及びエアコン62の暖機を行っているときに、バッテリ43からヒータ63及び商用電源64に通電するのに伴って、バッテリ43が放電し、バッテリ残量SOCが80〔%〕から小さくなる。この場合、エンジン11及びエアコン62を暖機するのに伴って、バッテリ残量SOCが小さくなりすぎると、ハイブリッド型車両を急にEV走行モードで走行させる必要が生じたときに、航続距離が短くなってしまい、燃費の改善効果が低くなってしまう。
そこで、バッテリ43から、又はバッテリ43及び商用電源64からヒータ63又はエアコン62に放電するに当たり、前記バッテリ残量監視処理手段は、バッテリ残量SOCを読み込み、バッテリ残量SOCが、閾値SOCth2、本実施の形態においては、75〔%〕より小さいかどうかを判断する。バッテリ残量SOCが75〔%〕より小さい場合、前記充電制御処理手段は、バッテリ43からエアコン62への通電を停止させ、商用電源64からバッテリ43に充電をし、バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きくなると、充電を終了する。
このようにして、バッテリ43からヒータ63又はエアコン62への通電、及び商用電源64によるバッテリ43への充電が交互に、間欠的に行われると、バッテリ43からの通電による出力及びバッテリ43への充電による入力による脈動運転が行われることるなる。その結果、バッテリ43自体の内部抵抗による発熱によってバッテリ温度tbは次第に高くなり、バッテリ43の暖機を行うことができる。また、エンジン温度teはノコギリ波状に次第に高くなる。
続いて、所定の設定時刻、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時点より10分前の、タイマで設定されたタイミングt7でエンジン11及びエアコン62の暖機を終了し、本工程を終了する。
そして、タイミングt7で後工程が開始され、車両制御装置50の前記充電制御処理手段は、バッテリ43を充電して満充電にする。
そのために、前記バッテリ残量監視処理手段は、バッテリ残量SOCを読み込み、バッテリ残量SOCが、100〔%〕より小さいかどうかを判断する。バッテリ残量SOCが100〔%〕になると、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。続いて、車両制御装置50の図示されない経過時間判定処理手段は、経過時間判定処理を行い、充電を停止させてから設定時間、本実施の形態においては、10分が経過したかどうかを判断する。
充電を停止させてから10分が経過すると、車両制御装置50の図示されない放電処理手段は、放電制御処理を行い、バッテリ43の放電を開始する。そして、バッテリ残量監視処理手段は、バッテリ残量SOCを読み込み、バッテリ残量SOCが80〔%〕以下になると、前記放電制御処理手段は、放電を停止させる。
本実施の形態においては、タイミングt6でエアコン62の暖機を開始するようになっているが、タイミングt7でエアコン62の動作を開始することができる。
このように、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の充電が行われるので、バッテリ温度tbを高くすることができる。したがって、バッテリ43の出力密度及び容量密度を十分に高くすることができる。その結果、ハイブリッド型車両を走行させる際の駆動時間を長くすることができ、航続距離を長くすることができる。しかも、バッテリ43の充電と放電とが交互に繰り返されるので、バッテリ残量SOCを十分に高く保持することができる。したがって、ハイブリッド型車両を急に走行させる必要が生じたときに、直ちにハイブリッド型車両をEV走行モードで走行させることができる。
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の暖機が行われるので、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ことができるだけでなく、排気ガスが発生するのを抑制することができる。
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えられ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。
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S5に進み、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を充電する。
ステップS6 バッテリ43を充電せず処理を終了する。
ステップS7 バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きいかどうかを判断する。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S5に進み、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を充電する。
ステップS6 バッテリ43を充電せず処理を終了する。
ステップS7 バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きいかどうかを判断する。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の充電を停止させる。
次に、図3及び4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を読み込む。
ステップS13 バッテリ温度tbを読み込む。
ステップS14 エンジン温度teを読み込む。
ステップS15 エンジン温度teが50〔℃〕より高いかどうかを判断する。エンジン温度teが50〔℃〕より高い場合はステップS16に進み、エンジン温度teが50〔℃〕以下である場合はステップS17に進む。
ステップS16 ヒータ63への通電を停止させる。
ステップS17 エンジン温度teが到達可能であるかどうかを判断する。エンジン温度teが到達可能である場合はステップS18に進み、エンジン温度teが到達可能でない場合はステップS19に進む。
ステップS18 バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合はステップS20に進み、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合はステップS21に進む。
ステップS19 バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合はステップS22に進み、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合はステップS23に進む。
ステップS20 バッテリ43からヒータ63に通電し、ステップS32に進む。
ステップS21 商用電源64からヒータ63に通電し、ステップS14に戻る。
ステップS22 バッテリ43及び商用電源64からヒータ63に通電し、ステップS32に進む。
ステップS23 商用電源64からヒータ63に通電し、ステップS14に戻る。
ステップS24 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップS25 室内温度trを読み込む。
ステップS26 室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低いかどうかを判断する。室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い場合はステップS27に進み、室内温度trが10〔℃〕以下、又は、30〔℃〕以上である場合はステップS28に進む。
ステップS27 エアコン62への通電を停止させる。
ステップS28 室内温度trが到達可能であるかどうかを判断する。室内温度trが到達可能である場合はステップ29に進み、室内温度trが到達可能でない場合はステップS14に戻る。
ステップS29 バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合はステップS30に進み、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合はステップS31に進む。
ステップS30 バッテリ43からエアコン62に通電する。
ステップS31 商用電源64からエアコン62に通電して、ステップS14に戻る。
ステップS32 バッテリ残量SOCが75〔%〕より小さいかどうかを判断する。バッテリ残量SOCが75〔%〕より小さい場合はステップS33に進み、バッテリ残量SOCが75〔%〕以上である場合はステップS14に戻る。
ステップS33 バッテリ43からの通電を停止させる。
ステップS34 商用電源64によってバッテリ43を充電する。
ステップS35 バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きいかどうかを判断する。バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きい場合はステップS14に戻り、バッテリ残量SOCが80〔%〕以下である場合はステップS34に戻る。
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を読み込む。
ステップS13 バッテリ温度tbを読み込む。
ステップS14 エンジン温度teを読み込む。
ステップS15 エンジン温度teが50〔℃〕より高いかどうかを判断する。エンジン温度teが50〔℃〕より高い場合はステップS16に進み、エンジン温度teが50〔℃〕以下である場合はステップS17に進む。
ステップS16 ヒータ63への通電を停止させる。
ステップS17 エンジン温度teが到達可能であるかどうかを判断する。エンジン温度teが到達可能である場合はステップS18に進み、エンジン温度teが到達可能でない場合はステップS19に進む。
ステップS18 バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合はステップS20に進み、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合はステップS21に進む。
ステップS19 バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合はステップS22に進み、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合はステップS23に進む。
ステップS20 バッテリ43からヒータ63に通電し、ステップS32に進む。
ステップS21 商用電源64からヒータ63に通電し、ステップS14に戻る。
ステップS22 バッテリ43及び商用電源64からヒータ63に通電し、ステップS32に進む。
ステップS23 商用電源64からヒータ63に通電し、ステップS14に戻る。
ステップS24 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップS25 室内温度trを読み込む。
ステップS26 室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低いかどうかを判断する。室内温度trが10〔℃〕より高く、かつ、30〔℃〕より低い場合はステップS27に進み、室内温度trが10〔℃〕以下、又は、30〔℃〕以上である場合はステップS28に進む。
ステップS27 エアコン62への通電を停止させる。
ステップS28 室内温度trが到達可能であるかどうかを判断する。室内温度trが到達可能である場合はステップ29に進み、室内温度trが到達可能でない場合はステップS14に戻る。
ステップS29 バッテリ温度tbが40〔℃〕以下であるかどうかを判断する。バッテリ温度tbが40〔℃〕以下である場合はステップS30に進み、バッテリ温度tbが40〔℃〕より高い場合はステップS31に進む。
ステップS30 バッテリ43からエアコン62に通電する。
ステップS31 商用電源64からエアコン62に通電して、ステップS14に戻る。
ステップS32 バッテリ残量SOCが75〔%〕より小さいかどうかを判断する。バッテリ残量SOCが75〔%〕より小さい場合はステップS33に進み、バッテリ残量SOCが75〔%〕以上である場合はステップS14に戻る。
ステップS33 バッテリ43からの通電を停止させる。
ステップS34 商用電源64によってバッテリ43を充電する。
ステップS35 バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きいかどうかを判断する。バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きい場合はステップS14に戻り、バッテリ残量SOCが80〔%〕以下である場合はステップS34に戻る。
次に、図5のフローチャートについて説明する。
ステップS41 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップS42 バッテリ残量SOCが100〔%〕より小さくなるのを待機する。
ステップS43 バッテリ43の充電を停止させる。
ステップS44 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S45に進み、経過していない場合はステップS43に戻る。
ステップS45 放電する。
ステップS46 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S47に進み、バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きい場合はステップS45に戻る。
ステップS47 放電を停止させて処理を終了する。
ステップS41 所定の設定時刻で充電を開始する。
ステップS42 バッテリ残量SOCが100〔%〕より小さくなるのを待機する。
ステップS43 バッテリ43の充電を停止させる。
ステップS44 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S45に進み、経過していない場合はステップS43に戻る。
ステップS45 放電する。
ステップS46 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S47に進み、バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きい場合はステップS45に戻る。
ステップS47 放電を停止させて処理を終了する。
本実施の形態において、充電制御処理手段は、バッテリ残量SOCが75〔%〕より小さい場合、商用電源64によってバッテリ43を充電し、バッテリ残量SOCが80〔%〕より大きくなると、充電を停止させるようになっているが、バッテリ電圧に基づいて充電制御処理を行うことができる。その場合、充電制御処理手段は、バッテリ電圧が3.8〔V〕より低い場合、商用電源64によってバッテリ43を充電し、バッテリ電圧が3.95〔V〕より高くなるまで充電を行うことができる。なお、この場合、バッテリ43はリチウム電池とする。
なお、本発明は前記各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。
11 エンジン
16、25 発電機
37 駆動輪
43 バッテリ
62 エアコン
64 商用電源
65、66 充電回路
16、25 発電機
37 駆動輪
43 バッテリ
62 エアコン
64 商用電源
65、66 充電回路
Claims (5)
- エンジン及び駆動輪と機械的に連結された電動機械と、
該電動機械に電力を供給するためのバッテリと、
充電施設の電源と選択的に接続され、前記バッテリ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前に、バッテリの充電を開始してバッテリを満充電にする充電制御処理手段とを有することを特徴とする電動駆動制御装置。 - 前記バッテリを満充電にするのに伴って、満充電時のバッテリ残量より小さい所定のバッテリ残量を超えた分の電力を利用する電力制御処理手段を有する請求項1に記載の電動駆動制御装置。
- 前記電力制御処理手段は、バッテリから暖機対象装置に通電することによって、前記所定のバッテリ残量を超えた分の電力を利用する請求項2に記載の電動駆動制御装置。
- 前記充電制御処理手段は、バッテリが満充電にされると充電を停止させる請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動駆動制御装置。
- バッテリが満充電にされてから設定時間が経過すると、バッテリの放電を開始する放電処理手段を有する請求項4に記載の電動駆動制御装置。
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A02 | Decision of refusal |
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