JP4854557B2

JP4854557B2 - 電動駆動制御装置

Info

Publication number: JP4854557B2
Application number: JP2007080925A
Authority: JP
Inventors: 昌俊長▲濱▼
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2008238912A

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。）。
特開平１０−８４６０３号公報

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、該電動機械にインバータを介して接続され、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、インバータに電力が供給され、電動機械に電力が供給されて電動車両の走行が開始される前の所定のタイミングで、前記バッテリの温度に基づいて、バッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方を選択し、選択したバッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方から、所定の暖機対象装置に通電することによって、暖機対象装置を暖機する暖機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、該電動機械にインバータを介して接続され、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、インバータに電力が供給され、電動機械に電力が供給されて電動車両の走行が開始される前の所定のタイミングで、前記バッテリの温度に基づいて、バッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方を選択し、選択したバッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方から、所定の暖機対象装置に通電することによって、暖機対象装置を暖機する暖機制御処理手段とを有する。

この場合、インバータに電力が供給され、電動機械に電力が供給されて電動車両の走行が開始される前の所定のタイミングで、バッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方から、所定の暖機対象装置に通電することによって、事前に暖機対象装置が暖機されるようになっているので、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が作動させされ、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。

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。

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Ｓ４４１０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。

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。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である。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のフローチャートである。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のフローチャートである。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である。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。

符号の説明

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

Claims

エンジン及び駆動輪と機械的に連結された電動機械と、
該電動機械にインバータを介して接続され、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、
インバータに電力が供給され、電動機械に電力が供給されて電動車両の走行が開始される前の所定のタイミングで、前記バッテリの温度に基づいて、バッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方を選択し、選択したバッテリ及び充電施設の電源のうちの少なくとも一方から、所定の暖機対象装置に通電することによって、暖機対象装置を暖機する暖機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。
前記バッテリのバッテリ残量が閾値より小さいかどうかを判断するバッテリ残量監視処理手段と、
バッテリ残量が閾値より小さい場合に、前記バッテリを充電する充電制御処理手段とを有する請求項１に記載の電動駆動制御装置。
暖機対象装置の温度が、微小時間が経過する際の温度の変化率に基づいて、目標値に到達可能であるかどうかを判断する温度予測処理手段と、
バッテリの温度が閾値以下であるかどうかを判断するバッテリ温度判定処理手段とを有するとともに、
前記暖機制御処理手段は、前記暖機対象装置の温度が目標値に到達可能である場合において、バッテリの温度が閾値以下である場合、バッテリを選択し、バッテリの温度が閾値より高い場合、充電施設の電源を選択し、前記暖機対象装置の温度が目標値に到達可能でない場合において、バッテリの温度が閾値以下である場合、バッテリ及び充電施設の電源を選択し、バッテリの温度が閾値より高い場合、充電施設の電源を選択し、選択したバッテリ及び充電施設の電源から暖機対象装置に通電する請求項１又は２に記載の電動駆動制御装置。
前記暖機対象装置はエンジンであり、
該エンジンの温度が、微小時間が経過する際の温度の変化率に基づいて、目標値に到達可能であるかどうかを判断する温度予測処理手段と、
バッテリの温度が閾値以下であるかどうかを判断するバッテリ温度判定処理手段とを有するとともに、
前記暖機制御処理手段は、前記エンジンの温度が目標値に到達可能でない場合において、バッテリの温度が閾値以下である場合、バッテリ及び充電施設の電源からエンジンに通電し、バッテリの温度が閾値より高い場合、充電施設の電源からエンジンに通電する請求項１又は２に記載の電動駆動制御装置。