(57)【要約】【課題】バッテリ充電時におけるウォータポンプの駆動に起因する騒音を低減する。【解決手段】冷却システム（１０）は、ウォータポンプ（１４０）で冷却水の流量を制御することでバッテリ（１１０）を冷却する。冷却システムは、バッテリが、電源から電力供給を受ける充電状態に移行することを予測する予測手段（２２０）と、バッテリが充電状態に移行すると予測された場合に、充電状態に移行しないと予測された場合と比較して、冷却水の流量を増加させるようにウォータポンプを制御する制御手段（２３０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータポンプで冷却水の流量を制御することでバッテリを冷却する冷却システムであって、
前記バッテリが、電源から電力供給を受ける充電状態に移行することを予測する予測手段と、
前記バッテリが前記充電状態に移行すると予測された場合に、前記充電状態に移行しないと予測された場合と比較して、前記冷却水の流量を増加させるように前記ウォータポンプを制御する制御手段と
を備えることを特徴とする冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを冷却する冷却システムの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシステムとして、ウォータポンプによって冷却水の流量を制御するものが知られている。例えば特許文献１では、車速又は車両加速度に基づいてウォータポンプの駆動を制御するシステムが開示されている。特許文献２では、車両の位置情報等からバッテリの温度推移を予測して、ウォータポンプの駆動を制御するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６０５９７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１１５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１には、冷却水音が所定値を超えると、ウォータポンプの駆動量が増加して、冷却水の流量が増加するという内容が開示されている。ここで特に、ＰＥＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等のように外部電源からバッテリの電源を行う車両においては、バッテリの充電時に冷却水音が過度に上昇するおそれがある。このため、冷却水温が比較的高い状態でバッテリの充電を開始すると、ウォータポンプの駆動量が大きく増加し、駆動量の増加に起因する騒音が発生してしまうという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリ充電時におけるウォータポンプの駆動に起因する騒音を低減することが可能な冷却システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る冷却システムの一態様では、ウォータポンプで冷却水の流量を制御することでバッテリを冷却する冷却システムであって、前記バッテリが、電源から電力供給を受ける充電状態に移行することを予測する予測手段と、前記バッテリが前記充電状態に移行すると予測された場合に、前記充電状態に移行しないと予測された場合と比較して、前記冷却水の流量を増加させるように前記ウォータポンプを制御する制御手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】比較例に係る冷却システムによる通常制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る冷却システムによる充電予測制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る冷却システムによる充電時制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して冷却システムの実施形態について説明する。
【０００９】
＜システム構成＞
まず、本実施形態に係る冷却システムの構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る冷却システムの構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る冷却システム１０は、バッテリ１１０、モータ１２０、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）、ウォータポンプ１４０、冷却配管１５０、ラジエータ１６０、リザーブタンク１７０及び流量制御部２００を備えて構成されている。
【００１１】
バッテリ１１０は、車両の動力源となる電力を蓄電可能な二次電池である。バッテリ１１０は、車両外部の電源から電力の供給を受けることで充電することが可能である。つまり、本実施形態に係る車両は、所謂ＰＥＶ又はＰＨＶと呼ばれる車両である。
【００１２】
モータ１２０は、バッテリ１１０に蓄積された電力を用いて駆動することで、車両の動力を供給する電動機として機能する。モータ１２０は、バッテリ１００を充電するための発電機として機能してもよい。なお、モータ１２０は複数備えられていてもよい。また、モータ１２０に加えて、例えばエンジン等の動力源が備えられていてもよい。
【００１３】
ＰＣＵ１３０は、バッテリ１１０に対する電力の入出力（即ち、バッテリ１１０の充電及び放電）を制御するコントロールユニットである。ＰＣＵ１３０は、例えばコンバータやインバータ等を備えて構成されてもよい。
【００１４】
ウォータポンプ１４０は、例えばホースとして構成されている冷却配管１５０に冷却水を流すことにより、車両の各部（特に、バッテリ１１０）を冷却することが可能に構成されている。ウォータポンプ１４０の駆動量（言い換えれば、冷却配管１５０を流れる冷却水の流量）は、駆動ｄｕｔｙによって切り替えることが可能に構成されている。ウォータポンプの駆動ｄｕｔｙは、流量制御部２００によって制御される構成となっている。
【００１５】
ラジエータ１６０は、冷却水の熱を放熱するための装置である。リザーブタンク１７０は、冷却水を蓄えておくことが可能なタンクである。
【００１６】
流量制御部２００は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）として構成されており、その内部に実現される処理ブロックとして、水温判定部２１０、充電予測部２２０及び制御部２３０を備えている。
【００１７】
水温判定部２１０は、例えば水温センサ等から取得した冷却水の水温が、所定の水温を超えているか否かを判定することが可能に構成されている。水温判定部２１０の判定結果は、充電予測部２２０及び制御部２３０に出力される。
【００１８】
充電予測部２２０は、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）判定部２２１及び距離判定部２２２を備えており、車両が近い将来において充電状態（即ち、バッテリ１１０に対して電力を充電する状態）になるか否かを予測する。ＳＯＣ判定部２２１は、例えばＳＯＣセンサ等から取得したバッテリ１１０のＳＯＣが所定の閾値以下になっているか否かを判定する。距離判定部２２２は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等を利用して、自宅までの距離が所定の距離以下となっているか否かを判定する。充電予測部２２０による予測結果は、制御部２３０に出力される。充電予測部２２０は、後述する付記における「予測手段」の一具体例である。
【００１９】
制御部２３０は、水温判定部２１０の判定結果、及び充電予測部２２０の予測結果に基づいて、ウォータポンプ１４０の駆動量（即ち、駆動ｄｕｔｙ）を制御する。制御部２３０による具体的な制御内容については、後に詳述する。制御部２３０は、後述する付記における「制御手段」の一具体例である。
【００２０】
＜比較例による通常制御の問題点＞
次に、比較例に係る冷却システムが実行する通常制御について、図２を参照して説明する。図２は、比較例に係る冷却システムによる通常制御の流れを示すフローチャートである。
【００２１】
図２に示すように、比較例に係る冷却システムの動作時には、まず冷却水の温度（以下、適宜「冷却水温」と称する）が閾値Ａを超えているか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、閾値Ａは、冷却水の流量を変更するか否かを判定するために予め設定されている値である。冷却水温が閾値Ａを超えていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の処理は終了する。この場合、所定期間後に、ステップＳ１１から処理が再開されてもよい。
【００２２】
冷却水温が閾値Ａを超えている場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙを“α”から“β”へと切り替える（ステップＳ１２）。なお、ここでの“α”は、通常水温（即ち、冷却水温がＡ以下の場合）に対応する駆動ｄｕｔｙであり、“β”は、高水温（即ち、冷却水温がＡを超えている場合）に対応する駆動ｄｕｔｙである。αとβとの間には、α＜βの関係が成立しており、駆動ｄｕｔｙが“α”の場合よりも、駆動ｄｕｔｙが“β”の場合の方が、冷却水の流量は多くなる。
【００２３】
続いて、冷却水温がＡより低くなっているか否かを判定する（ステップＳ：１３）。なお、冷却水温がＡより低くなっていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙが“β”へと切り替えられた状態で、同様の判定処理を繰り返し実行する。一方、冷却水温がＡより低くなっていた場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙを“β”から“α”へと切り替える（ステップＳ１４）。即ち、一時的に高くしていた駆動ｄｕｔｙを元の状態へと戻す。
【００２４】
以上説明した通常制御によれば、冷却水温が比較的高温になった場合に冷却水の流量が多くなるように制御されるため、適切な冷却性能を実現することが可能である。しかしながら、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙが高い状態（即ち、βになっている状態）では、ウォータポンプ１４０の駆動音も大きくなる。このような駆動音は、例えば車両が走行している状態（具体的には、暗騒音が比較的大きい状態）ではあまり大きな問題とならないが、車両が走行していない状態（具体的には、暗騒音が比較的小さい状態）では問題となり得る。
【００２５】
このため、本実施形態のように、外部電源から充電可能なバッテリ１１０を備える車両では、例えば車両を停止させてバッテリ１１０の充電を行うような場合に、ウォータポンプ１４０の駆動音が問題となる可能性がある。より具体的には、バッテリ１１０の充電によって冷却水温が上昇すると、それに伴いウォータポンプ１４０の駆動量が大きくなり、結果としてウォータポンプ１４０から比較的大きな騒音が発生してしまうおそれがある。
【００２６】
本実施形態に係る冷却システム１０は、上述した問題点を解決するために、以下で説明するような動作を行う。
【００２７】
＜充電予測制御＞
本実施形態に係る冷却システム１０による充電予測制御（即ち、バッテリ１１０の充電を予測して冷却水の流量を変更する制御）について、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る冷却システムによる充電予測制御の流れを示すフローチャートである。
【００２８】
図３に示すように、本実施形態に係る冷却システム１０の動作時（例えば、車両の走行時）には、まず水温判定部２１０が、冷却水温が閾値Ｂを超えている否かを判定する（ステップＳ２１）。なお、閾値Ｂは、充電予測を実行するか否かを判定するための閾値であり、上述した閾値Ａよりも低い値として設定されている。冷却水温が閾値Ｂを超えていない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の処理は終了する。この場合、所定期間後に、ステップＳ２１から処理が再開されてもよい。
【００２９】
冷却水温が閾値Ｂを超えている場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ＳＯＣ判定部２２１が、バッテリ１１０のＳＯＣが所定閾値以下になっているか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここでの所定閾値は、近い将来にバッテリ１１０の充電が実行されるか否かを判定するための閾値（言い換えれば、バッテリ１１０のＳＯＣが充電を要する程度に低くなっているか否かを判定するための閾値）である。
【００３０】
なお、ステップＳ２２では、バッテリ１１０のＳＯＣが所定閾値以下になっているか否かという判定に代えて、充電頻度の高い時間帯であるか否かという判定を行ってもよい。具体的には、過去の充電履歴を利用して、現在の時刻が充電頻度の高い時間帯であるか否かを判定してもよい。このような判定でも、同様に近い将来にバッテリ１１０の充電が実行されるか否かを判断できる。
【００３１】
バッテリ１１０のＳＯＣが所定閾値以下である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、距離判定部２２２が、現在の位置から自宅までの距離が所定距離以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここでの所定距離は、近い将来にバッテリ１１０の充電が実行されるか否かを判定するための閾値（言い換えれば、すぐに自宅に戻ってバッテリ１１０を充電できるような状態にあるか否かを判定するための閾値）である。
【００３２】
なお、ステップＳ２３では、自宅までの距離が所定距離以下であるか否かという判定に代えて、充電スタンド（即ち、充電可能な場所）までの距離が所定距離以下であるか否かという判定を行ってもよい。このような判定でも、同様に近い将来にバッテリ１１０の充電が実行されるか否かを判断できる。
【００３３】
バッテリ１１０のＳＯＣが所定閾値以下になっていない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、又は現在の位置から自宅までの距離が所定距離以下でない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、流量制御部２００は通常制御を実行する（ステップＳ２７）。即ち、図２で示した制御と同様の制御を実行する。
【００３４】
一方、バッテリ１１０のＳＯＣが所定閾値以下になっている場合であって（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、現在の位置から自宅までの距離が所定距離以下である場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、充電予測部２２０は、近い将来バッテリ１１０の充電が実行されると判断する。この場合、制御部２３０は、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙを“α”又は“β”から“γ”へと切り替える（ステップＳ２４）。ここでの“γ”は、充電が予測された場合に対応する駆動ｄｕｔｙである。βとγの間には、β＜γの関係が成立しており、駆動ｄｕｔｙが“β”の場合よりも、駆動ｄｕｔｙが“γ”の場合の方が、冷却水の流量は多くなる。
【００３５】
続いて、水温判定部２２０が、冷却水温がＢより低くなっているか否かを判定する（ステップＳ２５）。なお、冷却水温がＢより低くなっていない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙが“γ”へと切り替えられた状態で、同様の判定処理を繰り返し実行する。一方、冷却水温がＢより低くなっていた場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙを“γ”から“α”へと切り替える（ステップＳ２６）。即ち、一時的に高くしていた駆動ｄｕｔｙを元の状態へと戻す。
【００３６】
＜充電時制御＞
次に、本実施形態に係る冷却システム１０による充電時制御（即ち、バッテリ１１０の充電時において冷却水の流量を変更する制御）について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る冷却システムによる充電時制御の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
図４に示すように、バッテリ１１０の充電時には、まず水温判定部２１０が、冷却水温が閾値Ａを超えている否かを判定する（ステップＳ３１）。冷却水温が閾値Ａを超えている場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御部２３０は、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙを“α”、“β”、又は“γ”から“β”へと切り替える（ステップＳ３２）。一方、冷却水温が閾値Ａを超えていない場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、制御部２３０は、ウォータポンプ１４０の駆動ｄｕｔｙを“α”、“β”、又は“γ”から“α”へと切り替える（ステップＳ３３）。バッテリの充電時には、上述した一連の処理が繰り返し実行される。
【００３８】
＜技術的効果＞
次に、本実施形態に係る冷却システム１０によって得られる技術的効果について説明する。
【００３９】
図３を参照して説明したように、本実施形態に係る冷却システム１０によれば、バッテリ１１０が近い将来に充電されることを予測して、ウォータポンプ１４０の駆動量（即ち、冷却水の流量）が一時的に多くなるように制御される。このように制御すれば、バッテリ１１０の充電に先立って、冷却水の温度を低下させておくことができる。
【００４０】
上述した制御により、その後バッテリ１１０が充電されることになったとしても、冷却水温の上昇は抑制される。即ち、予め冷却水温が低下した状態となっているため、バッテリ１１０の充電に伴い冷却水温が上昇したとしても、冷却水温が極めて高温になってしまうことを抑制できる。よって、図４で示したように、冷却水温に応じてウォータポンプ１４０の駆動量を変更しながら、バッテリ１１０の充電を実行するような場合であっても、ウォータポンプ１４０の駆動量が過度に大きくなってしまうことを防止できる。従って、ウォータポンプ１４０の動作に伴う騒音の発生を好適に抑制することができる。
【００４１】
＜付記＞
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。
【００４２】
（付記１）
付記１に記載の冷却システムは、ウォータポンプで冷却水の流量を制御することでバッテリを冷却する冷却システムであって、前記バッテリが、電源から電力供給を受ける充電状態に移行することを予測する予測手段と、前記バッテリが前記充電状態に移行すると予測された場合に、前記充電状態に移行しないと予測された場合と比較して、前記冷却水の流量を増加させるように前記ウォータポンプを制御する制御手段とを備える。
【００４３】
付記１に記載の冷却システムによれば、バッテリが充電状態に移行することが予測された場合には、バッテリが充電状態に移行しないと予測された場合と比較して、冷却水の流量が増加するようにウォータポンプが制御される。冷却水は流量が増加するほど水温の上昇が抑制される（即ち、水温が低下する）。よって、上述したように動作すれば、バッテリが充電状態に移行する前に、冷却水の温度を下げておくことができる。
【００４４】
ここで特に、バッテリが充電状態に移行すると、冷却水の温度が過度に上昇して、ウォータポンプの駆動音が大きくなってしまうことがある。しかるに本態様では、バッテリの充電に先立って、冷却水の温度が低くなるように制御されている。このため、冷却水の温度が上昇することに起因して、ウォータポンプの駆動音が増大してしまうことを好適に抑制することができる。
【００４５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う冷却システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  冷却システム
１１０  バッテリ
１２０  モータ
１３０  ＰＣＵ
１４０  ウォータポンプ
１５０  冷却配管
１６０  ラジエータ
１７０  リザーブタンク
２００  流量制御部
２１０  水温判定部
２２０  充電予測部
２２１  ＳＯＣ判定部
２２２  距離判定部
２３０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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