(57)【要約】【課題】低温時における充電池の放電容量をより好適に増加させる。【解決手段】充電制御装置（１９）は、エンジン（１１）と、充電池（１３）に充電された電力を利用して作動する電動機（１２）とを備え、エンジンの動力及び外部電源（２０）を用いて充電を行うように構成されたプラグインハイブリッド車両（１）における充電制御装置であって、充電が完了したか否かを判定する第１判定手段（１９１）と、充電が完了したと判定された場合に、充電池の温度が所定値以下であるか否かを判定する第２判定手段（１９２）と、充電池の温度が所定値以下であると判定された場合に、充電池への充電を更に行う充電制御手段（１９２）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、充電池に充電された電力を利用して作動する電動機とを備え、前記エンジンの動力及び外部電源の少なくとも一方を用いて前記充電池の充電を行うように構成されたプラグインハイブリッド車両における充電制御装置であって、
前記外部電源を用いた前記充電池への充電が完了したか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段により前記充電池への充電が完了したと判定された場合に、前記充電池の温度が所定値以下であるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段により前記充電池の温度が前記所定値以下であると判定された場合に、前記充電池への充電を更に行う充電制御手段と
を備えることを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記充電制御手段は、前記第２判定手段により前記充電池の温度が前記所定値以下であると判定された場合に、前記エンジンの動力を用いて前記充電池への充電を更に行うことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記第１判定手段により前記充電池への充電が完了したと判定された後に、所望のタイミングでトリガ信号を出力する出力手段を備え、
前記第２判定手段は、前記トリガ信号が出力された後に、前記充電池の温度が所定値以下であるか否かを判定し、
前記充電制御手段は、前記トリガ信号が出力された後であって、前記第２判定手段により前記充電池の温度が前記所定値以下であると判定された場合に、前記充電池への充電を更に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば家庭用電力源を用いて充電池の充電を行うことができるハイブリッド車両であるプラグインハイブリッド車両において、充電池への充電を制御するための充電制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータとを備えるハイブリッド車両においては、充電池の残存容量（ＳＯＣ）を制御するための残存容量制御中心値と、現在の残存容量との差分だけ充電を行うと共に、低温時には、残存容量制御中心値を増加させることで、充電効率の低下する領域における充電の頻度を高める技術が知られている（特許文献１参照）。この技術により、電池の温度を積極的に上昇させることができ、その結果、本来の電池性能を引き出すことができる。具体的には、低温に起因した充電池の放電容量の低下を防ぐことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、充電池に電力を蓄積するための通常の充電動作によって電池の温度を上昇させている。このため、充電池への充電が完了した場合には充電が停止してしまうことから、充電池の温度を上昇させることができないという技術的な問題点を有している。
【０００５】
特に、プラグインハイブリッド車両においては、車両を利用しない夜間に充電するケースが多いと考えられる。このため、朝、車両を使用する際には、充電池への充電が完了した状態にあることから、特許文献１に開示された技術を用いて温度を上昇させることができないという技術的な問題点を有している。
【０００６】
本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えば低温時における充電池の放電容量をより好適に増加させることを可能とならしめるプラグインハイブリッド車両における充電制御装置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】
【０００７】
本発明の充電制御装置は、上記課題を解決するために、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、充電池に充電された電力を利用して作動する電動機とを備え、前記エンジンの動力及び外部電源の少なくとも一方を用いて前記充電池の充電を行うように構成されたプラグインハイブリッド車両における充電制御装置であって、前記外部電源を用いた前記充電池への充電が完了したか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段により前記充電池への充電が完了したと判定された場合に、前記充電池の温度が所定値以下であるか否かを判定する第２判定手段と、前記第２判定手段により前記充電池の温度が前記所定値以下であると判定された場合に、前記充電池への充電を更に行う充電制御手段とを備える。
【０００８】
本発明の充電制御装置によれば、充電池への充電が完了した状態であっても、充電池の温度が所定値以下である（つまり、充電池が低温である）と判定された場合には、充電池への充電が更に行われる。つまり、充電池への充電が完了した状態であっても、充電池の温度が所定値以下であると判定された場合には、充電池への過充電が行われる。これにより、充電池への充電が完了した状態であっても、充電池の温度を上昇させることができるため、本来の電池性能を引き出すことができる。言い換えれば、充電池への充電が完了した状態であっても、充電池の放電容量の低下を好適に防ぐことができる。その結果、プラグインハイブリッド車両の走行可能距離を増加させることができる。
【０００９】
特に、プラグインハイブリッド車両においては、プラグインハイブリッド車両を利用しない夜間に外部電源を用いて充電するケースが多いと考えられる。このため、夜間に充電池への充電が完了した状態になったとしても、その後も充電池の温度が所定値以下であれば、そのまま、例えば後述する所望のタイミングで、又は朝、プラグインハイブリッド車両の走行を開始した後に更なる充電が行われる。このため、プラグインハイブリッド車両を使用する際には、充電池への充電が完了しており且つ充電池の温度が所定値以上である状態を実現することができる。これにより、充電池の放電容量の低下を好適に防ぐことができ、プラグインハイブリッド車両の走行可能距離を増加させることができる。
【００１０】
尚、本発明における「充電池の充電が完了した状態」とは、例えば、充電池への充電を制御する制御系が充電動作を終了する状態を示す趣旨であって、例えば満充電状態を示している。但し、必ずしも充電池単体での満充電状態（例えば、定格容量に対して１００％の電力の充電が完了した状態）を意味するものではなく、充電池への充電を制御する制御系が、電圧、電流及び温度の少なくとも一つを考慮しながら充電動作を終了する状態を示すものであることが好ましい。
【００１１】
本発明の充電制御装置の一の態様は、前記充電制御手段は、前記第２判定手段により前記充電池の温度が前記所定値以下であると判定された場合に、前記エンジンの動力を用いて前記充電池への充電を更に行う。
【００１２】
この態様によれば、ハイブリッド車両の始動時においては通常始動されないエンジンを敢えて始動させることで、該エンジンの動力を用いて充電池への充電を行うことができる。これにより、上述した各種効果を好適に享受することができる。
【００１３】
もちろん、外部電源を用いて充電を行ってもよいが、エンジンの動力を用いて充電することで、走行を開始した後であっても、充電池の温度を上昇させることができるという効果を享受することができる。
【００１４】
本発明の充電制御装置の他の態様は、前記第１判定手段により前記充電池への充電が完了したと判定された後に、所望のタイミングでトリガ信号を出力する出力手段を備え、前記第２判定手段は、前記トリガ信号が出力された後に、前記充電池の温度が所定値以下であるか否かを判定し、前記充電制御手段は、前記トリガ信号が出力された後であって、前記第２判定手段により前記充電池の温度が前記所定値以下であると判定された場合に、前記充電池への充電を更に行う。
【００１５】
この態様によれば、充電池への通常の充電（つまり、電力を蓄積するための充電）動作と、充電池の温度を上昇させるための過充電動作とを明確に区別して行うことができる。尚、「所望のタイミング」については、後述の実施の形態において詳述する。
【００１６】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から更に明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１８】
（１）基本構成
初めに、図１を参照して、本発明の充電制御装置が適用されたプラグインハイブリッド車両に係る実施形態の構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態のプラグインハイブリッド車両の構成を概念的に示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、プラグインハイブリッド車両１は一動力源としての内燃機関であるエンジン１１と、他の動力源としてのモータジェネレータ（ＭＧ）１２とを備えている。エンジン１１は燃料としてガソリンを使用し、ガソリンの燃焼によって作動するガソリンエンジンとして構成されている。ＭＧ１２は不図示のインバータを介してバッテリ１３に接続され、そのバッテリ１３に充電された電力を利用して作動する一方で、状況に応じて発電した電力をバッテリ１３に充電することができる。バッテリ１３にはその温度を検出するための温度センサ１４が接続されている。更に、プラグインハイブリッド車両１においては、住宅等に設置された外部電源２０からバッテリ１３に対して充電できるように構成されている。
【００２０】
エンジン１１とＭＧ１２とはそれぞれの出力軸が動力分割機構１６に接続されており、エンジン１１及びＭＧ１２のそれぞれの出力は動力分割機構１６及びトランスアクスル１７を介して駆動輪１８に伝達される。プラグインハイブリッド車両１ではエンジン１１とＭＧ１２とのそれぞれの駆動力配分が動力分割機構１６により操作されて適正な運転が行われる。
【００２１】
エンジン１１、ＭＧ１２及び動力分割機構１６並びにバッテリ１６の充放電のそれぞれの動作は電子制御装置（ＥＣＵ）１９にて制御される。ＥＣＵ１９はプラグインハイブリッド車両１の運転を適正に制御するためのコンピュータとして構成されており、バッテリの温度を検出する温度センサ１４等の各種センサからの出力信号が入力される。
【００２２】
本実施形態では特に、ＥＣＵ１９は、充電完了判定部１９１と、温度上昇制御部１９２とを備えている。充電完了判定部１９１は、バッテリ１３の電圧や電流や温度等に基づいて、バッテリ１３における充電が完了したか否かを判定する。温度上昇制御部１９２は、バッテリ１３における充電が完了した場合に、バッテリ１３の温度が所定値以下であれば、バッテリ１３への充電を更に行うようにバッテリ１３内に備えられた不図示の入出力部を制御する。充電完了判定部１９１や温度上昇制御部１９２の動作については、後に詳述する（図２等参照）。
【００２３】
（２）基本動作例
続いて、図２から図５を参照して、本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両１の基本動作例について説明する。ここでは、特に、バッテリ１３への充電動作について説明する。ここに、図２は、本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両１の基本動作例の流れを概念的に示すフローチャートであり、図３は、バッテリ１３への充電を行っているときの、バッテリ１３内における化学反応を示す模式図であり、図４は、バッテリ１３の温度−放電容量特性を概念的に示すグラフであり、図５は、バッテリ１３の走行距離−ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）特性を概念的に示すグラフである。
【００２４】
図２に示すように、まず、プラグインハイブリッド車両１のユーザ等により外部電源２０とプラグインハイブリッド車両１とが接続され、外部電源２０を用いたバッテリ１３への充電が行われる（ステップＳ１０１）。
【００２５】
続いて、充電完了判定部１９１の動作により、バッテリ１３への充電が完了したか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００２６】
尚、本実施形態における「バッテリ１３への充電が完了した状態」とは、例えば、バッテリ１３への充電を行う制御系が充電動作を終了する状態を示す趣旨であって、例えば満充電状態を示している。言い換えれば、「バッテリ１３への充電が完了した状態」は、バッテリ１３に対して電力を蓄積するための充電動作を終了する状態に相当する。但し、バッテリ１３単体での満充電状態（例えば、バッテリ１３の定格容量に対して１００％の電力の充電が完了した状態）まで充電を行うと、バッテリ１３に電力を蓄積するという意味での充電の効率が悪くなることを考慮して、バッテリ１３単体での満充電状態となる前に充電動作を終了することが好ましい。従って、「バッテリ１３への充電が完了した状態」とは、必ずしもバッテリ１３単体での満充電状態を意味するものではなく、バッテリ１３への充電を制御する制御系が、バッテリ１３の電圧、電流及び温度の少なくとも一つを考慮しながら充電動作を終了する状態を示すものであることが好ましい。
【００２７】
ステップＳ１０２における判定の結果、バッテリ１３への充電が完了していないと判定された場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻り、バッテリ１３への充電を継続する。
【００２８】
他方、ステップＳ１０２における判定の結果、バッテリ１３への充電が完了したと判定された場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、続いて、温度上昇制御部１９２の動作により、温度センサ１４からの出力（つまり、バッテリ１３の温度を示す信号）に基づいて、バッテリ１３の温度が所定値以下であるか否か（言い換えれば、バッテリ１３の温度が低温であるか否か）が判定される（ステップＳ１０３）。
【００２９】
尚、ステップＳ１０３においてバッテリ１３が低温であるか否かを判定するために用いる温度の閾値としての所定値は、バッテリ１３への充電が完了したか否かを判定するために用いた温度の閾値よりも低いことが好ましい。つまり、ステップＳ１０３においては、バッテリ１３への充電が完了していることを前提として、バッテリ１３への充電が完了しているか否かの判定とは別個独立の判定条件により、バッテリ１３が低温であるか否かが判定されることが好ましい。
【００３０】
ステップＳ１０３における判定の結果、バッテリ１３が低温でないと判定された場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、動作を終了する。但し、一旦動作を終了した後であっても、時間の経過と共にバッテリ１３が低温であると新たに判定された場合には、以下のステップＳ１０４及びステップＳ１０５の動作が行われることは言うまでもない。
【００３１】
他方、ステップＳ１０３における判定の結果、バッテリ１３が低温であると判定された場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、温度上昇制御部１９２の制御の下に、例えばプラグインハイブリッド車両１の走行開始時にエンジン１１が始動され（ステップＳ１０４）、該エンジン１１の動力を利用してバッテリ１３への充電を行う（ステップＳ１０５）。もちろん、エンジン１１の動力を利用することに加えて又は代えて、外部電源２０を利用してバッテリ１３への充電を行ってもよいことは言うまでもない。
【００３２】
その後は、ステップＳ１０３へ戻り、バッテリ１３の温度が所定値以上になるまで、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５におけるバッテリ１３への充電が継続される。
【００３３】
尚、ステップＳ１０５における動作の際には、バッテリ１３は充電完了状態にあることから、バッテリ１３内では、通常の充電（つまり、ステップＳ１０１における充電）とは異なる化学反応が生じている。具体的には、図３に示すように、バッテリ１３の−端子側では、「２ＯＨ−→１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−」という反応が起こっており、バッテリ１３の＋端子側では、「Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ＋ＯＨ−」という反応が起こっている。つまり、ステップＳ１０５においては、バッテリ１３への過充電が行われている。
【００３４】
ここで、図４に示すように、バッテリ１３は、一般的には、低温時に放電容量が低下するという特性を有している。このため、低温時には、バッテリ１３に基づく走行距離であるプラグイン走行距離も低下してしまう。特に、バッテリ１３への充電が完了している場合には、上述した背景技術において示す構成に示すように、一般的にはそれ以上の充電を行うことはないため、バッテリ１３の温度を増加させるためには、何らかの他の物理的手段を新たに備える必要があり、コスト的にも好ましくない。
【００３５】
しかるに、本実施形態においては、バッテリ１３への充電が完了している場合であっても、バッテリ１３の温度が低温である場合には、バッテリ１３への充電（つまり、過充電）が更に行われる。このため、バッテリ１３への充電が完了している場合であっても、バッテリ１３への過充電に起因した化学反応（図３参照）によって、バッテリ１３の温度を上昇させることができる。これにより、バッテリ１３の放電容量の低下を好適に防ぐことができる。その結果、図５に示すように、低温時におけるプラグイン走行距離（つまり、本実施形態に示すような過充電を行わない場合のプラグイン走行距離）と比較して、本実施形態の如く過充電を行う場合のプラグイン走行距離を増加させることができる。
【００３６】
特に、プラグインハイブリッド車両１においては、プラグインハイブリッド車両１を利用しない夜間に外部電源２０を用いて充電するケースが多いと考えられる。このため、夜間にバッテリ１３への充電が完了した状態になったとしても、その後もバッテリ１３の温度が低温であれば、そのまま、例えば後述する所望のタイミングで、又は朝、プラグインハイブリッド車両１の走行を開始した後に更なる充電が行われる。このため、プラグインハイブリッド車両１を使用する際には、バッテリ１３への充電が完了しており且つバッテリ１３の温度が低温でない状態を実現することができる。
【００３７】
（３）変形動作例
続いて、図６を参照して、本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両１の変形動作例について説明する。ここでは、特に、バッテリ１３への充電動作の変形例について説明する。ここに、図６は、本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両１の変形動作例の流れを概念的に示すフローチャートである。尚、上述した基本動作例と同様の動作については同様のステップ番号を付して、その詳細な説明については省略する。
【００３８】
図６に示すように、まず、プラグインハイブリッド車両１のユーザ等により外部電源２０とプラグインハイブリッド車両１とが接続され、バッテリ１３への充電が行われる（ステップＳ１０１）。
【００３９】
続いて、充電完了判定部１９１の動作により、バッテリ１３への充電が完了したか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００４０】
ステップＳ１０２における判定の結果、バッテリ１３への充電が完了していないと判定された場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻り、バッテリ１３への充電を継続する。
【００４１】
他方、ステップＳ１０２における判定の結果、バッテリ１３への充電が完了したと判定された場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、続いて、温度上昇制御部１９２の動作により、昇温制御動作（具体的には、ステップＳ１０３からステップＳ１０５の動作）を行なうか否かが判定される（ステップＳ２０１）。
【００４２】
ここでの判定は、例えば、以下の例に示すように行われてもよい。尚、昇温制御動作を行うと判定されるタイミングが、本発明における「所望のタイミング」の一具体例を示している。
【００４３】
まず、タイマーに基づいて、所定の時間になれば昇温制御動作を行うと判定してもよい。つまり、タイマーによる所定の時間が、昇温制御動作を開始するためのトリガとなる。このタイマーによる所定の時間は、ＥＣＵ１９により自動的に設定されてもよいし、或いはプラグインハイブリッド車両１のユーザにより設定されてもよい。
【００４４】
また、プラグインハイブリッド車両１のユーザの走行パターン（例えば、走行を開始する時間や終了する時間や、走行する曜日等のパターン）をＥＣＵ１９内のメモリ等に記憶しておき、該パターンから推定される走行開始時刻になれば（或いは、走行開始時刻の数十分前になれば）昇温制御動作を行うと判定してもよい。
【００４５】
また、ユーザの直接的な指示があった場合に昇温制御動作を行うと判定してもよい。つまり、バッテリ１３への充電が完了しており且つバッテリ１３の温度が低温である場合であっても、ユーザから昇温制御動作を行うための指示がなければ、ステップＳ１０３からステップＳ１０５の動作を開始しないように構成してもよい。
【００４６】
また、エンジン１１の始動があった場合に、昇温制御動作を行うと判定してもよい。更に、エンジン１１の温度が低温である場合にバッテリ１３の温度が低温であると判定すると共に、暖房や触媒暖機等のためのエンジン１１の始動（いわゆる、暖機運転）があった場合に、昇温動作を行うと判定してもよい。
【００４７】
もちろんここで示した例以外の態様で判定してもよいことは言うまでもない。要は、ステップＳ１０３からステップＳ１０５の動作を行うタイミングを示すトリガ信号を出力することができれば、その具体的な態様は限定されない。
【００４８】
ステップＳ２０１における判定の結果、昇温制御動作を行わないと判定された場合には（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０１の判定動作を継続する。
【００４９】
他方、ステップＳ２０１における判定の結果、昇温制御動作を行うと判定された場合には（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、昇温制御動作を開始するためのトリガ信号が出力され、該トリガ信号の出力に伴って、バッテリ１３の温度が低温であるか否かが判定され（ステップＳ１０３）、エンジン１１が始動され（ステップＳ１０４）、該エンジン１１の動力を利用してバッテリ１３への充電を行う（ステップＳ１０５）。
【００５０】
このように構成しても、上述した基本動作例において享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【００５１】
尚、上述した実施例では、プラグインハイブリッド車両１について説明を進めたが、外部電源２０を用いた充電を行わない通常のハイブリッド車両についても同様の構成を採用することで、同様の効果を相応に享受することができることは言うまでもない。
【００５２】
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プラグインハイブリッド車両の充電制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態のプラグインハイブリッド車両の構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両の基本動作例の流れを概念的に示すフローチャートである。
【図３】バッテリへの充電を行っているときの、バッテリ内における化学反応を示す模式図である。
【図４】バッテリの温度−放電容量特性を概念的に示すグラフである。
【図５】バッテリ１３の走行距離−ＳＯＣ特性を概念的に示すグラフである。
【図６】本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両の変形動作例の流れを概念的に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１  プラグインハイブリッド車両
１１  エンジン
１２  ＭＧ
１３  バッテリ１３
１４  温度センサ
１６  動力分割機構
１７  トランスアクスル
１８  駆動輪
１９  ＥＣＵ
１９１  充電完了判定部
１９２  温度上昇制御部
２０  外部電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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