(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車に搭載されたバッテリの昇温制御を行うためのバッテリの昇温制御装置において、
前記バッテリの低温時に、少なくとも前記バッテリの温度に基づいて設定される、前記バッテリの充電容量の上限値及び下限値の範囲内で設定される所定のパルス充放電パターンにしたがって前記バッテリの充放電を繰り返し行う充放電制御部と、
アクセル操作量の変化量、前方監視カメラの撮像情報及び前方距離センサ情報の少なくとも一つに基づいて前記モータジェネレータによる回生電力の発生が予測されたときに、発生する回生電力量を予測し、前記パルス充放電パターンのうちの充電量を、前記バッテリの充電容量の上限値から前記回生電力量を引いた差分の値に制限する充電量制限部と、
を備えるバッテリの昇温制御装置。
【請求項２】
前記充電量制限部は、前記回生電力の発生終了を予測し、予測された前記回生電力の発生終了時以降に、前記パルス充放電パターンの充電量の制限を解除する、請求項１に記載のバッテリの昇温制御装置。
【請求項３】
前記充電量制限部は、アクセル操作量の変化量、ブレーキ操作量の変化量、前方監視カメラの撮像情報及び前方距離センサ情報の少なくとも一つに基づいて前記回生電力の発生終了を予測する、請求項２に記載のバッテリの昇温制御装置。
【請求項４】
前記充放電制御部は、内燃機関の駆動力を利用したジェネレータによる充電と、前記ハイブリッド車の駆動力を発生する駆動用モータの電力供給と、により前記バッテリの充放電を行う、請求項１又は２に記載のバッテリの昇温制御装置。
【請求項５】
内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車に搭載されたバッテリの低温時に、所定のパルス充放電パターンにしたがって前記バッテリの充放電を繰り返し行い、前記バッテリを昇温させるバッテリの昇温制御方法において、
前記充放電パターンを、少なくとも前記バッテリの温度に基づいて設定される、前記バッテリの充電容量の上限値及び下限値の範囲内で設定し、
アクセル操作量の変化量、前方監視カメラの撮像情報及び前方距離センサ情報の少なくとも一つに基づいて前記モータジェネレータによる回生電力の発生が予測されたときに、発生する回生電力量を予測し、前記パルス充放電パターンのうちの充電量を、前記バッテリの充電容量の上限値から前記回生電力量を引いた差分の値に制限する、バッテリの昇温制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車に搭載されたバッテリの昇温制御装置及び昇温制御方法に関する。特に、バッテリの充放電を繰り返し行うことによってバッテリの昇温制御を行うバッテリの昇温制御装置及び昇温制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン及びモータジェネレータを備えたハイブリッド車（ＨＥＶ）が知られている。かかるハイブリッド車において、モータジェネレータに電力を供給するとともに、モータジェネレータで発電した電力によって充電されるバッテリは、その温度が低いと内部抵抗が高くなって、使用可能な電力が低下する特性を有している。そのため、バッテリの低温時において、バッテリの充放電を繰り返すことによってバッテリの内部抵抗による発熱を生じさせ、バッテリ温度を上昇させる技術がある。
【０００３】
このようなバッテリの昇温制御を実施する際に、充放電によって、バッテリの充電量がその時点の充電容量の上限値を超えたり下限値を下回ったりすると、バッテリの劣化につながるおそれがある。そのため、バッテリの充放電を繰り返す場合には、バッテリの入出力電力が過大にならないように考慮されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ハイブリッド車に備えられるモータジェネレータは、車両の減速時において熱エネルギとして捨てられる減速エネルギを電力に変換してバッテリに充電する回生ブレーキ機能を有している。そのため、特許文献１に記載されたようなバッテリの昇温制御中に車両が急減速状態になると、ジェネレータによって発電した充電電力に駆動モータの回生電力が付加されて、バッテリへの入力電力が、入力可能電力を超えるおそれがある。このような場合、回生電力に制限が発生するために、回生ブレーキによる減速が遅れるおそれがある。また、このような場合には、減速エネルギを電力に変換することができないために、燃費や電力効率を低下させるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ハイブリッド車に備えられたバッテリの昇温制御中に、バッテリへの入力電力が過大になるおそれを低減することができるバッテリの昇温制御装置及び昇温制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車に搭載されたバッテリの昇温制御を行うためのバッテリの昇温制御装置において、前記バッテリの低温時に、少なくとも前記バッテリの温度に基づいて設定される、前記バッテリの充電容量の上限値及び下限値の範囲内で設定される所定のパルス充放電パターンにしたがって前記バッテリの充放電を繰り返し行う充放電制御部と、アクセル操作量の変化量、前方監視カメラの撮像情報及び前方距離センサ情報の少なくとも一つに基づいて前記モータジェネレータによる回生電力の発生が予測されたときに、発生する回生電力量を予測し、前記パルス充放電パターンのうちの充電量を、前記バッテリの充電容量の上限値から前記回生電力量を引いた差分の値に制限する充電量制限部と、を備えるバッテリの昇温制御装置が提供される。
【００１０】
また、前記充電量制限部は、前記回生電力の発生終了を予測し、予測された前記回生電力の発生終了時以降に、前記パルス充放電パターンの充電量の制限を解除してもよい。
【００１２】
また、前記充放電制御部は、少なくとも前記バッテリの温度に基づいて設定される、前記バッテリの充電容量の上限値及び下限値の範囲内で前記バッテリの充放電を繰り返し行ってもよい。
【００１３】
また、前記充放電制御部は、内燃機関の駆動力を利用したジェネレータによる充電と、前記ハイブリッド車の駆動力を発生する駆動用モータの電力供給と、により前記バッテリの充放電を行ってもよい。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド車に搭載されたバッテリの低温時に、所定のパルス充放電パターンにしたがって前記バッテリの充放電を繰り返し行い、前記バッテリを昇温させるバッテリの昇温制御方法において、前記充放電パターンを、少なくとも前記バッテリの温度に基づいて設定される、前記バッテリの充電容量の上限値及び下限値の範囲内で設定し、アクセル操作量の変化量、前方監視カメラの撮像情報及び前方距離センサ情報の少なくとも一つに基づいて前記モータジェネレータによる回生電力の発生が予測されたときに、発生する回生電力量を予測し、前記パルス充放電パターンのうちの充電量を、前記バッテリの充電容量の上限値から前記回生電力量を引いた差分の値に制限する、バッテリの昇温制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ハイブリッド車に備えられたバッテリの昇温制御中に、バッテリへの入力電力が過大になるおそれを低減することができる。したがって、バッテリの劣化の進行を低減することができるようになる。また、本発明によれば、発生する回生電力に応じて充放電パターンの充電量が制限されるため、回生電力の回収効率の低下が防止され、燃費や電力効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車のシステムの概略構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態にかかる制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態にかかる第１のマップの例を示す図である。
【図４】ウォームアップ充電量を制限する様子を示す説明図である。
【図５】同実施形態にかかる第２のマップの例を示す図である。
【図６】同実施形態にかかるバッテリのウォームアップ制御処理を示すフローチャートである。
【図７】通常ウォームアップ制御処理を示すフローチャートである。
【図８】ウォームアップ充電量の制限処理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】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
＜＜１．ハイブリッドシステムの概略構成＞＞
まず、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車のシステム構成の一例について説明する。図１は、本実施形態にかかるシステム５００の構成を示す模式図である。かかるシステム５００は、エンジンＥＮＧ及び駆動モータＭＧ２により車両の駆動軸７０に付与する駆動力を発生させるシステムとして構築され、駆動系及び電子制御系により構成されている。駆動系は、主として、バッテリ１０、インバータ２０、モータジェネレータ３０、エンジンＥＮＧ、プラネタリギヤ６０、及びデファレンシャルギヤ５０を備えている。また、電子制御系は、主として、撮像処理部１１０及び制御装置２００を備えている。
【００１９】
＜１−１．駆動系の構成＞
はじめに、システム５００を構成する駆動系について説明する。
モータジェネレータ３０は、エンジンＥＮＧの駆動力を用いて発電を行うジェネレータＭＧ１と、デファレンシャルギヤ５０を介して駆動軸７０に対して駆動力を付与する駆動モータＭＧ２とが一体となったユニットとして構成されている。ジェネレータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２は、直流電力を交流電力に変換するインバータ２０を介してバッテリ１０に接続されている。
【００２０】
ジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの駆動力を利用して発電する。発電された電力は、インバータ２０を介して駆動モータＭＧ２に対して供給されるとともに、バッテリ１０に充電される。また、ジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの始動時においては、バッテリ１０から供給される電力を利用して、スタータとしても機能するように構成されている。
【００２１】
駆動モータＭＧ２は、インバータ２０から供給される電流により発生する電磁力と、駆動モータＭＧ２内に設けられたマグネットの磁力とによって、駆動軸７０に付与する駆動力を発生させる。また、駆動モータＭＧ２は、減速時に熱エネルギとして捨てられる減速エネルギを電力に変換してバッテリ１０に充電する回生機能も有している。
【００２２】
ジェネレータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２は、いずれも三相交流式のモータとして構成されている。かかるモータは、ステータコイルの三相巻線に三相交流電流を供給することによってモータ内に回転磁界が発生し、ロータに設けられた永久磁石が回転磁界に引かれてトルクが発生する。このとき発生するトルクは、モータに供給される電流の大きさに比例する。また、モータに供給される交流電流の周波数は、モータの出力トルク及び回転数に応じて設定される。
【００２３】
バッテリ１０は、例えば、充放電可能な蓄電池等の二次電池により構成される。本実施形態にかかるシステム５００では、バッテリ電圧が２００Ｖの高電圧バッテリ１０が用いられている。インバータ２０は、バッテリ１０の電圧をジェネレータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２にそれぞれ印加することで、ジェネレータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２のモータ巻き線に電流を供給する。本実施形態にかかるインバータ２０は、昇圧コンバータ付のインバータとして構成され、昇圧コンバータによって昇圧された高圧の直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ３０に供給する。モータジェネレータ３０に供給する交流電流の大きさや、交流電流の周波数は、制御装置２００によって制御される。モータジェネレータ３０は、モータ巻き線に電流を流すことでモータトルクを発生させているため、印加する電圧を大きくすることでより大きな電流を流すことが可能となる。
【００２４】
エンジンＥＮＧは、駆動軸７０に付与する駆動力を発生するとともに、ジェネレータＭＧ１による発電のための駆動力を発生する。エンジンＥＮＧは、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンとすることができるが、これに限られない。プラネタリギヤ６０は、エンジンＥＮＧで発生した駆動力を、駆動輪４０とジェネレータＭＧ１とに伝達する。プラネタリギヤ６０のリングギヤには、デファレンシャルギヤ５０を介して駆動輪４０に連結された駆動軸７０が接続され、サンギヤにはジェネレータＭＧ１のロータが接続されている。
【００２５】
＜１−２．電子制御系の構成＞
次に、システム５００を構成する電子制御系について説明する。本実施形態にかかるシステム５００の電子制御系は、撮像処理部１１０及び制御装置２００により構成されている。なお、本実施形態では、電子制御系が、撮像処理部１１０を除いて一つの制御装置２００からなる構成となっているが、かかる制御装置２００が複数の制御装置に分けられて構成されていてもよい。
【００２６】
［１−２−１．撮像処理部］
撮像処理部１１０は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成された制御ユニットである。撮像処理部１１０は、前方監視カメラとしてのステレオカメラ１００ａ，１００ｂから出力される撮像情報を処理することにより、先行車両との車間距離や前方の障害物との距離等を算出する。本実施形態にかかるシステム５００では、ステレオカメラ１００ａ，１００ｂによる撮像情報も、制御装置２００によるバッテリの昇温制御（以下、「ウォームアップ制御」ともいう。）に利用される。
【００２７】
ステレオカメラ１００ａ，１００ｂは、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を備えた左右一組のＣＣＤカメラにより構成することができる。かかるＣＣＤカメラは、車室内の天井前方に所定の間隔を空けて取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する。撮像処理部１１０は、ステレオカメラ１００ａ，１００ｂで自車両の進行方向を撮影した一組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。撮像処理部１１０は、例えば、かかる距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報をあらかじめ設定しておいた三次元的な立体データ等と比較することにより、先行車両や信号機等の物体を認識する。撮像処理部１１０は、先行車両や物体を認識した場合には、自車両と先行車両等との相対距離Ｄや、先行車両の移動速度（相対距離の変化割合＋自車両の車速）等を算出するよう構成されている。
【００２８】
ステレオカメラ１００ａ，１００ｂは、色認識可能な固体撮像素子を備えたカメラとしてもよい。かかるカメラを使用した場合には、撮像処理部１１０において、例えば、信号の色や先行車両のブレーキランプの点灯状態を認識することができる。撮像処理部１１０は、演算結果の情報を制御装置２００に送信する。ステレオカメラ１００ａ，１００ｂ及び撮像処理部１１０は、一体化されたユニットとして構成されて、車室内に備えられていてもよい。
【００２９】
［１−２−２．制御装置］
制御装置２００は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成された制御ユニットである。制御装置２００は、バッテリ１０、インバータ２０及びエンジンＥＮＧの制御を実行する。制御装置２００は、例えば、エンジン制御装置、インバータ制御装置、バッテリ制御装置に分けて構成されていてもよい。本実施形態にかかるシステム５００では、制御装置２００がバッテリ１０の昇温制御装置としての機能を有している。
【００３０】
制御装置２００は、追従制御の非実行時においては、運転者によるアクセルペダルの操作量に基づいてエンジンＥＮＧ及びモータジェネレータ３０それぞれの要求トルクを算出する。また、制御装置２００は、追従制御の実行時においては、自車両の車速Ｖａｃｔを目標車速Ｖｔｇｔとするため、あるいは、先行車両との車間距離Ｄを目標車間距離Ｄｔｇｔとするために必要な、エンジンＥＮＧ及びモータジェネレータ３０それぞれの要求トルクを算出する。制御装置２００は、算出した要求トルクに基づいてエンジンＥＮＧ及びインバータ２０の駆動制御を実行する。その際に、バッテリ１０の残存容量（充電状態）ＳＯＣが考慮されてもよい。
【００３１】
また、バッテリ１０は、バッテリ温度Ｔｂａｔが低いと使用可能な電力量（バッテリ容量）が低下することから、制御装置２００は、バッテリ１０の低温時にバッテリ１０を昇温させて、低下しているバッテリ容量を早期に回復させるウォームアップ制御を実行する。
【００３２】
ここで、図２は、制御装置２００の構成のうち、バッテリ１０のウォームアップ制御に関連する部分を機能的なブロックで示している。かかる制御装置２００は、バッテリ状態検出部２１０と、充放電制御部２３０と、充電量制限部２５０とを備えている。また、制御装置２００には、撮像処理部１１０による演算結果の情報、車速センサ等により検出される自車両の車速Ｖａｃｔ、ドライバによって設定される追従制御時の目標車速Ｖｔｇｔ、バッテリ１０に備えられた種々のセンサの検出値、アクセルペダルセンサ等により検出されるアクセル操作量Ａｃｃ及びブレーキペダルセンサにより検出されるブレーキ操作量Ｂｒｋ等が入力される。かかる制御装置２００は、図示しない記憶素子を備え、実行するプログラムや演算結果等が記憶素子に記憶される。
【００３３】
バッテリ状態検出部２１０は、バッテリユニットに備えられた種々のセンサの出力値に基づき、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣや、入出力可能な最大電力量である入出力可能電力Ｐｍａｘ等を含むバッテリ１０の状態を算出する。例えば、バッテリ状態検出部２１０は、電圧センサで測定したバッテリ１０の端子電圧Ｖｂａｔ、電流センサで測定したバッテリ１０の充放電電流Ｉ、温度センサで測定したバッテリ温度Ｔｂａｔ等に基づいて、残存容量ＳＯＣや入出力可能電力Ｐｍａｘを算出する。これらの演算処理は、既存の技術を利用することができる。
【００３４】
充放電制御部２３０は、バッテリ温度Ｔｂａｔがあらかじめ定められた閾値Ｔｂａｔ０未満のときに、バッテリ温度Ｔｂａｔを上昇させるウォームアップ制御を実行する。ウォームアップ制御は、所定のパルス充放電パターンにしたがってバッテリの充放電を交互に繰り返し実行させることにより、内部抵抗による発熱を生じさせてセル温度を上昇させる制御である。本実施形態では、インバータ２０を介して行われるジェネレータＭＧ１の発電電力の充電と、放電装置８０を介した放電とを繰り返す方式を採用している。放電装置８０は、例えば、駆動モータＭＧ２への電力供給を行うインバータ２０とすることができるが、これ以外の放電装置８０であってもよい。
【００３５】
本実施形態において、パルス充放電パターンは、過大な充放電によるバッテリ１０の劣化等を防ぐために、その時点のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣの上限（１００％）及び下限（０％）の範囲内で設定される。充放電制御部２３０は、最新のバッテリ温度Ｔｂａｔに基づいて残存容量ＳＯＣの上限ＳＯＣｍａｘ及び下限ＳＯＣｍｉｎを更新しながらパルス充放電パターンを設定する。かかるパルス充放電パターンは、例えば、バッテリ温度Ｔｂａｔと、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣと、入出力可能電力Ｐｍａｘ等を含むバッテリ状態に基づいて、パルス幅やパルス長が可変設定されてもよい。
【００３６】
充放電制御部２３０は、パルス充放電パターンにしたがってウォームアップ放電量Ｐｄ及びウォームアップ充電量Ｐｃを決定し、インバータ２０又は放電装置８０に駆動指令を出力する。パルス充放電パターンを利用して、残存容量ＳＯＣの上限値ＳＯＣｍａｘ及び下限値ＳＯＣｍｉｎの範囲内でバッテリ１０の充放電を実行させることにより、バッテリ１０の充放電を効率良く制御することができる。これにより、バッテリ温度Ｔｂａｔを早期に上昇させてバッテリ１０本来の容量を急速に回復させることができる。
【００３７】
充電量制限部２５０は、駆動モータＭＧ２による回生電力の発生を事前に予測し、回生電力が発生する場合には、ウォームアップ制御のパルス充放電パターンのうちのウォームアップ充電量Ｐｃを制限する制御を実行する。本実施形態にかかる制御装置２００の充電量制限部２５０は、アクセル操作量Ａｃｃ、ブレーキ操作量Ｂｒｋ及び撮像処理部１１０による演算結果の情報に基づいて、回生電力の発生を事前に予測し、ウォームアップ充電量Ｐｃを制限する。ウォームアップ充電量Ｐｃを制限することには、既定のウォームアップ充電量よりも小さくすることだけでなく、ウォームアップ充電量をゼロにすることも含まれる。
【００３８】
例えば、ハイブリッド車においては、アクセルペダルが急激に緩められた場合に、駆動モータＭＧ２による回生ブレーキ力が発生するように設定されている。したがって、充電量制限部２５０は、アクセル操作量Ａｃｃが所定の第１の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ１（＜０）以上の変化量ΔＡｃｃ（＜０）で緩められた時点で、当該変化量ΔＡｃｃに応じた回生電力の発生を予測することができる。このとき、回生ブレーキ力が発生し得る変化量ΔＡｃｃの第１の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ１（＜０）は、車速Ｖによって異なる場合がある。したがって、本実施形態にかかる充電量制限部２５０は、図３に例示する第１のマップを参照して、アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃ（％）が、車速Ｖに応じた第１の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ１（＜０）を超えた場合に、変化量ΔＡｃｃに応じた回生電力が発生すると予測する。このとき発生する回生電力量Ｐｒは、上述したエンジンＥＮＧ及びモータジェネレータ３０の駆動制御の演算において用いられる回生指示量計算値を参照して予測することができる。
【００３９】
また、ハイブリッド車においては、駆動モータＭＧ２による回生ブレーキがフットブレーキとして利用される場合がある。かかるハイブリッド車においては、ブレーキペダルが踏まれた場合に回生ブレーキ力が発生する。したがって、充電量制限部２５０は、ブレーキ操作量Ｂｒｋが所定の閾値以上の変化量ΔＢｒｋで踏まれた時点で、当該変化量ΔＢｒｋに応じた回生電力の発生を予測することができる。ブレーキ操作量Ｂｒｋの変化量ΔＢｒｋに基づいて回生電力の発生を予測する場合においても、あらかじめ用意したマップを参照するようにしてもよい。また、このとき発生する回生電力量Ｐｒも、エンジンＥＮＧ及びモータジェネレータ３０の駆動制御の演算において用いられる回生指示量計算値を参照して予測するようにしてもよい。
【００４０】
また、撮像処理部１１０による演算結果から、先行車両との車間距離Ｄや前方の障害物までの距離が小さい状態あるいは急激に小さくなる状態が検知された場合には、アクセルペダルが急激に緩められ、あるいは、ブレーキペダルが急激に踏まれることが予測される。また、追従制御中においても、先行車両との車間距離Ｄや前方の障害物までの距離が小さい状態あるいは急激に小さくなる状態が検知された場合には、回生ブレーキ力が発生することがある。したがって、充電量制限部２５０は、先行車両との車間距離Ｄや前方の障害物までの距離に基づいて、回生電力の発生を予測することができる。撮像処理部１１０の演算結果を用いて回生電力の発生を予測する場合においても、あらかじめ用意したマップを参照するようにしてもよい。先行車両との距離の情報は、撮像処理部１１０の演算結果以外に、電磁波を用いた距離センサ等により検出するようにしてもよい。また、このとき発生する回生電力量Ｐｒも、エンジンＥＮＧ及びモータジェネレータ３０の駆動制御の演算において用いられる回生指示量計算値を参照して予測するようにしてもよい。
【００４１】
そして、充電量制限部２５０は、回生電力の発生を予測した場合には、ウォームアップ制御における充放電パターンのうちのウォームアップ充電量Ｐｃを制限する。この場合、ウォームアップ制御として実行しているジェネレータＭＧ１の発電によるウォームアップ充電量Ｐｃと、回生電力量Ｐｒとの和がバッテリ１０の入力可能電力Ｐｃ＿ｍａｘを超えないように、充放電パターンのうちのウォームアップ充電量Ｐｃを制限する。
【００４２】
図４は、回生電力の発生時にパルス充放電パターンのウォームアップ充電量Ｐｃが制限される様子を示す図である。図４の上段に、パルス充放電パターンに、回生電力量Ｐｒを加算した模式図を示し、図４の下段に、回生電力量Ｐｒとウォームアップ充電量Ｐｃとの関係を示す。図４の上段において、パルスの中央値ＳＯＣ０よりも上側のパターンがウォームアップ充電量Ｐｃを表している。また、図４の上段において、パルスの中央値ＳＯＣ０よりも下側のパターンがウォームアップ放電量Ｐｄを表している。
【００４３】
図４の下段に示すように、ウォームアップ充電量Ｐｃは、回生電力量Ｐｒの増加に伴って比例的に減少するように設定されるようになっている。この場合、図４の上段に示すように、ウォームアップ充電量Ｐｃと回生電力量Ｐｒとの和が、バッテリ１０への入力可能電力Ｐｃ＿ｍａｘ以下となるように設定されている。このように設定した場合には、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣが、その時点の残存容量の上限値ＳＯＣｍａｘの範囲内で最大となって、バッテリ１０の劣化を防ぎつつ、バッテリ温度Ｔｂａｔを効率的に昇温させることができる。
【００４４】
また、充電量制限部２５０は、駆動モータＭＧ２による回生電力の発生後、回生電力の発生終了を事前に予測し、ウォームアップ充電量Ｐｃを制限する制御を終了させる。充電量制限部２５０は、回生電力の発生の予測と同様に、アクセル操作量Ａｃｃ、ブレーキ操作量Ｂｒｋ及び撮像処理部１１０による演算結果の情報に基づいて、回生電力の発生終了を事前に予測することができる。
【００４５】
例えば、充電量制限部２５０は、図５に例示する第２のマップを参照して、アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃ（＞０）（％）が第２の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ２（＞０）を超えた場合に、ウォームアップ充電量Ｐｃの制限を終了する。図５に示す第２のマップでは、車速Ｖにかかわらず第２の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ２が一定の値となっているが、車速Ｖに応じて第２の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ２を異ならせてもよい。同様に、ブレーキ操作量Ｂｒｋの変化量ΔＢｒｋに基づいて回生電力の発生終了を予測する場合においても、あらかじめ用意したマップを参照するようにしてもよい。また、撮像処理部１１０の演算結果を用いて回生電力の発生終了を予測する場合においても、あらかじめ用意したマップを参照するようにしてもよい。
【００４６】
＜＜２．バッテリの昇温制御方法＞＞
次に、本実施形態にかかる制御装置２００によるバッテリ１０の昇温制御方法について説明する。図６〜図８は、本実施形態にかかるバッテリ１０の昇温制御処理を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャートは、アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃ及び撮像処理部１１０の演算結果に基づいてウォームアップ充電量Ｐｃを制限する制御を行う例である。
【００４７】
まず、図６のステップＳ１０において、制御装置２００は、バッテリ温度Ｔｂａｔを検出する。次いで、制御装置２００は、ステップＳ２０において、バッテリ温度Ｔｂａｔがあらかじめ設定された閾値Ｔｂａｔ０未満か否かを判別する。バッテリ温度Ｔｂａｔが閾値Ｔｂａｔ０以上の場合には（Ｓ２０：Ｎｏ）、バッテリ１０を昇温させる必要がないことから、制御装置２００はステップＳ７０に進んで、ウォームアップ制御を終了させる。一方、ステップＳ２０において、バッテリ温度Ｔｂａｔが閾値Ｔｂａｔ０未満の場合には（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、制御装置２００はステップＳ３０に進んで、通常ウォームアップ制御を実行する。
【００４８】
図７は、通常ウォームアップ制御処理のフローチャートを示している。通常ウォームアップ制御を実行するにあたり、制御装置２００は、ステップＳ１１０において、最新のバッテリ温度Ｔｂａｔを検出するとともに、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出する。次いで、制御装置２００は、ステップＳ１２０において、バッテリ温度Ｔｂａｔに応じた残存容量ＳＯＣの上限値ＳＯＣｍａｘ及び下限値ＳＯＣｍｉｎの範囲内で、パルス充放電パターンを設定する。このとき、バッテリ１０の劣化度や入出力可能電力Ｐｍａｘを考慮してもよい。
【００４９】
次いで、制御装置２００は、ステップＳ１３０において、充放電パターンの充電モードと放電モードとを切り替えるために、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣがあらかじめ定めた閾値ＳＯＣ０以上となっているか否かを判別する。残存容量ＳＯＣが閾値ＳＯＣ０以上の場合には（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、制御装置２００はステップＳ１４０に進み、放電装置８０を介した放電モードに移行する。一方、残存容量ＳＯＣが閾値ＳＯＣ０未満の場合には（Ｓ１３０：Ｎｏ）、制御装置２００はステップＳ１５０に進み、ジェネレータＭＧ１によって発電した電力をバッテリ１０に充電する充電モードに移行する。以上のようにして、通常ウォームアップ制御が繰り返し実行される。
【００５０】
なお、閾値ＳＯＣ０は、例えば、ハイブリッド走行を維持するために車両としてバッテリ１０に要求する入出力電力の最大値を維持することができる残存容量ＳＯＣの値とすることができる。この閾値ＳＯＣ０は、バッテリ１０の温度に依存する可変値としてもよい。具体的に、ハイブリッド走行中において、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣは、例えば３０％を中心に、２０〜４０％の間で制御される。バッテリ１０のウォームアップ制御中においては、バッテリ１０が低温で出力を取れないおそれがあることから、閾値ＳＯＣ０は、通常のハイブリッド走行中の残存容量ＳＯＣよりも高い値とすることが好ましい。ただし、バッテリ１０の低温状態において入力が制限されることも考慮して、例えば、閾値ＳＯＣ０を４０〜５０％の範囲内の値とすることができる。
【００５１】
図６に戻り、通常ウォームアップ制御を実行している間、制御装置２００は、ステップＳ４０において、車速Ｖ及びアクセル操作量Ａｃｃを読み込むとともに、撮像処理部１１０から出力される演算結果を読み込む。次いで、制御装置２００は、ステップＳ５０において、図３に例示される第１のマップを参照して、アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃ（＜０）が、車速Ｖに応じた第１の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ１（＜０）以上の変化量で緩められたか否かを判別する。さらに、制御装置２００は、ステップＳ５０において、撮像処理部１１０の演算結果から車両の減速が予測されるか否かを判別する。アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが第１の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ１未満であり、かつ、撮像情報からも車両の減速が予測されない場合には（Ｓ５０：Ｎｏ）、回生電力の発生が予測されない。したがって、ウォームアップ充電量Ｐｃを制限する必要が無いため、ステップＳ２０に戻り、上述した処理を繰り返し行う。
【００５２】
一方、アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが第１の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ１以上となった場合、又は、撮像情報から車両の減速が予測される場合には（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、回生電力の発生が予測される。したがって、制御装置２００は、ステップＳ６０に進み、ウォームアップ充電量Ｐｃを制限する処理を実行するとともに、ステップＳ２０に戻って、バッテリ温度Ｔｂａｔが閾値Ｔｂａｔ０に到達するまで、上述した処理を繰り返し行う。
【００５３】
図８は、ウォームアップ充電量Ｐｃの制限処理を示すフローチャートである。かかる処理では、まず、ステップＳ２１０において、制御装置２００は、アクセル操作量Ａｃｃが急激に緩められたときのアクセル操作量Ａｃｃを基準値Ａｃｃ０に設定する。次いで、制御装置２００は、ステップＳ２２０において、アクセル操作量Ａｃｃが緩められたときの変化量ΔＡｃｃに基づいて、発生する回生電力量Ｐｒを予測する。次いで、制御装置２００は、ステップＳ２３０において、予測された回生電力量Ｐｒに基づき、パルス充放電パターンのウォームアップ充電量Ｐｃを制限する。このウォームアップ充電量Ｐｃは、図４に示したように、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣの上限値ＳＯＣｍａｘから回生電力量Ｐｒを引いた差分とすることができる。これにより、別途実行中のウォームアップ制御におけるパルス充放電パターンのウォームアップ充電量Ｐｃが制限され、実際に回生電力が発生したときに、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣが、残存容量の上限値ＳＯＣｍａｘを超えないようにされる。
【００５４】
次いで、制御装置２００は、ステップＳ２４０において、最新の車速Ｖ及びアクセル操作量Ａｃｃを読み込むとともに、撮像処理部１１０の演算結果の情報を読み込む。次いで、制御装置２００は、ステップＳ２５０において、図５に例示した第２のマップを参照して、最新のアクセル操作量Ａｃｃから基準値Ａｃｃ０を引いた変化量ΔＡｃｃ（＞０）が、第２の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ２（＞０）以上であるか否かを判別する。さらに、制御装置２００は、ステップＳ２５０において、撮像処理部１１０の演算結果から、車両の加速が予測されるか否かを判別する。アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが第２の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ２以上である場合、又は、撮像情報から車両の加速が予測される場合には（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、車両が加速状態に入り、回生電力の発生が終了すると予測される。したがって、制御装置２００は、ウォームアップ充電量Ｐｃの制限処理を終了する。
【００５５】
一方、アクセル操作量Ａｃｃの変化量ΔＡｃｃが第２の閾値ΔＡｃｃ＿ｔｈｒｅ２未満であり、かつ、撮像情報から車両の加速が予測されていない場合には（Ｓ２５０：Ｎｏ）、ステップＳ２６０に進み、制御装置２００は、車速Ｖが０を超えているか否かを判別する。すなわち、制御装置２００は、車両が停止していないかを判別する。車両が停止している場合には（Ｓ２６０：Ｎｏ）、回生電力の発生が終了するため、制御装置２００は、ウォームアップ充電量Ｐｃの制限処理を終了する。一方、車両が停止していない場合には（Ｓ２６０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４０に戻り、上述した処理を繰り返し行う。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、バッテリ１０のウォームアップ制御処理を実行している間に、回生電力が発生すると予測されると、ウォームアップ充電量Ｐｃに制限を与える処理が実行される。その結果、ウォームアップ充電量Ｐｃに回生電力量Ｐｒが付加された場合であっても、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣが、残存容量の上限値ＳＯＣｍａｘを超えないようにすることができる。したがって、バッテリ１０の劣化を低減することができる。また、回生電力量Ｐｒの入力ができるようにウォームアップ充電量Ｐｃが小さくされることから、車両の減速エネルギを電力に変換して回収する効率が向上して、燃費あるいは電力効率が改善される。さらに、回生ブレーキ力を確実に生じさせることができるようになることから、車両の安全性の向上にも資することとなる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、ウォームアップ充電量Ｐｃの制限処理を実行している間に、回生電力の発生終了が予測されると、ウォームアップ充電量Ｐｃの制限が解除される。そのため、回生電力が発生しない状態になるときには、ジェネレータＭＧ１の発電によるウォームアップ充電量Ｐｃによって、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣが上限値ＳＯＣｍａｘとなるように回復される。したがって、バッテリ１０の充放電の効率の低下をできる限り防ぐことができ、燃費及び電力効率を高く維持することができる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
例えば、上記の実施の形態では、アクセル操作量Ａｃｃ、ブレーキ操作量Ｂｒｋ及び撮像情報に基づいて、回生電力の発生及び発生終了を予測しているが、それらのうちのいずれか一つ又は二つのみに基づいて、回生電力の発生及び発生終了を予測するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記の実施の形態では、ウォームアップ充電量Ｐｃを制限する際に、ウォームアップ充電量Ｐｃと回生電力量Ｐｒとの和が、バッテリ１０への入力可能電力Ｐｃ＿ｍａｘとなるようにしていたが、本発明はかかる例に限られない。例えば、ウォームアップ充電量Ｐｃと回生電力量Ｐｒとの和が、バッテリ１０への入力可能電力Ｐｃ＿ｍａｘ以下となればよく、回生電力の発生時には、ウォームアップ充電量Ｐｃをゼロとしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０    高電圧バッテリ
２０    インバータ
３０    モータジェネレータ
４０    駆動輪
５０    デファレンシャルギヤ
６０    プラネタリギヤ
７０    駆動軸
１００ａ，１００ｂ    ステレオカメラ
１１０    撮像処理部
２００    制御装置
２１０    バッテリ状態検出部
２３０    充放電制御部
２５０    充電量制限部
５００    ハイブリッドシステム
ＭＧ１    ジェネレータ
ＭＧ２    駆動モータ
ＥＮＧ    エンジン
【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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【図７】
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【図８】
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