(57)【要約】【課題】車両のシステムオフ時に空調装置を作動した後に外部電源による蓄電手段の充電をより適正に行なう。【解決手段】車両のシステムオフ時に充電回路と車外の充電器とが接続された状態で事前空調が要求されたときに、高圧バッテリからの電力を用いて空調装置による事前空調を実行し（Ｓ１００〜Ｓ１４０）、その後に外部電源からの電力を用いた充電が行なわれない状態で高圧バッテリの分極解消時間Ｔｍが経過するのを待って（Ｓ１５０〜Ｓ１８０）、高圧バッテリの端子間電圧Ｖｂに基づくより正確な蓄電量ＳＯＣを設定して目標蓄電量まで高蓄電量時レートＩ２より大きな通常時レートＩ１を用いて高圧バッテリを再充電する（Ｓ１９０〜Ｓ２２０）。これにより、高圧バッテリの過充電を抑制し、より速く、高圧バッテリを充電することができる。【選択図】図２
2009303291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力する電動機を備える車両であって、
前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
車外の電源である外部電源に接続されたときに前記外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記蓄電手段からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なう空調装置と、
前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
車両のシステムオフ時に前記充電手段が前記外部電源に接続された状態で前記空調装置の作動が要求されたとき、前記空調装置が前記蓄電手段からの電力を用いて作動するよう前記空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに前記空調装置の作動を停止するよう前記空調装置を制御する空調制御手段と、
前記空調制御手段により前記空調装置の作動が停止された空調停止時のとき、該空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されないよう前記充電手段を制御し、前記空調装置の作動停止から前記所定時間が経過したときには前記検出された蓄電手段の電圧に対応する前記蓄電手段の蓄電量を設定すると共に該設定した蓄電手段の蓄電量から前記蓄電手段の目標蓄電量まで前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御する充電制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記所定時間は、前記蓄電手段の温度が所定温度未満のときには前記蓄電手段の温度が前記所定温度以上のときより長い時間である請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記充電制御手段は、車両のシステムオフ時に前記充電手段が前記外部電源に接続された状態であって、前記空調停止時以外のときに前記蓄電手段の蓄電量が前記目標蓄電量より小さい所定量未満のときには第１の充電速度をもって前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御し、前記空調停止時以外のときに前記蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときには前記第１の充電速度より遅い第２の充電速度をもって前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御し、前記空調停止時のときには前記設定した蓄電手段の蓄電量に拘わらず前記第１の充電速度をもって前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御する手段である請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
内燃機関と、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、動力を入出力する発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
を備え、
前記電動機は、前記駆動軸に接続されてなる、
車両。
【請求項６】
走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、車外の電源である外部電源に接続されたときに前記外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なう空調装置と、前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、を備える車両の制御方法であって、
車両のシステムオフ時に前記充電手段が前記外部電源に接続された状態で前記空調装置の作動が要求されたとき、前記空調装置が前記蓄電手段からの電力を用いて作動するよう前記空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに前記空調装置の作動を停止するよう前記空調装置を制御し、
前記空調装置の作動が停止された空調停止時のとき、該空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されないよう前記充電手段を制御し、前記空調装置の作動停止から前記所定時間が経過したときには前記検出された蓄電手段の電圧に対応する前記蓄電手段の蓄電量を設定すると共に該設定した蓄電手段の蓄電量から前記蓄電手段の目標蓄電量まで前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力を出力する電動機を備える車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、バッテリとバッテリから給電される電気装置とを備え、バッテリの充電率ＳＯＣを推定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、イグニッションオンされたときに前回のイグニッションオフから所定時間が経過しているときには、バッテリの分極が実質的に解消されていると判断し、バッテリの電圧と充放電電流とをサンプリングして充電率ＳＯＣを算出している。
【特許文献１】特開２００７−１２１０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
走行用の動力を出力する電動機と、電動機に電力を供給するリチウムイオン二次電池などのバッテリとを備え、家庭用電源などの外部電源によりバッテリを満充電にした状態での走行開始と走行開始前の空調装置の作動とが可能な車両では、外部電源によりバッテリを満充電近くまで充電した状態で空調装置の作動によりバッテリの蓄電量が減少したときには、バッテリを過充電の状態にすることなく充電することが望まれる。
【０００４】
本発明の車両およびその制御方法は、車両のシステムオフ時に空調装置を作動した後に外部電源による蓄電手段の充電をより適正に行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両およびその制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車両は、
走行用の動力を出力する電動機を備える車両であって、
前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
車外の電源である外部電源に接続されたときに前記外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記蓄電手段からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なう空調装置と、
前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、
車両のシステムオフ時に前記充電手段が前記外部電源に接続された状態で前記空調装置の作動が要求されたとき、前記空調装置が前記蓄電手段からの電力を用いて作動するよう前記空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに前記空調装置の作動を停止するよう前記空調装置を制御する空調制御手段と、
前記空調制御手段により前記空調装置の作動が停止された空調停止時のとき、該空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されないよう前記充電手段を制御し、前記空調装置の作動停止から前記所定時間が経過したときには前記検出された蓄電手段の電圧に対応する前記蓄電手段の蓄電量を設定すると共に該設定した蓄電手段の蓄電量から前記蓄電手段の目標蓄電量まで前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御する充電制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車両では、車両のシステムオフ時に充電手段が外部電源に接続された状態で空調装置の作動が要求されたときに、空調装置が蓄電手段からの電力を用いて作動するよう空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに空調装置の作動を停止するよう空調装置を制御する。そして、空調装置の作動が停止された空調停止時のときに、空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは蓄電手段が外部電源からの電力を用いて充電されないよう充電手段を制御し、空調装置の作動停止から所定時間が経過したときには検出された蓄電手段の電圧に対応する蓄電手段の蓄電量を設定すると共に設定した蓄電手段の蓄電量から蓄電手段の目標蓄電量まで蓄電手段が外部電源からの電力を用いて充電されるよう充電手段を制御する。したがって、所定時間として蓄電手段の分極の程度が小さくなる時間を用いることにより、蓄電手段の蓄電量をより正確に設定することができる。この結果、車両のシステムオフ時に空調装置を作動した後に外部電源による蓄電手段の充電をより適正に行なうことができる。ここで、「蓄電手段」には、リチウムイオン二次電池などが含まれる。また、「所定の終了条件」には、空調装置の作動開始から所定の作動時間が経過する条件などが含まれる。
【０００８】
こうした本発明の車両において、前記所定時間は、前記蓄電手段の温度が所定温度未満のときには前記蓄電手段の温度が前記所定温度以上のときより長い時間であるものとすることもできる。これは、蓄電手段の温度が低くなると蓄電手段の分極を解消するのに必要な時間が長くなる傾向にあることに基づく。
【０００９】
また、本発明の車両において、前記充電制御手段は、車両のシステムオフ時に前記充電手段が前記外部電源に接続された状態であって、前記空調停止時以外のときに前記蓄電手段の蓄電量が前記目標蓄電量より小さい所定量未満のときには第１の充電速度をもって前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御し、前記空調停止時以外のときに前記蓄電手段の蓄電量が前記所定量以上のときには前記第１の充電速度より遅い第２の充電速度をもって前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御し、前記空調停止時のときには前記設定した蓄電手段の蓄電量に拘わらず前記第１の充電速度をもって前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、車両のシステムオフ時に空調装置を作動した後に外部電源による蓄電手段の充電をより速く行なうことができる。
【００１０】
さらに、本発明の車両において、内燃機関と、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備え、前記電動機は、前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。ここで「３軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、車外の電源である外部電源に接続されたときに前記外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なう空調装置と、前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段と、を備える車両の制御方法であって、
車両のシステムオフ時に前記充電手段が前記外部電源に接続された状態で前記空調装置の作動が要求されたとき、前記空調装置が前記蓄電手段からの電力を用いて作動するよう前記空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに前記空調装置の作動を停止するよう前記空調装置を制御し、
前記空調装置の作動が停止された空調停止時のとき、該空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されないよう前記充電手段を制御し、前記空調装置の作動停止から前記所定時間が経過したときには前記検出された蓄電手段の電圧に対応する前記蓄電手段の蓄電量を設定すると共に該設定した蓄電手段の蓄電量から前記蓄電手段の目標蓄電量まで前記蓄電手段が前記外部電源からの電力を用いて充電されるよう前記充電手段を制御する、
ことを特徴とする。
【００１２】
この本発明の車両の制御方法では、車両のシステムオフ時に充電手段が外部電源に接続された状態で空調装置の作動が要求されたときに、空調装置が蓄電手段からの電力を用いて作動するよう空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに空調装置の作動を停止するよう空調装置を制御する。そして、空調装置の作動が停止された空調停止時のときに、空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは蓄電手段が外部電源からの電力を用いて充電されないよう充電手段を制御し、空調装置の作動停止から所定時間が経過したときには検出された蓄電手段の電圧に対応する蓄電手段の蓄電量を設定すると共に設定した蓄電手段の蓄電量から蓄電手段の目標蓄電量まで蓄電手段が外部電源からの電力を用いて充電されるよう充電手段を制御する。したがって、所定時間として蓄電手段の分極の程度が小さくなる時間を用いることにより、蓄電手段の蓄電量をより正確に設定することができる。この結果、車両のシステムオフ時に空調装置を作動した後に外部電源による蓄電手段の充電をより適正に行なうことができる。ここで、「蓄電手段」には、リチウムイオン二次電池などが含まれる。また、「所定の終了条件」には、空調装置の作動開始から所定の作動時間が経過する条件などが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４にキャリアが接続されると共にデファレンシャルギヤ３４を介して駆動輪３６ａ，３６ｂに連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたシングルピニオン式の遊星歯車機構３０と、この遊星歯車機構３０のサンギヤに接続されて同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されて同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動回路としてのインバータ４１，４２にシステムメインリレー４４を介して接続された高圧バッテリ５０と、高圧バッテリ５０からの電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ５４から電力を供給される低圧バッテリ５６と、車外の外部電源に接続されたときに高圧バッテリ５０を充電する充電回路５８と、乗員室２１内の空気調和を行なう空調装置６０と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット７０とを備える。
【００１５】
高圧バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。また、高圧バッテリ５０には、例えば家庭用電源（ＡＣ１００Ｖ）などの外部電源に接続される車外の充電器９０に取り付けられたコネクタ９１に結合可能なコネクタ５９が取り付けられて図示しない変圧器やＡＣ／ＤＣコンバータ，充電器９０側と高圧バッテリ５０側との接続や遮断を行なうリレーを含む充電回路５８が接続されており、高圧バッテリ５０は、充電回路５８と車外の充電器９０とが接続されたときにシステムメインリレー４４をオフとした状態で車両のシステム起動前すなわち走行開始前に外部電源からの電力を用いて充電回路５８により充電することができるようになっている。これにより、ハイブリッド自動車２０は、高圧バッテリ５０を満充電にした状態での走行開始が可能となる。バッテリＥＣＵ５２には、例えば高圧バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂや高圧バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，高圧バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなど高圧バッテリ５０を管理するのに必要な信号や、充電回路５８に取り付けられた図示しない電圧センサや電流センサからの信号など充電回路５８を制御するのに必要な信号などが入力されており、バッテリＥＣＵ５２からは、充電回路５８のリレーをオンオフする信号など充電回路５８を制御するための信号が出力されている。バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じて高圧バッテリ５０の状態に関するデータを通信によりメイン電子制御ユニット７０に送信したり、メイン電子制御ユニット７０からの制御信号を受信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、高圧バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電量ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて高圧バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。
【００１６】
空調装置６０は、乗員室２１の内気または外気を乗員室２１の吹き出し口２１ａに向けて送風するブロワ６２と、ブロワ６２からの空気を冷媒により冷却したり除湿したりするエバポレータ６５を含む冷凍サイクル６３と、エバポレータ６５による冷却や除湿が行なわれた空気をエンジン２２を熱源として加熱する図示しないヒータコアと、同じくエバポレータ６５による冷却や除湿が行なわれた空気を低圧バッテリ５６からの電力を用いて発熱して加熱するＰＴＣヒータ６６と、乗員室２１内に取り付けられた操作パネル６７と、装置全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、空調ＥＣＵという）６８とを備える。冷凍サイクル６３は、システムメインリレー４４をオンとした状態で高圧バッテリ５０からの電力を用いて駆動するコンプレッサ６４や図示しないコンデンサおよびエキスパンションバルブ，エバポレータ６５などからなり、冷媒を循環する。空調ＥＣＵ６８には、操作パネル６７に取り付けられたスイッチやセンサとして空調のオンオフを指示するスイッチ６７ａからの信号や乗員室２１内の温度を設定するスイッチ６７ｂからの設定温度Ｔ＊，乗員室２１内の温度を検出する温度センサ６７ｃからの乗員室温Ｔｉｎなどが入力されており、空調ＥＣＵ６８からは、ブロワ６２やコンプレッサ６４への駆動信号，ＰＴＣヒータ６６をオンオフする信号などが出力されている。空調ＥＣＵ６８は、入力した信号に基づいて乗員室温Ｔｉｎが設定温度Ｔ＊になるようブロワ６２やコンプレッサ６４，ＰＴＣヒータ６６などを制御する。また、空調ＥＣＵ６８は、必要に応じて空調装置６０の状態に関するデータを通信によりメイン電子制御ユニット７０に送信したり、メイン電子制御ユニット７０からの制御信号を受信する。
【００１７】
メイン電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、計時処理を実行するタイマ７８と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。メイン電子制御ユニット７０には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号や例えば図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などのモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号の他、図示しない各種センサからのシフトポジションやアクセル開度，ブレーキペダルポジション，車速などが入力ポートを介して入力されている。メイン電子制御ユニット７０からは、エンジン２２を運転制御するための信号やインバータ４１，４２へのスイッチング制御信号，システムメインリレー４４をオンオフする信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ５４への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。メイン電子制御ユニット７０は、前述したように、バッテリＥＣＵ５２や空調ＥＣＵ６８と通信ポートを介して接続されており、バッテリＥＣＵ５２や空調ＥＣＵ６８と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、メイン電子制御ユニット７０やバッテリＥＣＵ５２，空調ＥＣＵ６８は、図示しない電力ラインを介して低圧バッテリ５６からの電力供給を受けて駆動する。
【００１８】
また、メイン電子制御ユニット７０の入力ポートには、リモートコントロールキー８４からの信号を受信する受信機８２が接続されており、受信した信号に応じた処理を実行する。リモートコントロールキー８４は、図示しないドアロックボタンやドアアンロックボタンの他に事前空調ボタン８５を備え、操作者による操作に応じた微弱電波を出力する。したがって、メイン電子制御ユニット７０は、操作者によるリモートコントロールキー８４のボタン操作に応じてドアロックやドアアンロック，事前空調を実行することになる。ここで、事前空調は、イグニッションオンによりシステムメインリレー４４をオンとして車両の走行開始が可能な状態となるよう車両をシステム起動する前に乗員室２１内の空気調和を行なうことである。この事前空調は、実施例では、充電回路５８と車外の充電器９０とが接続されていない状態では高圧バッテリ５０からの電力を直接または低圧バッテリ５６を介して用いて空調装置６０を作動することにより行なうと共に、充電回路５８と車外の充電器９０とが接続されている状態では充電回路５８の図示しないリレーをオフとして外部電源からの電力を用いることなく高圧バッテリ５０からの電力を直接または低圧バッテリ５６を介して用いて空調装置６０を作動することにより行なうものとし、受信機８２により事前空調ボタン８２の操作信号を受信したときに温度センサ６７ｃからの乗員室温Ｔｉｎが空調ＥＣＵ６８の図示しない不揮発性メモリに記憶されたスイッチ６７ｂによる設定温度Ｔ＊になるようブロワ６２やコンプレッサ６４，ＰＴＣヒータ６６など制御することにより行なうものとした。
【００１９】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に事前空調を実行すると共に外部電源からの電力を用いて高圧バッテリ５０を充電する際の動作について説明する。図２はメイン電子制御ユニット７０により実行される事前空調要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両のシステム起動前すなわちシステムオフ時に充電回路５８と車外の充電器９０とが接続された状態で受信機８２により事前空調ボタン８５の操作信号を受信したときに実行される。なお、実施例では、このルーチンの実行を開始するときの高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣは満充電を示す目標蓄電量ＳＯＣ＊（例えば、８０％や８５％など）であるものとし、高圧バッテリ５０が満充電になったときに充電回路５８の図示しないリレーはオフとされるものとした。
【００２０】
事前空調要求時制御ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、システムメインリレー４４をオンとし（ステップＳ１００）、空調開始の指示信号を空調ＥＣＵ６８に出力すると共にタイマ７８をスタートさせ（ステップＳ１１０）、事前空調の終了条件の成立を繰り返し判定する処理を実行する（ステップＳ１２０）。ここで、システムメインリレー４４をオンとするのは、高圧バッテリ５０からの電力を用いて空調装置６０のコンプレッサ６４を駆動可能な状態とするためである。また、空調開始の指示信号を受信した空調ＥＣＵ６８は、温度センサ６７ｃからの乗員室温Ｔｉｎが空調ＥＣＵ６８の図示しない不揮発性メモリに記憶されたスイッチ６７ｂによる設定温度Ｔ＊になるようブロワ６２やコンプレッサ６４，ＰＴＣヒータ６６などを制御することにより乗員室２１の空気調和を開始する。さらに、事前空調の終了条件は、タイマ７８による計時時間が所定時間（例えば、５分や１０分など）に至る条件やタイマ７８による計時時間がこの所定時間に至る前に受信機８２により事前空調ボタン８５の操作信号を受信した条件などを用いることができる。なお、いまは、高圧バッテリ５０が満充電になり充電回路５８の図示しないリレーはオフとされているから、事前空調を実行している最中は高圧バッテリ５０の充電は行なわれない。
【００２１】
事前空調の終了条件が成立したときには、空調停止の指示信号を空調ＥＣＵ６８に送信し（ステップＳ１３０）、システムメインリレー４４をオフとする（ステップＳ１４０）。空調停止の指示信号を受信した空調ＥＣＵ６８は、ブロワ６２やコンプレッサ６４の駆動を停止しＰＴＣヒータ６６をオフとするなどにより空調装置６０の作動を停止する。こうした事前空調の実行により、高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣは満充電を示す目標蓄電量ＳＯＣ＊より低くなっている。
【００２２】
こうして空調装置６０の作動を停止してシステムメインリレー４４をオフとすると、温度センサ５１ｃにより検出された電池温度ＴｂをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力し（ステップＳ１５０）、入力した電池温度Ｔｂに基づいて高圧バッテリ５０の分極を解消するための分極解消時間Ｔｍを設定し（ステップＳ１６０）、タイマ７８による計時時間をリセットすると共に再びスタートさせて（ステップＳ１７０）、タイマ７８による計時時間が設定した分極解消時間Ｔｍを経過するのを待つ（ステップＳ１８０）。ここで、分極解消時間Ｔｍは、実施例では、電池温度Ｔｂと分極解消時間Ｔｍとの関係を予め実験や解析などにより求めて分極解消時間設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、電池温度Ｔｂが与えられると記憶したマップから対応する分極解消時間Ｔｍを導出して設定するものとした。図３に分極解消時間設定用マップの一例を示す。図示するように、分極解消時間Ｔｍは、電池温度Ｔｂが低いほど長くなるよう例えば数十秒から数分などの範囲で定められている。電池温度Ｔｂが低いほど分極解消時間Ｔｂが長くなるのは、電池温度Ｔｂが低いほど高圧バッテリ５０の内部抵抗が大きくなる傾向にあることなどに基づく。なお、実施例では、図３のマップに示す分極解消時間Ｔｍは、乗員室温Ｔｉｎが基準温度（例えば２０℃など）になるよう所定時間に亘る事前空調を実行した後の高圧バッテリ５０における電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂが分極解消と判断される電圧値（例えば電圧値の変化レートの絶対値が所定値未満に至ったときの電圧値など）に至るまでの時間の最大値として実験や解析などにより求めるものとした。
【００２３】
こうして空調装置６０の作動停止から分極解消時間Ｔｍが経過したときには、高圧バッテリ５０の分極が解消されたと判断して、電圧センサ５１ａにより検出された端子間電圧ＶｂをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力し（ステップＳ１９０）、入力した端子間電圧Ｖｂに基づいて高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを設定してバッテリＥＣＵ５２に送信する（ステップＳ２００）。ここで、端子間電圧Ｖｂに基づく蓄電量ＳＯＣは、実施例では、端子間電圧Ｖｂと分極解消時の蓄電量ＳＯＣとの関係を予め実験や解析などにより求めて蓄電量設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、端子間電圧Ｖｂが与えられると記憶したマップから対応する蓄電量ＳＯＣを導出して設定するものとした。蓄電量ＳＯＣを受信したバッテリＥＣＵ５２は、充放電電流Ｉｂの積算値に基づく蓄電量ＳＯＣを受信した蓄電量ＳＯＣに置換し、その後は再び電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂを積算して蓄電量ＳＯＣを演算する。高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣについて、充放電電流Ｉｂを積算して演算すると時間経過に応じて実際の蓄電量からの乖離が大きくなる場合があるが、実施例では、分極解消時間Ｔｍが経過したときの端子間電圧Ｖｂに基づいて蓄電量ＳＯＣを設定するから、より正確な蓄電量ＳＯＣを設定することができる。
【００２４】
そして、充電回路５８により高圧バッテリ５０を充電する際に通常用いる通常時レートＩ１によって外部電源からの電力を用いた高圧バッテリ５０の充電を開始する指示信号をバッテリＥＣＵ５２に送信し（ステップＳ２１０）、高圧バッテリ５０が満充電の状態になったか否かを繰り返し判定し（ステップＳ２２０）、高圧バッテリ５０が満充電の状態になったときには、事前空調要求時制御ルーチンを終了する。充電開始の指示信号を受信したバッテリＥＣＵ５２は、通常時レートＩ１による高圧バッテリ５０の充電を開始するよう図示しないリレーをオンとして充電回路５８を制御する。高圧バッテリ５０の満充電の状態は、実施例では、バッテリＥＣＵ５２による充電回路５８の制御により高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが目標蓄電量ＳＯＣ＊に至り、図示しないリレーをオフとして充電回路５８の制御を停止した旨の信号をバッテリＥＣＵ５２から受信したときに判定するものとした。ここで、通常時レートＩ１は、事前空調を実行するとき以外に外部電源からの電力を用いて充電回路５８により高圧バッテリ５０を充電する際の単位時間当たりに高圧バッテリ５０に印加する電流値として、高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが所定の高蓄電量（例えば７０％など）未満のときに用いられるレート値であり、所定の高蓄電量以上のときに用いられる高蓄電量時レートＩ２より十分に大きなレート値である。こうして異なる２つのレート値を用いるのは、実施例のリチウムイオン二次電池としての高圧バッテリ５０を高蓄電量時に充電する際に満充電を超えて過充電の状態とならないようにして高圧バッテリ５０が劣化するのを回避するためである。これに対し、事前空調後の高圧バッテリ５０の再充電に際して蓄電量ＳＯＣに拘わらずに通常時レートＩ１を用いるのは、高圧バッテリ５０の分極が解消したときの端子間電圧Ｖｂに基づくより正確な蓄電量ＳＯＣを用いて高圧バッテリ５０を充電することができ、高圧バッテリ５０が過充電の状態になるのを回避することができると考えられるためである。
【００２５】
図４に、車外の充電器９０と充電回路５８とが接続された状態で高圧バッテリ５０の充電と空調装置６０による事前空調と高圧バッテリ５０の再充電とを行なうときの高圧バッテリ５０の電圧の時間変化の一例を示す。図中、実線は電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂを示し、比較用の一点鎖線は外部電源により満充電とされた以降に分極がないとしたときの高圧バッテリ５０の端子間電圧を示す。外部電源からの電力を用いて高圧バッテリ５０が満充電の状態まで充電されると充電回路５８の制御を停止し（時間ｔ１０）、操作者により事前空調が要求されると（時間ｔ１１）、高圧バッテリ５０からの電力を用いて事前空調を行なう。そうすると、満充電のときより低くなった高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣに対応する端子間電圧Ｖｂ（実線）は、分極がないとしたときの端子間電圧（一点鎖線）より低くなっている（時間ｔ１２）。これに対し、事前空調の終了後に、システムメインリレー４４や充電回路５８のリレーをオフとして高圧バッテリ５０を電気的に切り離した状態で電池温度Ｔｂに基づく分極解消時間Ｔｍが経過すると、高圧バッテリ５０の分極は解消する（時間ｔ１３）。このときの端子間電圧Ｖｂに基づいてより正確な蓄電量ＳＯＣを設定し、この蓄電量ＳＯＣを起点として高圧バッテリ５０を満充電の状態まで再充電する（時間ｔ１４）。こうしてより正確な蓄電量ＳＯＣを設定して高圧バッテリ５０を再充電するから、高圧バッテリ５０の過充電を回避することができる。また、事前空調の終了後は高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣは満充電のときより若干低い値（例えば７５％など）になるが、高圧バッテリ５０の再充電に際して蓄電量ＳＯＣに拘わらずに通常時レートＩ１を用いた充電を行なうから、高圧バッテリ５０をより速く充電することができる。さらに、高圧バッテリ５０の再充電に際してバッテリＥＣＵ５２は低圧バッテリ５６の電力を消費して充電制御を行なうから、通常時レートＩ１を用いたより速い充電により、バッテリＥＣＵ５２による電力消費を抑制して高圧バッテリ５０の充電効率を高めることができる。
【００２６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両のシステムオフ時に充電回路５８と車外の充電器９０とが接続された状態で事前空調が要求されたときに、高圧バッテリ５０からの電力を用いて空調装置６０による事前空調を実行し、その後に外部電源からの電力を用いた充電を行なうことなく高圧バッテリ５０の分極解消時間Ｔｍが経過するのを待って、高圧バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂに基づくより正確な蓄電量ＳＯＣを設定して高圧バッテリ５０を再充電するから、高圧バッテリ５０の過充電を抑制することができる。また、高圧バッテリ５０の再充電に際して高蓄電量時レートＩ２より大きな通常時レートＩ１を用いるから、高圧バッテリ５０をより速く充電することができ、高圧バッテリ５０の充電効率も高めることができる。
【００２７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、高圧バッテリ５０の分極解消時間Ｔｍを電池温度Ｔｂが低いほど長くなる時間として設定するものとしたが、電池温度Ｔｂが所定温度（例えば、０℃や−５℃など）未満の低温状態のときに低温時用の比較的長い時間（例えば数分など）を分極解消時間Ｔｍとして設定すると共に電池温度Ｔｂが所定温度以上の通常状態のときに低温時用の時間より短い通常時用の時間（例えば数十秒など）を分極解消時間Ｔｍとして設定するものとしてもよいし、電池温度Ｔｂに拘わらずに十分に長い時間（例えば数分など）を分極解消時間Ｔｍとして予め設定しておくものとしてもよい。
【００２８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、高圧バッテリ５０を再充電する際に、高蓄電量時レートＩ２より大きな通常時レートＩ１を用いるものとしたが、高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣに応じたレート値（事前空調の終了後に高圧バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが満充電のときより若干低い値となる場合を考えると、基本的には高蓄電量時レートＩ２）を用いるものとしてもよい。
【００２９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、高圧バッテリ５０が満充電となった状態で事前空調が要求されたときの処理として説明したが、外部電源からの電力を用いて充電回路５８により高圧バッテリ５０を満充電に向けて充電している最中など高圧バッテリ５０が満充電でない状態で事前空調が要求されたときの処理に適用するものとしてもよい。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、リチウムイオン二次電池としての高圧バッテリ５０を用いるものとしたが、リチウムイオン二次電池とは異なるタイプの二次電池などの蓄電装置を用いるものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、遊星歯車機構３０を介してのエンジン２２およびモータＭＧ１からの動力とモータＭＧ２からの動力とにより走行可能なハイブリッド自動車に適用して説明したが、エンジンからの動力の全てを発電機による発電に用いてバッテリを充電すると共にバッテリからの電力を電動機に供給し電動機からの動力により走行するハイブリッド自動車や、走行用の動力源として電動機のみを備える電気自動車に適用するものとしてもよい。
【００３２】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両やこうした車両の制御方法の形態としてもよい。
【００３３】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、高圧バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、充電回路５８が「充電手段」に相当し、空調装置６０が「空調装置」に相当し、電圧センサ５１ａが「電圧検出手段」に相当し、車両のシステムオフ時に車外の充電器９０と充電回路５８とが接続された状態で事前空調が要求されたときに高圧バッテリ５０からの電力を用いて空調装置６０による事前空調が行なわれるよう指示などする図２の事前空調要求時制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理を実行するメイン電子制御ユニット７０と指示信号を受信して空調装置６０のブロワ６２やコンプレッサ６４，ＰＴＣヒータ６６などを駆動する空調ＥＣＵ６８とが「空調制御手段」に相当し、空調装置６０による事前空調の終了後にシステムメインリレー４４や充電回路５８の図示しないリレーをオフとした状態で電池温度Ｔｂに基づく分極解消時間Ｔｍが経過するのを待って端子間電圧Ｖｂに基づく蓄電量ＳＯＣを設定しこの蓄電量ＳＯＣから満充電の状態に向けて高圧バッテリ５０を再充電するよう指示などする図２の事前空調要求時制御ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ２２０の処理を実行するメイン電子制御ユニット７０と外部電源からの電力を用いて高圧バッテリ５０を再充電するよう充電回路５８を制御するバッテリＥＣＵ５２とが「充電制御手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、遊星歯車機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。
【００３４】
ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池としての高圧バッテリ５０に限定されるものではなく、異なるタイプの二次電池やキャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「充電手段」としては、充電回路５８に限定されるものではなく、車外の電源である外部電源に接続されたときに外部電源からの電力を用いて蓄電手段を充電するものであれば如何なるものとしても構わない。「空調装置」としては、空調装置６０に限定されるものではなく、蓄電手段からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「電圧検出手段」としては、電圧センサ５１ａに限定されるものではなく、蓄電手段の電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「空調制御手段」としては、メイン電子制御ユニット７０と空調ＥＣＵ６８とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「空調制御手段」としては、車両のシステムオフ時に車外の充電器９０と充電回路５８とが接続された状態で事前空調が要求されたときに高圧バッテリ５０からの電力を用いて空調装置６０による事前空調を実行するものに限定されるものではなく、車両のシステムオフ時に充電手段が外部電源に接続された状態で空調装置の作動が要求されたとき、空調装置が蓄電手段からの電力を用いて作動するよう空調装置を制御し、その後に所定の終了条件が成立したときに空調装置の作動を停止するよう空調装置を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「充電制御手段」としては、メイン電子制御ユニット７０とバッテリＥＣＵ５２とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「充電制御手段」としては、空調装置６０による事前空調の終了後に充電回路５８の図示しないリレーをオフとした状態で電池温度Ｔｂに基づく分極解消時間Ｔｍが経過するのを待って端子間電圧Ｖｂに基づく蓄電量ＳＯＣを設定しこの蓄電量ＳＯＣから満充電の状態に向けて高圧バッテリ５０を再充電するものに限定されるものではなく、空調制御手段により空調装置の作動が停止された空調停止時のとき、空調装置の作動停止から所定時間が経過するまでは蓄電手段が外部電源からの電力を用いて充電されないよう充電手段を制御し、空調装置の作動停止から所定時間が経過したときには検出された蓄電手段の電圧に対応する蓄電手段の蓄電量を設定すると共に設定した蓄電手段の蓄電量から蓄電手段の目標蓄電量まで蓄電手段が外部電源からの電力を用いて充電されるよう充電手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関としてのエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の遊星歯車機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３５】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のメイン電子制御ユニット７０により実行される事前空調要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである
【図３】分極解消時間設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】車外の充電器９０と充電回路５８とが接続された状態で高圧バッテリ５０の充電と空調装置６０による事前空調と高圧バッテリ５０の再充電とを行なうときの高圧バッテリ５０の電圧の時間変化の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
２０  ハイブリッド自動車、２１  乗員室、２１ａ  吹き出し口、２２  エンジン、２４  クランクシャフト、３０  遊星歯車機構、３２  駆動軸、３４  デファレンシャルギヤ、３６ａ，３６ｂ  駆動輪、４１，４２  インバータ、４４  システムメインリレー、５０  高圧バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、５６  低圧バッテリ、５８  充電回路、５９  コネクタ、６０  空調装置、６２  ブロワ、６３  冷凍サイクル、６４  コンプレッサ、６５  エバポレータ、６６  ＰＴＣヒータ、６７  操作パネル、６７ａ，６７ｂ  スイッチ、６７ｃ  温度センサ、６８  空調用電子制御ユニット（空調ＥＣＵ）、７０  メイン電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、７８  タイマ、８０  イグニッションスイッチ、８２  受信機、８４  リモートコントロールキー、８５  事前空調ボタン、９０  充電器、９１  コネクタ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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