JP5740269B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリと、該バッテリとの電力の授受が可能な駆動用のモータなどを有するハイブリッド自動車や電気自動車などの車両において、バッテリの充放電による残容量を制御するための制御手段を備えた車両用制御装置に関する。

バッテリ（蓄電池）と、該バッテリと電力の授受が可能な駆動用のモータなどを有するハイブリッド自動車や電気自動車などの車両がある。このような車両に搭載するバッテリは、高い残容量（充電量）の状態で放置すると容量劣化が生じる。また、温度が高い環境に曝されるほど容量劣化が著しくなる傾向がある。

例えば、リチウムイオンからなるバッテリを例に挙げると、充電量が３０％以下で、保存温度が１５℃以下であれば、１年間の放置（保存）でも数％程度の容量劣化で済む一方、満充電状態で保存温度が４５℃であると、短期間の放置であっても６０％程度の容量劣化が生じる場合がある。このように、特に、リチウムイオンバッテリの場合、高い残容量（充電量）の状態で放置すると容量劣化が顕著となる。そのため、ハイブリット車両や電気自動車などの車両に搭載されているバッテリは、一例として、新品時は、その残容量の上限値を７０％程度に設定し、下限値を２０％程度に設定し、それら上限値と下限値の間の容量範囲で使用することによって、寿命を長く保つようにしている。

バッテリの残容量を制御するための制御装置として、従来、特許文献１乃至３に記載された制御装置がある。特許文献１に記載の制御装置は、車両の駐車予測に基づいてバッテリ残容量の上限値を低下させる制御を行うものである。また、特許文献２に記載の制御装置は、予測手段が車両の長期間停車を予測したときには、外部電源によるバッテリの充電を所定期間禁止する制御を行うものである。また、特許文献３に記載の制御装置は、車両が長時間放置されることが推定される場合には、バッテリに接続されている補機をバッテリから切り離すことで、暗電流を抑制するようになっている。

しかしながら、従来は、車両に搭載されるバッテリの残容量の制御として、車両の走行時と駐車時とで同一条件（同量）の残容量の目標値を設定して、当該目標値に基づく制御を行っていた。すなわち、車両の長期駐車時などバッテリが長期間放置される状況でのバッテリ劣化を抑制するために、車両の走行時においてもバッテリの使用領域の上限値を全容量の７０％程度とし、それ以上の容量範囲では使用しないようにしていた。

しかしながら、そのような使用では、バッテリの使用可能な全容量に対して５０％程度かそれ以下の容量しか使用できない。そのため、実際の使用容量よりも大幅に大きな容量のバッテリを搭載しなければならず、バッテリのコスト高や重量増の原因となっていた。

特開２００９−１０４９号公報 特開２００９−５４５０号公報 特開２０１０−１８３７５８号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両に搭載されたバッテリの容量の使用領域を可能な限り大きな範囲で確保しながらも、バッテリの劣化を抑制して耐久性の維持・向上を図ることができる車両用制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる車両用制御装置は、バッテリ（１５）と、バッテリ（１５）と電力の授受が可能なモータ（１２）とを有する車両（１）において、バッテリ（１５）の充放電を制御するための制御手段（１６）を備えた車両用制御装置であって、制御手段（１６）は、バッテリ（１５）の残容量の目標上限値として、車両走行時に設定するための走行時残容量上限値（Ｈ１）と、該走行時残容量上限値よりも低い残容量であって車両駐車時に設定するための駐車時残容量上限値（Ｈ２）とを設定可能であり、車両走行時と車両駐車時とで、走行時残容量上限値（Ｈ１）と駐車時残容量上限値（Ｈ２）とを切り替えて設定することを特徴とする。

既述のように、従来、車両用のバッテリは、車両の長期駐車などに伴う放置時の容量劣化を抑制するために、充電可能な全容量に対して２０〜７０％程度の範囲しか使用できなかった。そのため、バッテリの全容量の半分程度しか使えなかった。これに対して、本発明にかかる車両用制御装置では、上記のように、車両走行時のバッテリの最大使用領域である走行時残容量上限値と、駐車時の最大領域である駐車時残容量上限値とを設定し、車両走行時と車両駐車時とでこれらを切り替える制御を行うようにした。これにより、車両駐車時は、劣化の進行を抑制できる範囲となるようにバッテリ容量の上限値をコントロールしつつ、車両走行時は、車両の走行性能を十分に確保できるようにバッテリ容量を大きな範囲で利用可能となる。したがって、バッテリの容量の有効活用と車両長期放置時のバッテリの劣化抑制との両立を図ることができる。また、車両に搭載するバッテリの容量（寸法及び重量）を小さく抑えることができるので、車両のコストダウン及び軽量化を図ることができる。

また、上記の車両用制御装置では、車両（１）に搭載された車載補機（１７）と、車載補機（１７）を駆動するための低圧バッテリ（１８）と、を備え、制御手段（１６）は、車両駐車時にバッテリ（１５）の残容量が駐車時残容量上限値（Ｈ２）を超えている場合、バッテリ（１５）から低圧バッテリ（１８）へ電力を供給するか、又は車載補機（１７）の稼動によりバッテリ（１５）の電力を消費させる制御を行うことで、バッテリ（１５）の残容量が駐車時残容量上限値（Ｈ２）以下となるようにするとよい。

あるいは、上記の車両用制御装置では、バッテリ（１５）と車両（１）の外部に設けた機器、設備、外部電源の少なくともいずれかとの間で電力の授受を行わせるためのプラグイン装置（２０）をさらに備え、制御手段（１６）は、車両駐車時にバッテリ（１５）の残容量が駐車時残容量上限値（Ｈ２）を超えている場合、プラグイン装置（２０）を介してバッテリ（１５）から車両の外部に設けた機器、設備、外部電源の少なくともいずれかへ電力を供給する制御を行うことで、バッテリ（１５）の残容量が駐車時残容量上限値（Ｈ２）以下となるようにしてもよい。これらによれば、バッテリの電力を有効活用しながら、車両駐車時のバッテリの残容量を駐車時残容量上限値以下とすることができる。

また、上記の車両用制御装置では、制御手段（１６）は、車両（１）の駐車時間の経過に伴って駐車時残容量上限値（Ｈ２）が次第に減少するように設定することが望ましい。これによれば、車両の駐車時間が長期間になるほど駐車時残容量上限値を下げることで、長期放置時のバッテリの残容量を低く抑えるようにする。これにより、バッテリの劣化をより効果的に抑制することができる。

この場合、車両（１）の駐車開始後の経過時間が１日以内と判断する場合、翌日に車両が使用される可能性を考慮して、駐車時残容量上限値（Ｈ２）をバッテリ（１５）の満充電量の７０％に設定するとよい。また、車両（１）の駐車開始後の経過時間が２日以上３日未満と判断する場合は、車両が週末に駐車された場合とみなすことで、駐車時残容量上限値（Ｈ２）をバッテリ（１５）の満充電量の５０〜６０％に設定するとよい。また、車両（１）の駐車開始後の経過時間が３日以上の長期間と判断する場合は、週末駐車を超える長期的な駐車とみなして、駐車時残容量上限値（Ｈ２）をバッテリの満充電量の５０％以下に設定するとよい。これらによれば、車両の駐車期間に応じてバッテリの残容量をさらに詳細に設定することで、バッテリの劣化をより効果的に抑制することができる。

またこの場合、ユーザーが車両（１）を長期間に渡って駐車する旨の意思入力を行うための長期駐車意思入力手段（２１）を備え、制御手段（１６）は、長期駐車意思入力手段（２１）で長期間に渡って駐車する旨の意思入力がされた場合、車両（１）の駐車開始後の経過時間が３日以上の長期間に渡ると判断するようにしてよい。これによれば、ユーザーの意思で車両が長期間駐車されることが明確である場合は、バッテリ残容量を通常の残容量よりもさらに低い残容量となるように設定することで、バッテリの劣化をより効果的に抑制することができる。なお、上記の長期駐車意思入力手段としては、車両の運転席の操作パネルに設置した長期駐車スイッチ（ボタン）などとすることができる。

また、上記の車両用制御装置では、外気温又はバッテリ（１５）の温度を検出するための温度検出手段（２７，２８）を備え、制御手段（１６）は、温度検出手段（２７，２８）による温度の検出値が所定値よりも高い場合、検出値が所定値よりも低い場合と比較して、駐車時残容量上限値（Ｈ２）を低い値に設定するとよい。バッテリは、その雰囲気温度が高くなればなる程、劣化が進行し易くなるため、上記のように外気温又はバッテリの温度が高い場合に駐車時残容量上限値を下げるようにすることで、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。

また、上記の車両用制御装置では、バッテリ（１５）は、リチウムイオン二次電池であってよい。リチウムイオン電池は、電析が発生し易いため、残容量が多い状態で放置すると劣化が顕著となる。そのため、本発明にかかる制御を行うことで残容量の安全率を高く取れば、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。

また、上記の車両用制御装置では、車両（１）に搭載されたナビゲーションシステム（４０）を備え、ナビゲーションシステム（４０）で車両（１）の駐車保管場所の位置が設定されている場合、制御手段（１６）は、車両（１）の走行中にバッテリ（１５）の残容量が駐車時残容量上限値（Ｈ２）を上回っているとき、車両（１）の位置が駐車保管場所の位置に近づくにつれてバッテリ（１５）の残容量を駐車時残容量上限値（Ｈ２）に向けて低下させる制御を行うとよい。

これによれば、車両の位置が自宅などの駐車保管場所に近づくにつれて、バッテリの残容量を駐車時残容量上限値に向けて低下させる制御を行うことで、バッテリの電力を有効利用しながら、駐車時のバッテリ残容量が駐車時残容量上限値を超えないようにすることができる。したがって、バッテリの電力を無駄に消費することなくその劣化を抑制することが可能となる。
なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる車両用制御装置によれば、車両に搭載されたバッテリの容量の使用領域をより大きな範囲で設定しながらも、バッテリの劣化を抑制してその耐久性の維持・向上を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置を備えたハイブリッド車両の全体構成例を示す概略図（ブロック図）である。 バッテリの全容量（満充電容量）に対する使用範囲の容量設定を示す図で、（ａ）は、車両走行時における使用範囲の容量設定、（ｂ）は、車両停車時における使用範囲の容量設定を示すグラフである。 車両の放置期間判定によるバッテリ残容量の制御フローを示す図である。 車両位置の判定によるバッテリ残容量の制御フローを示す図である。 ユーザーの長期駐車意思に基づくバッテリ残容量の制御フローである。 ユーザーの長期駐車意思に基づくバッテリ残容量の制御における、長期駐車スイッチのオンオフ状態及びアクセルペダル開度や車両速度などの変化を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる車両用制御装置を備えたハイブリッド車両の全体構成を示す概略図である。同図に示すハイブリッド車両１は、内燃機関（以下、エンジンという）１１と、発電電動機（以下、モータという）１２と、トランスミッション１３とを直列に連結したパラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン１１およびモータ１２の駆動力は、トランスミッション１３及びディファレンシャル（図示略）を介して左右の駆動輪に配分されて伝達される。また、ハイブリッド車両１の減速時に駆動輪側からモータ１２側に駆動力が伝達されると、モータ１２は発電機として機能して回生制動力を発生し、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、ハイブリッド車両１の運転状態に応じて、モータ１２はエンジン１１の出力により発電機として駆動され、発電エネルギーを発生するようになっている。

モータ１２は、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のＤＣブラシレスモータ等とされ、該モータ１２の駆動および発電を制御するパワードライブユニット（ＰＤＵ）１４に接続されている。ＰＤＵ１４は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備えて構成されている。

ＰＤＵ１４には、モータ１２と電力の授受を行う高圧バッテリ（以下、単に「バッテリ」と記す。）１５が接続されている。バッテリ１５は、リチウムイオンからなる二次電池である。モータ１２とバッテリ１５の間で授受される電力には、例えば、モータ１２の駆動またはアシスト動作時にモータ１２に供給される供給電力や、回生作動または昇圧駆動によるモータ１２の発電時にモータ１２から出力される出力電力がある。そして、ＰＤＵ１４は、モータ／バッテリＥＣＵ（以下、「制御部」と記す。）１６からの制御指令を受けてモータ１２の駆動および発電を制御する。例えば、モータ１２の駆動時には、制御部１６から出力されるトルク指令に基づき、バッテリ１５から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１２へ供給する。一方、モータ１２の発電時には、モータ１２から出力される３相交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１５を充電する。

また、車両には、車載補機１７を駆動するための１２Ｖバッテリ（低圧バッテリ）１８が搭載されている。１２Ｖバッテリ１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を介して、ＰＤＵ１４およびバッテリ１５に対して並列に接続されている。制御部１６により電力変換動作が制御されるＤＣ−ＤＣコンバータ１９は、例えば双方向のＤＣ−ＤＣコンバータであって、バッテリ１５の端子間接続、あるいはモータ１２の回生作動または昇圧駆動した際のＰＤＵ１４の端子間電圧を、所定の電圧値まで降圧して１２Ｖバッテリ１８を充電する一方、バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下している場合には、１２Ｖバッテリ１８の端子間電圧を昇圧してバッテリ１５を充電することも可能である。

制御部１６は、エンジン１１およびモータ１２の運転状態に応じたハイブリッド車両１の状態や、ＰＤＵ１４およびＤＣ−ＤＣコンバータ１９の各電力変換動作や、車載補機１７の作動状態等を制御するほか、バッテリ１５の残容量（充電状態）の制御を行う。すなわち、制御部１６は、例えば、電流積算法等によりバッテリ１５の残容量（ＳＯＣ）を検知して、当該検知に基づいて残容量（ＳＯＣ）の制御を行う。制御部１６には、パワープラント（例えば、エンジン１１およびモータ１２）の状態を検出する各種センサやスイッチの出力信号が入力されるようになっている。ここでの各種センサには、車両１の速度（車速）を検知するために従動輪の回転速度（車輪速）ＮＷを検出する車輪速センサ２２、運転者によるアクセル操作量にかかるアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度センサ２３、バッテリ１５の充電電流および放電電流（バッテリ電流ＩＢ）を検出する電流センサ２５、バッテリ１５の端子間電圧（バッテリ電圧ＶＢ）を検出する電圧センサ２６、バッテリ１５の温度（バッテリ温度ＴＢ）を検出するバッテリ温度センサ２７、外気温を検出する外気温センサ２８などがある。

また、車両１には、エンジン１１及びトランスミッション１３及びモータ１２の制御を行うためのＦＩ／ＴＭ／ＭＧ・ＥＣＵ２４が搭載されている。ＦＩ／ＴＭ／ＭＧ・ＥＣＵ・ＥＣＵ２４には、パワープラント（例えば、エンジン１１およびモータ１２）の状態を検出する各種センサやスイッチの出力信号が入力されるようになっている。ここでの各種センサやスイッチには、図示は省略するが、エンジン１１の回転数を検出するための回転数センサや、モータ１２のロータの磁極位置（位相角）を検出する回転角センサ（図示略）などが含まれる。また、ＦＩ／ＴＭ／ＭＧ・ＥＣＵ・ＥＣＵ２４は、制御部１６と信号線で接続されており、互いの間で信号の授受を行うことが可能である。ここでは、ＦＩ／ＴＭ／ＭＧ・ＥＣＵ２４の機能の詳細な説明は省略する。

また、車両１の運転席の操作パネルには、車両１のユーザー（運転者）が車両を長期駐車する場合に、その旨の入力操作を行うための長期駐車スイッチ（ボタン）２１が設けられている。長期駐車スイッチ２１のオンオフ操作による信号は、制御部１６に入力されるようになっている。

また、車両１には、バッテリ１５に繋がれたプラグイン装置２０が搭載されている。プラグイン装置２０は、停車時に接続端子２０ｂを介して外部電源、外部機器又は設備（いずれも図示せず）の少なくともいずれかに接続可能となっている。また、プラグイン装置２０は、車両の外部からの電源供給でバッテリ１５を充電するためのバッテリチャージャ２０ｂを内蔵している。ここで、上記の外部電源は、商用電源など車外の電源設備、あるいは車外に設置した他のバッテリとすることができる。また、外部機器又は設備は、電源から電力供給を受けて稼働する電気機器又は設備である。車両１では、後述するバッテリ１５の残容量制御を行う際、プラグイン装置２０を介してバッテリ１５から車両１の外部に設けた外部電源、外部機器又は設備へ電力を供給する制御を行うことができる。

また、車両１には、ナビゲーションシステム４０が搭載されている。ナビゲーションシステム４０は、システムを制御するための主制御部４１と、ナビゲーション用の地図情報を格納した地図情報データベース４３と、地図情報や自車位置などの情報を表示するための表示部４５と、乗員がナビゲーションシステム４０の操作を行うための操作部４７とを備えている。また、このナビゲーションシステム４０には、ナビゲーション用のＧＰＳ装置３３が備えられている。ＧＰＳ装置３３は、ナビゲーションシステム４０で用いるための経度・緯度情報を受信する。このＧＰＳ装置３３で受信した車両位置の経度・緯度情報は、ナビゲーションシステム４０の主制御部４１に出力されるようになっている。なお、車両１に搭載するナビゲーションシステム４０は、車両１の専用品あるいは汎用品（社外製のナビゲーションシステムを含む）のいずれであってもよい。

次に、上記構成のハイブリッド車両１において、制御部１６で行うバッテリ１５の残容量の制御について説明する。図２は、バッテリ１５の全容量（満充電容量）に対する使用範囲の容量を示す図で、（ａ）は、車両走行時のバッテリ１５の使用範囲を示す図、（ｂ）は、車両停車時のバッテリ１５の使用範囲を示す図である。同図に示すように、本実施形態のハイブリッド車両１では、バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ）の上限値（目標値）として、車両走行時に設定する走行時残容量上限値Ｈ１と、車両駐車時に設定する駐車時残容量上限値Ｈ２とを有している。駐車時残容量上限値Ｈ２は、走行時残容量上限値Ｈ１よりも低い値である。図２のグラフに示す例では、走行時残容量上限値Ｈ１が満充電量の８５％であるのに対して、駐車時残容量上限値Ｈ２は７０％に設定されている。そして、制御部１６は、車両が走行状態であるか駐車状態であるかに応じて、バッテリ１５の残容量の目標上限値として、走行時残容量上限値Ｈ１と駐車時残容量上限値Ｈ２とを切り替えて設定するようになっている。なお、走行時残容量下限値Ｌ１と駐車時残容量下限値Ｌ２は、同じ値に設定されており、図２の例ではいずれも満充電量の２０％である。したがって、車両走行時のバッテリ容量の使用範囲Ｗ１は満充電量の２０％〜８５％の範囲であり、車両駐車時のバッテリ容量の使用範囲Ｗ２は満充電量の２０％〜７０％の範囲である。すなわち、車両走行時のバッテリ容量の使用範囲Ｗ１は車両駐車時のバッテリ容量の使用範囲Ｗ２よりも大きな範囲となっている。

このように、車両走行時のバッテリ１５の最大使用領域である走行時残容量上限値Ｈ１と、駐車時の最大領域である駐車時残容量上限値Ｈ２とを設定し、車両走行時と車両駐車時とでこれらを切り替える制御を行うことにより、車両駐車時は、劣化の進行を抑制できる範囲となるようにバッテリ１５の容量上限値をコントロールしつつ、車両走行時は、車両の走行性能を十分に確保できるようにバッテリ１５の容量を大きな範囲で利用可能となる。これにより、車両長期放置時のバッテリ１５の劣化抑制とバッテリ１５の容量の有効活用との両立を図ることができる。また、車両に搭載するバッテリ１５の容量（寸法及び重量）を小さく抑えることができるので、車両のコストダウン及び軽量化を図ることができる。

また、本実施形態の制御では、車両駐車時の放置期間やユーザーによる長期放置の意思表示などに応じて、駐車時残容量上限値Ｈ２をさらに低い値に設定する制御を行うようにしている。この点については、下記で詳細に説明する。

以下、バッテリ１５の残容量の制御について詳細に説明する。図３は、車両駐車時の放置期間判定によるバッテリ１５の残容量の制御フローを示す図である。同図の制御フローは、車両１が走行を終えて駐車状態になったときに実施されるものであり、当該制御フローの開始時点では、バッテリ１５の残容量上限値の設定は、図２（ａ）に示す走行時残容量上限値Ｈ１になっている。同図の制御フローでは、まず、車両放置判定（第１の車両放置期間判定）を行う（ステップＳＴ１−１）。この車両放置判定では、駐車開始後の経過時間ｔが予め設定した第１の設定時間ｔ１以上であるか否かを判断する。ここでの第１の設定時間ｔ１は、一例として１日（２４時間）に設定できる。駐車開始後の経過時間ｔが第１の設定時間ｔ１未満の間（ＮＯ）は、バッテリ１５の残容量上限値の設定を変更せずに待機する。その一方で、駐車開始後の経過時間ｔが第１の設定時間ｔ１以上になったら（ＹＥＳ）、続けて、第２の車両放置期間判定（ステップＳＴ１−２）に進む。第２の車両放置期間判定では、駐車開始後の経過時間ｔが予め設定した第２の設定時間ｔ２以上であるか否かを判断する。ここでの第２の設定時間ｔ２は、一例として３日（７２時間）に設定できる。駐車開始後の経過時間ｔが第２の設定時間ｔ２以上であれば（ＹＥＳ）、車両放置期間として３日以上の長期間（放置期間１）を設定する（ＳＴ１−３）。そして、設定した車両放置期間に基づいて、車両放置中のバッテリ残容量の目標値（目標ＳＯＣ）を決定する。具体的には、下記式（１）に基づいて目標ＳＯＣを決定する。
（車両放置中の目標ＳＯＣ）＝（目標ＳＯＣ補正係数）×（放置期間１の設定目標ＳＯＣ）
・・・（式１）

一方、先の第２の車両放置期間判定（ステップＳＴ１−２）で駐車開始後の経過時間ｔが第２の設定時間ｔ２未満であれば（ＮＯ）、続けて、第３の車両放置期間判定（ステップＳＴ１−５）に進む。第３の車両放置期間判定では、駐車開始後の経過時間ｔが予め設定した第３の設定時間ｔ３以上であるか否かを判断する。ここでの第３の設定時間ｔ３は、一例として２日（４８時間）に設定できる。駐車開始後の経過時間ｔが第３の設定時間ｔ３以上であれば（ＹＥＳ）、車両放置期間として２日以上３日未満の中期間（放置期間２）を設定する（ステップＳＴ１−６）。そして、設定した車両放置期間に基づいて、車両放置中のバッテリ残容量の目標値（目標ＳＯＣ）を決定する。具体的には、下記の（式２）に基づいて目標ＳＯＣを決定する。
（車両放置中の目標ＳＯＣ）＝（目標ＳＯＣ補正係数）×（放置期間２の設定目標ＳＯＣ）・・・（式２）

一方、先の第３の車両放置期間判定（ステップＳＴ１−５）で駐車開始後の経過時間ｔが第３の設定時間ｔ３未満であれば（ＮＯ）、車両放置期間として１日以上２日未満の短期間（放置期間３）を設定する（ステップＳＴ１−８）。そして、設定した車両放置期間に基づいて、車両放置中のバッテリ残容量の目標値（目標ＳＯＣ）を決定する。具体的には、下記の（式３）に基づいて目標ＳＯＣを決定する。
（車両放置中の目標ＳＯＣ）＝（目標ＳＯＣ補正係数）×（放置期間３の設定目標ＳＯＣ）・・・（式３）

以上により、車両放置期間に応じたバッテリ残容量の目標値が設定される。具体的には、車両の放置期間が長期間になればなるほど、バッテリ残容量の目標上限値が低い値に設定される。すなわち、車両の駐車時間の経過に伴い駐車時残容量上限値Ｈ２が次第に減少するように設定している。このように、車両の駐車時間が長期間となるほど、駐車時残容量上限値Ｈ２を下げることで、長期放置時のバッテリ１５の残容量を低く抑えることができる。したがって、バッテリ１５の劣化を抑制することができる。

具体的には、車両の駐車開始後の経過時間が１日以内と判断する場合（ステップＳＴ１−１でＮＯ）は、翌日に車両が使用される可能性を考慮して、駐車時残容量上限値Ｈ２をバッテリ１５の満充電量の７０％に設定することができる。また、車両の駐車開始後の経過時間が２日以上３日未満と判断する場合（ステップＳＴ１−６）は、車両が週末に駐車された場合であるとみなして、駐車時残容量上限値Ｈ２をバッテリ１５の満充電量の５０〜６０％に設定することができる。また、車両の駐車開始後の経過時間が３日以上の長期間と判断する場合（ステップＳＴ１−３）は、週末駐車を超える長期的な駐車とみなして、駐車時残容量上限値Ｈ２をバッテリの満充電の５０％以下に設定することができる。これらによって、車両の駐車期間が長期に渡る場合、当該駐車期間に応じてバッテリ１５の残容量を低くすることで、バッテリの劣化を抑制することができる。

図３のフローでは、続けて、外気温又はバッテリ温度判定（ステップＳＴ１−１０）を行う。外気温又はバッテリ温度判定では、外気温センサ２８で検出した外気温又はバッテリ温度センサ２７で検出したバッテリ温度の検出値が所定値より高いか否かを判断する。その結果、外気温又はバッテリ温度の検出値が当該所定値より高い場合（ＹＥＳ）には、先のステップＳＴ１−４，ＳＴ１−７，ＳＴ１−９のいずれかで設定した車両放置中のバッテリ残容量の目標値（Ｈ２）を、さらにそれよりも低い値に設定する。これによれば、バッテリ１５は、その雰囲気温度が高くなればなるほど劣化が進行し易くなるところ、上記のように外気温又はバッテリ温度が高い場合に駐車時残容量上限値Ｈ２を下げるようにすることで、バッテリ１５の劣化を効果的に抑制することができる。上記の所定値は、例えば、夏季の平均温度が当該所定値よりも高くなり、かつ、冬季の平均温度が当該所定値よりも低くなるように設定するとよい。これによれば、夏季と冬季で駐車時残容量上限値Ｈ２を切り替えて設定することが可能となる。

続けて、バッテリ放電制御判定（ステップＳＴ１−１１）を行う。バッテリ放電制御判定では、車両の駐車開始時（駐車後のイグニッションキーＯＦＦ時）に、現在のバッテリ残容量が車両放置中の目標残容量である駐車時残容量上限値Ｈ２よりも高いか否かを判断する。その結果、現在のバッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２以下である場合（ＮＯ）には、バッテリ放電制御を行わずそのまま処理を終了する。一方、現在のバッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２よりも高い場合（ＹＥＳ）には、バッテリ放電制御を行う（ステップＳＴ１−１３）。バッテリ放電制御の具体的な内容としては、バッテリ（高圧バッテリ）１５から１２Ｖバッテリ（低圧バッテリ）１８に電力を供給することで１２Ｖバッテリ１８の充電を行うこと、車載補機１７に含まれる電動エアコンを稼働すること、及びプラグイン装置２０を介してバッテリ１５から車両１の外部に設けた外部電源、外部機器又は設備へ電力を供給（売電）する制御を行うことなどがある。なお、上記の電動エアコンは、車室内の空調用のエアコンであっても良いし、バッテリ１５の冷却用のエアコンであってもよい。

これらにより、バッテリ１５の電力を消費してその残容量を低下させることができる。バッテリ放電制御を行ったら、バッテリ放電制御終了判定（ステップＳＴ１−１４）を行う。バッテリ放電制御終了判定では、バッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２以下になっているか否かを判断する。その結果、バッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２以下になっていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ１−１３に戻り、引き続きバッテリ放電制御を行う。一方、バッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２以下になっている場合（ＹＥＳ）は、バッテリ放電制御を終了する。

このように、駐車開始時にバッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２を超えている場合、バッテリ１５の電力を１２Ｖバッテリ１８に供給するか、車載補機１７を稼動させるか、プラグイン装置２０を介してバッテリ１５から車両の外部に設けた外部電源、外部機器又は設備へ電力を供給することで、バッテリ残電量を低下させるようにしている。これにより、バッテリ１５の電力を有効活用しながら、車両駐車時のバッテリ１５の残容量を駐車時残容量上限値H２以下とすることができる。

図４は、車両位置の判定によるバッテリ残容量の制御フローを示す図である。同図の制御フローは、車両走行中に実施されるものであり、当該制御フローの開始時点では、バッテリの残容量の目標上限値は、図２（ａ）に示す走行時残容量上限値Ｈ１に設定されている。なお、以下の説明では、車両の駐車場所として、車両所有者（ユーザー）の自宅を例に挙げて説明するが、車両の駐車場所は、自宅に限らず他の場所であってもよい。図４の制御フローでは、ステップＳＴ２−１及びＳＴ２−２で、車両の駐車場所である自宅位置から車両の現在位置までの距離判定を行う。すなわち、ステップＳＴ２−１で、自宅位置から車両の現在位置までの距離が自宅間距離大の設定値（設定値大）Ｓ１以上であるか否かを判断する。その結果、自宅位置から車両の現在位置までの距離が設定値大Ｓ１以上で無ければ（ＮＯ）、続けて、ステップＳＴ２−２で、自宅位置から車両の現在位置までの距離が自宅間距離中の設定値（設定値中）Ｓ２以上であるか否かを判断する。そして、ステップＳＴ２−１で、自宅位置から車両の現在位置までの距離が設定値大Ｓ１以上（ＹＥＳ）であれば、バッテリの残容量の目標値＝自宅間距離大の場合における目標値となるようにバッテリの残容量の目標値を変更する（ステップＳＴ２−３）。また、ステップＳＴ２−２で、自宅位置から車両の現在位置までの距離が自宅間距離中の設定値（設定値中）Ｓ２以上（ＹＥＳ）であれば、バッテリの残容量の目標値＝自宅間距離中の場合における目標値となるようにバッテリの残容量の目標値を変更する（ステップＳＴ２−４）。また、ステップＳＴ２−２で、自宅位置から車両の現在位置までの距離が設定値中Ｓ２未満（ＮＯ）であれば、バッテリの残容量の目標値＝自宅間距離小の場合における目標値となるようにバッテリの残容量の目標値を変更する（ステップＳＴ２−５）。そして、設定した残容量の目標値に従ってバッテリ残容量の制御を実施する（ステップＳＴ２−６）。

このように、ナビゲーションシステム４０で自宅位置（駐車位置）が設定されている場合、車両１の走行中にバッテリ１５の残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２を上回っているときは、車両１の位置が自宅位置に近づくにつれて、バッテリ１５の残容量を駐車時残容量上限値Ｈ２に向けて低下させる制御を行う。これにより、バッテリ１５の電力を無駄に消費することなく、駐車時のバッテリ残容量が駐車時残容量上限値Ｈ２を超えないようにして、バッテリ１５の劣化を抑制することができる。

図５は、ユーザーの長期駐車意思に基づくバッテリ残容量の制御フローである。図５の制御フローは、車両１が走行を終えて駐車状態になったとき（駐車後のイグニッションキーＯＦＦ時）に実施されるものであり、当該制御フローの開始時点では、バッテリ１５の残容量上限値の設定は、図２（ｂ）に示す駐車時残容量上限値Ｈ２になっている。同図のフローでは、まず、ユーザーによる車両長期放置意思の判定（ステップＳＴ３−１）を行う。このユーザーによる車両長期放置意思の判定では、長期駐車スイッチ２１がオンされた場合に長期放置意思有りと判断し、それ以外の場合（ＮＯ）には長期放置意思無しと判断する。そして、長期放置意思有りと判断した場合（ＹＥＳ）には、続けて、車両が停止状態（車両速度＝０ｋｍ／ｈ）であり、かつ、アクセルペダル開度が０％であること条件として（ステップＳＴ３−２）、バッテリ残容量の目標値の変更を行う（ステップＳＴ３−３）。バッテリ残容量の目標値の変更では、バッテリ残容量の目標値＝車両長期放置時の目標値とする。ここでの車両長期放置時の目標値は、図２（ｂ）に示す駐車時残容量上限値Ｈ２をさらに低下させた値であって、一例として、バッテリ１５の満充電量の６０％に設定することができる。そして、設定した目標値に従ってバッテリ１５の残容量の制御を実施する（ステップＳＴ３−４）。

図６は、ユーザーの長期駐車意思に基づくバッテリ残容量の制御における、長期駐車スイッチ２１のオン／オフ、アクセルペダル開度、及び車両速度などの変化を示すタイミングチャートである。ユーザーの長期駐車意思に基づくバッテリ残容量の制御を同図のタイミングチャートに沿って説明すると、アクセルペダルがオンで、かつ車両速度が正の値である車両走行状態から、時刻Ｔａにおいてアクセルペダルがオフとなり、その後、次第に車両速度が低下して、時刻Ｔｂで車両速度が０（ｋｍ／ｈ）の停車状態となる。その後、時刻Ｔｃにおいて、ユーザーにより長期駐車スイッチ２１がオンされる。それによって、車両長期放置時バッテリ残量制御がオンになり、バッテリ残容量の上限値（目標値）が通常制御時の残容量上限値からそれよりも低い値である車両長期放置時の残容量上限値に切り替わる。その後、車両の放置中にユーザーによって長期駐車スイッチ２１がオフされると（時刻Ｔｄ）、それによって車両長期放置時バッテリ残量制御がオフになり、バッテリ残容量の上限値（目標値）が車両長期放置時の残容量上限値から通常制御時の残容量上限値に戻る。その後、時刻Ｔｅでアクセルペダルがオンされて、車両が走行を開始する。

このように、本実施形態では、ユーザーが車両を長期間に渡って駐車（放置）する旨の意思入力を行うための長期駐車意思入力手段として長期駐車スイッチ２１を備えており、車両駐車時に長期駐車スイッチ２１がオンされた場合、車両の駐車開始後の経過時間がその後長期間に渡ると判断することで、駐車時残容量上限値Ｈ２を通常の残容量よりもさらに低い残容量に設定するようにしている。これにより、ユーザーの意思によって車両が長期間放置されることが明らかな場合には、バッテリ１５の劣化をより効果的に防止することができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、バッテリ１５がリチウムイオン二次電池からなる場合を示したが、本発明のバッテリは、リチウムイオン二次電池には限らず、Ｎｉ−ＭＨなどからなる他の二次電池であってもよい。また、上記実施形態に示したバッテリ容量や駐車期間などの具体的な数値はいずれも一例であり、各値は上記実施形態に示す以外の値とすることも可能である。

１ ハイブリッド車両
１１ エンジン
１２ モータ
１３ トランスミッション
１５ 高圧バッテリ（バッテリ）
１６ 制御部（制御手段）
１７ 車載補機
１８ １２Ｖバッテリ
１９ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２０ プラグイン装置
２０ｂ 接続端子
２０ｂ バッテリチャージャ
２１ 長期駐車スイッチ（長期駐車意思入力手段）
２２ 車輪速センサ
２３ アクセル開度センサ
２５ 電流センサ
２６ 電圧センサ
２７ バッテリ温度センサ
２８ 外気温センサ
３３ ＧＰＳ装置
４０ ナビゲーションシステム
４１ 主制御部
４３ 地図情報データベース
４５ 表示部
４７ 操作部
Ｈ１ 走行時残容量上限値
H２ 駐車時残容量上限値
Ｌ１ 走行時残容量下限値
Ｌ２ 駐車時残容量下限値
Ｗ１ （車両走行時の）バッテリの使用範囲
Ｗ２ （車両駐車時の）バッテリの使用範囲

Claims (9)

1. バッテリと、前記バッテリと電力の授受が可能なモータとを有する車両において、前記バッテリの充放電を制御するための制御手段と、外気温又は前記バッテリの温度を検出するための温度検出手段とを備えた車両用制御装置であって、
   前記制御手段は、前記バッテリの残容量の目標上限値として、車両走行時に設定するための走行時残容量上限値と、該走行時残容量上限値よりも低い残容量であって車両駐車時に設定するための駐車時残容量上限値とを設定可能であり、
   車両走行時と車両駐車時とで、前記走行時残容量上限値と前記駐車時残容量上限値とを切り替えて設定し、
   前記車両の駐車時間の経過に伴って前記駐車時残容量上限値が次第に減少するように設定すると共に、
   前記温度検出手段による温度の検出値が所定値よりも高いか否かを判断し、前記温度の検出値が前記所定値よりも高い場合には、前記車両の駐車時間の経過に応じて設定した前記駐車時残容量上限値をさらにそれよりも低い値に設定し、
   車両駐車時に前記バッテリの残容量が前記駐車時残容量上限値よりも高い場合には、前記バッテリの電力を消費してその残容量を低下させるバッテリ放電制御を行う
   ことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記車両に搭載された車載補機と、前記車載補機を駆動するための低圧バッテリと、を備え、
   前記制御手段は、
   前記バッテリ放電制御として、前記バッテリから前記低圧バッテリへ電力を供給するか、又は前記車載補機の稼動により前記バッテリの電力を消費させる制御を行うことで、前記バッテリの残容量が前記駐車時残容量上限値以下となるようにする
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記バッテリと前記車両の外部に設けた機器、設備、外部電源の少なくともいずれかとの間で電力の授受を行わせるためのプラグイン装置をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記バッテリ放電制御として、前記プラグイン装置を介して前記バッテリから前記車両の外部に設けた機器、設備、外部電源の少なくともいずれかへ電力を供給する制御を行うことで、前記バッテリの残容量が前記駐車時残容量上限値以下となるようにする
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
4. 前記制御手段は、
   前記車両の駐車開始後の経過時間が１日以内と判断する場合、前記駐車時残容量上限値を前記バッテリの満充電量の７０％に設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記制御手段は、
   前記車両の駐車開始後の経過時間が２日以上３日未満と判断する場合、前記駐車時残容量上限値を前記バッテリの満充電量の５０〜６０％に設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
6. 前記制御手段は、
   前記車両の駐車開始後の経過時間が３日以上と判断する場合、前記駐車時残容量上限値を前記バッテリの満充電量の５０％以下に設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
7. ユーザーが前記車両を長期間に渡って駐車する旨の意思入力を行うための長期駐車意思入力手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記長期駐車意思入力手段で長期間に渡って駐車する旨の意思入力がされた場合、前記車両の駐車開始後の経過時間が３日以上に渡ると判断する
   ことを特徴とする請求項６に記載の車両用制御装置。
8. 前記バッテリは、リチウムイオン二次電池である
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
9. 前記車両に搭載されたナビゲーションシステムを備え、
   前記ナビゲーションシステムで前記車両の駐車保管場所の位置が設定されている場合、
   前記制御手段は、前記車両の走行中に前記バッテリの残容量が前記駐車時残容量上限値を上回っているとき、前記車両の位置が前記駐車保管場所の位置に近づくにつれて前記バッテリの残容量を前記駐車時残容量上限値に向けて低下させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両用制御装置。

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