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公開番号2021114837
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210805
出願番号2020006175
出願日20200117
発明の名称車両
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社SUBARU
代理人特許業務法人深見特許事務所
主分類B60L 53/302 20190101AFI20210709BHJP(車両一般)
要約【課題】車載の充電器を冷却する冷却装置の寿命を延ばす。
【解決手段】車両は、蓄電装置と、車両の外部に設置された充電設備から供給される電力により蓄電装置を充電する充電器と、充電器を冷却する冷却装置と、冷却装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、冷却装置の動作中に車両の速度が所定速度を下回った場合に、車両と充電設備との間の距離が基準距離以下であり、かつ、蓄電装置のSOCが基準値以下であるときには、車両の電気システムが停止されても冷却装置の動作を継続させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
車両であって、
前記車両の起動と停止とを切り替えるスイッチと、
蓄電装置と、
前記車両の外部に設置された充電設備から供給される電力により前記蓄電装置を充電する充電器と、
前記充電器を含む電気機器を冷却するように構成された冷却装置と、
前記冷却装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記車両が起動しており、前記冷却装置が動作している場合に、前記車両と前記充電設備との間の距離が基準距離以下であり、かつ、前記蓄電装置のSOCが基準値以下であるときには、前記スイッチが前記車両を停止するためのユーザ操作を受け付けても前記冷却装置の動作を継続させる、車両。
続きを表示(約 480 文字)【請求項2】
前記冷却装置は、前記充電器を冷却するための冷却水を流す駆動ポンプを含み、
前記制御装置は、前記車両が起動しており、前記冷却装置が動作している場合に、前記車両と前記充電設備との間の距離が前記基準距離以下であり、かつ、前記蓄電装置のSOCが前記基準値以下であるときには、前記スイッチが前記ユーザ操作を受け付けても前記冷却装置の動作を継続させる、請求項1に記載の車両。
【請求項3】
前記駆動ポンプに電力を供給する補機バッテリをさらに備え、
前記制御装置は、前記車両が起動しており、前記冷却装置が動作している場合に、前記車両と前記充電設備との間の距離が前記基準距離以下であり、かつ、前記蓄電装置のSOCが前記基準値以下であるとき、前記スイッチが前記ユーザ操作を受け付けると、前記車両の停止に先立ち前記補機バッテリを充電する、請求項2に記載の車両。
【請求項4】
前記冷却装置は、前記充電器に加えて、前記電気機器としての前記蓄電装置を冷却するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、車両に関し、より特定的には、車両外部から供給される電力により車載の蓄電装置の充電が可能に構成された車両に関する。
続きを表示(約 5,200 文字)【背景技術】
【0002】
近年、プラグインハイブリッド車または電気自動車など、車両外部から供給される電力により車載の蓄電装置の充電が可能に構成された車両の普及が進んでいる。以下、このような充電を「外部充電」とも称する。外部充電が可能な車両には、車両外部からの供給電力により蓄電装置を充電する充電器が搭載されている。また、充電器を冷却するための冷却装置をさらに設けられた構成も知られている。
【0003】
たとえば特開2017−135929号公報(特許文献1)は、車載の充電器の冷却装置を開示する。この冷却装置は、充電器を冷却する冷却ファンと、充電器の温度を検出する充電器温度センサと、冷却ファンの動作を制御するECUとを備える。ECUは、車両の停車時であって充電器によるバッテリの充電前に、充電器温度センサにより検出された充電器の温度に基づいて冷却ファンを駆動して充電器を予め冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2017−135929号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1には、前回、充電器を予め冷却してから所定時間が経過していない場合には、冷却装置(特許文献1では冷却ファン)を動作させないことが記載されている(特許文献1の図2に記載のステップS6参照)。そのため、前回、充電器を冷却してから所定時間が経過する前に外部充電を行う場合、冷却装置を動作させる。冷却装置の動作/停止の回数が過度に多いと、冷却装置の寿命を縮めてしまう可能性がある。
【0006】
本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、車載の充電器を冷却する冷却装置の寿命を延ばすことである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(1)本開示のある局面に従う車両は、車両の起動と停止とを切り替えるスイッチと、蓄電装置と、車両の外部に設置された充電設備から供給される電力により蓄電装置を充電する充電器と、充電器を含む電気機器を冷却するように構成された冷却装置と、冷却装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両が起動しており、冷却装置が動作している場合に、車両と充電設備との間の距離が基準距離以下であり、かつ、蓄電装置のSOCが基準値以下であるときには、スイッチが車両を停止するためのユーザ操作を受け付けても冷却装置の動作を継続させる。
【0008】
(2)冷却装置は、充電器を冷却するための冷却水を流す駆動ポンプを含む。制御装置は、車両が起動しており、冷却装置が動作している場合に、車両と充電設備との間の距離が基準距離以下であり、かつ、蓄電装置のSOCが基準値以下であるときには、スイッチがユーザ操作を受け付けても冷却装置の動作を継続させる。
【0009】
車両の速度が所定速度を下回った場合、つまり、車両が停車した場合または停車間近である場合に、車両から基準距離内に充電設備が存在し、かつ、蓄電装置のSOCが基準値以下であれば、車両の外部充電が実施される可能性が高い。したがって、そのような状況下では、制御装置は、既に動作中である冷却装置(駆動ポンプなど)に、その動作状態を維持させる。そうすることで、その後の車両の電気システムの停止(ReadyOFF〜に伴う冷却装置の動作停止と、外部充電開始に伴う冷却装置の動作再開とが不要になる。したがって、上記(1),(2)の構成によれば、冷却装置の動作/停止の切り替え回数を削減し、冷却装置の寿命を延ばすことができる。
【0010】
(3)車両は、駆動ポンプに電力を供給する補機バッテリをさらに備える。制御装置は、車両が起動しており、冷却装置が動作している場合に、車両と充電設備との間の距離が基準距離以下であり、かつ、蓄電装置のSOCが基準値以下であるとき、スイッチがユーザ操作を受け付けると、車両の停止に先立ち補機バッテリを充電する。
【0011】
電気システムの停止中に、補機バッテリに蓄えられた電力が駆動ポンプの動作に消費されて枯渇してしまう可能性がある。したがって、上記(3)の構成においては、電気システムの停止に先立ち補機バッテリが充電される。これにより、補機バッテリの電力枯渇を防止できる。
【0012】
(4)冷却装置は、充電器に加えて、電気機器としての蓄電装置を冷却するように構成されている。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、冷却装置の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本実施の形態における充電システムの全体構成を示す図である。
本実施の形態に係る車両の構成を概略的に示す図である。
比較例におけるウォータ−ポンプ制御を説明するためのタイムチャートである。
本実施の形態におけるウォータ−ポンプ制御を説明するためのタイムチャートである。
本実施の形態における急速充電に関する制御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】
【0015】
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【0016】
[実施の形態]
<充電システムの全体構成>
図1は、本実施の形態における充電システムの全体構成を示す図である。図1を参照して、充電システム9は、車両1と、充電設備2と、充電設備2から延びる充電ケーブル3と、遠隔地に設けられたサーバ4とを含む。
【0017】
車両1は、車両1と充電設備2とが充電ケーブル3により電気的に接続された状態において、充電設備2から供給される電力により車載のバッテリ10(図2参照)を充電する「外部充電」が可能に構成されている。本実施の形態において、車両1は電気自動車である。ただし、車両1は、外部充電が可能に構成されていればよく、プラグインハイブリッド車または燃料電池車であってもよい。
【0018】
充電設備2は、たとえば公共の充電スタンド(充電スポットまたは充電ステーションとも呼ばれる)に設置されている。充電設備2は、商用電源から供給される交流電源(たとえば3相200Vの電源)を直流電力に変換し、その直流電力を車両1に供給する。
【0019】
本実施の形態において、充電設備2は、「急速充電」に準拠した充電器である。しかし、充電設備2が対応する充電規格は、急速充電の充電規格に限定されない。充電設備2は、より充電電力が小さく、かつ、交流電力を供給する、いわゆる「普通充電」に準拠した充電設備であってもよい。
【0020】
サーバ4は、車両1を含む多数の車両の外部充電に用いられる各種情報を管理する。車両1とサーバ4とは、双方向の通信が可能に構成されている。これにより、サーバ4は、車両1との間で必要な情報を授受することができる。具体的には、サーバ4は、充電設備2の位置情報を車両1に提供することが可能に構成されている。
【0021】
<車両構成>
図2は、本実施の形態に係る車両1の構成を概略的に示す図である。図1および図2を参照して、車両1は、バッテリ10と、監視ユニット11と、補機バッテリ12と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)20と、パワーコントロールユニット(PCU:Power Control Unit)31と、モータジェネレータ(MG:Motor Generator)32と、動力伝達ギア33と、駆動輪34と、充電リレー40と、DC/DCコンバータ50と、冷却装置60と、電圧センサ71と、電流センサ72と、電力線PL,GLと、インレット73と、車載ネットワーク80と、ナビゲーションシステム81と、通信モジュール82と、スタートスイッチ90と、ECU(Electronic Control Unit)100とを備える。
【0022】
バッテリ10は、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池を含む。バッテリ10は、車両1の走行駆動力を生成するための電力をPCU31へ供給する。また、バッテリ10は、モータジェネレータ32の回生制動により発電された電力により充電されたり、充電設備2からの供給電力により充電されたりする。なお、バッテリ10に代えて、電気二重層キャパシタ等のキャパシタを採用してもよい。バッテリ10は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。
【0023】
監視ユニット11は、バッテリ10の状態を監視する。監視ユニット11は、いずれも図示しないが、電圧センサと、電流センサと、温度センサとを含む。電圧センサは、バッテリ10の電圧VBを検出する。電流センサは、バッテリ10に入出力される電流IBを検出する。温度センサは、バッテリ10の温度(以下、「電池温度」とも記載する)TBを検出する。各センサは、その検出結果をECU100に出力する。ECU100は、各センサによる検出結果に基づいて、バッテリ10のSOC(State Of Charge)を算出できる。
【0024】
補機バッテリ12は、車両1に搭載された様々な補機類に電力を供給する。補機バッテリ12から電力供給を受ける補機類には、冷却装置60のウォーターポンプ61(後述)が含まれる。補機バッテリ12は、バッテリ10からの電力を用いて充電することが可能である。
【0025】
SMR20は、バッテリ10とPCU31との間に電気的に接続されている。SMR20は、ECU100からの制御指令に応じて閉成/開放される。
【0026】
PCU31は、ECU100からの制御指令に従って、バッテリ10とモータジェネレータ32との間で電力変換を行う。PCU31は、バッテリ10から電力を受けてモータジェネレータ32を駆動するインバータと、そのインバータに供給される直流電圧のレベルを調整するコンバータ(いずれも図示せず)と等を含む。
【0027】
モータジェネレータ32は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータ(図示せず)を備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ32は、PCU31に含まれるインバータによって駆動され、駆動軸(図示せず)を回転させる。モータジェネレータ32が出力するトルクが動力伝達ギア33を介して駆動輪34に伝達され、それにより車両1が走行する。また、モータジェネレータ32は、車両1の制動時には駆動輪の回転力を受けて発電する。モータジェネレータ32によって発電された電力は、PCU31を通じてバッテリ10に充電される。
【0028】
充電リレー40は、バッテリ10とDC/DCコンバータ50との間に電気的に接続されている。充電リレー40は、SMR20と同様に、ECU100からの制御指令に応じて閉成/開放される。充電リレー40が閉成され、かつ、SMR20が閉成されると、バッテリ10とDC/DCコンバータ50との間での電力伝送が可能な状態となる。
【0029】
DC/DCコンバータ50は、充電リレー40とインレット73との間に電気的に接続されている。DC/DCコンバータ50は、ECU100からの制御指令に従って、充電設備2から供給される電力をバッテリ10を充電するための電力に変換する。なお、DC/DCコンバータ50は、バッテリ10からの電力を車両外部へ出力するための電力に変換可能に構成されていてもよい。
【0030】
冷却装置60は、ECU100からの制御指令に基づいてDC/DCコンバータ50を冷却する。本実施の形態において、冷却装置60は、DC/DCコンバータ50に加えてバッテリ10を冷却することも可能に構成されている。冷却装置60は、液冷式の冷却装置であり、DC/DCコンバータ50に設置された冷却管(図示せず)に冷却水を流通させるウォーターポンプ61を含む。ただし、冷却装置60の方式は液冷式に限定されず、空冷式であってもよい。この場合には、冷却装置60は、冷却ファンの動作によってDC/DCコンバータ50を冷却する。
(【0031】以降は省略されています)

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