特許 6405644 車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6405644

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/30 20060101AFI20181004BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20181004BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20181004BHJP

   B60W 20/15 20160101ALI20181004BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20181004BHJP

   B60L 11/12 20060101ALI20181004BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20181004BHJP

   H01M 10/6571 20140101ALI20181004BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20181004BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/30 900

   B60W10/08 900

   B60K6/46ZHV

   B60W20/15

   B60L11/18 Z

   B60L11/12

   H01M10/615

   H01M10/6571

   H01M10/625

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-32705(P2014-32705)

(22)【出願日】2014年2月24日

(65)【公開番号】特開2015-157532(P2015-157532A)

(43)【公開日】2015年9月3日

【審査請求日】2016年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】貝原 邦明

(72)【発明者】

【氏名】酒井 宏幸

(72)【発明者】

【氏名】児玉 淳

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 勇也

(72)【発明者】

【氏名】川野 翔平

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２５６２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０４３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１１７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４４８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１４１４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／５０

Ｈ０１Ｍ １０／５２ − １０／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両駆動用の電動機とエンジンに駆動される発電機とを高電圧回路に配し、車両駆動用のバッテリを前記高電圧回路よりも低い電位の中電圧回路に配し、前記車両の補機を前記中電圧回路よりも低い電位の低電圧回路に配するとともに、前記高電圧回路と前記中電圧回路との間に変圧器を介装した車両の制御装置において、
前記高電圧回路の電力で作動し前記バッテリを昇温させるヒータと、
前記ヒータと前記高電圧回路とを接続する回路上に介装され、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータへと出力する変調器と、
前記電動機の消費電力と前記変圧器から前記中電圧回路へ供給される変圧器出力を、前記発電機で発電させる発電機制御部と、
前記変圧器を制御する変圧器制御部と、を備え、
前記バッテリの温度が所定温度未満である場合に、
前記変調器は、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータに出力し、
前記発電機制御部は、前記電動機の消費電力と前記変圧器出力との加算値以上の電力を前記発電機で発電させ、
前記変圧器制御部は、前記変圧器出力が前記車両の補機を駆動するための出力となるように前記変圧器を制御する
ことを特徴とする、車両の制御装置。

【請求項2】

前記変調器は、前記電動機及び前記発電機の出力差に基づき、前記パルス信号のパルス幅を制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両の制御装置。

【請求項3】

前記変調器は、前記発電機の発電電力から前記電動機の消費電力を減じた電力を、前記ヒータに消費させる
ことを特徴とする、請求項１または２記載の車両の制御装置。

【請求項4】

前記変圧器制御部は、前記電動機の消費電力が前記発電機の発電電力を上回る場合に、前記消費電力から前記発電電力を減じた電力を前記バッテリに負担させる
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両駆動用の電動機とエンジン駆動の発電機とを具備したハイブリッド型車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載される車両駆動用のバッテリの性能は、使用環境の温度に応じて変動する。例えば、バッテリ温度が低温であるときの充放電電力は、常温のときよりも低下する。そのため、バッテリのケース内には温度センサや電気ヒータが設けられ、バッテリ温度が所定範囲内となるように管理される。
一方、エンジン駆動の発電機による発電電力とバッテリの蓄電電力とを併用して電動機（車両駆動用モータ）を駆動するハイブリッド車両では、バッテリ温度の低温時に発電電力を電動機の駆動電力に宛がうことができる。そこで、発電機の発電電力を利用して車両を走行させつつ、バッテリを昇温させる技術が提案されている。
例えば、発電電力を電動機と電気ヒータとに供給して、バッテリを昇温させながら車両を走行させることが考えられる。あるいは、バッテリの充放電に伴って発生するジュール熱を利用して、バッテリを昇温させることも考えられる（特許文献１参照）。これらの手法を用いることで、車両の走行性を維持しつつバッテリを昇温させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2012-214142号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、例えばバッテリが氷点下を大幅に下回る極低温環境では、バッテリの充放電特性が大きく低下し、特に充電操作による劣化が進行しやすい。そのため、バッテリが極度に冷えた状態で充放電を繰り返すと、電池寿命が短縮するおそれがある。また、車両の走行中は、たとえ発電機による発電を停止した状態であっても、電動機で生じる回生電力によってバッテリが充電されてしまうことが考えられる。したがって、車両を走行させつつ、バッテリが充電されないように電力の流れを制御することが望まれる。

【0005】

一方、低温のバッテリを電気回路から電気的に切断して充放電ができない状態とすれば、このようなバッテリの劣化は防止される。しかしこの場合、電気回路上からバッテリが切り離されることになるため、バッテリのバッファ効果（電圧変動の抑制効果）を利用することができなくなる。つまり、電気回路上のコンバータ，インバータ類が負荷変動の影響を直接的に被ることになり、動作不良を招くおそれがある。

【0006】

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、バッテリ及び回路上に設けられる接続機器の保護性を向上させつつ車両の走行性を確保した車両の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）ここで開示する車両の制御装置は、車両駆動用の電動機とエンジンに駆動される発電機とを高電圧回路に配し、車両駆動用のバッテリを前記高電圧回路よりも低い電位の中電圧回路に配し、前記車両の補機を前記中電圧回路よりも低い電位の低電圧回路に配するとともに、前記高電圧回路と前記中電圧回路との間に変圧器を介装した車両の制御装置である。
本制御装置は、前記高電圧回路の電力で作動し前記バッテリを昇温させるヒータを備える。また、本制御装置は、前記ヒータと前記高電圧回路とを接続する回路上に介装され、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータに出力する変調器を備える。

【0008】

また、前記電動機の消費電力と前記変圧器から前記中電圧回路へ供給される変圧器出力を、前記発電機で発電させる発電機制御部と、前記変圧器を制御する変圧器制御部と、を備える。ここで、前記バッテリの温度が所定温度未満である場合に、前記変調器は、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータに出力し、前記発電機制御部は、前記電動機の消費電力と前記変圧器出力との加算値以上の電力を前記発電機で発電させ、前記変圧器制御部は、前記変圧器出力が前記車両の補機を駆動するための出力となるように前記変圧器を制御する。
（２）前記変調器は、前記電動機及び前記発電機の出力差に基づき、前記パルス信号のパルス幅を制御することが好ましい。
（３）前記変調器は、前記発電機の発電電力から前記電動機の消費電力を減じた電力を、前記ヒータに消費させることが好ましい。

【0009】

（４）前記変圧器制御部は、前記電動機の消費電力が前記発電機の発電電力を上回る場合に、前記消費電力から前記発電電力を減じた電力を前記バッテリに負担させることが好ましい。

【0010】

なお、前記変圧器は、前記高電圧回路と前記中電圧回路との間での昇圧，降圧を行うものであり、アップ・ダウンコンバータ（アップ・ダウンバータ）とも呼ばれる。また、前記変調器の具体例としては、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式で出力を制御するＰＷＭコントローラ，ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）方式で出力を制御するＰＡＭコントローラ，ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）方式で出力を制御するＰＰＭコントローラなどを用いることができる。

【発明の効果】

【0011】

開示の車両の制御装置によれば、バッテリへの充電を防止しつつ発電機で発生した電力で電動機及びヒータを駆動することができ、かつ、高電圧回路の電力バッファとしてヒータを活用することができ、バッテリ及び接続機器の保護性を向上させつつ車両の走行性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第一実施例の構成を模式的に示す図である。

【図2】低温時制御の手順を説明するためのフローチャートである。

【図3】ヒータの制御手順を説明するためのフローチャートである。

【図4】ヒータの制御手順を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図面を参照して、実施形態としての車両の制御装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

【0014】

［１．車両］
本実施形態の制御装置は、図１に示す車両１０に適用される。この車両１０はシリーズ式ハイブリッド車両であり、パワートレーンにモータ１（電動機），ジェネレータ２（発電機）及びエンジン１１を搭載する。エンジン１１は、ジェネレータ２を駆動して発電させる原動機であり、必要に応じて、エンジン効率の高い回転数領域で運転を継続するように制御される。ジェネレータ２で生成される発電電力は、高電圧回路６を介してモータ１へと直接的に供給可能であり、アップ・ダウンバータ４（変圧器）を介して駆動用バッテリ３（バッテリ）へと充電可能でもある。

【0015】

モータ１は、バッテリ３に蓄えられた充電電力やジェネレータ２で生成された発電電力を用いて車輪を駆動する電動機である。バッテリ３は、高電圧回路６よりも最大電圧が低い中電圧回路７に接続される。バッテリ３には、バッテリ温度を取得する温度センサ１５が設けられる。ここで取得されたバッテリ温度の情報は、後述する電子制御装置９に伝達される。

【0016】

高電圧回路６には、ヒータ１６及びＰＷＭコントローラ１７（変調器）が介装される。ヒータ１６は、バッテリ３を昇温させるための抵抗を内蔵する加熱器であり、例えばバッテリケースに内蔵される。また、ＰＷＭコントローラ１７は、高電圧回路６の直流電流をパルス信号に変調してヒータ１６に出力するものである。ここでは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式で変調されるパルス信号のパルス幅が調節されて、ヒータ１６側に出力される電流（電力）の大きさが自在に制御される。ＰＷＭコントローラ１７の作動状態は、電子制御装置９で制御される。

【0017】

中電圧回路７と高電圧回路６との間の変圧状態は、アップ・ダウンバータ４によって双方向に制御される。また、中電圧回路７上には、中電圧回路７の電力を降圧して低電圧回路８上の各種電装品（補機類）へと供給するダウンバータ５（降圧器）が介装される。上記の各種電装品として、図１に補機バッテリ１２，空調装置１３，電子制御装置９，その他の車載制御装置１４を例示する。

【0018】

上記の高電圧回路６，中電圧回路７，低電圧回路８に関して、各々の回路における最大電圧（電位）は高電圧回路６が最も高く、中電圧回路７の電位は高電圧回路６よりも低く、低電圧回路８が最も低い。高電圧回路６の電圧は、モータ１の駆動電圧やジェネレータ２の発電電圧に応じて変動し、例えば最大で600[V]前後まで上昇しうる。また、中電圧回路７の電圧は、バッテリ３の充放電電圧に応じて変動し、例えば200〜300[V]の範囲内で変動する。一方、低電圧回路８の電圧は、各種電装品の駆動に係る電圧であって、例えば11〜12[V]程度である。

【0019】

本実施形態では、バッテリ温度が所定温度未満である場合に、バッテリ３への充電を防止しつつバッテリ３を昇温させ、かつ、車両１０の走行状態を維持する低温時制御が実施される。バッテリ３の充放電状態は、バッテリ電圧と中電圧回路７の電圧との大小関係によって決定される。例えば、ダウンバータ５の停止時にアップ・ダウンバータ４がバッテリ電圧よりも高圧の電力を高電圧回路６から中電圧回路７へと供給すれば、その電力がバッテリ３に充電される。一方、アップ・ダウンバータ４で生成される電圧がバッテリ電圧よりも低圧であれば、バッテリ３は充電されない。

【0020】

また、ダウンバータ５の作動時であって、低電圧回路８上の各種電装品が負荷として作用する状態では、中電圧回路７側の電力が低電圧回路８側で消費される。このときバッテリ３が充電中であれば、低電圧回路８での消費電力とバッテリ３の充電電力とを加算したものが、高電圧回路６側から入力される電力に相当する。一方、バッテリ３が放電中であれば、低電圧回路８の消費電力は、高電圧回路６側から入力される電力とバッテリ３の放電電力とを加算したものに相当する。

【0021】

したがって、低電圧回路８での消費電力に対して、高電圧回路６側から入力される電力を同一値に設定することで、バッテリ３が充電も放電もしない状態を維持することが可能となる。電子制御装置９は、このような特性を踏まえて、低温制御時におけるジェネレータ２での発電電力やアップ・ダウンバータ４から中電圧回路７に供給される電力を増減制御する。これにより、車両１０のパワートレーンにおける電力の供給状態は、車両１０の走行状態が維持された状態であって、バッテリ３が充電されない状態に制御される。

【0022】

［２．電子制御装置］
電子制御装置９（制御装置）は、パワートレーン内の各種装置を総合的に制御するコンピュータであり、例えばマイクロプロセッサやROM，RAMなどを集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスである。本実施形態では低温時制御のみについて説明する。低温時制御におけるおもな制御対象は、モータ１，ジェネレータ２，エンジン１１，アップ・ダウンバータ４，ダウンバータ５，ＰＷＭコントローラ１７であり、それぞれの作動状態は温度センサ１５で取得されたバッテリ温度に応じて制御される。

【0023】

低温時制御の開始条件は、バッテリ温度が所定温度未満であることである。バッテリ温度が所定温度以上である場合には、バッテリ３の充電電力やジェネレータ２での発電電力を併用しながら車両１０を走行させる通常の制御が実施され、ヒータ１６及びＰＷＭコントローラ１７は非作動とされる。一方、低温時制御では、ジェネレータ２での発電電力を利用して、低電圧回路８上の各種電装品を作動させつつ車両１０を走行させる制御が実施される。これに加えて、モータ１で実際に消費される実モータ消費電力とジェネレータ２で実際に発電される実発電電力との出力差を利用して、ヒータ１６及びＰＷＭコントローラ１７を作動させる制御が実施される。これらの低温時制御の実施中は、バッテリ３のバッファ効果を考慮して、バッテリ３が中電圧回路７から切断されていない状態が維持される。

【0024】

電子制御装置９には、低温時制御を実施するための機能要素として、電動機制御部９Ａ，発電機制御部９Ｂ，変圧器制御部９Ｃ，降圧器制御部９Ｄ，ヒータ制御部９Ｅ（変調器制御部）が設けられる。これらの要素は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、あるいはソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

【0025】

電動機制御部９Ａは、モータ１で消費される電力（消費電力，目標モータ出力）が、運転者の要求出力に対応する大きさとなるように、モータ１の作動状態を制御する機能を持つ。モータ出力の大きさは、例えばアクセルペダルの踏み込み量や車速，路面勾配，外気温，外気圧などに基づいて算出，設定される。また、電動機制御部９Ａは、モータ１で実際に消費された実モータ消費電力を算出する機能を持つ。実モータ消費電力は、前回の演算周期で算出された要求出力やモータ１の実回転速度，実トルクなどに基づいて算出される。要求出力及び実モータ消費電力の算出，設定手法には、公知の各種手法を適用することができる。

【0026】

発電機制御部９Ｂは、ジェネレータ２及びエンジン１１の作動状態を制御することで発電電力を増減させる機能を持つ。低温時制御下でのジェネレータ２での発電電力（ジェネレータ出力）の大きさは、少なくとも、モータ１の消費電力とアップ・ダウンバータ４が中電圧回路７側に供給する出力電力との加算値以上の値とされる。本実施例では、モータ１の消費電力とアップ・ダウンバータ出力との加算値が、発電電力の大きさとして設定される。これにより、低温時制御下でのモータ１は、ジェネレータ２の発電電力のみを用いて回転駆動されることになり、バッテリ３の電力の持ち出しが防止される。
また、発電機制御部９Ｂは、ジェネレータ２で実際に生成された実発電電力を算出する機能を持つ。実発電電力は、前回の演算周期で算出された発電電力やジェネレータ２の実回転速度，実トルク，エンジン１１の実回転速度，実トルクなどに基づいて算出される。発電電力及び実発電電力の算出手法には、公知の各種手法を適用することができる。

【0027】

変圧器制御部９Ｃは、アップ・ダウンバータ４の作動状態を制御して、高電圧回路６側から中電圧回路７側に供給される出力電力（アップ・ダウンバータ出力，変圧器出力）の大きさを増減させる機能を持つ。低温時制御下におけるアップ・ダウンバータ４の出力電力の大きさは、基本的にはダウンバータ５が低電圧回路８側に供給する出力電力と同一値とされる。つまり、低温時制御下では、低電圧回路８側で消費される電力が中電圧回路７に供給されるように、アップ・ダウンバータ４の出力電力の大きさが制御される。これにより、中電圧回路７に接続されたバッテリ３は充放電がなされない状態となり、そのバッファ効果が獲得される。

【0028】

また、変圧器制御部９Ｃは、低温時制御下で実発電電力が実モータ消費電力を下回る場合に、不足分の電力をバッテリ３から持ち出す機能を持つ。不足分の電力は、実モータ消費電力から実発電電力を減じることで求められる。また、ダウンバータ出力から不足分の電力を減じたものをアップ・ダウンバータ出力とすることで、バッテリ３から不足分の電力が持ち出される。このように、低電圧回路８側で消費される電力よりも若干少ない電力が中電圧回路７に供給されるように、アップ・ダウンバータ４の出力電力の大きさを制御することで、バッテリ３が微小放電状態となる。なお、実発電電力が実モータ消費電力を下回る場合であっても、不足分の電力を高電圧回路６内で賄うことができるときには（例えば、ヒータ１６の発熱電力がその直前まで大きかった場合には）、バッテリ３の放電は不要であり、アップ・ダウンバータ４の出力電力をダウンバータ５の出力電力に一致させてもよい。

【0029】

降圧器制御部９Ｄは、中電圧回路７側から低電圧回路８側に供給される出力電力（ダウンバータ出力，降圧器出力）の大きさが各種電装品の要求出力に対応する大きさとなるように、ダウンバータ５の作動状態を制御する機能を持つ。各種電動品の要求出力は、その時点で作動している電装品の種類や、各電装品の作動状態などに基づいて算出，設定される。この要求出力の算出，設定手法に関しても、公知の各種手法を適用することができる。

【0030】

ヒータ制御部９Ｅは、低温時制御下において、高電圧回路６からＰＷＭコントローラ１７を介してヒータ１６側に供給される電力（すなわち、ヒータ１６の発熱電力）を制御する機能を持つ。ここでは、ジェネレータ２で実際に生成された実発電電力と、モータ１で実際に消費された実モータ消費電力との出力差に基づいて、ヒータ１６で消費される電力が「発熱電力」として算出される。出力差に基づく発熱電力の算出手法として、二つの算出手法を説明する。

【0031】

第一の手法は、実発電電力から実モータ消費電力を減じた電力を発熱電力とするものである。この手法は演算が容易であり制御構成を簡素化できる。しかし、実発電電力と実モータ消費電力とが一致するときには、ヒータ１６が通電されない。また、実発電電力が実モータ消費電力未満になったときには高電圧回路６の電力が不足することになり、バッテリ３から不足分の電力を持ち出すことになる。

【0032】

第二の手法は、低温時制御中は常にヒータ１６で所定の基準電力を消費させておき、実モータ消費電力から発電電力を減じた電力と基準電力との加算値を、ヒータ１６での発熱電力として算出するものである。つまり、実モータ消費電力と発電電力との出力差の変動幅をカバーすべく、ヒータ１６の通電量を予め設定しておく。この場合、ジェネレータ２の実発電電力に対してモータ１の実モータ消費電力が相対的に小さい場合には、余剰の出力差が大きいほどヒータ１６の発熱電力を増大させればよい。反対に、ジェネレータ２の実発電電力に対してモータ１の実モータ消費電力が相対的に大きい場合には、不足の出力差が大きいほどヒータ１６の発熱電力を減少させればよい。

【0033】

なお、第二の手法において、ヒータ１６の発熱電力がゼロを下回る場合には、不足する電力をバッテリ３からの持ち出し電力で補うこととしてもよい。つまり、モータ１の消費電力がジェネレータ２の発電電力を上回る場合には、不足分の電力をバッテリ３に負担させてもよい。バッテリ低温時には、たとえ僅かな電力であっても充電することは望ましくないが、放電に関しては、僅かな電力であれば許容される。このようなバッテリ特性を利用して、高電圧回路６の電圧変動を解消するための電力のみをバッテリ３に負担させることとしてもよい。

【0034】

［３．フローチャート］
図２は、低温時制御の手順を例示するフローチャートである。図２のフローは、各種接続機器の目標となる出力を算出し、制御を実施するフローである。このフローは、例えば車両１０のメイン電源がオンのときに繰り返し実施される。エンジン１１は、始動している状態であるものとする。まず、電動機制御部９Ａでは、目標とするモータ出力が算出され（ステップＡ１）、降圧器制御部９Ｄでは、各種電装品の要求出力がダウンバータ出力として算出される（ステップＡ２）。

【0035】

バッテリ温度が所定温度未満であるとき（ステップＡ３）、変圧器制御部９Ｃでは、ダウンバータ出力と同一値の出力がアップ・ダウンバータ出力として算出される（ステップＡ４）。そして、発電機制御部９Ｂでは、モータ出力とアップ・ダウンバータ出力との加算値が発電電力として算出され（ステップＡ５）、その後、モータ１，ジェネレータ２，アップ・ダウンバータ４，ダウンバータ５といった各種接続機器の動作が制御される（ステップＡ６）。一方、バッテリ温度が所定温度以上であれば、通常の制御が実施される（ステップＡ７）。通常の制御の具体的な内容については公知技術を適用することができ、説明を省略する。

【0036】

図３は、第一の手法を用いてヒータ１６を制御する場合のフローであり、図２のフローと並行して繰り返し実行される。まず、電動機制御部９Ａにおいてモータ１の実モータ消費電力が算出されるとともに（ステップＢ１）、発電機制御部９Ｂにおいてジェネレータ２の実発電電力が算出される（ステップＢ２）。実発電電力が実モータ消費電力以上であるとき（ステップＢ３）、ヒータ制御部９Ｅでは、実発電電力から実モータ消費電力を減じた電力がヒータ１６の発熱電力として算出される（ステップＢ４）。そして、この発熱電力がヒータ１６で消費されるように、ＰＷＭコントローラ１７から出力されるパルス信号のパルス幅が制御される（ステップＢ５）。

【0037】

また、実発電電力が実モータ消費電力未満であるとき、ヒータ１６の発熱電力がゼロ以下となるため、ＰＷＭコントローラ１７は非作動とされる。一方、変圧器制御部９Ｃでは、実モータ消費電力から実発電電力を減じた電力が不足電力として算出される（ステップＢ６）。そして、この不足電力がバッテリ３から出力されるように、ダウンバータ出力から不足電力を減じたものがアップ・ダウンバータ出力として算出され、アップ・ダウンバータ４が制御される（ステップＢ７）。これにより、不足分の電力がバッテリ３から持ち出され、高電圧回路６のモータ１や低電圧回路８の各種補機類の駆動に使用される。

【0038】

図４は、第二の手法を用いてヒータ１６を制御する場合のフローであり、図２のフローと並行して繰り返し実行される。まず、電動機制御部９Ａにおいてモータ１の実モータ消費電力が算出されるとともに（ステップＣ１）、発電機制御部９Ｂにおいてジェネレータ２の実発電電力が算出される（ステップＣ２）。一方、ヒータ制御部９Ｅではヒータ１６の基準電力が算出される（ステップＣ３）。基準電力の値は、予め設定された固定値であってもよいし、車両１０の走行状態やバッテリ温度に応じて設定される可変値であってもよい。

【0039】

実発電電力及び基準電力の加算値が実モータ消費電力以上であるとき（ステップＣ４）、ヒータ制御部９Ｅでは、実発電電力及び基準電力の加算値から実モータ消費電力を減じた電力がヒータ１６の発熱電力として算出される（ステップＣ５）。そして、この発熱電力がヒータ１６で消費されるように、ＰＷＭコントローラ１７から出力されるパルス信号のパルス幅が制御される（ステップＣ６）。これにより、ヒータ１６で実際に消費される電力は、実発電電力と実モータ消費電力との電力差に応じて変動する。また、仮に実発電電力が不足した場合であってもその分、基準電力が削減されてモータ１の駆動に宛がわれるため、高電圧回路６内の電力収支が均衡する。

【0040】

実発電電力及び基準電力の加算値が実モータ消費電力未満であるとき、ヒータ１６の発熱電力がゼロ以下となるため、ＰＷＭコントローラ１７は非作動とされる。また、変圧器制御部９Ｃでは、実モータ消費電力から実発電電力と基準電力とを減じた電力が不足電力として算出される（ステップＣ７）。そして、この不足電力がバッテリ３から出力されるように、ダウンバータ出力から不足電力を減じたものがアップ・ダウンバータ出力として算出され、アップ・ダウンバータ４が制御される（ステップＣ８）。これにより、不足分の電力がバッテリ３から持ち出され、高電圧回路６のモータ１や低電圧回路８の各種補機類の駆動に使用される。

【0041】

［４．効果］
（１）上記の電子制御装置９では、高電圧回路６の直流電流をＰＷＭコントローラ１７でパルス信号に変調してヒータ１６に供給することで、高電圧回路６の電力を利用したバッテリ３の昇温が可能となり、バッテリ３の充放電状態に依存することなくバッテリ３を昇温させることができる。
また、ＰＷＭコントローラ１７で変調されるパルス信号のパルス幅を調節することで、ヒータ１６で消費される発熱電力が自在に変更可能であることから、ヒータ１６を高電圧回路６の電力バッファとして使用することができる。これにより、モータ１及びジェネレータ２の負荷変動に伴う高電圧回路６の電圧変動を吸収することができ、各種接続機器の動作不良の発生を防止することができる。さらに、低温時制御の実施中であっても、バッテリ３が中電圧回路７から切断された状態にはならないため、中電圧回路７のバッファ効果を確保することができ、アップ・ダウンバータ４やダウンバータ５の保護性を向上させることができる。

【0042】

（２）上記の電子制御装置９では、バッテリ温度が所定温度未満である場合に、高電圧回路６の電力でヒータ１６が駆動される。これにより、バッテリ３の低温時における充放電を防止しつつ、バッテリ３を早期に昇温させることができ、バッテリ３の保護性を向上させることができる。なお、バッテリ温度が所定温度以上まで昇温した後は、高電圧回路６の電圧変動をバッテリ３で吸収することで、各種接続機器の動作不良の発生を防止することができる。

【0043】

（３）上記の電子制御装置９では、モータ１及びジェネレータ２の出力差に基づいて、ＰＷＭコントローラ１７で変調されるパルス信号のパルス幅が制御される。つまり、モータ１及びジェネレータ２の出力差に基づいて、ヒータ１６で消費される発熱電力の大きさが決定される。このような制御により、高電圧回路６内における電力の過不足を解消することができる。また、モータ１及びジェネレータ２のそれぞれの出力が不安定であっても、高電圧回路６内の電力収支を均衡させることができ、電力バッファ効果を確保しつつバッテリ３を昇温させることができる。

【0044】

（４）特に、上記のヒータ制御部９Ｅでは、ジェネレータ２の実発電電力からモータ１の実モータ消費電力を減じた電力が、ヒータ１６の発熱電力として算出される。このような演算により、モータ１とジェネレータ２との出力差の変動をヒータ１６の消費電力で精度よく相殺することができ、高電圧回路６のバッファ効果を確保しつつバッテリ３を昇温させることができる。

【0045】

（５）上記の電子制御装置９では、低温時制御下でのジェネレータ２での発電電力の大きさが、少なくとも、モータ１の消費電力とアップ・ダウンバータ４が中電圧回路７側に供給する出力電力との加算値以上の値とされる。また、低温時制御下におけるアップ・ダウンバータ４の出力電力の大きさは、ダウンバータ５が低電圧回路８側に供給する出力電力と同一値とされる。これらのような出力設定により、車両１０の走行に係る各種補機類が設けられる低電圧回路８側での要求電力をジェネレータ２の出力で賄うことができ、バッテリ３の保護性をさらに向上させることができる。

【0046】

（６）上記の変圧器制御部９Ｃは、実発電電力が実モータ消費電力を下回る場合に、不足分の電力をバッテリ３から持ち出す機能を持つ。このように、高電圧回路６の電圧変動を解消するための電力を一時的にバッテリ３に負担させることで、バッテリ３の保護性を大きく損なうことなく、モータ１及びジェネレータ２の動作を安定させることができる。

【0047】

上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

【0048】

上述の実施形態では、ヒータ１６に供給され電流（電力）をＰＷＭコントローラ１７で制御するものを例示したが、これに代えて（あるいは加えて）ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）方式で出力を制御するＰＡＭコントローラや、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）方式で出力を制御するＰＰＭコントローラなどを用いることができる。少なくとも、高電圧回路６内の高電圧の電力をヒータ１６の抵抗値に適合するように変調するものであれば、任意のコントローラや電子回路，半導体装置を適用することができる。

【0049】

上記の低温時制御は、単一の電子制御装置９内で制御が実施されることを前提として説明したが、車両１０に搭載される各種制御装置に機能を分散させて制御を実施させてもよい。例えば、エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ，モータ１を制御するモータＥＣＵなどを備えた車両１０の場合、各ＥＣＵに発電機制御部９Ｂ，電動機制御の９Ａを分散して配置してもよい。また、バッテリ温度を取得するための具体的な構成に関しても同様であり、バッテリ３の状態を管理するバッテリＥＣＵで演算されたバッテリ温度を用いて低温時制御の開始条件を判断してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ モータ（電動機）
２ ジェネレータ（発電機）
３ バッテリ（駆動用バッテリ）
４ アップ・ダウンバータ（変圧器）
６ 高電圧回路
７ 中電圧回路
９ 電子制御装置
９Ｂ 発電機制御部
９Ｃ 変圧器制御部
９Ｅ ヒータ制御部（変調器制御部）
１０ 車両
１５ 温度センサ
１６ ヒータ
１７ ＰＷＭコントローラ（変調器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】