特開 2024-175597 電動車両制御方法および電動車両制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175597

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】電動車両制御方法および電動車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/00 20190101AFI20241211BHJP

【ＦＩ】

B60L3/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093503

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】成田 定治

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125BC06

5H125CD02

5H125CD07

5H125EE51

(57)【要約】

【課題】ハーネスの昇温を抑制しつつ、使用者に違和感や不満が生じることを抑制する。
【解決手段】バッテリ６から電力が供給される駆動モータ３を備える電動車両を制御する電動車両制御方法において、コントローラ７が、バッテリ６と駆動モータ３とを電気的に接続するハーネス８１の温度を推定し、ハーネス８１の推定温度が第１閾値Ｔｔｈ１に達したら、推定温度が高くなるほどバッテリ６の入出力の上限を低下させる第１制限を開始し、推定温度が第１閾値Ｔｔｈ１よりも高い第２閾値Ｔｔｈ２に達したら、第１制限から、バッテリ６の出力を駆動モータ３の出力が退避走行用の出力になる値に制限する第２制限へ切り替えることを特徴とする、電動車両制御方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリから電力が供給される駆動モータを備える電動車両を制御する電動車両制御方法において、
コントローラが、
前記バッテリと前記駆動モータとを電気的に接続するハーネスの温度を推定し、
前記ハーネスの推定温度が第１閾値に達したら、前記推定温度が高くなるほど前記バッテリの入出力の上限を低下させる第１制限を開始し、
前記推定温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値に達したら、前記第１制限から、前記バッテリの出力を前記駆動モータの出力が退避走行用の出力になる値に制限する第２制限へ切り替えることを特徴とする、電動車両制御方法。

【請求項2】

請求項１に記載の電動車両制御方法において、
前記電動車両は、車両前面に開口するグリルに配置されるグリルシャッターを備え、
前記コントローラは、
前記グリルシャッターを原則的に閉状態とし、エンジンルーム内に配置された冷却用補機の冷却要求に応じて開状態にするシャッター制御を行い、
さらに、前記推定温度として、前記グリルシャッターが閉状態の場合の閉状態推定温度と、前記グリルシャッターが開状態の場合の開状態推定温度と、を推定し、
前記グリルシャッターが閉状態の場合には、前記第１閾値及び前記第２閾値と比較する前記推定温度として前記閉状態推定温度を用い、
前記閉状態推定温度が前記第２閾値に達したら、前記冷却要求の如何にかかわらず前記グリルシャッターを開状態にし、かつ前記第１閾値及び前記第２閾値と比較する前記推定温度を前記閉状態推定温度から前記開状態推定温度に切り替える、電動車両制御方法。

【請求項3】

請求項２に記載の電動車両制御方法において、
前記コントローラは、前記閉状態推定温度と前記開状態推定温度との切り替えにより前記バッテリの使用可能出力に変化が生じる場合には、変化速度を予め設定した上限速度に制限する、電動車両制御方法。

【請求項4】

請求項１に記載の電動車両制御方法において、
前記コントローラは、前記第１制限の実行中には、前記ハーネスが高温になっているために入出力が制限されていることを、故障時とは異なる形態でインストゥルメントパネル内に表示する、電動車両制御方法。

【請求項5】

請求項４に記載の電動車両制御方法において、
前記コントローラは、前記第１制限の実行中には、インストゥルメントパネル内のパワーメータ上に使用不可能な入出力領域を表示する、電動車両制御方法。

【請求項6】

バッテリと、前記バッテリから供給される電力によって駆動される駆動源としての駆動モータと、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置において、
前記バッテリと前記駆動モータとを電気的に接続するハーネスの温度を推定する温度推定部と、
前記ハーネスの推定温度が第１閾値に達したら、前記推定温度が高くなるほど前記バッテリの入出力の上限を低下させる第１制限を開始する第１制限処理部と、
前記推定温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値に達したら、前記第１制限から、前記バッテリの出力を前記駆動モータの出力が退避走行用の出力になる値に制限する第２制限へ切り替える第２制限処理部と、
を備えることを特徴とする、電動車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両制御方法および電動車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリからワイヤーハーネス（以下、「ハーネス」又は「電線」ということもある。）を介して駆動モータやその他の電気機器に電力を供給する電動車両においては、駆動モータ等への供給電力が大きいほどハーネスの温度が上昇し易い。ハーネスの耐熱温度は、一般的に想定される走行状況、例えば高速道路での本線合流時の加速や追い越し加速等、における温度上昇に基づいて設定されているので、これらの走行状況においてハーネスの温度が耐熱温度を超える可能性は低い。ただし、例えば高速道路において高車速領域での全開加速が連続して繰り返されるような走行状況では、ハーネスの温度が耐熱温度を超えてしまうおそれがある。ハーネスを太くする等して耐熱温度を高めることも可能ではあるが、これによりハーネスの重量が重くなり、コストも上昇する。そして、高車速領域での全開加速を連続して繰り返すような走行状況になる機会は稀であり、このような走行状況に対応するために耐熱温度を高めることは、車両の軽量化及びコストの観点から好ましくない。特許文献１には、電線の推定温度が上限温度以上となった場合には電源から負荷としての後輪用の駆動モータへの電力の供給を停止することで、電線を保護する制御が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許４６２４４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記文献に記載の制御のように、電線の温度が上限温度を超えた場合に後輪用の駆動モータへの電力供給を停止してしまうと、車両の要求トルクに対して十分な駆動力を得られなくなり、ドライバ等に違和感や不満を与えるおそれがある。

【0005】

そこで本発明は、ハーネスの昇温を抑制しつつ、使用者に違和感や不満が生じることを抑制できる電動車両の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、バッテリから電力が供給される駆動モータを備える電動車両を制御する電動車両制御方法が提供される。この方法において、コントローラは、バッテリと駆動モータとを電気的に接続するハーネスの温度を推定し、ハーネスの推定温度が第１閾値に達したら、推定温度が高くなるほどバッテリの入出力の上限を低下させる第１制限を開始し、推定温度が第１閾値よりも高い第２閾値に達したら、第１制限から、バッテリの出力を駆動モータの出力が退避走行用の出力になる値に制限する第２制限へ切り替える。

【0007】

本発明の別の態様によれば、バッテリと、バッテリから供給される電力によって駆動される駆動源としての駆動モータと、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置が提供される。この装置は、バッテリと駆動モータとを電気的に接続するハーネスの温度を推定する温度推定部と、ハーネスの推定温度が第１閾値に達したら、推定温度が高くなるほどバッテリの入出力の上限を低下させる第１制限を開始する第１制限処理部と、推定温度が第１閾値よりも高い第２閾値に達したら、第１制限から、バッテリの出力を駆動モータの出力が退避走行用の出力になる値に制限する第２制限へ切り替える第２制限処理部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

上記態様によれば、ハーネスの昇温を抑制しつつ、使用者に違和感や不満が生じることを抑制できる電動車両の制御方法及び制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、電動車両の制御装置の概略構成図である。

【図2】図２は、ハーネス保護のための制御を説明する図である。

【図3】図３は、ハーネス温度が変化する状況における、ハーネスを流れる電流値を説明する図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図5】図５は、インストゥルメントパネルに表示されるパワーメータの一例を示す図である。

【図6】図６は、図４の制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートの一例である。

【図7】図７は、図４の制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートの他の例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

【0011】

図１は、本発明の実施形態を適用する電動車両の制御装置１００の概略構成図である。電動車両は、バッテリ装置６から供給される電力によって駆動モータ３を回転させて走行する、いわゆるＢａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ＢＥＶ）である。

【0012】

制御装置１００は、駆動モータ３と、インバータ３１と、バッテリ装置６と、コントローラ７と、車室空調装置用のコンプレッサ９１と、冷却用補機としてのモータ用熱交換器１と、空調用熱交換器２と、グリルシャッター４と、を備える。

【0013】

駆動モータ３は三相交流モータであり、インバータ３１を介してバッテリ装置６と電気的に接続されている。駆動モータ３は、バッテリ装置６からの供給電力によって駆動力を発生し、図示しない駆動輪（前輪）を回転させる。なお、駆動モータ３は、車両の減速時には発電機として機能し、車両の減速エネルギーを電力として回生する。回生電力はインバータ３１を介してバッテリ装置６（バッテリ６１、６２）に充電される。

【0014】

インバータ３１は、駆動モータ３及びバッテリ装置６を電気的に接続する。インバータ３１は、バッテリ装置６からの直流電力を交流に変換して駆動モータ３に供給する駆動インバータである。

【0015】

バッテリ装置（車両電機機器）６は、二次電池であるバッテリ６１、６２と、リレー６３と、ＳＤスイッチ６４等を含むバッテリパックである。バッテリ６１、６２は、蓄えられた電力を駆動モータ３に供給する強電バッテリである。また、バッテリ６１とバッテリ６２は、ＳＤスイッチ６４を介して電気的に接続されている。

【0016】

リレー６３は、バッテリ６１、６２と駆動モータ３とを接続する配線上のバッテリ６１、６２近傍に設置される。リレー６３は、バッテリ６１、６２と駆動モータ３とを導通させる状態（オン状態）、及び電気的に遮断する状態（オフ状態）が切り替わるように開閉可能に設けられる。

【0017】

ＳＤスイッチ６４は、緊急時等に手動または自動でバッテリ６１、６２の回路をオフにするスイッチであり、バッテリ６１とバッテリ６２とを電気的に接続する配線上に設けられる。

【0018】

なお、バッテリ装置６には、バッテリ６１、６２の電流値を検出する電流センサ（図示しない）が設けられている。当該電流センサにより検出された電流値は、後述するコントローラ７に送信される。

【0019】

コントローラ７は、例えば車両コントロールモジュール（ＶＣＭ：ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｕｌｅ）であり、電動車両全体の電力の受給や駆動モータ３の動作等を統合的に制御する。

【0020】

コントローラ７は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ７を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ７は特定のプログラムを実行することにより、制御装置１００全体を制御するための処理を実行する。例えば、コントローラ７は、温度推定部、第１制限処理部、及び第２制限処理部として機能することで、後述するハーネス保護のための制御を実行する。

【0021】

なお、駆動モータ３にはレゾルバやエンコーダ等の回転数検出装置が備え付けられており、当該回転数検出装置が駆動モータ３の回転数を検出する。検出されたモータ回転数は、コントローラ７に送信される。

【0022】

また、駆動モータ３とインバータ３１の間には、電流センサ（図示しない）が設置されている。当該電流センサは駆動モータ３の交流電流を検出し、検出された電流値は、コントローラ７に送信される。電流センサは、三相交流電流のそれぞれを検出してもよく、また、任意の二相の電流を検出し、残りの一相の電流はコントローラ７により演算して求めてもよい。

【0023】

また、インバータ３１のＤＣ端側には、電圧センサ（図示しない）が付設されており、当該電圧センサは、インバータ３１のＤＣ端電圧を検出する。検出された電圧値は、コントローラ７に送信される。

【0024】

コンプレッサ９１は、車室空調装置で用いる冷媒を圧縮するものである。空調用熱交換器２は、コンプレッサ９１で圧縮されることで温度上昇した冷媒を空気との熱交換により冷却するものである。

【0025】

モータ用熱交換器１は、駆動モータ３を冷却する冷却液を空気との熱交換により冷却するものである。

【0026】

グリルシャッター４は、車両前方に開口するグリル（図示せず。）に開閉可能に配置される。グリルシャッター４の開閉はコントローラ７により行われる。

【0027】

空調用熱交換器２及びモータ用熱交換器１は、グリルを通過した走行風が当たるように、エンジンルーム内のグリル付近に配置されている。

【0028】

グリルシャッター４は、閉状態を基本状態として、空調用熱交換器２及びモータ用熱交換器１の冷却要求がある場合には開状態に制御される。ここでいう冷却要求とは、グリルシャッター４が閉状態のままでは空調用熱交換器２又はモータ用熱交換器１の冷却性能を確保できない場合にコントローラ７が生成する要求である。例えば、外気温が４０℃を超える状況では、エンジンルーム内の空気も高温となっているため、グリルシャッター４が閉じたままでは空調用熱交換器２が十分な冷却機能を発揮できない。このような場合にコントローラ７は冷却要求を生成する。

【0029】

また、閉状態を基本状態とするのは、走行風をエンジンルーム内に流入させずに車体に沿って流すことで車体の空気抵抗を低減させて、燃費性能の向上を図るためである。一方、グリルシャッター４を開状態にすると、空気抵抗は増大するものの、エンジンルーム内の空気よりも低温の外気をグリルから導入し、これと空調用熱交換器２及びモータ用熱交換器１とを熱交換させることで、冷却性能を確保できる。

【0030】

次に、制御装置１００の配線の詳細について説明する。

【0031】

インバータ３１とバッテリ６１、６２とは、バスバー８３、バスバー８４、及びバスバー８３とバスバー８４とを連結する２本のハーネス８１によって電気的に接続されている。バスバー８４上のバッテリ６１、６２近傍には、リレー６３が設けられている。これにより、駆動モータ３の回生電力は、ハーネス８１を介してバッテリ６１、６２に充電される。バッテリ６１、６２に充電された電力は、ハーネス８１を介して駆動モータ３に供給される。

【0032】

コンプレッサ９１及びその他の車両電機機器（補機）は、ハーネス８５を介してバスバー８３に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２等のその他の車両電機機器（補機）を、ハーネス８６を介してバスバー８４に接続してもよい。

【0033】

このように、電動車両の制御装置１００では、バッテリ６１、６２と駆動モータ３とを、強電ハーネス（ハーネス８１）を用いて接続している。しかしながら、ハーネスの被覆（架橋ポリエチレン、シリコンゴム等）には耐熱温度の制約があり、ハーネスを通過する電力が大きいと、ハーネスの温度が上昇し、ハーネスの被覆の耐熱温度（以下、ハーネスの耐熱温度と称する。）を超えてしまうおそれがある。例えば、高速道路において高車速領域での全開加速が繰り返されるような走行状況では、ハーネス８１を大きな電流が繰り返し通過することになり、ハーネス８１が昇温して耐熱温度を超えてしまうおそれがある。なお、配線のすべてにバスバーを用いれば、耐熱温度の制約はほとんど無くなるが、配線距離が長い（例えば数ｍ）箇所では、加工性や取り回し性の問題から、バスバーのみを用いることは難しい。

【0034】

これに対し、ハーネスを保護するために、ハーネス８１の温度が上限温度を超えた場合に、駆動モータ３の出力を制限すると、車両の要求トルクに対して、十分な駆動力を得られず、使用者に違和感や不満を与えるおそれがある。

【0035】

一方、ハーネスを太くして、耐熱温度を高めることも可能だが、ハーネスの重量が重くなり、車両の軽量化等の観点から好ましくなく、また、コストがかかるという問題もある。そもそもハーネスの耐熱温度が問題になるまで高車速領域での全開加速を繰り返し行えるような走行状況になる機会は稀である。このような限られた場面のために、重量増やコスト増を招いてまで耐熱温度を高めることは好ましくない。

【0036】

そこで本実施形態では、ハーネス８１の温度を推定し、推定温度が耐熱温度より低い第１閾値に達したら、推定温度が高くなるほどバッテリ装置６の入出力を低下させる第１制限を開始する。なお、第１制限における温度上昇に対する制限値の傾きについては後述する。そして、推定温度がさらに上昇して第１閾値より高い第２閾値に達したら、第１制限から、駆動モータ３の出力を退避走行用の出力に制限する第２制限へと切り替える。

【0037】

図２は、本実施形態によるハーネス保護のための制御を説明する図である。図２の横軸はハーネス８１の推定温度［ｄｅｇＣ］、縦軸はバッテリ装置６の使用可能出力［ｋＷ］である。また、Ｐｆｕｌｌは出力制限がない状態における使用可能出力、Ｐｌｉｍｐは退避走行用の出力、Ｔｔｈ１はハーネス温度の第１閾値、Ｔｔｈ２はハーネス温度の第２閾値、Ｔｍａｘはハーネス８１の限界温度、を意味する。

【0038】

第１閾値Ｔｔｈ１は、一般的に想定される使用状況において到達することが想定されるハーネス温度の上限Ｔｓｕｔ（例えば高速道路における全開加速中の温度）よりも１０～１５℃程度高い温度である。第２閾値Ｔｔｈ２は、第１閾値Ｔｔｈ１より５℃程度高く、かつ後述する限界温度Ｔｍａｘより５℃程度低い温度である。限界温度Ｔｍａｘは、ハーネス８１の耐熱温度の限界値か、ハーネス８１の耐熱温度よりも少しだけ低い、耐熱温度付近の温度である。なお、ハーネス８１の温度は、後述するようにハーネス８１を流れる電流値から推定される。

【0039】

退避走行用の出力Ｐｌｉｍｐは、例えば、駆動モータ３に退避走行に必要な駆動力を発生させることが可能であり、かつ、退避走行中にハーネス温度が出火温度まで上昇することがない出力である。

【0040】

ハーネス温度が第１閾値Ｔｔｈ１より低い領域（領域Ｒ０）では、コントローラ７は使用可能出力を制限しない。

【0041】

ハーネス温度が第１閾値Ｔｔｈ１以上かつ第２閾値未満の領域（領域Ｒ１）では、コントローラ７は、ハーネス温度が高くなるほど使用可能出力を小さくする第１制限を行う。このように制限すれば、ハーネス温度が低下して領域Ｒ０に戻る可能性がある。

【0042】

なお、電動車両の駆動システムを、最高速度近傍では駆動システムの最大出力が出ない構成にしておくことで、第１制限の開始後もしばらくは最高速度で走行可能である。

【0043】

また、使用可能出力の制限開始により負の加速度が生じる可能性があるが、制限開始に伴う使用可能出力の変化速度を制限することで、使用者が違和感や不満を覚えることがない程度（例えば、０．０３Ｇ以下）の加速度に抑えることができる。

【0044】

ハーネス温度が第２閾値以上かつ限界温度Ｔｍａｘ未満の領域（領域Ｒ２）では、コントローラ７は、使用可能出力を退避走行用の出力Ｐｌｉｍｐに制限する第２制限を行う。本来であれば、第１制限を行えば第２閾値に到達する可能性は低いので、ハーネス温度が第２閾値以上になるということは、実際には使用可能出力がコントローラ７の指示通りに制限されていない可能性がある。そこで、駆動モータ３の出力を退避走行用の出力に制限する。

【0045】

ハーネス温度が限界温度Ｔｍａｘ以上の領域（領域Ｒ３）では、コントローラ７はリレーカットによりバッテリ装置６の入出力を停止させる。

【0046】

図３は、ハーネス温度が領域Ｒ０からＲ２へと遷移する走行状況において、コントローラ７が上述した第１制限及び第２制限を行った場合の、ハーネス８１を流れる電流値を説明するための図である。図の横軸は電流値［Ａ］、縦軸は時間［ｓｅｃ］である。ハーネス温度が領域Ｒ０からＲ２へと遷移する走行状況とは、例えば、速度無制限の高速道路において、８０ｋｍ/ｈから全開加速をして、１６０ｋｍ/ｈに到達したら８０ｋｍ/ｈまで減速する、という走行パターンを３０分以上継続して繰り返す状況である。

【0047】

図中の実線Ａは本実施形態の制御を実行した場合のハーネス８１の電流値、一点鎖線Ｂは第１制限開始ライン、二点鎖線Ｃはハーネス発煙ライン、一点二鎖線Ｄは退避走行用上限電流値、長破線Ｅはフューズ溶断特性線、をそれぞれ示している。二点鎖線Ｃは、ハーネス８１の仕様に応じて定まる、発煙するおそれのある電流値である。一点鎖線Ｂは、二点鎖線Ｃに対して電流センサの検出誤差を織り込んだものである。

【0048】

タイミングｔ１までは、実線Ａの電流値は一点鎖線Ｂの電流値よりも低いので、第１制限は行われない。実線Ａが一点鎖線Ｂに到達した（つまりハーネス温度が第１閾値Ｔｔｈ１に到達した）タイミングｔ１以降に第１制限を行わないと、図中に短破線で示したように電流値は二点鎖線Ｃを超えてしまい、ハーネス８１から発煙するおそれがある。しかし本実施形態では、タイミングｔ１において第１制限を開始するので、それ以降も電流値（実線Ａ）が一点鎖線Ｂを超えることはない。なお、第１制限を行ってもハーネス８１が昇温し続けて第２閾値Ｔｔｈ２に到達したら、それ以降の電流値は一点二鎖線Ｄ上を推移する。

【0049】

ところで、本実施形態の電動車両はグリルシャッター４を備える。グリルシャッター４を開状態にすると、走行風がエンジンルーム内に流入することにより、ハーネス８１の周囲温度はグリルシャッター４が閉状態のときに比べて低くなる。つまり、ハーネス８１を流れる電流の大きさが同じであっても、ハーネス温度はグリルシャッター４が開状態の方が閉状態よりも低くなる。例えば、グリルシャッター４が閉状態でハーネス温度が第１閾値のときに、グリルシャッター４を開状態にすればハーネス温度が第１閾値未満になることもある。そこで、グリルシャッター４を開閉する判断基準として、上述した冷却要求の他に、ハーネス温度も用いる。すなわち、ハーネス温度に基づいてバッテリ装置６の入出力電力を制限する際に、グリルシャッター４の開閉もハーネス温度に基づいて行う。

【0050】

図４は、コントローラ７が実行するバッテリ装置６の入出力及びグリルシャッター４の開閉の制御ルーチンを示すフローチャートである。

【0051】

ステップＳ１０１～Ｓ１０４は、ハーネス８１の温度を推定するための工程である。ハーネスの温度Ｔの温度変化ΔＴは、ハーネスにおける発熱量（ｒ／Ｃ_ｐ）Ｉ^２と放熱量（ｈＡ／Ｃ_ｐ）（Ｔ－Ｔ_∞）の差から、以下の式（１）により求めることができる。なお、式（１）において、Δｔは、前回の温度推定時からの経過時間、ｒ／Ｃ_ｐは発熱係数、ｈＡ／Ｃ_ｐは放熱係数、Ｔは前回の推定時における推定温度（前回推定温度）、Ｔ_∞はハーネス周囲の温度である。発熱係数ｒ／Ｃ_ｐ、放熱係数ｈＡ／Ｃ_ｐはハーネスに固有の定数であり、固定値である。また、ハーネス周囲の温度は実測値であってもよいが、実験等により予め適当に決定しておいた固定値を用いてもよい。

【0052】

【数1】

【0053】

式（１）に示すように、ハーネスの温度変化ΔＴは、ハーネスを流れる電流値Ｉから推定することができる。また、ハーネスの温度は、前回推定温度Ｔとハーネスの温度変化ΔＴとを加算して求めることができる。本実施形態では、まずハーネスを流れる電流値Ｉの推定を行い、電流の推定値からハーネスの温度を推定する。

【0054】

以下、フローチャートのステップにしたがって説明する。

【0055】

ステップＳ１０１において、コントローラ７は駆動モータ３の回転数、インバータ３１の電流値及びＤＣ端電圧値、並びにバッテリ６１、６２の電流値を取得する。また、コントローラ７は、取得したインバータの電流値から、駆動モータ３のトルクを推定する。

【0056】

ステップＳ１０２において、コントローラ７は、駆動モータ３の回転数、トルク及びインバータ３１のＤＣ端電圧値に基づき、インバータ３１のＤＣ電流値をそれぞれ推定する。インバータ３１のＤＣ電流値は、バスバー８３のＤＣ電流値に相当する。

【0057】

ステップＳ１０３において、コントローラ７は、推定したインバータ３１のＤＣ電流値に基づき、ハーネス８１を流れるＤＣ電流値を推定する。具体的には、バッテリ６１、６２の充電を行っている場合においては、ハーネス８１のＤＣ電流値Ｉ_ＨＡＲは、バッテリ６１，６２の入力電流Ｉ_{ＬＢＣｉｎ}と等しいと推定される。

【0058】

一方、バッテリ６１、６２から駆動モータ３に電力が供給される場合においては、ハーネス８１のＤＣ電流値Ｉ_ＨＡＲは、バッテリ６１，６２の出力電流Ｉ_{ＬＢＣｏｕｔ}と等しいと推定される。

【0059】

ステップＳ１０３において、ハーネス８１を流れるＤＣ電流値Ｉ_ＨＡＲを推定すると、コントローラ７はステップＳ１０４の処理を実行する。

【0060】

ステップＳ１０４において、コントローラ７は、ハーネス８１を流れるＤＣ電流値Ｉ_ＨＡＲに基づき、グリルシャッター４が閉状態のときのハーネス温度（以下、シャッター閉時ハーネス温度ともいう。）Ｔｃｌｏｓｅと、グリルシャッター４が開状態のときのハーネス温度（以下、シャッター開時ハーネス温度ともいう。）Ｔｏｐｅｎと、を推定する。具体的には、前述の式（１）を用いて、ハーネス８１の温度変化ΔＴを算出し、前回推定温度Ｔと温度変化ΔＴを加算してハーネス８１の温度Ｔを推定する。このとき、ハーネス周囲の温度Ｔ_∞は、シャッター閉時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅを算出する際にはＴ_∞１（例えば８０℃）、シャッター開時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅを算出する際にはＴ_∞２（例えば６０℃）とする。

【0061】

なお、前回推定温度Ｔの初期値には、ハーネス周囲の温度Ｔ_∞を用いる。即ち、１回目の温度推定では、放熱量（ｈＡ／Ｃ_ｐ）（Ｔ－Ｔ_∞）はゼロとなる。従って、ハーネス８１における発熱量（ｒ／Ｃ_ｐ）Ｉ^２に、制御装置１００が起動してからの経過時間Δｔを乗じた値が温度変化ΔＴとなり、温度変化ΔＴとハーネス周囲の温度Ｔ_∞（前回推定温度Ｔ）とを加算した値がハーネス推定温度となる。

【0062】

ステップＳ１０５において、コントローラ７は、シャッター閉時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅが第１閾値Ｔｔｈ１以上であるか否かを判定し、第１閾値Ｔｔｈ１以上の場合はステップＳ１０６の処理に進み、第１閾値未満の場合はステップＳ１０４の処理に戻る。

【0063】

ステップＳ１０６において、コントローラ７は、シャッター閉時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅに基づく第１制限を開始する。

【0064】

ステップＳ１０７において、コントローラ７は、シャッター閉時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅが第２閾値Ｔｔｈ２以上であるか否かを判定し、第２閾値Ｔｔｈ２以上の場合にはステップＳ１０９の処理に進み、第２閾値Ｔｔｈ２未満の場合はステップＳ１０８においてグリルシャッター４を閉状態のままにして、ステップＳ１０４の処理に戻る。

【0065】

ステップＳ１０９において、コントローラ７は、グリルシャッター４を開状態にする。これにより走行風がグリルシャッター４を介してエンジンルームに流入し、ハーネスの周囲温度Ｔ_∞が低下する。

【0066】

ステップＳ１１０において、コントローラ７はシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎが第２閾値Ｔｔｈ２以上か否かを判定し、第２閾値Ｔｔｈ２以上の場合にはステップＳ１１１の処理に進み、第２閾値Ｔｔｈ２未満の場合はステップＳ１１４の処理に進む。

【0067】

ステップＳ１１１において、コントローラ７は、バッテリ装置６の入出力を上述した退避走行用の出力であるＰｌｉｍｐに固定する。

【0068】

ステップＳ１１２において、コントローラ７は、シャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎが限界温度Ｔｍａｘ以上か否かを判定し、限界温度Ｔｍａｘ以上の場合はステップＳ１１３の処理に進み、限界温度Ｔｍａｘ未満の場合はステップＳ１１０の処理に戻る。

【0069】

ステップＳ１１３において、コントローラ７は、リレーカットすることによりバッテリ装置６の入出力を停止させる。ステップＳ１１１～Ｓ１１３の処理によれば、ハーネス温度が上昇した場合でも退避走行が可能となり、退避走行中にハーネス温度がさらに上昇した場合にはリレーカットするので安全性を確保できる。

【0070】

一方、ステップＳ１１４においては、コントローラ７はシャッター閉時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅに基づく第１制限から、シャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎに基づく第１制限へ移行する。すなわち、シャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎはシャッター閉時ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅより低いので、バッテリ装置６の入出力の制限を解除することになる。このとき、制限の解除に伴うバッテリ装置６の出力の変化により使用者に違和感等を与えることは望ましくないので、違和感を与えないように所定の変化速度で変化させる。具体的な変化速度は適合により設定するものであるが、６ｋＷ程度であればシステムの成り行きで変化させたとしても使用者は違和感を覚えることはないと考えられる。そこで、例えば、シャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎに基づく第１制限の制限値とシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎに基づく第１制限の制限値との差が６ｋＷ以上ある場合には、変化速度を６ｋＷ／ｓｅｃに制限し、差が６ｋＷ未満の場合には変化速度を制限しないこととする。

【0071】

ステップＳ１１５において、コントローラ７はシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎが第１閾値Ｔｔｈ１未満であるか否かを判定し、第１閾値Ｔｔｈ１未満の場合はステップＳ１１６の処理に進み、第１閾値Ｔｔｈ１以上の場合はステップＳ１１４の処理に戻る。

【0072】

ステップＳ１１６において、コントローラ７は、グリルシャッター４を閉上に戻してステップＳ１０４の処理に戻る。

【0073】

ところで、第１制限によりバッテリ装置６の入出力が制限されると、使用者が車両に何らかの故障が生じていると誤解するおそれがあるので、第１制限の実行中には、ハーネス８１が高温になっているために入出力が制限されているのであって、故障ではないことを使用者に告知することが望ましい。そこで、出力が制限されていることを下記の方法により使用者に告知する。

【0074】

図５は電動車両のインストゥルメントパネルに表示されるパワーメータ２０の一例を示す図である。図５の左図は第１制限が行われていないときの状態、同右図は第１制限が行われているときの状態をそれぞれ示している。

【0075】

パワーメータ２０は、駆動モータ３の現在の出力を示す装置である。図中のゼロを起点として、図中時計回り方向の領域は力行時の出力領域を示し、図中反時計回り方向の領域は回生時の出力領域を示している。そして、インジケータ２１が現在の出力を指し示す。図５の左図は、駆動モータ３が力行状態で、最大出力に対して約５０％程度の出力を発生していることを示している。

【0076】

第１制限の実行中は、制限後の最大出力可能値及び最大回生可能値をパワーメータ上で明確にする。例えば、図５の右図のように、第１制限により出力不可能となった領域（Ｓ１）及び回生不可能になった領域（Ｓ２）をグレーアウト又は塗りつぶし等することで、現在の最大出力可能値及び最大回生可能値を明確化する。これにより、使用者は現在出力が制限されていることを認識できる。

【0077】

また、上記のパワーメータ２０の表示だけでなく、文字による告知を行ってもよい。例えば、インストゥルメントパネル内の車両情報ディスプレイに「ＥＶシステム高温のため一時的に出力を制限しています」というメッセージを表示してもよい。その際、文字の色は、故障告知用の文字とは異なる色にすることが好ましい。例えば故障告知用の文字が黄色であれば、第１制限の告知は白色にする。これにより、使用者は、出力が通常時より低くなっているのはハーネス保護のためであり、故障ではないことを知ることが出来る。

【0078】

第２制限を実行する場合は、上記の通り何らかの故障が発生している可能性があるので、コーションランプを点灯させる。故障である旨を車両情報ディスプレイに表示してもよい。そして、コントローラ７には故障コードＤＴＣ１を記録する。また、ハーネス温度が限界温度Ｔｍａｘを超えてリレーカットした場合も第２制限を実行する場合と同様に、コーションランプの点灯、車両情報ディスプレイによる表示、故障コードＤＴＣ２の記録、を行う。

【0079】

図６は、上記の制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートの一例である。具体的には、第１制限を開始した後の走行中にハーネス温度が低下して、第１制限が解除される場合のタイミングチャートである。

【0080】

ハーネス温度が上昇してタイミングｔ１で第１閾値Ｔｔｈ１に到達すると、ハーネス温度が高いほどバッテリ装置６の入出力の上限を低下させる第１制限が開始される。タイミングｔ１以降もシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅは上昇し続けているので、バッテリ装置６の使用可能出力も低下し続けている。その後のタイミングｔ２からタイミングｔ３までは、シャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅが一定なので、バッテリ装置６の使用可能出力も一定になっている。

【0081】

タイミングｔ３からシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅが低下し始めると、バッテリ装置６の使用可能出力は増大し始める。そして、タイミングｔ４においてシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅが第１閾値Ｔｔｈ１まで低下すると、第１制限は解除される。その後は、パワースイッチがオフになるタイミングｔ５までシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅは第１閾値Ｔｔｈ１未満で推移するので、バッテリ装置６の使用可能出力が制限されることはない。

【0082】

第１制限が行われるタイミングｔ１からタイミングｔ４までの間は、上述した使用者への告知が行われる。なお、図６の例ではハーネス温度が第２閾値Ｔｔｈ２、限界温度Ｔｍａｘを超えていないので、故障コードＤＴＣ１、ＤＴＣ２が記録されることも警告灯点灯要求が生成されることもない。また、ハーネス温度が限界温度Ｔｍａｘを超えていないので、パワースイッチがオフになるタイミングｔ５までリレーカットされることもない。

【0083】

図７は、上記の制御ルーチンを実行した場合のタイミングチャートの他の例である。具体的には、グリルシャッター４が閉状態で第１制限が開始され、さらにグリルシャッター４を開状態にする状況に至ったものの、その後の走行中にハーネス温度が低下して、第１制限が解除される場合のタイミングチャートである。

【0084】

タイミングｔ１で第１制限が開始されるところまでは図６と同様である。しかしこの例では、シャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅがタイミングｔ２において第２閾値以上になる。このため、タイミングｔ２においてグリルシャッター４が開状態になり、かつ各閾値と対比する対象がシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅからシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎへ切り替わる。そして、タイミングｔ２におけるシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎは第１閾値以上第２閾値未満なので、第２制限は開始されない。

【0085】

また、シャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎはシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅより低いので、シャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅからシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎへの切り替えに伴い、第１制限によるバッテリ装置６の使用可能出力は増大する。ただし、使用者に違和感を生じさせないように、タイミングｔ２からタイミングｔ３にかけて上述した変化速度で徐々にバッテリ装置６の使用可能出力を増大させる。

【0086】

タイミングｔ３からタイミングｔ４までの区間はシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎが一定なので、バッテリ装置６の使用可能出力も一定になっている。タイミングｔ４からはシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎが低下し続けているので、バッテリ装置６の使用可能出力は上昇し続ける。そして、タイミングｔ５においてシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎが第１閾値Ｔｔｈ１まで低下すると、第１制限は解除される。それ以降、タイミングｔ６でパワースイッチがオフになるまで、バッテリ装置６の使用可能出力が制限されない。

【0087】

この例では、タイミングｔ１からタイミングｔ５が第１制限の行われる期間であり、この期間中は上述した使用者への告知が行われる。ＤＴＣの記録、警告灯点灯要求の生成、及びリレーカットが行われないのは図６の例と同様である。

【0088】

以上のように本実施形態では、バッテリ装置６から電力が供給される駆動モータ３を備える電動車両を制御する電動車両制御方法が提供される。この方法において、コントローラ７は、バッテリ装置６と駆動モータ３とを電気的に接続するハーネス８１の温度を推定し、ハーネス８１の推定温度が第１閾値Ｔｔｈ１に達したら、推定温度が高くなるほどバッテリ装置６の入出力の上限を低下させる第１制限を開始し、ハーネス８１の推定温度が第１閾値Ｔｔｈ１よりも高い第２閾値Ｔｔｈ２に達したら、第１制限から、バッテリ装置６の出力を駆動モータ３の出力が退避走行用の出力になる値に制限する第２制限へ切り替える。これによれば、退避走行をする状況になる前に第１制限によってハーネス８１の昇温を抑制するので、ハーネス８１を熱から保護することができる。また、第１制限ではハーネス８１の温度が高くなるほど制限の度合いを強くするので、バッテリ装置６の使用可能出力が急激に低下することがなく、使用者の違和感等を抑制できる。

【0089】

本実施形態では、電動車両は、車両前面に開口するグリルに配置されるグリルシャッター４を備える。そして、コントローラ７は、グリルシャッター４を原則的に閉状態とし、エンジンルーム内に配置された冷却用補機としてのモータ用熱交換器１及び空調用熱交換器２の冷却要求に応じて開状態にするシャッター制御を行い、さらに、ハーネス８１の推定温度として、グリルシャッター４が閉状態の場合のシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅ（閉状態推定温度）と、グリルシャッター４が開状態の場合のシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎ（開状態推定温度）と、を推定し、グリルシャッター４が閉状態の場合には、第１閾値Ｔｔｈ１及び第２閾値Ｔｔｈ２と比較する推定温度としてシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅを用い、シャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅが第２閾値Ｔｔｈ２に達したら、冷却要求の如何にかかわらずグリルシャッター４を開状態にし、かつ第１閾値Ｔｔｈ１及び第２閾値Ｔｔｈ２と比較する推定温度をシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅからシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎに切り替える。このように、グリルシャッター４を開くか否かの判断材料にハーネス８１の温度を加え、バッテリ装置６の使用可能出力を制限する際には、グリルシャッター４の状態に応じてシャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅとシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎとを切り替えて使用するので、使用可能出力が制限される度合いをより小さくすることができ、使用者の不満を抑制できる。

【0090】

本実施形態では、コントローラ７は、シャッター閉ハーネス温度Ｔｃｌｏｓｅとシャッター開時ハーネス温度Ｔｏｐｅｎとの切り替えによりバッテリ装置６の使用可能出力に変化が生じる場合には、変化速度を予め設定した上限速度に制限する。これにより、バッテリ装置６の使用可能出力の変化に起因する使用者の違和感等を抑制できる。

【0091】

本実施形態では、コントローラ７は、第１制限の実行中に、ハーネスが高温になっているために入出力が制限されていることを、故障時とは異なる形態でインストゥルメントパネル内に表示する。これにより、使用者は、出力が通常時より低くなっているのはハーネス保護のためであり、故障ではないことを知ることが出来る。

【0092】

本実施形態では、コントローラ７は、第１制限の実行中には、インストゥルメントパネル内のパワーメータ上に使用不可能な入出力領域を表示する。これにより、使用者は使用可能な入出力領域を知ることが出来る。

【0093】

なお、本実施形態では駆動モータ３が前輪を駆動する二輪駆動車に本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、後輪を駆動する駆動モータ３も備える四輪駆動車にも同様に適用可能である。その場合、上述した実施形態の制御の他に、後輪駆動用の駆動モータ３を制御するインバータとバッテリ装置６とを電気的に接続するハーネスの温度を推定し、後輪駆動用の駆動モータ３についても第１制限又は第２制限を行えばよい。

【0094】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0095】

１ モータ用熱交換機、 ２ 空調用熱交換器、 ３ 駆動モータ、 ４ グリルシャッター、 ６ バッテリ装置、 ７ コントローラ、 ３１ インバータ、 ８１ ハーネス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】