特許 7339784 車両

(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】

(24)【登録日】2023-08-29

(45)【発行日】2023-09-06

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60L 7/14 20060101AFI20230830BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20230830BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20230830BHJP

   B60L 58/26 20190101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

B60L7/14

B60L50/60

B60L58/12

B60L58/26

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019111687

(22)【出願日】2019-06-17

(65)【公開番号】P2020205687

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2022-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】延本 泰一

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２２５４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２６１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７００３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９５４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４９３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１５５１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリと、
車輪に接続されるモータジェネレータと、
前記バッテリの電力を変換して前記モータジェネレータに供給可能であり、前記車輪の回転に応じて前記モータジェネレータで発生した電力を変換して前記バッテリに回生可能な電力変換部と、
前記バッテリのＳＯＣを導出するＳＯＣ導出部と、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出部と、
前記電力変換部を通じて回生可能なサーボオフ制御と、前記モータジェネレータのトルクがゼロとなるように前記電力変換部を制御するゼロトルク制御とを切り替える閾値となる前記モータジェネレータの回転数である切替回転数を、前記バッテリのＳＯＣおよび前記バッテリの温度に基づいて導出し、前記モータジェネレータの回転数が前記切替回転数以下である場合、前記サーボオフ制御を行い、前記モータジェネレータの回転数が前記切替回転数より高い場合、前記ゼロトルク制御を行う切替制御部と、
を備える車両。

【請求項2】

前記バッテリの電力を消費して前記バッテリを冷却可能な温度調節部をさらに備え、
前記切替制御部は、前記温度調節部を作動させることによる前記バッテリの温度の低下に従った前記切替回転数の増加量と、前記温度調節部を作動させることによる前記バッテリのＳＯＣの低下に従った前記切替回転数の減少量とに基づいて、前記温度調節部を作動させるか否かを判断する請求項１に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機の逆起電力を推定して、シャットダウン制御とゼロトルク制御とを切り替える技術が開示されている（例えば、特許文献１）。かかる技術において、シャットダウン制御では、インバータがシャットダウンされ、ゼロトルク制御では、電動機のトルクがゼロとなるようにインバータが制御される。シャットダウン制御では、電動機（発電機）で発生した電力をバッテリに回生することができるが、ゼロトルク制御では、回生は行われない。なお、シャットダウン制御は、サーボオフ制御とも呼ばれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－７００３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、走行中にシフトポジションがＮレンジにされた場合、車両を駆動する必要がないため、電力変換部（インバータ）をサーボオフ制御（シャットダウン制御）してモータジェネレータ（電動機）で発生した電力をバッテリに回生することができる。しかし、車両の速度が高い（モータジェネレータの回転数が高い）状態でＮレンジにされた場合にサーボオフ制御を行うと、モータジェネレータで発生した電力の電圧（モータジェネレータの誘起電圧）がバッテリ電圧より高くなり、バッテリを破損するおそれがある。そこで、このような場合には、回生を行わず、かつ、駆動力を発生させないように、ゼロトルク制御に切り替えられる。

【0005】

しかし、バッテリ電圧がバッテリ温度によって変化するため、ゼロトルク制御に切り替えるべきモータジェネレータの回転数（車両の速度）が温度に依存して変化する。このため、バッテリ温度に拘わらず一義的にゼロトルク制御に切り替えると、本来サーボオフ制御が可能な状況でゼロトルク制御を行ったり、本来ゼロトルク制御をすべき状況でサーボオフ制御を行ったりというように、サーボオフ制御とゼロトルク制御との切り替えを適切に行えないおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、バッテリ温度が変化してもサーボオフ制御とゼロトルク制御とを適切に切り替えることが可能な車両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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の車両は、バッテリと、車輪に接続されるモータジェネレータと、バッテリの電力を変換してモータジェネレータに供給可能であり、車輪の回転に応じてモータジェネレータで発生した電力を変換してバッテリに回生可能な電力変換部と、バッテリのＳＯＣを導出するＳＯＣ導出部と、バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出部と、電力変換部を通じて回生可能なサーボオフ制御と、モータジェネレータのトルクがゼロとなるように電力変換部を制御するゼロトルク制御とを切り替える閾値となるモータジェネレータの回転数である切替回転数を、バッテリのＳＯＣおよびバッテリの温度に基づいて導出し、モータジェネレータの回転数が切替回転数以下である場合、サーボオフ制御を行い、モータジェネレータの回転数が切替回転数より高い場合、ゼロトルク制御を行う切替制御部と、を備える。

【0008】

また、バッテリの電力を消費してバッテリを冷却可能な温度調節部をさらに備え、切替制御部は、温度調節部を作動させることによるバッテリの温度の低下に従った切替回転数の増加量と、温度調節部を作動させることによるバッテリのＳＯＣの低下に従った切替回転数の減少量とに基づいて、温度調節部を作動させるか否かを判断してもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、バッテリ温度が変化してもサーボオフ制御とゼロトルク制御とを適切に切り替えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態による車両の構成を示す概略図である。

【図2】電力変換部の構成を説明する図である。

【図3】切替回転数の導出について説明する図である。

【図4】切替マップの一例を示す図である。

【図5】温度調節部を作動させると仮定した場合の切替回転数の将来の時間推移の一例を示す図である。

【図6】切替回転数の増加量の絶対値と切替回転数の減少量の絶対値との差分がゼロより大きい例を示す切替マップの部分拡大図である。

【図7】切替回転数の増加量の絶対値と切替回転数の減少量の絶対値との差分がゼロ以下の例を示す切替マップの部分拡大図である。

【図8】切替制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。

【図9】温調作動制御の流れを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、本実施形態による車両１の構成を示す概略図である。図１では、制御信号の流れを破線の矢印で示している。以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。

【0013】

車両１は、前輪１０ａ、後輪１０ｂ、モータジェネレータ１２ａ、１２ｂ、ディファレンシャルギヤ１４ａ、１４ｂ、ドライブシャフト１６ａ、１６ｂ、バッテリ１８、電力変換部２０ａ、２０ｂ、中央制御部２２、バッテリ温度検出部２４、温度調節部２６、ＳＯＣ導出部２８、外気温検出部３０、速度検出部３２、シフト検出部３４を含んで構成される。

【0014】

車両１は、前輪１０ａを駆動するモータジェネレータ１２ａと後輪１０ｂを駆動するモータジェネレータ１２ｂとをそれぞれ駆動源とした電気自動車である。以後、前輪１０ａおよび後輪１０ｂを総称して、車輪１０と呼ぶ場合があり、モータジェネレータ１２ａ、１２ｂを総称して、モータジェネレータ１２と呼ぶ場合があり、電力変換部２０ａ、２０ｂを総称して、電力変換部２０と呼ぶ場合がある。また、車両１を、自車両と呼ぶ場合がある。

【0015】

なお、ここでは、前輪１０ａと後輪１０ｂとでそれぞれモータジェネレータ１２が設けられる車両１を例示するが、車両１は、例えば、１個のモータジェネレータで前輪１０ａおよび後輪１０ｂの両方を駆動する電気自動車であってもよい。また、車両１は、エンジンとモータジェネレータ１２とが並行して設けられるハイブリッド電気自動車であってもよい。

【0016】

モータジェネレータ１２は、例えば、永久磁石形同期モータジェネレータであるが、これに限らず、誘導モータジェネレータなどであってもよい。また、モータジェネレータ１２ａおよびモータジェネレータ１２ｂは、仕様（例えば、定格出力など）が異なっていてもよいし、同仕様であってもよい。

【0017】

モータジェネレータ１２ａは、回転軸がディファレンシャルギヤ１４ａに接続されている。ディファレンシャルギヤ１４ａは、ドライブシャフト１６ａを通じて前輪１０ａに接続されている。

【0018】

モータジェネレータ１２ｂは、回転軸がディファレンシャルギヤ１４ｂに接続されている。ディファレンシャルギヤ１４ｂは、ドライブシャフト１６ｂを通じて後輪１０ｂに接続されている。

【0019】

バッテリ１８は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池である。電力変換部２０は、例えば、インバータである。

【0020】

電力変換部２０ａは、バッテリ１８およびモータジェネレータ１２ａに接続される。電力変換部２０ａは、中央制御部２２の制御の下、バッテリ１８の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１２ａに供給可能である。モータジェネレータ１２ａは、電力変換部２０ａを通じて供給される交流電力を消費して回転軸を駆動する。その結果、モータジェネレータ１２ａは、ディファレンシャルギヤ１４ａおよびドライブシャフト１６ａを通じて前輪１０ａを駆動する。

【0021】

上記のモータジェネレータ１２ａは、電動機（モータ）として機能することができるだけでなく、前輪１０ａの回転に応じて発電機（ジェネレータ）として機能することができる。また、上記の電力変換部２０ａは、前輪１０ａの回転に応じてモータジェネレータ１２ａで発生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ１８に回生可能である。

【0022】

電力変換部２０ｂは、バッテリ１８およびモータジェネレータ１２ｂに接続される。電力変換部２０ｂは、中央制御部２２の制御の下、バッテリ１８の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１２ｂに供給可能である。モータジェネレータ１２ｂは、電力変換部２０ｂを通じて供給される交流電力を消費して回転軸を駆動する。その結果、モータジェネレータ１２ｂは、ディファレンシャルギヤ１４ｂおよびドライブシャフト１６ｂを通じて後輪１０ｂを駆動する。

【0023】

上記のモータジェネレータ１２ｂは、電動機（モータ）として機能することができるだけでなく、後輪１０ｂの回転に応じて発電機（ジェネレータ）として機能することができる。また、上記の電力変換部２０ｂは、後輪１０ｂの回転に応じてモータジェネレータ１２ｂで発生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ１８に回生可能である。

【0024】

図２は、電力変換部２０の構成を説明する図である。電力変換部２０は、スイッチング素子５０、ダイオード５２、ゲート駆動回路５４、コンデンサ５６、ゲート信号制御部５８を含む。

【0025】

スイッチング素子５０は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体スイッチである。電力変換部２０では、２個のスイッチング素子５０が正側直流母線６０と負側直流母線６２との間に直列接続されてアームが形成されている。また、電力変換部２０では、アームが３組形成され、その３組のアームが正側直流母線６０と負側直流母線６２との間に並列接続されている。

【0026】

モータジェネレータ１２は、各アームにおける２個のスイッチング素子５０の接続ノードに接続される。また、正側直流母線６０は、バッテリ１８の正極に接続され、負側直流母線６２は、バッテリ１８の負極に接続される。また、正側直流母線６０と負側直流母線６２との間には、コンデンサ５６が接続される。

【0027】

ダイオード５２は、スイッチング素子５０毎に、スイッチング素子５０に並列接続されている。ダイオード５２は、カソードが正側直流母線６０側に接続され、アノードが負側直流母線６２側に接続される。

【0028】

このように、電力変換部２０では、６個のスイッチング素子５０によってスイッチング素子５０のブリッジ回路が構成されるとともに、６個のダイオード５２によってダイオードのブリッジ回路が構成される。

【0029】

ゲート駆動回路５４は、スイッチング素子５０毎に、スイッチング素子５０の制御端子（ゲート）に接続される。ゲート駆動回路５４は、ゲート信号制御部５８から送信されるゲート信号に従ってスイッチング素子５０をオンオフさせる。ゲート信号制御部５８は、中央制御部２２の制御の下、ゲート信号をゲート駆動回路５４に送信する。つまり、電力変換部２０は、各スイッチング素子５０のオンオフが制御されることで、バッテリ１８とモータジェネレータ１２との間で電力を変換することができる。

【0030】

図１に戻って、バッテリ温度検出部２４は、バッテリ１８の温度（以後、バッテリ温度という場合がある）を検出する。

【0031】

温度調節部２６は、バッテリ温度検出部２４が検出したバッテリ温度に基づき、中央制御部２２の制御の下、バッテリ１８の温度を調節する。なお、バッテリ１８の温度の調節には、バッテリ１８の電力が消費される。温度調節部２６は、例えば、冷却ポンプ（不図示）および熱交換器（不図示）を含む。冷却ポンプは、バッテリ１８の電力を消費して、バッテリ１８と熱交換器との間で冷却水を循環させる。熱交換器は、外気（車両１外の空気）と冷却水との間で熱交換を行う。その結果、温度調節部２６は、温度が高くなったバッテリ１８を目標温度となるように冷却することができる。なお、温度調節部２６は、電気加熱器などを含み、温度が低くなったバッテリ１８を目標温度となるように加熱してもよい。

【0032】

ＳＯＣ導出部２８は、例えば、バッテリ１８の電圧（以後、バッテリ電圧という場合がある）に基づいて、バッテリ１８のＳＯＣ（State Of Charge：充電率）を導出（推定）する。

【0033】

外気温検出部３０は、例えば、温度調節部２６の熱交換器の近傍に設けられ、熱交換器に供給される外気の温度（以後、外気温という場合がある）を検出する。速度検出部３２は、車両１の速度（所謂、車速）を検出する。シフト検出部３４は、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｐレンジなどのシフトポジションを検出する。

【0034】

中央制御部２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。中央制御部２２は、プログラムを実行することで切替制御部４０として機能する。

【0035】

切替制御部４０は、例えば、車両１のシフトポジションがＮレンジの場合、サーボオフ制御およびゼロトルク制御のうちいずれの制御を行うかの切り替えを行い、サーボオフ制御およびゼロトルク制御のうち選択された方の制御を行う。

【0036】

サーボオフ制御とは、電力変換部２０をシャットダウンさせる（スイッチング素子５０のオンオフ制御をさせないように停止させる）制御である。具体的には、切替制御部４０は、電力変換部２０をシャットダウンさせるシャットダウン信号を電力変換部２０のゲート信号制御部５８に送信する。ゲート信号制御部５８は、シャットダウン信号に応じてスイッチング素子５０のオンオフ制御を停止する。これにより、電力変換部２０のブリッジ回路における全てのスイッチング素子５０は、オフ状態となる。

【0037】

全てのスイッチング素子５０がオフ状態となると、バッテリ１８からモータジェネレータ１２に電力が供給されず、モータジェネレータ１２には、駆動力が発生しなくなる。この際、車両１が走行中であれば、車輪１０の回転に応じてモータジェネレータ１２が回転し、モータジェネレータ１２において交流電力が発生する。モータジェネレータ１２で発生した交流電力は、電力変換部２０におけるダイオード５２のブリッジ回路を通じて三相全波整流され、コンデンサ５６を通じて平滑化されることで、直流電力に変換される（図２参照）。変換された直流電力は、バッテリ１８に回生される。つまり、サーボオフ制御では、モータジェネレータ１２で発生した電力を、電力変換部２０を通じてバッテリ１８に回生可能となる。

【0038】

ゼロトルク制御とは、モータジェネレータ１２のトルクがゼロとなるように電力変換部２０を動作させる制御である。具体的には、切替制御部４０は、目標トルクの値がゼロを示すトルク指令（ゼロトルク指令）を電力変換部２０のゲート信号制御部５８に送信する。ゲート信号制御部５８は、ゼロトルク指令に応じて、トルクに寄与する電流（ｑ軸電流Ｉｑ）がゼロとなるようなゲート信号をスイッチング素子５０毎に生成し、各ゲート駆動回路５４に送信する。各ゲート駆動回路５４は、ゲート信号に従ってスイッチング素子５０をオンオフする。

【0039】

これにより、バッテリ１８の直流電力は、スイッチング素子５０を通じてトルクがゼロとなるような位相の交流電力に変換されてモータジェネレータ１２に供給される。その結果、モータジェネレータ１２は、トルクがゼロとなるように回転する。ゼロトルク制御では、モータジェネレータ１２のトルクがゼロとなるため、車両１を駆動させる駆動力は発生しない。また、ゼロトルク制御では、スイッチング素子５０がオンオフ制御されるため、回生は行われない。

【0040】

ここで、例えば、走行中にシフトポジションがＮレンジにされた場合、車両１を駆動する必要がないため、電力変換部２０をサーボオフ制御してモータジェネレータ１２で発生した電力をバッテリ１８に回生することができる。しかし、車両１の速度が高い（モータジェネレータ１２の回転数が高い）状態でＮレンジにされた場合にサーボオフ制御を行うと、モータジェネレータ１２で発生した電力の電圧（モータジェネレータ１２の誘起電圧）がバッテリ電圧より高くなり、バッテリ１８を破損するおそれがある。そこで、このような場合には、回生を行わず、かつ、駆動力を発生させないようにゼロトルク制御に切り替えられる。

【0041】

しかし、バッテリ電圧がバッテリ温度によって変化するため、ゼロトルク制御に切り替えるべきモータジェネレータ１２の回転数（車両１の速度）がバッテリ温度に依存して変化する。このため、バッテリ温度に拘わらず一義的にゼロトルク制御に切り替えると、本来サーボオフ制御が可能な状況でゼロトルク制御を行ったり、本来ゼロトルク制御をすべき状況でサーボオフ制御を行ったりというように、サーボオフ制御とゼロトルク制御との切り替えを適切に行えないおそれがある。

【0042】

そこで、本実施形態の切替制御部４０は、サーボオフ制御とゼロトルク制御とを切り替える閾値となるモータジェネレータ１２の回転数である切替回転数を、バッテリ１８のＳＯＣおよびバッテリ１８の温度に基づいて導出する。そして、切替制御部４０は、現在のモータジェネレータ１２の回転数が切替回転数以下である場合、サーボオフ制御を行い、現在のモータジェネレータ１２の回転数が切替回転数より高い場合、ゼロトルク制御を行う。

【0043】

図３は、切替回転数の導出について説明する図である。図３の横軸は、モータジェネレータ１２の回転数を最大回転数で除算（回転数／最大回転数）して規格化したモータジェネレータ１２の規格化回転数である。図３の縦軸では、バッテリ電圧、ＳＯＣおよびモータジェネレータ１２の誘起電圧を併記している。図３において、二点鎖線７０はバッテリ電圧の上限値を示し、二点鎖線７２はバッテリ電圧の下限値を示し、実線７４はモータジェネレータ１２の誘起電圧を示し、一点鎖線７６は現在のＳＯＣの一例を示している。

【0044】

一般的に、バッテリ電圧は、バッテリ１８のＳＯＣが低くなるに従って漸減する。また、バッテリ電圧の上限値は、ＳＯＣが最大（例えば、ＳＯＣ１００％）のときのバッテリ電圧に相当し、バッテリ電圧の下限値は、ＳＯＣが最小（例えば、ＳＯＣ０％）のときのバッテリ電圧に相当する。また、現在のバッテリ電圧は、現在のＳＯＣに対応する。このことから、バッテリ電圧の上限値と下限値との間の現在のバッテリ電圧に基づいて、現在のＳＯＣを導出（推測）することができる。図３では、現在のＳＯＣの一例を、一点鎖線７６の高さで示している。

【0045】

また、図３の実線７４で示すように、モータジェネレータ１２で発生する誘起電圧（換言すると、起電力）は、モータジェネレータ１２の回転数（規格化回転数）が増加するに従って斬増する。

【0046】

また、バッテリ１８では、バッテリ温度が高くなるに従って、内部における化学反応が促進され易くなる。バッテリ１８内部における化学反応が促進されると、バッテリ１８内部の電圧が高くなり、バッテリ電圧（バッテリ１８の端子電圧）が高くなる。つまり、バッテリ温度が変化すると、現在のバッテリ電圧、現在のＳＯＣ、バッテリ電圧の上限値およびバッテリ電圧の下限値が全体的に変化する。

【0047】

ここで、図３では、バッテリ温度が変化しても、縦軸のうちバッテリ電圧およびＳＯＣを固定的に表現している。そうすると、バッテリ温度が変化すると、モータジェネレータ１２の回転数（規格化回転数）との関係において、図３の複数の実線７４で示すように、見かけ上、モータジェネレータ１２の誘起電圧が変化するように表現される。例えば、図３の複数の実線７４で示すように、モータジェネレータ１２の誘起電圧は、バッテリ温度が高くなるほど、図３の横軸に対する実線７４の傾きが大きくなるように表現され、バッテリ温度が低くなるほど、図３の横軸に対する実線７４の傾きが小さくなるように表現される。

【0048】

ここで、現在のバッテリ温度における誘起電圧と規格化回転数との関係が、図３の実線７４ａで示すものであったとする。また、現在のＳＯＣが、図３の一点鎖線７６の高さで示す値であったとする。この場合、切替制御部４０は、矢印７８ａ、７８ｂで示すように、一点鎖線７６と実線７４ａとの交点に対応するモータジェネレータ１２の回転数（規格化回転数）を、切替回転数（規格化された切替回転数）として導出する。図３の例では、切替回転数は、規格化回転数として０．６９となる。

【0049】

そして、図３に示すように、切替制御部４０は、導出された切替回転数以下の規格化回転数では、サーボオフ制御を行い、導出された切替回転数よりも高い規格化回転数では、ゼロトルク制御を行う。

【0050】

なお、図３では、モータジェネレータ１２の回転数および切替回転数を、規格化回転数で例示しているが、モータジェネレータ１２の回転数および切替回転数は、規格化回転数としてではなく、規格化される前の実際の回転数として導出されてもよい。

【0051】

つまり、切替制御部４０は、モータジェネレータ１２の現在の回転数が切替回転数以下であればサーボオフ制御を行い、モータジェネレータ１２の現在の回転数が切替回転数より高ければゼロトルク制御を行う。

【0052】

これにより、車両１では、バッテリ温度に応じてバッテリ電圧（見かけ上、モータジェネレータ１２の誘起電圧）が変化したとしても、モータジェネレータ１２が現在のバッテリ電圧よりも高い電圧を発生する回転数となったときに、確実にゼロトルク制御を行うことができる。その結果、車両１では、バッテリ温度が変化しても、バッテリ１８を破損することを防止できる。

【0053】

また、車両１では、バッテリ温度に応じてバッテリ電圧（見かけ上、モータジェネレータ１２の誘起電圧）が変化したとしても、モータジェネレータ１２が現在のバッテリ電圧以下の電圧を発生する回転数となったときに、確実にサーボオフ制御を行うことができる。その結果、車両１では、最大限に回生を行うことができ、電費の低下を抑制可能となる。

【0054】

これを実現するために、切替制御部４０には、図３の関係（ＳＯＣ、バッテリ温度、モータジェネレータ１２の誘起電圧、モータジェネレータ１２の回転数および切替回転数の関係）をまとめたマップである切替マップが予め記憶される。そして、切替制御部４０は、切替マップを用いて切替回転数を導出する。

【0055】

図４は、切替マップの一例を示す図である。図４の横軸は、バッテリ温度であり、図４の縦軸は、切替回転数である。図４において、実線８０は、バッテリ１８のＳＯＣを示している。

【0056】

切替マップでは、バッテリ温度、ＳＯＣおよび切替回転数が関連付けられている。図４に示すように、切替マップでは、ＳＯＣが高いほど切替回転数が高くなっている。また、切替マップでは、基本的に、バッテリ温度が高くなるに従って切替回転数が低くなっている。また、切替マップでは、ＳＯＣが低下するほど、バッテリ温度が高くなるに連れて切替回転数が低下する率が高くなっている。換言すると、切替マップでは、ＳＯＣが低下するほど、図４の横軸（バッテリ温度）に対する実線８０（ＳＯＣ）の傾きが大きくなっている。

【0057】

切替制御部４０は、現在のバッテリ温度をバッテリ温度検出部２４から取得し、現在のＳＯＣをＳＯＣ導出部２８から取得する。図４では、現在のバッテリ温度を一点鎖線８２で例示している。また、図４では、現在のＳＯＣが実線８０ａで示す５０％であったとする。

【0058】

切替制御部４０は、現在のバッテリ温度および現在のＳＯＣを切替マップに適用し、切替回転数を導出する。例えば、切替制御部４０は、矢印８４ａ、８４ｂで示すように、現在のバッテリ温度を示す一点鎖線８２と現在のＳＯＣを示す実線８０ａの交点に対応する切替回転数を導出する。

【0059】

その後、切替制御部４０は、速度検出部３２から自車両の速度を取得し、自車両の速度に基づいて現在のモータジェネレータ１２の回転数を導出する。なお、モータジェネレータ１２の回転数は、自車両の速度から導出する態様に限らず、例えば、モータジェネレータ１２の回転軸に設けられるエンコーダに基づいて導出されてもよい。

【0060】

そして、切替制御部４０は、現在のモータジェネレータ１２の回転数が切替回転数以下であれば、サーボオフ制御とし、現在の回転数が切替回転数より高ければゼロトルク制御とする。

【0061】

なお、ここでは、切替マップを用いて切替回転数を導出する例を挙げたが、切替制御部４０は、バッテリ温度、ＳＯＣおよび切替回転数が関連付けられた関係式などを用いて切替回転数を導出してもよい。

【0062】

上述のように、バッテリ温度が高くなると切替回転数が低下する。切替回転数が低下すると、サーボオフ制御（すなわち、回生）が可能な領域が減少してしまう。そこで、温度が高くなったバッテリ１８を、温度調節部２６を作動させて冷却すれば、低下した切替回転数を増加（回復）させることが可能である。

【0063】

しかし、温度調節部２６を作動させると、バッテリ１８の電力を温度調節部２６で消費することとなり、温度調節部２６で消費される電力分だけＳＯＣが低下する。そうすると、ＳＯＣが低下することで、切替回転数が減少することとなる。

【0064】

すなわち、温度調節部２６の作動には、バッテリ温度が低下することによる切替回転数の増加と、ＳＯＣが低下することによる切替回転数の減少との間にトレードオフの関係がある。このため、バッテリ温度の低下とＳＯＣの低下を総合した結果、最終的に切替回転数が増加するようであれば、バッテリ１８を冷却した方がよいが、最終的に切替回転数が減少するようであれば、積極的にはバッテリ１８の冷却を行わない方がよい。

【0065】

図５は、温度調節部２６を作動させると仮定した場合の切替回転数の将来の時間推移の一例を示す図である。図５において、破線９０は、切替回転数が変化しない場合を示す。一点鎖線９２は、バッテリ温度が低下することによる切替回転数の増加量を示す。二点鎖線９４は、温度調節部２６でのＳＯＣの低下による切替回転数の減少量を示す。実線９６は、切替回転数の増加量（一点鎖線９２）の絶対値と切替回転数の減少量（二点鎖線９４）の絶対値との差分（以後、切替回転数の差分という場合がある）を示す。

【0066】

温度調節部２６を作動させると仮定した場合に、切替回転数の差分（実線９６）がゼロ（破線９０）より大きければ、将来において切替回転数が現在よりも高くなる。この場合、温度調節部２６を作動させてバッテリ温度を低下させるようにする。これにより、将来において切替回転数を高くすることができ、サーボオフ制御が可能な領域を増加（回復）させることが可能となる。

【0067】

しかし、切替回転数の差分がゼロ以下となるようであれば、将来において切替回転数が現在よりも低くなる。この場合、温度調節部２６を作動させると切替回転数がさらに低くなってしまい、逆効果であるため、温度調節部２６を作動させないようにする。これにより、切替回転数の無駄な低下を抑制することができる。

【0068】

車両１では、温度調節部２６を作動させることで、切替回転数の差分がゼロより高くなる場合と、切替回転数の差分がゼロ以下となる場合との両方が存在する。これは、図４で示す切替マップにおいて、ＳＯＣが低下するほど、バッテリ温度が上昇するに連れて切替回転数が低下する率が高くなるからである。

【0069】

具体的には、図４のように、ＳＯＣが比較的低い領域では、バッテリ温度に対する切替回転数の変化量が比較的多いため、バッテリ温度を低下させると、切替回転数が増加し易く、切替回転数の減少量よりも切替回転数の増加量の方が多くなり易い。一方、ＳＯＣが比較的高い領域では、バッテリ温度に対する切替回転数の変化量が比較的少ないため、バッテリ温度を低下させても、切替回転数が増加し難く、切替回転数の増加量よりも切替回転数の減少量の方が多くなり易い。

【0070】

図６は、切替回転数の増加量の絶対値と切替回転数の減少量の絶対値との差分がゼロより大きい例を示す切替マップの部分拡大図である。ここでは、温度調節部２６を作動させて、バッテリ温度を現在のバッテリ温度ＴＢ１０から目標温度ＴＢ１２に低下させるとする。実線１００は、現在のＳＯＣについてのバッテリ温度と切替回転数の関係を示している。実線１０２は、バッテリ温度を目標温度ＴＢ１２に低下させたときに予測されるＳＯＣ（予測ＳＯＣ）についてのバッテリ温度と切替回転数の関係を示している。

【0071】

バッテリ温度が現在のバッテリ温度ＴＢ１０から目標温度ＴＢ１２に低下した場合、温度調節部２６の消費電力を考慮しなければ、切替回転数は、矢印１０４で示すように、実線１００に沿って、現在のバッテリ温度ＴＢ１０に対応する現在の切替回転数Ｎ１０から、目標温度ＴＢ１２に対応する切替回転数Ｎ１２に増加する。また、温度調節部２６によって電力が消費され、ＳＯＣが現在のＳＯＣ（実線１００）から予測ＳＯＣ（実線１０２）に低下した場合、バッテリ温度の変化を考慮しなければ、切替回転数は、矢印１０６で示すように、縦軸に沿って、切替回転数Ｎ１２から予測切替回転数Ｎ１４（温度調節部２６を作動させることで予測される切替回転数）に減少する。

【0072】

これらを総合すると、実際には、温度調節部２６を用い、バッテリ温度が現在のバッテリ温度ＴＢ１０から目標温度ＴＢ１２に低下した場合、切替回転数は、矢印１０８で示すように、現在のＳＯＣに対応する現在の切替回転数Ｎ１０から、予測ＳＯＣに対応する予測切替回転数Ｎ１４に変化する。

【0073】

図６では、現在の切替回転数Ｎ１０から切替回転数Ｎ１２への切替回転数の増加量の絶対値が、切替回転数Ｎ１２から予測切替回転数Ｎ１４への切替回転数の減少量の絶対値より多くなっている。換言すると、切替回転数の増加量の絶対値と切替回転数の減少量の絶対値との差分がゼロより大きくなっている。これにより、予測切替回転数Ｎ１４は、現在の切替回転数Ｎ１０よりも高くなる。この場合、切替制御部４０は、温度調節部２６を作動させる。

【0074】

図７は、切替回転数の増加量の絶対値と切替回転数の減少量の絶対値との差分がゼロ以下の例を示す切替マップの部分拡大図である。ここでは、温度調節部２６を作動させて、バッテリ温度を現在のバッテリ温度ＴＢ２０から目標温度ＴＢ２２に低下させるとする。実線１１０は、現在のＳＯＣについてのバッテリ温度と切替回転数の関係を示している。実線１１２は、バッテリ温度を目標温度ＴＢ２２に低下させたときに予測されるＳＯＣ（予測ＳＯＣ）についてのバッテリ温度と切替回転数の関係を示している。

【0075】

バッテリ温度が現在のバッテリ温度ＴＢ２０から目標温度ＴＢ２２に低下した場合、温度調節部２６の消費電力を考慮しなければ、切替回転数は、矢印１１４で示すように、実線１１０に沿って、現在のバッテリ温度ＴＢ２０に対応する現在の切替回転数Ｎ２０から、目標温度ＴＢ２２に対応する切替回転数Ｎ２２に増加する。また、温度調節部２６によって電力が消費され、ＳＯＣが現在のＳＯＣ（実線１１０）から予測ＳＯＣ（実線１１２）に低下した場合、バッテリ温度の変化を考慮しなければ、切替回転数は、矢印１１６で示すように、縦軸に沿って、切替回転数Ｎ２２から予測切替回転数Ｎ２４（温度調節部２６を作動させることで予測される切替回転数）に減少する。

【0076】

これらを総合すると、実際には、温度調節部２６を用い、バッテリ温度が現在のバッテリ温度ＴＢ２０から目標温度ＴＢ２２に低下した場合、切替回転数は、矢印１１８で示すように、現在のＳＯＣに対応する現在の切替回転数Ｎ２０から、予測ＳＯＣに対応する予測切替回転数Ｎ２４に変化する。

【0077】

図７では、現在の切替回転数Ｎ２０から切替回転数Ｎ２２への切替回転数の増加量の絶対値が、切替回転数Ｎ２２から予測切替回転数Ｎ２４への切替回転数の減少量の絶対値以下となっている。換言すると、切替回転数の増加量の絶対値と切替回転数の減少量の絶対値との差分がゼロ以下となっている。これにより、予測切替回転数Ｎ２４は、現在の切替回転数Ｎ２０よりも低くなる。この場合、切替制御部４０は、温度調節部２６を作動させない。

【0078】

これらを実現するために、切替制御部４０は、まず、温度調節部２６で冷却するバッテリ１８の目標温度を設定する。目標温度は、例えば、現在のバッテリ温度に基づいて設定される。例えば、切替制御部４０は、現在のバッテリ温度に対して所定温度（例えば、１０℃など）だけ低い温度を目標温度に設定する。そして、切替制御部４０は、現在のＳＯＣ、現在のバッテリ温度および目標温度を切替マップに適用して、切替回転数の増加量を導出する。

【0079】

また、切替制御部４０は、現在の外気温、現在のバッテリ温度、目標温度および温度調節部２６の冷却能力に基づいて、バッテリ温度が目標温度に到達するまでに必要な時間（温度調節時間）を導出する。切替制御部４０は、温度調節部２６で消費される単位時間当たりの電力と、温度調節時間とに基づいて、温度調節部２６において消費されると予測される使用エネルギー量（電力量）を導出する。切替制御部４０は、使用エネルギー量（電力量）および現在のＳＯＣに基づいて、バッテリ温度が目標温度となるときの予測ＳＯＣを導出する。切替制御部４０は、現在のＳＯＣ、予測ＳＯＣおよび目標温度を切替マップに適用して、切替回転数の減少量を導出する。

【0080】

そして、切替制御部４０は、切替回転数の増加量の絶対値が切替回転数の減少量の絶対値より多ければ、温度調節部２６を作動させ、切替回転数の増加量の絶対値が切替回転数の減少量の絶対値以下であれば、温度調節部２６を作動させない。

【0081】

図８は、切替制御部４０の動作の流れを説明するフローチャートである。切替制御部４０は、所定制御周期の割り込み制御として図８の一連の処理を繰り返す。

【0082】

割り込み制御の開始タイミングとなると、切替制御部４０は、シフト検出部３４からシフトポジションを取得する（Ｓ１００）。次に、切替制御部４０は、取得されたシフトポジションがＮレンジであるか否かを判断する（Ｓ１１０）。

【0083】

シフトポジションがＮレンジではない場合（Ｓ１１０におけるＮＯ）、切替制御部４０は、一連の処理を終了する。

【0084】

シフトポジションがＮレンジである場合（Ｓ１１０におけるＹＥＳ）、切替制御部４０は、ＳＯＣ導出部２８によって導出された現在のＳＯＣを取得する（Ｓ１２０）。また、切替制御部４０は、バッテリ温度検出部２４で検出された現在のバッテリ温度を取得する（Ｓ１３０）。

【0085】

次に、切替制御部４０は、取得された現在のＳＯＣおよび現在のバッテリ温度に基づいて、切替回転数を導出する（Ｓ１４０）。具体的には、切替制御部４０は、現在のＳＯＣおよび現在のバッテリ温度を切替マップに適用して切替回転数を導出する。

【0086】

次に、切替制御部４０は、速度検出部３２から自車両の速度を取得する（Ｓ１５０）。次に、切替制御部４０は、取得された自車両の速度に基づいて、現在のモータジェネレータ１２の回転数を導出する（Ｓ１６０）。

【0087】

次に、切替制御部４０は、現在の回転数が切替回転数以下であるか否かを判断する（Ｓ１７０）。現在の回転数が切替回転数以下である場合（Ｓ１７０におけるＹＥＳ）、切替制御部４０は、サーボオフ制御を行い（Ｓ１８０）、ステップＳ２００の処理に進む。

【0088】

現在の回転数が切替回転数以下ではない場合（Ｓ１７０におけるＮＯ）、切替制御部４０は、ゼロトルク制御を行い（Ｓ１９０）、ステップＳ２００の処理に進む。

【0089】

ステップＳ２００において、切替制御部４０は、温度調節部２６を作動させるか否かを判断する制御である温調作動制御を行い（Ｓ２００）、一連の処理を終了する。

【0090】

図９は、温調作動制御（Ｓ２００）の流れを説明するフローチャートである。切替制御部４０は、まず、現在のバッテリ温度に基づいて、バッテリ１８の目標温度を設定する（Ｓ３００）。次に、切替制御部４０は、現在のＳＯＣ、現在のバッテリ温度および目標温度に基づいて切替回転数の増加量を導出する（Ｓ３１０）。

【0091】

次に、切替制御部４０は、外気温検出部３０から外気温を取得する（Ｓ３２０）。次に、切替制御部４０は、現在の外気温、現在のバッテリ温度、目標温度および温度調節部２６の冷却能力に基づいて温度調節時間を導出する（Ｓ３３０）。

【0092】

次に、切替制御部４０は、温度調節時間に基づいて使用エネルギー量を導出する（Ｓ３４０）。次に、切替制御部４０は、使用エネルギー量および現在のＳＯＣに基づいて、予測ＳＯＣを導出する（Ｓ３５０）。次に、切替制御部４０は、現在のＳＯＣ、予測ＳＯＣおよび目標温度に基づいて切替回転数の減少量を導出する（Ｓ３６０）。

【0093】

次に、切替制御部４０は、切替回転数の増加量の絶対値が切替回転数の減少量の絶対値より多いか否かを判断する（Ｓ３７０）。

【0094】

切替回転数の増加量の絶対値が切替回転数の減少量の絶対値より多い場合（Ｓ３７０におけるＹＥＳ）、切替制御部４０は、温度調節部２６を作動させ（Ｓ３８０）、一連の処理を終了する。

【0095】

切替回転数の増加量の絶対値が切替回転数の減少量の絶対値より多くない場合（Ｓ３７０におけるＮＯ）、切替制御部４０は、温度調節部２６を作動させず（Ｓ３９０）、一連の処理を終了する。

【0096】

以上のように、本実施形態の車両１の切替制御部４０は、バッテリ１８のＳＯＣおよびバッテリ１８の温度に基づいて、サーボオフ制御とゼロトルク制御とを切り替える閾値となるモータジェネレータの回転数である切替回転数を導出する。そして、切替制御部４０は、モータジェネレータ１２の回転数が切替回転数以下である場合、サーボオフ制御を行い、モータジェネレータ１２の回転数が切替回転数より高い場合、ゼロトルク制御を行う。

【0097】

これにより、本実施形態の車両１では、バッテリ温度が変化してもサーボオフ制御とゼロトルク制御とを適切に切り替えることが可能となる。

【0098】

また、本実施形態の車両１の切替制御部４０は、温度調節部２６を作動させることによるバッテリ１８の温度の低下に従った切替回転数の増加量と、温度調節部２６を作動させることによるバッテリ１８のＳＯＣの低下に従った切替回転数の減少量とに基づいて、温度調節部２６を作動させるか否かを判断する。

【0099】

これにより、本実施形態の車両１では、現在の切替回転数より将来における切替回転数が低下することを抑制しつつ、将来における切替回転数を現在の切替回転数以上とすることができる。その結果、本実施形態の車両１では、モータジェネレータ１２の回転数における回生可能な領域を多くすることができるため、電費の低下を抑制することが可能となる。

【0100】

なお、本実施形態では、シフトポジションがＮレンジの場合に、切替回転数が導出されてサーボオフ制御またはゼロトルク制御が行われる例を挙げていた。しかし、切替制御部４０は、切替回転数を導出してサーボオフ制御およびゼロトルク制御を切り替える制御を、Ｎレンジ以外において行ってもよい。例えば、切替制御部４０は、シフトポジションがＤレンジであり、アクセルペダルを通じた加速操作が行われていない場合（アクセルペダルの踏込み量がゼロである場合）に、切替回転数を導出してサーボオフ制御およびゼロトルク制御を切り替える制御を行ってもよい。

【0101】

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0102】

１ 車両
１０ 車輪
１２ モータジェネレータ
１８ バッテリ
２０ 電力変換部
２４ バッテリ温度検出部
２６ 温度調節部
２８ ＳＯＣ導出部
４０ 切替制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】