JP2007026700A - 二次電池の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 二次電池を迅速かつ容易に昇温可能な二次電池の制御装置を提供する。
【解決手段】 インバータ制御回路は、電池温度がしきい値よりも低いと判定されると、交流モータの動作点を最適動作点Ａとモータ損失増加点Ｂとの間で交互に切替える。モータ損失増加点Ｂでは、モータ電流の振幅がＩ１からＩ３に増加したことによって、交流モータの３相コイルに発生する銅損が増加する。一方、最適動作点Ａでは、モータ電流の振幅が減少したことによって銅損が減少する。そして、銅損が周期的に増減することに応じて、バッテリでは、銅損に相当する電力が周期的に充放電が繰り返される。この充放電によって生じたバッテリ電流の変動がバッテリの内部抵抗を発熱させて、バッテリを昇温する。以上の昇温動作は、モータ温度が交流モータの運転効率を保証しうる許容温度以上となったことに応じて禁止される。
【選択図】 図４

Description

この発明は、二次電池を迅速に昇温可能な二次電池の制御装置に関するものである。

通常、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）等の車両において、電気エネルギーによる駆動力は、高電圧の電池から供給される直流電力をインバータによって３相交流電力に変換し、これにより３相交流モータを回転させることにより得ている。また、車両の減速時には、逆に３相交流モータの回生発電により得られる回生エネルギーを電池に蓄電することにより、エネルギーを無駄なく利用して走行している。

このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、電池の充電量を表わすＳＯＣ（State of Charge）が所定の範囲に保たれるように、エンジンにより駆動される発電機の発電が制御される。そして、このような電池としては、主としてニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。これらの二次電池は、車両の走行に関わるため、その信頼度の高いことが求められる。

その一方で、二次電池は、電池温度によって、その性能が著しく異なることが知られている。中でも、車両の走行性能を大きく左右するものとして、電池に入出力可能な電力が挙げられる。電池に入出力可能な電力は、電池温度の低下に伴なって著しく低下する。そのため、寒冷地などでは、発進時やエンジン出力の補助を行なうときに、電池温度が低いために所望の出力が得られず、車両のスムーズな発進や加速ができないという問題がとされていた。

この問題に対しては、電池温度が所定温度よりも低いときに、ヒータ装置により電池を昇温させるといった方策が挙げられる。ところが、この方策には、ヒータ装置等の部品の追加に伴なって車両の大型化や製造コストアップが生じる点、およびヒータ装置の発生した熱量の一部が電池以外の部位に逃げてしまうというエネルギー効率の点において、多くの課題が残されていた。

そこで、最近では、車両の走行性能を確保するために、電池を効率的に昇温させて、電池に入出力可能な電力の低下を抑制するバッテリ制御装置が多数開示されている（たとえば特許文献１〜４参照）。

たとえば特許文献１は、バッテリの温度が所定値以下のとき、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の所定領域内で電池の充放電を繰り返すことを特徴とするバッテリ制御装置を開示する。

これによれば、バッテリ制御装置は、バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）を判定する充放電判定手段と、バッテリの充放電を制御するバッテリ制御手段とを備える。そして、バッテリの温度が所定値以下のとき、バッテリ制御手段によって、ＳＯＣの所定範囲内において、短い周期でバッテリの充放電が交互に繰り返される。このとき、バッテリ制御手段は、充放電時に電池を流れる電流（バッテリ電流）によって電池の内部抵抗を発熱させ、電池を内部から直接的に昇温する。したがって、ヒータ装置を用いて電池を昇温させるのに対して、電力ロスを生じることなく、効率的に昇温させることができる。
特開２００３−２７２７１２号公報 特開２００３−２７４５６５号公報 特開２０００−９２６１４号公報 特開２００４−１５８６６号公報

さらに、特許文献１によるバッテリ制御装置は、ハイブリッド自動車に搭載されると、車両の走行状態に応じて、昇温モードにおけるバッテリの充放電を制御する。

詳細には、車両が走行状態のとき、バッテリ制御手段は、ＳＯＣの所定範囲内において、走行に伴なうバッテリの消費を補うための発電機の駆動（走行発電）および走行用モータの回生制動を禁止してバッテリの充電を停止することにより、バッテリの放電制御を実行する。また、走行発電および回生制動を許可してバッテリの充電を開始することにより、バッテリの充電制御を実行する。すなわち、バッテリ手段は、車両の走行中において、エンジンによる発電機の駆動および走行用モータの回生制動を禁止／許可することによってバッテリの充放電制御を行なう。

また、車両が停止状態のとき、バッテリ制御手段は、エンジンを始動させて強制的に発電機を駆動させてバッテリの充電制御を行なう。

以上のように、特許文献１によるバッテリ制御装置は、車両の状態に応じて、発電機および走行用モータの駆動を禁止／許可すること、または発電機を強制的に駆動させることにより、バッテリの充放電を制御してバッテリを昇温させる。そのため、実際にバッテリが充放電される周期は、車両の走行状態に依存したものとなり、バッテリを迅速に昇温させることが難しいという問題が生じていた。特に、リチウムイオン電池においては、低温時の内部抵抗が常温時の内部抵抗よりも低いために昇温しにくく、昇温効率の改善が求められていた。

また、走行発電および回生制動の禁止／許可は、バッテリ制御ユニットが補機制御ユニットに対して発電中止指令／発電開始指令を出力すること、およびバッテリ制御ユニットがトルク制御ユニットを介して回生時のトルクを抑制する信号をモータ制御ユニットに転送することによって実行される。そのため、昇温モードにおけるバッテリの充放電制御が複雑なものとなっていた。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、二次電池を迅速かつ容易に昇温可能な二次電池の制御装置を提供することである。

この発明によれば、二次電池の制御装置は、二次電池から電力の供給を受けてモータを駆動するモータ駆動回路と、二次電池の電池温度を検出または推定する電池温度取得手段と、モータの出力トルクが要求トルクに一致するようにモータ駆動回路を制御する制御回路とを備える。制御回路は、モータを、要求トルクの発生に第１の電流振幅のモータ駆動電流を要する第１の動作点で動作させる第１の制御手段と、モータを、要求トルクの発生に第１の電流振幅よりも大きい第２の電流振幅のモータ駆動電流を要する第２の動作点で動作させる第２の制御手段と、電池温度が所定のしきい値温度よりも低いとき、第１の制御手段と第２の制御手段とを交互に切替えて実行する切替手段とを含む。

上記の二次電池の制御装置によれば、モータ駆動電流の振幅を大小で交互に切替えることによってモータのエネルギー損失が周期的に増減する。このエネルギー損失変動分の電力の二次電池への入出力が意図的に繰り返されることにより、二次電池の充放電時に流れる電流によって、二次電池を迅速かつ容易に昇温させることができる。また、二次電池の昇温動作の実行時においても、モータの出力トルクを一定に保つことができる。

好ましくは、第１の制御手段は、第１の動作点を与える第１の電流振幅と第１の電流位相とからなる第１の電流指令を用いて、モータ駆動電流のフィードバック制御を行なう。第２の制御手段は、第２の動作点を与える第２の電流振幅と第２の電流位相とからなる第２の電流指令を用いて、モータ駆動電流のフィードバック制御を行なう。切替手段は、モータ駆動電流のフィードバック制御において、第１の電流指令と第２の電流指令とを交互に切替える。

上記の二次電池の制御装置によれば、モータ駆動電流のフィードバック制御に用いる電流指令を周期的に切替えることより、容易にモータの制御手段を切替えることができる。

好ましくは、二次電池の制御装置は、モータのモータ温度を取得するモータ温度取得手段をさらに備える。制御回路は、モータ温度が所定の許容温度以上となったことに応じて、切替手段の実行を禁止する。

上記の二次電池の制御装置によれば、二次電池の昇温動作の実行によるモータ温度の過熱を抑制でき、モータの運転効率の劣化を防止することができる。

好ましくは、制御回路は、第２の動作点でモータを動作させたときに、二次電池からモータ駆動回路に供給される電力が二次電池の出力可能な電力を超えないように、第２の電流振幅を設定する設定手段をさらに含む。

上記の二次電池の制御装置によれば、二次電池を過大な電力の持ち出しから保護しながら、迅速に昇温させることができる。

好ましくは、設定手段は、予め求められた電池温度と二次電池の出力可能な電力との関係に基づき、電池温度に対応する二次電池の出力可能な電力に応じて、第２の電流振幅を設定する。

上記の二次電池の制御装置によれば、電池温度に応じて変化する二次電池の出力可能な電力に基づいて、二次電池の昇温動作が実行されることから、二次電池を確実に保護しながら、迅速な昇温が実現される。

好ましくは、制御回路は、各々が第１の電流振幅よりも大きく、かつ大きさが漸増するように複数の第２の電流振幅を設定する設定手段をさらに含む。

上記の二次電池の制御装置によれば、二次電池の昇温動作の実行時において、モータの運転効率が急変するのを抑制することができる。

好ましくは、第１の動作点は、第１の電流振幅における出力トルクの最大値を要求トルクとする最適動作点を含む。制御回路は、電池温度がしきい値温度以上となったことに応じて、最適動作点を与える第１の電流指令を用いて、モータ駆動電流のフィードバック制御を行なう。

上記の二次電池の制御装置によれば、しきい値温度以上の電池温度が確保されると、高いモータ効率が得られるモータ制御に容易に移行することができる。

好ましくは、モータは、車両の駆動輪を駆動する駆動用モータを含む。
上記の二次電池の制御装置によれば、昇温動作の実行によっても、駆動用モータの出力トルクの変動が抑えられるため、ドライバビリティを確保することができる。

この発明によれば、モータのエネルギー損失を周期的に増加させて二次電池からモータへの電力の入出力を意図的に繰り返すことにより、二次電池の充放電時に流れる電流によって、迅速かつ容易に二次電池を昇温させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明の実施の形態による二次電池の制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。

図１を参照して、モータ駆動装置１００は、バッテリＢと、電圧センサ１０，１３と、電流センサ２４と、温度センサ２６，２８と、コンデンサＣ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４と、レゾルバ３０と、制御装置４０とを備える。

交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。また、交流モータＭ１は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえばエンジン始動を行ない得るようなモータである。

昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の一方端はバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配されている。

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とからなる。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４からなる。Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６からなる。Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８からなる。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通に接続されて構成される。Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。

なお、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４にそれぞれ含まれるスイッチング素子は、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ８に限定されず、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ等の他のパワー素子で構成しても良い。

バッテリＢは、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなる。電圧センサ１０は、バッテリＢから出力される電圧Ｖｂを検出し、検出した電圧Ｖｂを制御装置４０へ出力する。

温度センサ２８は、バッテリＢの電池温度Ｔｂａｔを検出し、その検出した電池温度Ｔｂａｔを制御装置４０へ出力する。なお、電池温度Ｔｂａｔの取得手段は、温度センサ２８に限らず、バッテリＢの内部抵抗値から電池温度Ｔｂａｔを推定する構成としても良い。

昇圧コンバータ１２は、バッテリＢから供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置４０から信号ＰＷＭＣを受けると、信号ＰＷＭＣによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。

また、昇圧コンバータ１２は、制御装置４０から信号ＰＷＭＣを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４から供給された直流電圧を降圧してバッテリＢへ供給する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２から出力された直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧をインバータ１４へ供給する。

電圧センサ１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍ（すなわち、インバータ１４の入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置４０へ出力する。

インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると、制御装置４０からの信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定された要求トルクを発生するように駆動される。

また、インバータ１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置４０からの信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧に変換し、変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合との回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車速を減速（または加速を中止）させることを含む。

電流センサ２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを検出し、その検出したモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを制御装置４０へ出力する。なお、図１においては、電流センサ２４は、２個しか示されていない。これは、交流モータＭ１が３相モータの場合、２つの相に流れるモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを検出すれば、その検出されたモータ電流Ｉｖ，Ｉｗに基づいて残りの相に流れるモータ電流Ｉｕを演算できるからである。したがって、３相の各々に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを独自に検出する場合、３個の電流センサ２４を設けてもよい。

温度センサ２６は、交流モータＭ１のモータ温度Ｔｍｏｔを検出し、その検出したモータ温度Ｔｍｏｔを制御装置４０へ出力する。

レゾルバ３０は、交流モータＭ１の回転軸に取り付けられており、交流モータＭ１の回転子の回転角度θを検出して制御装置４０へ出力する。

制御装置４０は、外部に設けられたＥＣＵ（Electric Control Unit）からトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受け、電圧センサ１３から出力電圧Ｖｍを受け、電圧センサ１０から直流電圧Ｖｂを受け、電流センサ２４からモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを受け、レゾルバ３０から回転角度θを受ける。制御装置４０は、出力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ、モータ電流Ｉｖ，Ｉｗおよび回転角度θに基づいて、後述する方法によりインバータ１４が交流モータＭ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。

また、制御装置４０は、インバータ１４が交流モータＭ１を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成し、生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

さらに、制御装置４０は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、出力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよびモータ電流Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。この場合、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩによってスイッチング制御される。これにより、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。

さらに、制御装置４０は、回生制動時、直流電圧Ｖｂ，出力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＣを生成し、生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されてバッテリＢに供給される。

以上の構成からなるモータ駆動装置１００において、この発明は、さらに、制御装置４０がバッテリＢを昇温させるための昇温手段を備えることを特徴とする。昇温手段は、後述するように、温度センサ２８からの電池温度Ｔｂａｔが所定のしきい値Ｔｃを下回るときに、交流モータＭ１のエネルギー損失を周期的に増減させるように、インバータ１４を制御する。

ここで、交流モータＭ１は駆動用モータであることから、出力トルクは、常にトルク指令値ＴＲで指定される要求トルクを満たさなければならない。

そこで、制御装置４０は、昇温手段の実行時において、交流モータＭ１の出力トルクを要求トルクに一致させながら、エネルギー損失を周期的に増減させるように、インバータ１４を制御する。

詳細には、制御装置４０は、出力トルクを要求トルクに保ちながら、交流モータＭ１に流れるモータ電流の電流振幅および電流位相を変化させる。このとき、モータ電流の電流振幅を増加させると、交流モータＭ１においては、エネルギー損失のうち、３相コイルをモータ電流が流れることによって生じる銅損が増大する。そして、この銅損の増加分に相当する電力がバッテリＢから余分に持ち出されることになる。一方、モータ電流の電流振幅を減少させると、銅損が減少し、この銅損の減少分に相当する電力がバッテリＢに持ち込まれることになる。

そして、制御装置４０がモータ電流の電流振幅の増加および減少を交互に繰り返すことによって交流モータＭ１の銅損が周期的に変動すると、この銅損の変動分に相当する電力がバッテリＢに入出力される。このとき、バッテリＢにおいては、充放電に伴なう直流電流Ｉｂの変動に応じて内部抵抗が発熱して電池温度Ｔｂａｔを上昇させる。

一方、昇温手段を実行することにより交流モータＭ１のエネルギー損失が増加すると、発生した銅損によって交流モータＭ１が高温状態となり、モータ内部を貫通する磁束に影響を与え、運転効率（回転効率、発電効率）を低下させる。

これに対しては、制御装置４０は、交流モータＭ１のモータ温度Ｔｍｏｔが、モータ性能が保証される所定の許容温度Ｔａ以下に保たれるように、モータ温度Ｔｍｏｔが許容温度Ｔａを超えたときには昇温手段の実行を禁止することとする。

図２は、図１における制御装置４０の機能ブロック図である。
図２を参照して、制御装置４０は、インバータ制御回路４０１と、コンバータ制御回路４０２とを含む。

インバータ制御回路４０１は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流Ｉｖ，Ｉｗ、出力電圧Ｖｍおよび回転角度θに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法によりインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。

また、インバータ制御回路４０１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、トルク指令値ＴＲ、モータ電流Ｉｖ，Ｉｗ、出力電圧Ｖｍおよび回転角度θに基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＩを生成してインバータ１４へ出力する。

さらに、インバータ制御回路４０１は、温度センサ２８からの電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いとき、後述する方法を用いて、交流モータＭ１のエネルギー損失を周期的に増減させるための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。

そして、エネルギー損失の増減に伴なって、エネルギー損失分に相当する電力が交流モータＭ１とバッテリＢとの間で授受されると、バッテリＢにおいては、充放電される電力の変化に応じて直流電流Ｉｂが振動させられる。その結果、振動した直流電流Ｉｂが流れることによって内部抵抗が発熱し、バッテリＢを昇温させる。

すなわち、インバータ制御回路４０１は、交流モータＭ１のエネルギー損失を周期的に増減させることにより、バッテリＢを流れる直流電流Ｉｂを振動させる。そして、インバータ制御回路４０１は、その振動させた直流電流Ｉｂにより内部抵抗を発熱させてバッテリＢを昇温する。ゆえに、インバータ制御回路４０１は、この発明による昇温手段を構成する。

なお、インバータ制御回路４０１は、温度センサ２６からのモータ温度Ｔｍｏｔが所定の許容温度Ｔａを超えたと判断されると、かかる昇温手段の実行を禁止する。これにより、交流モータＭ１は、モータ温度Ｔｍｏｔが許容温度Ｔａ以下に保たれ、運転効率を維持することができる。

コンバータ制御回路４０２は、トルク指令値ＴＲ、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

また、コンバータ制御回路４０２は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、トルク指令値ＴＲ、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ１４からの直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＣにより電圧を降圧させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。

図３は、図２におけるインバータ制御回路４０１の機能ブロック図である。
図３を参照して、インバータ制御回路４０１は、電流指令変換部４１０と、減算器４１２，４１４と、ＰＩ制御部４１６，４１８と、２相／３相変換部４２０と、ＰＷＭ生成部４２２と、３相／２相変換部４２４とを含む。

３相／２相変換部４２４は、２個の電流センサ２４，２４からモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを受ける、そして、３相／２相変換部４２４は、モータ電流Ｉｖ，Ｉｗに基づいてモータ電流Ｉｕ＝−Ｉｖ−Ｉｗを演算する。

さらに、３相／２相変換部４２４は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをレゾルバ３０かららの回転角度θを用いて三相二相変換する。つまり、３相／２相変換部４２４は、交流モータＭ１の３相コイルの各相に流れる３相のモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、回転角度θを用いてｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。そして、３相／２相変換部４２４は、演算した電流値Ｉｄを減算器４１２へ出力し、演算した電流値Ｉｑを減算器４１４へ出力する。

電流指令変換部４１０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受け、電圧センサ１３から電圧Ｖｍを受け、温度センサ２８から電池温度Ｔｂａｔを受け、温度センサ２６からモータ温度Ｔｍｏｔを受け、カウンタ４２６からカウント値ＣＮＴを受ける。

そして、電流指令変換部４１０は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃ以上であるとき、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮおよび電圧Ｖｍに基づいて、トルク指令値ＴＲによって指定された要求トルクを出力するための第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）を生成し、その生成した第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）を電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として、減算器４１２，４１４へそれぞれ出力する。

一方、電流指令変換部４１０は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いとき、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮおよび電圧Ｖｍに基づいて、要求トルクを出力するための２通りの電流指令を生成する。生成された２通りの電流指令は、一方を上記の第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）とし、他方を第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）よりもモータ電流の電流振幅が大きくなるように設定された第２の電流指令Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）とする。

そして、電流指令変換部４１０は、生成した第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）および第２の電流指令Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）を、カウンタ４２６のカウント値ＣＮＴに応じて交互に選択し、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として減算器４１２，４１４へ出力する。

なお、カウンタ４２６は、インバータ制御回路４０１の制御周期Ｔごとにカウント値ＣＮＴをインクリメントして電流指令変換部４１０へ出力する。電流指令変換部４１０は、カウント値ＣＮＴがインクリメントされるごと、すなわち、制御周期ごとに、第１および第２の電流指令を交互に選択する。

減算器４１２は、電流指令変換部４１０から電流指令Ｉｄ＊を受け、３相／２相変換部４２４から電流値Ｉｄを受ける。そして、減算器４１２は、電流指令Ｉｄ＊と電流値Ｉｄとの偏差（＝Ｉｄ＊−Ｉｄ）を演算し、その演算した偏差をＰＩ制御部４１６へ出力する。また、減算器４１４は、電流指令変換部４１０から電流指令Ｉｑ＊を受け、３相／２相変換部４３２から電流値Ｉｑを受ける。そして、減算器４１４は、電流指令Ｉｑ＊と電流値Ｉｑとの偏差（＝Ｉｑ＊−Ｉｑ）を演算し、その演算した偏差をＰＩ制御部４１８へ出力する。

ＰＩ制御部４１６，４１８は、それぞれ、偏差Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑに対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算し、その演算した電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを２相／３相変換部４２０へ出力する。

２相／３相変換部４２０は、ＰＩ制御部４１６，４１８からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑをレゾルバ３０からの回転角度θを用いて二相三相変換する。つまり、２相／３相変換部４２０は、ｄ軸およびｑ軸に印加する電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを、回転角度θを用いて交流モータＭ１の３相コイルに印加する電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。そして、２相／３相変換部４２０は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ生成部４２２へ出力する。

ＰＷＭ生成部４２２は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、電圧センサ１３からの電圧Ｖｍとに基づいて信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。

以上のように、インバータ制御回路４０１は、交流モータＭ１の要求トルク（トルク指令値ＴＲに相当）を、交流モータＭ１のｄ軸成分とｑ軸成分との電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に変換し、実際の電流値Ｉｄ，Ｉｑがこれらの電流指令と一致するようにＰＩ制御によってフィードバックをかける、いわゆる電流制御を採用する。

さらに、インバータ制御回路４０１は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いときには、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を、制御周期ごとに、第１の電流指令と第２の電流指令との間で交互に切替えながら電流制御を行なう。これにより、交流モータＭ１の制御は、制御周期ごとに、図４に示す２つの制御モードの間で交互に切替えられる。

図４は、この発明による交流モータＭ１の制御を説明するための図である。
図４を参照して、交流モータＭ１のトルクとモータを流れる電流の電流位相θとの関係は、曲線ｋ１〜ｋ３によって表わされる。なお、曲線ｋ１〜ｋ３は、互いにモータ電流の振幅が異なっており、曲線ｋ１が最も振幅が小さく（振幅Ｉ１とする）、曲線ｋ３が最も振幅が大きい（振幅Ｉ３（＞Ｉ２＞Ｉ１）とする）。

そして、曲線ｋ１〜ｋ３のそれぞれにおいて、トルクは、ある電流位相θｏｐｔに対して最大になるように変化する。すなわち、電流位相θｏｐｔで交流モータＭ１に電流を流すことにより、最大トルクが得られる。以下において、最大トルクが得られるように電流位相θを変化させる制御モードを最大トルク制御モードとも称する。また、電流位相θ＝θｏｐｔとなるときの交流モータＭ１の動作点Ａを最適動作点とも称する。

一方、曲線ｋ１〜ｋ３の各々において、電流位相θを、最適動作点Ａを与えるθｏｐｔからずらしていくと、トルクは次第に減少する。すなわち、電流位相θがθｏｐｔからずらすことによって、モータ効率が低下する。

この発明は、上述した最大トルク制御モードに加えて、さらに、出力トルクに一定に保ちながら、エネルギー損失が増加するように交流モータＭ１を制御する制御モードを備えることを特徴とする。以下において、トルクを一定として、エネルギー損失を増加させた制御モードを損失増加制御モードとも称する。

詳細には、損失増加制御モードは、図４に示すように、電流振幅を、最適動作点Ａのときの電流振幅Ｉ１よりも大きい電流振幅Ｉ３とし、かつ、電流位相を、最適動作点Ａの電流位相θｏｐｔからずらした電流位相θｉとした動作点Ｂで交流モータＭ１を駆動する。図４から明らかなように、この動作点Ｂにおいて、交流モータＭ１は、最適動作点Ａの出力トルクと同等のトルクを出力する。以下において、この動作点Ｂをモータ損失増加点とも称する。なお、モータ損失増加点Ｂにおける電流位相θｉは、電流位相θｏｐｔに対して高位相および低位相のいずれであってもよい。

そして、インバータ制御回路４０１は、これらの２つの制御モード（最大トルク制御モード、損失増加制御モード）を、制御周期ごとに交互に切替える。これにより、交流モータＭ１においては、モータ電流の電流振幅が振幅Ｉ１と振幅Ｉ３との間で周期的に増減することとなる。そして、損失増加点Ｂで交流モータＭ１を駆動したときには、モータ電流の電流振幅が増加したことによって３相コイルに発生する銅損ΔＬが増加する。
ΔＬ＝Ｒ・Ｉ３^２−Ｒ・Ｉ１^２・・・（１）
ただし、Ｒは交流モータＭ１の３相コイルの抵抗成分である。

一方、最適動作点Ａで交流モータＭ１を駆動したときには、式（１）の銅損ΔＬが減少する。そして、銅損ΔＬが周期的に増減することに応じて、バッテリＢでは、銅損ΔＬに相当する電力ΔＰが周期的に充放電される。このとき、バッテリＢを流れる直流電流Ｉｂには、次式で表される電流変動が生じる。
ΔＩｂ＝ΔＰ／Ｖｂ＝（Ｒ・Ｉ３^２−Ｒ・Ｉ１^２）／Ｖｂ・・・（２）
この電流変化分ΔＩｂがバッテリＢを流れることによって、バッテリＢの内部抵抗（抵抗値をＲｉとする）では、式（３）で示される熱量ΔＱが発生する。この発熱によって、バッテリＢの電池温度Ｔｂが上昇して電池性能が改善される。
ΔＱ＝Ｒｉ×ΔＩｂ^２・・・（３）
ここで、インバータ制御回路４０１における制御モードの切替えは、実際には、電流指令変換部４１０が２つの電流指令を交互に切替えることにより行なわれる。

図５は、電流指令変換部４１０の行なう制御モードの切替え動作を説明するための図である。

交流モータＭ１を図４で示す２つの動作点Ａ，Ｂ間で交互に切替えて駆動する場合、電流変換部４１０は、図５に示すように、各々の動作点に基づいて設定された２通りの電流指令を交互に切替えて出力する。

詳細には、電流指令変換部４１０は、最適動作点Ａに基づいて第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）を設定する。Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）は、図５のベクトル図において、電流位相をθｏｐｔとし、電流振幅をＩ１としたモータ電流のｄ軸ｑ軸成分に相当する。

また、電流指令変換部４１０は、モータ損失増加点Ｂに基づいて第２の電流指令Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）を設定する。Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）は、図５のベクトル図において、電流位相をθｉとし、電流振幅をＩ３としたモータ電流のｄ軸ｑ軸成分に相当する。

そして、電流指令変換部４１０は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いとき、第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）と第２の電流指令Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）とを、制御周期ごとに交互に出力する。これにより、交流モータＭ１は、動作点が、最適動作点Ａとモータ損失増加点Ｂとの間で交互に切替えられ、最大トルク制御モードと損失増加制御モードとを交互に実行する。

一方、電流指令変換部４１０は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃ以上のとき、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）に固定して出力する。したがって、交流モータＭ１は最適動作点Ａで動作する。

図６は、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とバッテリＢを流れる直流電流Ｉｂとの関係を示すタイミングチャートである。

図６を参照して、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊が、第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）と第２の電流指令Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）との間で制御周期Ｔごとに切替えられると、バッテリＢを流れる直流電流Ｉｂには、上記式（２）で表わされるΔＩｂの電流変動が発生する。すなわち、直流電流Ｉｂは、制御周期Ｔに同期してΔＩｂの変動幅で振動することになる。そして、直流電流Ｉｂを積極的に振動させることによって、内部抵抗の発熱が促進されて、バッテリＢを迅速に昇温させることができる。

なお、以上の直流電流Ｉｂの変動に対して、交流モータＭ１のトルク指令値ＴＲは、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の切替えに関わらず、常に一定値Ｔ＿ｃｏｍに維持される。したがって、昇温手段の実行によっても出力トルクが一定に保たれることから、ドライバビリティを確保することができる。

図７は、この発明によるバッテリの昇温動作を説明するためのフローチャートである。
図７を参照して、一連の動作が開始されると、電流指令変換部４１０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受ける（ステップＳ０１）。さらに、電流指令変換部４１０は、温度センサ２８から電池温度Ｔｂａｔを受け、温度センサ２６からモータ温度Ｔｍｏｔを受ける。そして、電流指令変換部４１０は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いか否かを判定する（ステップＳ０２）。なお、しきい値Ｔｃは、たとえば、バッテリＢに入出力可能な電力が急激に減少し始める電池温度Ｔｂａｔに設定される。

ステップＳ０２において電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いと判定されると、電流指令変換部４１０は、続いて、モータ温度Ｔｍｏｔが許容温度Ｔａよりも低いか否かを判定する（ステップＳ０３）。

ステップＳ０３においてモータ温度Ｔｍｏｔが許容温度Ｔａよりも低いと判定されると、電流指令変換部４１０は、以下のステップＳ０４〜Ｓ０６に従って、交流モータＭ１の制御モードを制御周期ごとに切替える。

詳細には、電流指令変換部４１０は、カウンタ４２６からのカウント値ＣＮＴが偶数か否かを判定する（ステップＳ０４）。そして、カウント値ＣＮＴが偶数であると判定されたとき、すなわち、偶数番目の制御周期であると判定されたとき、電流指令変換部４１０は、最適動作点Ａに基づいて設定された第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）を、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として減算器４１２，４１４へ出力する（ステップＳ０５）。

また、カウント値ＣＮＴが奇数であると判定されたとき、すなわち、奇数番目の制御周期であると判定されたとき、電流指令変換部４１０は、モータ損失増加点Ｂに基づいて設定された第２の電流指令Ｉｄ（ｉ），Ｉｑ（ｉ）を、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として減算器４１２，４１４へ出力する（ステップＳ０６）。

以上のステップＳ０４〜Ｓ０６の電流指令の切替え動作は、基本的に、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃ以上となるまで繰り返し行なわれる。ただし、ステップＳ０３において、モータ温度Ｔｍｏｔが許容温度Ｔａ以上となったことに応じて禁止される。

一方、ステップＳ０２において電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃ以上であると判定されたとき、もしくは、ステップＳ０３においてモータ温度Ｔｍｏｔが許容温度以上であると判定されたときには、電流指令変換部４１０は、ステップＳ０４〜Ｓ０６の電流指令の切替えを行なわず、第１の電流指令Ｉｄ（０），Ｉｑ（０）に固定された電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を、減算器４１２，４１４へそれぞれ出力する（ステップＳ０５）。

３相／２相変換部４２４は、電流センサ２４からモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを受け、レゾルバ３０から回転角度θを受けると（ステップＳ０７）、回転角度θを用いて、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄ軸およびｑ軸を流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに三相二相変換する（ステップＳ０８）。そして、３相／２相変換部４２４は、その変換した電流値Ｉｄ１，Ｉｑ１を減算器４１２，４１４へそれぞれ出力する。

減算器４１２，４１４は、電流指令変換部４１０から電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を受け、３相／２相変換部４２４から電流値Ｉｄ，Ｉｑをそれぞれ受けると、両者の偏差を算出してＰＩ制御部４１６，４１８へ出力する（ステップＳ０９）。

ＰＩ制御部４１６，４１８は、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と電流値Ｉｄ１，Ｉｑ１との偏差に対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算し、その演算した電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを２相／３相変換部４２０へ出力する（ステップＳ１０）。

２相／３相変換部４２０は、ＰＩ制御部４１６，４１８からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑをレゾルバ３０からの回転角度θを用いて二相三相変換し、交流モータＭ１の３相コイルに印加する電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する（ステップＳ１１）。

ＰＷＭ生成部４２２は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、電圧センサ１３からの電圧Ｖｍとに基づいて信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する（ステップＳ１２）。

そして、インバータ１４が信号ＰＷＭＩに基づいてＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフさせて交流モータＭ１を駆動することにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定された要求トルクＴ＿ｃｏｍを発生する。

さらに、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低く、かつモータ温度Ｔｍｏｔが許容温度Ｔａよりも低いときには、要求トルクを出力しながら、エネルギー損失を増減するように交流モータＭ１を駆動することにより、銅損の変動分ΔＬに相当する電力変動分ΔＰがバッテリＢに周期的に充放電される。その結果、バッテリＢの内部抵抗が発熱してバッテリＢを昇温させる。

以上のように、この発明による二次電池の制御装置は、交流モータＭ１のエネルギー損失を周期的に増減させてバッテリＢの充放電を繰り返すことにより、バッテリＢを流れる電流によって内部抵抗を発熱させてバッテリＢを内部から直接的に昇温する。そのため、車両の走行状態に応じてバッテリを充放電させる従来のバッテリ制御装置に対して、迅速にバッテリＢを昇温することができる。

また、出力トルクは常に一定トルクに維持されるため、昇温手段の実行によってもドライバビリティを確保することができる。

ここで、インバータ制御回路４１０による交流モータＭ１の制御モードの切替え方法については、図４で説明したように、予め設定された２つの動作点の間で交互に切替える方法以外に、以下の変更例として開示する方法を用いても行なうことができる。

［変更例１］
図８は、この発明の実施の形態の変更例１による交流モータＭ１の制御を説明するための図である。

図８を参照して、変更例１に係る交流モータＭ１は、動作点として、上述した最適動作点Ａと、これと出力トルクを同じくする複数のモータ損失増加点Ｂ１〜Ｂ４とを有することを特徴とする。

詳細には、モータ損失増加点Ｂ１〜Ｂ４の各々は、電流位相θ１から電流位相θ４に向かって、最適動作点Ａの電流位相θｏｐｔとの位相差が漸増するように設定される。すなわち、位相差が最も小さいモータ損失増加点Ｂ１が最もエネルギー損失が小さく、位相差が最も大きいモータ損失増加点Ｂ４が最もエネルギー損失が大きい。

そして、インバータ制御回路４１０は、電池温度Ｔｂａｔがしきい値Ｔｃよりも低いときには、交流モータＭ１の動作点を、最適動作点Ａ１〜モータ損失増加点Ｂ１〜Ｂ２〜Ｂ３〜Ｂ４の順で、エネルギー損失が漸次的に変化するように切替える。

これによれば、動作点の切替えに伴なって、エネルギー損失が漸増または漸減することになる。その結果、銅損が急激に増減することによる交流モータＭ１の運転効率の低下を抑えることができる。

［変更例２］
図９は、この発明の実施の形態の変更例２による交流モータＭ１の制御を説明するための図である。

図９を参照して、交流モータＭ１は、動作点として、上述した最適動作点Ａと、これと出力トルクを同じくするモータ損失増加点Ｂ（ｔ）とを有する。

本変更例によるインバータ制御回路４０１は、モータ損失増加点Ｂ（ｔ）を、出力トルクを要求トルクに維持することに加えて、バッテリＢから交流モータＭ１に供給される電力ＰがバッテリＢから出力可能な電力（以下、電池出力とも称する）Ｗｏｕｔ以下となるように設定することを特徴とする。

詳細には、交流モータＭ１をモータ損失増加点で駆動したときには、最適動作点Ａで駆動したときにバッテリＢから持ち出される電力Ｐに対して、銅損の増加分ΔＬに相当する電力変動分ΔＰが余計に持ち出されることとなる。すなわち、モータ損失増加点においては、合計Ｐ＋ΔＰの電力がバッテリＢから持ち出される。そして、電力Ｐ＋ΔＰがバッテリＢの電池出力Ｗｏｕｔを超えてしまうと、バッテリＢが過大な電力の出力によって損傷するという問題が起こり得る。

一方、バッテリＢにおいて、電池出力Ｗｏｕｔは、一般に、電池温度Ｔｂａｔが低くなるにつれて、減少する傾向を示す。

そこで、電流指令変換部４１０は、予め電池温度Ｔｂａｔと電池出力Ｗｏｕｔとの関係をマップとして保持しており、温度センサ２８から受けた電池温度Ｔｂａｔに対応する電池出力Ｗｏｕｔを読出すと、電力変動分ΔＰが読出した電池出力Ｗｏｕｔ以下となるように、モータ損失増加点Ｂ（ｔ）の振幅Ｉ（ｔ）および電流位相θ（ｔ）を設定する。すなわち、電流指令変換部４１０は、
Ｐ＋ΔＰ＝Ｐ＋Ｒ・Ｉ（ｔ）^２−Ｒ・Ｉ１^２≦Ｗｏｕｔ・・・（４）
が成り立つように、振幅Ｉ（ｔ）を設定する。そして、設定したモータ電流の振幅Ｉ（ｔ）において要求出力Ｔ＿ｃｏｍが得られるときの電流位相を、電流位相θ（ｔ）として設定する。

したがって、この変更例２によれば、バッテリＢを過大な電力の入出力から保護しながら、バッテリＢを迅速に昇温することが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、車両に搭載された二次電池の制御装置に適用することができる。

この発明の実施の形態による二次電池の制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。 図１における制御装置の機能ブロック図である。 図２におけるインバータ制御回路の機能ブロック図である。 この発明による交流モータＭ１の制御を説明するための図である。 図３の電流指令変換部の行なう制御モードの切替え動作を説明するための図である。 電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とバッテリを流れる直流電流Ｉｂとの関係を示すタイミングチャートである。 この発明によるバッテリの昇温動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態の変更例１による交流モータＭ１の制御を説明するための図である。 この発明の実施の形態の変更例２による交流モータＭ１の制御を説明するための図である。

符号の説明

１０，１３ 電圧センサ、１２ 昇圧コンバータ、１４ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４，２５ 電流センサ、２６，２８ 温度センサ、３０ レゾルバ、４０ 制御装置、４０１ インバータ制御回路、４０２ コンバータ制御回路、４１０ 電流指令変換部、４１２，４１４ 減算器、４１６，４１８ ＰＩ制御部、４２０ ２相／３相変換部、４２２ ＰＷＭ生成部、４２４ ３相／２相変換部、４２６ カウンタ、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｂ バッテリ、Ｍ１ 交流モータ。

Claims (8)

1. 二次電池から電力の供給を受けてモータを駆動するモータ駆動回路と、
   前記二次電池の電池温度を検出または推定する電池温度取得手段と、
   前記モータの出力トルクが要求トルクに一致するように前記モータ駆動回路を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、
   前記モータを、前記要求トルクの発生に第１の電流振幅のモータ駆動電流を要する第１の動作点で動作させる第１の制御手段と、
   前記モータを、前記要求トルクの発生に前記第１の電流振幅よりも大きい第２の電流振幅のモータ駆動電流を要する第２の動作点で動作させる第２の制御手段と、
   前記電池温度が所定のしきい値温度よりも低いとき、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを交互に切替えて実行する切替手段とを含む、二次電池の制御装置。
2. 前記第１の制御手段は、前記第１の動作点を与える前記第１の電流振幅と第１の電流位相とからなる第１の電流指令を用いて、前記モータ駆動電流のフィードバック制御を行ない、
   前記第２の制御手段は、前記第２の動作点を与える前記第２の電流振幅と第２の電流位相とからなる第２の電流指令を用いて、前記モータ駆動電流のフィードバック制御を行ない、
   前記切替手段は、前記モータ駆動電流のフィードバック制御において、前記第１の電流指令と前記第２の電流指令とを交互に切替える、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
3. 前記モータのモータ温度を取得するモータ温度取得手段をさらに備え、
   前記制御回路は、前記モータ温度が所定の許容温度以上となったことに応じて、前記切替手段の実行を禁止する、請求項１または請求項２に記載の二次電池の制御装置。
4. 前記制御回路は、
   前記第２の動作点で前記モータを動作させたときに、前記二次電池から前記モータ駆動回路に供給される電力が前記二次電池の出力可能な電力を超えないように、前記第２の電流振幅を設定する設定手段をさらに含む、請求項３に記載の二次電池の制御装置。
5. 前記設定手段は、予め求められた前記電池温度と前記二次電池の出力可能な電力との関係に基づき、前記電池温度に対応する前記二次電池の出力可能な電力に応じて、前記第２の電流振幅を設定する、請求項４に記載の二次電池の制御装置。
6. 前記制御回路は、
   各々が前記第１の電流振幅よりも大きく、かつ大きさが漸増するように複数の前記第２の電流振幅を設定する設定手段をさらに含む、請求項３に記載の二次電池の制御装置。
7. 前記第１の動作点は、前記第１の電流振幅における出力トルクの最大値を前記要求トルクとする最適動作点を含み、
   前記制御回路は、前記電池温度が前記しきい値温度以上となったことに応じて、前記最適動作点を与える前記第１の電流指令を用いて、前記モータ駆動電流のフィードバック制御を行なう、請求項３に記載の二次電池の制御装置。
8. 前記モータは、車両の駆動輪を駆動する駆動用モータを含む、請求項３に記載の二次電池の制御装置。

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