JP5050324B2 - 二次電池の制御装置 - Google Patents

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相対的に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、二次電池と負荷を駆動する駆動回路との間で電圧変換を行なう電圧変換器と、電圧変換器と駆動回路との間に配され、変換された直流電圧を平滑化して駆動回路に入力する容量素子と、電圧変換器の出力電圧が目標電圧となるように、電圧変換器を制御する制御回路とを備える。制御回路は、負荷の要求出力に基づいて、第１の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、第１の電圧指令に所定の電圧幅で周期的に振動する電圧を重畳させた第２の電圧指令を、目標電圧に決定する目標電圧決定手段と、容量素子の端子間電圧が目標電圧となるように、電圧変換器を制御する電圧変換制御手段とを含む。

この発明によれば、容量素子の端子間電圧を意図的に振動させて二次電池から容量素子への電力の入出力を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二次電池の内部抵抗を発熱させ、二次電池を昇温させる。そのため、車両の走行状態に応じて二次電池を充放電させる従来のバッテリ制御装置に対して、迅速かつ容易に二次電池を昇温させることができる。

好ましくは、目標電圧決定手段は、二次電池の電池温度を推定又は検出する電池温度取得手段を含む。目標電圧決定手段は、推定または検出された電池温度が所定のしきい値以上となるとき、第１の電圧指令を目標電圧に決定する。

したがって、電池温度が所定のしきい値よりも低いときに二次電池から容量素子への電力の入出力が繰り返されることから、二次電池を迅速に昇温させて電池性能の低下を抑えることができる。

好ましくは、目標電圧決定手段は、容量素子に入出力される電力が二次電池の入出力可能な電力を超えないように、所定の電圧幅を設定する。

これによれば、二次電池に過大な電力が入出力されるのを抑えながら、二次電池を迅速に昇温させることができる。

好ましくは、目標電圧決定手段は、予め求められた電池温度と二次電池の入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入出力可能な電力に応じて、所定の電圧幅を設定する。

これによれば、二次電池の能力を最大限に活かした二次電池の充放電が行なわれることとなり、より迅速に二次電池を昇温させることができる。

好ましくは、目標電圧決定手段は、第２の電圧指令の最大値が負荷への入力が許容される最大電圧を超えないように、所定の電圧幅を設定する。

これによれば、二次電池を昇温させることによって、負荷に過電圧が印加されるのを防ぐことができる。

好ましくは、目標電圧決定手段は、負荷の制御モードが、負荷に供給される電流のフィードバック制御を行なう電流制御モードであるとき、第２の電圧指令を目標電圧に決定する。

これによれば、負荷は、電流制御されることから、容量素子を介して負荷に入力される電圧が振動することによって出力に変動が生じるのを回避することができる。

好ましくは、負荷は、交流モータを含む。目標電圧決定手段は、交流モータの制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、第２の電圧指令を目標電圧に決定する。

好ましくは、負荷は、交流モータを含む。目標電圧決定手段は、交流モータの制御モードが矩形波制御モードであるとき、第１の電圧指令を目標電圧に決定する。

これによれば、容量素子の端子間電圧を振動させたことに応じて交流モータの出力トルクが変動するのを抑制することができる。その結果、二次電池を搭載したハイブリッド自動車または電気自動車においては、昇温手段の実行によっても、ドライバビリティを維持することができる。

この発明によれば、容量素子の端子間電圧を意図的に振動させて二次電池から容量素子への電力の入出力を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。

また、容量素子の端子間電圧を入力電圧として駆動される負荷において、負荷に供給される電流に基づいた出力制御を採用することにより、二次電池の昇温に伴なう負荷の出力変動を防止することができる。

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が搭載され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、制御装置３０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３０へ出力する。

温度センサ２８は、バッテリＢの電池温度Ｔｂを検出し、その検出した電池温度Ｔｂを制御装置３０へ出力する。なお、電池温度Ｔｂの検出手段は、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Ｔｂ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３０から信号ＰＷＣを受けると、信号ＰＷＣ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３０から信号ＰＷＣ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３０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３０からの信号ＰＷＭ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３０からの信号ＰＷＭ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ＭＣＲＴを検出し、検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Electrical 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、電流センサ２４からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。制御装置３０は、出力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよびモータ電流ＭＣＲＴ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ＤＲＶを生成し、生成した信号ＤＲＶをインバータ１４へ出力する。

また、制御装置３０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ＰＷＣを生成し、生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

さらに、制御装置３０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ＭＣＲＴ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ＤＲＶを生成し、生成した信号ＤＲＶ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ＤＲＶ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３０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ＰＷＣを生成し、生成した信号ＰＷＣ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３０にバッテリＢを昇温させるための昇温手段を持たせたことを特徴とする。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Ｔｂが所定のしきい値を下回るときに、バッテリＢに流れる直流電流Ｉｂを意図的に振動させるように、昇圧コンバータ１２を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが低温状態から速やかに上昇して電池性能が改善される。

図２は、図１における制御装置３０の機能ブロック図である。
図２を参照して、制御装置３０は、インバータ制御回路３０１と、コンバータ制御回路３０２とを含む。

インバータ制御回路３０１は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴおよび出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、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ＤＲＶを生成し、その生成した信号ＤＲＶをインバータ１４へ出力する。

また、インバータ制御回路３０１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ＭＣＲＴおよび出力電圧Ｖｍ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ＰＷＭ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３０１は、後に説明するように、出力電圧Ｖｍと交流モータＭ１の各相コイルに印加する電圧の操作量とに基づいて、交流モータＭ１の制御モードを設定する。そして、インバータ制御回路３０１は、設定した制御モードを示す信号ＭＤを生成し、その生成した信号ＭＤをコンバータ制御回路３０２へ出力する。

コンバータ制御回路３０２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、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をオン／オフするための信号ＰＷＣを生成し、生成した信号ＰＷＣ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３０２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転制動時、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ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣ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ＰＷＣにより電圧を降下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。

さらに、コンバータ制御回路３０２は、温度センサ２８からバッテリＢの電池温度Ｔｂが所定のしきい値よりも低いとき、出力電圧Ｖｍを意図的に振動させるための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

このとき、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶｍはコンデンサＣ２の端子間電圧に相当することから、出力電圧Ｖｍの振動に応じて、コンデンサＣ２の蓄電エネルギーＰｃ（Ｐｃ＝１／２ＣＶｍ^２。ただし、ＣはコンデンサＣ２の静電容量）が変化する。そして、この蓄電エネルギーＰｃの変化分ΔＰｃは、コンデンサＣ２に入出力される電力として、バッテリＢとの間で授受される。これにより、バッテリＢにおいては、バッテリＢに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。

したがって、この発明によるコンバータ制御回路３０２は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍを意図的に振動させることにより、バッテリＢを流れる直流電流Ｉｂを振動させる。そして、コンバータ制御回路３０２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。すなわち、コンバータ制御回路３０２は、この発明による昇温手段を構成する。

なお、コンバータ制御回路３０２は、インバータ制御回路３０１から信号ＭＤを受けると、信号ＭＤに示される交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであることに応じて、上述した昇温手段を実行する。これは、後述するように、出力電圧Ｖｍがインバータ１４の入力電圧に相当することから、インバータ１４の入力電圧Ｖｍの振動によっても交流モータＭ１の出力トルクに変動を生じさせない制御モードを選択したことによる。

以下に、図２のインバータ制御回路３０１およびコンバータ制御回路３０２の各々の動作について詳細に説明する。

図３は、図２におけるインバータ制御回路３０１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３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、駆動信号生成部４２と、制御モード設定部４４とを含む。

モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサ１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサ２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。モータ制御用相電圧演算部４０は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴおよび入力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を演算し、その演算した電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を駆動信号生成部４２および制御モード設定部４４へ出力する。

制御モード設定部４４は、電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と、インバータ１４の入力電圧Ｖｍとを受けると、これらの比である変調率を算出する。そして、制御モード設定部４４は、その算出した変調率に基づいて交流モータＭ１の制御モードを設定し、その設定した制御モードを示す信号ＭＤを生成する。

詳細には、交流モータＭ１の制御モードには、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御モード、過変調制御モード、および矩形波制御モードがある。

ＰＷＭ制御モードでは、インバータの出力電圧の基本波成分が正弦波となるようにモータ電流のフィードバック制御が行なわれる。すなわち、ＰＷＭ制御モードは、交流モータＭ１の目標トルクを、モータのｄ軸成分とｑ軸成分との電流指令に変換し、実際の電流値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。

一方、矩形波制御モードでは、モータの中回転数域および高回転数域での出力向上のために、矩形波電圧を交流モータＭ１に印加して、交流モータＭ１を回転駆動する制御が行なわれる。矩形波制御モードは、トルク指令値と実際のトルクとの偏差に基づいて、この矩形波電圧の位相を制御する、いわゆるトルクフィードバック制御を採用する。

さらに、過変調制御モードは、上記のＰＷＭ制御モードと矩形波制御モードとの中間的な電圧波形を利用する制御モードである。これら３つの制御モードは、交流モータＭ１の運転条件（代表的には、トルク・モータ回転数）に応じて適切に切換えられる。

そして、これら３つの制御モードの制御応答性については、ＰＷＭ制御モードよりもインバータ出力電圧の基本波成分が大きい矩形波制御モードおよび過変調制御モードが、モータ印加電圧の電圧波形を歪ませるため、ＰＷＭ制御モードと比較して制御応答性が低下する。

一方、インバータ１４の入力電圧Ｖｍに対する電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の比率を示す変調率については、ＰＷＭ制御モードが最も低く、過変調制御モードが次に低く、矩形波制御モードが最も高い。すなわち、ＰＷＭ制御モードは、電圧利用率が最も低く、過変調制御モードは電圧利用率が次に低く、矩形波制御モードは電圧利用率が最も高いといえる。

図４は、交流モータＭ１のトルクとモータ回転数ＭＲＮとの関係を示す図である。
図４を参照して、交流モータＭ１のトルクは、所定の回転数までは略一定であり、所定の回転数を超えると、モータ回転数ＭＲＮの増加に伴なって徐々に低下する。トルクとモータ回転数ＭＲＮとは、変調率の大小でそれぞれ異なった相関を示しており、変調率が大きいほど、すなわち電圧利用率が高いほど、発生するトルクが大きいことが分かる。

図４において、変調率が０．７以下の領域は、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであることを示し、変調率が０．７以上の領域は、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードおよび矩形波制御モードであることを示す。

再び図３を参照して、制御モード設定部４４は、電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とインバータ１４の入力電圧Ｖｍとを受けると、両者の比である変調率を演算し、その演算した変調率に応じて、図４の関係図から最適な制御モードを選出する。そして、制御モード設定部４４は、その選出した制御モードを示す信号ＭＤを生成して駆動信号生成部４２へ出力するとともに、コンバータ制御回路３０２へ出力する。

駆動信号生成部４２は、信号ＭＤに示される制御モードに基づいて、電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊からインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための駆動信号ＤＲＶを生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶを各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。

これにより、インバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指定されたトルクを出力するように、交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ電流ＭＣＲＴが制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力する。

そして、変調率の変化に対応して交流モータＭ１の制御モードが切替えられることから、インバータ１４は、高い電圧利用率を実現するとともに、トルク指令値ＴＲやモータ回転数ＭＲＮが急変する過渡変化時においても交流モータＭ１を安定的に制御することができる。

図５は、図２におけるコンバータ制御回路３０２の機能ブロック図である。
図５を参照して、コンバータ制御回路３０２は、電圧指令演算部５０と、重畳電圧設定部５２と、コンバータ用デューティ比演算部５４と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６とを含む。

電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ１４の入力電圧Ｖｍの最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ（出力電圧Ｖｍの目標電圧に相当する。以下、同じ。）を演算する。そして、電圧指令演算部５０は、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを重畳電圧設定部５２へ出力する。

重畳電圧設定部５２は、電圧指令演算部５０から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受け、インバータ制御回路３０１の制御モード設定部４４から信号ＭＤを受け、温度センサ２８からバッテリＢの電池温度Ｔｂを受ける。そして、重畳電圧設定部６２は、電池温度Ｔｂがしきい値よりも低いとき、以下に述べる方法に従って、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを意図的に振動させるために、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに重畳させる電圧を設定する。

図６は、図５の重畳電圧設定部５２が行なう重畳電圧設定動作を説明するための概略図である。

図６の最上段を参照して、重畳電圧設定部５２は、一定電圧である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに、所定の電圧振幅で周期的に変化する電圧ΔＶｄｃ（図中の点線に相当）を重畳させる。この電圧ΔＶｄｃは、式（１）のように、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔ，角速度ωで振動する正弦波で表わされる。

ΔＶｄｃ＝Ｖｄｃ＿ｂａｔ・ｓｉｎωｔ・・・（１）
そして、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧ΔＶｄｃとを重ね合わせることにより、式（２）で表わされる、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを中心値として、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ±ΔＶｄｃの電圧範囲内で振動する電圧Ｖｄｃ＿ｆｉｘが得られる。

Ｖｄｃ＿ｆｉｘ＝Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＋ΔＶｄｃ
＝Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＋Ｖｄｃ＿ｂａｔ・ｓｉｎωｔ・・・（２）
重畳電圧設定部５２は、重畳後の電圧Ｖｄｃ＿ｆｉｘを、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘとしてコンバータ用デューティ比演算部５４へ出力する。図６の中段に示すように、電圧ΔＶｄｃが重畳されたことによって、一定値である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、周期的に振動する電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに変化させられる。

そして、後段のコンバータ用デューティ比演算部５４およびコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６によって、出力電圧Ｖｍが周期的に振動する電圧指定Ｖｄｃ＿ｆｉｘに一致するように昇圧コンバータ１２がスイッチング制御されることにより、出力電圧Ｖｍも電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに同期して、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ±Ｖｄｃ＿ｂａｔの電圧範囲内で周期的に振動する電圧波形となる。

ここで、出力電圧Ｖｍは、コンデンサＣ２の端子間電圧に相当することから、コンデンサＣ２の蓄電エネルギーＰｃも、出力電圧Ｖｍの変化に応じて周期的に変化する。具体的には、制御装置３０の制御周期をＴ（Ｔは出力電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに設定するのに必要な期間に相当）、時刻ｔ（ｔは任意の値）におけるコンデンサＣ２の端子間電圧をＶｄｃ＿ｆｉｘ（ｔ）、時刻ｔ＋ＴにおけるコンデンサＣ２の端子間電圧（１制御周期後におけるコンデンサＣ２の端子間電圧に相当）をＶｄｃ＿ｆｉｘ（ｔ＋Ｔ）とすると、１制御周期あたりにコンデンサＣ２に入出力される電力ΔＰｃは、式（３）で表わされる。

ΔＰｃ＝１／２・Ｃ・｛（Ｖｄｃ＿ｆｉｘ（ｔ＋Ｔ））^２−（Ｖｄｃ＿ｆｉｘ（ｔ））^２｝／Ｔ・・・（３）
そして、この電力ΔＰｃが、バッテリＢからコンデンサＣ２に入出力されると、バッテリＢにおいては、ΔＰｃに相当する電力が充電または放電される。これにより、バッテリＢを流れる直流電流Ｉｂには、式（４）の関係により、電力ΔＰｃに比例した電流変化ΔＩｂが生じる。

ΔＰｃ＝ΔＩｂ・Ｖｂ・・・（４）
そして、式（３），（４）によれば、直流電流Ｉｂにおいては、図６の最下段に示すように、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘの振動周期の略１／２の周期で振動する波形が得られる。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の内部抵抗では式（５）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・・・（５）
以上に述べたように、この発明によるコンバータ制御回路３０２は、昇圧コンバータ１２の目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍを意図的に振動させることによって、バッテリＢからコンデンサＣ２に積極的に電力を入出力させ、最終的に直流電流Ｉｂを振動させることを狙いとする。そして、この振動した直流電流Ｉｂに応じてバッテリＢの内部抵抗を発熱させて、バッテリＢを昇温させる。

この発明によれば、車両の走行状態に応じてバッテリを充放電する従来のバッテリ制御装置に対して、バッテリＢをより迅速かつ容易に昇温することができる。特に、バッテリＢがリチウムイオン電池のとき、この発明による昇温手段は高い効果を発揮する。なぜなら、リチウムイオン電池は、低温時の内部抵抗がニッケル水素電池よりも低いために昇温しにくいという特徴を有するところ、電池内部に直流電流Ｉｂが積極的に流れることによって昇温効率が改善されるからである。

ここで、重畳電圧設定部５２において、式（１）の電圧ΔＶｄｃにおける電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔは、以下の２点を考慮して設定される。

第１に、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔは、重畳後の電圧Ｖｄｃ＿ｆｉｘにおける最大電圧（＝Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＋Ｖｄｃ＿ｂａｔ）がモータ駆動装置１００における最大電圧Ｖｍａｘを超えないように設定される。なお、モータ駆動装置１００における最大電圧Ｖｍａｘは、インバータ１４に入力が許容される最大電圧を意味する。

第２に、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘの振動に応答して出力電圧Ｖｍ、すなわちコンデンサＣ２の端子間電圧Ｖｍが振動することに起因してバッテリＢからコンデンサＣ２に入出力される電力が、バッテリＢに入出力可能な電力以下となるように設定される。

詳細には、上記の式（３）で表わされるコンデンサＣ２に入出力される電力ΔＰｃが、バッテリＢに入出力されるときに、その大きさがバッテリＢに入出力可能な電力を超えてしまうと、バッテリＢが過大な電力の入出力によって損傷するという問題が起こり得る。

一般に、バッテリＢは、入力可能な電力（以下、電池入力Ｗｉｎとも称する）および出力可能な電力（以下、電池出力Ｗｏｕｔとも称する）と電池温度Ｔｂとの間に、図７の関係を有することが知られている。図７は、バッテリＢの電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔと電池温度Ｔｂとの関係を示す図である。

図７を参照して、電池出力Ｗｏｕｔは、電池温度ＴｂがＴ３以上でかつＴ４以下となる領域において、電池温度Ｔｂによらず略一定の電力レベルを保つ。一方、電池温度ＴｂがＴ３よりも低い領域においては、電池温度Ｔｂの低下に伴ない、電池出力Ｗｏｕｔは減少する傾向を示す。また、電池温度ＴｂがＴ４よりも高い領域においても同様に、電池温度Ｔｂの上昇に伴ない、電池出力Ｗｏｕｔは減少する傾向を示す。

このような電池出力Ｗｏｕｔと電池温度Ｔｂとの関係は、図７に示される電池入力Ｗｉｎにおいても同様のことが言える。なお、図７において、電池入力Ｗｉｎは、バッテリＢから出力される電力を正の値で表現したことに対応して負の値で表わされる。

詳細には、電池入力Ｗｉｎは、電池温度ＴｂがＴ３以上でかつＴ４以下となる領域で略一定レベルを保つのに対して、電池温度ＴｂがＴ３よりも低い領域およびＴ４よりも高い領域では、それぞれ電池温度Ｔｂの低下および上昇に応じて減少する傾向を示す。

そこで、重畳電圧設定部５２は、予め図７に示す電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔと電池温度Ｔｂ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Ｔｂに対応する電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔを読出すと、コンデンサＣ２に入出力される電力ΔＰｃが読出した電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔ以下となるように、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔを設定する。すなわち、重畳電圧設定部５２は、
Ｗｉｎ≦ΔＰｃ≦Ｗｏｕｔ・・・（６）
が成り立つように、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔを設定する。

さらに、式（６）において等号が成立するように、すなわち、コンデンサＣ２に入出力される電力ΔＰｃが電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔに等しくなるように、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔを設定すれば、バッテリＢの能力を最大限に活かした充放電が行なわれることとなり、電池温度Ｔｂをより迅速に上昇させることができる。

そして、重畳電圧設定部５２は、以上の２点を考慮して電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔを設定すると、その設定した電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔで周期的に変化する電圧ΔＶｄｃを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに重畳させる。重畳後の電圧Ｖｄｃ＿ｆｉｘは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘとしてコンバータ用デューティ比演算部５４へ出力される。

一方、重畳電圧設定部５２は、電池温度Ｔｂが所定のしきい値以上のときには、電圧ΔＶｄｃを零とする。すなわち、重畳電圧設定部５２は、入力された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを、そのまま電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘとしてコンバータ用デューティ比演算部５４へ出力する。

再び図５を参照して、コンバータ用デューティ比演算部５４は、電圧センサ１０から直流電圧Ｖｂを受け、電圧センサ１３から出力電圧Ｖｍを受ける。コンバータ用デューティ比演算部５４は、直流電圧Ｖｂと、出力電圧Ｖｍと、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘとに基づいて、出力電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに設定するためのデューティ比ＤＲを演算し、その演算したデューティ比ＤＲに基づいて、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ＰＷＣを生成する。そして、コンバータ用デューティ比演算部５４は、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。

これにより、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘになるように直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する。

なお、この発明による昇温手段を実行することによってインバータ１４の入力電圧Ｖｍが振動すると、この振動によって交流モータＭ１の出力トルクにも変動が生じることが危惧される。しかしながら、かかる危惧は、交流モータＭ１の制御モードに、上述した電流制御を採用するＰＷＭ制御モードを適用することによって解消することができる。これによれば、交流モータＭ１のＵ，Ｖ，Ｗの各相の電圧波形の振幅と位相とは電流制御により導き出されるため、出力トルクがインバータ１４の入力電圧Ｖｍの振動の影響を受けることがない。

ただし、交流モータＭ１の制御モードのうち、トルクフィードバック制御を採用する矩形波制御モードにおいては、このような電流制御が適用できないために、出力トルクの変動を避けることが困難となる。

したがって、この発明によるコンバータ制御回路３０２は、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであることに応じて、昇温手段を実行することとする。これに対して、交流モータＭ１が矩形波制御モードであるときには、昇温手段の実行が禁止される。結果として、昇温手段の実行によっても、交流モータＭ１の出力トルクの変動による車両の振動が抑制され、ドライバビリティを維持することができる。

実際には、重畳電圧設定部５２は、インバータ制御回路３０１の制御モード設定部から信号ＭＤを受けると、信号ＭＤで示される制御モードがＰＷＭ制御モードであることに応じて、上述した方法を用いて電圧ΔＶｄｃを設定して電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに重畳させる。

図８は、この発明による二次電池の昇温動作を説明するためのフローチャートである。
図８を参照して、一連の動作が開始されると、電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ１４の入力電圧Ｖｍの目標電圧（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ）を演算する（ステップＳ０１）。そして、電圧指令演算部５０は、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを重畳電圧設定部５２へ出力する。

重畳電圧設定部５２は、電圧指令演算部５０から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受け、温度センサ２８から電池温度Ｔｂを受け、インバータ制御回路３０１の制御モード設定部４４から制御モードを示す信号ＭＤを受ける。そして、重畳電圧設定部５２は、電池温度Ｔｂが所定のしきい値よりも低い時には、以下の手順に従って、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを意図的に振動させた電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘを生成する。

最初に、重畳電圧設定部５２は、電池温度Ｔｂが所定のしきい値Ｔ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ０２）。所定のしきい値Ｔ３は、図７に示す電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔと電池温度Ｔｂとの関係において、電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔが急激に減少し始める電池温度Ｔｂに相当する。

ステップＳ０２において、電池温度Ｔｂがしきい値Ｔ３よりも低いと判定されると、重畳電圧設定部５２は、さらに、インバータ１４における交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであるか否かを判定する（ステップＳ０３）。

ステップＳ０２において、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであると判定されると、重畳電圧設定部５２は、温度センサ２８から受けた電池温度Ｔｂに対応する電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔを図７のマップから読出すと、コンデンサＣ２に入出力される電力ΔＰｃが読出した電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔを超えないように、電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔを設定する（ステップＳ０４）。

そして、重畳電圧設定部５２は、設定した電圧振幅Ｖｄｃ＿ｂａｔで周期的に振動する電圧ΔＶｄｃを生成し、その電圧ΔＶｄｃを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに重畳させる。これにより、固定値である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、周期的に振動する電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに変換される（ステップＳ０５）。変換された電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘは、コンバータ用デューティ比演算部５４へ出力される。

コンバータ用デューティ比演算部５４は、さらに、電圧センサ１０から直流電圧Ｖｂを受け、電圧センサ１３から出力電圧Ｖｍを受ける。コンバータ用デューティ比演算部５４は、直流電圧Ｖｂと、出力電圧Ｖｍと、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘとに基づいて、出力電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに設定するためのデューティ比ＤＲを演算する（ステップＳ０６）。

コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６は、その演算したデューティ比ＤＲに基づいて、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ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する（ステップＳ０８）。そして、信号ＰＷＣにより昇圧コンバータ１２がスイッチング制御されることによって、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘに同期して周期的に振動することとなる。コンデンサＣ２においては、端子間電圧Ｖｍが周期的に振動し、バッテリＢから周期的に電力が入出力される。その結果、バッテリＢを流れる直流電流Ｉｂにも周期的な変化ΔＩｂが生じ、この電流変化ΔＩｂがバッテリＢの内部抵抗を発熱させて電池温度Ｔｂを上昇させる。以上のステップＳ０４〜Ｓ０８までの一連の動作は、電池温度Ｔｂがしきい値Ｔ３以上となるまで繰り返し実行される。

そして、ステップＳ０２において電池温度Ｔｂがしきい値Ｔ３以上であるとき、およびステップＳ０３において交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードでないときのいずれかであるときには、重畳電圧設定部５２は、重畳電圧ΔＶｄｃを設定せず、電圧指令演算部５０から入力された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをそのまま電圧指令Ｖｄｃ＿ｆｉｘとして、コンバータ用デューティ比演算部５４へ出力する。したがって、コンバータ用デューティ比演算部５４は、直流電圧Ｖｂと、出力電圧Ｖｍと、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍとに基づいて、出力電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティ比ＤＲを演算する（ステップＳ０７）。また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６は、その演算したデューティ比ＤＲに基づいて、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ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する（ステップＳ０８）。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、平滑コンデンサの端子間電圧を意図的に振動させてバッテリから平滑コンデンサへの電力の入出力を繰り返すことにより、バッテリの充放電時に流れるバッテリ電流によってバッテリの内部抵抗を発熱させ、バッテリ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、迅速かつ容易にバッテリを昇温させることができる。

また、平滑コンデンサの端子間電圧を入力電圧とするインバータにおいても、交流モータＭ１の制御モードを電流制御とすることにより、入力電圧の振動によって交流モータＭ１の出力トルクが変動するのを抑制することができる。その結果、昇温手段の実行によっても、ドライバビリティを維持することができる。

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が搭載され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。 交流モータＭ１のトルクとモータ回転数ＭＲＮとの関係を示す図である。 図２におけるコンバータ制御回路の機能ブロック図である。 図５の重畳電圧設定部が行なう重畳電圧設定動作を説明するための概略図である。 バッテリＢの電池入力Ｗｉｎおよび電池出力Ｗｏｕｔと電池温度Ｔｂとの関係を示す図である。 この発明による二次電池の昇温動作を説明するためのフローチャートである。

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、１８，２４ 電流センサ、２８ 温度センサ、３０ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、４４ 制御モード設定部、５０ 電圧指令演算部、５２ 重畳電圧設定部、５４ コンバータ用デューティ比演算部、５６ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、３０１ インバータ制御回路、３０２ コンバータ制御回路、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｃ２ コンデンサ、Ｂ バッテリ、Ｍ１ 交流モータ。

Claims (8)

1. 二次電池と負荷を駆動する駆動回路との間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
   前記電圧変換器と前記駆動回路との間に配され、変換された前記直流電圧を平滑化して前記駆動回路に入力する容量素子と、
   前記電圧変換器の出力電圧が目標電圧となるように、前記電圧変換器を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、
   前記負荷の要求出力に基づいて、第１の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
   前記第１の電圧指令に所定の電圧幅で周期的に振動する電圧を重畳させた第２の電圧指令を、前記目標電圧に決定する目標電圧決定手段と、
   前記容量素子の端子間電圧が前記目標電圧となるように、前記電圧変換器を制御する電圧変換制御手段とを含む、二次電池の制御装置。
2. 前記目標電圧決定手段は、
   前記二次電池の電池温度を推定又は検出する電池温度取得手段を含み、
   推定または検出された前記電池温度が所定のしきい値以上となるとき、前記第１の電圧指令を前記目標電圧に決定する、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
3. 前記目標電圧決定手段は、前記容量素子に入出力される電力が前記二次電池の入出力可能な電力を超えないように、前記所定の電圧幅を設定する、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
4. 前記目標電圧決定手段は、予め求められた前記電池温度と前記二次電池の入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入出力可能な電力に応じて、前記所定の電圧幅を設定する、請求項３に記載の二次電池の制御装置。
5. 前記目標電圧決定手段は、前記第２の電圧指令の最大値が前記負荷への入力が許容される最大電圧を超えないように、前記所定の電圧幅を設定する、請求項４に記載の二次電池の制御装置。
6. 前記目標電圧決定手段は、前記負荷の制御モードが、前記負荷に供給される電流のフィードバック制御を行なう電流制御モードであるとき、前記第２の電圧指令を前記目標電圧に決定する、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
7. 前記負荷は、交流モータを含み、
   前記目標電圧決定手段は、前記交流モータの制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、前記第２の電圧指令を前記目標電圧に決定する、請求項６に記載の二次電池の制御装置。
8. 前記負荷は、交流モータを含み、
   前記目標電圧決定手段は、前記交流モータの制御モードが矩形波制御モードであるとき、前記第１の電圧指令を前記目標電圧に決定する、請求項６に記載の二次電池の制御装置。

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