JP7248565B2

JP7248565B2 - 電動車両

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Publication number: JP7248565B2
Application number: JP2019229563A
Authority: JP
Inventors: 和濱田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2023-03-29
Anticipated expiration: 2039-12-19
Also published as: JP2021097574A

Description

本開示は、走行用のバッテリを備えた電動車両に関する。

国際公開第２０１４／０５７５３８号（特許文献１）には、車両の衝突を検知または予知した場合に、走行用の電池の放電を行なう車載用蓄電装置が開示されている。

国際公開第２０１４／０５７５３８号

複数の電池が積層されて構成されたバッテリにおいて、たとえば、ある電池に何らかの異常が生じて電池の温度が上昇した場合、当該ある電池と隣接して積層された他の電池の温度上昇を誘発し得る。このような温度上昇の誘発が連鎖して、バッテリの温度が急激に上昇することがある。バッテリの温度が上昇して所定温度を超えた場合には、バッテリの電力を早急に放出させることが望ましい。なお、以下においては、バッテリの温度が所定温度を超えることを「異常発熱」とも称する。

たとえば、走行時にバッテリが異常発熱した場合、モータジェネレータの出力を増加させてバッテリの放電を促進させることが考えられる。しかしながら、この場合には、モータジェネレータの出力の増加によって要求駆動力以上の駆動力が発生するので、要求駆動力に応じた車速を維持できなくなってしまう可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バッテリが異常発熱した場合に、要求駆動力に応じた車速を維持しつつ、バッテリの電力を早急に放出させることである。

この開示に係る電動車両は、走行用のバッテリと、バッテリの状態を監視する監視ユニットと、バッテリの電力を用いて駆動力を発生させるモータジェネレータと、制動力を発生させるブレーキと、モータジェネレータおよびブレーキを制御する制御装置とを備える。制御装置は、要求される駆動力に基づいてモータジェネレータの出力を決定する。制御装置は、バッテリの温度が所定温度を超えた場合に、モータジェネレータの出力を増加させるとともに、モータジェネレータの出力の増加量に応じた制動力を発生させるようにブレーキを制御する。

上記構成によれば、バッテリの温度が所定温度を超えた場合には、モータジェネレータの出力が増加される。これによって、バッテリの電力の消費量が増加するので、バッテリの電力を早期に放出させることが可能となる。そして、モータジェネレータの出力の増加量に応じた制動力がブレーキにより発生される。これによって、モータジェネレータの出力を増加させたとしても、モータジェネレータの出力を増加させる前の車速（要求駆動力に応じた車速）を維持することができる。

本開示によれば、バッテリが異常発熱した場合に、要求駆動力に応じた車速を維持しつつ、バッテリの電力を早急に放出させることができる。

実施の形態に係る車両の構成を概略的に示す図である。放電制御を説明するための概念図である。放電制御に関して、ＥＣＵにおいて実行される処理の手順を示すフローチャートである。放電制御における各機器の出力を調整するためのマップである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る車両１の構成を概略的に示す図である。図１を参照して、車両１は、バッテリ１０と、監視ユニット１５と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）２０と、電力制御装置（ＰＣＵ：Power Control Unit）３０と、モータジェネレータ４１、４２と、駆動部５１、５２と、高圧補機６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０と、低圧補機７５と、センサユニット８０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０とを備える。

バッテリ１０は、車両１の駆動電源（すなわち動力源）として車両１に搭載される。バッテリ１０は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池（全固体電池）であってもよい。

監視ユニット１５は、バッテリ１０の状態を検出する。具体的には、監視ユニット１５は、電圧センサ１６と、電流センサ１７と、温度センサ１８とを含む。電圧センサ１６は、バッテリ１０の電圧ＶＢを検出する。電流センサ１７は、バッテリ１０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサ１８は、バッテリ１０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号をＥＣＵ９０に出力する。なお、電流センサ１７の出力は、バッテリ１０の充電時には負値を示し、バッテリ１０の放電時には正値を示すものとする。

ＳＭＲ２０は、ＰＣＵ３０とバッテリ１０とを結ぶ電力線ＰＬ，ＮＬに電気的に接続されている。ＳＭＲ２０が閉成状態であると、バッテリ１０からＰＣＵ３０に電力が供給される。ＳＭＲ２０が開放状態であると、バッテリ１０からＰＣＵ３０に電力が供給されない。ＳＭＲ２０は、ＥＣＵ９０からの制御信号に従って、閉成状態と開放状態とを切り替える。

ＰＣＵ３０は、ＥＣＵ９０からの制御信号に応じて、バッテリ１０に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ４１，４２に供給する。また、ＰＣＵ３０は、モータジェネレータ４１，４２が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ１０に供給する。具体的には、ＰＣＵ３０は、モータジェネレータ４１に対応して設けられるインバータ３１と、モータジェネレータ４２に対応して設けられるインバータ３２と、各インバータに供給される直流電圧をバッテリ１０の出力電圧以上に昇圧するコンバータ（図示せず）とを含んで構成される。

駆動部５１は、たとえば、フロント駆動輪と、各駆動輪に対応して設けられるブレーキ装置とを含む。駆動部５１は、モータジェネレータ４１から出力された回転動力を変速し、ディファレンシャルギヤを介してフロント駆動輪へ動力を伝える変速機をさらに含んでもよい。駆動部５２は、たとえば、リア駆動輪と、各駆動輪に対応して設けられるブレーキ装置とを含む。駆動部５２は、変速機をさらに含んでもよい。

ブレーキ装置は、運転者がブレーキペダル（図示せず）を踏み込むことによって作動し、各駆動輪に制動力を付与するように構成される。具体的には、ブレーキ装置は、運転者のブレーキ操作（ひいては、ブレーキペダル踏力）によって加圧されるマスタシリンダと、各駆動輪に設けられるブレーキ機構と、ブレーキアクチュエータと（いずれも図示せず）を含んで構成される。ブレーキ機構は、マスタシリンダから供給される油圧を利用してキャリパのブレーキパッドをブレーキロータに押し付けて摩擦制動力を発生させるように構成される。ブレーキアクチュエータは、マスタシリンダとブレーキ機構との間に設けられ、ブレーキ機構に加わる油圧を調整可能に構成される。ＥＣＵ９０は、ブレーキアクチュエータを制御することにより、ブレーキ装置（ブレーキ機構）が発生する制動力を制御する。

モータジェネレータ４１，４２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石がロータ（図示せず）に埋設された三相交流回転電機である。モータジェネレータ４１のロータは、ディファレンシャルギヤを介して（駆動部５１が変速機を含む場合には変速機およびディファレンシャルギヤを介して）フロント駆動輪に機械的に接続される。モータジェネレータ４２のロータは、ディファレンシャルギヤを介して（駆動部５２が変速機を含む場合には変速機およびディファレンシャルギヤを介して）リア駆動輪に機械的に接続される。モータジェネレータ４１，４２は、ＰＣＵ３０からの交流電力を受けることにより、車両１を走行させるための回転動力を生成する。一方で、車両１を減速させるときや、車両１を停止させるとき、モータジェネレータ４１，４２は、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。モータジェネレータ４１，４２で生成された交流電力は、ＰＣＵ３０によって直流電力に変換されてバッテリ１０に供給される。これにより、回生電力をバッテリ１０に蓄えることができる。このように、モータジェネレータ４１，４２は、バッテリ１０との間での電力の授受（すなわち、バッテリ１０の充放電）を伴なって、車両１の駆動力または制動力を発生するように構成される。

高圧補機６０は、電力線ＰＬ，ＮＬに接続され、電力線ＰＬ、ＮＬから供給される電力で作動する。高圧補機６０は、たとえば、空調装置、バッテリ１０を昇温するためのヒータ、および、バッテリ１０を冷却する冷却装置等である。空調装置は、コンプレッサを含み、ＥＣＵ９０からの制御信号に従ってコンプレッサを作動させて車室内の空調を行なう。ヒータは、電力線ＰＬ，ＮＬから供給される電力を用いてジュール熱を発生することによってバッテリ１０を加熱する。冷却装置は、コンプレッサを含み、ＥＣＵ９０からの制御信号に従ってコンプレッサを作動させてバッテリ１０を冷却する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、電力線ＰＬ、ＮＬと、低電圧線ＥＬとの間に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、電力線ＰＬ、ＮＬから供給される電力を降圧して低電圧線ＥＬに供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、ＥＣＵ９０によって制御される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、ＰＣＵ３０に内蔵されてもよい。

低圧補機７５は、低電圧線ＥＬに接続され、低電圧線ＥＬから供給される電力で作動する。低圧補機７５は、たとえば、照明装置、ワイパー装置、オーディオ装置およびナビゲーション装置等である。

センサユニット８０は、温度センサ８１，８２および車速センサ８３を含む。温度センサ８１は、たとえば、バッテリ１０の周辺雰囲気温度ＴＡを検出する。温度センサ８２は、たとえば、バッテリ１０の高電圧部品の温度ＴＣを検出する。バッテリ１０の高電圧部品の温度とは、たとえば、ＳＭＲ２０、バッテリ１０の端子に電気的に導通するバスバ、バスバとＳＭＲ２０を連結する中継端子、またはヒューズ等からなる群のうちの少なくとも１つの部品の温度を指す。上記複数の部品の平均値がバッテリ１０の高電圧部品の温度とされてもよい。なお、車両１が、車両外部の電力を用いたバッテリ１０の充電が可能に構成される場合には、充電ケーブルの先端に設けられた充電コネクタが接続されるインレットを上記群に含めてもよい。車速センサ８３は、車両１の車速を検出する。センサユニット８０は、各センサの検出結果をセンサ情報としてＥＣＵ９０に出力する。

ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、メモリ９２と、入出力ポート（図示せず）とを含む。ＥＣＵ９０は、たとえば、バッテリ１０を制御するための電池ＥＣＵ、およびＰＣＵ３０の動作を制御するためのＭＧ－ＥＣＵ等、機能毎に複数のＥＣＵに分割されていてもよい。メモリ９２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含み、ＥＣＵ９０により実行されるプログラム、および各種の制御に用いられるマップ等を記憶する。ＣＰＵ９１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭに展開して実行する。ＣＰＵ９１は、各センサからの信号およびメモリ９２に記憶されたマップ等に基づいて制御信号を出力するとともに、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。

ＥＣＵ９０は、監視ユニット１５から受ける検出結果に基づいて、バッテリ１０のＳＯＣを算出する。ＳＯＣは、バッテリ１０の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で示したものである。ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法等、種々の公知の手法を採用できる。

ＥＣＵ９０は、アクセル開度等に基づいて、モータジェネレータ４１，４２に要求される要求駆動力を算出する。ＥＣＵ９０は、算出した要求駆動力に基づいた駆動力がモータジェネレータ４１，４２から出力されるようにＰＣＵ３０を制御する。

＜放電制御＞
ここで、バッテリ１０において、たとえば、ある電池に何らかの異常が生じて電池の温度が上昇した場合、当該ある電池と隣接して積層された他の電池の温度上昇を誘発し得る。このような温度上昇の誘発が連鎖して、バッテリ１０の温度ＴＢが急激に上昇することがある。バッテリ１０の温度ＴＢが上昇して所定温度ＴＢｔｈを超えた場合（異常発熱した場合）には、バッテリ１０を放電して電力を早急に放出させることが望ましい。なお、所定温度ＴＢｔｈは、バッテリ１０の異常発熱を検知するための閾値であり、たとえばバッテリ１０の仕様および実験結果等に基づいて予め設定しておくことができる。所定温度ＴＢｔｈは、ＥＣＵ９０のメモリ９２に記憶されている。

本実施の形態に係るＥＣＵ９０は、走行時にバッテリ１０の温度ＴＢが所定温度ＴＢｔｈを超えた場合には、放電制御を実行する。放電制御においては、ＥＣＵ９０は、バッテリ１０の電力を早急に放出して、バッテリ１０のＳＯＣを所定ＳＯＣまで低下させる。所定ＳＯＣは、異常発熱したある電池が、当該ある電池と隣接して積層された他の電池の温度上昇を誘発する可能性がある電力の下限値未満に設定された電力に対応したＳＯＣである。すなわち、ある電池に異常発熱が生じたとしても、バッテリ１０のＳＯＣが所定ＳＯＣ以下であれば、他の電池の温度上昇を誘発する可能性が小さいといえる。所定ＳＯＣは、バッテリ１０（電池）の仕様、具体的にはエネルギー量および／または放熱性等に応じて設定することができる。

具体的には、放電制御において、ＥＣＵ９０は、モータジェネレータ４１の出力を増加させる。これによって、バッテリ１０の電力の消費量が増加するので、バッテリ１０の電力を早期に放出させることが可能となる。ただし、モータジェネレータ４１の出力の増加によって要求駆動力以上の駆動力が発生するので、要求駆動力に応じた車速を維持できなくなってしまう可能性がある。そこで、ＥＣＵ９０は、モータジェネレータ４１の出力の増加量に応じた制動力を発生させるようにモータジェネレータ４２を回生動作させる。これによって、モータジェネレータ４１の出力を増加させたとしても、モータジェネレータ４１の出力を増加させる前の車速（要求駆動力に応じた車速）を維持することができる。なお、モータジェネレータ４２によって回生されたエネルギーは、熱エネルギーとして捨てるとともに、モータジェネレータ４１、高圧補機６０および低圧補機７５を作動させて消費することができる。なお、本実施の形態に係るモータジェネレータ４２は、本開示に係る「ブレーキ」の一例に相当する。

図２は、放電制御を説明するための概念図である。図２におけるフロント駆動部とは、インバータ３１、モータジェネレータ４１および駆動部５１を含む。リア駆動部とは、インバータ３２、モータジェネレータ４２および駆動部５２を含む。

一例として、バッテリ１０の最大出力電力が１０８ｋＷである場合を考える。また、一例として、フロント駆動部の電力変換効率を約６０％、リア駆動部の電力変換効率を約６０％、高圧補機６０および低圧補機７５の電力変換効率を９０％と仮定する。そして、現在の車速を維持するためには、２０ｋＷの電力を要するものと仮定する。

図２を参照して、放電制御において、モータジェネレータ４１の出力を増加させるように、フロント駆動部（具体的にはインバータ３１）には１２０ｋＷの電力が入力され、これによりフロント駆動部からは７３ｋＷの電力が出力されている。現在の車速を維持するためには、２０ｋＷの電力を要するのであるから、２０ｋＷの電力が走行に用いられる。一方、残りの５３ｋＷ（＝７３ｋＷ－２０ｋＷ）の電力は、リア駆動部に入力される。

リア駆動部は、５３ｋＷの電力を受けて回生ブレーキとして機能する。図２に示されるように、リア駆動部は、５３ｋＷの電力を受けて、３２ｋＷの回生電力を出力する。ここで、２１ｋＷ（＝５３ｋＷ－３２ｋＷ）の電力は熱エネルギーとして捨てることができる。

ＥＣＵ９０は、バッテリ１０から供給される電力およびリア駆動部から出力される回生電力を車両１で消費できるように、高圧補機６０および低圧補機７５を制御する。

図２の例では、バッテリ１０から出力される１０８ｋＷの電力およびリア駆動部から出力される３２ｋＷの回生電力が、フロント駆動部、高圧補機６０および低圧補機７５に供給される。

図３は、放電制御に関して、ＥＣＵ９０において実行される処理の手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートの処理は、車両１の走行時において、所定の周期毎にメインルーチンから呼び出されてＥＣＵ９０により実行される。図３のフローチャートの各ステップ（以下ステップを「Ｓ」と略す）は、ＥＣＵ９０によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がＥＣＵ９０内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図３を参照して、ＥＣＵ９０は、監視ユニット１５から検出結果（ＶＢ，ＩＢ，ＴＢ）を取得する（Ｓ１）。また、ＥＣＵ９０は、センサユニットからセンサ情報（ＴＡ，ＴＣ，Ｖ）を取得する（Ｓ１）。

ＥＣＵ９０は、Ｓ１で取得したバッテリ１０の温度ＴＢを所定温度ＴＢｔｈと比較する（Ｓ３）。バッテリ１０の温度ＴＢが所定温度ＴＢｔｈ以下である場合（Ｓ３においてＮＯ）、ＥＣＵ９０は、バッテリ１０に異常発熱は生じていないと判定し、処理をリターンに進める。

一方、バッテリ１０の温度ＴＢが所定温度ＴＢｔｈより高い場合（Ｓ３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９０は、バッテリ１０に異常発熱が生じていると判定し、Ｓ５に処理を進める。

ＥＣＵ９０は、バッテリ１０の現在の温度ＴＢに応じた、バッテリ１０の最大放電電流ＩＢｍａｘおよび最大出力電力ＰＢｍａｘを算出する（Ｓ５）。具体的には、ＥＣＵ９０は、最大放電電流ＩＢｍａｘおよび最大出力電力ＰＢｍａｘを以下のようにして算出する。

まず、ＥＣＵ９０は、以下の式（１）に従って、バッテリ１０の現在の温度ＴＢに応じたバッテリ１０の上限温度ＴＢｍａｘを設定する。

ＴＢｍａｘ＝ＴＢ＋ΔＴＢ…（１）
ΔＴＢは、放電制御において想定されるバッテリ１０の上昇温度である。上昇温度ΔＴＢは、以下の式（２）に従って算出される。

ΔＴＢ＝｛（ＩＢｍａｘ）^２×Ｒ－Ｋ（ＴＣ－ＴＡ）｝／Ｃ…（２）
Ｒは、バッテリ１０の内部抵抗である。内部抵抗の算出には、種々の公知の手法を用いることができる。Ｋは、バッテリ１０の放熱効率（周辺雰囲気への放熱効率）である。放熱効率Ｋは、たとえば実験等により予め求めておくことができる。

式（２）を式（１）に代入すると、以下の式（３）を得ることができる。

ＴＢｍａｘ＝ＴＢ＋｛（ＩＢｍａｘ）^２×Ｒ－Ｋ（ＴＣ－ＴＡ）｝／Ｃ…（３）
そして、式（３）より、最大放電電流ＩＢｍａｘを求めることができる。

ＩＢｍａｘ＝［｛Ｃ（ＴＢｍａｘ－ＴＢ）＋Ｋ（ＴＣ－ＴＡ）｝／Ｒ］^１／２…（４）
ＥＣＵ９０は、算出したＩＢｍａｘと、Ｓ１で取得した電圧ＶＢとを用いて、以下の式（５）に従って最大出力電力ＰＢｍａｘを算出する。

ＰＢｍａｘ＝ＩＢｍａｘ×ＶＢ…（５）
次いで、ＥＣＵ９０は、現在のアクセル開度に基づいた車速Ｖを維持するために必要な車両出力Ｐｃを算出する（Ｓ７）。車両出力Ｐｃは、現在のモータジェネレータ４１および／またはモータジェネレータ４２への出力指令値から効率に基づくロス分を減算した値の加算値とすることができる。あるいは、現在のモータジェネレータ４１および／またはモータジェネレータ４２の実際の出力の加算値を車両出力Ｐｃとしてもよい。

次いで、ＥＣＵ９０は、モータジェネレータ４１の現在の最大出力トルクＴｍ１ｍａｘおよび最大出力電力Ｐｍ１ｍａｘを算出する（Ｓ９）。具体的には、ＥＣＵ９０は、車速Ｖから駆動輪の回転速度を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、算出した駆動輪の回転速度と、モータジェネレータ４１から駆動輪までにおける減速比とからモータジェネレータ４１の回転速度Ｎ１を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、モータジェネレータ４１の回転速度と最大出力トルクとの関係を示すマップを用いて、現在のモータジェネレータ４１の最大出力トルクＴｍ１ｍａｘを算出する。ＥＣＵ９０は、最大出力トルクＴｍ１ｍａｘを用いて、以下の式（６）に従ってモータジェネレータ４１の最大出力電力Ｐｍ１ｍａｘを算出する。

Ｐｍ１ｍａｘ＝２×π×Ｔｍ１ｍａｘ×Ｎ１／６０…（６）
次いで、ＥＣＵ９０は、高圧補機６０および低圧補機７５の最大消費電力Ｐｋを算出する（Ｓ１１）。なお、以下においては、高圧補機６０および低圧補機７５を特に区別しない場合には、両者を総称して、単に「補機」とも称する。補機の最大消費電力Ｐｋは、たとえば、仕様等に基づく各補機の消費電力を加算して算出される。

ＥＣＵ９０は、放電制御における、車両１の最大消費電力Ｐｘを以下の式（７）に従って算出する（Ｓ１３）。

Ｐｘ＝Ｐｍ１ｍａｘ＋Ｐｋ－（Ｐｒ×ｋ）…（７）
Ｐｒは、モータジェネレータ４２に入力される余剰電力である。係数ｋは、回生ブレーキの電力変換効率を示す係数である。余剰電力Ｐｒは、後述の式（８ａ）および式（８ｂ）に算出式を示す。

ＥＣＵ９０は、バッテリ１０の最大出力電力ＰＢｍａｘと、車両１における最大消費電力Ｐｘとを比較して（Ｓ１５）、放電制御におけるバッテリ１０の上限出力Ｐｌｉｍを設定する（Ｓ１７，Ｓ１９）。具体的には、最大出力電力ＰＢｍａｘが最大消費電力Ｐｘよりも大きい場合には（Ｓ１５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ９０は、上限出力Ｐｌｉｍに最大消費電力Ｐｘの値を設定する（Ｓ１７）。最大出力電力ＰＢｍａｘが最大消費電力Ｐｘ以下である場合には（Ｓ１５においてＮＯ）、ＥＣＵ９０は、上限出力Ｐｌｉｍに最大出力電力ＰＢｍａｘの値を設定する（Ｓ１９）。

まず、上限出力ＰｌｉｍにＰｘの値が設定された場合について説明する。Ｓ１７において上限出力ＰｌｉｍにＰｘの値を設定すると、ＥＣＵ９０は、以下の式（８ａ）に従って、余剰電力Ｐｒを算出する（Ｓ２３）。

Ｐｒ＝Ｐｍ１ｍａｘ－Ｐｃ…（８ａ）
余剰電力Ｐｒは、モータジェネレータ４１の最大出力Ｐｍ１ｍａｘから現在のアクセル開度に基づいた車速Ｖを維持するために必要な車両出力Ｐｃを差し引いた値であり、換言すれば、消費すべき電力といえる。

ＥＣＵ９０は、余剰電力Ｐｒを用いて、以下の式（９）に従って減速トルクＴｒを算出する（Ｓ２５）。

Ｔｒ＝Ｐｒ×６０／（２×π×Ｎ２）…（９）
Ｎ２は、モータジェネレータ４２の回転速度である。減速トルクＴｒは、放電制御において、車両１を制動するためのモータジェネレータ４２のトルクとして用いられる。

そして、ＥＣＵ９０は、放電制御を実行する（Ｓ２７）。放電制御において、ＥＣＵ９０は、車両１における消費電力の収支が上限出力Ｐｌｉｍ（＝Ｐｘ）となるように各機器を制御する。より具体的には、ＥＣＵ９０は、最大出力トルクＴｍ１ｍａｘを出力するようにモータジェネレータ４１を力行状態に制御するとともに、減速トルクＴｒを出力するようにモータジェネレータ４２を回生状態に制御する。さらに、ＥＣＵ９０は、補機を作動させて最大消費電力Ｐｋを消費させる。これによって、上限出力Ｐｌｉｍ（＝Ｐｘ）でバッテリ１０の電力が放電される。

バッテリ１０から放出された電力Ｐｘは、モータジェネレータ４１および補機で消費される。モータジェネレータ４１の出力の増加によって要求駆動力以上の駆動力が発生し得るが、モータジェネレータ４１の出力の増加量に応じた制動力をモータジェネレータ４２によって発生させることによって要求駆動力に応じた車速を維持することができる。

次に、上限出力ＰｌｉｍにＰＢｍａｘの値が設定された場合について説明する。Ｓ１９において上限出力ＰｌｉｍにＰＢｍａｘの値を設定すると、ＥＣＵ９０は、車両１の各機器（モータジェネレータ４１および補機）の出力を調整する。上限出力ＰｌｉｍにＰＢｍａｘの値を設定した場合には、上限出力ＰｌｉｍにＰｘの値を設定した場合と異なり、車両１の各機器を最大出力で作動させなくてもよい。車両１の各機器は、いずれの機器が作動するのか、あるいは、その作動の程度によって騒音および／または振動等が異なり得る。そのため、機器を作動させることによって車両の乗員に与え得る影響（たとえば不快感）を考慮して、いずれの機器を作動させるか、または、その作動の程度を設定することが望ましい。そこで、ＥＣＵ９０は、車両１の乗員に与える影響に基づいて、各機器の出力を調整して設定する（Ｓ２１）。

図４は、放電制御における各機器の出力を調整するためのマップである。図４には、各機器の消費電力Ｐと不快度指数Ｄとの関係が示されている。機器としては、モータジェネレータ４１、ＡＣコンプレッサおよび電気ヒータが例示されている。図４におけるＬ１は、モータジェネレータ４１の消費電力と不快度指数との関係を示している。Ｌ２は、ＡＣコンプレッサの消費電力と不快度指数との関係を示している。Ｌ３は、電気ヒータの消費電力と不快度指数との関係を示している。不快度指数は、騒音および／または振動等に基づいて、実験あるいは統計等によって定めておくことができる。

図４から認識し得るように、モータジェネレータ４１、ＡＣコンプレッサおよび電気ヒータの中では、モータジェネレータ４１の作動による不快度指数Ｄが最も大きい。そのため、各機器の消費電流の総和が上限出力Ｐｌｉｍ（最大出力電力ＰＢｍａｘ）となる範囲において、モータジェネレータ４１の消費電力を小さくするように、各機器の出力を調整して設定する。

各機器の出力を調整すると、ＥＣＵ９０は、処理をＳ２３に進めて、以下の式（８ｂ）に従って、余剰電力Ｐｒを算出する（Ｓ２３）。

Ｐｒ＝Ｐｍ－Ｐｃ…（８ｂ）
Ｐｍは、Ｓ２１において設定されたモータジェネレータ４１の出力である。そして、ＥＣＵ９０は、算出した余剰電力Ｐｒを用いて、上述の式（９）に従って減速トルクＴｒを算出する（Ｓ２５）。

そして、ＥＣＵ９０は、放電制御を実行する（Ｓ２７）。放電制御において、ＥＣＵ９０は、車両１における消費電力の収支が上限出力Ｐｌｉｍ（＝ＰＢｍａｘ）となるように各機器を制御する。より具体的には、ＥＣＵ９０は、Ｓ２１で設定された出力電力Ｐｍに基づくトルクを出力するようにモータジェネレータ４１を力行状態に制御するとともに、減速トルクＴｒを出力するようにモータジェネレータ４２を回生状態に制御する。さらに、ＥＣＵ９０は、Ｓ２１で設定した出力で作動するように補機を制御して電力を消費させる。これによって、上限出力Ｐｌｉｍ（＝ＰＢｍａｘ）でバッテリ１０の電力が放電されるので、バッテリ１０の電力を早期に放出させることが可能となる。

バッテリ１０から放出された電力ＰＢｍａｘは、モータジェネレータ４１および補機で消費される。放電制御におけるモータジェネレータ４１および補機の出力は、車両１の乗員に与え得る不快度指数を考慮して設定される。これによって、放電制御の実行によって乗員に与える不快感を低減させることができる。また、モータジェネレータ４１の出力の増加によって要求駆動力以上の駆動力が発生し得るが、モータジェネレータ４１の出力の増加量に応じた制動力をモータジェネレータ４２によって発生させることによって要求駆動力に応じた車速を維持することができる。

以上のように、本実施の形態に係る車両１は、バッテリ１０の異常発熱を検知した場合には、放電制御を実行する。放電制御においては、車両１は、モータジェネレータ４１の出力を増加させてバッテリ１０の電力の放電を促進させる。そして、車両１は、モータジェネレータ４１の出力の増加量に応じた制動力をモータジェネレータ４２によって発生させることにより、要求駆動力に応じた車速を維持する。これによって、要求駆動力に応じた車速を維持しつつ、バッテリ１０の電力を早期の放出させることができる。

さらに車両１は、放電制御において、補機を作動させてバッテリ１０の放電を促進させる。補機を作動させることによって、バッテリ１０の電力をより早期に放出することが可能となる。

さらに車両１は、放電制御において、バッテリ１０の最大出力電力ＰＢｍａｘと車両１における最大消費電力Ｐｘとを考慮する。最大出力電力ＰＢｍａｘが最大消費電力Ｐｘよりも大きい場合には、車両１は、放電制御において最大消費電力Ｐｘを消費するように各機器を制御する。一方、最大出力電力ＰＢｍａｘが最大消費電力Ｐｘ以下である場合には、車両１は、放電制御において最大消費電力ＰＢｍａｘを消費するように各機器を制御する。この場合には、車両１は、放電制御における各機器の出力を調整する。車両１は、各機器を作動させることにより乗員に与え得る不快感を考慮して各機器の出力を調整する。乗員に与える不快感が小さくなるように各機器の出力を調整して設定することによって、放電制御の実行によって乗員に与える不快感を低減させることができる。

［変形例］
実施の形態においては、モータジェネレータ４１の出力の増加量に応じた制動力をモータジェネレータ４２によって発生させる例について説明した。しかしながら、制動力を発生させる装置は、モータジェネレータ４２に限られない。たとえば、制動力を発生させる装置として、実施の形態に係るモータジェネレータ４２に代えて、各駆動輪に設けられたブレーキ装置を用いてもよい。この場合には、モータジェネレータ４１の出力の増加量に応じた制動力をブレーキ装置で発生させる。すなわち、余剰電力Ｐｒ分を熱エネルギーとして捨てることができる。なお、この場合には、ブレーキ装置は、本開示に係る「ブレーキ」の一例に相当する。

また、制動力を発生させる装置として、実施の形態に係るモータジェネレータ４２に加えて各駆動輪に設けられたブレーキ装置を用いてもよい。この場合には、ブレーキ装置により発生される制動力の分、モータジェネレータ４２による回生電力を減らすことができる。なお、この場合には、モータジェネレータ４２およびブレーキ装置は、本開示に係る「ブレーキ」の一例に相当する。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

１車両、１０バッテリ、１５監視ユニット、１６電圧センサ、１７電流センサ、１８温度センサ、２０ＳＭＲ、３０ＰＣＵ、３１，３２インバータ、４１，４２モータジェネレータ、５１，５２駆動部、６０高圧補機、７０ＤＣ／ＤＣコンバータ、７５低圧補機、８０センサユニット、８１，８２温度センサ、８３車速センサ、９０ＥＣＵ、９１ＣＰＵ、９２メモリ、ＥＬ低電圧線、ＮＬ，ＰＬ電力線。

Claims

走行用のバッテリと、
前記バッテリの状態を監視する監視ユニットと、
前記バッテリの電力を用いて駆動力を発生させるモータジェネレータと、
制動力を発生させるブレーキと、
前記モータジェネレータおよび前記ブレーキを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
要求される駆動力に基づいて前記モータジェネレータの出力を決定し、
前記バッテリの温度が所定温度を超えた場合に、前記モータジェネレータの出力を増加させるとともに、前記モータジェネレータの出力の増加量に応じた制動力を発生させるように前記ブレーキを制御する、電動車両。