(57)【要約】【課題】回生エネルギーの回収効率が高いモードに設定された車両の減速時に十分な冷却風を蓄電器に供給可能な蓄電器冷却装置を提供すること。【解決手段】蓄電器を電源として駆動する電動機からの動力によって走行可能な車両に搭載される蓄電器冷却装置は、蓄電器を冷却するための冷却風を発生する冷却風発生部と、車両が減速時に電動機から得られる回生エネルギーを蓄電器に回収する際の回収効率が異なる２つのモードの内、高回収効率モードに設定された車両の減速時には、低回収効率モードに設定されているときの風量よりも大きな風量の冷却風を発生するよう冷却風発生部を制御する風量制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電器を電源として駆動する電動機からの動力によって走行可能な車両に搭載される蓄電器冷却装置であって、
前記蓄電器を冷却するための冷却風を発生する冷却風発生部と、
前記車両が減速時に前記電動機から得られる回生エネルギーを前記蓄電器に回収する際の回収効率が異なる２つのモードの内、高回収効率モードに設定された前記車両の減速時には、低回収効率モードに設定されているときの風量よりも大きな風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御する風量制御部と、
を備えたことを特徴とする蓄電器冷却装置。
【請求項２】
蓄電器を電源として駆動する電動機からの動力によって走行可能な車両に搭載される蓄電器冷却装置であって、
前記蓄電器を冷却するための冷却風を発生する冷却風発生部と、
前記車両の走行速度に応じて異なる所定の風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御する風量制御部と、を備え、
前記風量制御部は、
前記車両が減速時に前記電動機から得られる回生エネルギーを前記蓄電器に回収する際の回収効率が異なる２つのモードの内、低回収効率モードに設定された前記車両の減速時には、前記車両の走行速度に応じて異なる第１の補正係数を前記所定の風量に乗じた風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御し、
高回収効率モードに設定された前記車両の減速時には、前記所定の風量又は前記第１の補正係数よりも大きい第２の補正係数を前記所定の風量に乗じた風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御することを特徴とする蓄電器冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蓄電器冷却装置であって、
前記高回収効率モード又は前記低回収効率モードは、前記車両の運転者の操作によって設定されることを特徴とする蓄電器冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電器冷却装置であって、
前記車両は、前記電動機の駆動軸と直結した駆動軸を有する内燃機関を備えたことを特徴とする蓄電器冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生エネルギーの回収効率が高いモードに設定された車両の減速時に十分な冷却風を蓄電器に供給する蓄電器冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたハイブリッド車両の冷却装置は、当該特許文献１の段落［００５８］及び［００５９］で説明されているように、車両が減速時には、ＴＬ（エアコンがLow作動するための下限値温度）及びＴＨ（エアコンがHigh作動するための下限値温度）をそれぞれ所定量だけ高温側に補正する。これにより無駄な電動ファンの駆動を回避して過度の冷却を防止しつつ騒音を低減することができる。
【０００３】
また、特許文献２に開示されたシート用加熱冷却装置は、車両に搭載される送風機で発生する騒音が、他の装置から発生する騒音よりも下回るように送風機を制御することで静粛性を図っている。
【０００４】
特許文献１及び２のいずれも、ファンから発生する騒音を低減することによって、ドライバにとっての車両の快適性の評価基準であるＮＶ（Noise Vibration）性能の向上を図っている。しかし、いずれの特許文献もＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等の車両への利用を前提とはしていない。
【０００５】
ＥＶやＨＥＶ等の車両（以下、単に「車両」という）には、駆動源としての電動機と、電動機等に電力を供給する蓄電器と、蓄電器を冷却するためのファンと、車両の走行状態に応じてファンの回転数を制御する制御部とが搭載されている。蓄電器は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の直列に接続された複数の２次電池によって構成されている。したがって、車両が減速時に電動機を発電機として機能させれば、発電電力を回生エネルギーとして蓄電器に回収することができる。
【０００６】
しかし、回生エネルギーが蓄電器に回収される際の回生電力（充電電力）が大きいと蓄電器は発熱する。蓄電器を構成する２次電池の出力性能は温度に依存するため、蓄電器の温度が所望値以上に高いと、蓄電器の出力性能は低下する。したがって、車両が減速時にはファンによって蓄電器を冷却する。但し、ファンの風切り音及びファンモータの駆動音は車両のＮＶ性能を低下させる一因となり得るため、特許文献１や特許文献２のように、車両の走行状態等に応じてファンの駆動を制御することが望ましい。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８５１０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記説明したＥＶやＨＥＶ等の車両には、減速時に回生エネルギーを高い効率で回収する燃費優先モードと、燃費優先モードよりも回生エネルギーの回収効率が低い通常モードの２つのモードの内、ドライバがいずれかのモードに設定可能な車両が考えられる。このような車両に特許文献１の冷却装置や特許文献２のシート用加熱冷却装置を搭載すると、燃費優先モードが選択された車両の減速時であっても、蓄電器の冷却性能よりＮＶ性能の方が優先される。すなわち、ファンは、蓄電器を十分に冷却するために必要な風を供給するよう制御されない。その結果、蓄電器の温度が上昇してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、回生エネルギーの回収効率が高いモードに設定された車両の減速時に十分な冷却風を蓄電器に供給可能な蓄電器冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の蓄電器冷却装置は、蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０３）を電源として駆動する電動機（例えば、実施の形態での電動機Ｍ）からの動力によって走行可能な車両に搭載される蓄電器冷却装置であって、前記蓄電器を冷却するための冷却風を発生する冷却風発生部（例えば、実施の形態での冷却ファン１１３）と、前記車両が減速時に前記電動機から得られる回生エネルギーを前記蓄電器に回収する際の回収効率が異なる２つのモードの内、高回収効率モードに設定された前記車両の減速時には、低回収効率モードに設定されているときの風量よりも大きな風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御する風量制御部（例えば、実施の形態での制御部１１７）と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明の蓄電器冷却装置は、蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０３）を電源として駆動する電動機（例えば、実施の形態での電動機Ｍ）からの動力によって走行可能な車両に搭載される蓄電器冷却装置であって、また前記蓄電器を冷却するための冷却風を発生する冷却風発生部（例えば、実施の形態での冷却ファン１１３）と、前記車両の走行速度に応じて異なる所定の風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御する風量制御部（例えば、実施の形態での制御部１１７）と、を備え、前記風量制御部は、前記車両が減速時に前記電動機から得られる回生エネルギーを前記蓄電器に回収する際の回収効率が異なる２つのモードの内、低回収効率モードに設定された前記車両の減速時には、前記車両の走行速度に応じて異なる第１の補正係数を前記所定の風量に乗じた風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御し、高回収効率モードに設定された前記車両の減速時には、前記所定の風量又は前記第１の補正係数よりも大きい第２の補正係数を前記所定の風量に乗じた風量の冷却風を発生するよう前記冷却風発生部を制御することを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明の蓄電器冷却装置では、前記高回収効率モード又は前記低回収効率モードは、前記車両の運転者の操作によって設定されることを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明の蓄電器冷却装置では、前記車両は、前記電動機の駆動軸と直結した駆動軸を有する内燃機関を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜４に記載の発明の蓄電器冷却装置によれば、回生エネルギーの回収効率が高いモードに設定された車両の減速時に十分な冷却風を蓄電器に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態の蓄電器冷却装置は、蓄電器から供給された電力によって駆動する電動機が駆動源として設けられたＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等の車両に搭載されている。
【００１６】
図１は、本発明に係る一実施形態の蓄電器冷却装置を含む車両の内部構成の一例を示すブロック図である。図１に示す車両は、内燃機関Ｅと、電動機Ｍと、変速機構Ｔと、駆動輪Ｗと、電動機駆動部１０１と、蓄電器１０３と、指令部１０５と、車速センサ１０７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０９と、補機用蓄電器１１１と、冷却ファン１１３と、記憶部１１５と、制御部１１７とを主に備える。なお、蓄電器１０３の出力電圧は高電圧（例えば１００〜２００Ｖ）であり、補機用蓄電器１１１の出力電圧は低電圧（例えば１２Ｖ）である。
【００１７】
図１に示す車両は、内燃機関Ｅと電動機Ｍと変速機構Ｔとを直列に直結した構造のパラレル式ハイブリッド車両（以下、単に「車両」という）である。この種の車両では、内燃機関Ｅ及び電動機Ｍの両方の駆動力は変速機構Ｔを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、車両の減速時に駆動輪Ｗ側から電動機Ｍ側に駆動力が伝達されると、電動機Ｍは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、車両の運転状態に応じて、電動機Ｍは内燃機関Ｅの出力によって発電機として駆動され、発電エネルギーを発生する。
【００１８】
電動機Ｍの駆動及び回生作動は、制御部１１７からの制御指令を受けて電動機駆動部１０１により行われる。電動機駆動部１０１には、電動機Ｍから出力される発電エネルギー及び回生エネルギーを蓄電すると共に電動機Ｍに電力を供給する蓄電器１０３が接続されている。蓄電器１０３は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の直列に接続された複数の２次電池によって構成されている。
【００１９】
指令部１０５は、車両が減速時に電動機Ｍから得られる回生エネルギーを蓄電器１０３に回収する際の回収効率が異なる２つのモードの内、車両の運転者によって選択されたモードの設定に関する信号を制御部１１７に出力する。本実施形態では、減速時に回生エネルギーを高い効率で回収する「燃費優先モード」、及び燃費優先モードよりも回生エネルギーの回収効率が低い「通常モード」のいずれかを運転者が選択可能である。図２は、燃費優先モード及び通常モードの各モードに設定された車両の減速時の車速と回生電力の関係の一例を示す図である。図２に示されるように、燃費優先モードでは通常モードよりも高い回生電力が得られる。
【００２０】
車速センサ１０７は、車両の走行速度（車速）を検出する。車速センサ１０７によって検出された車速を示す信号は、制御部１１７に入力される。
【００２１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０９は、蓄電器１０３の出力電圧を降圧して補機用蓄電器１１１に充電する。冷却ファン１１３は、補機用蓄電器１１１から電力が供給され、蓄電器１０３を冷却するための冷却風を発生する。冷却ファン１１３は、ファン１２１と、ファン１２１を回転駆動するためのモータ１２３を有する。モータ１２３は、制御部１１７によってＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される。すなわち、制御部１１７は、デューティ比を調整することによってモータ１２３の回転数を制御する。モータ１２３の回転数が異なれば冷却風の風量が変化するため、制御部１１７は、デューティ比を変えることによって冷却風の風量を調整することができる。
【００２２】
記憶部１１５は、車速に対するデューティ比が示されたマップ（以下「車速／デューティ比マップ」という）を記憶する。図３に、当該マップによる車速とデューティ比の関係の一例を示す。また、記憶部１１５は、燃費優先モード及び通常モードの各モードに設定された車両の減速時の車速に対するデューティ比の補正係数が示されたマップ（以下「車速／補正係数マップ」という）を記憶する。図４に、通常モードに設定された車両の減速時の車速とデューティ比の補正係数の関係の一例を示す。また、図５に、図４に示した補正係数を図３に示したデューティ比に乗じた補正デューティ比と車速の関係を点線で示す。
【００２３】
図６は、燃費優先モードに設定された車両の減速時の車速とデューティ比の補正係数の関係の第１例を示す図である。図６に示した第１例の車速／補正係数マップには、全ての車速に対して補正係数が全て０に設定されている。したがって、補正デューティ比は、車速／デューティ比マップに基づいて導出されるデューティ比と同じである。
【００２４】
図７は、燃費優先モードに設定された車両の減速時の車速とデューティ比の補正係数の関係の第２例を点線で示す図である。なお、図７中の実線は、図４に示した通常モード時の車速と補正係数の関係を示す。図７に示した第２例の車速／補正係数マップには、通常モード時に適用される補正係数よりも０に近い補正係数が設定されている。
【００２５】
制御部１１７は、電動機Ｍが必要なトルクを発生するための供給電流を指定する電流指令を生成して、当該電流指令を電動機駆動部１０１に出力する。また、制御部１１７は、記憶部１１５に格納された車速／デューティ比マップに基づいて、車速センサ１０７が検出した車速に対応するデューティ比（以下「原デューティ比」という）を導出する。また、制御部１１７は、車速センサ１０７が検出した車速の偏差に基づいて、車両の加速状態、クルーズ走行状態、減速状態及び停止状態等といった車両の走行状態を判別する。
【００２６】
さらに、制御部１１７は、車両の走行状態が減速状態のときには、指令部１０５から入力された信号に応じたモードに対応する記憶部１１５に格納された車速／補正係数マップに基づいて、車速センサ１０７が検出した車速に対応する補正係数を導出する。制御部１１７は、当該導出した補正係数を原デューティ比に乗算して、補正デューティ比を導出する。
【００２７】
制御部１１７は、このようにして導出した原デューティ比又は補正デューティ比に基づいて、補機用蓄電器１１１から冷却ファン１１３のモータ１２３に供給される電力を制御する。すなわち、制御部１１７は、車両が加速状態、クルーズ走行状態及び停止状態のときには、原デューティ比に基づいて制御を行う。
【００２８】
また、車両が減速状態のとき、通常モードに設定されていれば、制御部１１７は、図４に示した車速／補正係数マップから得られる補正係数を原デューティ比に乗算して得られた補正デューティ比に基づいて制御を行う。一方、燃費優先モードに設定されていれば、制御部１１７は、図６に示した第１例の車速／補正係数マップ又は図７に示した第２例の車速／補正係数マップから得られる補正係数を原デューティ比に乗算して得られた補正デューティ比に基づいて制御を行う。
【００２９】
なお、制御部１１７が第１例の車速／補正係数マップを用いる場合の代替方法として、制御部１１７は、補正係数の乗算を行わずに、原デューティ比をそのまま利用しても良い。
【００３０】
図８は、本実施形態の車両が備える制御部の動作を示すフローチャートである。図８に示すように、制御部１１７は、車速／デューティ比マップに基づいて、車速に対応する原デューティ比を導出する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１１７は、車速の偏差に基づいて、車両の走行状態を判別する（ステップＳ１０３）。次に、制御部１１７は、ステップＳ１０３で判別した車両の走行状態が減速状態かを判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５で判定された走行状態が減速状態のときはステップＳ１０９に進み、減速状態以外のときはステップＳ１０７に進む。
【００３１】
ステップＳ１０７では、制御部１１７は、ステップＳ１０１で導出した原デューティ比に基づいて、冷却ファン１１３の制御を行う。一方、ステップＳ１０９では、制御部１１７は、車両に設定されているモードが燃費優先モードか否かを判別し、燃費優先モードのときはステップＳ１１１に進み、通常モードのときはステップＳ１１３に進む。
【００３２】
ステップＳ１１１では、燃費優先モードに対応する車速／補正係数マップに基づいて、車速に対応する補正係数を導出する。一方、ステップＳ１１３では、通常モードに対応する車速／補正係数マップに基づいて、車速に対応する補正係数を導出する。ステップＳ１１１又はステップＳ１１３を行った後、制御部１１７は、ステップＳ１１１又はステップＳ１１３で導出した補正係数をステップＳ１０１で導出した原デューティ比に乗算して補正デューティ比を導出する（ステップＳ１１５）。制御部１１７は、ステップＳ１１５で導出した補正デューティ比に基づいて、冷却ファン１１３の制御を行う。
【００３３】
上記説明した本実施形態の車両の走行状態及びデューティ比の経時変化の例を図９及び図１０に示す。図９に示した例は、燃費優先モードが設定された車両が減速時に、上記説明した第１例の車速／補正係数マップから得られる補正係数を原デューティ比に乗算して補正デューティ比を導出した場合を示す。図９中の楕円で囲まれた部分から明らかなように、燃費優先モードが設定された車両が減速時の補正デューティ比は原デューティ比と同じである。したがって、通常モードが設定されている場合と比較して、燃費優先モードが設定されている状態では、車両が減速時に冷却ファン１１３が発生する冷却風の風量は大きい。
【００３４】
また、図１０に示した例は、燃費優先モードが設定された車両が減速時に、上記説明した第２例の車速／補正係数マップから得られる補正係数を原デューティ比に乗算して補正デューティ比を導出した場合を示す。図１０中の楕円で囲まれた部分から明らかなように、燃費優先モードが設定された車両が減速時の補正デューティ比は、原デューティ比よりは低いが、通常モードが設定された車両が減速時の補正デューティ比よりも高い。したがって、通常モードが設定されている場合と比較して、燃費優先モードが設定されている状態では、車両が減速時に冷却ファン１１３が発生する冷却風の風量は、図９に示した第１例ほどではないが大きい。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の蓄電器冷却装置を含む車両によれば、通常モードが設定されている場合と比較して、燃費優先モードが設定されているときは減速時であっても冷却風の風量は大きい。燃費優先モードが設定されているとき、蓄電器１０３に回収される回生電力は大きい。このときの蓄電器１０３の発熱量は、通常モードが設定されているときと比較して大きいが、冷却風の風量が大きいため、蓄電器１０３の温度を所定値以下に抑えることができる。その結果、回生エネルギーの回収によって蓄電器１０３の出力性能は低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る一実施形態の蓄電器冷却装置を含む車両の内部構成の一例を示すブロック図
【図２】燃費優先モード及び通常モードの各モードに設定された車両の減速時の車速と回生電力の関係の一例を示す図
【図３】車速／デューティ比マップによる車速とデューティ比の関係の一例を示す図
【図４】通常モードに設定された車両の減速時の車速とデューティ比の補正係数の関係の一例を示す図
【図５】図４に示した補正係数を図３に示したデューティ比に乗じた補正デューティ比と車速の関係を点線で示す図
【図６】燃費優先モードに設定された車両の減速時の車速とデューティ比の補正係数の関係の第１例を示す図
【図７】燃費優先モードに設定された車両の減速時の車速とデューティ比の補正係数の関係の第２例を点線で示す図
【図８】一実施形態の車両が備える制御部の動作を示すフローチャート
【図９】一実施形態の車両の走行状態及びデューティ比の経時変化の第１例を示す図
【図１０】一実施形態の車両の走行状態及びデューティ比の経時変化の第２例を示す図
【符号の説明】
【００３７】
Ｅ  内燃機関
Ｍ  電動機
Ｔ  変速機構
Ｗ  駆動輪
１０１  電動機駆動部
１０３  蓄電器
１０５  指令部
１０７  車速センサ
１０９  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１１  補機用蓄電器
１１３  冷却ファン
１２１  ファン
１２３  モータ
１１５  記憶部
１１７  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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