(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に接続され、前記二次電池にリップル電流を発生させるように構成されたリップル生成装置と、
前記リップル生成装置を制御することによって、前記二次電池にリップル電流を発生させて前記二次電池を昇温するリップル昇温制御を実行するための制御装置と、
運転者の降車の意思を示す所定の動作を検知するための検知手段とを備え、
前記制御装置は、車両の電源状態が走行可能状態であるにも拘わらず前記検知手段により前記所定の動作が検知されると、前記リップル昇温制御を実行する、電動車両。
【請求項２】
前記電源状態を運転者が切替えるための操作部をさらに備え、
前記制御装置は、前記電源状態が前記走行可能状態であることを示すＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態が前記操作部により選択されているときに前記検知手段により前記所定の動作が検知されると、前記リップル昇温制御を実行する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記二次電池から電力を受けて走行トルクを生成する駆動装置と、
前記二次電池と前記駆動装置との電気的な接続および切離しを行なうシステムメインリレーとをさらに備え、
前記制御装置は、前記システムメインリレーにより前記二次電池が前記駆動装置に電気的に接続されているときに前記検知手段により前記所定の動作が検知されると、前記リップル昇温制御を実行する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記二次電池の温度に基づいて前記リップル電流の周波数を変更する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記二次電池の温度が高いとき、前記二次電池の温度が低いときよりも前記リップル電流の周波数を低くする、請求項４に記載の電動車両。
【請求項６】
前記電源状態が前記走行可能状態であるにも拘わらず前記検知手段により前記所定の動作が検知された場合に前記リップル昇温制御が実行されるとき、前記制御装置は、前記リップル電流の周波数を、可聴域であって前記二次電池の発熱量が相対的に抑制される所定周波数に設定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項７】
前記リップル生成装置は、前記二次電池から受ける電圧を前記二次電池の電圧以上に昇圧するように構成されたチョッパ型の昇圧コンバータである、請求項１から６のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項８】
前記二次電池は、リチウムイオン電池である、請求項１から７のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項９】
前記検知手段は、キースロットに挿入することなく無線通信によりキー認証可能なスマートキーが車外に持出されることを前記所定の動作として検知する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１０】
前記検知手段は、運転席が非着座状態になることを前記所定の動作として検知する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１１】
前記検知手段は、停車時に前記運転者のシートベルトが外されることを前記所定の動作として検知する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１２】
前記検知手段は、運転席のドアが開けられることを前記所定の動作として検知する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に関し、特に、走行用の電力を蓄える二次電池を備える電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両が注目されている。電気自動車は、走行用の電力を蓄える蓄電装置（二次電池）と、前記二次電池に蓄えられた電力を用いて走行トルクを発生する駆動装置（モータ）とを搭載する。ハイブリッド車両は、動力源としてエンジンをさらに搭載した車両である。
【０００３】
特開２００８−２５５９０号公報（特許文献１）は、アイドル運転時に所定の条件が成立するとエンジンを停止させて燃料消費量を節減するエンジン停止制御装置を搭載するハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、シフトポジションが非走行ポジション（ニュートラルポジションまたはパーキングポジション）にあるとき、あるいはシフトポジションが前進走行ポジションにあってもブレーキペダルが踏まれている制動中であるとき、エンジンをアイドル運転させずに停止させる。これにより、エンジンの不要なアイドル運転を最小限に抑えて燃料消費量を最大限に節減することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２６７５７８号公報
【特許文献３】特開２００７−２５２０１６号公報
【特許文献４】特開２００８−２７９９３８号公報
【特許文献５】特開平９−１４２２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００８−２５５９０号公報に開示される上記のハイブリッド車両では、車両の電源状態が走行可能状態（ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態）であってもエンジンが停止し得る。停車中にエンジンが停止していると、電源状態がＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態であるのか否かをユーザは判別し難い。エンジンを搭載しない電気自動車においても同様である。そのため、電源状態がＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態であるにも拘わらず、電源状態がＯＦＦされているものと誤解して運転者が降車してしまう可能性がある。
【０００６】
この発明の目的は、車両の電源状態が走行可能状態（ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態）であるにも拘わらず降車しようとする運転者に対する警告機構を低コストで実現する電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、電動車両は、二次電池と、リップル生成装置と、制御装置と、検知手段とを備える。二次電池は、走行用の電力を蓄える。リップル生成装置は、二次電池に接続され、二次電池にリップル電流を発生させるように構成される。制御装置は、リップル生成装置を制御することによって、二次電池にリップル電流を発生させて二次電池を昇温するリップル昇温制御を実行することができる。検知手段は、運転者の降車の意思を示す所定の動作を検知する。そして、制御装置は、車両の電源状態が走行可能状態であるにも拘わらず検知手段により上記所定の動作が検知されると、リップル昇温制御を実行する。
【０００８】
好ましくは、電動車両は、電源状態を運転者が切替えるための操作部をさらに備える。制御装置は、電源状態が走行可能状態であることを示すＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態が操作部により選択されているときに検知手段により上記所定の動作が検知されると、リップル昇温制御を実行する。
【０００９】
また、好ましくは、電動車両は、駆動装置と、システムメインリレーとをさらに備える。駆動装置は、二次電池から電力を受けて走行トルクを生成する。システムメインリレーは、二次電池と駆動装置との電気的な接続および切離しを行なう。制御装置は、システムメインリレーにより二次電池が駆動装置に電気的に接続されているときに検知手段により上記所定の動作が検知されると、リップル昇温制御を実行する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、二次電池の温度に基づいてリップル電流の周波数を変更する。
【００１１】
さらに好ましくは、制御装置は、二次電池の温度が高いとき、二次電池の温度が低いときよりもリップル電流の周波数を低くする。
【００１２】
好ましくは、電源状態が走行可能状態であるにも拘わらず検知手段により上記所定の動作が検知された場合にリップル昇温制御が実行されるとき、制御装置は、リップル電流の周波数を、可聴域であって二次電池の発熱量が相対的に抑制される所定周波数に設定する。
【００１３】
好ましくは、リップル生成装置は、二次電池から受ける電圧を二次電池の電圧以上に昇圧するように構成されたチョッパ型の昇圧コンバータである。
【００１４】
好ましくは、二次電池は、リチウムイオン電池である。
好ましくは、検知手段は、キースロットに挿入することなく無線通信によりキー認証可能なスマートキーが車外に持出されることを上記所定の動作として検知する。
【００１５】
また、好ましくは、検知手段は、運転席が非着座状態になることを上記所定の動作として検知する。
【００１６】
また、好ましくは、検知手段は、停車時に運転者のシートベルトが外されることを上記所定の動作として検知する。
【００１７】
また、好ましくは、検知手段は、運転席のドアが開けられることを上記所定の動作として検知する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明においては、リップル生成装置によりリップル電流を二次電池に発生させることによって二次電池を内部から昇温するので、二次電池を昇温させるためのヒータ等を別途設ける必要がない。そして、このリップル生成装置によりリップル電流を二次電池に発生させて二次電池を昇温するリップル昇温時は、二次電池にリップル電流が流れることにより振動音が発生するところ、この発明においては、車両の電源状態が走行可能状態（ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態）であるにも拘わらず検知手段により運転者の降車の意思を示す所定の動作が検知されると、リップル昇温制御が実行される。これにより、リップル昇温に伴なう振動音が、降車しようとする運転者への警告音として用いられるので、警報としてエンジンをかけたり、警報ブザーを別途設けたりする必要がない。したがって、この発明によれば、車両の電源状態が走行可能状態（ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態）であるにも拘わらず降車しようとする運転者に対する警告機構を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態による電動車両の全体ブロック図である。
【図２】パワースイッチの操作による、車両の電源状態と機器の状態との関係を説明するための図である。
【図３】二次電池の構造を説明するための第１の図である。
【図４】二次電池の構造を説明するための第２の図である。
【図５】二次電池の構造を説明するための第３の図である。
【図６】二次電池に流れる電流と、正極板および負極板間に生じる引力との関係を示した図である。
【図７】図１に示すＥＣＵの、昇圧コンバータの制御に関する部分の機能ブロック図である。
【図８】リップル電流の挙動を示した図である。
【図９】二次電池のインピーダンス特性を示すボード線図である。
【図１０】二次電池に発生する平均発熱量の周波数特性を示した図である。
【図１１】第２実行条件に基づくリップル昇温の実行手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明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返さない。
【００２１】
図１は、この発明の実施の形態による電動車両の全体ブロック図である。図１を参照して、電動車両１００は、二次電池１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System  Main  Relay）」と称する。）１５と、昇圧コンバータ２２と、コンデンサＣＨと、インバータ５０と、モータジェネレータ６０と、駆動輪６５とを備える。また、電動車両１００は、電子制御装置（以下「ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）」と称する。）７０と、降車動作検知部７２と、パワースイッチ７４と、温度センサ８２と、電流センサ８４と、電圧センサ８６，８８とをさらに備える。
【００２２】
二次電池１０は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の再充電可能な電池であり、代表的にはリチウムイオン電池である。二次電池１０は、走行用の電力を蓄えており、ＳＭＲ１５がオン（閉成）されることにより昇圧コンバータ２２と電気的に接続される。二次電池１０は、内部抵抗を有し、二次電池１０の内部抵抗は、温度依存性を有するとともに、電池に流れる電流の周波数によっても大きく変化する。
【００２３】
ＳＭＲ１５は、二次電池１０と昇圧コンバータ２２との間に設けられる。ＳＭＲ１５は、ＥＣＵ７０からの制御信号ＳＥに基づいてオン／オフ制御され、オン（閉成）状態では二次電池１０を昇圧コンバータ２２に電気的に接続し、オフ（開放）状態では二次電池１０を昇圧コンバータ２２から電気的に切離す。なお、後述のように、電動車両１００の電源状態がＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態のときにＳＭＲ１５はオンされ、電源状態がＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態以外のときは、ＳＭＲ１５はオフされる。
【００２４】
昇圧コンバータ２２は、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成され、具体的には、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と二次電池１０の負極に接続される負極線ＮＬとの間に直列に接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１のコレクタが正極線ＰＬ２に接続され、スイッチング素子Ｑ２のエミッタが負極線ＮＬに接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は正極線ＰＬ１に接続され、他方端はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードＮＤに接続される。
【００２５】
なお、上記のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）や電力用ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタ等を用いることができる。
【００２６】
昇圧コンバータ２２は、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＣに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧（以下「システム電圧」とも称する。）を二次電池１０の出力電圧以上に昇圧することができる。なお、システム電圧が目標電圧よりも低い場合、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティーを大きくすることによって正極線ＰＬ１から正極線ＰＬ２へ電流を流すことができ、システム電圧を上昇させることができる。一方、システム電圧が目標電圧よりも高い場合、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティーを大きくすることによって正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ電流を流すことができ、システム電圧を低下させることができる。
【００２７】
また、昇圧コンバータ２２は、所定のリップル昇温実行条件が成立すると、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＣに基づいてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を相補的にオン／オフさせることにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数に応じたリップル電流ＩＢを二次電池１０に発生させる。具体的には、二次電池１０が充電される方向のリップル電流ＩＢを正とすると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオフ，オン状態のとき、リップル電流ＩＢは、負方向に増加する。リップル電流ＩＢが負になり、その後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオン，オフ状態に切替わると、リップル電流ＩＢは、正方向に増加し始める。そして、リップル電流ＩＢが正になり、その後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオフ，オン状態に再び切替わると、リップル電流ＩＢは、負方向に増加し始める。このように、昇圧コンバータ２２によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数に応じたリップル電流ＩＢを二次電池１０に発生させることができる。
【００２８】
コンデンサＣＨは、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧を平滑化する。また、コンデンサＣＨは、二次電池１０のリップル昇温の実行時、二次電池１０から放電される電力を一時的に蓄える電力バッファとして用いられる。
【００２９】
インバータ５０は、ＥＣＵ７０からの制御信号ＰＷＭＩに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬから供給される直流電力を三相交流に変換してモータジェネレータ６０へ出力し、モータジェネレータ６０を駆動する。また、インバータ５０は、車両の制動時、モータジェネレータ６０により発電された三相交流電力を制御信号ＰＷＭＩに基づいて直流に変換し、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ出力する。
【００３０】
モータジェネレータ６０は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流電動機である。モータジェネレータ６０は、駆動輪６５に機械的に連結され、車両を駆動するためのトルクを発生する。また、モータジェネレータ６０は、車両の制動時、車両の運動エネルギーを駆動輪６５から受けて発電する。
【００３１】
温度センサ８２は、二次電池１０の温度ＴＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電流センサ８４は、二次電池１０に対して入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８６は、二次電池１０の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８８は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。
【００３２】
降車動作検知部７２は、運転者の降車の意思を示す所定の動作を検知する。この所定の動作には、種々の動作が含まれ得る。一例として、降車動作検知部７２は、キースロットに挿入することなく無線通信によりキー認証が可能な所謂スマートキーが車外に持出されることを上記の所定の動作として検知する。あるいは、降車動作検知部７２は、図示しない着座センサによって運転席の非着座が検知されたことを上記の所定の動作として検知してもよい。あるいは、降車動作検知部７２は、停車時に運転席のシートベルトが外されることを上記の所定の動作として検知してもよい。あるいは、降車動作検知部７２は、運転席のドアが開けられることを上記の所定の動作として検知してもよい。そして、降車動作検知部７２は、上記のような所定の動作が検知されると、ＥＣＵ７０へ出力される信号ＤＥＴを活性化する。
【００３３】
パワースイッチ７４は、車両の電源状態を運転者が切替えるための操作スイッチであり、パワースイッチ７４が操作されるとＥＣＵ７０へ信号ＯＰＥが出力される。そして、ＥＣＵ７０は、パワースイッチ７４の操作に応じて車両の電源状態を変化させる。
【００３４】
図２は、パワースイッチ７４の操作による、車両の電源状態と機器の状態との関係を説明するための図である。図２を参照して、パワースイッチ７４を操作することにより、車両の電源状態を、「ＯＦＦ」、「ＡＣＣ−ＯＮ」、「ＩＧ−ＯＮ」、および「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」の各状態に切替えることができる。電源状態が「ＯＦＦ」のときは、補機は使用不可であり、ＥＣＵ７０は電源オフ（停止）状態であり、ＳＭＲ１５はオフ（開放）状態である。この「ＯＦＦ」状態においては、二次電池１０からインバータ５０へ電力を供給できないので、電動車両１００を駆動することはできない。
【００３５】
「ＡＣＣ−ＯＮ」は、アクセサリ電源のみがオンされた状態であり、この状態においては、基本的には、ＥＣＵ７０は電源オフ（停止）状態であり、ＳＭＲ１５もオフ（開放）状態である。なお、補機バッテリ（図示せず）の電力を用いて補機は使用可能である。なお、上記の「ＯＦＦ」状態において、たとえば、フットブレーキを操作しない状態でパワースイッチ７４を押下することによって、電源状態を「ＯＦＦ」から「ＡＣＣ−ＯＮ」に遷移させることができる。
【００３６】
「ＩＧ−ＯＮ」状態においては、補機を駆動可能であり、ＥＣＵ７０は電源オン（起動）状態となる。なお、ＳＭＲ１５は基本的にオフ（開放）であるが、補機を使用する場合には接続されることもある。なお、上記の「ＡＣＣ−ＯＮ」状態において、たとえば、フットブレーキを操作しない状態でパワースイッチ７４を押下することによって、電源状態を「ＡＣＣ−ＯＮ」から「ＩＧ−ＯＮ」に遷移させることができる。
【００３７】
「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」は、走行準備が完了した状態であり、たとえば、ブレーキペダルを踏込んだ状態でパワースイッチ７４を押下することによって、電源状態を「ＡＣＣ−ＯＮ」から「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」に遷移させることができる。「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態では、ＥＣＵ７０は電源オン（起動）状態となり、ＳＭＲ１５はオン（閉成）状態となる。この「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態では、二次電池１０からインバータ５０へ電力を供給し、電動車両１００を走行させることができる。
【００３８】
なお、プッシュ型のスイッチに代えて、鍵穴にキーを差込み、キーの回動位置により上記の各状態が選択される回動型のスイッチをパワースイッチ７４として用いてもよい。
【００３９】
再び図１を参照して、温度センサ８２は、二次電池１０の温度ＴＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電流センサ８４は、二次電池１０に対して入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８６は、二次電池１０の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８８は、システム電圧の電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。
【００４０】
ＥＣＵ７０は、電圧センサ８６，８８からの電圧ＶＢ，ＶＨの各検出値に基づいて、昇圧コンバータ２２を駆動するための制御信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２２へ出力する。また、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ６０を駆動するための制御信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した制御信号ＰＷＭＩをインバータ５０へ出力する。
【００４１】
また、ＥＣＵ７０は、所定のリップル昇温実行条件が成立すると、二次電池１０にリップル電流を発生させて二次電池１０を昇温するように昇圧コンバータ２２を駆動するための制御信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２２へ出力する。
【００４２】
また、上記の実行条件とは別に、車両の電源状態が上記の「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であるにも拘わらず、降車動作検知部７２により運転者の降車の意思を示す所定の動作が検知されたとき、ＥＣＵ７０は、二次電池１０にリップル電流を発生させるように昇圧コンバータ２２を駆動するための制御信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２２へ出力する。
【００４３】
この電動車両１００においては、昇圧コンバータ２２を用いてリップル電流を二次電池１０に発生させることにより、二次電池１０を内部から昇温することができる（リップル昇温）。ここで、リップル昇温の実行中は、二次電池１０にリップル電流が流れることにより振動音が発生する。そこで、この電動車両１００では、電源状態が上記の「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であるにも拘わらず、降車動作検知部７２により運転者の降車の意思を示す所定の動作が検知された場合に、リップル昇温制御を実行し、リップル昇温に伴ない発生する音を運転者への警報として用いることとしたものである。
【００４４】
次に、リップル昇温時に発生する振動音の発生メカニズムについて説明する。図３から図５は、二次電池１０の構造を説明した図である。図３を参照して、二次電池１０は、正極板１３２と負極板１３４とが重ね合わされた構造となっており、正極板１３２および負極板１３４の端部にそれぞれ正極端子１３６および負極端子１３８が設けられている。そして、図４，図５を参照して、重ね合わされた正極板１３２および負極板１３４は巻回され、その巻回された正極板１３２および負極板１３４が電解液とともにケース１４０に格納される。
【００４５】
二次電池１０の充放電に伴ない正極板１３２および負極板１３４に電流が流れると、各電極板の周囲に磁場が発生する（右ねじの法則）。磁場中の導体に電流が流れると、電磁力が発生する（フレミングの左手の法則）。したがって、二次電池１０の充放電に伴ない正極板１３２および負極板１３４に電流が流れると、正極板１３２と負極板１３４との間に引力または斥力が生じる。図３から図５に示した二次電池１０の構造では、放電時および充電時のいずれにおいても、正極板１３２および負極板１３４に同方向の電流が流れるので、二次電池１０の充放電中は、正極板１３２と負極板１３４との間に引力が生じる。
【００４６】
図６は、二次電池１０に流れる電流ＩＢと、正極板１３２および負極板１３４間に生じる引力との関係を示した図である。図６を参照して、二次電池１０の受電時においても放電時においても、正極板１３２と負極板１３４との間には、電流の大きさに応じた引力が生じる。なお、電流が０（充電と放電とが切替わるとき）になると、極板間の引力も０になる。
【００４７】
したがって、二次電池１０にリップル電流が流されると、そのリップル電流の周波数に応じて正極板１３２および負極板１３４が振動し、振動音が発生する。この実施の形態では、リップル昇温制御の実行に伴ない二次電池１０に発生するこの振動音を、電源状態が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であるにも拘わらず降車しようとした運転者に対する警報として用いることとしたものである。
【００４８】
図７は、図１に示したＥＣＵ７０の、昇圧コンバータ２２の制御に関する部分の機能ブロック図である。図７を参照して、ＥＣＵ７０は、電圧指令生成部１１０と、電圧制御部１１２と、デューティー指令生成部１１４と、ＰＷＭ信号生成部１１６と、リップル昇温実行判定部１１８と、リップル周波数設定部１２０と、キャリア生成部１２２とを含む。
【００４９】
電圧指令生成部１１０は、昇圧コンバータ２２により調整される電圧ＶＨの目標値を示す電圧指令値ＶＲを生成する。たとえば、電圧指令生成部１１０は、モータジェネレータ６０のトルク指令値およびモータ回転数から算出されるモータジェネレータ６０のパワーに基づいて電圧指令値ＶＲを生成する。
【００５０】
電圧制御部１１２は、電圧指令生成部１１０から電圧指令値ＶＲを受け、電圧センサ８８，８６からそれぞれ電圧ＶＨ，ＶＢの検出値を受ける。そして、電圧制御部１１２は、電圧ＶＨを電圧指令値ＶＲに一致させるための制御演算（たとえば比例積分制御）を実行する。
【００５１】
デューティー指令生成部１１４は、電圧制御部１１２からの制御出力に基づいて、昇圧コンバータ２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチングデューティーを示すデューティー指令値ｄを生成する。ここで、デューティー指令生成部１１４は、リップル昇温制御を実行する旨の通知をリップル昇温実行判定部１１８から受けると、電圧制御部１１２からの制御出力に拘わらず、デューティー指令値ｄをリップル昇温制御用の所定値（たとえば０．５（昇圧比２））とする。
【００５２】
ＰＷＭ信号生成部１１６は、デューティー指令生成部１１４から受けるデューティー指令値ｄを、キャリア生成部１２２から受けるキャリア信号ＣＲと大小比較し、その比較結果に応じて論理状態が変化する制御信号ＰＷＭＣを生成する。そして、ＰＷＭ信号生成部１１６は、その生成された制御信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。
【００５３】
リップル昇温実行判定部１１８は、温度センサ８２によって検出される温度ＴＢ、二次電池１０のＳＯＣ、車両速度を示す車速信号ＳＶ、およびシフト位置を示すシフト位置信号ＳＰを受ける。なお、二次電池１０のＳＯＣは、種々の公知の手法を用いて、電流ＩＢおよび電圧ＶＢの各検出値等に基づいて算出される。そして、リップル昇温実行判定部１１８は、それらの各信号に基づいて、二次電池１０を昇温するリップル昇温の実行条件（以下、この実行条件を「第１実行条件」と称する。）の成否を判定し、その判定結果をデューティー指令生成部１１４およびリップル周波数設定部１２０へ通知する。一例として、リップル昇温実行判定部１１８は、温度ＴＢが極低温を示し、ＳＯＣが所定値よりも高く、車速信号ＶＳが車両の停止を示し、かつ、シフト位置信号ＳＰがパーキングポジションを示しているとき、第１実行条件が成立したものと判定される。
【００５４】
また、リップル昇温実行判定部１１８は、車両の電源状態を示す信号ＯＰＥをパワースイッチ７４（図１）から受け、運転者の降車の意思を示す所定動作の検知を示す信号ＤＥＴを降車動作検知部７２（図１）から受ける。そして、リップル昇温実行判定部１１８は、上記の第１実行条件とは別に、信号ＯＰＥ，ＤＥＴに基づいて、リップル昇温制御の実行条件の成否を判定する（以下、信号ＯＰＥ，ＤＥＴに基づく実行条件を「第２実行条件」と称する。）。詳しくは、信号ＯＰＥが「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態を示し、かつ、信号ＤＥＴが上記所定動作の検知を示しているとき、リップル昇温実行判定部１１８は、リップル昇温制御の実行を指示する指令をデューティー指令生成部１１４およびリップル周波数設定部１２０へ通知する。
【００５５】
リップル周波数設定部１２０は、リップル昇温制御を実行する旨の通知をリップル昇温実行判定部１１８から受けると、昇圧コンバータ２２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数、すなわち二次電池１０に発生させるリップル電流の周波数（以下「リップル周波数」とも称する。）ｆを設定してキャリア生成部１２２へ出力する。なお、上記の第１実行条件に基づきリップル昇温制御が実行されるときは、リップル周波数設定部１２０は、二次電池１０のインピーダンスの絶対値が低温下で小さくなる周波数領域の周波数（たとえば１ｋＨｚ近傍）をリップル周波数ｆ１として設定する。一方、上記の第２実行条件に基づきリップル昇温が実行されるときは、リップル周波数設定部１２０は、可聴域であって二次電池１０の発熱量が相対的に抑制される周波数領域の周波数をリップル周波数ｆ２（周波数ｆ１よりも低い。）として設定する。
【００５６】
キャリア生成部１２２は、ＰＷＭ信号生成部１１６においてＰＷＭ信号を生成するためのキャリア信号ＣＲ（三角波）を生成し、その生成したキャリア信号ＣＲをＰＷＭ信号生成部１１６へ出力する。ここで、キャリア生成部１２２は、リップル周波数設定部１２０からリップル周波数ｆを受けると、その受けたリップル周波数ｆを有するキャリア信号ＣＲを生成してＰＷＭ信号生成部１１６へ出力する。
【００５７】
図８は、リップル電流ＩＢの挙動を示した図である。図８を参照して、たとえば時刻ｔ１において、キャリア信号ＣＲがデューティー指令値ｄ（＝０．５）よりも大きくなると、昇圧コンバータ２２の上アームのスイッチング素子Ｑ１がオフされ、下アームのスイッチング素子Ｑ２がオンされる。そうすると、リップル電流ＩＢは、負方向への増加に転じ、リアクトルＬ１に蓄えられていたエネルギーが放出されたタイミングでリップル電流ＩＢの符号が正から負へ切替わる。
【００５８】
時刻ｔ２においてキャリア信号ＣＲがデューティー指令値ｄよりも小さくなると、上アームのスイッチング素子Ｑ１がオンされ、下アームのスイッチング素子Ｑ２がオフされる。そうすると、リップル電流ＩＢは、正方向への増加に転じ、リアクトルＬ１に蓄えられていたエネルギーが放出されたタイミングでリップル電流ＩＢの符号が負から正へ切替わる。
【００５９】
そして、時刻ｔ３において再びキャリア信号ＣＲがデューティー指令値ｄよりも大きくなると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオフ，オンされ、リップル電流ＩＢは、再び負方向への増加に転じる。
【００６０】
このようにして、キャリア信号ＣＲの周波数すなわちリップル周波数ｆを有するリップル電流ＩＢを二次電池１０に発生させることができる。
【００６１】
図９，１０は、リップル周波数ｆの設定の考え方を説明するための図である。図９は、二次電池１０のインピーダンス特性を示すボード線図であり、図１０は、二次電池１０に発生する平均発熱量の周波数特性を示した図である。
【００６２】
図９を参照して、横軸は、二次電池１０に発生させる交流電流（リップル電流）の周波数を対数表示で示し、縦軸は、インピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜を対数表示で示す。二次電池１０の昇温が要求される低温下では、低周波時にインピーダンスが大きくなり、高周波ではインピーダンスは小さくなる。二次電池１０に流れる電流が同じであれば、インピーダンスが大きい方が二次電池１０の発熱量は大きくなるけれども、実際には、二次電池１０に発生する電圧が制約されることにより二次電池１０に十分なリップル電流を流すことができず、二次電池１０の電圧が制約された条件下では、インピーダンスが小さい方が昇温効果が大きい。そこで、上記の第１実行条件に基づくリップル昇温時は、リップル電流を二次電池１０に十分に流すことができるように、リップル周波数ｆを高周波に設定するのが好ましい。
【００６３】
一方、運転者への警告音を発生させることを目的とした、上記の第２実行条件に基づくリップル昇温時は、図１０に示すように、可聴域であって二次電池１０の発熱量が相対的に抑制される周波数領域の値（たとえば図中の矢印で示される周波数領域）にリップル周波数ｆを設定するとよい。
【００６４】
なお、二次電池１０が既に高温のときは、図９に示されるようにインピーダンスの絶対量は小さいので、リップル電流を二次電池１０に流しても、二次電池１０の発熱量はそれ程上昇しない。そこで、二次電池１０の温度ＴＢが低いときは、リップル周波数ｆを高周波に設定し、二次電池１０の温度ＴＢが高いときは、温度ＴＢが低いときよりもリップル周波数ｆを低くするようにしてもよい。
【００６５】
図１１は、第２実行条件に基づくリップル昇温の実行手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００６６】
図１１を参照して、ＥＣＵ７０は、車両の電源状態が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態でないときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ４０へ処理が移行される。
【００６７】
ステップＳ１０において電源状態が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、降車動作検知部７２により運転者の降車動作の意思が検知されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。たとえば、上述のように、スマートキーが車外に持出されたときや、着座センサにより運転者の非着座が検知されたとき、運転者のシートベルトが外されたとき、運転席のドアが開けられたとき等に、降車動作検知部７２により運転者の降車動作の意思が検知される。
【００６８】
そして、運転者の降車動作の意思が検知されたと判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、昇圧コンバータ２２を制御することにより、二次電池１０にリップル電流を発生させるリップル昇温制御を実行する（ステップＳ３０）。なお、このときのリップル周波数ｆは、可聴域であって二次電池１０の発熱量が相対的に抑制される周波数領域に含まれる予め定められた周波数に設定される。
【００６９】
以上のように、この実施の形態においては、昇圧コンバータ２２によりリップル電流を二次電池１０に発生させることによって二次電池１０を内部から昇温するので、二次電池１０を昇温させるためのヒータ等を別途設ける必要がない。
【００７０】
そして、リップル電流を二次電池１０に発生させるリップル昇温制御時は、二次電池１０にリップル電流が流れることにより振動音が発生するところ、この実施の形態においては、車両の電源状態が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態（走行可能状態）であるにも拘わらず降車動作検知部７２により運転者の降車の意思を示す所定動作が検知されると、リップル昇温制御が実行される。これにより、リップル昇温に伴なう振動音が、降車しようとする運転者への警告音として用いられるので、警報としてエンジンをかけたり、警報ブザーを別途設けたりする必要がない。
【００７１】
したがって、この実施の形態によれば、車両の電源状態が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態（走行可能状態）であるにも拘わらず降車しようとする運転者に対する警告機構を低コストで実現することができる。
【００７２】
なお、上記の実施の形態では、二次電池１０にリップル電流を発生させるリップル生成装置として昇圧コンバータ２２を流用するものとしたが、昇圧コンバータ２２とは別にリップル生成装置を別途設けてもよい。但し、上記の実施の形態によれば、リップル生成装置として昇圧コンバータ２２を流用するので、低コストでリップル生成装置を実現することができる。
【００７３】
なお、上記において、電動車両１００は、モータジェネレータ６０を唯一の走行用動力源とする電気自動車であってもよいし、走行用動力源としてエンジンをさらに搭載したハイブリッド車両であってもよく、さらには、直流電源として二次電池１０に加えて燃料電池をさらに搭載した燃料電池車であってもよい。
【００７４】
なお、上記において、昇圧コンバータ２２は、この発明における「リップル生成装置」の一実施例に対応し、ＥＣＵ７０は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。また、降車動作検知部７２は、この発明における「検知手段」の一実施例に対応し、パワースイッチ７４は、この発明における「操作部」の一実施例に対応する。さらに、インバータ５０およびモータジェネレータ６０は、この発明における「駆動装置」の一実施例を形成を形成する。
【００７５】
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。
【符号の説明】
【００７６】
１０  二次電池、１５  ＳＭＲ、２２  昇圧コンバータ、５０  インバータ、６０  モータジェネレータ、６５  駆動輪、７０  ＥＣＵ、７２  降車動作検知部、７４  パワースイッチ、８２  温度センサ、８４  電流センサ、８６，８８  電圧センサ、１００  電動車両、１１０  電圧指令生成部、１１２  電圧制御部、１１４  デューティー指令生成部、１１６  ＰＷＭ信号生成部、１１８  リップル昇温実行判定部、リップル周波数設定部、１２２  キャリア生成部、１３２  正極板、１３４  負極板、１３６  正極端子、１３８  負極端子、１４０  ケース、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、ＮＬ  負極線、Ｌ１  リアクトル、Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、ＣＨ  コンデンサ。
【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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【図１１】
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