電動車両
【課題】 インバータに不具合が生じても意図しない減速が生じることを防止することができる電動車両を提供する。
【解決手段】 本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により駆動するモータと、該モータの回転により生じる誘起電圧を前記バッテリの電圧以下となるように抑制制御する誘起電圧制御部と、前記車両に要求される要求駆動トルクに基づいて前記モータの回転数を制御するモータ回転数制御部と、前記要求駆動トルクと前記モータの回転数とから車両を走行させる発生駆動トルクを算出する発生駆動トルク算出部とを備える電動車両において、前記モータ回転数制御部は、前記誘起電圧制御部による抑制制御が不可の際に、前記モータに生じる前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となるような最大回転数を設定して該最大回転数以下となるように前記モータの回転数を制御する。
【解決手段】 本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により駆動するモータと、該モータの回転により生じる誘起電圧を前記バッテリの電圧以下となるように抑制制御する誘起電圧制御部と、前記車両に要求される要求駆動トルクに基づいて前記モータの回転数を制御するモータ回転数制御部と、前記要求駆動トルクと前記モータの回転数とから車両を走行させる発生駆動トルクを算出する発生駆動トルク算出部とを備える電動車両において、前記モータ回転数制御部は、前記誘起電圧制御部による抑制制御が不可の際に、前記モータに生じる前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となるような最大回転数を設定して該最大回転数以下となるように前記モータの回転数を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池からの電力によってモータを駆動して走行する電気自動車やハイブリッド車等の電動車両が、低公害性などの点から注目されている。例えば、いわゆるハイブリッド車両は、複数の二次電池が直列接続されたバッテリと、バッテリからの電力によって作動し車両に駆動力を付与すると共に、回生時には発電機として機能するモータ・ジェネレータと、燃料によって作動するエンジンとを有する。この車両では、エンジン又はモータ・ジェネレータからの出力もしくはエンジンとモータ・ジェネレータとの合計出力により駆動されるようになっている。
【０００３】
モータ・ジェネレータとバッテリとは、インバータを介して接続されている。インバータは、例えばＰＷＭ制御によりバッテリから供給された直流電力を交流電力に変換してモータ・ジェネレータに供給するものであり、モータ・ジェネレータの駆動を制御するものである。
【０００４】
電動車両の制御装置としては、例えば、自動車を運転する運転者の指示及び自動車の走行速度によりモータ電圧を制御する制御手段を備え、バッテリ電圧に応じて自動車の走行できる最高速度設定値を変化させ、走行速度が最高速度設定値以内になるようにモータ電圧を制御すると共に、この最高速度設定値を運転者に報知するバッテリ電圧対応型電気自動車制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された制御装置は、モータにより駆動される電気自動車の性能の変化を運転者に報知することで安全で信頼性の高い電気自動車を提供できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２００８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載された制御装置では、バッテリ電圧が所定値以下に低下した場合でも、自動車の性能の変化を運転者に報知することで性能に応じた安全運転が可能である。
【０００７】
ところで、電動車両においてバッテリ電圧が低下した場合には、上記のような問題だけでなく以下のような問題が生じることも考えられる。即ち、車両が走行することによりモータ・ジェネレータが回転することでモータ・ジェネレータで誘起電圧が発生するが、バッテリ電圧が低い場合に車速が高いと、モータ・ジェネレータで生じる誘起電圧の方がバッテリ電圧よりも高くなることもある。この場合にモータ・ジェネレータの誘起電圧による電流がバッテリに流入するのを防止するために、インバータは、モータ・ジェネレータの回転数を制御してモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧を制限し、誘起電圧がバッテリ電圧よりも低くなるようにしている。
【０００８】
しかしながら、インバータに不具合（例えばダイオードの故障等）が生じると、このようにモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧を制限できず、モータ・ジェネレータの誘起電圧による電流がバッテリに流入してしまい、その結果回生トルクが発生する。そうすると、高速走行中の場合には意図しない減速が生じて運転の安定性が極端に低下する可能性が生じるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、インバータに不具合が生じても意図しない減速が生じることを防止することができる電動車両を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電動車両は、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により駆動するモータと、該モータの回転により生じる誘起電圧を前記バッテリの電圧以下となるように抑制制御する誘起電圧制御部と、前記車両に要求される要求駆動トルクに基づいて前記モータの回転数を制御するモータ回転数制御部と、前記要求駆動トルクと前記モータの回転数とから車両を走行させる発生駆動トルクを算出する発生駆動トルク算出部と、を備える電動車両において、前記モータ回転数制御部は、前記誘起電圧制御部による抑制制御が不可の際に、前記モータに生じる前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となるような最大回転数を設定して該最大回転数以下となるように前記モータの回転数を制御することを特徴とする。
【００１１】
かかる電動車両では、モータ・ジェネレータで発生する誘起電圧がバッテリの電圧を越えないように、常にモータの回転数を制御することにより、例え、誘起電圧制御部による抑制制御が不能に陥ったとしても、誘起電圧がバッテリの電圧を超えることはなく、モータ・ジェネレータからバッテリに逆電流が流れることにより生じる車両の不安定なトルク変動を回避することができる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態としては、前記発生駆動トルク算出部は、前記設定された最大回転数と前記車両の前記モータの回転数との差に基づいて定められる制限率を前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することが好ましい。
【００１３】
また、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となる車速である制限車速を算出する制限車速演算部とをさらに備え、前記発生駆動トルク算出部は、算出された該制限車速と前記車両の車速との差に基づいて定められる制限率を前記車両に要求される前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動車両によれば、誘起電圧制御部に不具合が生じても意図しないトルク変動、特に極端な減速が生じることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のハイブリッド車両を説明するための概略図である。
【図２】実施形態１にかかるＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１にかかる（１）車速とアクセル開度に対する要求トルクを示すマップ、（２）バッテリ電圧に対する制限誘起電圧を示すマップである。
【図４】実施形態１にかかる（１）制限誘起電圧に対する目標回転数を示すマップ、（２）回転数余裕値に対するトルク制限率を示すマップである。
【図５】実施形態１にかかる制御工程を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２にかかるＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態２にかかるバッテリ電圧に対する制限車速を示すマップである。
【図８】実施形態２にかかる車速余裕値に対するトルク制限率を示すマップである。
【図９】実施形態２にかかる制御工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態について、図１〜５を用いて説明する。本実施形態においては、エンジンとモータ・ジェネレータを備えた電動車両であるハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１に示すように、電動車両である車両１には駆動用のエンジン２が備えられている。エンジン２には、エンジンに燃料を供給するための燃料タンク３が接続されている。
【００１８】
エンジン２は、変速機（Ｔ／Ｍ）４を介して車両１の前輪５に接続されていると共に、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）６に接続されている。モータ・ジェネレータ６は、エンジン２をアシストして駆動力を車両１に与えるモータ機能と、減速時に回生発電を行う発電機機能を有している。
【００１９】
また、車両１にはバッテリ７が備えられ、バッテリ７はインバータ８を介してモータ・ジェネレータ６に接続されている。バッテリ７に蓄えられた電力は、インバータ８で直流から交流に変換されてモータ・ジェネレータ６に流入し、これによりモータ・ジェネレータ６が駆動される。また、車両１の減速時の回生発電電力は、インバータ８で交流から直流に変換されてバッテリ７に流入し、バッテリ７が充電される。
【００２０】
また、車両１は、車両１の統合制御を行う電子制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備える。ＥＣＵ１０は、例えば、エンジン２やインバータ８の駆動制御を行う。
【００２１】
このような本実施形態における車両１は、いわゆるパラレル方式のハイブリッド車両であり、エンジン２又はモータ・ジェネレータ６からの出力もしくはエンジン２とモータ・ジェネレータと６の合計出力により駆動されるようになっている。
【００２２】
ここで、車両１では、バッテリ７のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）が低いことによりバッテリ電圧が低いと、車両１の走行に伴ってモータ・ジェネレータ６が回転することで発生した誘起電圧がこのバッテリ電圧よりも高くなる場合が考えられる。本実施形態のＥＣＵ１０は、このような場合に誘起電圧がバッテリ電圧よりも高くならないように、所定の場合には運転者（ドライバ）が要求する要求トルクを制限した車両のトルクを設定し、この車両トルクに基づいてモータ・ジェネレータ６を駆動して車両１を走行させるための制御装置を有する。以下、具体的にＥＣＵ１０が有する制御装置について図２を用いて説明する。
【００２３】
図２に示すように、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルク演算部１１と、制限誘起電圧演算部（誘起電圧制御部）１２と、目標回転数演算部（モータ回転数制御部）１３と、トルク制限率演算部１４と、車両トルク演算部（発生駆動トルク算出部）１５とを備える。
【００２４】
ドライバ要求トルク演算部１１は、車両の室内に設置されたアクセルペダル２１（図１中では図示しない）のアクセル開度を取得する。また、ドライバ要求トルク演算部１１は、車両に設けられ、車両の現在の車速を検出する車速検出部（図１中では図示しない）２２で検出された車速を取得する。そして、ドライバ要求トルク演算部１１は、ドライバが要求する要求トルクＴｄを、取得した車速とアクセル開度に基づいて図３（１）に示すマップから算出する。本実施形態では、制御で用いる各マップは、ＥＣＵ１０の図示しない記録部に記録されている。なお、本実施形態で算出とは、計算により算出することだけでなく、このようにマップから値を取得することも含まれる。
【００２５】
図３（１）に示すように、ドライバが要求する要求トルクＴｄは、アクセル開度が１００％とアクセル開度が１０％である時では、同じ車速であっても分布が異なるが、どちらも車速が低いうちはドライバの要求トルクＴｄは高く、車速が高くなるにつれてドライバの要求トルクＴｄは低くなる。なお、図３（１）に示すマップでは、アクセル開度が１００％とアクセル開度が１０％である場合のみ例示してあるが、アクセル開度毎にマップを有している。ドライバ要求トルク演算部１１は、算出した要求トルクＴｄを車両トルク演算部１５へ送出する。
【００２６】
制限誘起電圧演算部１２は、バッテリ７（図１参照）の電圧を検出するバッテリ電圧検出部（図１中図示しない）２３からバッテリで検出されたバッテリ電圧Ｖｂを取得する。そして、このバッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下であるかどうかを判定する。バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧よりも大きい場合には、制限誘起電圧演算部１２は、詳しくは後述する制限率Ｇｌが１であることを車両トルク演算部１５に送出する。
【００２７】
バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であれば、バッテリ電圧Ｖｂが十分に小さいため誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂを越える可能性があるとして以下説明するように誘起電圧を制限するような制御を開始する。そして、制限誘起電圧演算部１２は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下である場合には、このバッテリ電圧Ｖｂから、現在の状況における制限誘起電圧Ｖｌを図３（２）に示すマップを用いて演算する。
【００２８】
ここで、制限誘起電圧Ｖｌとは、バッテリ電圧を越えない（バッテリ電圧以下の電圧である）電圧の最大値をいう。つまり、制限誘起電圧演算部１２は、現在のバッテリのバッテリ電圧から、バッテリ電圧を超えないで許容される最大の誘起電圧を算出している。この最大の誘起電圧に基づいてモータ・ジェネレータの回転数を設定することで、制御装置は誘起電圧がバッテリ電圧を超えないようにモータ・ジェネレータの回転数を制限できる。
【００２９】
理論的には、この制限誘起電圧Ｖｌはバッテリ電圧Ｖｂと一致するが、本実施形態では、図３（２）に示すように、バッテリ電圧Ｖｂに対する制限誘起電圧Ｖｌの傾きは１よりもやや小さい。即ち、制限誘起電圧Ｖｌはバッテリ電圧Ｖｂよりもやや低い値となるように余裕をもって設定されており、誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂよりも高い値となってインバータ故障時にモータ・ジェネレータからバッテリに流入しないように構成している。制限誘起電圧演算部１２は、得られた制限誘起電圧Ｖｌを目標回転数演算部１３へ送出する。
【００３０】
目標回転数演算部１３は、取得した制限誘起電圧Ｖｌから、図４（１）に示すマップを用いて目標回転数（最大回転数）Ｒｔを算出する。目標回転数Ｒｔとは、エンジンの回転に伴ったモータ・ジェネレータの回転により発生する誘起電圧の電圧値が制限誘起電圧Ｖｌとなる時のモータ・ジェネレータの回転数をいう。図４（１）に示すように、目標回転数（最大回転数）Ｒｔは、制限誘起電圧Ｖｌが小さいほど低くなるように設定されている。そして、目標回転数演算部１３は、モータ・ジェネレータを目標回転数以下で回転制御するとともに得られた目標回転数Ｒｔをトルク制限率演算部１４へ送出する。
【００３１】
トルク制限率演算部１４は、現在のモータの回転数であるモータ回転数を検出するモータ回転数検出部（図１中では図示せず）２４で検出されたモータ回転数Ｒｎを取得する。そして、目標回転数演算部１３から取得した目標回転数Ｒｔから、このモータ回転数Ｒｎを減ずることで、回転数余裕値Ｒｍを算出する（即ち、Ｒｍ＝Ｒｔ−Ｒｎ）。トルク制限率演算部１４は、算出された回転数余裕値Ｒｍから、図４（２）に示すマップを用いてトルクの制限率Ｇｌを導出する。ここでトルクの制限率Ｇｌとは、誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように現在のドライバが要求する要求トルクをどの程度制限する必要があるのかを示すものである。制限率Ｇｌが１である場合は、要求トルクには制限は必要なく、制限率Ｇｌが１よりも小さくなればなるほど、要求トルクには制限が必要であることを示す。例えば、制限率Ｇｌが１であれば、要求トルクの１００％を車両トルクとすることができ、制限率Ｇｌが０．２であれば、要求トルクの２０％が車両トルクとなる。
【００３２】
図４（２）に示すように、トルクの制限率Ｇｌは、０から所定値までは回転数余裕値Ｒｍが大きくなるほど大きくなり、１に近づく。そして、トルクの制限率Ｇｌが１になると、その後は、回転数余裕値Ｒｍが大きくなってもトルクの制限率Ｇｌは変動しない。
【００３３】
即ち、回転数余裕値Ｒｍが大きい場合には、現在のモータ・ジェネレータの回転数で生じる誘起電圧は制限誘起電圧よりもだいぶ小さいので、要求トルクに制限をかける必要はない。従って、トルクの制限率Ｇｌは１となる。また、回転数余裕値Ｒｍが小さい場合とは、現在のモータ・ジェネレータの回転数で生じる誘起電圧は制限誘起電圧に近いので、要求トルクに制限をかける必要がある。従って、回転数余裕値Ｒｍに応じて制限率を１以下にする。トルク制限率演算部１４は、トルクの制限率Ｇｌを車両トルク演算部１５へ送出する。
【００３４】
車両トルク演算部１５は、ドライバ要求トルク演算部１１から取得した要求トルクＴｄと、トルク制限率演算部１４から取得したトルクの制限率Ｇｌとから、車両トルクＴｖを導出する。即ち、要求トルクＴｄにトルクの制限率Ｇｌを乗じて車両トルクＴｖを算出する（Ｔｖ＝Ｔｄ×Ｇｌ）。ＥＣＵ１０は、車両の運転状態に応じて、この算出した車両トルクＴｖをエンジンに駆動トルクとして付与する。この駆動トルクは、上述したようにドライバの要求トルクＴｄを、モータ・ジェネレータが回転して生じる誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように制限したものであるから、この駆動トルクに応じてエンジンが回転することで生じる誘起電圧は、バッテリ電圧を超えることがない。従って、例えインバータ８に不具合が生じたとしても意図しない減速が発生することを防止できる。
【００３５】
以下、フローチャートである図５も用いて制御装置の作動をさらに説明する。
【００３６】
制御装置は、車両が走行している際に所定のタイミング毎に制御をスタートさせる。制御がスタートすると初めにステップＳ１でドライバ要求トルク演算部１１によりドライバの要求トルクＴｄを算出する。ステップＳ２へ進む。
【００３７】
ステップＳ２では、制限誘起電圧演算部１２が、バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であるかどうかを判定する。そして、判定電圧よりもバッテリ電圧Ｖｂが高い場合（ＮＯ）には、ステップＳ３へ進む。バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４へ進む。
【００３８】
ステップＳ３では、制限誘起電圧演算部１２が、トルクの制限率Ｇｌを１と設定する。ステップＳ８へ進む。
【００３９】
ステップＳ４では、制限誘起電圧演算部１２が、取得したバッテリ電圧Ｖｂから、制限誘起電圧Ｖｌを算出する。ステップＳ５へ進む。
【００４０】
ステップＳ５では、目標回転数演算部１３が、取得した制限誘起電圧Ｖｌから、目標回転数Ｒｔを算出する。ステップＳ６へ進む。
【００４１】
ステップＳ６では、トルク制限率演算部１４が、取得した目標回転数Ｒｔから、取得したモータ回転数Ｒｎを減じて回転数余裕値Ｒｍを算出する。ステップＳ７へ進む。
【００４２】
ステップＳ７では、トルク制限率演算部１４が、取得した回転数余裕値Ｒｍから制限率Ｇｌを算出する。ステップＳ８へ進む。
【００４３】
ステップＳ８では、車両トルク演算部１５が、取得した制限率Ｇｌと取得した要求トルクＴｄとから、車両トルクＴｖを算出する。以上により制御が終了する。ＥＣＵ１０は、この車両トルクＴｖに基づいて車両の駆動トルクを設定し、これに応じてエンジン及びモータ・ジェネレータを駆動する。
【００４４】
制御装置は、以上の制御を繰り返すことで、車両が走行している際に、バッテリ電圧よりもモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧が常に低くなるように車両トルクＴｖを設定できる。
【００４５】
このように、図１に示すＥＣＵ１０でかかる制御を行うことで、インバータ８に不具合が生じたとしても、モータ・ジェネレータ６の誘起電圧は常にバッテリ７の電圧よりも低くなるので、バッテリ７に誘起電圧に伴う電流が流入しない。これにより、例えば高速運転時に回生トルクが発生しないので意図しない減速が生じない。
【００４６】
即ち、従来では、車両が高速で走行している際は、インバータによって誘起電圧がバッテリ電圧を下回るようにモータ・ジェネレータの回転数を制御しており、もちろんバッテリ電圧に応じて最高速度が制限されることがあったとしても、誘起電圧に応じてエンジンの駆動（即ち車速）が制限されることはなかった。しかしながら、このように車速が制限されないと、インバータに不具合が生じた場合には、モータ・ジェネレータで生じる誘起電圧がバッテリ電圧よりも高くなり、モータ・ジェネレータからバッテリに電流が流入し回生トルクが発生してしまうことがあった。
【００４７】
これに対し、ＥＣＵ１０による本実施形態の制御を行えば、車速が制限されることにより、エンジンの回転数が低下してこれに同期するモータ・ジェネレータの誘起電圧も低くなる。このようにして、モータ・ジェネレータの誘起電圧が常にバッテリ電圧よりも低くなるので、回生トルクの発生を防止することができる。そして、これにより、車両の安定性を確保することが可能である。
【００４８】
なお、本実施形態では、要求トルクを制限するトルク制限率を設定し、トルク制限率に基づいて車両トルクを設定しこれにより車速を決定しているので、ドライバが要求するほどは加速できない場合があるとしても、回生トルクが生じて減速することがない。従って、例えば高速運転時に回生トルクが発生しないので意図しない減速が生じない。
【００４９】
（実施形態２）
本発明の別の実施形態について図６〜図９に基づいて説明する。なお、図６〜図９において図１〜図５と同一の構成要素については同一の符号が付してある。
【００５０】
本実施形態では、ＥＣＵ１０Ａは、図６に示すように、実施形態１にかかる制限誘起電圧演算部１２（図２参照）、目標回転数演算部１３（図２参照）に変えて、制限車速演算部１６を備える点が実施形態１とは異なる。以下、ＥＣＵ１０Ａの構成について詳細に説明する。
【００５１】
ＥＣＵ１０Ａは、ドライバ要求トルク演算部１１と、制限車速演算部１６と、トルク制限率演算部１４と、車両トルク演算部１５とを備える。
【００５２】
ドライバ要求トルク演算部１１は、実施形態１と同様にアクセルペダル２１と車速検出部２２とからドライバの要求トルクＴｄを算出し、車両トルク演算部１５へ送出する。
【００５３】
制限車速演算部１６は、バッテリ７（図１参照）の電圧を検出するバッテリ電圧検出部（図１中図示しない）２３からバッテリで検出されたバッテリ電圧Ｖｂを取得する。そして、このバッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下であるかどうかを判定する。バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧よりも大きい場合には、制限車速演算部１６は、詳しくは後述する制限率Ｇｌが１であることを車両トルク演算部１５に送出する。
【００５４】
バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であれば、バッテリ電圧Ｖｂが十分に小さいため誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂを越える可能性があるとして以下説明するように誘起電圧を制限するような制御を開始する。制限車速演算部１６は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下である場合には、このバッテリ電圧Ｖｂから、現在の状況における制限車速Ｓｌを図７に示すマップを用いて演算する。
【００５５】
ここで、制限車速Ｓｌとは、バッテリ電圧を越えない（バッテリ電圧以下の電圧である）電圧の最大値となる場合の車速をいう。つまり、制限車速演算部１６は、現在のバッテリのバッテリ電圧から、バッテリ電圧を超えないで許容される最大の誘起電圧となる車速を算出している。ここの最大の誘起電圧に基づいて車速を設定することで、制御装置は誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように要求トルクを制限できる。
【００５６】
図７に示すように、バッテリ電圧Ｖｂに対する制限車速Ｓｌを示すマップでは、バッテリ電圧Ｖｂが高くなるにつれて制限車速Ｓｌも高くなる。制限車速演算部１６は、得られた制限車速Ｓｌをトルク制限率演算部１４へ送出する。
【００５７】
トルク制限率演算部１４は、車速検出部２２で検出された車速Ｓを取得する。そして、制限車速演算部１６から取得した制限車速Ｓｌから、この車速Ｓを減ずることで、車速余裕値Ｓｍを算出する（即ち、Ｓｍ＝Ｓｌ−Ｓ）。トルク制限率演算部１４は、算出された車速余裕値Ｓｍから、図８に示すマップを用いてトルクの制限率Ｇｌを導出する。
【００５８】
図８に示すように、トルクの制限率Ｇｌは、０から所定値までは車速余裕値Ｓｍが大きくなるほど大きくなり、１に近づく。そして、トルクの制限率Ｇｌが１になると、その後は、車速余裕値Ｓｍが大きくなってもトルクの制限率Ｇｌは変動しない。
【００５９】
即ち、車速余裕値Ｓｍが大きい場合には、現在のモータの回転数で生じる誘起電圧は制限車速よりもだいぶ小さいので、要求トルクに制限をかける必要はない。従って、制限率は１となる。また、車速余裕値Ｓｍが小さい場合とは、現在のモータの回転数で生じる誘起電圧は制限車速に近いので、要求トルクに制限をかける必要がある。従って、車速余裕値Ｓｍに応じて制限率を１以下にする。トルク制限率演算部１４は、トルクの制限率Ｇｌを車両トルク演算部１５へ送出する。
【００６０】
車両トルク演算部１５は、実施形態１と同様にドライバ要求トルク演算部１１から取得した要求トルクＴｄと、トルク制限率演算部１４から取得したトルクの制限率Ｇｌとから、車両トルクＴｖを導出する。ＥＣＵ１０Ａは、車両の運転状態に応じて、この算出した車両トルクＴｖをエンジン及びモータ・ジェネレータに駆動トルクとして付与する。本実施形態においても、実施形態１と同様に、この駆動トルクは、上述したようにドライバの要求トルクＴｄを、モータ・ジェネレータが回転して生じる誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように制限したものである。従って、この駆動トルクに応じてエンジンが回転することで生じる誘起電圧は、バッテリ電圧を超えることがない。その結果、例えインバータ８に不具合が生じたとしても意図しない減速が発生することを防止できる。
【００６１】
以下、フローチャートである図９も用いて制御装置の作動をさらに説明する。
【００６２】
制御装置は、実施形態１と同様にエンジンのみの駆動力で走行している際に所定のタイミング毎に制御をスタートさせる。初めにステップＳ１で、実施形態１と同様にドライバ要求トルク演算部１１によりドライバの要求トルクＴｄを算出する。ステップＳ２へ進む。
【００６３】
ステップＳ２では、制限車速演算部１６が、バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であるかどうかを判定する。そして、判定電圧よりもバッテリ電圧Ｖｂが高い場合（ＮＯ）には、ステップＳ３へ進む。バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ９へ進む。
【００６４】
ステップＳ３では、制限車速演算部１６が、制限率Ｇｌを１と設定する。ステップＳ８へ進む。
【００６５】
ステップＳ９では、制限車速演算部１６が、取得したバッテリ電圧Ｖｂから、制限車速Ｓｌを算出する。ステップＳ１０へ進む。
【００６６】
ステップＳ１０では、トルク制限率演算部１４が、取得した制限車速Ｓｌから、取得した車速Ｓを減じて車速余裕値Ｓｍを算出する。ステップＳ１１へ進む。
【００６７】
ステップＳ１１では、トルク制限率演算部１４が、算出した車速余裕値Ｓｍから車速の制限率Ｇｌを算出する。ステップＳ８へ進む。
【００６８】
ステップＳ８では、車両トルク演算部１５が、取得した制限率Ｇｌと取得した要求トルクＴｄとから、車両トルクＴｖを算出する。以上により制御が終了する。
【００６９】
制御装置は、以上の制御を繰り返すことで、車両が走行している際にバッテリの状態に基づいてバッテリ電圧よりも誘起電圧が低くなるように車速から車両トルクＴｖを設定できる。
【００７０】
本実施形態においても、図６に示すＥＣＵ１０Ａでかかる制御を行うことで、エエンジン及びモータ・ジェネレータの駆動トルクが制限されることにより、モータ・ジェネレータの誘起電圧も低くなる。このようにして、モータ・ジェネレータの誘起電圧が常にバッテリ電圧よりも低くなるので、回生トルクの発生を防止することができる。そして、これにより、車両の安定性を確保することが可能である。
【００７１】
このように、本発明においては、インバータを用いずに、バッテリ電圧が低下した場合に、モータ・ジェネレータの誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように、ＥＣＵ１０Ａは、車両トルクを制限した。このような本発明にかかる制御を、本実施形態では上述のように車速を用いて行い、また実施形態１ではトルクを用いて行うことで、簡易に、かつ効率的に行うことができる。
【００７２】
上述した各実施形態では、トルク制限率を求め、要求トルクをトルク制限率に基づいて制限したが、これに限定されない。要求トルクをモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように制限できればよい。例えば、要求トルクに常に０．８を乗じて車両トルクを求めるように構成してもよい。
【００７３】
上述した各実施形態では走行中を通じて所定のタイミング毎に行うようにしたが、これに限定されない。例えば、エンジン走行中においてインバータの故障判定が行われた場合にのみかかる制御が行われるように構成してもよい。このように電動車両が構成された場合には、インバータが故障していたとしてもモータ・ジェネレータの誘起電圧が常にバッテリ電圧よりも低くなるので、回生トルクの発生を防止することができる。
【００７４】
また、上述した各実施形態では制限車速や制限誘起電圧をそれぞれ誘起電圧がバッテリ電圧を超えないで許容される最大値であるとしたが、これに限定されない。誘起電圧がバッテリ電圧を超えないで許容される値であれば最大値でなくてもよい。ただし、最大値であれば最も車速が制限されにくいという利点がある。
【００７５】
上述した実施形態ではバッテリの電圧を検出し、このバッテリ電圧に基づいて誘起電圧の制御をしているが、バッテリのＳＯＣにより、目標誘起電圧を設定して誘起電圧を制御してもよい。
【００７６】
更に、上述した各実施形態ではハイブリッド車両について説明したが、これに限定されない。例えば、エンジンを有さない電気自動車にも適用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１ 車両
２ エンジン
３ 燃料タンク
５ 前輪
６ モータ・ジェネレータ
７ バッテリ
８ インバータ
１１ ドライバ要求トルク演算部
１２ 制限誘起電圧演算部
１３ 目標回転数演算部
１４ トルク制限率演算部
１５ 車両トルク演算部
１６ 制限車速演算部
２１ アクセルペダル
２２ 車速検出部
Ｇｌ 制限率
Ｒｍ 回転数余裕値
Ｒｎ モータ回転数
Ｒｔ 目標回転数
Ｓ 車速
Ｓｌ 制限車速
Ｓｍ 車速余裕値
Ｔｄ 要求トルク
Ｔｖ 車両トルク
Ｖｂ バッテリ電圧
Ｖｌ 制限誘起電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池からの電力によってモータを駆動して走行する電気自動車やハイブリッド車等の電動車両が、低公害性などの点から注目されている。例えば、いわゆるハイブリッド車両は、複数の二次電池が直列接続されたバッテリと、バッテリからの電力によって作動し車両に駆動力を付与すると共に、回生時には発電機として機能するモータ・ジェネレータと、燃料によって作動するエンジンとを有する。この車両では、エンジン又はモータ・ジェネレータからの出力もしくはエンジンとモータ・ジェネレータとの合計出力により駆動されるようになっている。
【０００３】
モータ・ジェネレータとバッテリとは、インバータを介して接続されている。インバータは、例えばＰＷＭ制御によりバッテリから供給された直流電力を交流電力に変換してモータ・ジェネレータに供給するものであり、モータ・ジェネレータの駆動を制御するものである。
【０００４】
電動車両の制御装置としては、例えば、自動車を運転する運転者の指示及び自動車の走行速度によりモータ電圧を制御する制御手段を備え、バッテリ電圧に応じて自動車の走行できる最高速度設定値を変化させ、走行速度が最高速度設定値以内になるようにモータ電圧を制御すると共に、この最高速度設定値を運転者に報知するバッテリ電圧対応型電気自動車制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された制御装置は、モータにより駆動される電気自動車の性能の変化を運転者に報知することで安全で信頼性の高い電気自動車を提供できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２００８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載された制御装置では、バッテリ電圧が所定値以下に低下した場合でも、自動車の性能の変化を運転者に報知することで性能に応じた安全運転が可能である。
【０００７】
ところで、電動車両においてバッテリ電圧が低下した場合には、上記のような問題だけでなく以下のような問題が生じることも考えられる。即ち、車両が走行することによりモータ・ジェネレータが回転することでモータ・ジェネレータで誘起電圧が発生するが、バッテリ電圧が低い場合に車速が高いと、モータ・ジェネレータで生じる誘起電圧の方がバッテリ電圧よりも高くなることもある。この場合にモータ・ジェネレータの誘起電圧による電流がバッテリに流入するのを防止するために、インバータは、モータ・ジェネレータの回転数を制御してモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧を制限し、誘起電圧がバッテリ電圧よりも低くなるようにしている。
【０００８】
しかしながら、インバータに不具合（例えばダイオードの故障等）が生じると、このようにモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧を制限できず、モータ・ジェネレータの誘起電圧による電流がバッテリに流入してしまい、その結果回生トルクが発生する。そうすると、高速走行中の場合には意図しない減速が生じて運転の安定性が極端に低下する可能性が生じるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、インバータに不具合が生じても意図しない減速が生じることを防止することができる電動車両を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電動車両は、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により駆動するモータと、該モータの回転により生じる誘起電圧を前記バッテリの電圧以下となるように抑制制御する誘起電圧制御部と、前記車両に要求される要求駆動トルクに基づいて前記モータの回転数を制御するモータ回転数制御部と、前記要求駆動トルクと前記モータの回転数とから車両を走行させる発生駆動トルクを算出する発生駆動トルク算出部と、を備える電動車両において、前記モータ回転数制御部は、前記誘起電圧制御部による抑制制御が不可の際に、前記モータに生じる前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となるような最大回転数を設定して該最大回転数以下となるように前記モータの回転数を制御することを特徴とする。
【００１１】
かかる電動車両では、モータ・ジェネレータで発生する誘起電圧がバッテリの電圧を越えないように、常にモータの回転数を制御することにより、例え、誘起電圧制御部による抑制制御が不能に陥ったとしても、誘起電圧がバッテリの電圧を超えることはなく、モータ・ジェネレータからバッテリに逆電流が流れることにより生じる車両の不安定なトルク変動を回避することができる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態としては、前記発生駆動トルク算出部は、前記設定された最大回転数と前記車両の前記モータの回転数との差に基づいて定められる制限率を前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することが好ましい。
【００１３】
また、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となる車速である制限車速を算出する制限車速演算部とをさらに備え、前記発生駆動トルク算出部は、算出された該制限車速と前記車両の車速との差に基づいて定められる制限率を前記車両に要求される前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動車両によれば、誘起電圧制御部に不具合が生じても意図しないトルク変動、特に極端な減速が生じることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のハイブリッド車両を説明するための概略図である。
【図２】実施形態１にかかるＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１にかかる（１）車速とアクセル開度に対する要求トルクを示すマップ、（２）バッテリ電圧に対する制限誘起電圧を示すマップである。
【図４】実施形態１にかかる（１）制限誘起電圧に対する目標回転数を示すマップ、（２）回転数余裕値に対するトルク制限率を示すマップである。
【図５】実施形態１にかかる制御工程を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２にかかるＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態２にかかるバッテリ電圧に対する制限車速を示すマップである。
【図８】実施形態２にかかる車速余裕値に対するトルク制限率を示すマップである。
【図９】実施形態２にかかる制御工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態について、図１〜５を用いて説明する。本実施形態においては、エンジンとモータ・ジェネレータを備えた電動車両であるハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１に示すように、電動車両である車両１には駆動用のエンジン２が備えられている。エンジン２には、エンジンに燃料を供給するための燃料タンク３が接続されている。
【００１８】
エンジン２は、変速機（Ｔ／Ｍ）４を介して車両１の前輪５に接続されていると共に、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）６に接続されている。モータ・ジェネレータ６は、エンジン２をアシストして駆動力を車両１に与えるモータ機能と、減速時に回生発電を行う発電機機能を有している。
【００１９】
また、車両１にはバッテリ７が備えられ、バッテリ７はインバータ８を介してモータ・ジェネレータ６に接続されている。バッテリ７に蓄えられた電力は、インバータ８で直流から交流に変換されてモータ・ジェネレータ６に流入し、これによりモータ・ジェネレータ６が駆動される。また、車両１の減速時の回生発電電力は、インバータ８で交流から直流に変換されてバッテリ７に流入し、バッテリ７が充電される。
【００２０】
また、車両１は、車両１の統合制御を行う電子制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備える。ＥＣＵ１０は、例えば、エンジン２やインバータ８の駆動制御を行う。
【００２１】
このような本実施形態における車両１は、いわゆるパラレル方式のハイブリッド車両であり、エンジン２又はモータ・ジェネレータ６からの出力もしくはエンジン２とモータ・ジェネレータと６の合計出力により駆動されるようになっている。
【００２２】
ここで、車両１では、バッテリ７のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）が低いことによりバッテリ電圧が低いと、車両１の走行に伴ってモータ・ジェネレータ６が回転することで発生した誘起電圧がこのバッテリ電圧よりも高くなる場合が考えられる。本実施形態のＥＣＵ１０は、このような場合に誘起電圧がバッテリ電圧よりも高くならないように、所定の場合には運転者（ドライバ）が要求する要求トルクを制限した車両のトルクを設定し、この車両トルクに基づいてモータ・ジェネレータ６を駆動して車両１を走行させるための制御装置を有する。以下、具体的にＥＣＵ１０が有する制御装置について図２を用いて説明する。
【００２３】
図２に示すように、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルク演算部１１と、制限誘起電圧演算部（誘起電圧制御部）１２と、目標回転数演算部（モータ回転数制御部）１３と、トルク制限率演算部１４と、車両トルク演算部（発生駆動トルク算出部）１５とを備える。
【００２４】
ドライバ要求トルク演算部１１は、車両の室内に設置されたアクセルペダル２１（図１中では図示しない）のアクセル開度を取得する。また、ドライバ要求トルク演算部１１は、車両に設けられ、車両の現在の車速を検出する車速検出部（図１中では図示しない）２２で検出された車速を取得する。そして、ドライバ要求トルク演算部１１は、ドライバが要求する要求トルクＴｄを、取得した車速とアクセル開度に基づいて図３（１）に示すマップから算出する。本実施形態では、制御で用いる各マップは、ＥＣＵ１０の図示しない記録部に記録されている。なお、本実施形態で算出とは、計算により算出することだけでなく、このようにマップから値を取得することも含まれる。
【００２５】
図３（１）に示すように、ドライバが要求する要求トルクＴｄは、アクセル開度が１００％とアクセル開度が１０％である時では、同じ車速であっても分布が異なるが、どちらも車速が低いうちはドライバの要求トルクＴｄは高く、車速が高くなるにつれてドライバの要求トルクＴｄは低くなる。なお、図３（１）に示すマップでは、アクセル開度が１００％とアクセル開度が１０％である場合のみ例示してあるが、アクセル開度毎にマップを有している。ドライバ要求トルク演算部１１は、算出した要求トルクＴｄを車両トルク演算部１５へ送出する。
【００２６】
制限誘起電圧演算部１２は、バッテリ７（図１参照）の電圧を検出するバッテリ電圧検出部（図１中図示しない）２３からバッテリで検出されたバッテリ電圧Ｖｂを取得する。そして、このバッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下であるかどうかを判定する。バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧よりも大きい場合には、制限誘起電圧演算部１２は、詳しくは後述する制限率Ｇｌが１であることを車両トルク演算部１５に送出する。
【００２７】
バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であれば、バッテリ電圧Ｖｂが十分に小さいため誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂを越える可能性があるとして以下説明するように誘起電圧を制限するような制御を開始する。そして、制限誘起電圧演算部１２は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下である場合には、このバッテリ電圧Ｖｂから、現在の状況における制限誘起電圧Ｖｌを図３（２）に示すマップを用いて演算する。
【００２８】
ここで、制限誘起電圧Ｖｌとは、バッテリ電圧を越えない（バッテリ電圧以下の電圧である）電圧の最大値をいう。つまり、制限誘起電圧演算部１２は、現在のバッテリのバッテリ電圧から、バッテリ電圧を超えないで許容される最大の誘起電圧を算出している。この最大の誘起電圧に基づいてモータ・ジェネレータの回転数を設定することで、制御装置は誘起電圧がバッテリ電圧を超えないようにモータ・ジェネレータの回転数を制限できる。
【００２９】
理論的には、この制限誘起電圧Ｖｌはバッテリ電圧Ｖｂと一致するが、本実施形態では、図３（２）に示すように、バッテリ電圧Ｖｂに対する制限誘起電圧Ｖｌの傾きは１よりもやや小さい。即ち、制限誘起電圧Ｖｌはバッテリ電圧Ｖｂよりもやや低い値となるように余裕をもって設定されており、誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂよりも高い値となってインバータ故障時にモータ・ジェネレータからバッテリに流入しないように構成している。制限誘起電圧演算部１２は、得られた制限誘起電圧Ｖｌを目標回転数演算部１３へ送出する。
【００３０】
目標回転数演算部１３は、取得した制限誘起電圧Ｖｌから、図４（１）に示すマップを用いて目標回転数（最大回転数）Ｒｔを算出する。目標回転数Ｒｔとは、エンジンの回転に伴ったモータ・ジェネレータの回転により発生する誘起電圧の電圧値が制限誘起電圧Ｖｌとなる時のモータ・ジェネレータの回転数をいう。図４（１）に示すように、目標回転数（最大回転数）Ｒｔは、制限誘起電圧Ｖｌが小さいほど低くなるように設定されている。そして、目標回転数演算部１３は、モータ・ジェネレータを目標回転数以下で回転制御するとともに得られた目標回転数Ｒｔをトルク制限率演算部１４へ送出する。
【００３１】
トルク制限率演算部１４は、現在のモータの回転数であるモータ回転数を検出するモータ回転数検出部（図１中では図示せず）２４で検出されたモータ回転数Ｒｎを取得する。そして、目標回転数演算部１３から取得した目標回転数Ｒｔから、このモータ回転数Ｒｎを減ずることで、回転数余裕値Ｒｍを算出する（即ち、Ｒｍ＝Ｒｔ−Ｒｎ）。トルク制限率演算部１４は、算出された回転数余裕値Ｒｍから、図４（２）に示すマップを用いてトルクの制限率Ｇｌを導出する。ここでトルクの制限率Ｇｌとは、誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように現在のドライバが要求する要求トルクをどの程度制限する必要があるのかを示すものである。制限率Ｇｌが１である場合は、要求トルクには制限は必要なく、制限率Ｇｌが１よりも小さくなればなるほど、要求トルクには制限が必要であることを示す。例えば、制限率Ｇｌが１であれば、要求トルクの１００％を車両トルクとすることができ、制限率Ｇｌが０．２であれば、要求トルクの２０％が車両トルクとなる。
【００３２】
図４（２）に示すように、トルクの制限率Ｇｌは、０から所定値までは回転数余裕値Ｒｍが大きくなるほど大きくなり、１に近づく。そして、トルクの制限率Ｇｌが１になると、その後は、回転数余裕値Ｒｍが大きくなってもトルクの制限率Ｇｌは変動しない。
【００３３】
即ち、回転数余裕値Ｒｍが大きい場合には、現在のモータ・ジェネレータの回転数で生じる誘起電圧は制限誘起電圧よりもだいぶ小さいので、要求トルクに制限をかける必要はない。従って、トルクの制限率Ｇｌは１となる。また、回転数余裕値Ｒｍが小さい場合とは、現在のモータ・ジェネレータの回転数で生じる誘起電圧は制限誘起電圧に近いので、要求トルクに制限をかける必要がある。従って、回転数余裕値Ｒｍに応じて制限率を１以下にする。トルク制限率演算部１４は、トルクの制限率Ｇｌを車両トルク演算部１５へ送出する。
【００３４】
車両トルク演算部１５は、ドライバ要求トルク演算部１１から取得した要求トルクＴｄと、トルク制限率演算部１４から取得したトルクの制限率Ｇｌとから、車両トルクＴｖを導出する。即ち、要求トルクＴｄにトルクの制限率Ｇｌを乗じて車両トルクＴｖを算出する（Ｔｖ＝Ｔｄ×Ｇｌ）。ＥＣＵ１０は、車両の運転状態に応じて、この算出した車両トルクＴｖをエンジンに駆動トルクとして付与する。この駆動トルクは、上述したようにドライバの要求トルクＴｄを、モータ・ジェネレータが回転して生じる誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように制限したものであるから、この駆動トルクに応じてエンジンが回転することで生じる誘起電圧は、バッテリ電圧を超えることがない。従って、例えインバータ８に不具合が生じたとしても意図しない減速が発生することを防止できる。
【００３５】
以下、フローチャートである図５も用いて制御装置の作動をさらに説明する。
【００３６】
制御装置は、車両が走行している際に所定のタイミング毎に制御をスタートさせる。制御がスタートすると初めにステップＳ１でドライバ要求トルク演算部１１によりドライバの要求トルクＴｄを算出する。ステップＳ２へ進む。
【００３７】
ステップＳ２では、制限誘起電圧演算部１２が、バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であるかどうかを判定する。そして、判定電圧よりもバッテリ電圧Ｖｂが高い場合（ＮＯ）には、ステップＳ３へ進む。バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４へ進む。
【００３８】
ステップＳ３では、制限誘起電圧演算部１２が、トルクの制限率Ｇｌを１と設定する。ステップＳ８へ進む。
【００３９】
ステップＳ４では、制限誘起電圧演算部１２が、取得したバッテリ電圧Ｖｂから、制限誘起電圧Ｖｌを算出する。ステップＳ５へ進む。
【００４０】
ステップＳ５では、目標回転数演算部１３が、取得した制限誘起電圧Ｖｌから、目標回転数Ｒｔを算出する。ステップＳ６へ進む。
【００４１】
ステップＳ６では、トルク制限率演算部１４が、取得した目標回転数Ｒｔから、取得したモータ回転数Ｒｎを減じて回転数余裕値Ｒｍを算出する。ステップＳ７へ進む。
【００４２】
ステップＳ７では、トルク制限率演算部１４が、取得した回転数余裕値Ｒｍから制限率Ｇｌを算出する。ステップＳ８へ進む。
【００４３】
ステップＳ８では、車両トルク演算部１５が、取得した制限率Ｇｌと取得した要求トルクＴｄとから、車両トルクＴｖを算出する。以上により制御が終了する。ＥＣＵ１０は、この車両トルクＴｖに基づいて車両の駆動トルクを設定し、これに応じてエンジン及びモータ・ジェネレータを駆動する。
【００４４】
制御装置は、以上の制御を繰り返すことで、車両が走行している際に、バッテリ電圧よりもモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧が常に低くなるように車両トルクＴｖを設定できる。
【００４５】
このように、図１に示すＥＣＵ１０でかかる制御を行うことで、インバータ８に不具合が生じたとしても、モータ・ジェネレータ６の誘起電圧は常にバッテリ７の電圧よりも低くなるので、バッテリ７に誘起電圧に伴う電流が流入しない。これにより、例えば高速運転時に回生トルクが発生しないので意図しない減速が生じない。
【００４６】
即ち、従来では、車両が高速で走行している際は、インバータによって誘起電圧がバッテリ電圧を下回るようにモータ・ジェネレータの回転数を制御しており、もちろんバッテリ電圧に応じて最高速度が制限されることがあったとしても、誘起電圧に応じてエンジンの駆動（即ち車速）が制限されることはなかった。しかしながら、このように車速が制限されないと、インバータに不具合が生じた場合には、モータ・ジェネレータで生じる誘起電圧がバッテリ電圧よりも高くなり、モータ・ジェネレータからバッテリに電流が流入し回生トルクが発生してしまうことがあった。
【００４７】
これに対し、ＥＣＵ１０による本実施形態の制御を行えば、車速が制限されることにより、エンジンの回転数が低下してこれに同期するモータ・ジェネレータの誘起電圧も低くなる。このようにして、モータ・ジェネレータの誘起電圧が常にバッテリ電圧よりも低くなるので、回生トルクの発生を防止することができる。そして、これにより、車両の安定性を確保することが可能である。
【００４８】
なお、本実施形態では、要求トルクを制限するトルク制限率を設定し、トルク制限率に基づいて車両トルクを設定しこれにより車速を決定しているので、ドライバが要求するほどは加速できない場合があるとしても、回生トルクが生じて減速することがない。従って、例えば高速運転時に回生トルクが発生しないので意図しない減速が生じない。
【００４９】
（実施形態２）
本発明の別の実施形態について図６〜図９に基づいて説明する。なお、図６〜図９において図１〜図５と同一の構成要素については同一の符号が付してある。
【００５０】
本実施形態では、ＥＣＵ１０Ａは、図６に示すように、実施形態１にかかる制限誘起電圧演算部１２（図２参照）、目標回転数演算部１３（図２参照）に変えて、制限車速演算部１６を備える点が実施形態１とは異なる。以下、ＥＣＵ１０Ａの構成について詳細に説明する。
【００５１】
ＥＣＵ１０Ａは、ドライバ要求トルク演算部１１と、制限車速演算部１６と、トルク制限率演算部１４と、車両トルク演算部１５とを備える。
【００５２】
ドライバ要求トルク演算部１１は、実施形態１と同様にアクセルペダル２１と車速検出部２２とからドライバの要求トルクＴｄを算出し、車両トルク演算部１５へ送出する。
【００５３】
制限車速演算部１６は、バッテリ７（図１参照）の電圧を検出するバッテリ電圧検出部（図１中図示しない）２３からバッテリで検出されたバッテリ電圧Ｖｂを取得する。そして、このバッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下であるかどうかを判定する。バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧よりも大きい場合には、制限車速演算部１６は、詳しくは後述する制限率Ｇｌが１であることを車両トルク演算部１５に送出する。
【００５４】
バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であれば、バッテリ電圧Ｖｂが十分に小さいため誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂを越える可能性があるとして以下説明するように誘起電圧を制限するような制御を開始する。制限車速演算部１６は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値である判定電圧以下である場合には、このバッテリ電圧Ｖｂから、現在の状況における制限車速Ｓｌを図７に示すマップを用いて演算する。
【００５５】
ここで、制限車速Ｓｌとは、バッテリ電圧を越えない（バッテリ電圧以下の電圧である）電圧の最大値となる場合の車速をいう。つまり、制限車速演算部１６は、現在のバッテリのバッテリ電圧から、バッテリ電圧を超えないで許容される最大の誘起電圧となる車速を算出している。ここの最大の誘起電圧に基づいて車速を設定することで、制御装置は誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように要求トルクを制限できる。
【００５６】
図７に示すように、バッテリ電圧Ｖｂに対する制限車速Ｓｌを示すマップでは、バッテリ電圧Ｖｂが高くなるにつれて制限車速Ｓｌも高くなる。制限車速演算部１６は、得られた制限車速Ｓｌをトルク制限率演算部１４へ送出する。
【００５７】
トルク制限率演算部１４は、車速検出部２２で検出された車速Ｓを取得する。そして、制限車速演算部１６から取得した制限車速Ｓｌから、この車速Ｓを減ずることで、車速余裕値Ｓｍを算出する（即ち、Ｓｍ＝Ｓｌ−Ｓ）。トルク制限率演算部１４は、算出された車速余裕値Ｓｍから、図８に示すマップを用いてトルクの制限率Ｇｌを導出する。
【００５８】
図８に示すように、トルクの制限率Ｇｌは、０から所定値までは車速余裕値Ｓｍが大きくなるほど大きくなり、１に近づく。そして、トルクの制限率Ｇｌが１になると、その後は、車速余裕値Ｓｍが大きくなってもトルクの制限率Ｇｌは変動しない。
【００５９】
即ち、車速余裕値Ｓｍが大きい場合には、現在のモータの回転数で生じる誘起電圧は制限車速よりもだいぶ小さいので、要求トルクに制限をかける必要はない。従って、制限率は１となる。また、車速余裕値Ｓｍが小さい場合とは、現在のモータの回転数で生じる誘起電圧は制限車速に近いので、要求トルクに制限をかける必要がある。従って、車速余裕値Ｓｍに応じて制限率を１以下にする。トルク制限率演算部１４は、トルクの制限率Ｇｌを車両トルク演算部１５へ送出する。
【００６０】
車両トルク演算部１５は、実施形態１と同様にドライバ要求トルク演算部１１から取得した要求トルクＴｄと、トルク制限率演算部１４から取得したトルクの制限率Ｇｌとから、車両トルクＴｖを導出する。ＥＣＵ１０Ａは、車両の運転状態に応じて、この算出した車両トルクＴｖをエンジン及びモータ・ジェネレータに駆動トルクとして付与する。本実施形態においても、実施形態１と同様に、この駆動トルクは、上述したようにドライバの要求トルクＴｄを、モータ・ジェネレータが回転して生じる誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように制限したものである。従って、この駆動トルクに応じてエンジンが回転することで生じる誘起電圧は、バッテリ電圧を超えることがない。その結果、例えインバータ８に不具合が生じたとしても意図しない減速が発生することを防止できる。
【００６１】
以下、フローチャートである図９も用いて制御装置の作動をさらに説明する。
【００６２】
制御装置は、実施形態１と同様にエンジンのみの駆動力で走行している際に所定のタイミング毎に制御をスタートさせる。初めにステップＳ１で、実施形態１と同様にドライバ要求トルク演算部１１によりドライバの要求トルクＴｄを算出する。ステップＳ２へ進む。
【００６３】
ステップＳ２では、制限車速演算部１６が、バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下であるかどうかを判定する。そして、判定電圧よりもバッテリ電圧Ｖｂが高い場合（ＮＯ）には、ステップＳ３へ進む。バッテリ電圧Ｖｂが判定電圧以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ９へ進む。
【００６４】
ステップＳ３では、制限車速演算部１６が、制限率Ｇｌを１と設定する。ステップＳ８へ進む。
【００６５】
ステップＳ９では、制限車速演算部１６が、取得したバッテリ電圧Ｖｂから、制限車速Ｓｌを算出する。ステップＳ１０へ進む。
【００６６】
ステップＳ１０では、トルク制限率演算部１４が、取得した制限車速Ｓｌから、取得した車速Ｓを減じて車速余裕値Ｓｍを算出する。ステップＳ１１へ進む。
【００６７】
ステップＳ１１では、トルク制限率演算部１４が、算出した車速余裕値Ｓｍから車速の制限率Ｇｌを算出する。ステップＳ８へ進む。
【００６８】
ステップＳ８では、車両トルク演算部１５が、取得した制限率Ｇｌと取得した要求トルクＴｄとから、車両トルクＴｖを算出する。以上により制御が終了する。
【００６９】
制御装置は、以上の制御を繰り返すことで、車両が走行している際にバッテリの状態に基づいてバッテリ電圧よりも誘起電圧が低くなるように車速から車両トルクＴｖを設定できる。
【００７０】
本実施形態においても、図６に示すＥＣＵ１０Ａでかかる制御を行うことで、エエンジン及びモータ・ジェネレータの駆動トルクが制限されることにより、モータ・ジェネレータの誘起電圧も低くなる。このようにして、モータ・ジェネレータの誘起電圧が常にバッテリ電圧よりも低くなるので、回生トルクの発生を防止することができる。そして、これにより、車両の安定性を確保することが可能である。
【００７１】
このように、本発明においては、インバータを用いずに、バッテリ電圧が低下した場合に、モータ・ジェネレータの誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように、ＥＣＵ１０Ａは、車両トルクを制限した。このような本発明にかかる制御を、本実施形態では上述のように車速を用いて行い、また実施形態１ではトルクを用いて行うことで、簡易に、かつ効率的に行うことができる。
【００７２】
上述した各実施形態では、トルク制限率を求め、要求トルクをトルク制限率に基づいて制限したが、これに限定されない。要求トルクをモータ・ジェネレータで発生する誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように制限できればよい。例えば、要求トルクに常に０．８を乗じて車両トルクを求めるように構成してもよい。
【００７３】
上述した各実施形態では走行中を通じて所定のタイミング毎に行うようにしたが、これに限定されない。例えば、エンジン走行中においてインバータの故障判定が行われた場合にのみかかる制御が行われるように構成してもよい。このように電動車両が構成された場合には、インバータが故障していたとしてもモータ・ジェネレータの誘起電圧が常にバッテリ電圧よりも低くなるので、回生トルクの発生を防止することができる。
【００７４】
また、上述した各実施形態では制限車速や制限誘起電圧をそれぞれ誘起電圧がバッテリ電圧を超えないで許容される最大値であるとしたが、これに限定されない。誘起電圧がバッテリ電圧を超えないで許容される値であれば最大値でなくてもよい。ただし、最大値であれば最も車速が制限されにくいという利点がある。
【００７５】
上述した実施形態ではバッテリの電圧を検出し、このバッテリ電圧に基づいて誘起電圧の制御をしているが、バッテリのＳＯＣにより、目標誘起電圧を設定して誘起電圧を制御してもよい。
【００７６】
更に、上述した各実施形態ではハイブリッド車両について説明したが、これに限定されない。例えば、エンジンを有さない電気自動車にも適用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１ 車両
２ エンジン
３ 燃料タンク
５ 前輪
６ モータ・ジェネレータ
７ バッテリ
８ インバータ
１１ ドライバ要求トルク演算部
１２ 制限誘起電圧演算部
１３ 目標回転数演算部
１４ トルク制限率演算部
１５ 車両トルク演算部
１６ 制限車速演算部
２１ アクセルペダル
２２ 車速検出部
Ｇｌ 制限率
Ｒｍ 回転数余裕値
Ｒｎ モータ回転数
Ｒｔ 目標回転数
Ｓ 車速
Ｓｌ 制限車速
Ｓｍ 車速余裕値
Ｔｄ 要求トルク
Ｔｖ 車両トルク
Ｖｂ バッテリ電圧
Ｖｌ 制限誘起電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリから供給される電力により駆動するモータと、
該モータの回転により生じる誘起電圧を前記バッテリの電圧以下となるように抑制制御する誘起電圧制御部と、
前記車両に要求される要求駆動トルクに基づいて前記モータの回転数を制御するモータ回転数制御部と、
前記要求駆動トルクと前記モータの回転数とから車両を走行させる発生駆動トルクを算出する発生駆動トルク算出部とを備える電動車両において、
前記モータ回転数制御部は、前記誘起電圧制御部による抑制制御が不可の際に、前記モータに生じる前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となるような最大回転数を設定して該最大回転数以下となるように前記モータの回転数を制御することを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記発生駆動トルク算出部は、前記設定された最大回転数と前記車両の前記モータの回転数との差に基づいて定められる制限率を前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となる車速である制限車速を算出する制限車速演算部とを備え、
前記発生駆動トルク算出部は、算出された該制限車速と前記車両の車速との差に基づいて定められる制限率を前記車両に要求される前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリから供給される電力により駆動するモータと、
該モータの回転により生じる誘起電圧を前記バッテリの電圧以下となるように抑制制御する誘起電圧制御部と、
前記車両に要求される要求駆動トルクに基づいて前記モータの回転数を制御するモータ回転数制御部と、
前記要求駆動トルクと前記モータの回転数とから車両を走行させる発生駆動トルクを算出する発生駆動トルク算出部とを備える電動車両において、
前記モータ回転数制御部は、前記誘起電圧制御部による抑制制御が不可の際に、前記モータに生じる前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となるような最大回転数を設定して該最大回転数以下となるように前記モータの回転数を制御することを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記発生駆動トルク算出部は、前記設定された最大回転数と前記車両の前記モータの回転数との差に基づいて定められる制限率を前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記誘起電圧が前記バッテリの電圧以下となる車速である制限車速を算出する制限車速演算部とを備え、
前記発生駆動トルク算出部は、算出された該制限車速と前記車両の車速との差に基づいて定められる制限率を前記車両に要求される前記要求駆動トルクに乗じて前記発生駆動トルクを算出することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１５７１７８（Ｐ２０１２−１５７１７８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５９９（Ｐ２０１１−１４５９９）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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