CN107264336B - 具备发电装置的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆，在由旋转电机驱动的车辆的要求驱动力减少了的情况下，在因发电装置等的响应延迟而产生剩余的发电电力时，该车辆能够防止因该剩余的发电电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩的情况。当检测出车辆(10)的对电动发电机(20)的要求驱动力减少了的情况而使FC单元(12)的发电量减少时，产生基于FC单元(12)的响应延迟而得到的剩余的发电电力。在高压蓄电池(蓄电装置)(14)存在充电制约时，通过与使产生规定的驱动力时的电流值或损失成为最小的相电流(Iamin)不同的相电流(Ia′)来驱动电动发电机(20)，从而消耗剩余的发电电力。

Description

具备发电装置的车辆

技术领域

本发明涉及一种具备发电装置和旋转电机的车辆，例如涉及一种具备适合适用于燃料电池机动车(FCV)、串联式混合动力机动车(串联式HEV)、增程式电动机动车(增程式EV)及插电式混合动力机动车(插电式HEV)等电动车辆的发电装置的车辆。

背景技术

在搭载有燃料电池作为发电装置的燃料电池机动车中，存在如下情况：在经由油门踏板的操作等而从负载(对驱动轮进行驱动的电动机)对所述燃料电池要求的输出频繁变动的状况下被使用。

还存在如下情况：在负载要求输出频繁变动的使用状况下，所述负载要求输出急剧增加，在这样的情况下，产生以下的问题。

例如，存在如下这样的问题：燃料电池的实际的输出电力值达到与负载要求输出对应的输出电力值为止的时间(响应时间)产生延迟(响应延迟)，在该响应延迟的期间向负载供给的输出电力值不足。

专利文献1中提出了在产生这样的问题的情况下，通过二次电池的输出来对燃料电池的输出进行补偿的燃料电池系统(专利文献1的段落[0047]、图7)。

另一方面，在所述负载(对驱动轮进行驱动的电动机)的负载要求输出急剧减少了的情况下，例如在从WOT(Wide Open Throttle：所谓的油门踏板的完全踩踏(日语：べタ踏み))状态起的油门踏板的释放时，因所述燃料电池的响应延迟而在所述燃料电池中产生剩余电力。

在专利文献2中记载有：在产生了这样的问题的情况下，使燃料电池电压升压用的燃料电池用转换器停止并将燃料电池与高电压的逆变器的输入端直接连结，由此使燃料电池端的电压成为比该燃料电池的开路电压高的逆变器端输入电压，其结果是，不产生所述燃料电池的剩余电力(专利文献2的段落[0031]、图4)。

然而，在该情况下，向燃料电池供给的空气及燃料的急剧的变化有可能给极间差压带来不平衡，导致燃料电池的劣化、破损，在燃料电池侧允许的输出变动存在极限。而且，为了不向二次电池供给过大的电力，还需要配置高耐压且静电容量大的大型的电涌吸收电容器。

在专利文献3中，在负载要求输出急剧减少了的情况下，通过燃料电池侧转换器将燃料电池电压固定，且使向燃料电池供给的空气及/或燃料减少来减少燃料电池的剩余电力，由此避免燃料电池的劣化(专利文献3的段落[0009])。然而，该控制复杂，可能使成本上升。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-271909号公报

专利文献2：日本专利第5477101号公报

专利文献3：日本专利第5631826号公报

如上所述，在所述负载(对驱动轮进行驱动的电动机)的负载要求输出急剧减少了的情况下，因所述燃料电池的响应延迟而在所述燃料电池中产生剩余电力。

若为了不将基于该剩余电力产生的过大的电力向蓄电装置供给而与蓄电装置并联地设置所述电涌吸收电容器，则成本及空间增大。另外，若预先将响应延迟估计在内而设定蓄电装置的充满电量，则由蓄电装置的输出驱动的所述负载(电动机)的输出被限制。

而且，在燃料电池机动车中，从高输出化、高效率化的观点出发，对于向对驱动轮进行驱动的所述电动机施加的施加电压而言，虽然通过电压转换器(称作蓄电装置侧电压转换器。)使蓄电装置的电压升压，但有时为了调和该升压电压与依赖于燃料电池单体数的燃料电池电压的差异，也在燃料电池侧设置电压转换器(称作燃料电池侧电压转换器。上述的燃料电池侧转换器。)。

在该情况下，有时分别设置对蓄电装置侧电压转换器进行控制的控制装置和对燃料电池侧电压转换器进行控制的控制装置。这样，除了产生燃料电池的响应延迟以外，还产生控制装置间的通信延迟。

该控制装置间的通信延迟会成为防止蓄电装置的过充电这一目的的阻碍因素。

在该情况下，向燃料电池供给的空气及燃料的急剧变化可能进一步给极间差压带来不平衡，导致燃料电池的劣化、破损，在燃料电池侧允许的输出变动存在极限。例如，向燃料电池供给的空气的增大导致空气泵等周边设备的负载的增大。

当然，也考虑限制对驱动轮进行驱动的电动机的输出，但这可能在动力性能上变得无法满足车辆要求，并且电动机输出的变动也给车辆行为带来变化，因此从驾驶性能、商品性等观点出发不优选。

在不是燃料电池机动车而是串联式混合动力机动车等时，例如在从WOT状态起的油门踏板的释放时、以及在从WOT状态向全制动(所谓制动踏板的完全踩踏)状态切换时，在对车辆进行驱动的电动机中也产生大的剩余电力，而在该情况下也担心向蓄电装置的过充电。

发明内容

本发明考虑上述的各种问题而提出，其目的在于提供一种车辆，在由旋转电机驱动的该车辆的要求驱动力减少了的情况下，在因发电装置的响应延迟等而产生剩余的电力时，该车辆能够防止因该剩余的电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电)的情况。

用于解决课题的方案

本发明的车辆具备：蓄电装置；发电装置；旋转电机，其由所述蓄电装置及/或所述发电装置的电力驱动；以及控制装置，其对所述发电装置及所述旋转电机进行控制，所述车辆构成为，所述控制装置检测出该车辆的对所述旋转电机的要求驱动力减少了的情况而使所述发电装置的发电量减少时，在产生基于该发电装置的响应延迟而得到的剩余的发电电力的情况下，通过与使产生规定的驱动力时的电流值或损失成为最小的相电流不同的相电流来驱动所述旋转电机，由此由所述旋转电机来消耗所述剩余的发电电力。

根据本发明，以如下方式进行控制：在基于旋转电机产生的该车辆的要求驱动力、即对所述旋转电机的要求电力减少且因发电装置的响应延迟而产生剩余的发电电力、并且蓄电装置存在充电制约的情况下，通过与使产生规定的驱动力时的电流值或损失成为最小的相电流不同的相电流来驱动所述旋转电机，由此能够由所述旋转电机消耗剩余的发电电力。因此，能够防止因剩余的发电电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电)的情况。

在此，也可以使所述发电装置为燃料电池。

向旋转电机供给电力的燃料电池在基于旋转电机产生的该车辆的要求驱动力、即对所述旋转电机的要求电力减少了的情况下，由于在反应气体的供给等上存在时间延迟，因此无法对要求电力的减少进行立即响应而使发电减少，使电力减少的响应延迟。因该燃料电池的响应延迟而产生剩余的发电电力。以如下方式进行控制：在无法将该剩余的发电电力向蓄电装置蓄电时(存在充电制约时)，能够由所述旋转电机消耗所述剩余的发电电力。因此，能够防止因剩余的发电电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电)的情况。

需要说明的是，所述车辆还可以构成为，所述发电装置由其他的旋转电机构成，该其他的旋转电机由内燃机驱动。

根据本发明，在基于对车辆进行驱动的旋转电机(称作第二旋转电机。)产生的该车辆的要求驱动力、即对所述第二旋转电机的要求电力减少了的情况下，无法对要求电力进行立即响应而使由内燃机驱动的其他的旋转电机(称作第一旋转电机。)的发电减少，使电力减少的响应延迟。因该发电的响应延迟而产生剩余的发电电力。以如下方式进行控制：在无法将该剩余的发电电力向存在充电制约的蓄电装置充电时，能够由所述第二旋转电机消耗所述剩余的发电电力，因此能够防止因剩余的发电电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电)的情况。

在该情况下，也可以是，在检测出该车辆的对所述旋转电机的要求驱动力减少了的情况而使所述发电装置的发电量减少时，在产生基于该发电装置的响应延迟而得到的剩余的发电电力的情况下，通过与使产生所述规定的驱动力时的电流值或损失成为最小的相电流不同的相电流来驱动所述旋转电机或所述旋转电机及所述其他的旋转电机，由此由所述旋转电机或所述旋转电机及所述其他的旋转电机来消耗所述剩余的发电电力。

根据本发明，产生剩余的发电电力(也包括基于第二旋转电机的再生运转产生的发电电力)，该剩余的发电电力在基于对车辆进行驱动的旋转电机(称作第二旋转电机。)产生的该车辆的要求驱动力、即对第二旋转电机的要求电力减少了的情况下产生。以如下方式进行控制：在无法将该剩余的发电电力向存在充电制约的蓄电装置充电时，能够由所述旋转电机(第二旋转电机)或所述旋转电机(第二旋转电机)及所述其他的旋转电机(第一旋转电机)来消耗发电电力，因此即使产生更大的剩余的发电电力，也能够防止因该更大的剩余的发电电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电)的情况。

发明效果

根据本发明，在产生了剩余的电力的情况下，由旋转电机消耗该剩余的电力，因此能够防止因该剩余的电力而使向蓄电装置充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电)的情况。

附图说明

图1是表示本实施方式的车辆(燃料电池车辆)的简要结构的框图。

图2是表示图1中的VCU、FCVCU及逆变器部分的详细的结构例的电路图。

图3是说明增强励磁控制中的非效率驱动的Id-Iq平面图。

图4是说明动力运转下的以往效率控制和非效率控制的Id-Iq平面图。

图5是说明再生运转下的以往效率控制和非效率控制的Id-Iq平面图。

图6是用于说明本实施方式的车辆的非效率控制的动作的流程图。

图7是表示图6的流程图中的步骤S9的处理的详细情况的流程图。

图8是表示蓄电池接受电力的特性图。

图9是表示图6的流程图中的步骤S12的处理的详细情况的流程图。

图10是用于说明要求相电流比升压前最大相电流大的情况下的非效率控制的Id-Iq平面图。

图11是用于说明要求相电流与升压后最大相电流相等的情况下的电压限制椭圆的扩大的Id-Iq平面图。

图12是用于说明要求相电流比升压后最大相电流大的情况下的电压限制椭圆的扩大的Id-Iq平面图。

图13是用于说明实施方式的比较例的时间图。

图14是用于说明实施方式的动作的时间图。

图15是表示另一实施方式的车辆(混合动力车辆)的简要结构的框图。

图16是表示图15中的VCU、第一逆变器及第二逆变器部分的详细的结构例的电路图。

图17是用于说明另一实施方式的车辆的非效率控制的动作的流程图。

图18是用于说明另一实施方式的比较例的车辆的非效率控制的动作的时间图(之一)。

图19是用于说明另一实施方式的比较例的车辆的非效率控制的动作的时间图(之二)。

图20是用于说明另一实施方式的车辆的非效率控制的动作的时间图(之一)。

图21是用于说明另一实施方式的车辆的非效率控制的动作的时间图(之二)。

图22是非效率控制的实施的有无判定用特性图(之一)。

图23是非效率控制的实施的有无判定用特性图(之二)。

图24A及图24B是分别表示图20及图21的时刻t1的各电动发电机的动作点的Id-Iq平面图。

图25A及图25B是分别表示图20及图21的时刻t2的各电动发电机的动作点的Id-Iq平面图。

图26A及图26B是分别表示图20及图21的时刻t3的各电动发电机的动作点的Id-Iq平面图。

图27A及图27B是分别表示图20及图21的时刻t4的各电动发电机的动作点的Id-Iq平面图。

图28A及图28B是分别表示图20及图21的时刻t5的各电动发电机的动作点的Id-Iq平面图。

图29A及图29B是分别表示图20及图21的时刻t6的各电动发电机的动作点的Id-Iq平面图。

符号说明：

10、10A…车辆 12…FC单元

14…高压蓄电池 16…VCU

20(MG2)…电动发电机 30…控制装置

30a…管理ECU MG1…电动发电机

具体实施方式

以下，例举优选的实施方式，并参照附图来详细说明本发明的车辆。

[实施方式]

[结构]

图1是表示本实施方式的车辆(也称作本车辆。)10的简要结构的框图。

车辆10基本上具备FC单元(燃料电池单元)12、作为蓄电装置的高压蓄电池(高压BATT)14、功率单元15、泵单元17、作为旋转电机的电动发电机20、减速器(D)22、车轮(驱动轮)24、电动伺服制动器{ESB(Electronic Servo Brake)}26及控制装置30。车轮24由作为驱动马达的电动发电机20经由减速器22来驱动。

功率单元15具有VCU(Voltage Control Unit、BATTVCU)16和逆变器(INV)18。

高压蓄电池14的端子电压即V1电压通过DC/DC转换器63而被降压成低压的+12[V]，向低压电气安装件65及低压蓄电池(低压BATT)64施加。

在图1中，粗实线表示机械连结，双重实线表示电力配线，实线表示控制线(包括信号线。)，在中心含有虚线的双重实线表示制冷剂流路，打影线的双重实线表示反应气体流路。另外，为了方便，由双点划线包围的功率单元15的区域及FC单元12的区域也表示由制冷剂冷却的区域。

控制装置30包括多个ECU(Electronic Control Unit)，多个ECU包括作为统括控制装置的管理ECU30a、作为电动发电机控制装置的马达ECU30b、作为燃料电池控制装置的FCECU30c、作为蓄电装置控制装置的蓄电池ECU30d、作为制动控制装置的电动伺服制动器ECU(ESBECU)30e、作为制冷剂循环控制装置的制冷剂流量ECU30f、及作为空调控制装置的空调ECU30g。各控制装置30间由通信线连接，相互进行数据的共享及控制信号的发送接收。

管理ECU30a接受来自主开关52(为电源开关，相当于内燃机车辆的点火开关。)的接通断开信号而对车辆10的可行驶状态和停止状态(热机停车状态(日语：ソ一ク状態))进行切换，并且取得来自各种传感器54的信号，通过其他的控制装置30b～30g来统括地控制各负载及低压电气安装件65。

各种传感器54包括输出与驾驶员的油门踏板的踏入相应的油门开度Ap的开度传感器、输出与驾驶员的制动踏板的踏入相应的制动器踏入量Bp的踏入量传感器、输出换挡杆的换挡位置Ps的换挡位置传感器、输出车速Vs的车速传感器、输出车辆10的加速度a的加速度传感器、输出高压蓄电池14的剩余容量SOC(State Of Charge)的SOC传感器及检测高压蓄电池14的温度(蓄电池温度Tbat)的蓄电池温度传感器。实际上，SOC传感器及蓄电池温度传感器设置于高压蓄电池14，高压蓄电池14的输入输出电力、蓄电池电压Vbat＝V1及蓄电池温度Tbat通过蓄电池ECU30d向管理ECU30a发送。

马达ECU30b对三相的埋入式磁铁结构的永久磁铁同步马达(旋转电机)即电动发电机20进行矢量控制。在进行控制时，马达ECU30b取得来自在电动发电机20上配置的旋转传感器的旋转位置θ和马达转速Nmg2、及来自线圈温度传感器的线圈温度Tcoil等。

FCECU30c对FC单元12的发电等进行控制。蓄电池ECU30d对高压蓄电池14的充放电等进行控制。ESBECU30e根据制动器踏入量Bp，通过ESB26利用液压对车辆10进行制动。空调ECU30g对电动的空气压缩机(A/C)66的空调温度等进行控制。

制冷剂流量ECU30f对构成泵单元17的第一泵17a和第二泵17b进行驱动控制。若第一泵17a被驱动，则通过第一散热器61而由行驶风冷却后的制冷剂(冷却介质)对功率单元15及电动发电机20进行冷却并循环。若第二泵17b被驱动，则通过第二散热器62而由行驶风冷却后的制冷剂(冷却介质)对FC单元12进行冷却并循环。

FC单元12具有燃料电池堆(FC堆)40、燃料电池电压控制单元{FCVCU(Fuel CellVoltage Control Unit)}42、燃料(H₂)罐43及空气泵(A/P)44。由燃料箱43和空气泵44构成反应气体供给源45。

FC堆40例如具有将燃料电池单体(FC单体)层叠而成的结构，该燃料电池单体(FC单体)通过由阳极电极和阴极电极从两侧夹入固体高分子电解质膜而形成。FCVCU42使燃料电池电压(FC电压)Vfc升压至V2电压并向逆变器18的直流侧(VCU16的高压侧)供给。

高压蓄电池14具有串联连接的多个蓄电单体，例如输出作为100-300[V]的高电压的V1电压。所述蓄电单体例如为锂离子电池、镍氢电池的单体。高压蓄电池14也可以为电容器。

VCU(BATTVCU)16使作为高压蓄电池14的输出电压的V1电压升压成V2电压。另外，VCU16使V2电压降压成V1电压。即，VCU16在高压蓄电池14与逆变器18(电动发电机20)及FC单元12(FCVCU42)之间作为升降压转换器(双向电压转换器)而发挥功能。

图2是表示高压蓄电池14、FC单元12、VCU(BATTVCU)16、FCVCU42、逆变器18及电动发电机20的连接关系的电路图。

如图2所示，VCU16具备平滑电容器、电感器及上下臂的两个开关元件，在马达ECU30b的控制下，将高压蓄电池14输出的V1电压作为输入电压而使上下臂的两个开关元件进行接通断开切换动作，由此升压成比V1电压(蓄电池电压)高的高压侧的V2电压(输出电压)。

另外，VCU16将逆变器18在电动发电机20的再生运转时输出的V2电压及/或FCVCU42的输出电压即V2电压作为输入电压而使上下臂的两个开关元件进行接通断开切换动作，由此降压成比V2电压低的低压侧的V1电压(输出电压)。

需要说明的是，在VCU16的两个开关元件不进行接通断开切换动作且上侧开关元件为接通状态、下侧开关元件为断开状态时，VCU16为直接连结状态，V2电压成为与V1电压相等的电压。

FCVCU42具备平滑电容器、电感器、下臂开关元件及输出侧的二极管，在FCECU30c的控制下将FC堆40输出的FC电压Vfc作为输入电压而使下臂开关元件进行接通断开切换动作，由此升压成比FC电压Vfc高的高压侧的V2电压。需要说明的是，FCVCU42仅作为升压器而进行动作。

逆变器18在马达ECU30b的控制下将V2电压转换为交流电压而将三相电流向电动发电机20供给(动力运转)。另外，逆变器18在车辆10的制动时将电动发电机20发出的交流电压转换为V2电压(再生运转)。

[非效率控制(增强励磁控制)的基本的说明]

在此，说明本发明的主要部分的车辆10的电动发电机20的非效率控制的意义及基本的作用。

参照图3，说明非效率控制的动作点(运转动作点)。作为电流矢量控制法中的以往效率控制的代表的方式，存在最大转矩/电流控制或最大效率控制。即，最大转矩/电流控制是以使产生规定的驱动力时的电流值成为最小的方式对马达进行控制的方式。另一方面，最大效率控制是以使产生规定的驱动力时的损失成为最小的方式对马达进行控制的方式。

并且，非效率控制是指以与最大转矩/电流控制或最大效率控制中使用的相电流、即在产生规定的驱动力(图3中的定转矩曲线上的转矩)时使电流值或损失最小的相电流Iamin(d轴电流Idmin、q轴电流Iqmin)不同的相电流Ia′(Iamin＜Ia′≤Iamax)来驱动电动发电机20的控制。

在该图3例子中，在非效率控制中能够采用的最大的相电流Iamax(d轴电流Idmax、q轴电流Iqmax)成为详细情况后述的电压限制椭圆上的值。

在非效率控制中，d轴电流Id的值与以往效率控制中的d轴电流Idmin的值相比向正方向增大(成为大致正值)，因此也称作增强励磁控制。需要说明的是，如图3所示，增强励磁控制存在与最大转矩/电流控制相对的增强励磁控制(从最大转矩/电流曲线与定转矩曲线的交点到电压限制椭圆与定转矩曲线的交点的区间的增强励磁控制)、及与最大效率控制相对的增强励磁控制(从最大效率曲线与定转矩曲线的交点到电压限制椭圆与定转矩曲线的交点的区间的增强励磁控制)。

如由图3中的右下的四方框包围而表示的那样，此处的相电流Iamin(矢量)是指d轴成分矢量即d轴电流Idmin与q轴成分矢量即q轴电流Iqmin的合成矢量。由四方框包围而表示的其他电流也全部是指矢量表示。

构成非效率控制中的相电流Ia′的d轴电流Id及q轴电流Iq的值在动力运转(Iq＞0)侧由以下的(1)式限制，在再生运转(Iq＜0)侧(在后面进行图示说明。)由以下的(2)式限制。

动力运转侧Ia′

Idmin(＜0)＜Id′≤Idmax(＞0)

Iqmin(＞0)＜Iq′≤Iqmax(＞0) …(1)

再生运转侧Ia′(未图示：成为相对于d轴而与动力运转侧呈线对称的图形。)

Idmin(＜0)＜Id′≤Idmax(＞0)

Iqmin(＜0)＞Iq′≥Iqmax(＜0) …(2)

关于图3中的电流限制圆，在后面叙述。

以上的说明是非效率控制的基本的动作点的说明。需要说明的是，根据(1)、(2)式可知，在非效率控制中，通过使d轴电流Id在可运转的范围(图3中的电流限制圆与电压限制椭圆的共同范围)内向正方向增加，从而使励磁控制比以往效率控制的励磁控制增强，因此称作增强励磁控制。在增强励磁控制中，以如下方式进行控制：与以往效率控制相比使铜损及铁损、或者铜损与铁损之和增大，且使用电动发电机20作为产生了剩余电力的情况下的消耗去处。

[关于非效率控制(增强励磁控制)的详细情况的说明]

接着，说明进行非效率控制的情况下的dq轴坐标上的电动发电机20的动作点及向该电动发电机20施加的V2电压的决定方法。

电动发电机20的动作点的范围被能够向该电动发电机20供给的最大相电流Ia(参照图3)和向电动发电机20施加的V2电压(逆变器18的直流端电压)制约。

电动发电机20的电流(d轴电流Id、q轴电流Iq)的振幅由最大相电流Ia制约，因此需要满足以下的(3)式(电流限制圆)。

Id²+Iq²≤Ia² …(3)

其中，Id：d轴电流，Iq：q轴电流，Ia：最大相电流。

另外，电动发电机20的感应电压(Vd、Vq)由以下的(4)式表示。需要说明的是，通常(4)式以矩阵形式表示。

Vd＝0×Id+(-ωLq)×Iq+0

Vq＝(ωLd)×Id+0×Iq+ωψa …(4)

其中，ω：电动发电机20的角速度，Lq：q轴电感，Ld：d轴电感，ψa：交链磁通(磁铁磁通)。

根据(4)式，dq感应电压(在d轴电枢上产生的感应电压Vd与在q轴电枢上产生的感应电压Vq的矢量和的大小)Vo由以下的(5)式表示。

Vo＝(Vd²+Vq²)^1/2

＝ω{(LdId+ψa)²+(LqIq)²}^1/2 …(5)

在此，使图1及图2所示的V2电压{为VCU16的输出电压，且是逆变器18的直流端(输入端)电压}的限制电压为Vom。限制电压Vom由V2电压决定，关系式在由VCU16的开关控制的调制方式决定的常数为k时由以下的(6)式表示。

Vom＝kV2 …(6)

因此，如以下的(7)式所示，dq感应电压Vo需要成为限制电压Vom以下。

Vo≤Vom …(7)

即，根据(5)式和(7)式，电动发电机20的动作点的范围存在电压产生的制约，因此需要满足以下的(8)式(电压限制椭圆)。

(LdId+ψa)²+(LqIq)²≤(Vom/ω)² …(8)

如上所述，电动发电机20的动作的电流产生的制约由(3)式表示。

图4示出了表示作为动力运转中的例子的运转点移动(动作点移动)的Id-Iq平面图(dq坐标)(与图3同样)。

图5示出了表示作为再生运转中的例子的运转点移动(动作点移动)的Id-Iq平面图(dq坐标)。

上述(3)式由图4、图5所示的dq轴电流矢量空间上的电流限制圆(Ia²＝Id²+Iq²)的内部区域表示。

另一方面，电动发电机20的动作的电压产生的制约由上述(8)式表示，(8)式由图4、图5所示的dq轴电流矢量空间上的电压限制椭圆{(LdId+ψa)²+(LqIq)²＝(Vom/ω)²}的内部区域表示。因此，能够向电动发电机20供给的电流的范围是满足(3)式及(8)式的范围，该范围由图4、图5打影线的范围表示。

而且，电动发电机20的转矩T由以下的(9)式表示。

T＝Pn{ψaIq+(Ld-Lq)IdIq} …(9)

其中，Pn：电动发电机20的极对数。右边第一项是永久磁铁产生的转矩，右边第二项是磁阻转矩。

表示将该(9)式对q轴电流Iq求解而得到的定转矩曲线(也称作定转矩线、等转矩线或等转矩曲线。)的式子由以下的(10)式表示。

Iq＝T/[Pn{ψaIq+(Ld-Lq)Id}] …(10)

该(10)式表示以Id＝ψa/(Lq-Ld)、Iq＝0为渐近线的双曲线。

需要说明的是，在上述(4)式的感应电压Vd、Vq的情况下，定转矩曲线成为双曲线，但在考虑了电枢绕线电阻Ra时的d轴电流Id、q轴电流Iq的情况下，以抵消损失引起的转矩降低量的方式进行通电，因此基于Id、Iq而得到的定转矩曲线不会成为双曲线。

接着，电动发电机20的铜损Wc在电枢绕线电阻为Ra时由以下的(11)式提供，铁损Wf在等效铁损电阻为Rc时由(12)式提供，损失(基于非效率控制的消耗电力)Wloss由(13)式提供，输出Pmg由(14)式提供，电动发电机20的消耗电力P由(15)式提供，而且效率η由(16)式提供。

Wc＝RaIa²＝Ra(Id²+Iq²) …(11)

Wf＝(Vd²+Vq²)/Rc …(12)

Wloss＝Wc+Wf …(13)

Pmg＝Tω/Pn(产生转矩×角速度/极对数) …(14)

P＝Pmg+Wloss＝Pmg+Wc+Wf …(15)

η＝Pmg/P …(16)

如参照图3进行说明的那样，在不进行非效率控制的电动发电机20的动作点的控制(以往效率控制)中，例如进行相对于电流而产生转矩成为最大的最大转矩/电流控制(动作点处的定转矩曲线的切线与电流矢量正交的控制)、不仅考虑铜损还考虑了铁损等的损失成为最小的最大效率控制(与最大转矩/电流控制相比动作点大多成为提前相位，即，大多使d轴电流Id向负方向移动。)(参照图3)。

如图4、图5所示，通常在动作点T0等以往效率控制(最大转矩/电流控制)的曲线(动作点)上对电动发电机20进行驱动。

与此相对，在需要进行非效率控制的情况下，如该图4、图5所示，为了以使电动发电机20的d轴电流Id例如动作点T1、T2、T3、T4所示那样向正方向增大的方式进行增强励磁控制，根据需要而只要提高向电动发电机20施加的V2电压(限制电压Vom)或降低角速度ω即可。

即，根据(8)式可知，通过提高向电动发电机20施加的V2电压(限制电压Vom)或降低角速度ω，从而d轴电感Ld、交链磁通ψa及q轴电感Lq恒定，因此能够使电动发电机20的电流(Id、Iq)的振幅增大，能够使电动发电机20的动作点移动。但是，角速度ω依赖于车辆10的运转状态，因此实际上能够通过使V2电压(限制电压Vom)提高来增大电压限制椭圆，使运转范围扩大。

需要说明的是，在后述的图15例子的作为发电机而发挥功能的电动发电机MG1中，也可以使角速度ω变化。

在V2电压的限制电压Vom大且电动发电机20的角速度ω小时，电压限制椭圆的面积变大，因此容易使电动发电机20的电流(Id、Iq)的振幅增大。因此，若适当地控制V2电压的限制电压Vom及电动发电机20的角速度ω，则能够高效进行电动发电机20的非效率控制。但是，在电动发电机20的情况下，如上所述，角速度ω由目标车速决定，因此变成对V2电压(限制电压Vom)进行控制。

[实施方式的动作说明]

接着，参照由控制装置30、基本上由管理ECU30a执行的图6的流程图，来详细说明图1所示的车辆10(燃料电池车辆)的非效率控制(非效率运转)的具体例。

在步骤S1中，控制装置30分别从各种传感器54中的换挡位置传感器、车速传感器、加速度传感器取得车辆状态、在此为换挡位置Ps(例如驱动D位置、驱动B位置等)、车速Vs、加速度a。另外，通过公知的方法来推定路面的坡度(也可以通过坡度传感器来取得路面坡度。)。

接下来，在步骤S2中，作为操作量，在各种传感器54中取得油门踏板及制动踏板的操作量即油门开度Ap及制动器踏入量Bp。

接着，在步骤S3中，算出与所述车辆状态及所述操作量相应的车轮24的目标驱动力。

接着，在步骤S4中，参照车轮24的直径及减速器22的减速比来算出与目标驱动力对应的电动发电机20的输出Pmg。

接下来，在步骤S5中，算出电动发电机20的消耗电力P{参照(15)式}。

接着，在步骤S6中，取得辅机的消耗电力Paux。在此，辅机的消耗电力Paux是空气压缩机66、空气泵44、第一泵17a及第二泵17b、以及低压电气安装件65的合计消耗电力。

接着，在步骤S7中，取得FC堆40的发电电力(FC电力)Pfc。

进而在步骤S8中，通过以下的(17)式来算出高压蓄电池14的DC端电力预测值(高压蓄电池端电力预测值)Pbate。在(17)式中，使流入高压蓄电池14的电力(充电电力)为-，使流出的电力(放电电力)为+。

Pbate＝P-Pfc+Paux …(17)

Pbate：高压蓄电池端电力预测值，P：电动发电机20的消耗电力，Pfc：发电电力，Paux：辅机的消耗电力。

接着，在步骤S9中，算出高压蓄电池14的可接受电力Pbatin(充电限制值)。

图7是步骤S9的处理的详细流程图。

图8是用于算出高压蓄电池14的可接受电力Pbatin的特性(映射)。

在步骤S9a中，判断由SOC传感器检测出的剩余容量SOC是否为100[％]。若剩余容量SOC为剩余容量SOC＝100[％](步骤S9a：是)，则在步骤S9b中使蓄电池可接受电力Pbatin为Pbatin＝0[kW]。

另一方面，若剩余容量SOC小于100[％](步骤S9a：否)，则在步骤S9c中，参照图8所示的以剩余容量SOC和蓄电池温度Tbat(例如、-30[℃]左右至+50[℃]左右)为输入值的特性(映射)，来取得高压蓄电池可接受电力Pbatin。该特性被预先制作成，例如为在同一剩余容量SOC下蓄电池温度Tbat越高则蓄电池可接受电力Pbatin越大的特性。另外，为在同一蓄电池温度Tbat下剩余容量SOC越低则蓄电池可接受电力Pbatin越大的特性。

接着，在步骤S10中，比较高压蓄电池端电力预测值Pbate是否比高压蓄电池可接受电力Pbatin大。

在高压蓄电池端电力预测值Pbate比高压蓄电池可接受电力Pbatin小(步骤S10：否，Pbate≤Pbatin)的情况下，将在(17)式中作为高压蓄电池端电力预测值Pbate而算出的电力全部向高压蓄电池14充电。

在该情况下，在步骤S11中，管理ECU30a通过FCECU30c来执行FC单元12中的燃料电池(FC堆40)的发电控制。

另一方面，在步骤S10的判定中高压蓄电池端电力预测值Pbate比高压蓄电池可接受电力Pbatin大(步骤S10：是，Pbate＞Pbatin)的情况下，为了避免高压蓄电池14的过充电(超过充电限制值的充电)，决定为通过实施上述的非效率控制而由电动发电机20消耗(18)式所示的差量即剩余电力Psp。

Psp＝Pbate-Pbatin …(18)

在判断为需要实施非效率控制(步骤S10：是)的情况下，在步骤S12中算出电动机(MG)非效率区域消耗电力Pine，并算出电动伺服制动器分担电力Pesv。

图9是步骤S12的详细流程图。

在步骤S12a中，将根据剩余电力Psp算出的必要相电流值作为要求相电流Ireq。

如图10所示那样，在要求相电流Ireq比升压前最大相电流Iamax大的情况下，在步骤S12b中，为了能够确保要求相电流Ireq，由VCU16将V2电压的限制电压Vom向限制电压V′om升压，将电压限制椭圆如以下的(8′)式所示那样扩大。

(LdId+ψa)²+(LqIq)²＝(V′om/ψ)² …(8′)

接下来，在步骤S12c中，将升压后电动机非效率区域中的极限消耗电力作为电动机非效率区域消耗电力Pine。

进而在步骤S12d中，比较要求相电流Ireq与升压后最大相电流I′a的大小(绝对值)，判断是否为|Ireq|＞|I′a|。

在要求相电流Ireq的大小比升压后最大相电流I′a的大小小(步骤S12d：否)的情况(也包括相等的情况)下，不需要电动伺服制动器26的分担电力，因此在步骤S12e中，设定为电动伺服制动器分担电力1←0。

在该情况下，如图11所示，为了能够确保要求相电流Ireq＝I′a而使VCU16进行升压(以使限制电压Vom成为限制电压V′om的方式对V2电压进行升压)，从而将(8)式所示的电压限制椭圆扩大为(8′)式所示的VCU升压后电压限制椭圆。

此时，在步骤S13中，为了能够通过电动发电机20的非效率控制来将剩余电力Psp作为热量消耗，使升压前最大相电流Iamax的动作点(交点)Q1在定转矩曲线上向进一步的增强励磁方向(进一步增大正的d轴电流Id的值的方向)变更{电动机运转点向进一步的增强励磁区域(非效率区域)的变更}至升压后最大相电流I′a的交点Q2。

另一方面，在步骤S12d的判断中要求相电流Ireq的大小比升压后最大相电流I′a的大小大(步骤S12d：是)的情况下，需要ESB26的分担电力。因此，在步骤S12f中，将电动伺服制动器分担电力1设定为Wloss|_I＝Ireq-Wloss|_I＝I′_a＝Preq-P′a(＝要求相电流Ireq引起的电力损失-升压后最大相电流I′a引起的电力损失)。

在该情况下，在步骤S13中，如图12所示，(8′)式所示的VCU升压后电压限制椭圆能够扩大至与功率单元15(VCU16+INV18)的能力极限即电流限制圆交叉的范围。

并非一定扩大至与电流限制圆交叉的范围，根据角速度ω和VCU16的升压极限而有时无法扩大至与电流限制圆交叉的范围。需要说明的是，在能够扩大的情况下，无需扩大至与电流限制圆交叉的范围以上。

此时，为了能够通过电动发电机20的非效率控制将剩余电力Psp作为热量消耗，使升压前最大相电流Iamax的交点Q1在定转矩曲线上向进一步的增强励磁方向(进一步增大正的d轴电流Id的值的方向)变更至升压后最大相电流I′a的交点Q2＝Q3。在此，将从交点Q3至点Q4的要求电力量Wloss|_I＝Ireq-Wloss|_I＝I′_max＝Preq-P′max(＝要求相电流Ireq引起的电力损失-升压后最大相电流I′a引起的电力损失)作为电动伺服制动器分担电力1，由ESB26消耗。其结果是，对电动发电机20的再生制动力加上ESB26产生的制动力。

以后，在步骤S11中进行FC堆40的发电控制。

[基于时间图的实施方式的动作说明]

图13是比较例的燃料电池车辆的时间图，图14是实施方式的车辆10的时间图。

若在图13的时刻t11由驾驶员释放油门踏板(油门开度Ap从规定值朝向0值)，则伴随电动发电机20的输出Pmg缩减，发电电力Pfc在时刻t11～时刻t13的期间缩减(减少)为要求发电电力(要求FC电力)Pfcreq。但是，空气泵44具有惯性，因此空气泵输出Pap产生时间延迟，不急剧地减少而逐渐减少至与发电电力Pfc的要求值相应的转速(流量)。

因此，发电电力Pfc的实测值即发电电力(FC电力)Pfcact在FC堆40的内部状态发生变化的时刻t12之前产生恒定电力，在时刻t12以后逐渐减少。

这样，高压蓄电池14的蓄电池端电力即蓄电池端电力Pbat超过充电限制值而达到过充电状态。在该情况下，高压蓄电池14有可能损伤。

与此相对，在上述的实施方式的车辆10中，如图14的时间图所示，若在时刻t11由驾驶员释放油门踏板而油门开度Ap从规定值朝向0值，则电动发电机20的输出Pmg以满足车辆要求的方式缩减。

在该情况下，为了使从时刻t11起高压蓄电池14的蓄电池端电力Pbat不超过充电限制值(不成为过充电)，通过从时刻t11起的非效率控制，使电动发电机20的消耗电力P成为在输出Pmg上加上损失(基于非效率控制的消耗电力)Wloss(Wc+Wf)而得到的值，来消耗FC堆40过剩发出的发电电力。由此，能够防止高压蓄电池14的过充电。需要说明的是，时刻t10～时刻t14的期间例如是几秒程度以下的时间。

[另一实施方式]

[结构]

图15是表示另一实施方式的车辆(也称作本车辆。)10A的简要结构的框图。在图15中，对与图1所示的构成要素相同的构成要素或对应的构成要素，标注相同的符号并省略其详细的说明。

车辆10A是串并联式混合动力车辆。

车辆10A基本上具备作为内燃机的发动机ENG、电动发电机内包变速器11、高压蓄电池14、低压蓄电池64、VCU16、逆变器(第一逆变器)INV1、逆变器(第二逆变器)INV2、ESB26及控制装置30。控制装置30也可以与图1所示的控制装置同样地分割，但在此为了避免繁杂及便于理解而归总为一个控制装置。

电动发电机内包变速器11具备分别被矢量控制的作为三相的永久磁铁同步马达的电动发电机(第一电动发电机)MG1(电动机)及电动发电机(第二电动发电机)MG2(发电机)、驱动系统21及减速器(D)22。

驱动系统21具备将发动机ENG与减速器22直接连结的离合器、及夹装于所述离合器与减速器22之间的变速器或固定排挡。

在图15中，粗实线表示机械连结，双重实线表示电力配线，细实线表示控制线。

简单说明作为串并联式混合动力车辆的车辆10A的公知的动作时，车辆10A能够以(a)EV驱动模式、(b)发动机驱动模式、(c)混合动力驱动模式进行行驶。

(a)在EV驱动模式下，驱动系统21分离，发动机ENG及电动发电机MG1停止，利用高压蓄电池14的电力而通过电动发电机MG2来驱动车轮24。

(b)在发动机驱动模式下，驱动系统21接合，基本上成为电动发电机MG1、MG2停止的基于发动机ENG的驱动，但根据状况而增加基于电动发电机MG2的驱动、或进行基于电动发电机MG1的发电。

(c)在混合动力驱动模式下，驱动系统21分离，作为串联式混合动力而发挥功能。在该情况下，基本上使发动机ENG在高效率区域工作。通过发动机ENG的旋转动力来将电动发电机MG1作为发电机进行驱动，并通过其电力进行电动发电机MG2的驱动。电动发电机MG1的剩余的发电量向高压蓄电池14充电。相反，在驱动所需的输出大且仅通过发动机驱动而效率变差的情况下，也利用高压蓄电池14的电力来驱动电动发电机MG2。

在该另一实施方式中，以(c)混合动力驱动模式为前提进行说明。

车辆10A的驱动用的电动发电机MG2(电动发电机20)通过来自高压蓄电池14及电动发电机MG1中的至少一方的电力供给而作为电动机进行运转(动力运转)，产生用于使车辆10A行驶的动力(转矩)。

由电动发电机MG2产生的动力经由减速器22而向车轮24传递。

另外，电动发电机MG2在车辆10A的制动时基本上作为进行再生运转的发电机而动作。因此，在车辆10A的制动时，电动发电机MG2和电动发电机MG1的发电电力向高压蓄电池14及/或电动的空气压缩机66供给。

VCU16基本上对V2电压进行控制，且在产生V2电压的次级侧与产生V1电压的初级侧(高压蓄电池14侧)之间进行升降压控制。

图16是表示高压蓄电池14、VCU16、逆变器INV1、逆变器INV2、电动发电机MG1及电动发电机MG2的连接关系的简要电路图。

如图16所示，VCU16具备平滑电容器、电感器及上下臂的两个开关元件。VCU16将高压蓄电池14输出的V1电压作为输入电压而使上下臂的两个开关元件进行接通断开切换动作，由此使V1电压升压而成为输出侧的V2电压。另外，将逆变器INV1或逆变器INV2输出的V2电压作为输入电压而使上下臂的两个开关元件进行接通断开切换动作，由此使V2电压降压而成为输出侧的V1电压。

需要说明的是，在VCU16的两个开关元件不进行接通断开切换动作且上侧开关元件成为接通状态、下侧开关元件成为断开状态时的V2电压与V1电压相等。

逆变器INV1将通过发动机ENG的驱动而使电动发电机MG1发出的交流电压转换为直流电压即V2电压。

逆变器INV2将V2电压转换为交流电压而将三相电流向电动发电机MG2供给(动力运转)。另外，逆变器INV2将在车辆10A的制动时电动发电机MG2发出的交流电压转换成V2电压(再生运转)。

返回图15，电动伺服制动器26根据车辆10A的驾驶员对制动踏板54a(组装有踏入量传感器。)的操作量即制动器踏入量Bp，通过由未图示的电动机控制的液压系统来对车辆10A进行制动。

在图15中，在各种传感器中，组装于制动踏板54a且输出与制动踏板54a的踏入量相应的制动器踏入量Bp的制动器踏入量传感器、组装于油门踏板54b且输出与油门踏板54b的踏入量相应的油门开度Ap的油门开度传感器、输出车速Vs的车速传感器54c、输出加速度a的加速度传感器54d、组装于换挡杆54e且输出换挡位置Ps的换挡位置传感器、及输出高压蓄电池14的剩余容量SOC的SOC传感器54f、检测电动发电机MG2、MG1的旋转位置θ及马达转速Nmg2、Nmg1的解析器等传感器与控制装置30连接。

控制装置30除了进行包括逆变器INV1、电动发电机MG1、逆变器INV2、电动发电机MG2及VCU16在内的矢量控制以外，还进行发动机ENG、ESB26以及作为辅机的电动的空气压缩机66及低压的电气安装件65的控制。

[动作]

接着，参照图17所示的流程图，来说明基本上如以上那样构成的另一实施方式的车辆10A的控制装置30所进行的控制动作。

图17的流程图与图6所示的流程图的处理内容同样，在对应的处理上标注相同的步骤编号并省略其详细的说明。在另一实施方式中，除了驱动用的电动发电机MG2以外，在必要的情况下，还对发电用的电动发电机MG1进行非效率控制。

在该情况下，在步骤S4中，算出各电动发电机MG1、MG2的输出Pmg1、Pmg2。电动发电机MG1的输出与(14)式同样，基于电动发电机MG1的产生转矩T和角速度(发动机转速)来求出。需要说明的是，在输出Pmg1、Pmg2为负值的情况下，表示再生输出。

在步骤S5中，基于(15)式算出各电动发电机MG1、MG2的消耗电力P1、P2。需要说明的是，在消耗电力P＝P1为负值的情况下，表示发电电力P1。另外，在消耗电力P＝P2为负值的情况下，表示再生电力P2。

在步骤S7中，取得电动发电机MG1的发电电力Pg1。

进而在步骤S8中，通过以下的(19)式算出高压蓄电池14的DC端电力预测值(高压蓄电池端电力预测值)Pbate。使流入高压蓄电池14的电力(充电电力)为-，并使流出的电力(放电电力)为+。

Pbate＝P+Pg1+Paux …(19)

[基于时间图的另一实施方式的动作说明]

以下，虽然同样，但参照图18以后的时间图等，来说明步骤S13的处理的以往效率控制与非效率控制(增强励磁控制)的切换动作。

例如，在因制动踏板54a的操作(制动器操作)而通过电动发电机MG2得到再生制动力的情况下，通过使电动发电机MG2的非效率控制运转所引起的电力消耗增大，能够避免高压蓄电池14的过充电。在以下说明的时间图中，说明除了电动发电机MG2以外，在电动发电机MG1中也适用非效率控制的例子。

图18是用于说明另一实施方式的车辆10A的比较例的车辆的非效率控制的动作的、说明容易发生高压蓄电池14的过充电的状况的时间图。

图19是说明以往效率控制中的比较例的未发生非效率控制(增强励磁控制)的情况下的过充电发生的状况的时间图。

图20、图21是说明通过另一实施方式的车辆10A的非效率控制(增强励磁控制)能够防止过充电的发生的状况的时间图。

需要说明的是，在图18至图21中，油门开度Ap和制动器踏入量Bp再现同一波形。

在图18及图19中，在时刻ta，车速Vs(与车轮24的转速即驱动轴(日语：足軸)转速成比例。)＝0而车辆10A停止。在该状态下，在时刻ta，若油门踏板54b被完全踩踏(WideOpen Throttle：是指在车的运转状态下，使节气门成为全开的状态。)(全开加速)，则如图18所示，控制装置30使电动发电机MG2的转矩T成为最大转矩(低速旋转)，而且，在时刻tb，使电动发电机MG1作为起动机而进行动作，使发动机ENG起动。

若发动机ENG被起动，则之后在时刻tc，由发动机ENG驱动电动发电机MG1而继续开始用于提供驱动力的发电。在从时刻tc起的不久的期间内，电动发电机MG2的转矩被向最大转矩(低速旋转)侧控制。

在图18、图19的时刻td至时刻tg的期间，检测出从油门踏板54b向制动踏板54a的换踩，从油门的全开状态(油门开度Ap＝100[％])变成制动器踏入量Bp最大的所谓的全制动状态(制动器踏入量Bp＝100[％])。

从时刻tf附近起，电动发电机MG2成为再生运转(产生制动力)。

在图19中，在以往效率控制的电动发电机MG2的输出Pmg2上加上以往效率控制中的电动发电机MG2的损失Wloss2，作为以往效率控制中的电动发电机MG2的消耗电力P2。另外，在以往效率控制的电动发电机MG1的输出Pmg1上加上以往效率控制中的电动发电机MG1的损失Wloss1，作为以往效率控制中的电动发电机MG1的消耗电力P1(由于为负值，因此为发电电力)。

根据图19可知，以往效率控制中的蓄电池输出(BATT输出)即蓄电池端电力Pbat在WOT期间未超过放电限制值。在该WOT的期间中，剩余容量SOC逐渐减少。

若在时刻td从所谓的WOT状态起将油门踏板54b释放，则电动发电机MG2的输出Pmg2急速减少，而且若在从时刻tf至时刻tg的期间一口气将制动踏板54a踩入至全制动，则在此期间电动发电机MG2的输出Pmg2的再生电力(图19中、负值的消耗电力P2)急速增加。

因此，在时刻td附近及时刻tg附近与再生电力相关的蓄电池端电力Pbat超过充电限制值，高压蓄电池14可能劣化。

因此，如图19的由双点划线包围的时间区域所示，包括时刻td至时刻tg的期间为基于非效率控制(增强励磁控制)的过充电防止的对象期间。

图20、图21是实施了非效率控制(增强励磁控制)时的、图19中的由长方形的双点划线包围的时间区域(基于增强励磁控制的过充电防止的对象期间)的放大图，表示蓄电池端电力Pbat不超过(不低于)充电限制值的过充电防止结果。

图22及图23示出为了使控制装置30判断非效率控制的实施的有无而预先作成并存储的特性映射(特性表)200、202的概要。

在图22所示的特性映射200中，横轴的函数f的变量为电动发电机MG1、MG2的马达转速Nmg1、Nmg2、发电电力P1、消耗电力P2，纵轴的函数f的变量为油门开度Ap及油门开度变化量ΔAp/Δt或制动器踏入量Bp及制动器踏入量变化量ΔBp/Δt。

根据特性映射200可知，马达转速Nmg1、Nmg2越高，发电电力P1越大，消耗电力P2越大，且油门开度Ap越大，油门开度变化量ΔAp/Δt越大，则越判定为非效率控制运转区域，即，进行非效率控制的实施，在相反的情况下，判定为不需要非效率控制运转的区域、即不需要实施非效率控制的以往效率控制区域(通常控制区域)。

即，判断时刻的电动发电机MG2的输出Pmg2越大且越为电动发电机MG1的输出Pmg1(在该情况下，发电电力)大的状态(图19的WOT的后半状态)，则判断为在接下来的转变状态(图19的时刻td～时刻tg的状态)下，剩余电力(电动发电机MG2的再生电力、电动发电机MG1的发电电力的剩余量)的产生越大，非效率控制实施的可能性越高。

在图23的特性映射202中，在蓄电池端电力Pbat处于放电侧(Pbat＞0)、例如蓄电池端电力Pbat处于Pbat＝Pb3、Pb4时，当预测到急剧的向充电侧的蓄电池端电力变化量Pbat/Δt(＜＜0)时，为非效率控制运转区域，判断为需要实施非效率控制。

另外，在特性映射202中，在蓄电池端电力Pbat为Pbat＝Pb2的情况下，即使在向充电侧的蓄电池端电力变化量Pbat/Δt与Pbat＝Pb3处的变化量相比小的情况下，也判断为接近过充电限制值的可能性大，因此为非效率控制运转区域，判断为需要实施非效率控制。

而且，在特性映射202中，在蓄电池端电力Pbat处于比蓄电池端电力Pb1深的充电侧(Pbat＜Pb1)的情况下，即使蓄电池充电变化量ΔPbat/Δt的值为零，也为非效率控制运转区域，判断为需要实施非效率控制。

返回图20及图21的时间图，由于在规定的短时间内(时刻t-1～时刻t0的期间)，检测出油门开度Ap从100[％]减少(急速减少)至80[％]左右(油门开度Ap的变化量即油门开度变化量ΔAp/Δt大)、电动发电机MG2的消耗电力P2、电动发电机MG1的发电电力P1大、且蓄电池端电力Pbat(放电)大、以及向充电侧的大的蓄电池端电力变化量Pbat/Δt，因此控制装置30基于特性200、202，在时刻t0将电动发电机MG2的增强励磁指令(标志)置位。

在该情况下，如图20所示，在车辆10的减速中的时刻t0～时刻t3的期间增加V2电压，将d轴电流Id向正方向增大，且增大q轴电流Iq，从而实施对电动发电机MG1的非效率控制(增强励磁控制)。由此，如图21的时刻t0～时刻t3所示，电动发电机MG2的损失Wloss2(热损失)变大，可以说电动发电机MG2吸收了剩余电力。因此，能够防止蓄电池端电力Pbat(BATT输出)超过充电限制值而被充电的情况(不超过充电限制值)。

另外，如图20的时刻t3′～时刻t3″所示，在WOT后、油门开度Ap为0[％](油门踏板释放)之后，制动踏板54a被踏入(ΔBp/Δt→大)，在制动器踏入量Bp从BP＝0[％]的状态变成到BP＝20[％]左右时，基于特性映射200而预测到由电动发电机MG2产生大的再生电力(Pmg2＜0)，因此在时刻t3″将电动发电机MG2的增强励磁指令(标志)置位，并使指令持续到时刻t6。

在该情况下(WOT后→全制动)，也判断为通过电动发电机MG2的损失无法消耗剩余电力，在从时刻t3″到时刻t6也将电动发电机MG1的增强励磁指令(标志)置位，并使该指令持续。

这样，在时刻t3″～时刻t6的期间，d轴电流Id与以往效率控制时相比向正值侧增大，q轴电流Iq在再生侧与以往效率控制相比向负值侧增大。

在电动发电机MG2的再生电力大的时刻t3″～时刻t6的期间，其作为剩余电力而由电动发电机MG1、MG2消耗，从而能够防止蓄电池端电力Pbat超过充电限制值而降低(被进一步充电)的情况。

图24A、图24B、图25A、图25B、图26A、图26B、图27A、图27B、图28A、图28B、及图29A、图29B分别示出图20、图21的时刻t1、时刻t2、时刻t3、时刻t4、时刻t5及时刻t6的增强励磁控制中的电流矢量。

点(黑圆)表示另一实施方式的电流矢量，圆圈(白圆)表示以往技术的电流矢量。

如图20所示，在油门开度Ap减少中的时刻t1，与电动发电机MG2的增强励磁指令(标志)被置位的情况对应，V2电压被增大，如图24A(时间＝时刻t1)所示，基于限制电压Vom得到的运转范围从虚线的椭圆扩大成实线的椭圆。

此时，电流矢量从由圆圈(白圆)所示的以往技术的动作点Imp1沿着定转矩曲线使d轴电流Id及q轴电流Iq同时向正方向增加而移动到点(黑圆)所示的动作点Iml。由于沿着定转矩曲线移动，因此减速G与以往技术相同，车辆10A的商品性能(乘坐舒适性)被保持为与以往技术同等程度。

需要说明的是，在时刻t1，如图24B所示，电动发电机MG1虽然V2电压被增大且基于限制电压Vom得到的运转范围从虚线的运转范围扩大成实线的运转范围，但未成为非效率控制(增强励磁控制)，因此动作点被设定(保持)为由虚线所示的运转范围中的点所示的动作点Ig1。

接着，在图20的油门开度Ap成为了零的时刻t2的附近，电动发电机MG2被进行非效率控制(增强励磁控制)，因此如图25A所示，在以往技术中动作点Imp2处于Id＝0的位置，但移动到Id＞0的动作点Im2。此时的电动发电机MG1的动作点Ig2成为与Ig1(图24B)大致相同的位置。

同样，在时刻t3，电动发电机MG2成为图26A所示的动作点Im3＝Im2、Imp3＝Imp2，电动发电机MG1成为图26B所示的动作点Ig3≈Ig2。

在时刻t4，电动发电机MG2及电动发电机MG1在再生运转侧被进行非效率控制(增强励磁控制)，动作点分别如图27A、图27B所示，成为动作点Im4(以往技术的动作点Imp4)、动作点Ig4(以往技术的动作点Igp4)。

以后，在时刻t5，电动发电机MG2及电动发电机MG1同样在再生运转侧被进行非效率控制(增强励磁控制)，动作点分别如图28A、图28B所示成为动作点Im5(以往技术的动作点Imp5)、动作点Ig5(以往技术的动作点Igp5)。

在图20、图21的时刻t6，电动发电机MG1、MG2的马达转速Nmg1、Nmg2(角速度ω)变小，从而如图29A所示，运转范围分别扩大，电动发电机MG2的动作点成为动作点Im6(以往技术的动作点Imp6)。在电动发电机MG1中，成为动作点Ig6(以往技术的动作点Igp6)。

[实施方式及另一实施方式的总结]

本技术是通过响应性高的旋转电机{(电动发电机MG2)或(电动发电机MG2及电动发电机MG1)}的控制(非效率控制)来吸收基于车辆10、10A的延迟响应(与车辆要求驱动力相对的FC堆40的发电控制延迟、ECU间的通信延迟)等而得到的剩余电力的一部分，由此将旋转电机{(电动发电机MG2)或(电动发电机MG2及电动发电机MG1)}如电力缓冲装置那样地使用的技术。

根据该技术，能够实现FC堆40等发电装置及高压蓄电池14双方的寿命、耐久性的提高，并且有助于电涌吸收电容器、FC单元12的燃料切断装置等附带装置的小型化。另外，能够充分引出FC堆40及高压蓄电池14的电势，能够实现车辆商品性的提高。

具体而言，车辆要求驱动力的变化比发电控制的响应快，在高压蓄电池14的接受电力没有富余的情况下，通过使电动发电机MG2或(电动发电机MG2及电动发电机MG1)以非效率运转，由此能够不给车辆行为带来影响地维持电力平衡控制精度。

上述的实施方式及另一实施方式的车辆10、10A如图1及图15所示，具备作为蓄电装置的高压蓄电池14、作为发电装置的FC堆40或电动发电机MG1、由高压蓄电池14以及高压蓄电池14及/或电动发电机MG1的电力驱动的作为旋转电机的电动发电机20(MG2)、控制装置30。

控制装置30检测出该车辆10、10A的对电动发电机20(MG2)的要求驱动力减少了(在图14中油门开度Ap减少了。在图20、图21中油门开度Ap减少之后制动器踏入量Bp增加了。)的情况而在车辆10中使FC堆40的发电电力Pfc减少时、在车辆10A中使电动发电机MG1的发电量减少(图18的时刻tf以后)时，在发电装置(FC堆40或电动发电机MG1)产生基于该发电装置(FC堆40或电动发电机MG1)的响应延迟而得到的剩余的发电电力(图13的时刻t13附近、图18的时刻tf～tg附近)且高压蓄电池14存在充电制约(蓄电池端电力Pbat处于充满电侧)的情况下，通过与使产生规定的驱动力(规定转矩)时的电流值或损失成为最小的相电流(例如图3所示的最大转矩/电流控制或最大效率控制中的相电流Iamin)不同的相电流(电流值)Ia′(图3中、Iamin＜Ia′≤Iamax)来驱动旋转电机(电动发电机MG2及/或电动发电机MG1)，由此由旋转电机(电动发电机MG2及/或电动发电机MG1)消耗所述剩余的发电电力。

因此，能够防止因剩余的发电电力而使向高压蓄电池14充电的充电电力变得过剩(超过充电限制值而被充电。)的情况。

在发电装置为FC堆40的情况下，不像专利文献2那样将FC堆40的输出急剧地切断，因此能够避免FC堆40的劣化。

需要说明的是，对于所述不同的相电流Ia′而言，在以往效率控制中的旋转电机(电动发电机MG2及/或电动发电机MG1)的相电流为相电流Iamin(规定的驱动力、参照图3)时，也可以通过将运转范围扩大至相电流Iamax(参照图3)的增强励磁控制来驱动旋转电机(电动发电机MG2及/或电动发电机MG1)，由所述旋转电机消耗所述剩余的电力，其中，所述相电流Iamax是基于由VCU16升压后的V2电压的限制电压Vom而得到的电压限制椭圆与将所述规定转矩向增强励磁侧延长而得到的定转矩曲线的交点的相电流。

并且，在电动发电机MG1、MG2的增强励磁控制中，d轴电流Id与以往效率控制相比，成为朝向正方向的值，因此能够防止与电动发电机MG1、MG2的温度上升相伴的永久磁铁的减磁。即，由于为增强励磁控制(非效率控制)，因此即使磁铁成为高温，也不向磁铁施加去磁磁场而施加磁化的方向的磁场，因此磁铁减磁的耐性提高。而且，在增强励磁控制中，转子的磁铁与电枢的线圈之间的磁所产生的吸引力提高，因此能够抑制转子的旋转方向及轴向这两方向的移动，从而电动发电机MG1、MG2的NV(噪声振动)特性、乃至车辆10、10A的NV特性提高。

需要说明的是，本发明没有限定于上述的实施方式，当然能够基于该说明书的记载内容而采用各种结构。

Claims (3)

1.一种车辆，其具备：

蓄电装置；

发电装置；

旋转电机，其由所述蓄电装置及/或所述发电装置的电力驱动；以及

控制装置，其对所述发电装置及所述旋转电机进行控制，

所述车辆的特征在于，

所述控制装置检测出该车辆的对所述旋转电机的要求驱动力减少了的情况而使所述发电装置的发电量减少时，在产生基于该发电装置的响应延迟而得到的剩余的发电电力的情况下，当要通过与使产生规定的驱动力时的电流值或损失成为最小的相电流不同的相电流来驱动所述旋转电机，由此由所述旋转电机来消耗所述剩余的发电电力时，所述控制装置判定所述剩余的发电电力是否能够全部由所述旋转电机消耗，

在所述控制装置判定为所述剩余的发电电力不能全部由所述旋转电机消耗时，使不能消耗的剩余的发电电力由所述旋转电机以外的电动伺服制动器消耗。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述发电装置为燃料电池。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述发电装置由其他的旋转电机构成，该其他的旋转电机由内燃机驱动。