JP2013172609A - 電動車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置から出力される電力を用いて電動機により走行駆動力を発生する電動車両において、走行駆動力の急激な変動によるドライバビリティの悪化を抑制する。
【解決手段】電動車両１００は、蓄電装置Ｂと、モータジェネレータ５０と、制御装置６０とを備える。モータジェネレータ５０は、蓄電装置Ｂから出力される電力を用いて走行駆動力を発生する。制御装置６０は、蓄電装置Ｂの負荷状態に基づいて、蓄電装置Ｂから出力可能な電力を示す出力可能電力Ｗｏｕｔを制限する。制御装置６０は、出力可能電力Ｗｏｕｔが制限されている状態からの復帰時、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況ほど、蓄電装置Ｂから出力される電力の上昇率を小さくする。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動車両およびその制御方法に関し、特に、蓄電装置から出力される電力を用いて電動機により走行駆動力を発生する電動車両およびその制御方法に関する。

特開平８−２３６０３号公報（特許文献１）は、走行用のエネルギーを蓄電池から得るようにした電気自動車の制御装置を開示する。この制御装置においては、蓄電池の電圧が低下している状態が所定時間継続すると、蓄電池の充電残量が少なくなってきたものと判断して、電動機のトルク指令を所定の減少割合で制限する。これにより、電動機のトルクが低下し、蓄電池の要求電力が低下するので、蓄電池の電圧が急激に低下することなく走行を継続することができる。

また、この制御装置においては、アクセルペダルの操作量が零になると、トルク指令の制限が解除される。これにより、アクセルペダルが再度踏込まれると蓄電装置の電圧はやはり低下するけれども、その状態が検出されるまでに所定の時間があるので、この時間内は加速に必要なトルクを発生することができる。その結果、必要に応じて、加速走行や高負荷走行を行なうことができるとされる（特許文献１参照）。

特開平８−２３６０３号公報 特開２００３−１９９２５８号公報 特開平１０−２４８１０４号公報

上記のように、特開平８−２３６０３号公報に記載の制御装置では、アクセルペダルの操作量が零になると、トルク指令の制限が解除される。しかしながら、トルク指令の制限を解除するときの具体的な手法については検討されていない。出力の制限解除は、速やかに行なわれることが望ましいとも思われるが、出力制限は解除されたものの、出力制限が再びかかりやすい状況のときにアクセルペダルが踏込まれると、加速直後に出力制限がかかることによりドライバビリティが悪化する。

そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置から出力される電力を用いて電動機により走行駆動力を発生する電動車両において、走行駆動力の急激な変動によるドライバビリティの悪化を抑制することである。

この発明によれば、電動車両は、蓄電装置と、電動機と、制御装置とを備える。電動機は、蓄電装置から出力される電力を用いて走行駆動力を発生する。制御装置は、蓄電装置の出力を制御する。制御装置は、制限制御部と、出力制御部とを含む。制限制御部は、蓄電装置の負荷状態に基づいて、蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を制限する。出力制御部は、制限制御部により出力可能電力が制限されている状態からの復帰時、制限制御部による出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、蓄電装置から出力される電力の上昇率を小さくする。

好ましくは、出力制御部は、蓄電装置の負荷状態に基づいて、制限制御部による出力可能電力の制限がかかりやすい状況であるか否かを判定する。

好ましくは、制御装置は、判定部を含む。判定部は、蓄電装置の状態を示す所定の評価関数に基づいて蓄電装置の負荷状態を判定する。そして、出力制御部は、判定部により負荷状態が高くないと判定されたとき、上記復帰時における上昇率を予め定められた第１の値とし、判定部により負荷状態が高いと判定されたとき、上記復帰時における上昇率を第１の値よりも小さい第２の値とする。

好ましくは、評価関数は、蓄電装置の入出力電流に基づく関数である。
また、好ましくは、出力制御部は、アクセルペダルの操作量の履歴に基づいて、蓄電装置の負荷状態を推定する。

また、好ましくは、出力制御部は、出力可能電力の制限量に基づいて、蓄電装置の負荷状態を推定する。

好ましくは、出力制御部は、上記復帰時、制限制御部による出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、出力可能電力の上昇率を小さくする。

また、好ましくは、出力制御部は、上記復帰時、制限制御部による出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、電動機のトルクの増加率を制限する。

また、好ましくは、出力制御部は、上記復帰時、制限制御部による出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、走行駆動力の増加率を制限する。

また、この発明によれば、制御方法は、電動車両の制御方法である。電動車両は、蓄電装置と、電動機とを備える。電動機は、蓄電装置から出力される電力を用いて走行駆動力を発生する。そして、制御方法は、蓄電装置の負荷状態に基づいて、蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力を制限するステップと、出力可能電力が制限されている状態からの復帰時、出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、蓄電装置から出力される電力の上昇率を小さくするステップとを含む。

好ましくは、上昇率を小さくするステップは、蓄電装置の負荷状態に基づいて、出力可能電力の制限がかかりやすい状況であるか否かを判定するステップを含む。

好ましくは、制御方法は、蓄電装置の状態を示す所定の評価関数に基づいて蓄電装置の負荷状態を判定するステップをさらに含む。そして、上昇率を小さくするステップは、負荷状態を判定するステップにより負荷状態が高くないと判定されたとき、上記復帰時における上昇率を予め定められた第１の値とするステップと、負荷状態を判定するステップにより負荷状態が高いと判定されたとき、上記復帰時における上昇率を第１の値よりも小さい第２の値とするステップとを含む。

好ましくは、上昇率を小さくするステップは、上記復帰時、出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、出力可能電力の上昇率を小さくするステップを含む。

この発明においては、蓄電装置の負荷状態に基づいて蓄電装置の出力可能電力（Ｗｏｕｔ）が制限される。そして、出力可能電力が制限されている状態からの復帰時、出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、蓄電装置から出力される電力の上昇率を小さくするので、出力可能電力の制限および復帰に伴なう急激な出力変動が抑制される。したがって、この発明によれば、走行駆動力の急激な変動によるドライバビリティの悪化を抑制することができる。

この発明の実施の形態による電動車両の全体構成図である。 蓄電装置の出力可能電力が変化する様子の一例を示した図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 評価関数の値と蓄電装置の負荷状態の判定との関係を示した図である。 図３に示す出力制御部の詳細な機能ブロック図である。 制御装置により実行される出力可能電力の上昇レート処理を説明するためのフローチャートである。 図６に示すステップＳ１０において実行される処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 評価関数の値に応じて設定される出力可能電力の上昇レートの一例を示した図である。 ２つの評価関数の値と蓄電装置の負荷状態の判定との関係を示した図である。

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。

図１は、この発明の実施の形態による電動車両の全体構成図である。図１を参照して、電動車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ３０と、インバータ４０と、モータジェネレータ５０と、駆動輪５５とを備える。また、電動車両１００は、電圧センサ７２と、電流センサ７４と、制御装置６０とをさらに備える。

蓄電装置Ｂは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置Ｂは、走行用の電力を蓄えており、昇圧コンバータ３０へ電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、車両の制動時等にモータジェネレータ５０によって発電される回生電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタも採用可能である。

昇圧コンバータ３０は、蓄電装置Ｂとインバータ４０との間に設けられる。昇圧コンバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧を蓄電装置Ｂの電圧以上に昇圧する。昇圧コンバータ３０は、たとえば、正極線ＰＬ１に接続されるリアクトルと、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間に直列接続される上下アームとを含む電流可逆チョッパ回路によって構成される。

インバータ４０は、制御装置６０からの信号ＰＷＩに基づいて、昇圧コンバータ３０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ５０へ出力し、モータジェネレータ５０を駆動する。また、インバータ４０は、車両の制動時等にモータジェネレータ５０により発電される交流電力を信号ＰＷＩに基づいて直流電力に変換し、正極線ＰＬ２へ出力する。インバータ４０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。

モータジェネレータ５０は、駆動輪５５に機械的に連結される交流電動発電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機によって構成される。モータジェネレータ５０は、インバータ４０によって駆動され、走行用の駆動力を発生する。また、モータジェネレータ５０は、車両の制動時等に車両の運動エネルギーを駆動輪５５から受けて発電する。なお、電動車両１００がハイブリッド車両であれば、モータジェネレータ５０は、図示されないエンジンに機械的に連結され、エンジンの動力を用いて発電し、かつ、エンジンの始動も行なうものとして、ハイブリッド車両に組み込まれるものであってもよい。

電圧センサ７２は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。電流センサ７４は、蓄電装置Ｂに入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。

制御装置６０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、昇圧コンバータ３０やインバータ４０、蓄電装置Ｂの入出力の制御等を実行する。

具体的には、制御装置６０は、アクセルペダルの操作量や車両速度等に基づいて、インバータ４０によりモータジェネレータ５０を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成されたＰＷＭ信号を信号ＰＷＩとしてインバータ４０へ出力する。また、制御装置６０は、モータジェネレータ５０の要求パワー等に基づいて、昇圧コンバータ３０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成されたＰＷＭ信号を信号ＰＷＣとして昇圧コンバータ３０へ出力する。

また、制御装置６０は、蓄電装置Ｂの充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）や負荷状態に基づいて、蓄電装置Ｂが出力可能な電力を示す出力可能電力Ｗｏｕｔを制御する。出力可能電力Ｗｏｕｔは、蓄電装置Ｂの過度な出力を抑制するために設定されるものであり、蓄電装置Ｂの出力電力が出力可能電力Ｗｏｕｔに達すると、蓄電装置Ｂの出力電力が出力可能電力Ｗｏｕｔを超えないようにモータジェネレータ５０の出力が制限される。蓄電装置Ｂの負荷状態は、蓄電装置Ｂの入出力状況や温度等によって変化し、たとえば、蓄電装置Ｂの入出力電流やその積算値が大きいときや、蓄電装置Ｂの温度が高いとき等は、蓄電装置Ｂの負荷状態が高いと判定され得る。この出力可能電力Ｗｏｕｔの制御については、後ほど詳しく説明する。

図２は、蓄電装置Ｂの出力可能電力Ｗｏｕｔが変化する様子の一例を示した図である。なお、点線は、従来技術による場合に出力可能電力Ｗｏｕｔが変化する様子を比較例として示したものである。

図２を参照して、評価関数値とは、蓄電装置Ｂの負荷状態を評価するための評価関数の値である。たとえば、評価関数は、蓄電装置Ｂに入出力される電流ＩＢあるいはその積算値等をパラメータとする関数であり、電流ＩＢやその積算値が大きいと評価関数の値が大きくなる。評価関数値がしきい値Ｗを超えると、蓄電装置Ｂを保護するために出力可能電力Ｗｏｕｔが制限されて低下する（以下、この出力可能電力Ｗｏｕｔが制限する制御を「保護制御」とも称する。）。また、評価関数値がしきい値Ｈ（＞しきい値Ｗ）を超えると、蓄電装置Ｂが高負荷状態であると判定され、高負荷判定フラグＦＬＧがオンされる。評価関数値がしきい値Ｌ（＜しきい値Ｈ，Ｗ）を下回ると、蓄電装置Ｂが低負荷状態であると判定され、高負荷判定フラグＦＬＧがオフされる。しきい値Ｈよりも低いしきい値Ｌを下回ったときに高負荷判定フラグＦＬＧをオフすることとしたのは、負荷状態の判定がしきい値近傍で不必要に頻繁に切替わるのを防止するためである。

時刻ｔ１において、評価関数値がしきい値Ｗを超えると、蓄電装置Ｂの上記保護制御が作動し、出力可能電力Ｗｏｕｔが低下する。時刻ｔ２において、停車により蓄電装置Ｂからの出力が零になると、評価関数値は減少する。評価関数値が減少すると、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限が解除される（出力可能電力Ｗｏｕｔが上昇する。）。なお、時刻ｔ２では、蓄電装置Ｂが高負荷状態であることを示す高負荷判定フラグＦＬＧがオフしているので、出力可能電力Ｗｏｕｔは、予め定められた上昇レートＡで復帰する。

時刻ｔ３において、評価関数値がしきい値Ｗを再び超えると、出力可能電力Ｗｏｕｔが再び低下する。時刻ｔ４において、評価関数値がさらにしきい値Ｈを超えると、蓄電装置Ｂが高負荷状態であると判定され、高負荷判定フラグＦＬＧがオンとなる。そして、この実施の形態では、高負荷判定フラグＦＬＧがオンのとき、出力可能電力Ｗｏｕｔが制限状態から復帰する際の出力可能電力Ｗｏｕｔの変化レートが、上昇レートＡから上昇レートＡよりも小さい上昇レートＣに切替えられる。

時刻ｔ５において、停車により蓄電装置Ｂからの出力が零になると、評価関数値が減少し、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限が解除される。ここで、高負荷判定フラグＦＬＧがオンしているので、出力可能電力Ｗｏｕｔは、上昇レートＡよりも小さい上昇レートＣで復帰する。これにより、出力可能電力Ｗｏｕｔの急激な変動が抑制され、その結果、走行駆動力の急激な変動によるドライバビリティの悪化が抑制される。

すなわち、時刻ｔ５において、停車により蓄電装置Ｂからの出力が零になると、従来技術では、点線で示されるように、出力可能電力Ｗｏｕｔは上昇レートＡで速やかに復帰する。しかしながら、蓄電装置Ｂの負荷状態が高く、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況で、時刻ｔ６において再び加速が開始されると、出力可能電力Ｗｏｕｔが再び制限されて低下し、蓄電装置Ｂの出力が急激に変動し得る。加速時における出力可能電力Ｗｏｕｔのこのような変動は、走行駆動力の急激な変動となり、ドライバビリティの悪化を招く。

そこで、この実施の形態では、出力可能電力Ｗｏｕｔが制限された状態から復帰する場合に、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況のとき、すなわち蓄電装置Ｂの負荷状態が高いときは、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを上昇レートＡから上昇レートＡよりも小さい上昇レートＣに切替えることによって、走行駆動力の急激な変動およびドライバビリティの悪化を抑制することとしたものである。

図３は、図１に示した制御装置６０の機能ブロック図である。図３を参照して、制御装置６０は、負荷状態判定部１０２と、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４と、出力制御部１０６と、走行制御部１０８とを含む。

負荷状態判定部１０２は、蓄電装置Ｂの負荷状態を示す所定の評価関数に基づいて、蓄電装置Ｂの負荷状態を判定する。上述のように、蓄電装置Ｂの負荷状態は、蓄電装置Ｂの入出力状況や温度等によって変化し、たとえば、蓄電装置Ｂの入出力電流やその積算値が大きいときや、蓄電装置Ｂの温度が高いとき等は、蓄電装置Ｂの負荷状態が高いと判定され得る。そして、評価関数は、そのような蓄電装置Ｂの負荷状態を評価するための関数である。一例として、評価関数は、蓄電装置Ｂに入出力される電流ＩＢに基づく関数であり、電流ＩＢやその積算値が大きいと評価関数の値が大きくなる。

そして、負荷状態判定部１０２は、図４に示すように、蓄電装置Ｂの負荷状態が高いことを示すしきい値Ｈを評価関数値が超えると、蓄電装置Ｂが高負荷状態であると判定し、出力制御部１０６に出力される高負荷判定フラグＦＬＧをオンにする。また、負荷状態判定部１０２は、蓄電装置Ｂの負荷状態が低下したことを示すしきい値Ｌ（図４）を評価関数値が下回ると、蓄電装置Ｂが低負荷状態であると判定し、高負荷判定フラグＦＬＧをオフにする。

Ｗｏｕｔ制限制御部１０４は、蓄電装置Ｂの負荷状態に基づいて、蓄電装置Ｂの出力可能電力Ｗｏｕｔを制限する。具体的には、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４は、まず、蓄電装置ＢのＳＯＣや温度等に基づいて、出力可能電力Ｗｏｕｔのデフォルト値を設定する。このデフォルト値は、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４により出力可能電力Ｗｏｕｔが制限されていないときの値であり、予め準備されたマップや式を用いて設定される。

そして、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４は、負荷状態判定部１０２によって算出された評価関数値を負荷状態判定部１０２から受け、評価関数値がしきい値Ｗ（図４）を超えると、出力可能電力Ｗｏｕｔをデフォルト値から低下させることにより出力可能電力Ｗｏｕｔを制限する。なお、しきい値Ｗは、しきい値Ｈよりも小さく、しきい値Ｌよりも大きい値に設定される。

停車等により評価関数の値が減少すると、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４は、出力可能電力Ｗｏｕｔを復帰させる。Ｗｏｕｔ制限制御部１０４により演算される出力可能電力Ｗｏｕｔの復帰レートは、上昇レートＡ（図２）である。なお、蓄電装置Ｂの負荷状態が高い場合に出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを上昇レートＣ（図２）に制限する制御は、後述の出力制御部１０６によって実行される。Ｗｏｕｔ制限制御部１０４は、評価関数値がしきい値Ｗを超えると出力可能電力Ｗｏｕｔを制限する制限処理を施した出力可能電力をＷｏｕｔＡとして出力制御部１０６へ出力する。

出力制御部１０６は、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４により出力可能電力Ｗｏｕｔが制限されている状態からの復帰時に、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限が再びかかりやすい状況のときは、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを上昇レートＡから上昇レートＣ（＜Ａ）に変更する。出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況か否かは、負荷状態判定部１０２から受ける高負荷判定フラグＦＬＧによって判定される。すなわち、高負荷判定フラグＦＬＧがオンされているとき、出力制御部１０６は、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況であると判定する。

そして、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況のとき、出力制御部１０６は、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４から受ける出力可能電力ＷｏｕｔＡに対して上昇レートを上昇レートＣに制限するレート処理を施し（図２）、そのレート処理された出力可能電力をＷｏｕｔＢとして走行制御部１０８へ出力する。

走行制御部１０８は、アクセルペダルの操作量や車速等からモータジェネレータ５０の目標トルクを算出し、その算出された目標トルクおよび車速等からモータジェネレータ５０の目標パワーを算出する。走行制御部１０８は、出力制御部１０６から受ける出力可能電力ＷｏｕｔＢをモータジェネレータ５０の目標パワーが超えるときは、モータジェネレータ５０の目標パワーを出力可能電力ＷｏｕｔＢに制限する。

そして、走行制御部１０８は、出力可能電力ＷｏｕｔＢによる上限処理が施された目標パワーからモータジェネレータ５０のトルク指令値を算出し、そのトルク指令値で示されるトルクをモータジェネレータ５０が出力するように信号ＰＷＩを生成してインバータ４０へ出力する。

さらに、走行制御部１０８は、出力可能電力ＷｏｕｔＢによる上限処理が施された目標パワーに基づいて昇圧コンバータ３０による昇圧電圧の目標値を算出し、昇圧電圧がその目標値になるように信号ＰＷＣを生成して昇圧コンバータ３０へ出力する。

図５は、図３に示した出力制御部１０６の詳細な機能ブロック図である。図５を参照して、出力制御部１０６は、Ｗｏｕｔ上昇レート設定部１１２と、Ｗｏｕｔレート処理部１１４とを含む。

Ｗｏｕｔ上昇レート設定部１１２は、負荷状態判定部１０２（図３）から高負荷判定フラグＦＬＧを受ける。そして、高負荷判定フラグＦＬＧがオフのとき、Ｗｏｕｔ上昇レート設定部１１２は、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートＲＴを上昇レートＡに設定する。一方、高負荷判定フラグＦＬＧがオンのときは、Ｗｏｕｔ上昇レート設定部１１２は、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートＲＴを上昇レートＡから上昇レートＣに切替える。

Ｗｏｕｔレート処理部１１４は、Ｗｏｕｔ制限制御部１０４（図３）から出力可能電力ＷｏｕｔＡを受ける。Ｗｏｕｔレート処理部１１４は、出力可能電力ＷｏｕｔＡに対してその上昇レートを上昇レートＲＴとするレート処理を施す。すなわち、高負荷判定フラグＦＬＧがオンのときは、出力可能電力ＷｏｕｔＡに対して変化レートを上昇レートＣに制限するレート処理が施される。そして、Ｗｏｕｔレート処理部１１４は、そのレート処理された出力可能電力をＷｏｕｔＢとして走行制御部１０８（図３）へ出力する。

図６は、制御装置６０により実行される出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レート処理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。図６を参照して、制御装置６０は、蓄電装置Ｂの負荷状態を判定するための判定処理を実行する（ステップＳ１０）。

図７は、図６に示したステップＳ１０において実行される処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、制御装置６０は、蓄電装置Ｂの負荷状態を判定するための上記評価関数の値が、蓄電装置Ｂの負荷状態が高いことを示すしきい値Ｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。評価関数値がしきい値Ｈ以上であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、蓄電装置Ｂが高負荷状態であると判定し、高負荷判定フラグＦＬＧをオンにする（ステップＳ１２０）。

一方、ステップＳ１１０において、評価関数値がしきい値Ｈよりも小さいと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置６０は、評価関数値が、蓄電装置Ｂの負荷状態が低いことを示すしきい値Ｌ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。評価関数値がしきい値Ｌ以下であると判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、蓄電装置Ｂが低負荷状態であると判定し、高負荷判定フラグＦＬＧをオフにする（ステップＳ１４０）。なお、ステップＳ１３０において評価関数値がしきい値Ｌよりも大きいと判定されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、制御装置６０は、ステップＳ１５０へ処理を移行する。

再び図６を参照して、制御装置６０は、ステップＳ１０における判定処理の結果に基づいて、蓄電装置Ｂの負荷状態が高負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。蓄電装置Ｂの負荷状態が高負荷状態でない（高負荷判定フラグＦＬＧオフ）と判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、制御装置６０は、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを上昇レートＡに設定する（ステップＳ３０）。

一方、ステップＳ２０において、蓄電装置Ｂの負荷状態が高負荷状態である（高負荷判定フラグＦＬＧオン）と判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを上昇レートＣ（＜Ａ）に設定する（ステップＳ４０）。その後、制御装置６０は、ステップＳ５０へ処理を移行する。

次いで、制御装置６０は、出力可能電力Ｗｏｕｔが制限されている状態から復帰するときの出力可能電力Ｗｏｕｔのレート処理を実行する（ステップＳ５０）。具体的には、出力可能電力Ｗｏｕｔが制限状態から復帰するときの出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートをステップＳ３０またはＳ４０において設定された値に制限する。なお、このステップＳ５０によるレート処理が施された出力可能電力Ｗｏｕｔの動きは、図２に示したとおりである。

以上のように、この実施の形態においては、蓄電装置Ｂの負荷状態に基づいて蓄電装置Ｂの出力可能電力Ｗｏｕｔが制限される。そして、出力可能電力Ｗｏｕｔが制限されている状態からの復帰時、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況ほど、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを小さくするので、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限および復帰に伴なう急激な出力変動が抑制される。したがって、この実施の形態によれば、走行駆動力の急激な変動によるドライバビリティの悪化を抑制することができる。

また、この実施の形態においては、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況は、蓄電装置Ｂの負荷状態に基づいて判定される。そして、蓄電装置Ｂの負荷状態は、蓄電装置Ｂの状態を示す評価関数に基づいて判定される。したがって、この実施の形態によれば、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況を正確に判定することができ、出力可能電力Ｗｏｕｔを制限状態から復帰する際の出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートが不必要に小さくされるのを回避することができる。

なお、上記の実施の形態においては、評価関数の値がしきい値Ｈを超えることによって蓄電装置Ｂの負荷状態が高いと判定されたときに、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを小さくするものとしたが、評価関数の値に応じて出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを変化させるようにしてもよい。具体的には、評価関数の値が大きいほど出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを小さくしてもよい。

図８は、評価関数の値に応じて設定される出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートの一例を示した図である。図８を参照して、Ｅ１〜Ｅ５は、評価関数の値を示し、Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４＜Ｅ５の関係がある。評価関数値がＥ２以下のときは、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートは、蓄電装置Ｂの負荷状態が低いときの上昇レートＡに設定される。評価関数値がＥ３になると、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートは、上昇レートＡの０．５倍に設定される。そして、評価関数値がＥ４になると、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートは、上昇レートＡの０．２倍に設定され、評価関数値がＥ５になると、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートは、上昇レートＡの０．１倍に設定される。

これにより、蓄電装置Ｂの負荷状態に応じて、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートをきめ細やかに設定することができる。

また、蓄電装置Ｂの負荷状態を評価するための評価関数は複数でもよい。たとえば、蓄電装置Ｂに入出力される電流ＩＢに基づく上記の評価関数や、蓄電装置Ｂの温度に基づく他の評価関数を設けてもよい。そして、複数の評価関数の値に基づいて、蓄電装置Ｂの負荷状態を評価するようにしてもよい。

図９は、２つの評価関数の値と蓄電装置の負荷状態の判定との関係を示した図である。図９を参照して、評価関数１は、たとえば、蓄電装置Ｂに入出力される電流ＩＢに基づく関数であり、評価関数２は、たとえば、蓄電装置Ｂの温度に基づく関数である。評価関数１の値がしきい値Ｈ１を超えるか、または評価関数２の値がしきい値Ｈ２を超えると、蓄電装置Ｂの負荷状態が高いと判定される。

そして、評価関数１がしきい値Ｌ１を下回っており、かつ、評価関数２がしきい値Ｌ２を下回っているとき、蓄電装置Ｂの負荷状態は低いものと判定される。なお、評価関数１の値がしきい値Ｗ１を超えるか、または評価関数２の値がしきい値Ｗ２を超えると、蓄電装置Ｂを保護するために出力可能電力Ｗｏｕｔを制限する上記保護制御が実行される。

なお、特に図示しないが、評価関数１，２の値がそれぞれしきい値Ｈ１，Ｈ２を超えた場合に、蓄電装置Ｂの負荷状態が高いものと判定するようにしてもよい。また、３つ以上の評価関数の値に基づいて、蓄電装置Ｂの負荷状態を評価してもよい。

また、上記の実施の形態においては、評価関数に基づいて蓄電装置Ｂの負荷状態を評価し、その評価結果に基づいて出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況か否かを判定するものとしたが、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況か否かを、評価関数に代わる指標を用いて判定してもよい。たとえば、上記保護制御による出力可能電力Ｗｏｕｔの制限量に基づいて、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況か否かを判定してもよい。すなわち、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限量が大きいとき、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況であると判定してもよい。

あるいは、アクセルペダルの操作量の履歴に基づいて、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況か否かを判定してもよい。たとえば、アクセルペダルが大きく踏込まれる頻度が高い場合に、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況であると判定してもよい。

また、上記においては、出力可能電力Ｗｏｕｔの復帰時に出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況のとき（蓄電装置Ｂの負荷状態が高いとき）、出力可能電力Ｗｏｕｔの上昇レートを小さくすることにより出力可能電力Ｗｏｕｔの急激な変動を抑制するものとしたが、その他の手段によって出力可能電力Ｗｏｕｔの変動を抑制してもよい。たとえば、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況のとき、モータジェネレータ５０のトルクの増加レートを制限することによって蓄電装置Ｂの出力電力の上昇レートを制限し、出力可能電力Ｗｏｕｔの急激な変動を抑制するようにしてもよい。あるいは、出力可能電力Ｗｏｕｔの制限がかかりやすい状況のとき、走行駆動力の増加レートを制限することによって蓄電装置Ｂの出力電力の上昇レートを制限し、出力可能電力Ｗｏｕｔの急激な変動を抑制するようにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、蓄電装置Ｂとインバータ４０との間に昇圧コンバータ３０を備えるものとしたが、この発明は、昇圧コンバータ３０を備えない車両にも適用可能である。

また、上記においては、モータジェネレータ５０を搭載した電気自動車を用いて説明したが、この発明の適用範囲は、電気自動車に限定されず、エンジンをさらに搭載したハイブリッド車や燃料電池をさらに搭載した燃料電池車等も含む。

なお、上記において、モータジェネレータ５０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応し、制御装置６０のＷｏｕｔ制限制御部１０４は、この発明における「制限制御部」の一実施例に対応する。また、負荷状態判定部１０２は、この発明における「判定部」の一実施例に対応する。

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。

３０ 昇圧コンバータ、４０ インバータ、５０ モータジェネレータ、５５ 駆動輪、６０ 制御装置、７２ 電圧センサ、７４ 電流センサ、１００ 電動車両、１０２ 負荷状態判定部、１０４ Ｗｏｕｔ制限制御部、１０６ 出力制御部、１０８ 走行制御部、１１２ Ｗｏｕｔ上昇レート設定部、１１４ Ｗｏｕｔレート処理部、Ｂ 蓄電装置。

Claims (13)

1. 蓄電装置と、
   前記蓄電装置から出力される電力を用いて走行駆動力を発生する電動機と、
   前記蓄電装置の出力を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の負荷状態に基づいて、前記蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力を制限する制限制御部と、
   前記制限制御部により前記出力可能電力が制限されている状態からの復帰時、前記制限制御部による前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、前記蓄電装置から出力される電力の上昇率を小さくする出力制御部とを含む、電動車両。
2. 前記出力制御部は、前記蓄電装置の負荷状態に基づいて、前記制限制御部による前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況であるか否かを判定する、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記制御装置は、前記蓄電装置の状態を示す所定の評価関数に基づいて前記蓄電装置の負荷状態を判定する判定部をさらに含み、
   前記出力制御部は、前記判定部により前記負荷状態が高くないと判定されたとき、前記復帰時における前記上昇率を予め定められた第１の値とし、前記判定部により前記負荷状態が高いと判定されたとき、前記復帰時における前記上昇率を前記第１の値よりも小さい第２の値とする、請求項２に記載の電動車両。
4. 前記評価関数は、前記蓄電装置の入出力電流に基づく関数である、請求項３に記載の電動車両。
5. 前記出力制御部は、アクセルペダルの操作量の履歴に基づいて、前記蓄電装置の負荷状態を推定する、請求項２に記載の電動車両。
6. 前記出力制御部は、前記出力可能電力の制限量に基づいて、前記蓄電装置の負荷状態を推定する、請求項２に記載の電動車両。
7. 前記出力制御部は、前記復帰時、前記制限制御部による前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、前記出力可能電力の上昇率を小さくする、請求項１から６のいずれかに記載の電動車両。
8. 前記出力制御部は、前記復帰時、前記制限制御部による前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、前記電動機のトルクの増加率を制限する、請求項１から６のいずれかに記載の電動車両。
9. 前記出力制御部は、前記復帰時、前記制限制御部による前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、前記走行駆動力の増加率を制限する、請求項１から６のいずれかに記載の電動車両。
10. 電動車両の制御方法であって、
    前記電動車両は、
    蓄電装置と、
    前記蓄電装置から出力される電力を用いて走行駆動力を発生する電動機とを備え、
    前記制御方法は、
    前記蓄電装置の負荷状態に基づいて、前記蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力を制限するステップと、
    前記出力可能電力が制限されている状態からの復帰時、前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、前記蓄電装置から出力される電力の上昇率を小さくするステップとを含む、電動車両の制御方法。
11. 前記上昇率を小さくするステップは、前記蓄電装置の負荷状態に基づいて、前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況であるか否かを判定するステップを含む、請求項１０に記載の電動車両の制御方法。
12. 前記蓄電装置の状態を示す所定の評価関数に基づいて前記蓄電装置の負荷状態を判定するステップをさらに含み、
    前記上昇率を小さくするステップは、
    前記負荷状態を判定するステップにより前記負荷状態が高くないと判定されたとき、前記復帰時における前記上昇率を予め定められた第１の値とするステップと、
    前記負荷状態を判定するステップにより前記負荷状態が高いと判定されたとき、前記復帰時における前記上昇率を前記第１の値よりも小さい第２の値とするステップとを含む、請求項１１に記載の電動車両の制御方法。
13. 前記上昇率を小さくするステップは、前記復帰時、前記出力可能電力の制限がかかりやすい状況ほど、前記出力可能電力の上昇率を小さくするステップを含む、請求項１０から１２のいずれかに記載の電動車両の制御方法。

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