JP2014050303A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、電気自動車においてインバータの入力側に接続されているコンデンサに出入りするリプル電流とコンデンサの発熱量を正確に推定する。
【解決手段】本明細書が開示する電気自動車は、走行用のモータ５ａ、５ｂと、モータに電力を供給するバッテリ３と、バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータに供給するインバータ回路１６ａ、１６ｂと、インバータの入力端の正極と負極の間に接続されているコンデンサ１５と、制御器９を備えている、制御器９は、インバータとモータの間に流れる電流と、インバータの変調率と、インバータの入力電圧に基づいて、コンデンサのリプル電流を推定する。制御器９はさらに、推定したリプル電流に基づいてコンデンサの発熱量を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車に関する。本明細書における「電気自動車」には、モータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車や燃料電池車を含む。

電気自動車は、バッテリの直流電力をモータ駆動に適した周波数の交流電力に変換するインバータを備える。また、電気自動車の中には、電圧コンバータによってバッテリの出力電圧を昇圧してからインバータに供給するタイプがある。電圧コンバータの出力（インバータに入力される電流）を平滑化するため、あるいは、回生時にインバータが出力する電流を平滑化するため、電気自動車はインバータの入力端（バッテリに接続する側の端子）の正極と負極の間にコンデンサを備える。コンデンサは、内部抵抗を有するため、電流の出入りに伴って発熱する。インバータのスイッチング素子、あるいは、電圧コンバータのスイッチング素子のスイッチング動作により電流が脈動し、その脈動がコンデンサへの電流の出入りとなって発熱する。電気自動車の場合、大出力の走行用モータに合わせてコンデンサは大容量であるため、発熱量も大きい。スイッチング動作に伴う電流の脈動はリプル電流と呼ばれる。以下では、説明の便宜上、スイッチング素子の動作に起因してコンデンサに出入りするリプル電流を「コンデンサのリプル電流」あるいは単に「リプル電流」と表現する。

上記のコンデンサの発熱を抑える技術が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、コンデンサの温度が許容温度を上回る場合、インバータの出力を抑える、あるいは、インバータ冷却器の能力を上げる、というものである。コンデンサの温度は、インバータの冷媒温度、エンジンの冷媒温度、及び、インバータの出力から推定する。

また、コンデンサの発熱による温度上昇を考慮してコンデンサの寿命を推定する技術が特許文献２、３に開示されている。特許文献２の技術は、回路の電流からコンデンサのリプル電流を推定し、そのリプル電流から発熱量を推定する。また、特許文献３の技術は、リプル電圧、コンデンサ温度、コンデンサに流れる電流からコンデンサの寿命を推定する。

特開２００９−０１２７０２号公報 特開２００６−１６６５６９号公報 特開２０１０−１９３６２７号公報

特許文献２に記載されているように、コンデンサの発熱はリプル電流に依存する。そこで、コンデンサの発熱量を推定するには、リプル電流をできるだけ正確に推定することが望ましい。本明細書は、リプル電流を従来よりも正確に推定し、その推定値を使ってコンデンサの発熱量を推定する技術を提供する。さらに、本明細書は、２個のモータとエンジンを有するハイブリッド車特有の構造を利用し、車両の走行能力の低下を少なくしつつコンデンサの発熱量を抑制する技術を提供する。

リプル電流を従来よりも正確に推定し、その推定値を使ってコンデンサの発熱量を推定する技術の一つとして、本明細書が開示する電気自動車は、インバータとモータの間に流れる電流と、インバータの変調率と、インバータの入力電圧（バッテリ側の端子間電圧）に基づいて、コンデンサのリプル電流を推定するととともに、推定したリプル電流に基づいてコンデンサの発熱量を推定する制御器を備える。リプル電流の大きさは、（１）コンデンサに流れる電流大きさ、（２）インバータの変調率（デューティ比）、及び、（３）インバータの入力電圧、に影響される。それゆえ、本明細書が開示する電気自動車は、上記３つの物理量をパラメータとしてリプル電流を推定する。上記３つの物理量をパラメータとすることによって、従来よりも正確にリプル電流を推定することができる。なお、（１）のコンデンサに流れる電流の大きさは、前述したように、インバータとモータの間に流れる電流に相当する。より詳しくは、インバータとモータの間に流れる電流とは、モータを駆動源として用いる場合には、インバータからモータへ供給する電流であり、回生時にはモータが発電してインバータへ供給する電流である。後者の場合は、モータで発電した電力でバッテリを充電する際、モータが発生する交流電力はインバータで直流に変換されバッテリへと供給される。その間にリプル電流が発生する。リプル電流はコンデンサに出入りすることで平滑化されるがその際に発熱が生じる。以下では、説明の便宜上、インバータとモータの間に流れる電流を、単に「モータ電流」と称する。

上記３つのパラメータからリプル電流を得る処理は、予め実験やシミュレーション等でマップ化しておけばよい。すなわち３つのパラメータを入力変数としリプル電流を出力変数とする関係を予め求めておけばよい。全てをマップ化するとデータ量が大きくなる。そこで、特定の一つあるいは二つのパラメータを固定した上で残りのパラメータとリプル電流の関係をマップ化しておき、特定の一つまたは二つのパラメータに応じてマップ上のリプル電流に係数を乗じて最終的に現在のリプル電流を求めることも好適である。例えば、特定の変調率（デューティ比）と入力電圧の下でモータ電流とリプル電流の関係をマップ化しておき、実際のデューティ比と入力電圧に基づいて係数を決定し、マップから求めたリプル電流に係数を乗じて現在のリプル電流を推定する。リプル電流の求め方の一つの具体的な処理は実施例にて説明する。

本明細書が開示する技術の別の側面は、２個のモータとエンジンを有するハイブリッド車特有の構造を利用し、車両の走行能力の低下を少なくしつつコンデンサの発熱量を抑制する技術を提供する。一つの典型的なハイブリッド車は、エンジンと、走行のための駆動と発電の双方に用いられるモータであってエンジンの駆動力によって発電する第１モータと、走行のための駆動と発電の双方に用いられるモータであって第１モータよりも先に駆動源として用いられる第２モータを備える。そのような駆動系を有するハイブリッド車において、コンデンサの発熱を防止する制御器は、推定した発熱量が所定の発熱量閾値を超えている場合、バッテリの残量が所定の残量閾値よりも高いときは第１モータの電流（第１モータとインバータの間に流れる電流）を抑制し、バッテリの残量が所定の残量閾値よりも低いときは第２モータの電流（第２モータとインバータの間に流れる電流）を抑制する。バッテリ残量は通称、ＳＯＣ（State Of Charge）と呼ばれるので本明細書でも以後、バッテリ残量を「バッテリのＳＯＣ」と称する。

第１モータと第２モータは、高トルクが必要な場合は双方ともに駆動に用いられる。即ち、バッテリの電力によって２つのモータは共にトルクを発生する。しかし、第１モータは発電を主たる使用目的としており、エンジンの駆動力によって発電する。また、第２モータも発電するが、専ら回生時の発電に用いられる。具体的には、次のドライブトレインを有すると、第１モータと第２モータがそのような使い分けをするのに適している。そのドライブトレインは、プラネタリギアで構成されており、第１モータの出力がサンギアに入力され、エンジンの出力がプラネタリキャリアに入力され、第２モータの出力がリングギアに入力される。

第１モータと第２モータを上記の使い分けで用いる場合、ＳＯＣが高ければそれ以上発電する必要性が低いので、第１モータの電流を制限しても走行性能に与える影響は小さい。逆にバッテリのＳＯＣが低い場合は、第１モータで発電する頻度が高まるので、第１モータではなく第２モータの電流を制限するのがよい。コンデンサの発熱量が大きくなると予想される場合に、ＳＯＣに応じて電流制限するモータを選択することによって、走行性能の低下を抑えつつ、コンデンサの発熱量を低減することが可能となる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電気自動車（ハイブリッド車）の駆動系のブロック図である。 モータ電流とリプル電流の関係の一例を表すグラフである。 インバータのデューティ比とリプル電流の第１補正係数との関係の一例を示すグラフである。 インバータの入力電圧とリプル電流の第２補正係数との関係の一例を示すグラフである。 動力分配機構のギア構造を示すスケルトン図である。 動力分配機構の共線図である。 モータのＴＮ線図の一例である。 モータ電流とコンデンサ発熱量の関係を記したマップの一例である。

図面を参照して実施例の電気自動車を説明する。実施例の電気自動車は、走行用に二つのモータ５ａ、５ｂと一つのエンジン４を有するハイブリッド車２である。なお、図中では、第１モータ５ａには「ＭＧ１」の文字を付しており、第２モータ５ｂには「ＭＧ２」の文字を付してある。「ＭＧ」は、「モータジェネレータ」を意味する文字であり、第１、第２モータ５ａ、５ｂが、走行のための駆動力（トルク）を出力する機能と、発電する機能を兼ね備えていることを表している。

ハイブリッド車２の駆動系は、主に、メインバッテリ３、パワーコントロールユニット１０（以下、ＰＣＵ１０）、制御器９、第１及び第２モータ５ａ、５ｂ、エンジン４、及び、動力分配機構３０で構成されている。

メインバッテリ３は、第１、第２モータに供給する電力を蓄えるバッテリであり、その出力電圧は例えば３００ボルトである。なお、ハイブリッド車２は、メインバッテリ３の他に、電気回路やナビゲーション、ルームランプなど低電圧駆動のデバイスに電力を供給するサブバッテリも備える。サブバッテリの出力電圧は例えば１２ボルトである。

メインバッテリ３の出力はＰＣＵ１０に入力される。ＰＣＵ１０は、メインバッテリ３の出力電圧を昇圧するコンバータ回路１３と、昇圧された直流電力を交流に変換し、２個のモータの夫々に供給するインバータ回路１６ａ、１６ｂを含む。コンバータ回路１３の入力側と、インバータ回路の入力側には、それぞれ、電流を平滑化するコンデンサ１２、１５が正極と負極の間に接続されている。

第１インバータ回路１６ａは第１モータ５ａに交流電力を供給し、第２インバータ回路１６ｂは第２モータ５ｂに交流電力を供給する。インバータ回路１６ａ、１６ｂは複数のスイッチング素子（トランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴ）を備え、夫々のスイッチング素子を適宜にＯＮ／ＯＦＦして直流を交流に変換する。コンバータ回路１３はスイッチング素子とリアクトルを備え、スイッチング素子を適宜にＯＮ／ＯＦＦすることで電圧を昇圧する。なお、インバータ回路１６ａ、１６ｂは、モータが発電した交流電力を直流に変換することもでき、また、コンバータ回路１３は、モータが発電した交流電力をインバータが直流電力に変換した後の電圧をメインバッテリ３の充電に適した電圧まで降圧する機能も有する。インバータ回路とコンバータ回路の具体的な構成は良く知られているので詳細な説明は省略する。

ＰＣＵ１０は大電流を扱うので内部の素子やコンデンサが発熱する。そこで、ＰＣＵ１０は冷却器２０を備える。冷却器２０は、冷媒を循環させる冷却管２３、冷媒を冷却するラジエータ２２、冷媒を送り出すポンプ２１で構成される。

冷却管２３の途中には、冷媒温度を計測する温度センサ２５が備えられている。また、インバータ回路１６ａ（１６ｂ）とモータ５ａ（５ｂ）の間のパワーケーブルには電流センサ１７ａ（１７ｂ）が備えられている。さらに、メインバッテリ３には、バッテリの残量（ＳＯＣ）を計測するＳＯＣセンサ２４が備えられている。また、コンバータ回路１３とインバータ回路１６ａ、１６ｂの間には、インバータ回路の入力電圧（バッテリ側の端子間電圧）を計測する電圧センサ１４が備えられている。それらのセンサデータは制御器９に送られる。制御器９は、それらのセンサデータ、さらには、図示しないモータ回転数センサ、車速センサ、アクセル開度センサなどのセンサデータに基づいて、コンバータ回路１３とインバータ回路１６ａ、１６ｂに与えるＰＷＭ信号を生成し、それらの回路に供給する。

２個のモータ５ａ、５ｂの出力軸と、エンジン４の出力軸は、動力分配機構３０に連結されている。動力分配機構３０は、２個のモータとエンジン４の出力トルクを合成して車軸６に出力したり、エンジン４の出力トルクを車軸６と第１モータ５ａに分配する。動力分配機構３０の詳しい構造は図５を参照して後述する。駆動源のトルクは車軸６からデファレンシャルギア７を介して車輪８へと伝達される。

先に述べたように、コンバータ回路１３、インバータ回路１６ａ、１６ｂは、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作により所望の出力を得る。出力電流には、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作に起因する脈動が含まれる。この電流の脈動はリプル電流と呼ばれる。リプル電流はコンデンサ１５（あるいはコンデンサ１２）で吸収され平滑化される。逆に言えば、リプル電流は、コンデンサ１５に対する周期的な電流の出入りとなる。コンデンサには内部抵抗が存在し、その内部抵抗に周期的に電流が流れることにより発熱する。ハイブリッド車の駆動系は大電流を扱うため、発熱量も大きい。制御器９は、コンデンサ１５の発熱を抑えるべく、コンデンサ１５に出入りするリプル電流を推定し、さらに推定したリプル電流から発熱量を推定する。制御器９は、推定した発熱量が所定の発熱量閾値を超える場合、モータ電流を抑制する。次に、リプル電流と発熱量の推定の原理を説明する。

リプル電流Ｉｒｐは、モータ電流（インバータからモータへ供給する電流あるいはモータが発電してインバータへ供給する電流）と、インバータの変調率と、インバータの入力電圧に依存する。ここで、インバータからモータへ供給する電流は、モータに駆動力を出させるために、メインバッテリ３の電力を入力としてインバータが出力する交流電流に相当する。他方、モータが発電してインバータへ供給する電流は、エンジン４の駆動力によって、あるいは、車両の運動エネルギによってモータを回転させ、そのモータが発電してインバータへ供給される電流に相当する。いずれも、インバータとモータを繋ぐパワーケーブルに備えられた電流センサ１７ａ、１７ｂで検出される。インバータからモータへ供給する電流と、モータが発電してインバータへ供給する電流を総称してモータ電流Ｉｍと称する。

インバータの変調率は、インバータがＰＷＭ制御の場合はＰＷＭ信号のデューティ比Ｄｔに相当する。インバータが矩形制御を行う場合、矩形制御はデューティ比５０％のＰＷＭ制御に実質的に相当するので、矩形制御の場合は、変調率は５０％（０．５）である。以下では、インバータの変調率をデューティ比Ｄｔで表す。ＰＷＭ信号は車速やアクセル開度に応じて制御器９が生成するので、デューティ比Ｄｔは制御器９にとって既知である。インバータの入力電圧ＶＨは、電圧センサ１４によって計測される。

リプル電流Ｉｒｐは、ＰＣＵ１０の具体的な構成に依存する。それゆえ、リプル電流Ｉｒｐは、実験やシミュレーションなどにより、モータ電流Ｉｍ、デューティ比Ｄｔ、入力電圧ＶＨをパラメータとしたマップあるいは関数の形で事前に特定されており、制御器９に記憶されている。一部を関数化したマップの一例を以下に説明する。

図２は、デューティ比Ｄｔ＝５０［％］、入力電圧ＶＨ＝ＶＨｍａｘ［Ｖ］の場合のモータ電流とリプル電流の関係の一例を示す。図２における（すなわち、デューティ比Ｄｔ＝５０［％］、入力電圧ＶＨ＝ＶＨｍａｘ［Ｖ］という条件下での）、モータ電流Ｉｍに対するリプル電流を基準リプル電流Ｉｒｐ＿ｂと称することにする。制御器９には図２の関係が記憶されており、制御器９は、電流センサ１７ａ、１７ｂによって計測したモータ電流Ｉｍ（電流センサ１７ａ、１７ｂの計測値の合計）に対する基準リプル電流Ｉｒｐ＿ｂを図２の関係から特定する。基準リプル電流Ｉｒｐ＿ｂは、デューティ比Ｄｔ＝５０％、入力電圧ＶＨ＝ＶＨｍａｘのときの値であるから、この値を、現在のデューティ比Ｄｔ＿ｃと現在の入力電圧ＶＨ＿ｃに応じた係数で補正する。図３に、デューティ比Ｄｔに応じた係数（第１係数Ｋ１）の一例を示す。なお、ＰＷＭ制御はデューティ比Ｄｔ＝５０［％］の場合が最も効率が高く、５０［％］から離れるに従い効率が低下する。それゆえ、デューティ比Ｄｔ＝５０［％］に対する第１係数Ｋ１はＫ１＝１．０であり、５０［％］から離れるに従い小さくなる。

図３の関係も制御器９に予め記憶されている。制御器９は、現在のデューティ比Ｄｔ＿ｃに対応する第１係数Ｋ１＿ｃを図３のグラフ（記憶している関係）から特定する。また、図２以降のグラフでは電流の単位を［Ａ］としているが、電流は交流であるので、正確には平方二乗平均であることに留意されたい。

図４に、インバータの入力電圧ＶＨに応じた係数（第２係数Ｋ２）の一例を示す。図４の関係も制御器９に予め記憶されている。制御器９は、現在の入力電圧ＶＨ＿ｃに対応する第２係数Ｋ２＿ｃを図４のグラフ（記憶している関係）から特定する。なお、入力電圧最大（ＶＨ＝ＶＨｍａｘ）に対する第２係数Ｋ２はＫ２＝１．０である。

第１係数Ｋ１＿ｃ、第２係数Ｋ２＿ｃが求まると、制御器９は、現在のリプル電流Ｉｒｐ＿ｃを、次の式（１）にて推定する。

制御器９は、コンデンサ１５の時間ｄｔ当たりの発熱量を、コンデンサ１５の時間ｄｔ当たりの温度増加分ｄＴとして次の式（２）を使って推定する。

式（２）において、ＥＳＲはコンデンサ１５の内部抵抗である。ＥＳＲの値は予め測定され、制御器９に記憶される。一方、制御器９は、温度センサ２５によって計測する冷媒温度Ｔｗを、コンデンサ１５の温度近似値（推定値）として用いる。制御器９は、時間ｄｔ後のコンデンサ１５の温度Ｔｃを、Ｔｃ＝Ｔｗ＋ｄＴで推定する。

制御器９は、時間ｄｔ後のコンデンサ推定温度Ｔｃが予め定められた温度閾値Ｔｔｈを超えている場合、モータ電流Ｉｍを制限し、それ以上の発熱を抑制する。別言すれば、制御器９は、時間ｄｔ後のコンデンサ発熱量ｄＴが所定の発熱量閾値ｄＴ＿ｔｈ（＝Ｔｔｈ−Ｔｗ）を超えている場合、モータ電流Ｉｍを制限する。

ハイブリッド車２は、モータ電流Ｉｍ、インバータのデューティ比Ｄｔ（変調率）、及び、インバータへの入力電圧ＶＨをパラメータとしてコンデンサ１５のリプル電流Ｉｒｐを推定し、さらにそのリプル電流Ｉｒｐからコンデンサ１５の発熱量ｄＴを推定する。上記３個のパラメータに基づくので、ハイブリッド車２は、リプル電流を従来よりも正確に推定することができる。

次に、ハイブリッド車２の駆動系に特有の構造を利用したモータ電流の制限について説明する。制御器９は、時間ｄｔ後のコンデンサ発熱量ｄＴが所定の発熱量閾値ｄＴ＿ｔｈ（＝Ｔｔｈ−Ｔｗ）を超えている場合、メインバッテリ３のＳＯＣの大小に基づいて第１モータ５ａと第２モータ５ｂのいずれか一方のモータ電流を選択的に制限する。

モータ電流の制限のプロセスを説明する前に、第１モータ５ａと第２モータ５ｂの機能の相違を説明する。図５に動力分配機構３０のギア構造を表すスケルトン図を示す。動力分配機構３０は、２個のプラネタリギアセット３１、３６で構成されている。両プラネタリは、リングギア３５を共通とする。第１プラネタリ３１のサンギア３２に第１モータ５ａの出力軸が連結しており、キャリア３３にインプットギア４１を介してエンジン４の出力軸が連結している。第２プラネタリ３６のキャリア３８は固定されている。第２プラネタリ３６のサンギア３７に第２モータ５ｂの出力軸が連結している。共通するリングギア３５の外側にもギア歯が形成されており、アウトプットギア４２を介して車軸６が連結している。

図５のプラネタリギアセットの共線図を図６に示す。ハイブリッド車２（制御器９）は、エンジン４と２個のモータ５ａ、５ｂの出力配分を次のように決定する。まず、リングギア３５は車軸６と一意に連動するので、リングギア３５の回転数Ｒ１は、車速で定まる。制御器９は、この車速と、アクセル開度に基づいて、エンジン４の燃費のよい動作点を決定し、そのときの回転数（第１プラネタリ３１のキャリア３３の回転数Ｒ２）を決定する。リングギアの回転数Ｒ１とキャリア３３の回転数Ｒ２が決まるので、サンギア３２の回転数Ｒ３が従属的に定まる。また、第２プラネタリ３６のキャリア３８は固定されているので、リングギア３５の回転数Ｒ１が定まると第２プラネタリ３６のサンギア３７の回転数Ｒ４、即ち、第２モータ５ｂの回転数も定まる。次に出力トルクであるが、制御器９は、車速とアクセル開度から目標出力Ｔｑを定める。エンジン４の出力で目標出力Ｔｑに足りない分は、第２モータ５ｂで補う。すなわち、第２モータ５ｂの出力が定まる。また、エンジン４が所定のトルクを出力する間、第１プラネタリ３１のサンギア３２の回転数をＲ３に維持するのに第１モータ５ａは逆トルクを出力しなければならない。この逆トルクは、エンジン４の回転にブレーキを加える方向のトルクとなる。このとき第１モータ５ａは、エンジン４の出力によって駆動させられ、発電する。発電量で、エンジン４の回転にブレーキを加える逆トルクの大きさが定まる。

なお、目標出力Ｔｑが大きい場合は、第１モータ５ａも駆動力（駆動トルク）を出力することになる。一方、第２モータ５ｂは、主として駆動力を発生するが、減速時には、第２モータ５ｂで発電する。即ち、第１モータ５ａ、第２モータ５ｂは共に、走行のための駆動と発電の双方に用いられるモータであるが、第１モータ５ａはエンジン４の駆動力によって発電し、第２モータ５ｂは、第１モータ５ａよりも先に駆動源として用いられる。別言すれば、第２モータ５ｂは第１モータ５ａよりも優先的に駆動源として用いられる。この機能分担は、図５に示した動力分配機構３０の構造に依拠するものである。

第１モータ５ａと第２モータ５ｂの上記の機能分担のもと、制御器９は、時間ｄｔ後のコンデンサ発熱量ｄＴが所定の発熱量閾値ｄＴ＿ｔｈ（＝Ｔｔｈ−Ｔｗ）を超えている場合、次のルールに基づいてモータ電流を制限する。即ち、制御器９は、メインバッテリ３のＳＯＣが所定の残量閾値Ｓ＿ｔｈよりも高いときは第１モータ５ａの出力（モータ電流）を抑制し、メインバッテリ３のＳＯＣが残量閾値Ｓ＿ｔｈよりも低いときは第２モータ５ｂの出力（モータ電流）を制限する。

モータの出力（モータ電流）の制限を、例を挙げて説明する。図７は、一般的なモータの出力トルクと回転数の関係を表すいわゆるＴＮ線図である。グラフの下側の領域にモータの動作点が定められる。例えば、回転数Ｒｎ、出力トルクＴｑ１の動作点Ｐ１で動作しているときに、出力電流を抑制すると、回転数はＲｎのままでも出力トルクがＴｑ１からＴｑ２に低下する。このように、モータは、回転数を落とさずに出力トルクを低下させることができる。すなわち、図６の共線図の関係を保ちつつ、モータの出力を低下することができる。なお、モータの出力を低下する場合、共線図の関係が維持されるように、制御器９はエンジン４の出力も調整する。また、出力トルクはモータ電流（この場合はインバータからモータに供給される電流）と一意に対応するので、出力を抑制することは、モータ電流、即ち、インバータからモータに供給する電流を抑制することに相当する。

メインバッテリ３のＳＯＣが高い場合は、発電する必要性が低いので主として発電に用いる第１モータ５ａの出力（モータ電流）を制限しても走行性能に与える影響は小さい。他方、メインバッテリ３のＳＯＣが低い場合は、第１モータ５ａを使って発電する機会を十分に活用しないとメインバッテリ３のＳＯＣが減り続けてしまう。そこで、メインバッテリ３のＳＯＣをある程度回復するまでは、第２モータ５ｂの出力（モータ電流）を制限し、第１モータ５ａで発電してメインバッテリ３の回復を優先する。そうすることで、メインバッテリ３のＳＯＣが極端に減少してモータが駆動力を出力できなくなることを防止する。即ち、モータ出力を制限する場合の上記のモータ選択は、ハイブリッド車２の走行性能をできるだけ損なうことなく、コンデンサの発熱量を抑制するのに好適である。なお、第１モータ５ａと第２モータ５ｂのいずれか一方のモータの出力を抑制してもコンデンサの発熱量が所定の閾値を超えることが予想される場合、制御器９は、第１モータ５ａと第２モータ５ｂの双方の出力（モータ電流）を制限する。

実施例で説明したハイブリッド車２に関する留意点を述べる。図２から図４、及び、式（１）、（２）を用いてコンデンサのリプル電流と発熱量を推定する一つの具体例を説明した。コンデンサの発熱量は、インバータの変調率（デューティ比）、入力電圧、及び、モータ電流に基づいて推定されるものであれば、実施例の方法に限られない。例えば、２個のモータを有する電気自動車において、図８に示すごとく、２個のモータ電流の組に対してコンデンサの発熱量が対応付けられた２次元マップを用意することも好適である。例えば、図８のマップは、デューティ比Ｄｔ＝５０％、インバータへの入力電圧ＶＨ＝ＶＨｍａｘの条件の下での、２個のモータ電流の組に対するコンデンサの発熱量のマップである。従って、電流センサ１７ａ、１７ｂで計測した夫々のモータ電流に基づいて図８のマップを参照して発熱量を得た後、図３、図４と同様の補正係数（デューティ比に起因する補正係数Ｋ１と入力電圧に起因する補正係数Ｋ２）を乗じて現在のコンデンサの発熱量を求めるようにしてもよい。

実施例のハイブリッド車２は、ＰＣＵ１０を冷却する冷媒の温度を、コンデンサ１５の温度の近似値（推定値）として用いた。コンデンサ１５の温度を直接計測する温度センサを備え、その温度センサの値を使うことも好適である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：ハイブリッド車
３：メインバッテリ
４：エンジン
５ａ、５ｂ：モータ
６：車軸
９：制御器
１０：パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
１２、１５：コンデンサ
１３：コンバータ回路
１４：電圧センサ
１６ａ、１６ｂ：インバータ回路
１７ａ、１７ｂ：電流センサ
２０：冷却器
２４：ＳＯＣセンサ
２５：温度センサ
３０：動力分配機構
３１、３６：プラネタリギア
３２、３７：サンギア
３３、３８：キャリア
３５：リングギア

Claims (3)

1. 走行用のモータと、
   モータに電力を供給するバッテリと、
   バッテリの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータと、
   インバータの入力端の正極と負極の間に接続されているコンデンサと、
   インバータとモータの間に流れる電流と、インバータの変調率と、インバータの入力電圧に基づいて、コンデンサのリプル電流を推定するととともに、推定したリプル電流に基づいてコンデンサの発熱量を推定する制御器と、
   を備えることを特徴とする電気自動車。
2. エンジンと、
   走行のための駆動と発電の双方に用いられるモータであってエンジンの駆動力によって発電する第１モータと、
   走行のための駆動と発電の双方に用いられるモータであって第１モータよりも先に駆動源として用いられる第２モータと、
   を備えており、
   前記制御器は、推定した発熱量が所定の発熱量閾値を超えている場合、バッテリの残量が所定の残量閾値よりも高いときは第１モータとインバータの間に流れる電流を抑制し、バッテリの残量が所定の残量閾値よりも低いときは第２モータとインバータの間に流れる電流を抑制する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 第１モータの出力がサンギアに入力され、エンジンの出力がプラネタリキャリアに入力され、第２モータの出力がリングギアに入力されるプラネタリギアを備えていることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。

Images