JP2015089174A

JP2015089174A - 電動車両

Info

Publication number: JP2015089174A
Application number: JP2013223846A
Authority: JP
Inventors: 貴史太田; Takashi Ota
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: US20150120120A1; CN104553881A; JP5942958B2

Abstract

【課題】電動車両において過剰な電力回生が発生した際に電気機器を効果的に保護する。
【解決手段】電動車両１００が走行中に、同期モータジェネレータ４０による回生電力量が第一の所定値よりも大きい場合に、誘導モータジェネレータ５０のトルク出力を維持しながら誘導モータジェネレータ５０のすべり周波数Ｓを変化させ、誘導モータジェネレータ５０の消費電力を増加させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の構造に関する。

近年、モータジェネレータを駆動源とする電気自動車やエンジンとモータジェネレータを駆動源とするハイブリット自動車のような電動車両が用いられている。電動車両では、走行時に車両に搭載した充放電可能な二次電池（バッテリ）から供給された直流電力をインバータで三相交流電力等の交流電力に変換して車両駆動用のモータジェネレータに供給すると共に、減速時にモータジェネレータで発生した交流電力をインバータで直流電力に変換してバッテリに充電（電力回生）する方式が多く用いられている。また、車両駆動用のモータジェネレータとしては、同期モータジェネレータや、同期モータジェネレータと共に、誘導モータジェネレータを搭載する電動車両が多くなっている。この中には、例えば、前輪を同期モータジェネレータ及び誘導モータジェネレータによって駆動し、後輪を誘導モータジェネレータによって駆動するものや、前輪を同期モータジェネレータで駆動し、後輪を誘導モータジェネレータで駆動するもの等がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２６８２６５号公報

ところで、電動車両が走行中にスリップすると、車輪の回転数が急上昇することによってモータジェネレータからバッテリに回生される回生電力が急増し、回生電力量が過剰となる場合がある。この場合、バッテリやインバータ、昇圧コンバータなどに過剰な電圧が掛かったり、電流が過大となったりするため、バッテリやインバータ、昇圧コンバータなどの電気機器の寿命が短くなってしまう場合がある。

そこで、本発明は、電動車両において、過剰な電力回生が発生した際に電気機器を効果的に保護することを目的とする。

本発明の電動車両は、バッテリと、少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータと、少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータと、前記バッテリから前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータ及び前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータへの供給電力量と、前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータ及び前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータから前記バッテリへの回生電力量とを調整する制御部と、を含む電動車両であって、前記制御部は、前記電動車両が走行中に、前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータによる回生電力量が第一の所定の閾値以上の場合に、前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのトルク出力を維持しながら前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのすべり周波数を変化させる第一のすべり周波数変更手段を有すること、を特徴とする。

本発明の電動車両にであって、前記制御部は、前記電動車両が走行中に、前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータによる回生電力量が第一の所定の閾値よりも大きい第二の所定の閾値以上の場合に、前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのトルク出力を維持せずに前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのすべり周波数を変化させる第二のすべり周波数変更手段を有すること、としても好適である。

本発明は、電動車両において、過剰な電力回生が発生した際に電気機器を効果的に保護することができるという効果を奏する。

本発明の電動車両の構成を示す系統図である。本発明の電動車両の動作を示すフローチャートである。本発明の電動車両の動作を示すフローチャート（図２の続き）である。本発明の電動車両に用いられる誘導モータジェネレータのトルク、すべり周波数、電流の特性曲線とトルク指令に対するすべり周波数の制御カーブである。本発明の電動車両における低電圧ＶＬに対するすべり周波数補正量ΔＳを示すマップである。本発明の電動車両における低電圧ＶＬ、誘導モータジェネレータトルク指令Ｔ、すべり周波数補正量ΔＳ、すべり周波数Ｓの時間変化を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の電動車両１００は、同期モータジェネレータ４０によって駆動される前輪４８と、誘導モータジェネレータ５０によって駆動される後輪５８とを備えている。同期モータジェネレータ４０は、例えば、永久磁石をロータに組み込んだ永久磁石型同期電動発電機（ＰＭＳＭＧ）であってもよい。

図１に示すように、同期モータジェネレータ４０には、充放電可能な二次電池であるバッテリ１０から供給される直流電力の電圧を昇圧コンバータ１２で昇圧した昇圧直流電力をインバータ２０で変換した三相交流電力が供給される。また、誘導モータジェネレータ５０は、共通のバッテリ１０から供給される直流電力を昇圧コンバータ１３で昇圧した昇圧直流電力をインバータ３０で変換した三相交流電力が供給される。また、バッテリ１０と昇圧コンバータ１２，１３との間には、バッテリ１０の電圧（低電圧ＶＬ）を検出する電圧センサ１１が設けられている。また、バッテリ１０にはバッテリ１０の電圧を直接検出する電圧センサ１４が設けられている。

インバータ２０は、内部にＵ，Ｖ，Ｗの各相についてそれぞれ上アーム、下アームの合計６個のスイッチング素子２１含んでいる。各スイッチング素子２１にはそれぞれダイオード２２が逆並列に接続され、各スイッチング素子２１にはそれぞれの温度を検出する温度センサ２３が取り付けられている（図１では、６つのスイッチング素子、ダイオード、温度センサのなかの１つずつのみを図示し、他のスイッチング素子、ダイオード、温度センサの図示は省略する）。また、インバータ２０の内部には、昇圧コンバータ１２から供給された昇圧直流電力を平滑な直電力とする平滑コンデンサ（図示せず）と、平滑コンデンサの両端の電圧（高電圧ＶＨ）を検出する電圧センサ２４が取り付けられている。インバータ２０のＵ，Ｖ，Ｗの各相の上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子との間からは、それぞれＵ，Ｖ，Ｗの各相の電流を出力する出力線が取り付けられており、各出力線は同期モータジェネレータのＵ，Ｖ，Ｗの各相の入力端子に接続されている。また、本実施形態では、Ｖ相とＷ相の各出力線には、それぞれの電流を検出する電流センサ４３，４４が取り付けられている。なお、Ｕ相の出力線には電流センサは取りつけられていないが、三相交流では、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の電流の合計はゼロとなることから、Ｕ相の出力線に電流センサを設けていなくてもＶ相，Ｗ相の電流から計算によって求めることができる。

同期モータジェネレータ４０の出力軸４５は、ディファレンシャルギヤあるいは減速ギヤ等の駆動機構４６に接続され、駆動機構４６は、同期モータジェネレータ４０のトルク出力を前方の車軸４７の駆動トルクに変換して前輪４８を駆動する。車軸４７には、車軸４７の回転速度から車速を検出する車速センサ４９が取り付けられている。同期モータジェネレータ４０には、ロータの回転角度あるいは、回転数を検出するレゾルバ４１と、同期モータジェネレータ４０の温度を検出する温度センサ４２とが取り付けられている。

誘導モータジェネレータ５０は、同期モータジェネレータ４０と同様、バッテリ１０から供給される直流電力を昇圧コンバータ１３で昇圧した昇圧直流電力をインバータ３０で変換した三相交流電力が供給される。インバータ３０（スイッチング素子３１、ダイオード３２、電圧センサ３４，温度センサ３３）、電流センサ５３，５４、レゾルバ５１、温度センサ５２の構成は、先に説明した同期モータジェネレータ４０の駆動に用いられるインバータ２０、電流センサ４３，４４、レゾルバ４１、温度センサ４２と同様である。また、誘導モータジェネレータ５０の出力軸５５は、同期モータジェネレータ４０の出力軸４５と同様、ディファレンシャルギヤあるいは減速ギヤ等の駆動機構５６に接続され、駆動機構５６は、後方の車軸５７に接続されて後輪５８を駆動する。車軸５７には、車軸４７と同様の車速センサ５９が取り付けられている。

また、本実施形態の電動車両１００には、アクセルペダル、ブレーキペダルの各踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出センサ６１と、ブレーキペダル踏込量検出センサ６２とが取り付けられている。

図１に示すように、制御部７０は、演算処理を行うＣＰＵ７１と、記憶部７２と、機器・センサインターフェース７３とを含み、演算処理を行うＣＰＵ７１と、記憶部７２と、機器・センサインターフェース７３とはデータバス７４で接続されているコンピュータである。記憶部７２の内部には、電動車両１００の制御データ７５，制御プログラム７６、及び、後で説明するすべり周波数変更プログラム７７が格納されている。すべり周波数変更プログラム７７には、図５に示す低電圧ＶＬに対するすべり周波数補正量ΔＳを規定するマップが内蔵されている。また、後で説明する図４に示す誘導モータジェネレータ５０の最適効率ラインＥ及び特性曲線ａ〜ｄは制御データ７５の中に格納されている。また、先に説明した、バッテリ１０、昇圧コンバータ１２，１３、インバータ２０，３０の各スイッチング素子２１，３１は機器・センサインターフェース７３を通して制御部７０に接続され、制御部７０の指令によって動作するよう構成されている。また、電圧センサ１１，１４，２４，３４、温度センサ２３，３３，４２，５２、電流センサ４３，４４，５３，５４、レゾルバ４１，５１、車速センサ４９，５９、アクセルペダル踏込量検出センサ６１と、ブレーキペダル踏込量検出センサ６２の各センサの出力は機器・センサインターフェース７３を通して制御部７０に入力されるよう構成されている。

以上説明した実施形態の電動車両１００の動作について説明する。なお、以下の説明では、電動車両１００の前輪４８がスリップし、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値以上に上昇し、それによってバッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上となり、更に前輪４８のスリップが継続して同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第二の閾値以上に上昇し、それによってバッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬが第二の所定値ＶＬ₂以上となる場合について説明する。

制御部７０は、図２のステップＳ１０１に示す様に、アクセルペダル踏込量検出センサ６１で取得した運転者のアクセルペダルの踏込量と車速センサ４９，５９によって検出した車速等の電動車両１００の走行データに基づいて、後輪５８を駆動する誘導モータジェネレータ５０の出力トルク指令Ｔを算出する。次に、制御部７０は、図２のステップＳ１０２に示す様に、図４に示す誘導モータジェネレータ５０のトルク指令Ｔとすべり周波数Ｓの最適効率ラインＥに基づき、先に計算したトルク指令Ｔから電流指令Ｉとすべり周波数Ｓ［Ｈｚ］を求める。

ここで、図４と誘導モータジェネレータ５０の制御について説明する。図４の実線ａ、破線ｂ、一点鎖線ｃ、二点鎖線ｄは、それぞれ誘導モータジェネレータ５０に供給された電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃、Ｉ₄（Ｉ₁＞Ｉ₂＞Ｉ₃＞Ｉ₄）におけるトルク出力とすべり周波数Ｓの関係を示す特性曲線である。図４の実線ａはステータコイルに流れる電流Ｉ₁が最大電流の場合の特性曲線である。図４の線ａ〜ｄに示す様に、誘導モータジェネレータ５０は、すべり周波数Ｓがゼロ、すなわち、ロータの回転によるロータの電気周波数［Ｈｚ］とステータコイルに流れる電流の電気周波数［Ｈｚ］の差がゼロの場合には、トルク出力がゼロであり、すべり周波数Ｓが増加、すなわち、ロータの回転によるロータの電気周波数［Ｈｚ］とステータコイルに流れる電流の電気周波数［Ｈｚ］の差が大きくなるにしたがって、トルク出力が大きくなる。すべり周波数Ｓを増大させていくと、あるすべり周波数Ｓでトルク出力は最大となり、それ以上にすべり周波数Ｓを増大させていくと、すべり周波数Ｓが増加するにしたがって、トルク出力は減少してくる。また、トルク出力は、ステータのコイルに流れる電流Ｉが大きいほど大きく、電流Ｉが小さいほど小さくなる。

図４の太い実線Ｅは、上記のような特性を有する誘導モータジェネレータ５０を駆動する際に、あるトルク出力が得られる最も効率の良い電流Ｉとすべり周波数Ｓの点をつないだ最適効率ラインＥである。したがって、誘導モータジェネレータ５０の運転点が最適効率ラインＥの上から外れると誘導モータジェネレータ５０の効率が低下し、同一の出力に対する消費電力量が増加する。通常の制御では、制御部７０は、要求トルクに対してこの最適効率ラインＥに沿ってステータコイルに供給する電流値Ｉ［Ａ］とすべり周波数Ｓ［Ｈｚ］を決定する。そして、制御部７０は、レゾルバ５１で検出した誘導モータジェネレータ５０のロータの回転数からロータの電気周波数Ｆ_r［Ｈｚ］を計算し、計算したロータの電気周波数Ｆ_r［Ｈｚ］に先に求めたすべり周波数Ｓ［Ｈｚ］を加えた電気周波数Ｆ_s［Ｈｚ］を計算する。そして、制御部７０は、インバータ３０を動作させ、電気周波数Ｆ_s［Ｈｚ］で、電流Ｉ［Ａ］の交流電流を誘導モータジェネレータ５０ステータのコイルに供給し、走行状態に合わせたトルク、駆動力を発生させる。図４に示すように、トルク指令ＴがＴ₁の場合、図４に示す最適効率ラインＥによりすべり周波数はＳ₁、電流は破線ｂの特性曲線の電流Ｉ₂であるから、制御部７０は、ロータの電気周波数Ｆ_r［Ｈｚ］にすべり周波数Ｓ₁［Ｈｚ］を加えて電気周波数Ｆ_s［Ｈｚ］を計算し、インバータ３０を動作させて、電気周波数Ｆ_s［Ｈｚ］で、電流Ｉ₂［Ａ］の交流電流を誘導モータジェネレータ５０のステータコイルに供給する。

なお、制御部７０は、電動車両１００の走行データに基づいて同期モータジェネレータ４０のトルク指令Ｔ_sを算出し、算出した同期モータジェネレータ４０の出力トルク指令Ｔ_sに基づいて制御マップから同期モータジェネレータ４０のステータに供給する三相交流電力の波形、電圧を取得し、インバータ２０、昇圧コンバータ１２を動作させてその波形、電圧の三相交流電力を同期モータジェネレータ４０に供給し、走行状態に合わせたトルク、駆動力を発生させる。

制御部７０は、図２のステップＳ１０３に示す様に、図１に示す電圧センサ１１によってバッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬを検出する。次に制御部７０は、図２のステップＳ１０４に示す様に、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上となっているかどうかを判断する。そして、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上でない場合（低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁未満の場合）には、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値未満であると判断し、図２のステップＳ１０１に戻って通常の制御を継続する。このとき、誘導モータジェネレータ５０のトルク指令ＴはＴ₁で、制御部７０は、ロータの電気周波数［Ｈｚ］にすべり周波数Ｓ₁［Ｈｚ］を加えて電気周波数Ｆ_s［Ｈｚ］を計算し、インバータ３０を動作させて、電気周波数Ｆ_s［Ｈｚ］で、電流Ｉ₂［Ａ］の交流電流を誘導モータジェネレータ５０のステータコイルに供給する。誘導モータジェネレータ５０は、図４に示す点Ｐ₁で動作している。そして、図６（ａ）に示す時刻ｔ₁に、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上となった場合、制御部は、前輪４８のスリップにより、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値以上となったと判断し、図２のステップＳ１０５からステップＳ１０８に示す様に、図１に示す、すべり周波数変更プログラム７７の中の第一のすべり周波数変更プログラム（第一のすべり周波数変更手段）を実行する。

制御部７０は、図２のステップＳ１０５に示すように、誘導モータジェネレータ５０のトルク指令Ｔを一定に保持し、図２のステップＳ１０６に示すように、図５に示すマップからすべり周波数補正量ΔＳを取得し、図２のステップＳ１０７に示すように、すべり周波数をΔＳだけ増加させる。

より詳しくは、制御部７０は、検出した低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上となった場合には、図５に示す低電圧ＶＬに対するすべり周波数補正量ΔＳを規定するマップからすべり周波数補正量ΔＳを取得する。図５に示す様に低電圧ＶＬに対するすべり周波数補正量ΔＳは、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁まではゼロであり、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上となると低電圧ＶＬが増加すると共に大きくなる。そして、制御部７０は、図６（ｃ）、図6（ｄ）に示す時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間に図６（ｄ）の線ｈに示す様にすべり周波数ＳをＳ₁からΔＳだけ増加させ、図４の時刻ｔ₂に図２のステップＳ１０７に示すように、すべり周波数ＳをＳ₂＝（Ｓ₁＋ΔＳ）に再設定する。この際、トルク指令Ｔは、図６（ｂ）に示す時刻ｔ₁のＴ₁に保持されているので、制御部７０は、図２のステップＳ１０８に示す様に、誘導モータジェネレータ５０の動作点を図４に示す点Ｐ₁から点Ｐ₂となるように電流指令を時刻ｔ₁のＩ₂から低下させる。つまり、制御部７０は、誘導モータジェネレータ５０の出力トルクが一定のＴ₁となるように、すべり周波数Ｓを増加させ、電流Ｉを低減する。

これにより、図６の時刻ｔ₂には、誘導モータジェネレータ５０の動作点が図４に示す最適効率ラインＥの線上の点Ｐ₁から外れた点Ｐ₂となるので、誘導モータジェネレータ５０の動作効率が低下し、トルク出力Ｔ₁（トルク指令Ｔ₁）に必要な電力が増加するので、誘導モータジェネレータ５０は、同期モータジェネレータ４０からの回生電力をより多く消費できる。これによって、バッテリ１０に充電される同期モータジェネレータ４０からの回生電力を低減し、バッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬを低減することができる。また、誘導モータジェネレータ５０のトルク出力は図６（ｂ）の線ｆ₁に示す様に当初のトルク指令Ｔ₁に保たれる。

次に、制御部７０は、図６の時刻ｔ₂に図２のステップＳ１０９に示すように、再度、低電圧ＶＬを検出し、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上かどうかを判断する。そして、制御部７０は、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上でない場合、つまり、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁未満の場合は、制御部７０は、前輪４８のスリップが終了し、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値未満になったと判断して、図２のステップＳ１０１に戻って通常の制御に戻る。一方、図６（ａ）の線ｅ₁の様に、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上の状態が継続している場合には、図３のステップＳ１１１に示す様に、制御部７０は、低電圧が第二の所定値ＶＬ₂以上かどうか判断する。そして、図６の時刻ｔ₂から時刻ｔ₃の間のように、低電圧ＶＬがＶＬ₁以上で第二の所定値ＶＬ₂未満の場合には、図２に示すステップＳ１０５に戻って、誘導モータジェネレータ５０のトルク指令ＴをＴ₁に保持したまま、図６（ｃ）の線ｇ、図６（ｄ）の線ｈに示す様に、すべり周波数補正量ΔＳを増加させてすべり周波数Ｓを増大させ、誘導モータジェネレータ５０の点を図４に示す点Ｐ₂から点Ｐ₃に向かって移動させるように、電流Ｉを再設定する。誘導モータジェネレータ５０の動作点を図４に示す点Ｐ₁から点Ｐ₂に移動させる際には制御部７０は、電流Ｉを低減したが、誘導モータジェネレータ５０の動作点を点Ｐ₂から点Ｐ₃に移動させる際には逆に電流を増加させ、点Ｐ₃では、当初の電流Ｉ₂に戻す。そして、図６の時刻ｔ₃に誘導モータジェネレータ５０の動作点が図４に示す点Ｐ₃になったら、制御部７０は、ステップＳ１０９に示すように、再度、低電圧ＶＬを検出し、低電圧ＶＬがＶＬ₁以上で第二の所定値ＶＬ₂未満の場合には、再度、図２に示すステップＳ１０５に戻り、誘導モータジェネレータ５０のトルク指令ＴをＴ₁に保持したまま、すべり周波数Ｓを増大させ、誘導モータジェネレータ５０の点を図４に示す点Ｐ₃から点Ｐ₄に向かって移動させるように、電流Ｉを再設定する（図６（ｂ）の時刻ｔ₃からｔ₄）。この際、制御部７０は、すべり周波数Ｓを増加させると共に、電流Ｉを増加させ、誘導モータジェネレータ５０のトルク出力が図６（ｂ）の線ｆ₁に示すように当初のトルク指令Ｔ₁に保持されるように制御する。

これにより、図６の時刻ｔ₃、時刻ｔ₄には、誘導モータジェネレータ５０の動作点は図４に示す最適効率ラインＥの線上の点Ｐ₁からより遠くに離れた点Ｐ₃或いはＰ₄となるので、誘導モータジェネレータ５０の動作効率がより低下し、トルク出力Ｔ₁（トルク指令Ｔ₁）に必要な電力がより増加するので、誘導モータジェネレータ５０は、同期モータジェネレータ４０からの回生電力を更に多く消費できる。これによって、バッテリ１０に充電される同期モータジェネレータ４０からの回生電力を更に低減し、バッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬを更に低減することができる。そして、制御部７０は、図２のステップＳ１１０に示すように、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁未満となったら、前輪４８のスリップが終了し、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値未満になったと判断して、図２のステップＳ１０１に戻って通常の制御に戻る。

一方、図３のステップＳ１１１、図６（ａ）の線ｅ₁に示す様に、図６（ａ）に示す時刻ｔ₄に、低電圧ＶＬが第二の所定値ＶＬ₂以上になった場合には、制御部７０は、前輪４８のスリップによって同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第二の閾値以上になったと判断して、図３のステップＳ１１２，Ｓ１１３，ステップＳ１１４に示すように、図２のステップＳ１０５からＳ１０８と同様に、誘導モータジェネレータ５０のトルク指令ＴをＴ₁に保持したまま、すべり周波数Ｓを増大させ、電流Ｉを再設定し、誘導モータジェネレータ５０の動作点を図４に示す最適効率ラインＥ上の点Ｐ₁から水平方向右側に向かって離れる方向に移動させる。そして、図３に示すステップＳ１１５に示す様に、電流Ｉが最大電流となったら、図３のステップＳ１１６からステップＳ１１７に示す様に、すべり周波数変更プログラム７７の中の第二のすべり周波数変更プログラム（第二のすべり周波数変更手段）を実行する。本実施形態では、図６の時刻ｔ₄において、誘導モータジェネレータ５０の動作点は、最大電流Ｉ₁の特性曲線上の点Ｐ₄となっているで、制御部７０は、図６（ｂ）に示す時刻ｔ₄に、誘導モータジェネレータ５０に供給する電流は最大電流に達したと判断し、図６に示す時刻ｔ₄に図３のステップＳ１１６に示すように、図２のステップＳ１０５，Ｓ１１２で設定した誘導モータジェネレータ５０のトルク指令を保持する動作を解除し、図３のステップＳ１１７に示す様に、図６の時刻ｔ₄から時刻ｔ₅の間は、図４に示す最大電流Ｉ₁の際の特性曲線である線ａに沿ってすべり周波数Ｓを変更していく。この際、電流は最大電流Ｉ₁一定となり、誘導モータジェネレータ５０のトルク出力は、図６（ｂ）の一点鎖線ｆ₂に示す様に当初のトルク指令Ｔ₁から次第に低下し、時刻ｔ₅には、Ｔ₄（図４の点Ｐ５のトルク出力Ｔ₄）となる。

これにより、図６の時刻ｔ₅には、誘導モータジェネレータ５０の動作点は図４に示す最適効率ラインＥの線上の点Ｐ₁から最も離れた点Ｐ₅となり、誘導モータジェネレータ５０の動作効率が更に低下し、トルク出力Ｔ₁（トルク指令Ｔ₁）に必要な電力がさらに増加するので、誘導モータジェネレータ５０は、同期モータジェネレータ４０からの回生電力をさらに多く消費できる。これによって、バッテリ１０に充電される同期モータジェネレータ４０からの回生電力をさらに低減し、バッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬを低減することができる。

制御部７０は、図６に示す時刻ｔ₅に、図３のステップＳ１１８に示す様に、再度、低電圧ＶＬを検出し、低電圧ＶＬが第二の所定値ＶＬ₂以上である場合には、ステップＳ１１７に戻って、図４に示す最大電流Ｉ₁の際の特性曲線である線ａに沿ってすべり周波数Ｓを増加させる。また、第二の所定値ＶＬ₂未満である場合には、図２のステップＳ１１０に戻って、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁未満であるかどうかを判断する。そして、低電圧が第一の所定値ＶＬ₁未満の場合には、制御部７０は、前輪４８のスリップが終了し、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値未満になったと判断して、図２のステップＳ１０１に戻って通常の制御に戻る。また、制御部７０は、低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁以上で第二の所定値ＶＬ₂未満の場合には、図２のステップＳ１１０、図３のステップＳ１１１をへて、図３のステップＳ１１２からＳ１１４に示す様に、誘導モータジェネレータ５０のトルク指令Ｔを一定に保持してすべり周波数Ｓを増加させる第一のすべり周波数変更プログラム（第一のすべり周波数変更手段）を実行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、低電圧ＶＬが所定値を超えると、誘導モータジェネレータ５０の動作点が図４に示す最適効率ラインＥの線上の点Ｐ₁から外れた点となるので、誘導モータジェネレータ５０の動作効率が低下し、トルク出力Ｔ₁（トルク指令Ｔ₁）に必要な電力が増加し、誘導モータジェネレータ５０は、同期モータジェネレータ４０からの回生電力をより多く消費できる。これによって、過剰な電力回生が発生した際にバッテリ１０に流入する電力を減少させて低電圧ＶＬの上昇を抑制し、バッテリ１０等の電気部品を効果的に保護することができる。また、誘導モータジェネレータ５０の出力トルクは図６（ｂ）の線ｆ₁に示す様に当初のトルク指令Ｔ₁に保たれるので、前輪４８がスリップした状態であっても、車両の安定性を保つことができる。さらに、本実施形態によれば、バッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬが第二の所定値ＶＬ₂以上になった際には、誘導モータジェネレータ５０の出力トルクに関わりなく、すべり周波数Ｓを増加させ、誘導モータジェネレータ５０の動作効率を急速に低下させて誘導モータジェネレータ５０による同期モータジェネレータ４０からの回生電力の消費量を急速に増加させることにより、さらに過剰な電力回生が発生した場合でもバッテリ１０に流入する電力を更に減少させて低電圧ＶＬの上昇を抑制し、バッテリ１０等の電気部品をより効果的に保護することができる。

なお、以上説明した実施形態では、バッテリ１０の出力電圧である低電圧ＶＬが第一の所定値ＶＬ₁或いは第二の所定値ＶＬ₂以上になっているかによって、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量が第一の閾値以上あるいは第二の閾値以上に上昇したかどうかを判断することして説明したが、電流センサ４３，４４によって同期モータジェネレータ４０からの回生電力量を検出し、その回生電力量が第一の閾値以上あるいは第二の閾値以上に上昇したかどうかで、第一のすべり周波数低減プログラム（第一のすべり周波数低減手段）或いは、第二のすべり周波数低減プログラム（第二のすべり周波数低減手段）を実行するようにしてもよい。また、低電圧ＶＬに代えて、電圧センサ１４によってバッテリ１０の電圧ＶＢを検出し、第一のすべり周波数低減プログラム（第一のすべり周波数低減手段）或いは、第二のすべり周波数低減プログラム（第二のすべり周波数低減手段）を実行するようにしてもよい。更に、本実施形態では、同期モータジェネレータ４０、誘導モータジェネレータ５０はそれぞれ１つずつとして説明したが、電動車両１００は複数の同期モータジェネレータ４０と複数の誘導モータジェネレータ５０を備えていてもよい。例えば、同期モータジェネレータ４０及び誘導モータジェネレータ５０によって前輪４８を駆動し、他の同期モータジェネレータ４０及び他の誘導モータジェネレータ５０によって後輪５８を駆動するように構成した電動車両１００であっても本発明を適用することができる。また、電動車両１００が複数の同期モータジェネレータ４０と複数の誘導モータジェネレータ５０を備えている場合、同期モータジェネレータ４０からの回生電力量は、複数の同期モータジェネレータ４０からの合計回生電力量が所定の閾値を以上となったかどうかで第一のすべり周波数低減プログラム（第一のすべり周波数低減手段）或いは、第二のすべり周波数低減プログラム（第二のすべり周波数低減手段）を実行するようにしてもよいし、各同期モータジェネレータ４０からの各回生電力量がそれぞれの所定の閾値を以上となったかどうかで第一のすべり周波数低減プログラム（第一のすべり周波数低減手段）或いは、第二のすべり周波数低減プログラム（第二のすべり周波数低減手段）を実行するようにしてもよいし、第一、第二のすべり周波数低減プログラム（第一、第二のすべり周波数低減手段）は、複数の誘導モータジェネレータ５０のうちの１つ又は複数の誘導モータジェネレータ５０のすべり周波数を変更するようにしてもよい。

１０バッテリ、１１，１４，２４，３４電圧センサ、１２，１３昇圧コンバータ、２０，３０インバータ、２１，３１スイッチング素子、２２，３２ダイオード、２３，３３，４２，５２温度センサ、４０同期モータジェネレータ、４１，５１レゾルバ、４３，４４，５３，５４電流センサ、４５，５５出力軸、４６，５６駆動機構、４７，５７車軸、４８前輪、４９，５９車速センサ、５０誘導モータジェネレータ、５８後輪、６１アクセルペダル踏込量検出センサ、６２ブレーキペダル踏込量検出センサ、７０制御部、７２記憶部、７３機器・センサインターフェース、７４データバス、７５制御データ、７６制御プログラム、７７すべり周波数変更プログラム、１００電動車両。

Claims

バッテリと、
少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータと、
少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータと、
前記バッテリから前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータ及び前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータへの供給電力量と、前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータ及び前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータから前記バッテリへの回生電力量とを調整する制御部と、を含む電動車両であって、
前記制御部は、
前記電動車両が走行中に、前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータによる回生電力量が第一の所定値以上の場合に、前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのトルク出力を維持しながら前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのすべり周波数を変化させる第一のすべり周波数変更手段を有すること、
を特徴とする電動車両。
請求項１に記載の電動車両であって、
前記制御部は、
前記電動車両が走行中に、前記少なくとも一つの他の車両駆動用モータジェネレータによる回生電力量が第一の所定値よりも大きい第二の所定値以上の場合に、前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのトルク出力を維持せずに前記少なくとも一つの車両駆動用誘導モータジェネレータのすべり周波数を変化させる第二のすべり周波数変更手段を有すること、
を特徴とする電動車両。