JP4569696B2 - 電動車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、蓄電装置を備えた電動車両およびその制御方法に関し、特に、蓄電装置の過大な充放電の防止制御に関する。

蓄電装置を搭載した電動車両において、各蓄電装置の過大な電力による充放電を抑制する技術が、たとえば特開２００６−０９４６９１号公報（特許文献１）に記載されている。

この特許文献１によれば、回転電機により入出力される計算上の電力と実際の電力との偏差に対して、その偏差の変化量を時間軸方向に平滑化する「なまし処理」を施し、平滑化後の偏差を用いて蓄電装置への入出力許容電力制限値を算出している。そして、車両が変速状態のときやスリップ状態のときのように駆動状態が大きく変化するときには、この「なまし処理」に使用する時定数を通常より小さい値を用いて処理を行い、これによって蓄電装置への入出力許容電力制限値を迅速に変化させることにより、蓄電装置の過大な充放電を抑制させている。
特開２００６−０９４６９１号公報

電動車両の制御においては、電子制御ユニット（ＥＣＵ（Electronic Control Unit））で構成される制御装置の処理能力の問題から、制御機能毎に個別のＥＣＵを設けるとともに、ＥＣＵ間でデータや情報を通信することによって、全体での協調的な車両制御を行う構成が現実的になっている。たとえば、電動車両では、車両駆動用電動機の力行動作による電力消費および回生動作による発電について、蓄電装置が充放電可能な電力範囲内で実行する必要があるが、上記のような構成の下、電動機を制御するＥＣＵと、全体の電力バランスを管理すべく蓄電装置の充放電指令を設定するＥＣＵとが別個となる構成が採用される場合がある。

このような構成では、電動機で回転速度等の駆動状態が急激に変化した場合にも、これによる電動機での消費電力または発電電力の急変が、蓄電装置の充放電指令に反映されるまでに、ＥＣＵ間通信の所要時間を含む時間遅れが発生してしまう。この結果、特に、複数の蓄電装置間での電力分配を考慮した充放電電力を行う場合には、電動機の駆動状態の変化に対応して各蓄電装置の充放電指令を迅速に修正することができなくなることにより、蓄電装置の過充電や過放電が発生する可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置の入出力電力指令値を生成する制御装置と電力変換装置および回転電機を制御する制御装置とが個別に設けられている電動車両において、回転電機の回転速度（回転数）が急変した場合に、制御装置間の伝送遅れに起因する指令値変更遅れによって発生する蓄電装置の過充電，過放電を防止することである。

本発明の電動車両は、車両の駆動軸と動力の入出力が可能に構成された回転電機と、並列に設けられた複数の蓄電装置と、回転電機と複数の蓄電装置との間で双方向の電力変換を行う電力変換装置と、回転電機および複数の蓄電装置の動作指令値を生成する第１の制御装置と、第１の制御装置との間で互いに情報を授受可能に構成され、前記動作指令値に従って回転電機および複数の蓄電装置が作動するように電力変換装置を制御するための第２の制御装置とを備えている。そして、第２の制御装置は、回転電機に設けられたセンサの出力に基づいて、回転電機の回転速度を検出する速度検出部と、速度検出部の検出結果に基づいて、回転速度の急変を検出する速度急変検出部とを含んでいる。また、第１の制御装置は、速度検出部によって検出された回転速度に基づく回転電機の入出力電力と複数の蓄電装置のそれぞれの充電状態とに従って記複数の蓄電装置のそれぞれの複数の入出力電力指令値を生成する電力指令生成部を含んでいる。さらに第２の制御装置は、上記の速度急変検出部が急変を検出しないときには、第１の制御装置の電力指令生成部によって設定された複数の入出力電力指令値に従って電力変換装置による複数の蓄電装置の充放電を制御する一方で、速度急変検出部が急変を検出したときには、回転速度の変化を反映するように第１の制御装置からの複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正して電力変換装置による複数の蓄電装置の充放電を制御する充放電電力制御部をさらに含んでいる。

上記電動車両によれば、回転電機の回転速度を検出する制御装置（第２の制御装置）によって、本来第１の制御装置から通信によって伝送される蓄電装置の入出力電力指令値の変更を待つことなく、蓄電装置の入出力電力指令値を変更することができる。したがって、回転電機の回転速度急変時には、制御装置間でのデータ通信を伴うことなく、回転速度の急激な変化を反映した入出力電力指令値の設定ができるようになる。この結果、制御装置間の通信遅れに起因する蓄電装置の指令値変更遅れによって発生する、蓄電装置の過大な充放電を防止することができる。

好ましくは、電力変換装置は、複数のコンバータとインバータとを含む。複数のコンバータは、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が対応の蓄電装置と電力線との間で双方向の電力変換を行なうように構成されており、１つの電圧制御コンバータと、残余の少なくとも１つの電流制御コンバータとに分類される。また、インバータは電力線と回転電機との間で双方向の電力変換を行なうように構成されている。そして、充放電電力制御部は、電力線の電圧が目標電圧になるように、電圧制御コンバータを制御する電圧制御部と、各電流制御コンバータの充放電電流が目標電流となるように、各電流コンバータの電流を制御する電流制御部とを含んでいる。各電流コンバータの目標電流は、充放電電力制御部によって対応の入出力電力指令値が修正されたコンバータにおいては、目標電圧と修正された対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される一方で、充放電電力制御部によって対応の入出力電力指令値が修正されないコンバータにおいては、目標電圧と第１の制御装置による対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される。

このようにすることで、複数の蓄電装置の充放電電圧を目標電圧に制御しつつ、各蓄電装置の入出力電力指令値に応じた電力制御（電流制御）をすることができる。これにより、すべての蓄電装置に対して、目標とする電力の入出力が可能となる。

また好ましくは、充放電電力制御部は、回転電機の急変が検出されたときには、現在の回転速度を用いて回転電機の入出力電力の総和を算出するとともに、算出した総和電力が第１の制御装置によって設定された複数の入出力電力指令値の比率に従って複数の蓄電装置間で分配されるように、複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正する。

このような構成とすることで、回転電機の回転速度が急変した場合に、第２の制御装置において算出した充放電電力を、第１の制御装置で設定した入出力電力指令値の分配比率に従って分配することができる。これにより、ある特定の蓄電装置に充放電電力が偏ることを防止することができ、適切な電力分配による蓄電装置の過大な充放電を防止することが可能となる。

また好ましくは、電力指令生成部は、複数の蓄電装置の各々について、その充放電状態に基づいて、充放電電力上限値を設定する。そして、充放電電力制御部は、複数の蓄電装置のうちのいずれかの蓄電装置について、修正後の入出力電力指令値が充放電電力上限値を超えるときは、充放電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を、充放電電力上限値を超えない残余の蓄電装置に分配するように、複数の入出力電力指令値を修正する。

このような構成とすることにより、ある特定の蓄電装置で充放電電力が充放電電力上限値を超過した場合であっても、充放電電力に余裕のある蓄電装置に電力分配することができ、蓄電装置の過大な充放電を防止することが可能となる。

また好ましくは、充放電電力制御部は、複数の蓄電装置の各々について、修正後の対応する入出力電力指令値が充放電電力上限値以上となるときは、充電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を各蓄電装置に均等に分配するように、複数の入出力電力指令値を修正する。

このような構成とすることで、充電電力もしくは放電電力の総電力が複数の蓄電装置の充放電可能上限値の総量を超えてしまう場合であっても、特定の蓄電装置に電力が集中することを防止することができる。これにより、特定の蓄電装置の大幅な過充電，過放電によって過度のダメージを受けることを防止することが可能となる。

好ましくは、速度急変検出部は、上記速度検出部によって検出された回転速度についての所定時間内の変化が所定の閾値を超えたときに、回転速度の急変を検出する。

このような構成とすることにより、駆動状態の急激な変化を、回転電機の回転速度を検出する制御装置にて検出することができる。これにより、制御装置間の通信遅れによる影響を排除することができる。

本発明の電動車両の制御方法は、互いに情報を授受可能に構成された第１の制御装置および第２の制御装置による電動車両の制御方法であって、駆動軸と動力の入出力が可能に構成された回転電機と、並列に設けられた複数の蓄電装置と、回転電機と複数の蓄電装置との間で双方向の電力変換を行う電力変換装置とを備えた電動車両において、第２の制御装置により、回転電機に設けられたセンサの出力に基づいて、回転電機の回転速度を検出するステップと、第２の制御装置により、回転速度を検出するステップの検出結果に基づいて、回転速度の急変を検出するステップとを含んでいる。また、第１の制御装置により、回転速度を検出するステップによって検出された回転速度に基づく回転電機の入出力電力と複数の蓄電装置のそれぞれの充電状態とに従って、複数の蓄電装置のそれぞれの複数の入出力電力指令値を生成するステップを含んでいる。さらに、第２の制御装置により、急変を検出部するステップが急変を検出しないときには、生成するステップによって設定された第１の制御装置からの複数の入出力電力指令値に従って、電力変換装置による複数の蓄電装置の充放電を制御する一方で、急変を検出部するステップが急変を検出したときには、回転速度の変化を反映するように第１の制御装置からの複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正して電力変換装置による複数の蓄電装置の充放電を制御するステップとを備えている。

好ましくは、電力変換装置は、複数のコンバータとインバータとを含む。複数のコンバータは、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が対応の蓄電装置と電力線との間で双方向の電力変換を行なうように構成されており、１つの電圧制御コンバータと、残余の少なくとも１つの電流制御コンバータとに分類される。また、インバータは電力線と回転電機との間で双方向の電力変換を行なうように構成されている。そして、電動車両の制御方法は、電力線の電圧が目標電圧になるように、電圧制御コンバータを制御するとともに、各電流制御コンバータの充放電電流が目標電流となるように、各電流コンバータの電流を制御するステップとをさらに備えている。このとき、各電流コンバータの目標電流は、充放電を制御するステップによって対応の入出力電力指令値が修正されたコンバータにおいては、目標電圧と、修正された前記対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される一方で、充放電を制御するステップによって対応の入出力電力指令値が修正されないコンバータにおいては、目標電圧と、前記第１の制御装置による対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される。

また好ましくは、複数の蓄電装置の充放電を制御するステップにおいて、回転電機の急変が検出されたときには、現在の回転速度を用いて回転電機の入出力電力の総和を算出するとともに、算出した総和電力が第１の制御装置によって設定された複数の入出力電力指令値の比率に従って複数の蓄電装置間で分配されるように、複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正するステップを含む。

さらに好ましくは、第１の制御装置により、複数の入出力電力指令値を生成するステップにおいて、複数の蓄電装置の各々について、その充放電状態に基づいて、充放電電力上限値を設定する。そして、第２の制御装置により、複数の蓄電装置の充放電を制御するステップにおいて、複数の蓄電装置のうちのいずれかの蓄電装置について、修正後の入出力電力指令値が充放電電力上限値を超えるときは、充放電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を、充放電電力上限値を超えない残余の蓄電装置に分配するように、複数の入出力電力指令値を再修正するステップをさらに含む。

あるいは好ましくは、第２の制御装置により、複数の蓄電装置の充放電を制御するステップにおいて、複数の蓄電装置の各々について、修正後もしくは再修正後の対応する入出力電力指令値が充放電電力上限値以上となるときは、充電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を各蓄電装置に均等に分配するように、複数の入出力電力指令値をさらに修正するステップをさらに含む。

好ましくは、急変を検出部するステップは、回転速度を検出するステップによって検出された回転速度についての所定時間内の変化が所定の閾値を超えたときに、回転速度の急変を検出する。

上記のような制御方法の構成によっても、蓄電装置を適切な電力分配による蓄電装置の過大な充放電を防止することが可能となる。

本発明によれば、蓄電装置の入出力電力指令値を生成する制御装置と電力変換装置および回転電機を制御する制御装置とが個別に設けられている電動車両において、回転電機の回転速度が急変した場合に、制御装置間の伝送遅れに起因する指令値変更遅れによって発生する蓄電装置の過充電，過放電を防止できる。

以下において、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、図中の同一または相当部分については、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従う、電動車両１００の全体ブロック図である。なお、電動車両１００は、充電可能な蓄電装置からの電力によって走行可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。電動車両１００には、たとえばハイブリッド自動車，電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。

図１を参照して、電動車両１００は、電源発生部１と、駆動力発生部２と両者を制御する制御部３と、平滑コンデンサＣと、電圧センサ１８とを備える。

駆動力発生部２は、インバータ２０−１，２０−２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力伝達機構３４と、駆動軸２４と、回転角センサ１５−１，１５−２とを備える。

インバータ２０−１，２０−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに互いに並列して接続される。そして、インバータ２０−１，２０−２は、制御部３に含まれるＭＧ−ＥＣＵ２２からの駆動信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に基づいて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから供給される駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ出力する。また、インバータ２０−１，２０−２は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれインバータ２０−１，２０−２から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受けて交流電力を発生する。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータとＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流回転電機から成る。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構３４と連結され、動力伝達機構３４にさらに連結される駆動軸２４を介して回転駆動力が車輪（図示せず）へ伝達される。

なお、この電動車両１００がハイブリッド車両の場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構３４または駆動軸２４を介してエンジン（図示せず）にも連結される。そして、制御部３によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。

回転角センサ１５−１，１５−２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角ＭＳ１，２を検出し、ＭＧ−ＥＣＵ２２に出力する。ＭＧ−ＥＣＵ２２では、回転角ＭＳ１，２に基づき、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２および角速度ω１，２を算出できる。回転角センサとしては、たとえばレゾルバなどが用いられる。なお、回転角センサ１５−１，１５−２については、回転角ＭＳ１，２をＭＧ−ＥＣＵ２２にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略することもできる。

一方、電源発生部１は、蓄電装置１０−１，１０−２と、コンバータ１２−１，１２−２と、電流センサ１４−１，１４−２と、電圧センサ１６−１，１６−２とを含む。

蓄電装置１０−１，１０−２は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１０−１，１０−２は、たとえば、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成される。蓄電装置１０−１はコンバータ１２−１に接続され、蓄電装置１０−２は、コンバータ１２−２に接続される。

コンバータ１２−１，１２−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。コンバータ１２−１は、制御部３に含まれるＭＧ−ＥＣＵ２２からの駆動信号ＰＷＣ１に基づいて、蓄電装置１０−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。コンバータ１２−２は、ＭＧ−ＥＣＵ２２からの駆動信号ＰＷＣ２に基づいて、蓄電装置１０−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。

電流センサ１４−１，１４−２は、蓄電装置１０−１に対して入出力される電流Ｉｂ１、蓄電装置１０−２に対して入出力される電流Ｉｂ２をそれぞれ検出し、その検出値を制御部３のＭＧ−ＥＣＵ２２およびＨＶ−ＥＣＵ２１へ出力する。なお、各電流センサ１４−１，１４−２は、対応の蓄電装置から出力される電流（放電電流）を正値として検出し、対応の蓄電装置に入力される電流（充電電流）を負値として検出する。なお、この図１では、各電流センサ１４−１，１４−２が正極線の電流を検出する場合が示されているが、各電流センサ１４−１，１４−２は負極線の電流を検出してもよい。

電圧センサ１６−１，１６−２は、蓄電装置１０−１の電圧Ｖｂ１、蓄電装置１０−２の電圧Ｖｂ２をそれぞれ検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ２２およびＨＶ−ＥＣＵ２１へ出力する。

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。電圧センサ１８は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈを検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ２２へ出力する。

制御部３は、ＨＶ−ＥＣＵ２１とＭＧ−ＥＣＵ２２とを含む。ＨＶ−ＥＣＵ２１は、蓄電装置１０−１，１０−２および車両全体を制御し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２および蓄電装置の動作指令を生成する。ＭＧ−ＥＣＵ２２は、ＨＶ−ＥＣＵ２１によって生成された動作指令に基づき、コンバータ１２−１，１２−２，インバータ２０−１，２０−２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。また、ＨＶ−ＥＣＵ２１とＭＧ−ＥＣＵ２２は、通信回線で互いに通信接続されており、相互に情報の授受が可能となっている。なお、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、コンバータを制御する制御装置とインバータ・ＭＧを制御する制御装置に分割する構成としてもよい。また、ＨＶ−ＥＣＵ２１とＭＧ−ＥＣＵ２２間の通信接続は、相互に情報の授受が可能であればその構成は限定されず、有線であっても無線であってもよい。

ＨＶ−ＥＣＵ２１およびＭＧ−ＥＣＵ２２は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、入出力バッファと、ＣＰＵ間の通信装置とを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力およびＣＰＵ間通信による双方向の情報の授受を行い、電動車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウエア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

ＨＶ−ＥＣＵ２１は、電流センサ１４−１，１４−２および電圧センサ１６−１，１６−２，１８からの各検出値、ならびにＭＧ−ＥＣＵ２２から通信回線２５を通じて伝送されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２に基づいて、各蓄電装置１０−１，１０−２の充電状態を示す状態量（以下「ＳＯＣ（State of Charge）」とも称する。）、充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２、Ｗｏｕｔ１，２、入出力電力指令値ＰＲ１，２の算出を行なう。また、図示されない各センサの検出信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて車両要求パワーを算出し、その算出した車両要求パワーに基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，２を算出する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、これらの情報をＭＧ−ＥＣＵ２２へ通信回線２５を通じて送信する。

ＭＧ−ＥＣＵ２２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生トルクが、ＨＶ−ＥＣＵ２１から受信したトルク指令値ＴＲ１，２となるようにインバータ２０−１，２０−２に対し駆動信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を出力し、インバータ２０−１，２０−２を制御する。

ＭＧ−ＥＣＵ２２は、回転角センサ１５−１，１５−２からの信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を検出しＨＶ−ＥＣＵ２１に通信回線２５を通じて送信する。また、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、ＨＶ−ＥＣＵ２１から送信される上記入出力電力指令値ＰＲ１，２に基づき、コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。そして、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、その生成した駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ１２−１，１２−２へ出力し、コンバータ１２−１，１２−２を制御する。

このとき、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、コンバータ１２−２については、蓄電装置１０−２の充放電電力が目標電力である入出力電力指令値ＰＲ２となるように、駆動信号ＰＷＣ２を生成する。また、コンバータ１２−１については、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈが所定の目標電圧となるように、駆動信号ＰＷＣ１を生成する。

さらに、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、上記のモータジェネレータＭＧ２の回転数ＭＲＮ２の所定時間内（たとえばＭＧ−ＥＣＵ２２のサンプリングタイミング×ｎ回（ｎ：自然数））での変化量を算出し、この回転数変化量と所定の閾値との比較により、モータジェネレータＭＧ２の回転速度の急変を検知する。そして、この回転速度の急変の検出に対応して、後述する各蓄電装置の入出力電力指令値の修正処理を行なう。

次に、ＭＧ−ＥＣＵ２２による入出力電力指令値の修正処理の概念を、図２を用いて説明する。なお、以下では、モータジェネレータＭＧ１はエンジン出力を用いて発電可能な発電機として機能し、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪を駆動する電動機として機能するものとする。また、図２では、モータジェネレータＭＧ２の回転数ＭＲＮ２の急変の場合として、駆動輪がグリップした場合について説明する。

図２を参照して、図中の「ＭＧ１」，「ＭＧ２」はそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電力を示している。また、「Ｐｂ１」および「Ｐｂ２」はそれぞれ蓄電装置１０−１，１０−２の充放電電力を示している。縦軸の正側は消費電力および放電電力を示し、負側は発電電力および充電電力を示している。

なお、図２において、上段はグリップ前の状態を示し、中段および下段はグリップ後の状態を示している。なお、下段に本実施の形態による入出力電力指令値の修正処理を行なった場合を示し、中段に比較例として上記修正処理を行なわない場合を示す。

グリップ前は、モータジェネレータＭＧ１はエンジン出力により発電を行なっている。またモータジェネレータＭＧ２の出力は、モータジェネレータＭＧ１の発電電力より大きく、不足分の電力を蓄電装置１０−１，１０−２から持ち出している（図２上段）。

駆動輪が上記の状態からグリップすると、駆動輪の回転数は急激に低下し、モータジェネレータＭＧ２の消費電力も低下する。そうすると、駆動力発生部２において、モータジェネレータＭＧ１の発電電力が消費されなくなり、駆動力発生部２から蓄電装置１０−１，１０−２へ余剰の発電電力が流れ込むことになる。

このとき、駆動力発生部２の出力変化が蓄電装置１０−１，１０−２への電力配分制御に直ちに反映されることが望ましいが、図１のように、モータジェネレータＭＧ２の回転数ＭＲＮ２の検出はＭＧ−ＥＣＵ２２が行なっている。一方、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクの指令値はＨＶ−ＥＣＵ２１が行なっている。そのため、両ＥＣＵ間での通信遅れによって、ＨＶ−ＥＣＵ２１がモータジェネレータＭＧ２の回転速度急変を検出するまでの時間遅れに起因して、駆動力発生部２の出力変化が蓄電装置１０−１，１０−２への電力配分制御に直ちに反映されない状態が発生する。これにより、モータジェネレータＭＧ１での発電電力および蓄電装置１０−２からの放電電力が、蓄電装置１０−１に流れ込み、蓄電装置１０−１の充電電力上限値Ｗｉｎ１を超える状況が発生する可能性がある（図２中段）。

そこで、本実施の形態では、駆動輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２の回転速度が急変した場合には、モータジェネレータＭＧ２の回転数ＭＲＮ２を検出しているＭＧ−ＥＣＵ２２によって、ＨＶ−ＥＣＵ２１から伝送された入出力電力指令値を、駆動力発生部２の出力変化に対応した各蓄電装置への電力分配に修正することとした。これにより、ＨＶ−ＥＣＵ２１がモータジェネレータＭＧ２の回転速度急変を検出し、入出力電力指令値を変更するまでの間に、ＭＧ−ＥＣＵ２２によって、ＨＶ−ＥＣＵ２１からの入出力電力指令値の変更を待つことなく、迅速に入出力電力指令値の変更が可能となる。したがって、制御装置間の伝送遅れに起因する蓄電装置の充放電電力が過大になることを防止することができる。（図２下段）
次に、図３により制御部３のＨＶ−ＥＣＵ２１およびＭＧ−ＥＣＵ２２の詳細について説明する。図３は、本実施の形態による、制御部３によって実行される入出力電力指令値の修正処理に関する制御構成を示す機能ブロック図である。

図３を参照して、まずＨＶ−ＥＣＵ２１は、電力指令生成部４００および第１伝送部４１０を含む。また、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、第２伝送部４２０と、速度検出部４３０と、速度急変検出部４４０と、充放電電力制御部４５０を含む。図３に示された各機能ブロックはＨＶ−ＥＣＵ２１およびＭＧ−ＥＣＵ２２内の各ＣＰＵ（図示しない）に予め格納されたプログラムの実行によって実現される。あるいは、各ブロックに対応する機能を実現するように実装された電子回路（ハードウェア）によって各ブロックの機能を実現するようにしてもよい。

ＨＶ−ＥＣＵ２１の電力指令生成部４００は、電流センサ１４−１および電圧センサ１６−１の検出値に基づいて、蓄電装置１０−１の状態量であるＳＯＣ１および充放電電力上限値Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１を算出する。同様に、電力指令生成部４００は、電流センサ１４−２および電圧センサ１６−２の検出値とに基づいて、蓄電装置１０−２の状態量であるＳＯＣ２および充放電電力上限値Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２を算出する。そして、電力指令生成部４００は、アクセル開度センサ（図示しない）よりアクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号ＡＣＣを、車速センサ（図示しない）から車両速度を示す車速信号ＶＳを受け、これらに基づいて駆動発生部２の車両要求パワーを算出する。

電力指令生成部４００は、この車両要求パワーを、上記蓄電装置のＳＯＣ１，２で表される充電電力と、蓄電装置１０−１，１０−２の充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２およびＷｏｕｔ１，２とを考慮して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への分配制御を行う。このとき、ハイブリッド自動車の場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に加えて、エンジンに対してもパワー分配を行う。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に分配された要求パワーと、ＭＧ−ＥＣＵ２２から伝送されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２とから、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令値ＴＲ１，２を設定する。

また、電力指令生成部４００は、蓄電装置に入出力されるトータル電力について、蓄電装置１０−１，１０−２間での分配比率を、各蓄電装置の状態量ＳＯＣ１，２に基づいて決定する。そして、上記トータル電力と、この分配比率に基づいて、蓄電装置１０−１，１０−２に対する各入出力電力指令値ＰＲ１，２が決定される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に応じて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈの目標電圧ＶＲを生成する。

ＨＶ−ＥＣＵ２１の第１伝送部４１０は、ＭＧ−ＥＣＵ２２から送信されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２を受信し、電力指令生成部４００に出力する。また、第１伝送部４１０は、電力指令生成部４００にて生成された上記の情報を、ＭＧ−ＥＣＵ２２に対して送信する。

一方、ＭＧ−ＥＣＵ２２においては、速度検出部４３０により、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角センサの信号を入力し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２を算出する。そして、速度検出部４３０は、この回転数ＭＲＮ１，２を第２伝送部４２０、速度急変検出部４４０、充放電電力制御部４５０へ出力する。

第２伝送部４２０は、速度検出部４３０から入力されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２をＨＶ−ＥＣＵ２１に送信するとともに、ＨＶ−ＥＣＵ２１から送信される上記の状態量，指令値等を受信し、充放電電力制御部４５０に出力する。

速度急変検出部４４０は、速度検出部４３０から入力されたモータジェネレータＭＧ２の回転数の所定時間（たとえばＭＧ−ＥＣＵ２２のサンプリングタイム×ｎ回（ｎ：自然数））の変化が、所定の閾値を超えているか否かを判定する。上記回転数の変化が所定の閾値超えている場合は速度急変が発生したとして、速度急変フラグＦＬＧをオンとし充放電電力制御部４５０に出力する。閾値を超えていない場合は、速度急変フラグＦＬＧをオフとし充放電電力制御部４５０に出力する。

なお、上記回転数の変化が正、すなわち回転数が増加する方向で急変となった場合は、駆動輪にスリップが発生したことを示している。また、回転数変化が負、すなわち回転数が減少する方向で急変となった場合は、駆動輪がグリップしたことを示している。

充放電電力制御部４５０は、第２伝送部４２０を経由してＨＶ−ＥＣＵ２１から送信された蓄電装置１０−１，１０−２の充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２、Ｗｏｕｔ１，２、蓄電装置１０−１，１０−２の入出力電力指令値ＰＲ１，２、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令値ＴＲ１，２、そして主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈの目標電圧ＶＲを入力する。また、充放電電力制御部４５０は、速度検出部４３０からモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２を、速度急変検出部４４０から速度急変フラグＦＬＧを入力する。さらに、電圧センサ１６−１，１６−２，１８および電流センサ１４−１，１４−２の検出値を入力する。

そして、充放電電力制御部４５０は、速度急変フラグＦＬＧがオフの場合は、ＨＶ−ＥＣＵ２１にて生成された各蓄電装置の入出力電力指令値ＰＲ１，２を目標電力ＰＲＦ１，２として設定し、この目標電力ＰＲＦ１，２に従ってコンバータ１２−１，１２−２の電力変換用のスイッチング素子を制御するように、コンバータ１２−１，１２−２への制御指令値ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成して出力する。

一方、速度急変フラグＦＬＧがオンの場合は、充放電電力制御部４５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令値ＴＲ１，２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２とから、モータジェネレータＭＧ１，２で発電および消費する電力を算出する。そして後述するように、各蓄電装置の入出力電力指令値ＰＲ１，２の比率および充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２、Ｗｏｕｔ１，２に基づいて各蓄電装置の入出力電力指令値を修正する。その後、充放電電力制御部４５０は、修正後の入出力電力指令値を各蓄電装置の目標電力ＰＲＦ１，２として設定し、コンバータ１２−１，１２−２を制御する。

図４は、充放電電力制御部４５０の詳細な機能ブロック図である。図４を参照して、充放電電力制御部４５０は、目標値設定部７０と、電圧制御部７２−１と、電流制御部７２−２とを含む。

目標値設定部７０は、上述のように、速度急変フラグＦＬＧの状態に基づいて各蓄電装置の入出力電力指令値ＰＲＦ１，２を設定し、また主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈの目標電圧ＶＲを設定する。

電圧制御部７２−１は、減算部７４−１，７８−１と、ＰＩ制御部７６−１と、変調部８０−１とを含む。減算部７４−１は、目標電圧ＶＲから電圧Ｖｈを減算し、その演算結果をＰＩ制御部７６−１へ出力する。ＰＩ制御部７６−１は、目標電圧ＶＲと電圧Ｖｈとの偏差を入力として比例積分演算を行い、その演算結果を減算部７８−１に出力する。

減算部７８−１は、電圧Ｖｂ１／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ１２−１の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部７６−１の出力を減算し、その演算結果をコンバータ１２−１のデューティー指令として変調部８０−１へ出力する。変調部８０−１は、減算部７８−１からのデューティー指令と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいて駆動信号ＰＷＣ１を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＣ１をコンバータ１２−１へ出力する。

電流制御部７２−２は、除算部７３と、減算部７４−２，７８−２と、ＰＩ制御部７６−２と、変調部８０−２とを含む。除算部７３は、蓄電装置１０−２の入出力電力指令値ＰＲＦ２を電圧Ｖｂ２で除算することによって、電流指令値ＩＲ２を算出する。

減算部７４−２は、電流指令値ＩＲ２から電流Ｉｂ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部７６−２へ出力する。ＰＩ制御部７６−２は、電流指令値ＩＲ２と電流Ｉｂ２との偏差を入力として比例積分演算を行い、その演算結果を減算部７８−２に出力する。

減算部７８−２は、電圧Ｖｂ２／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ１２−２の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部７６−２の出力を減算し、その演算結果をコンバータ１２−２のデューティー指令として変調部８０−２へ出力する。変調部８０−２は、減算部７８−２からのデューティー指令と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいて駆動信号ＰＷＣ２を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＣ２をコンバータ１２−２へ出力する。

なお、本実施の形態では、蓄電装置が２つであるので、コンバータ１２−２を電流制御（電力制御）用の電流制御コンバータとし、対応する蓄電装置１０−２の充放電電力を目標電力ＰＲＦ２となるように制御すれば、結果として、残りの蓄電装置１０−１の充放電電力についても目標電力ＰＲＦ１とすることができる。また、上記では、コンバータ１２−１を電圧制御コンバータとし、コンバータ１２−２を電流制御コンバータとしたが、これとは逆にコンバータ１２−１を電流制御コンバータとし、コンバータ１２−２を電圧制御コンバータとしてもよい。

図５，図６は、図３に示した入出力電力指令値の修正処理の制御処理手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートはＨＶ−ＥＣＵ２１にて処理される処理手順を、図７のフローチャートはＭＧ−ＥＣＵ２２にて処理される処理手順をそれぞれ示している。それぞれのフローチャートは、本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ−ＥＣＵ２１，ＭＧ−ＥＣＵ２２にそれぞれ予め格納されたプログラムを所定のサイクルタイム（たとえば１０ｍｓ）で繰り返し実行することによって実現される。

図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ２１はステップ（以下、ステップをＳと略す。）７００において、ＭＧ−ＥＣＵ２２によって検出されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２を通信により受信する。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ２１はＳ７１０〜Ｓ７３０にて、前述の電力指令生成部４００の機能に対応した処理を行うことにより、蓄電装置１０−１，１０−２の充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２、Ｗｏｕｔ１，２と入出力電力指令値ＰＲ１，２、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，２、そして主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈの目標電圧ＶＲを生成する。

その後、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、Ｓ７１０〜７３０で算出した各指令値，目標値をＭＧ−ＥＣＵ２２に送信する（Ｓ７４０）。

図６を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、Ｓ５００にてＨＶ−ＥＣＵ１から送信された各指令値，目標値を受信する。

次にＭＧ−ＥＣＵ２２は、Ｓ５１０にて回転角センサ１５−１，１５−２の検出値よりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２を検出し、Ｓ５２０にてＨＶ−ＥＣＵ２１にこの回転数ＭＲＮ１，２を送信する。

Ｓ５３０にて、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度が急変したか否かを判定する。具体的には、ｎ回（ｎ：自然数）分のサンプリングタイムでのモータジェネレータＭＧ２の回転速度の変化量を算出し、この変化量の絶対値が所定の閾値を越えるときには急変したと判定する。変化量が正の場合はスリップを示し、変化量が負の場合はグリップを示している。

モータジェネレータＭＧ２の回転速度が急変していないとき（Ｓ５３０にてＮＯ）は、Ｓ６００まで処理がスキップされ、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、ＨＶ−ＥＣＵ２１から送信された目標電圧ＶＲおよび各蓄電装置の入出力電力指令値ＰＲ１，２を目標電力ＰＲＦ１，２としてコンバータ１２−１，１２−２を制御する。このとき、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、コンバータ１２−１を電圧Ｖｈが目標電圧ＶＲとなるように電圧制御し、コンバータ１２−２の充放電電力が目標電力ＰＲ２となるように、コンバータ１２−２を電流制御する。

一方、Ｓ５３０にてモータジェネレータＭＧ２の回転速度が急変したと判定したとき（Ｓ５３０にてＹＥＳ）は、Ｓ５４０に処理が移され、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、ＨＶ−ＥＣＵ２１から受信したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，２とＳ５２０で検出したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２とから、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で入出力される電力を算出する。これらを加算することにより、回転速度急変の状態を反映した蓄電装置１０−１，１０−２における総充放電電力が得られる。

その後、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、Ｓ５４０で算出された回転速度急変の状態を反映した総充放電電力を、ＨＶ−ＥＣＵ２１から受信した入出力電力指令ＰＲ１，２の比率に基づいて各蓄電装置に分配し、蓄電装置１０−１，１０−２それぞれの入出力電力指令値を修正する（Ｓ５５０）。

次に、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、Ｓ５５０で算出した修正後の入出力電力指令値が、充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２およびＷｏｕｔ１，２以下であるか否かを判定する（Ｓ５６０）。このとき、充電電力の場合はＷｉｎ１，２と比較し、放電電力の場合はＷｏｕｔ１，２と比較する。

修正後の入出力電力指令値が充放電電力上限値以下の場合（Ｓ５６０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、目標電圧ＶＲと上記修正後の入出力電力指令値を目標電力ＰＲＦ１，２としてコンバータ１２−１，１２−２を制御する（Ｓ６００）。

修正後の入出力電力指令値のうちのいずれかが充放電電力上限値を超過する場合（Ｓ５６０にてＮＯ）は、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、その超過する電力を、充放電電力上限値を超過しない他方の指令値に加算し、入出力電力指令値を再修正する（Ｓ５７０）。

次に、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、Ｓ５７０にて再修正した入出力電力指令値が、充放電電力上限値Ｗｉｎ１，２およびＷｏｕｔ１，２以下であるか否かを再度判定する（Ｓ５８０）。

再修正後の入出力電力指令値がいずれも充放電電力上限値以下の場合（Ｓ５８０にてＹＥＳ）は、Ｓ６００に処理がスキップされ、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、目標電圧ＶＲと再修正後の入出力電力指令値を目標電力ＰＲＦ１，２としてコンバータ１２−１，１２−２を制御する。

Ｓ５８０にてＮＯの場合は、再修正後の入出力電力指令値の一方が充放電電力上限値と等しく、他方が充放電電力上限値を超えた状態となる。そこで、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、充放電電力のうちの充放電電力上限値を超過した電力を、各々の蓄電装置において超過電力が均等になるように蓄電装置１０−１，１０−２に分配し、入出力電力指令値をさらに再修正する（Ｓ５９０）。そして、Ｓ６００にて、最終的に修正された入出力電力指令値を目標電力ＰＲＦ１，２とし、これらと目標電圧ＶＲを用いて、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、コンバータ１２−１，１２−２を制御する。これにより、過大な充放電電力がある特定の蓄電装置に集中することを防止できる。

なお、Ｓ５６０において、各蓄電装置とも修正後の入出力電力指令値がいずれも充放電電力上限値を超過している場合には、Ｓ５７０−Ｓ５８０をスキップしてＳ５９０の処理を行なうこととしてもよい。

このように、図５，図６に示すフローチャートに従った制御処理をＨＶ−ＥＣＵ２１，ＭＧ−ＥＣＵ２２が実行することによって、図３に示したのと同様の本実施の形態による入出力電力指令値の修正処理が実現できる。

次に、図７を用いて、上記で説明した本実施の形態による入出力電力指令値の修正処理を適用した場合の、蓄電装置１０−１，１０−２への充電状態について説明する。なお、図７では駆動輪がグリップした際の充電電力の場合について説明する。また、図７においては、発電電力および充電電力を正値とする。

図７（ａ）を参照して、駆動輪のグリップが発生し、ＭＧ−ＥＣＵ２２にてモータジェネレータＭＧ２の回転速度の急変を検出したときは、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、まずＨＶ−ＥＣＵ２１から受信している現在のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，２と、ＭＧ−ＥＣＵ２２にて検出したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，２より、駆動力発生部２で発電および消費される電力を算出する。ここで算出された電力は、回転速度の急変を反映したものとなっている。これらを加算することにより、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、蓄電装置に対する総充電電力を算出する。

そして、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、算出された総充電電力とＨＶ−ＥＣＵ２１から伝送されたこのときの蓄電装置１０−１，１０−２の入出力電力指令ＰＲ１，２の比率とに基づいて、蓄電装置１０−１，１０−２へ分配するそれぞれの入出力電力指令を修正する。このとき、蓄電装置１０−１に分配される修正後の入出力電力指令および蓄電装置１０−２に分配される修正後の入出力電力指令が、各蓄電装置の充電電力上限値Ｗｉｎ１，２以下であれば、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、ここで算出した修正後の入出力電力指令を蓄電装置１０−１，１０−２に充電する目標電力ＰＲＦ１，ＰＲＦ２として、コンバータ１２−１，１２−２に対する駆動指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、各コンバータを制御する。

次に図７（ｂ）にて、上記のように各蓄電装置の入出力電力指令値ＰＲ１，２の比率に従って分配した充電電力が、ある蓄電装置の充電電力上限値を超えてしまう場合について説明する。

図７（ｂ）を参照して、各蓄電装置の入出力電力指令値ＰＲ１，２の比率によって電力を分配した場合に、蓄電装置１０−１への入出力電力指令が充電電力上限値のＷｉｎ１を超えている。このとき、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、充電電力に余裕のある蓄電装置（この場合蓄電装置１０−２）に、この超過した電力を分配するように入出力電力指令値を修正する。

修正後の蓄電装置１０−２への入出力電力指令が充電電力上限値Ｗｉｎ２を超えなければ、当該修正後の充電電力を目標電力ＰＲＦ１，ＰＲＦ２として、コンバータ１２−１，１２−２に対する駆動指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、各コンバータを制御する。

一方、修正後の蓄電装置１０−２への入出力電力指令が充電電力上限値Ｗｉｎ２を超えてしまう場合を、図７（ｃ）により説明する。

図７（ｃ）を参照して、上記の図７（ｂ）と同様に、蓄電装置１０−１にて超過する電力を蓄電装置１０−２に分配した際に、蓄電装置１０−２の充電状態によっては、入出力電力指令が充電電力上限値Ｗｉｎ２を超えてしまう場合が発生する。この場合、蓄電装置１０−１，１０−２のいずれも充電電力上限値以上となってしまうことになる。

このような場合に、その超過した電力をある特定の蓄電装置に集中させてしまうと、その特定の蓄電装置へ過度のダメージを与えてしまいかねない。そのため、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、蓄電装置１０−１，１０−２のそれぞれの超過電力が均等になるように、超過した電力を再分配するように修正する。そして、当該修正後の充電電力を目標電力ＰＲＦ１，ＰＲＦ２として、コンバータ１２−１，１２−２に対する駆動指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、各コンバータを制御する。なお、図７（ａ）で説明した最初の入出力電力指令値の修正において、蓄電装置１０−１，１０−２のいずれも充放電電力上限値を超えてしまう場合は、図７（ｂ）で説明した修正を行なうことなく、図７（ｃ）で説明したように超過した電力を各蓄電装置に均等分配するようにしてもよい。

上記の説明では、グリップ発生時の過充電の防止について述べたが、逆に駆動輪のスリップが発生したときも、同様の考え方により蓄電装置の過放電の防止をすることができる。

上述のように、モータジェネレータＭＧ２の回転速度の急変を検出し、ＭＧ−ＥＣＵ２２にて入出力電力指令値を修正することにより、蓄電装置の過大な充放電を防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態による電動車両およびその制御方法によれば、蓄電装置の入出力電力指令値を生成する制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ２１）と電力変換装置および回転電機を制御する制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ２２）とが個別に設けられている電動車両において、ＭＧ−ＥＣＵ２２の速度急変検出部４４０で回転電機の回転速度の急変が検出された場合に、ＭＧ−ＥＣＵ２２にて蓄電装置１０−１，１０−２の入出力電力指令値ＰＲ１，２を修正することができる。これにより、本来ＨＶ−ＥＣＵ２１にて設定する蓄電装置１０−１，１０−２の入出力電力指令値ＰＲ１，２の変更を待つことなく、ＭＧ−ＥＣＵ２２にて回転速度の急変に迅速に対応して蓄電装置１０−１，１０−２の入出力電力指令値を設定できる。したがって、制御装置間の伝送遅れに起因する指令値の変更遅れによって発生する、蓄電装置の過充電を防止することができる。

また、上記電動車両において、回転電機の回転速度が急変した場合に、制御装置間の伝送遅れに起因する指令値変更遅れによって、過大な充放電電力が特定の蓄電装置に集中することを防止することができる。

なお、本実施の形態においては、電源発生部１を２つの蓄電装置とそれらに対応する２つのコンバータを含むものとしたが、図８に示すように、電源発生部１は、３つ以上の蓄電装置およびそれに対応するコンバータを含むものとしてもよい。この場合、いずれか１つのコンバータを電圧制御し、その他のコンバータを電流制御する。これにより、上記と同様に各蓄電装置の電力制御が可能となる。そして、入出力電力指令値の修正処理においては、超過した電力の分配の際には、未超過の蓄電装置の充電可能電力の比率によって分配を行なってもよいし、等しく均等に分配してもよい。

なお、上記において、ＨＶ−ＥＣＵ２１およびＭＧ−ＥＣＵ２２は、それぞれ本発明における「第１の制御装置」および「第２の制御装置」に対応する。また、コンバータ１２−１，１２−２およびインバータ２０−１，２０−２が、本発明における「電力変換装置」に対応し、コンバータ１２−１が本発明における「電圧制御コンバータ」，コンバータ１２−２が本発明における「電流制御コンバータ」に対応する。また、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬは、本発明における「電力線」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。

本実施の形態に従う、電動車両１００の全体ブロック図である。 本実施の形態の、ＭＧ−ＥＣＵ２２による入出力電力指令値の修正処理の概念を示す図である。 本実施の形態による、制御部３によって実行される入出力電力指令値の修正処理に関する制御構成を示す機能ブロック図である。 本実施の形態の、充放電電力制御部４５０の詳細な機能ブロック図である。 本実施の形態による、入出力電力指令値の修正処理のＨＶ−ＥＣＵ２１による制御処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態による、入出力電力指令値の修正処理のＭＧ−ＥＣＵ２２による制御処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態の、ＭＧ−ＥＣＵ２２による入出力電力指令値の修正処理を適用したときの、蓄電装置１０−１，１０−２の充電状態を説明する図である。 本実施の形態の変形例を示す、電動車両１００の全体ブロック図である。

符号の説明

１ 電源発生部、２ 駆動力発生部、３ 制御部、１０−１，１０−２，１０−３ 蓄電装置、１２−１，１２−２，１２−３ コンバータ、１４−１，１４−２，１４−３ 電流センサ、１５−１，１５−２ 回転角センサ、１６−１，１６−２，１６−３，１８ 電圧センサ、２０−１，２０−２ インバータ、２１ ＨＶ−ＥＣＵ、２２ ＭＧ−ＥＣＵ、２４ 駆動軸、２５ 通信回線、３４ 動力伝達機構、７０ 目標値設定部、７２−１ 電圧制御部、７２−２ 電流制御部、７３ 除算部、７４−１，７４−２，７８−１，７８−２ 減算部、７６−１，７６−２ ＰＩ制御部、８０−１，８０−２ 変調部、１００ 電動車両、４００ 電力指令生成部、４１０ 第１伝送部、４２０ 第２伝送部、４３０ 速度検出部、４４０ 速度急変検出部、４５０ 充放電電力制御部。

Claims (12)

1. 車両の駆動軸と動力の入出力が可能に構成された回転電機と、
   並列に設けられた複数の蓄電装置と、
   前記回転電機と前記複数の蓄電装置との間で双方向の電力変換を行う電力変換装置と、
   前記回転電機および前記複数の蓄電装置の動作指令値を生成する第１の制御装置と、
   前記第１の制御装置との間で互いに情報を授受可能に構成され、前記動作指令値に従って前記回転電機および前記複数の蓄電装置が作動するように前記電力変換装置を制御するための第２の制御装置とを備え、
   前記第２の制御装置は、
   前記回転電機に設けられたセンサの出力に基づいて、前記回転電機の回転速度を検出する速度検出部と、
   前記速度検出部の検出結果に基づいて、前記回転速度の急変を検出する速度急変検出部とを含み、
   前記第１の制御装置は、
   前記速度検出部によって検出された前記回転速度に基づく前記回転電機の入出力電力と前記複数の蓄電装置のそれぞれの充電状態とに従って、前記複数の蓄電装置のそれぞれの複数の入出力電力指令値を生成する電力指令生成部を含み、
   前記第２の制御装置は、
   前記速度急変検出部が前記急変を検出しないときには、前記電力指令生成部によって設定された前記第１の制御装置からの前記複数の入出力電力指令値に従って、前記電力変換装置による前記複数の蓄電装置の充放電を制御する一方で、前記速度急変検出部が前記急変を検出したときには、前記回転速度の変化を反映するように前記第１の制御装置からの前記複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正して前記電力変換装置による前記複数の蓄電装置の充放電を制御する充放電電力制御部をさらに含む、電動車両。
2. 前記電力変換装置は、
   電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が対応の蓄電装置と前記電力線との間で双方向の電力変換を行なうように構成された複数のコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間で双方向の電力変換を行なうように構成されたインバータとを含み、
   前記複数のコンバータは、１つの電圧制御コンバータと、残余の少なくとも１つの電流制御コンバータとに分類され、
   前記充放電電力制御部は、
   前記電力線の電圧が目標電圧になるように、前記電圧制御コンバータを制御する電圧制御部と、
   各前記電流制御コンバータの充放電電流が目標電流となるように、各前記電流コンバータの電流を制御する電流制御部とを含み、
   各前記電流コンバータの前記目標電流は、前記充放電電力制御部によって対応の入出力電力指令値が修正されたコンバータにおいては、前記目標電圧と、修正された前記対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される一方で、前記充放電電力制御部によって前記対応の入出力電力指令値が修正されないコンバータにおいては、前記目標電圧と、前記第１の制御装置による前記対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記充放電電力制御部は、前記急変が検出されたときには、現在の前記回転速度を用いて前記回転電機の入出力電力の総和を算出するとともに、算出した総和電力が前記第１の制御装置によって設定された複数の入出力電力指令値の比率に従って前記複数の蓄電装置間で分配されるように、前記複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正する、請求項１または請求項２に記載の電動車両。
4. 前記電力指令生成部は、前記複数の蓄電装置の各々について、その充放電状態に基づいて、充放電電力上限値を設定し、
   前記充放電電力制御部は、前記複数の蓄電装置のうちのいずれかの蓄電装置について、修正後の前記入出力電力指令値が前記充放電電力上限値を超えるときは、前記充放電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を、前記充放電電力上限値を超えない残余の蓄電装置に分配するように、前記複数の入出力電力指令値を修正する、請求項３に記載の電動車両。
5. 前記充放電電力制御部は、前記複数の蓄電装置の各々について、修正後の対応する前記入出力電力指令値が前記充放電電力上限値以上となるときは、前記充電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を各前記蓄電装置に均等に分配するように、前記複数の入出力電力指令値を修正する、請求項３または請求項４に記載の電動車両。
6. 前記速度急変検出部は、前記速度検出部によって検出された前記回転速度についての所定時間内の変化が所定の閾値を超えたときに、前記回転速度の急変を検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両。
7. 互いに情報を授受可能に構成された第１の制御装置および第２の制御装置による電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両は、
   前記電動車両の駆動軸と動力の入出力が可能に構成された回転電機と、
   並列に設けられた複数の蓄電装置と、
   前記回転電機と前記複数の蓄電装置との間で双方向の電力変換を行う電力変換装置とを備え、
   前記制御方法は、
   前記第２の制御装置により、前記回転電機に設けられたセンサの出力に基づいて、前記回転電機の回転速度を検出するステップと、
   前記第２の制御装置により、前記回転速度を検出するステップの検出結果に基づいて、前記回転速度の急変を検出するステップと、
   前記第１の制御装置により、前記回転速度を検出するステップによって検出された前記回転速度に基づく前記回転電機の入出力電力と前記複数の蓄電装置のそれぞれの充電状態とに従って、前記複数の蓄電装置のそれぞれの複数の入出力電力指令値を生成するステップと、
   前記第２の制御装置により、前記急変が検出されないときには、前記生成するステップによって設定された前記第１の制御装置からの前記複数の入出力電力指令値に従って、前記電力変換装置による前記複数の蓄電装置の充放電を制御する一方で、前記急変が検出されたときには、前記回転速度の変化を反映するように前記第１の制御装置からの前記複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正して前記電力変換装置による前記複数の蓄電装置の充放電を制御するステップとを備える、電動車両の制御方法。
8. 前記電力変換装置は、
   電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が対応の蓄電装置と前記電力線との間で双方向の電力変換を行なうように構成された複数のコンバータと、
   前記電力線と前記回転電機との間で双方向の電力変換を行なうように構成されたインバータとを含み、
   前記複数のコンバータは、１つの電圧制御コンバータと、残余の少なくとも１つの電流制御コンバータとに分類され、
   前記制御方法は、
   前記電力線の電圧が目標電圧になるように、前記電圧制御コンバータを制御するとともに、各前記電流制御コンバータの充放電電流が目標電流となるように、各前記電流コンバータの電流を制御するステップとをさらに備え、
   各前記電流制御コンバータの前記目標電流は、前記充放電電力制御部によって対応の入出力電力指令値が修正されたコンバータにおいては、前記目標電圧と、修正された前記対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される一方で、前記充放電電力制御部によって前記対応の入出力電力指令値が修正されないコンバータにおいては、前記目標電圧と、前記第１の制御装置による前記対応の入出力電力指令値とに基づいて設定される、請求項７に記載の電動車両の制御方法。
9. 前記複数の蓄電装置の充放電を制御するステップは、
   前記急変が検出されたときには、現在の前記回転速度を用いて前記回転電機の入出力電力の総和を算出するとともに、算出した総和電力が前記第１の制御装置によって設定された複数の入出力電力指令値の比率に従って前記複数の蓄電装置間で分配されるように、前記複数の入出力電力指令値の少なくとも一部を修正するステップを含む、請求項７または請求項８に記載の電動車両の制御方法。
10. 前記生成ステップは、前記複数の蓄電装置の各々について、その充放電状態に基づいて、充放電電力上限値を設定し、
    前記複数の蓄電装置の充放電を制御するステップは、
    前記複数の蓄電装置のうちのいずれかの蓄電装置について、修正後の前記入出力電力指令値が前記充放電電力上限値を超えるときは、前記充放電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を、前記充放電電力上限値を超えない残余の蓄電装置に分配するように、前記複数の入出力電力指令値を再修正するステップをさらに含む、請求項９に記載の電動車両の制御方法。
11. 前記複数の蓄電装置の充放電を制御するステップは、
    前記複数の蓄電装置の各々について、修正後もしくは再修正後の対応する各前記入出力電力指令値が前記充放電電力上限値以上となるときは、前記充電電力上限値を超過した充電電力または放電電力を、各前記蓄電装置に均等に分配するように、前記複数の入出力電力指令値をさらに修正するステップをさらに含む、請求項９または請求項１０に記載の電動車両の制御方法。
12. 前記急変を検出するステップは、前記回転速度を検出するステップによって検出された前記回転速度についての所定時間内の変化が所定の閾値を超えたときに、前記回転速度の急変を検出する、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。

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