JP5790397B2

JP5790397B2 - 電動車両

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Publication number: JP5790397B2
Application number: JP2011228918A
Authority: JP
Inventors: 達朗簗瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: JP2013090451A

Description

本発明は、走行用動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含む電動車両に関する。

従来、車両駆動用のモータと、このモータを駆動するインバータとを備えた電動車両として、モータまたはインバータの温度を検出する温度検出手段と、モータまたはインバータの温度を推定する温度推定手段と、温度検出手段により検出された温度検出値と温度推定手段により推定された温度推定値のうち、より信頼度の高い値を選択する温度選択手段と、選択された値に基づいてモータの出力を制限するモータ出力制限手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−６７２８０号公報

上記従来の電動車両では、温度検出値と温度推定値とに基づいてモータの出力を制限することにより、モータや電動車両に搭載される電子部品であるインバータの過熱を抑制することができる。しかしながら、上述のようなモータ出力の制限は、電動車両の運転者の意思に拘わらず実行されるものであることから、加速を要求したにも拘わらず車両が加速しないといった違和感を運転者に与えてしまうおそれがあり、運転者は、モータ出力が制限された際、本来の性能を取り戻すための対処法を知り得ない。従って、上記従来の技術には、電動車両のドライバビリティの面で、なお改善の余地がある。

そこで、本発明は、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、蓄電装置の充放電の制限により電動車両に搭載される電子部品の保護を図ることを主目的とする。

本発明による電動車両は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による電動車両は、
走行用動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含む電動車両において、
予め定められた基準値以下であるときに前記電動車両に搭載される電子部品が保護されることを示す指標を、前記蓄電装置の充放電電流の二乗値に基づいて該二乗値が大きいほど大きくなると共に小さいほど小さくなるように算出する指標算出手段と、
前記指標算出手段により算出された前記指標が前記基準値を超えているときに、前記蓄電装置の充電許容電力および放電許容電力を制限する充放電許容電力制限手段と、
運転者により要求される走行状態が前記充放電許容電力制限手段により前記充電許容電力および放電許容電力の制限が開始される可能性が高い状態であるときに、その旨と推奨車速とを運転者に報知すると共に、前記充放電許容電力制限手段により前記充電許容電力および放電許容電力が制限されている間に、その旨と推奨車速および最高車速とを運転者に報知する報知手段と、
を備えることを特徴とする。

この電動車両では、予め定められた基準値以下であるときに当該電動車両に搭載される電子部品が保護されることを示す指標が、蓄電装置の充放電電流の二乗値に基づいて当該二乗値が大きいほど大きくなると共に小さいほど小さくなるように算出されると共に、算出された指標が基準値を超えているときには、電子部品を保護するために蓄電装置の充電許容電力および放電許容電力が制限される。そして、運転者により要求される走行状態が、充電許容電力および放電許容電力の制限が開始される可能性が高い状態であるときには、その旨と推奨車速とが運転者に報知される。また、充電許容電力および放電許容電力が制限されている間には、その旨と推奨車速および最高車速とが運転者に報知される。これにより、電子部品を保護するために充電許容電力および放電許容電力の制限が開始される可能性が高い状態になったときに、運転者に対して、将来的に充電許容電力および放電許容電力の制限が開始される可能性がある旨を報知すると共に、充電許容電力および放電許容電力の制限が開始されないようにして車両本来の性能を維持させ得る推奨車速を知らしめることができる。また、充電許容電力および放電許容電力が制限されている間には、その旨を運転者に報知して違和感の発生を抑制すると共に、上記指標を低下させて充電許容電力および放電許容電力の制限を解除可能とする推奨車速、更には、その時点で許容される最高車速を運転者に報知して、状況に応じた運転の実行を支援することができる。この結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、蓄電装置の充放電の制限により電動車両に搭載される電子部品の保護を図ることが可能となる。

本発明による電動車両の一例である電気自動車２０の概略構成図である。電気自動車２０のメータ表示装置１００を例示する説明図である。要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。メータ表示指令設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明による電動車両の一例である電気自動車２０の概略構成図である。同図に示す電気自動車２０は、駆動輪ＤＷに連結された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータＭＧと、モータＭＧを駆動するためのインバータ３０と、インバータ３０を介してモータＭＧと電力をやり取り可能なバッテリ４０と、車両全体を制御する主電子制御ユニット（以下「メインＥＣＵ」という）５０とを含む。

図１に示すように、駆動軸２２は、デファレンシャルギヤ２４等を介して左右の駆動輪ＤＷに連結される。モータＭＧは、永久磁石が埋設されたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを有する周知の同期発電電動機である。インバータ３０は、例えばスイッチング素子としての６個のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続された６個のダイオードとを有するものであり、昇圧コンバータ３５を介してバッテリ４０に接続される。昇圧コンバータ３５は、例えば２個のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続された２個のダイオードと、リアクトルとを有するものであり（何れも図示せず）、バッテリ４０からの電圧を昇圧してインバータ３０に供給すると共に、インバータ３０からの電圧を降圧してバッテリ４０に供給することができる。

バッテリ４０は、例えば２００〜３００Ｖの定格出力電圧を有するニッケル水素二次電池またはリチウムイオン二次電池であり、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されたバッテリ用電子制御ユニット（以下「バッテリＥＣＵ」という）４５により管理される。バッテリＥＣＵ４５には、バッテリ４０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ、バッテリ４０の出力端子に接続された電力ラインに設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ、バッテリ４０に設置された図示しない温度センサのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。更に、バッテリＥＣＵ４５は、充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ４０の充電割合を示す残容量ＳＯＣを算出したり、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ４０の充電に許容される電力である許容充電電力（負の値）としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ４０の放電に許容される電力である許容放電電力（正の値）としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。

更に、バッテリＥＣＵ４５は、電気自動車２０に搭載されるインバータ３０や昇圧コンバータ３５、これらに接続されるケーブル類（ワイヤーハーネス）といった電子部品を保護するために、所定時間おき（例えば１００ｍｓｅｃおき）に、電子部品に付与される熱量に比例するバッテリ５０の充放電電力Ｉｂの二乗値に基づく次式（１）に従って指標Ｍを算出する。ここで、式（１）は、一次遅れ要素の微分方程式から得られるものであり、“Ｋ”は、例えば実験・解析を経て定められる時定数に基づいて定められる定数（重み係数、１＜Ｋ＜２）であり、“前回Ｍ”は、前回の指標算出時に得られた指標Ｍであり（初期値＝０）、“Ｉｂ”は、今回の指標算出時におけるバッテリ４０の充放電電流Ｉｂである。かかる指標Ｍは、バッテリ４０の充放電電流Ｉｂの二乗値が大きいほど大きくなると共に小さいほど小さくなる。更に、指標Ｍは、一次遅れ要素のステップ応答により、充放電電流Ｉｂが一定の状態でバッテリ４０が継続して充電または放電されると、すなわち充放電電流Ｉｂの二乗値が一定のまま長時間推移すると一定値に収束する。

Ｍ＝（Ｋ−１）・前回Ｍ＋Ｉｂ²／Ｋ …（１）

かかる指標Ｍに対しては、インバータ３０といった電子部品それぞれの定格電流値等を考慮して、充放電電流Ｉｂが一定の状態でバッテリ４０が長時間継続して充電または放電されてもインバータ３０等の電子部品が発煙したり、損傷したりすることなく確実に保護されるときの充放電電流の値（二乗値）に基づいて基準値Ｍｒｅｆが予め定められる。これにより、指標Ｍが当該基準値Ｍｒｅｆ以下であるときには、電気自動車２０に搭載されるインバータ３０等の電子部品が発煙したり、損傷したりすることなく確実に保護されるとみなすことができる。

そして、バッテリＥＣＵ４５は、指標Ｍが基準値Ｍｒｅｆを上回ったときに、指標Ｍが予め定められた制限解除閾値（ＭｒｅｆあるいはＭｒｅｆよりも小さい値）に低下するまで、充放電制限フラグＦｌｉｍを値１に設定すると共に、インバータ３０といった電子部品に印加される電流値すなわち充放電電流Ｉｂが小さくなるように、バッテリ４０の入力制限Ｗｉｎと出力制限Ｗｏｕｔとを制限する。例えば、バッテリＥＣＵ４５は、指標Ｍが基準値Ｍｒｅｆを上回ると、入力制限Ｗｉｎを予め定められた比較的大きい負の一定値に再設定するか、あるいは別途設定した入力制限Ｗｉｎに正の所定値を加算することにより、入力制限Ｗｉｎを充電電力としてより小さく（値として大きく）制限する。また、バッテリＥＣＵ４５は、指標Ｍが基準値Ｍｒｅｆを上回ると、出力制限Ｗｏｕｔを予め定められた比較的小さい正の一定値に設定するか、あるいは別途設定した出力制限Ｗｏｕｔから正の所定値を減算することにより、出力制限Ｗｏｕｔを放電電力としてより小さく（値として小さく）制限する。なお、充放電制限フラグＦｌｉｍは、指標Ｍが予め定められた制限解除閾値に達して当該指標Ｍに基づく入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除された時点で値０に設定される。

メインＥＣＵ５０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、各種制御プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポート（何れも図示省略）等を含む。メインＥＣＵ５０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー５１の操作位置（シフトポジション）に対応したシフトレンジＳＲを検出するシフトレンジセンサ５２からのシフトレンジＳＲ、アクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度（アクセル操作量）Ａｃｃ、車速センサ５７からの車速Ｖ、電気自動車２０の走行路面の勾配を検出する勾配センサ５８からの路面勾配θ等が入力ポートを介して入力される。

また、メインＥＣＵ５０には、モータＭＧのロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ３１からのロータ回転位置が入力ポートを介して入力され、メインＥＣＵ５０は、回転位置検出センサ３１からのロータ回転位置に基づいてモータＭＧのロータの電気角や回転角速度、回転数Ｎｍ等を算出する。更に、メインＥＣＵ５０には、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧの三相コイルの例えばＶ相，Ｗ相に流れる相電流、図示しない電圧センサにより検出されるバッテリ４０と昇圧コンバータ３５との間の電圧（昇圧前電圧）や昇圧コンバータ３５とインバータ３０との間の電圧（昇圧後電圧）等が入力ポートを介して入力される。そして、メインＥＣＵ５０からは、インバータ３０のトランジスタや昇圧コンバータ３５のトランジスタへのスイッチング制御信号が出力ポートを介して出力される。

更に、メインＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されると共に、駆動輪ＤＷや図示しない他の車輪に摩擦制動力を付与可能な油圧ブレーキ装置（図示省略）を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下「ブレーキＥＣＵ」という）６０と通信し、当該ブレーキＥＣＵ６０と各種信号やデータのやり取りを行う。ブレーキＥＣＵ６０には、図示するようにブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ５６からのブレーキペダルストロークＢＳが入力ポートを介して入力される。ブレーキＥＣＵ６０は、運転者によりブレーキペダル５５が踏み込まれると、ブレーキペダルストロークセンサ５６からのブレーキペダルストロークＢＳに基づいて運転者によりブレーキペダル５５に加えられたペダル踏力を計算し、計算したペダル踏力に基づいて運転者により要求されている要求制動力を設定する。更に、ブレーキＥＣＵ６０は、設定した要求制動力と車速Ｖと予め用意された回生分配比設定用マップとを用いてモータＭＧに対する要求回生制動トルクを設定し、設定した要求回生制動トルクをメインＥＣＵ５０に送信すると共に、分担分に応じた摩擦制動力を出力するように油圧ブレーキ装置を制御する。

加えて、メインＥＣＵ５０は、バッテリＥＣＵ４５と通信し、当該バッテリＥＣＵ４５と各種信号やデータのやり取りを行う。また、メインＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されると共に、電気自動車２０の運転席近傍に配置されたメータ表示装置１００を制御するメータ用電子制御ユニット（以下、「メータＥＣＵ」という）９０と通信すると共に当該メータＥＣＵ９０と必要なデータをやり取りし、メータＥＣＵ９０は、メインＥＣＵ５０からの信号に応じてメータ表示装置１００を制御する。

メータ表示装置１００は、例えばＴＦＴディスプレイとして構成されており、図２に示すような車速表示部１０１を有する。車速表示部１０１には、現車速を表示させる現車速表示部１０２や、必要に応じて電気自動車２０の走行に際して推奨される推奨車速を表示させる推奨車速表示部１０３、必要に応じて電気自動車２０に許容される最高車速を表示させる最高車速表示部１０４が設けられている。また、車速表示部１０１の外周部には、車速の目盛が表示されると共に、当該目盛の現車速に対応した位置を指すように指針１０５が表示される。更に、車速表示部１０１の周囲には、それぞれ複数色（本実施形態では、青色、黄色および赤色）に発光可能な複数のセグメント１０６が配置されている。セグメント１０６は、最低車速（０ｋｍ／ｈ）から最高車速（例えば１８０ｋｍ／ｈ）までの範囲を複数等分にして得られる領域ごとに配置される。

上述のように構成される電気自動車２０の走行に際し、メインＥＣＵ５０は、図３に例示するような要求トルク設定用マップを用いて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応した駆動軸２２に出力すべき要求トルクＴ＊（アクセルオフ時の制動トルクを含む）を設定する。また、運転者によりブレーキペダル５５が踏み込まれた車両制動時には、ブレーキＥＣＵ６０からの要求回生制動トルクを要求トルクＴ＊として設定する。そして、メインＥＣＵ５０は、バッテリ４０の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴ＊に応じたトルクが駆動軸２２に出力されるようにモータＭＧのトルク指令Ｔｍ＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ＊や回転数Ｎｍに従ってインバータ３０や昇圧コンバータ３５をスイッチング制御する。また、メインＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ８０がオンされると、メータ表示装置１００の車速表示部１０１に電気自動車２０の状態に応じた情報を表示させるためのメータ表示指令を設定し、設定したメータ表示指令をメータＥＣＵ９０に送信する。

次に、メインＥＣＵ５０によるメータ表示指令の設定手順について説明する。図４は、イグニッションスイッチ８０がオンされた後、メインＥＣＵ５０により所定時間おき（例えば、数ｍｓｅｃおき）に実行されるメータ表示指令設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図４のメータ表示指令設定ルーチンの開始に際して、メインＥＣＵ５０（ＣＰＵ）は、充放電制限フラグＦｌｉｍの値やバッテリ４０の出力制限Ｗｏｕｔ、要求トルクＴ＊、車速センサ５７からの車速Ｖ、勾配センサ５８からの路面勾配θといった必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。充放電制限フラグＦｌｉｍの値やバッテリ４０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ４５から通信により入力される。また、要求トルクＴ＊は、上述のようにして別途メインＥＣＵ５０により設定されるものである。

ステップＳ１００のデータ入力処理の後、メインＥＣＵ５０は、充放電制限フラグＦｌｉｍが値０であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、充放電制限フラグＦｌｉｍが値０であって指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されていない場合には、更にステップＳ１００に入力した要求トルクＴ＊の絶対値が予め定められた基準トルクＴｒｅｆ（正の値）を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０にて用いられる閾値としての基準トルクＴｒｅｆは、例えば、充放電電流Ｉｂが一定の状態でバッテリ４０が継続して充電または放電されたことにより上記指標Ｍが基準値Ｍｒｅｆに収束するときの電流値Ｉｒｅｆに対応したモータＭＧの入出力トルクの絶対値とされる。

ステップＳ１２０にて要求トルクＴ＊の絶対値が基準トルクＴｒｅｆ以下であって電気自動車２０（モータＭＧ）の走行負荷や制動負荷が比較的小さいと判断した場合、メインＥＣＵ５０は、メータＥＣＵ９０に対するメータ表示指令を設定すると共に、当該メータ表示指令をメータＥＣＵ９０に送信し（ステップＳ１３０）、本ルーチンを一旦終了させる。ステップＳ１３０にて設定されるメータ表示指令は、メータ表示装置１００の車速表示部１０１の各セグメント１０６が青色に発光すると共に、現車速表示部１０２にステップＳ１００にて入力した車速Ｖに一致する値が表示され、かつ指針１０５が車速Ｖに対応した箇所を指すようにするものである。そして、メインＥＣＵ５０からメータ表示指令を受信したメータＥＣＵ９０は、車速表示部１０１に当該メータ表示指令に応じた情報が表示されるようにメータ表示装置１００を制御する。

また、ステップＳ１２０にて要求トルクＴ＊の絶対値が基準トルクＴｒｅｆを上回っていると判断した場合、すなわち、指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されておらず、かつ電気自動車２０（モータＭＧ）の走行負荷や制動負荷が比較的大きい場合、メインＥＣＵ５０は、ステップＳ１００にて入力した路面勾配θに基づいて電気自動車２０の走行に際して推奨される推奨車速Ｖｒｃｍを設定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０において、メインＥＣＵ５０は、例えば、指標Ｍを基準値Ｍｒｅｆに収束させる（基準値Ｍｒｅｆを超えさせない）電流値Ｉｒｅｆ以下の電流値に対応したトルクで路面勾配θの走行路を走行する際に得られる車速を推奨車速Ｖｒｃｍとして設定する。本実施形態では、指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されていないときの路面勾配θと推奨車速Ｖｒｃｍとの関係が第１推奨車速設定用マップとして予め定めれてメインＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されており、ステップＳ１４０では、当該マップから路面勾配θに対応した推奨車速Ｖｒｃｍが導出・設定される。

こうしてステップＳ１４０にて推奨車速Ｖｒｃｍを設定した後、メインＥＣＵ５０は、メータＥＣＵ９０に対するメータ表示指令を設定すると共に、当該メータ表示指令をメータＥＣＵ９０に送信し（ステップＳ１５０）、本ルーチンを一旦終了させる。ステップＳ１５０にて設定されるメータ表示指令は、例えばメータ表示装置１００の車速表示部１０１の複数のセグメント１０６のうち、最低車速（０ｋｍ／ｈ）に対応したセグメント１０６からステップＳ１４０にて設定された推奨車速Ｖｒｃｍに対応したセグメント１０６までが黄色に発光し、現車速表示部１０２にステップＳ１００にて入力した車速Ｖに一致する値が表示されると共に指針１０５が車速Ｖに対応した箇所を指し、かつ推奨車速表示部１０３にステップＳ１４０にて設定された推奨車速Ｖｒｃｍに一致した値が表示されるようにするものである。そして、メインＥＣＵ５０からメータ表示指令を受信したメータＥＣＵ９０は、車速表示部１０１に当該メータ表示指令に応じた情報が表示されるようにメータ表示装置１００を制御する。

このように、指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されていない場合であっても、要求トルクＴ＊の絶対値が基準トルクＴｒｅｆを上回っており、電気自動車２０（モータＭＧ）の走行負荷や制動負荷が比較的大きい場合に、車速表示部１０１のセグメント１０６を黄色に発光させることで、要求トルクＴ＊に応じた走行状態、すなわち運転者により要求される走行状態がそのまま継続されると、将来的に、バッテリＥＣＵ４５によって指標Ｍに基づく入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始される可能性が高いことを運転者に報知することができる。また、推奨車速表示部１０３にステップＳ１４０にて設定された推奨車速Ｖｒｃｍに一致した値を表示させることで、入力制限Ｗｏｕｔおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始されないようにして車両本来の性能を維持させ得る推奨車速Ｖｒｃｍを運転者に知らしめることができる。

一方、ステップＳ１１０にて充放電制限フラグＦｌｉｍが値１であって指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されていると判断した場合、メインＥＣＵ５０は、ステップＳ１００にて入力した路面勾配θに応じた推奨車速Ｖｒｃｍを設定すると共に、ステップＳ１００にて入力した路面勾配θおよび出力制限Ｗｏｕｔに基づいて電気自動車２０の最高車速Ｖｍａｘを設定する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０において、メインＥＣＵ５０は、例えば、指標Ｍを上述の制限解除閾値に収束させる電流値に対応したトルクで路面勾配θの走行路を走行する際に得られる車速を推奨車速Ｖｒｃｍとして設定すると共に、指標Ｍに基づいて制限された出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧからトルクを出力して路面勾配θの走行路を走行する際に得られる車速を最高車速Ｖｍａｘとして設定する。本実施形態では、指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されているときの路面勾配θと推奨車速Ｖｒｃｍとの関係が第２推奨車速設定用マップとして予め定めれてメインＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されており、ステップＳ１６０では、当該マップから路面勾配θに対応した推奨車速Ｖｒｃｍが導出・設定される。また、路面勾配θおよび出力制限Ｗｏｕｔと最高車速Ｖｍａｘとの関係が最高車速設定用マップとして予め定めれてメインＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されており、ステップＳ１６０では、当該マップから路面勾配θおよび出力制限Ｗｏｕｔに対応した最高車速Ｖｍａｘが導出・設定される。

こうしてステップＳ１６０にて推奨車速Ｖｒｃｍおよび最高車速Ｖｍａｘを設定した後、メインＥＣＵ５０は、メータＥＣＵ９０に対するメータ表示指令を設定すると共に、当該メータ表示指令をメータＥＣＵ９０に送信し（ステップＳ１７０）、本ルーチンを一旦終了させる。ステップＳ１７０にて設定されるメータ表示指令は、例えばメータ表示装置１００の車速表示部１０１の複数のセグメント１０６のうち、最低車速（０ｋｍ／ｈ）に対応したセグメント１０６からステップＳ１６０にて設定された推奨車速Ｖｒｃｍに対応したセグメント１０６までが黄色に発光すると共にステップＳ１６０にて設定された最高車速Ｖｍａｘに対応したセグメント１０６が赤色に発光し、現車速表示部１０２にステップＳ１００にて入力した車速Ｖに一致する値が表示されると共に指針１０５が車速Ｖに対応した箇所を指し、推奨車速表示部１０３にステップＳ１６０にて設定された推奨車速Ｖｒｃｍに一致した値が表示され、かつ最高車速表示部１０４にステップＳ１６０にて設定された推奨車速Ｖｍａｘに一致した値が表示されるようにするものである。メインＥＣＵ５０からメータ表示指令を受信したメータＥＣＵ９０は、車速表示部１０１に当該メータ表示指令に応じた情報が表示されるようにメータ表示装置１００を制御する。

このように、指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されていいる場合に、車速表示部１０１のセグメント１０６を黄色および赤色に発光させることで、バッテリＥＣＵ４５により指標Ｍに基づいて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されていることを運転者に報知して違和感の発生を抑制することができる。また、バッテリ４０の充放電電流の二乗値を項として含む式（１）に従って算出される指標Ｍを低下させて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除可能とする推奨車速Ｖｒｃｍ、更には、その時点で許容される最高車速Ｖｍａｘを運転者に報知して、状況に応じた運転の実行を支援することができる。

以上説明したように、本実施形態の電気自動車２０では、バッテリＥＣＵ４５により、バッテリ４０の充放電電流の二乗値を項として含む上記式（１）に従って基準値Ｍｒｅｆ以下であるときに電気自動車２０に搭載されるインバータ３０といった電子部品が保護されることを示す指標Ｍが算出されると共に、算出された指標Ｍが基準値Ｍｒｅｆを超えているときに、バッテリ４０の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが充電電力または放電電力として小さく制限される。そして、要求トルクＴ＊に応じた走行状態、すなわち運転者により要求される走行状態がバッテリＥＣＵ４５によって入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始される可能性が高い状態であるときには、その旨（セグメント１０６の黄色発光）と推奨車速Ｖｒｃｍとがメータ表示装置１００を介して運転者に報知される（ステップＳ１４０およびＳ１５０）。また、バッテリＥＣＵ４５により入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されている間には、その旨（セグメント１０６の黄色および赤色発光）と推奨車速Ｖｒｃｍおよび最高車速Ｖｍａｘとが運転者に報知される。

これにより、バッテリＥＣＵ４５によって入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始される可能性が高い状態になったときに、運転者に、将来的に入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始される可能性がある旨を報知すると共に、入力制限Ｗｏｕｔおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始されないようにして車両本来の性能を維持させ得る推奨車速Ｖｒｃｍを知らしめることができる。また、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔが制限されている間には、その旨を運転者に報知して違和感の発生を抑制すると共に、バッテリ４０の充放電電流の二乗値を項として含む式（１）に従って算出される指標Ｍを低下させて入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除可能とする推奨車速Ｖｒｃｍ、更には、その時点で許容される最高車速Ｖｍａｘを運転者に報知して、状況に応じた運転の実行を支援することができる。この結果、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、バッテリ４０の充放電の制限により電気自動車２０に搭載される電子部品の保護を図ることが可能となる。

なお、ここまで、本発明による電動車両がモータＭＧのみを走行用動力の発生源として含む電気自動車であるものとして本発明の実施の形態を説明したが、本発明による電動車両は、モータに加えて内燃機関を走行用動力の発生源として含む１モータ式あるいは２モータ式のハイブリッド自動車として構成されてもよい。この場合、本発明による電動車両は、いわゆるプラグイン方式のハイブリッド自動車として構成されてもよい。

ここで、上記実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施形態では、走行用動力を出力可能な電動機であるモータＭＧと、モータＭＧと電力をやり取り可能な蓄電装置としてのバッテリ４０とを含む電気自動車２０が「電動車両」に相当し、バッテリ４０の充放電電流Ｉｂの二乗値を項として含む式（１）に従って、予め定められた基準値Ｍｒｅｆ以下であるときに電気自動車２０に搭載される電子部品が保護されることを示す指標を算出ＭするバッテリＥＣＵ４５が「指標算出手段」に相当し、指標Ｍが基準値Ｍｒｅｆを超えているときに、バッテリ４０の入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔのを制限するバッテリＥＣＵ４５が「充放電許容電力制限手段」に相当し、メインＥＣＵ５０、メータＥＣＵ９０およびメータ表示装置１００の組み合わせが「報知手段」に相当する。

ただし、上記実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一形態であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、上記実施形態はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、電動車両の製造産業等において利用可能である。

２０電気自動車、２２駆動軸、２４デファレンシャルギヤ、３０インバータ、３１回転位置検出センサ、３５昇圧コンバータ、４０バッテリ、４５バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５０主電子制御ユニット（メインＥＣＵ）、５１シフトレバー、５２シフトレンジセンサ、５３アクセルペダル、５４アクセルペダルポジションセンサ、５５ブレーキペダル、５６ブレーキペダルストロークセンサ、５７車速センサ、５８勾配センサ、６０ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、９０メータ用電子制御ユニット（メータＥＣＵ）１００メータ表示装置、１０１車速表示部、１０２現車速表示部、１０３推奨車速表示部、１０４最高車速表示部、１０５指針、１０６セグメント、ＭＧモータ。

Claims

走行用動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含む電動車両において、
予め定められた基準値以下であるならば前記電動車両に搭載される電子部品が保護されることを示す指標を、前記蓄電装置の充放電電流の二乗値に基づいて該二乗値が大きいほど大きくなると共に小さいほど小さくなるように算出する指標算出手段と、
前記指標算出手段により算出された前記指標が前記基準値を超えているときに、前記蓄電装置の充電許容電力および放電許容電力を制限する充放電許容電力制限手段と、
運転者により要求される走行状態が前記充放電許容電力制限手段により前記充電許容電力および放電許容電力の制限が開始される可能性が高い状態であるときに、その旨と、前記指標を前記基準値に収束させる電流値以下の充放電電流に対応したトルクおよび路面勾配に応じた推奨車速とを運転者に報知すると共に、前記充放電許容電力制限手段により前記充電許容電力および放電許容電力が制限されている間に、その旨と、前記充電許容電力および放電許容電力の制限を解除するための制限解除閾値に前記指標を収束させる電流値に対応したトルクおよび路面勾配に応じた推奨車速と、前記指標に基づいて制限された放電許容電力の範囲内で前記電動機から出力されるトルクおよび路面勾配に応じた最高車速とを運転者に報知する報知手段と、
を備えることを特徴とする電動車両。