JP5928326B2 - 電動車両および電動車両の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両および電動車両の制御方法に関し、特に、蓄電装置と、走行用の電動機を駆動する駆動装置との間に電圧変換装置が設けられる電動車両およびその制御方法に関する。

特開２００４−２２２３６２号公報（特許文献１）は、直流電源と、発電機能を有する交流モータと、交流モータを駆動するインバータと、直流電源およびインバータ間に設けられる昇圧コンバータとを備える電動車両を開示する。この電動車両においては、昇圧コンバータの故障が検出されると、交流モータの回生発電を禁止するようにインバータおよび交流モータが制御される。これにより、昇圧コンバータが故障しても、インバータの入力側に設けられるコンデンサに耐電圧以上の電圧が印加されるのを防止することができる（特許文献１参照）。

特開２００４−２２２３６２号公報 特開２００７−１３７１７４号公報 特開２００７−３３１５５９号公報 特開２００７−３２５３５２号公報

上記の電動車両においては、昇圧コンバータの故障時は、交流モータの回生発電が禁止されるので、直流電源が充電されない。したがって、昇圧コンバータが故障した状況で走行する退避走行において、直流電源に蓄えられた電力が早期に枯渇し、十分な走行距離を確保することができない。

この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、昇圧コンバータが設けられる電動車両において、昇圧コンバータが故障しても、蓄電装置の電力が枯渇するのを抑制して十分な走行距離を確保することである。

この発明によれば、電動車両は、第１および第２の電動機と、第１および第２の駆動装置と、再充電可能な蓄電装置と、電圧変換装置と、発電装置と、制御装置とを備える。第１および第２の電動機は、車両の駆動力を発生する。第１および第２の駆動装置は、第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する。電圧変換装置は、蓄電装置と第１の駆動装置との間に設けられる。発電装置は、電圧変換装置と第１の駆動装置との間に配設される第１の電力線に電気的に接続される。制御装置は、第１および第２の駆動装置、電圧変換装置、ならびに発電装置を制御する。第２の駆動装置は、蓄電装置と電圧変換装置との間に配設される第２の電力線に電気的に接続される。第２の電動機は、回生運転モードで動作可能である。そして、制御装置は、電圧変換装置の異常時、電圧変換装置の動作を停止して発電装置の発電電力を用いて第１の電動機により走行する退避走行制御を実行するとともに、第２の電動機が回生運転モードで動作するように第２の駆動装置を制御する。

好ましくは、電動車両は、電気負荷をさらに備える。電気負荷は、第２の電力線から電力の供給を受ける。制御装置は、電圧変換装置の異常時、第２の電動機により発電される電力が電気負荷へ供給されるように第２の駆動装置を制御する。

さらに好ましくは、電気負荷は、もう１つの電圧変換装置と、補機負荷とを含む。もう１つの電圧変換装置は、第２の電力線に電気的に接続される。補機負荷は、もう１つの電圧変換装置から電力を受ける。

好ましくは、制御装置は、電圧変換装置の異常時、電気負荷の消費電力に基づいて第２の電動機のトルクを設定する。

好ましくは、制御装置は、電圧変換装置の異常時、第２の電動機による走行トルクの低下を補うように第１の電動機のトルクおよび発電装置の発電量を設定する。

好ましくは、制御装置は、電圧変換装置の異常時、蓄電装置の残存容量が規定値よりも少ないときは、残存容量が規定値以上であるときよりも第２の電動機の発電量が多くなるように第２の電動機のトルクを設定する。

また、好ましくは、制御装置は、電圧変換装置の異常時、蓄電装置の残存容量が少ないほど第２の電動機の発電量が多くなるように第２の電動機のトルクを設定する。

好ましくは、電圧変換装置は、昇圧装置を含む。昇圧装置は、第１の電力線の電圧を第２の電力線の電圧以上に昇圧する。

好ましくは、発電装置は、内燃機関と、第３の電動機とを含む。第３の電動機は、内燃機関の動力を受けて発電する。

好ましくは、第１の電動機は、主駆動輪に連結される。第２の電動機は、従動輪に連結される。

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、第１および第２の電動機と、第１および第２の駆動装置と、再充電可能な蓄電装置と、電圧変換装置と、発電装置とを備える。第１および第２の電動機は、車両の駆動力を発生する。第１および第２の駆動装置は、第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する。電圧変換装置は、蓄電装置と第１の駆動装置との間に設けられる。発電装置は、電圧変換装置と第１の駆動装置との間に配設される第１の電力線に電気的に接続される。第２の駆動装置は、蓄電装置と電圧変換装置との間に配設される第２の電力線に電気的に接続される。第２の電動機は、回生運転モードで動作可能である。そして、制御方法は、電圧変換装置の異常が発生すると、電圧変換装置の動作を停止して発電装置の発電電力を用いて第１の電動機により走行する退避走行制御を実行するステップと、退避走行制御の実行時に第２の電動機が回生運転モードで動作するように第２の駆動装置を制御するステップとを含む。

この発明においては、電圧変換装置の異常時、電圧変換装置の動作を停止して発電装置の発電電力を用いて第１の電動機により走行する退避走行制御を実行するとともに、第２の電動機が回生運転モードで動作する。これにより、電圧変換装置が停止していても、第２の電動機により発電された電力が、蓄電装置と電圧変換装置との間に配設される第２の電力線に供給される。したがって、この発明によれば、電圧変換装置を停止させて走行する退避走行時に蓄電装置の電力が枯渇するのを抑制して十分な走行距離を確保することができる。

この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 昇圧コンバータの異常時に実行される退避走行制御中の電力の流れを示した図である。 図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵにより実行される退避走行制御の処理手順を説明するフローチャートである。

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１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２２，２４，２６と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬと、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、モータジェネレータ３０，３２，４０と、エンジン３４と、動力分割装置３６と、前輪３８と、後輪４２とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４と、補機負荷４６と、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と称する。）５０とをさらに備える。

ハイブリッド車両１００は、モータジェネレータ３２，４０およびエンジン３４を駆動源として搭載する。モータジェネレータ３２（ＭＧ２）は、前輪３８の駆動軸に連結され、主駆動輪として前輪３８を駆動するモータとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）は、後輪４２の駆動軸に連結され、従動輪として後輪４２を駆動するモータとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。

動力分割装置３６には、エンジン３４、モータジェネレータ３０、および前輪３８の駆動軸が連結される。エンジン３４が発生する動力は、動力分割装置３６によって２つの経路に分割される。一方は前輪３８の駆動軸へ伝達される経路であり、他方はモータジェネレータ３０へ伝達される経路である。モータジェネレータ３０（ＭＧ１）は、エンジン３４により駆動される発電機として主に動作し、かつ、エンジン３４の始動用モータとして動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。

動力分割装置３６は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車によって構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３４のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ３０の回転軸に連結される。リングギヤは、前輪３８の駆動軸（モータジェネレータ３２の回転軸）に連結される。

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や、電気二重層キャパシタ等によって構成される。蓄電装置Ｂは、走行用のモータジェネレータ３２，４０へ供給される電力を蓄える。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０およびインバータ２６の少なくとも一方から正極線ＰＬ１へ出力される直流電力を受けて充電される。

昇圧コンバータ１０は、蓄電装置Ｂとインバータ２２，２４との間に設けられる。昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬの一端は、正極線ＰＬ１に接続され、他端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードに接続される。

なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２およびインバータ２２，２４，２６に用いられるスイッチング素子（図示せず）には、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＧＴＯ（Gate Turn Off thyristor）等を用いることができる。

昇圧コンバータ１０は、電流可逆型の昇圧チョッパ回路である。昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＣに応答してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフさせることによって、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置Ｂの出力電圧以上に昇圧する。具体的には、昇圧コンバータ１０は、スイッチング素子Ｑ２のオン時に流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積し、スイッチング素子Ｑ２のオフ時にダイオードＤ１を介して蓄積エネルギーを正極線ＰＬ２へ放出することによって正極線ＰＬ２の電圧を昇圧する。

なお、正極線ＰＬ２の電圧が目標よりも低い場合、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティーを大きくすることによって、リアクトルＬを用いて蓄電装置Ｂから正極線ＰＬ２へ電流を流すことができ、正極線ＰＬ２の電圧を高めることができる。一方、正極線ＰＬ２の電圧が目標よりも高い場合、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティーを大きくすることによって正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ電流を流すことができ、正極線ＰＬ２の電圧を低めることができる。

また、昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ５０から停止信号ＳＤＷＮを受けると動作を停止する。具体的には、昇圧コンバータ１０が停止信号ＳＤＷＮを受けると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は遮断状態（オフ状態）となる。

インバータ２２，２４は、それぞれモータジェネレータ３０，３２に対応して設けられる。インバータ２２，２４は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに電気的に接続される。インバータ２２は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、エンジン３４の出力を用いてモータジェネレータ３０が発電した交流電力を直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ２へ出力する。インバータ２４は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力をモータジェネレータ３２へ出力する。

平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。平滑コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。

モータジェネレータ３０，３２の各々は、交流電動機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された永久磁石型交流同期モータによって構成される。モータジェネレータ３０（ＭＧ１）は、動力分割装置３６を介して受けるエンジン３４の動力を用いて交流電力を発生し、その発生した交流電力をインバータ２２へ出力する。モータジェネレータ３２（ＭＧ２）は、インバータ２４から受ける交流電力によって、主駆動輪の前輪３８を駆動するためのトルクを発生する。

インバータ２６は、モータジェネレータ４０に対応して設けられる。インバータ２６は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬに電気的に接続される。すなわち、インバータ２６は、インバータ２２，２４とは異なり、昇圧コンバータ１０を介することなく蓄電装置Ｂに接続される。インバータ２６は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩＲに基づいて、蓄電装置Ｂから出力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４０へ出力する。また、昇圧コンバータ１０に異常が発生した場合の退避走行時、インバータ２６は、後輪４２からの回転力を受けてモータジェネレータ４０が発電した交流電力をＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ２に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ１へ出力する。

モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）も、モータジェネレータ３０，３２と同様に交流電動機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された永久磁石型交流同期モータによって構成される。モータジェネレータ４０は、インバータ２６から受ける交流電力によって、従動輪の後輪４２を駆動するためのトルクを発生する。また、昇圧コンバータ１０に異常が発生した場合の上記退避走行時、モータジェネレータ４０は、後輪４２からの回転力を受けて交流電力を発生し、その発生した交流電力をインバータ２６へ出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬに電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、ＥＣＵ５０からの信号ＤＲに基づいて、正極線ＰＬ１から受ける直流電力を補機負荷４６の電圧レベルに電圧変換して補機負荷４６へ出力する。補機負荷４６は、ハイブリッド車両１００に搭載される各種補機、およびＤＣ／ＤＣコンバータ４４から供給される電力を蓄える補機用蓄電装置を統括的に示したものである。

ＥＣＵ５０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行するソフトウェア処理および／または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１０、インバータ２２，２４，２６、エンジン３４、およびＤＣ／ＤＣコンバータ４４を制御する。

具体的には、ＥＣＵ５０は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＬ、および正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨ等に基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。なお、電圧ＶＬ，ＶＨは、図示されない電圧センサによって検出される。

また、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータ３０（ＭＧ１）のトルク指令値、電流Ｉ１およびロータ回転角θ１、ならびに電圧ＶＨ等に基づいて、モータジェネレータ３０を駆動するための信号ＰＷＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１をインバータ２２へ出力する。さらに、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータ３２（ＭＧ２）のトルク指令値、電流Ｉ２およびロータ回転角θ２、ならびに電圧ＶＨ等に基づいて、モータジェネレータ３２を駆動するための信号ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ２をインバータ２４へ出力する。さらに、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）のトルク指令値、電流Ｉ３およびロータ回転角θ３、ならびに電圧ＶＬ等に基づいて、モータジェネレータ４０を駆動するための信号ＰＷＩＲを生成し、その生成した信号ＰＷＩＲをインバータ２６へ出力する。

なお、モータジェネレータ３０，３２，４０のトルク指令値は、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度ＡＣＣや車両速度ＳＶ等に基づいて算出される。また、電流Ｉ１〜Ｉ３は、図示されない電流センサによって検出され、ロータ回転角θ１〜θ３は、図示されない回転角センサによって検出される。

また、ＥＣＵ５０は、補機負荷４６の消費電力（要求電力でもよい。）に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を駆動するための信号ＤＲを生成し、その生成した信号ＤＲをＤＣ／ＤＣコンバータ４４へ出力する。

ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０の異常時、昇圧コンバータ１０の動作を停止してモータジェネレータ３０（ＭＧ１）の発電電力を用いてモータジェネレータ３２（ＭＧ２）により走行する退避走行制御を実行する。具体的には、たとえば昇圧コンバータ１０からの状態信号ＳＴに基づいて昇圧コンバータ１０の異常が検知されると、ＥＣＵ５０は、停止信号ＳＤＷＮを生成して昇圧コンバータ１０へ出力する。ＥＣＵ５０は、さらに、エンジン３４の動力を用いてモータジェネレータ３０により発電し、かつ、その発電電力を用いてモータジェネレータ３２により走行するためのモータジェネレータ３０，３２のトルク指令値を生成する。そして、ＥＣＵ５０は、生成されたトルク指令値に基づいて、インバータ２２，２４を駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成してインバータ２２，２４へそれぞれ出力する。さらにＥＣＵ５０は、モータジェネレータ４０が回生運転モード（発電モード）で動作するようにインバータ２６を駆動するための信号ＰＷＩＲを生成し、その生成した信号ＰＷＩＲをインバータ２６へ出力する。

なお、昇圧コンバータ１０の「異常」については、たとえば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２やリアクトルＬ等の過熱が検知されたり、異常な電流が検出されたりした場合に「異常」が検知される。なお、昇圧コンバータ１０の「異常」は昇圧コンバータ１０によって検知され、昇圧コンバータ１０の状態を示す状態信号ＳＴによって昇圧コンバータ１０からＥＣＵ５０に通知されるものとしているが、昇圧コンバータ１０の温度や電流等の検出値に基づいてＥＣＵ５０において昇圧コンバータ１０の異常を検知してもよい。

図２は、昇圧コンバータ１０の異常時に実行される退避走行制御中の電力の流れを示した図である。図２を参照して、昇圧コンバータ１０の異常が検知されると、昇圧コンバータ１０は停止される。具体的には、昇圧コンバータ１０のスイッチング素子が遮断状態（オフ状態）となる。これにより、正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１への電力の流れが遮断されるので、エンジン３４の動力を用いてモータジェネレータ３０により発電された電力を蓄電装置Ｂへ供給することはできない。この状態では蓄電装置Ｂの電力が枯渇してしまうので、退避走行時は、エンジン３４の動力を用いてモータジェネレータ３０により発電が行なわれ、その発電電力がモータジェネレータ３２に供給される。

ここで、モータジェネレータ３０により発電された電力がモータジェネレータ３２へ供給されることにより蓄電装置Ｂからモータジェネレータ３２への給電はなくても、蓄電装置Ｂの電力は補機負荷４６によって消費されるので、このままでは蓄電装置Ｂの電力は枯渇する。蓄電装置Ｂの電力が枯渇すると、補機負荷４６やＥＣＵ５０へ給電ができなくなり、走行を継続することができなくなる。

そこで、この実施の形態では、退避走行中、モータジェネレータ４０を回生運転モード（発電モード）で作動させる。モータジェネレータ４０を駆動するインバータ２６は、正極線ＰＬ２ではなく正極線ＰＬ１に接続されているので、昇圧コンバータ１０が遮断状態であってもモータジェネレータ４０からＤＣ／ＤＣコンバータ４４（補機負荷４６）へ電力を供給することができる。すなわち、モータジェネレータ３０により発電される電力を用いてモータジェネレータ３２が主駆動輪の前輪３８を駆動するための駆動力を発生し、モータジェネレータ４０は、従動輪の後輪４２から回転力を受けてＤＣ／ＤＣコンバータ４４（補機負荷４６）用の電力を発生する。

なお、この実施の形態では、モータジェネレータ４０を回生運転モードで作動させることによる走行トルクの低下は、モータジェネレータ３２のトルクを増加させ、かつ、モータジェネレータ３０の発電量を増加させることによって補償される。但し、走行トルクの低下が許容範囲であれば、このような補償を行なわないことも可能である。

図３は、図１に示したＥＣＵ５０の機能ブロック図である。図３とともに図１を参照して、ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ制御部５２と、走行モード制御部５４と、ＳＯＣ算出部５６と、インバータ制御部５８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部６０とを含む。

昇圧コンバータ制御部５２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨ、および正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＬに基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成する。また、昇圧コンバータ制御部５２は、昇圧コンバータ１０から受ける状態信号ＳＴが昇圧コンバータ１０の異常を示しているとき、昇圧コンバータ１０の動作を停止するための停止信号ＳＤＷＮを生成して昇圧コンバータ１０へ出力する。また、昇圧コンバータ制御部５２は、昇圧コンバータ１０の状態（正常／異常）を走行モード制御部５４へ通知する。なお、上述のように、昇圧コンバータ１０の異常検知は、昇圧コンバータ１０の温度や電流等の検出値に基づいて昇圧コンバータ制御部５２で行なってもよい。

走行モード制御部５４は、ハイブリッド車両１００の走行モードを制御する。走行モード制御部５４は、昇圧コンバータ１０が異常である旨の通知を昇圧コンバータ制御部５２から受けると、昇圧コンバータ１０が正常であるときの通常走行モードから退避走行モードに走行モードを切替える。退避走行モードでは、上述の退避走行制御が実行される。そして、走行モード制御部５４は、走行モードを示すモード信号ＭＤをインバータ制御部５８へ出力する。

ＳＯＣ算出部５６は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢ、および蓄電装置Ｂに対して入出力される電流ＩＢに基づいて、蓄電装置Ｂの充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、たとえば満充電状態を１００％として０〜１００％で表わされる。）を算出し、その算出結果をインバータ制御部５８へ出力する。なお、ＳＯＣの算出方法については、公知の種々の手法を用いることができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部６０は、補機負荷４６の消費電力ＰＷＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を駆動するための信号ＤＲを生成する。補機負荷４６の消費電力ＰＷＲは、インバータ制御部５８へ通知される。なお、補機負荷４６の消費電力ＰＷＲは、実際の検出値であってもよいし、要求値であってもよい。消費電力ＰＷＲが要求値の場合は、消費電力ＰＷＲは、予め定められた固定値であってもよいし、補機負荷４６に含まれる補機用蓄電装置のＳＯＣや出力電圧等に応じて設定してもよい。

インバータ制御部５８は、走行モード制御部５４から受けるモード信号ＭＤが通常走行モードを示しているとき、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度ＡＣＣや車両速度ＳＶ、ＳＯＣ算出部５６によって算出された蓄電装置ＢのＳＯＣ等に基づいて、モータジェネレータ３０，３２，４０のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３を生成する。

また、インバータ制御部５８は、モード信号ＭＤが退避走行モードを示しているときは、回生運転モードで動作するモータジェネレータ４０の発電量を設定し、その設定された発電量に基づいてモータジェネレータ４０のトルク指令値ＴＲ３（負値）を算出する。そして、インバータ制御部５８は、アクセル開度ＡＣＣや車両速度ＳＶ等に基づいてモータジェネレータ３２の要求トルクを算出し、その要求トルクにモータジェネレータ４０の回生トルク分を上乗せしたトルク指令値ＴＲ２を算出する。また、インバータ制御部５８は、アクセル開度ＡＣＣや車両速度ＳＶ等に基づく要求トルクをモータジェネレータ３２が発生するための要求発電量を算出し、その要求発電量にモータジェネレータ４０の発電量分を上乗せしたモータジェネレータ３０の発電量を算出する。さらに、インバータ制御部５８は、算出されたモータジェネレータ３０の発電量に基づいてモータジェネレータ３０のトルク指令値ＴＲ１を算出する。

そして、インバータ制御部５８は、モータジェネレータ３０のトルク指令値ＴＲ１、電流Ｉ１およびロータ回転角θ１に基づいて、モータジェネレータ３０を駆動するための信号ＰＷＩ１を生成する。また、インバータ制御部５８は、モータジェネレータ３２のトルク指令値ＴＲ２、電流Ｉ２およびロータ回転角θ２に基づいて、モータジェネレータ３２を駆動するための信号ＰＷＩ２を生成する。さらに、インバータ制御部５８は、モータジェネレータ４０のトルク指令値ＴＲ３、電流Ｉ３およびロータ回転角θ３に基づいて、モータジェネレータ４０を駆動するための信号ＰＷＩＲを生成する。

図４は、ＥＣＵ５０により実行される退避走行制御の処理手順を説明するフローチャートである。なお、フローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ５０に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出され、所定周期または所定の条件が成立する毎に実行されることによって実現される。あるいは、全部または一部のステップについて、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図４とともに図１を参照して、ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０に異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、昇圧コンバータ１０の異常検知は、昇圧コンバータ１０の自己診断機能等によって昇圧コンバータ１０で行なってもよいし、昇圧コンバータ１０の温度や電流等の検出値に基づいてＥＣＵ５０で行なってもよい。

昇圧コンバータ１０が正常であるときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ５０は、走行モードを通常走行モードとし（ステップＳ２０）、その後ステップＳ１１０へ処理を移行する。

ステップＳ１０において昇圧コンバータ１０が異常であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、停止信号ＳＤＷＮを生成して昇圧コンバータ１０へ出力し、昇圧コンバータ１０を停止（シャットダウン）させる（ステップＳ３０）。そして、ＥＣＵ５０は、走行モードを退避走行モードとする（ステップＳ４０）。

次いで、ＥＣＵ５０は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢおよび電流ＩＢ等の検出値に基づいて蓄電装置ＢのＳＯＣを算出し、ＳＯＣが所定のしきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５０）。なお、このしきい値は、蓄電装置Ｂの蓄電量が低下しているか否かを判定するために設定される値である。そして、ＳＯＣがしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、回生運転モードで作動させるモータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量ＰｒをＰ１に設定する（ステップＳ６０）。一方、ステップＳ５０においてＳＯＣがしきい値以上であると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量ＰｒをＰ２に設定する（ステップＳ７０）。なお、発電量Ｐ１は発電量Ｐ２よりも大きい。すなわち、ＳＯＣが低下しているときは、ＳＯＣがさらに低下しないように、ＳＯＣが低下していないときよりもモータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量Ｐｒが大きくされる。

なお、特に図示しないが、ＳＯＣが低くなるほどモータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量Ｐｒを多くし、ＳＯＣが高くなるほどモータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量Ｐｒを少なくしてもよい。

モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量Ｐｒが設定されると、ＥＣＵ５０は、その設定された発電量Ｐｒに基づいて、モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）のトルク指令値ＴＲ３を算出する（ステップＳ８０）。具体的には、発電量Ｐｒをモータジェネレータ４０のロータ回転数θ３で除算することによって、トルク指令値ＴＲ３が算出される。なお、このトルク指令値ＴＲ３は負値（回生側）である。

次いで、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣや車両速度ＳＶ等に基づいてモータジェネレータ３２（ＭＧ２）の要求トルクＴｒｅｆを算出し、その要求トルクＴｒｅｆからモータジェネレータ４０のトルク指令値ＴＲ３（負値）を減算（すなわち、要求トルクＴｒｅｆにトルク指令値ＴＲ３の絶対値を加算）することによって、モータジェネレータ３２（ＭＧ２）のトルク指令値ＴＲ２を算出する（ステップＳ９０）。

さらに、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣや車両速度ＳＶ等に基づく要求トルクＴｒｅｆをモータジェネレータ３２（ＭＧ２）が発生するための要求発電量Ｐｒｅｆを算出し、その要求発電量Ｐｒｅｆにモータジェネレータ４０（ＭＧＲ）の発電量Ｐｒ分を加算することによって、モータジェネレータ３０（ＭＧ１）の発電量Ｐｇを算出する（ステップＳ１００）。なお、要求発電量Ｐｒｅｆは、モータジェネレータ３２（ＭＧ２）の要求トルクＴｒｅｆにロータ回転数θ２を乗算することによって算出可能である。

以上のように、この実施の形態においては、昇圧コンバータ１０の異常時、昇圧コンバータ１０の動作を停止してモータジェネレータ３０の発電電力を用いてモータジェネレータ３２により走行する退避走行制御を実行するとともに、モータジェネレータ４０が回生運転モードで動作する。これにより、昇圧コンバータ１０が停止していても、モータジェネレータ４０により発電される電力が正極線ＰＬ１に供給される。すなわち、モータジェネレータ４０により発電される電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４４（補機負荷４６）へ供給される。したがって、この実施の形態によれば、昇圧コンバータ１０を停止させて走行する退避走行時に蓄電装置Ｂの電力が枯渇するのを抑制して十分な走行距離を確保することができる。

また、この実施の形態においては、退避走行制御の実行時、モータジェネレータ４０が回生運転モードで動作することによる走行トルクの低下を補うように、主駆動輪の前輪３８を駆動するモータジェネレータ３２のトルクおよびモータジェネレータ３０の発電量が設定される。したがって、この実施の形態によれば、走行トルクを低下させることなく、十分な走行距離を確保することができる。

また、この実施の形態によれば、退避走行制御の実行時、蓄電装置ＢのＳＯＣに応じてモータジェネレータ４０の発電量が設定されるので、蓄電装置Ｂの電力が枯渇するのを確実に抑制することができる。

なお、上記の実施の形態においては、蓄電装置ＢのＳＯＣに応じてモータジェネレータ４０の発電量Ｐｒを設定し、その設定された発電量Ｐｒに基づいてモータジェネレータ４０のトルク指令値ＴＲ３を算出するものとしたが、補機負荷４６の消費電力（要求電力でもよい。）に基づいて発電量Ｐｒを設定してもよい。なお、上記の消費電力には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４の電力損失分を含めてもよい。

また、上記の実施の形態においては、昇圧コンバータ１０は、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成されるものとしたが、昇圧コンバータの構成はこれに限定されるものではなく、昇圧チョッパ回路に代えて種々の電圧変換装置を採用可能である。

また、上記の実施の形態では、電動車両は、エンジン３４を搭載したハイブリッド車両としたが、この発明の適用範囲は、上記のようなハイブリッド車両に限定されるものではなく、たとえば、モータジェネレータ３０およびエンジン３４に代えて燃料電池を発電装置として搭載した燃料電池車であってもよい。

なお、上記において、モータジェネレータ３２（ＭＧ２）は、この発明における「第１の電動機」の一実施例に対応し、モータジェネレータ４０（ＭＧＲ）は、この発明における「第２の電動機」の一実施例に対応する。また、インバータ２４，２６は、それぞれこの発明における「第１の駆動装置」および「第２の駆動装置」の一実施例に対応し、昇圧コンバータ１０は、この発明における「電圧変換装置」の一実施例に対応する。

さらに、モータジェネレータ３０（ＭＧ１）およびエンジン３４は、この発明における「発電装置」の一実施例を形成し、ＥＣＵ５０は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。また、さらに、正極線ＰＬ２は、この発明における「第１の電力線」の一実施例に対応し、正極線ＰＬ１は、この発明における「第２の電力線」の一実施例に対応する。

また、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４および補機負荷４６は、この発明における「電気負荷」の一実施例を形成し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、この発明における「もう１つの電圧変換装置」の一実施例に対応する。また、さらに、エンジン３４は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ３０（ＭＧ１）は、この発明における「第３の電動機」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。

１０ 昇圧コンバータ、２２，２４，２６ インバータ、３０，３２，４０ モータジェネレータ、３４ エンジン、３６ 動力分割装置、３８ 前輪、４２ 後輪、４４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４６ 補機負荷、５０ ＥＣＵ、５２ 昇圧コンバータ制御部、５４ 走行モード制御部、５６ ＳＯＣ算出部、５８ インバータ制御部、６０ ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部、１００ ハイブリッド車両、Ｂ 蓄電装置、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ 負極線、Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ。

Claims (9)

1. 車両の駆動力を発生する第１および第２の電動機と、
   前記第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記第１の駆動装置との間に設けられ、前記蓄電装置から供給される直流電圧を昇圧するように構成された電圧変換装置と、
   前記電圧変換装置と前記第１の駆動装置との間に配設される第１の電力線に電気的に接続される発電装置と、
   前記第１および第２の駆動装置、前記電圧変換装置、ならびに前記発電装置を制御する制御装置とを備え、
   前記第２の駆動装置は、前記蓄電装置と前記電圧変換装置との間に配設される第２の電力線に電気的に接続され、
   前記車両は、前記第２の電力線から電力の供給を受ける電気負荷をさらに備え、
   前記第２の電動機は、回生運転モードで動作可能であり、
   前記第１の電動機は、前記電圧変換装置を介してに前記蓄電装置に電気的に接続され、
   前記第２の電動機は、前記電圧変換装置を介さずに前記蓄電装置に電気的に接続され、 前記制御装置は、前記電圧変換装置が異常により停止した場合に、前記電圧変換装置の動作を停止して前記発電装置の発電電力を用いて前記第１の電動機を駆動して走行する退避走行制御を実行するとともに、前記退避走行制御実行中に前記第２の電動機を回生運転モードで動作するように前記第２の駆動装置を制御して前記第２の電動機により発電される電力を前記電気負荷に供給する、電動車両。
2. 前記電気負荷は、
   前記第２の電力線に電気的に接続されるもう１つの電圧変換装置と、
   前記もう１つの電圧変換装置から電力を受ける補機負荷とを含む、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記制御装置は、前記電圧変換装置が異常により停止した場合、前記電気負荷の消費電力に基づいて前記第２の電動機のトルクを設定する、請求項１に記載の電動車両。
4. 前記制御装置は、前記電圧変換装置が異常により停止した場合、前記第２の電動機による走行トルクの低下を補うように前記第１の電動機のトルクおよび前記発電装置の発電量を設定する、請求項１に記載の電動車両。
5. 前記制御装置は、前記電圧変換装置が異常により停止した場合、前記蓄電装置の残存容量が規定値よりも少ないときは、前記残存容量が前記規定値以上であるときよりも前記第２の電動機の発電量が多くなるように前記第２の電動機のトルクを設定する、請求項１に記載の電動車両。
6. 前記制御装置は、前記電圧変換装置が異常により停止した場合、前記蓄電装置の残存容量が少ないほど前記第２の電動機の発電量が多くなるように前記第２の電動機のトルクを設定する、請求項１に記載の電動車両。
7. 前記発電装置は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の動力を受けて発電する第３の電動機とを含む、請求項１に記載の電動車両。
8. 前記第１の電動機は、主駆動輪に連結され、
   前記第２の電動機は、従動輪に連結される、請求項１に記載の電動車両。
9. 電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両は、
   車両の駆動力を発生する第１および第２の電動機と、
   前記第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動装置と、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記第１の駆動装置との間に設けられ、前記蓄電装置から供給される直流電圧を昇圧するように構成された電圧変換装置と、
   前記電圧変換装置と前記第１の駆動装置との間に配設される第１の電力線に電気的に接続される発電装置とを含み、
   前記第２の駆動装置は、前記蓄電装置と前記電圧変換装置との間に配設される第２の電力線に電気的に接続され、
   前記車両は、前記第２の電力線から電力の供給を受ける電気負荷をさらに備え、
   前記第２の電動機は、回生運転モードで動作可能であり、
   前記第１の電動機は、前記電圧変換装置を介してに前記蓄電装置に電気的に接続され、
   前記第２の電動機は、前記電圧変換装置を介さずに前記蓄電装置に電気的に接続され、 前記制御方法は、
   前記電圧変換装置が異常により停止した場合に、前記電圧変換装置の動作を停止して前記発電装置の発電電力を用いて前記第１の電動機を駆動して走行する退避走行制御を実行するステップと、
   前記退避走行制御の実行中に前記第２の電動機を回生運転モードで動作するように前記第２の駆動装置を制御して前記第２の電動機により発電される電力を前記電気負荷に供給するステップとを含む、電動車両の制御方法。

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