JP6075018B2 - 電動車両の制御装置およびそれを備える電動車両、ならびに電動車両の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、走行用の電動機と、電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置とを含む電動車両の制御装置およびそれを備える電動車両、ならびに電動車両の制御方法に関し、特に、そのような電動車両における蓄電装置の出力制御に関する。

特開２００５−３９９８９号公報（特許文献１）は、電気自動車に搭載された二次電池の出力を管理して二次電池の性能をより発揮させることが可能な出力管理装置を開示する。この出力管理装置においては、二次電池の定格出力を超える超過出力要求がなされたとき、所定の条件が成立する場合は定格出力を超える超過出力まで二次電池の出力が許可される。このような構成により、二次電池の性能をより発揮させることができ、自動車の性能を向上させることができる（特許文献１参照）。

特開２００５−３９９８９号公報 特開２００２−５８１１３号公報 特開２００６−２９６１８３号公報 特開２００７−２６１３６０号公報

上記の出力管理装置は、定格出力を超える超過出力まで二次電池の出力を許可することにより二次電池の性能をより発揮させて車両性能を向上できる点で有用であるが、その結果として、二次電池の蓄電量の急速な低下による走行可能距離の低下や、電池温度の急速な上昇による車両システム停止（走行停止）を招く可能性もある。

それゆえに、この発明の目的は、蓄電装置の出力制約による走行可能距離の低下や走行停止をできる限り抑制可能な電動車両の制御装置およびそれを備える電動車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、蓄電装置の出力制約による走行可能距離の低下や走行停止をできる限り抑制可能な電動車両の制御方法を提供することである。

この発明によれば、制御装置は、電動車両の制御装置である。電動車両は、走行用の電動機と、電動機とは異なる動力源と、電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置とを含む。制御装置は、出力制御部と、退避走行制御部とを備える。出力制御部は、動力源を停止して電動機のみを用いて走行する電動機走行（ＥＶ走行）時に、蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を増加させる制御を実行する。退避走行制御部は、動力源の使用不可時に、電動機のみを用いて走行する退避走行を実行する。出力制御部は、退避走行時に、退避走行の非実行時よりも出力可能電力の増加量を抑制する。

好ましくは、制御装置は、温度検出部と、充電状態推定部とをさらに備える。温度検出部は、蓄電装置の温度を検出する。充電状態推定部は、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。出力制御部は、第１および第２の演算部と、設定部とを含む。第１の演算部は、温度検出部によって検出される温度に依存した出力可能電力の増加量を示す第１の増加量を算出する。第２の演算部は、充電状態推定部によって推定されるＳＯＣに依存した出力可能電力の増加量を示す第２の増加量を算出する。第１の演算部は、退避走行時に、退避走行の非実行時よりも第１の増加量を抑制する。第２の演算部は、退避走行時に、退避走行の非実行時よりも第２の増加量を抑制する。設定部は、第１の増加量と第２の増加量とのうち値の小さい方を出力可能電力の増加量として設定する。

好ましくは、第１の演算部は、蓄電装置の温度が高いほど第１の増加量を抑制する。
好ましくは、第２の演算部は、蓄電装置のＳＯＣが低下するほど第２の増加量を抑制する。

好ましくは、動力源は、内燃機関である。
また、好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度を検出する温度検出部をさらに備える。出力可能電力の増加量は、温度検出部によって検出される温度に依存する。

また、好ましくは、制御装置は、蓄電装置のＳＯＣを推定する充電状態推定部をさらに備える。出力可能電力の増加量は、充電状態推定部によって推定される蓄電装置のＳＯＣに依存する。

また、この発明によれば、電動車両は、走行用の電動機と、電動機とは異なる動力源と、電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置と、上述したいずれかの制御装置とを備える。

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、走行用の電動機と、電動機とは異なる動力源と、電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置とを含む。制御方法は、動力源を停止して電動機のみを用いて走行する電動機走行時（ＥＶ走行）に、蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力（Ｗｏｕｔ）を増加させる制御を実行するステップと、動力源の使用不可時に、電動機のみを用いて走行する退避走行を実行するステップとを含む。制御を実行するステップは、退避走行時に、退避走行の非実行時よりも出力可能電力の増加量を抑制するステップを含む。

好ましくは、制御方法は、蓄電装置の温度を検出するステップと、蓄電装置のＳＯＣを推定するステップをさらに含む。制御を実行するステップは、検出するステップにおいて検出される温度に依存した出力可能電力の増加量を示す第１の増加量を算出するステップと、推定するステップにおいて推定されるＳＯＣに依存した出力可能電力の増加量を示す第２の増加量を算出するステップと、退避走行時に、退避走行の非実行時よりも第１の増加量を抑制するステップと、退避走行時に、退避走行の非実行時よりも第２の増加量を抑制するステップと、第１の増加量と第２の増加量とのうち値の小さい方を出力可能電力の増加量として設定するステップとを含む。

好ましくは、動力源は、内燃機関である。

この発明においては、電動機とは異なる動力源の使用不可時に、電動機のみを用いて走行する退避走行が実行される。そして、退避走行時は、退避走行の非実行時よりも出力可能電力（Ｗｏｕｔ）の増加量が抑制されるので、退避走行時に蓄電装置のＳＯＣが急速に低下するのを抑制できる。したがって、この発明によれば、退避走行時に、蓄電装置の出力制約による走行可能距離の低下や走行停止をできる限り抑制することが可能となる。

この発明の実施の形態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構成を示すブロック図である。 図１に示すＥＣＵの構成を示す機能ブロック図である。 図２に示すＷｏｕｔ制御部のより詳細な機能ブロック図である。 Ｗｏｕｔ算出部によって算出される直流電源の出力可能電力を示した図である。 直流電源の温度に依存した出力可能電力の増加量を示した図である。 直流電源のＳＯＣに依存した出力可能電力の増加量を示した図である。 直流電源の温度に対する出力可能電力の依存を示した図である。 直流電源のＳＯＣに対する出力可能電力の依存を示した図である。 図１に示すＥＣＵにより実行される出力可能電力の制御に関する処理の流れを説明するための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構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、動力分割装置２０と、モータジェネレータ３０，５０と、減速機４０と、駆動軸６０と、駆動輪７０とを含む。また、ハイブリッド車両１は、直流電源８０と、コンバータ９０と、インバータ１００，１１０と、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」とも称する。）１２０とをさらに含む。

エンジン１０およびモータジェネレータ３０，５０は、動力分割装置２０に連結される。そして、ハイブリッド車両１は、エンジン１０およびモータジェネレータ５０の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置２０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機４０を介して駆動軸６０へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ３０へ伝達される経路である。

エンジン１０は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置２０へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、クランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割装置２０に伝達される。エンジン１０は、ＥＣＵ１２０からの制御信号ＥＧＣＴＬに基づいて作動し、図示されない各種センサによって検知される信号ＳＧＮＬをＥＣＵ１２０へ出力する。

モータジェネレータ３０は、交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動機である。モータジェネレータ３０は、動力分割装置２０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。たとえば、直流電源８０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称し、満充電状態を１００％として０〜１００％の値で表わされる。）が予め定められたレベルよりも低くなると、エンジン１０が始動してモータジェネレータ３０により発電が行なわれる。モータジェネレータ３０によって発電された電力は、インバータ１００により交流から直流に変換され、コンバータ９０により降圧されて直流電源８０に蓄えられる。

モータジェネレータ５０は、交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動機である。モータジェネレータ５０は、直流電源８０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ３０により発電された電力の少なくとも一方を用いて車両の駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ５０が発生した駆動力は、減速機４０を介して駆動軸６０に伝達される。

なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギーを用いてモータジェネレータ５０が駆動され、モータジェネレータ５０が発電機として動作する。これにより、モータジェネレータ５０は、車両の運動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして動作する。そして、モータジェネレータ５０により発電された電力は、インバータ１１０により交流から直流に変換され、コンバータ９０により降圧されて直流電源８０に蓄えられる。

動力分割装置２０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１０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、モータジェネレータ５０の回転軸および減速機４０に連結される。

直流電源８０は、再充電可能な蓄電装置であり、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。直流電源８０は、走行用のモータジェネレータ５０へ供給される電力を蓄える。直流電源８０は、エンジン１０の動力を用いてモータジェネレータ３０が発電した電力を受けて充電される。また、直流電源８０は、車両の制動時にモータジェネレータ５０により発電される電力を受けることによっても充電される。なお、直流電源８０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢが図示されないセンサによって検出され、それらの各検出値がＥＣＵ１２０へ出力される。

コンバータ９０は、直流電源８０とインバータ１００，１１０との間に設けられ、ＥＣＵ１２０からの制御信号ＰＷＣに基づいて、インバータ１００，１１０に与えられる直流電圧を直流電源８０の電圧以上に調整する。コンバータ９０は、たとえば電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成される。

インバータ１００は、ＥＣＵ１２０からの制御信号ＰＷＩ１に基づいて、モータジェネレータ３０により発電された電力を直流電力に変換してコンバータ９０およびインバータ１１０の少なくとも一方へ出力する。インバータ１１０は、ＥＣＵ１２０からの制御信号ＰＷＩ２に基づいて、コンバータ９０およびインバータ１００の少なくとも一方から供給される電力を交流電力に変換してモータジェネレータ５０へ出力する。なお、エンジン１０の始動時、インバータ１００は、コンバータ９０から供給される電力を交流電力に変換してモータジェネレータ３０へ出力する。また、インバータ１１０は、車両の制動時、モータジェネレータ５０により発電された電力を直流電力に変換してコンバータ９０へ出力する。

ＥＣＵ１２０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、エンジン１０、コンバータ９０およびインバータ１００，１１０を制御する。ＥＣＵ１２０は、直流電源８０から受ける電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢの各検出値、エンジン１０から受ける信号ＳＧＮＬ、その他各種検出信号に基づいて、エンジン１０、コンバータ９０およびインバータ１００，１１０を制御するための信号を生成する。そして、ＥＣＵ１２０は、その生成した制御信号をエンジン１０、コンバータ９０およびインバータ１００，１１０へ出力する。なお、ＥＣＵ１２０は、機能毎に複数のＥＣＵに分けて構成してもよい。

図２は、図１に示したＥＣＵ１２０の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、ＥＣＵ１２０は、ＳＯＣ推定部２１０と、走行モード制御部２２０と、エンジン異常検知部２３０と、退避走行制御部２４０と、Ｗｏｕｔ制御部２５０と、走行制御部２６０とを含む。

ＳＯＣ推定部２１０は、直流電源８０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて直流電源８０のＳＯＣを推定し、その推定されたＳＯＣを走行モード制御部２２０およびＷｏｕｔ制御部２５０へ出力する。なお、ＳＯＣの推定手法については、公知の種々の手法を用いることができる。

走行モード制御部２２０は、図示されないアクセルペダルの踏込量や車両速度等の検出値、およびＳＯＣ推定部２１０によって推定された直流電源８０のＳＯＣに基づいて、ハイブリッド車両１の走行モードを制御する。走行モードは、エンジン１０を作動させてエンジン１０およびモータジェネレータ５０を用いて走行するハイブリッド走行（以下「ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行」とも称する。）モードと、エンジン１０を停止してモータジェネレータ５０のみを用いて走行する電動機走行（以下「ＥＶ（Electric Vehicle）走行」とも称する。）モードとを含む。そして、走行モード制御部２２０は、走行モードを走行制御部２６０へ通知するとともに、走行モードがＥＶ走行モードのときは、その旨を示す信号ＥＶをＷｏｕｔ制御部２５０へ出力する。

エンジン異常検知部２３０は、エンジン１０から受ける信号ＳＧＮＬに基づいて、エンジン１０の異常が発生しているか否かを判定する。たとえば、信号ＳＧＮＬにより示される所定のセンサの検出値が異常値を示す場合、ＥＣＵ１２０は、エンジン１０に異常が発生していると判定する。そして、エンジン異常検知部２３０は、エンジン１０の異常検知の結果を退避走行制御部２４０へ出力する。

退避走行制御部２４０は、エンジン１０を停止させてモータジェネレータ５０のみを用いて走行する退避走行を実行するか否かを判定する。退避走行制御部２４０は、エンジン１０の異常が検知された旨の通知をエンジン異常検知部２３０から受けると、退避走行を実行するものと判定する。そして、退避走行の実行時、退避走行制御部２４０は、エンジン１０を停止させてモータジェネレータ５０のみを用いて走行する退避走行を実行するように走行制御部２６０へ通知を出力するとともに、退避走行中であることを示す信号ＭＤをＷｏｕｔ制御部２５０へ出力する。

Ｗｏｕｔ制御部２５０は、直流電源８０の温度ＴＢの検出値、およびＳＯＣ推定部２１０によって推定された直流電源８０のＳＯＣを受ける。そして、Ｗｏｕｔ制御部２５０は、直流電源８０の温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいて、直流電源８０から出力可能な電力（Ｗ）を示す出力可能電力Ｗｏｕｔを算出する。

ここで、Ｗｏｕｔ制御部２５０は、走行モードがＥＶ走行モードである旨の通知を走行モード制御部２２０から受けると、車両の応答性（加速性能）を確保するために、走行モードがＨＶ走行モードの場合に比べて出力可能電力Ｗｏｕｔを増加させる。さらにここで、Ｗｏｕｔ制御部２５０は、退避走行中であることを示す信号ＭＤを退避走行制御部２４０から受けると、退避走行の非実行時よりも出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を抑制する。

すなわち、退避走行もＥＶ走行であり、ＥＶ走行はモータジェネレータ５０のみを用いた走行であるので、ＥＶ走行時は車両の応答性を確保するために直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを増加させる。しかしながら、直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを増加させると、直流電源８０のＳＯＣが急速に枯渇し、あるいは直流電源８０の温度が過度に上昇することが懸念され、モータジェネレータ５０のみを用いて走行する退避走行が行なわれている場合には走行を継続できなくなる可能性がある。そこで、この実施の形態では、退避走行時は、退避走行の非実行時よりも出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を抑制することとしたものである。そして、Ｗｏｕｔ制御部２５０は、出力可能電力Ｗｏｕｔを走行制御部２６０へ出力する。

走行制御部２６０は、走行モード制御部２２０から受ける走行モード（ＥＶ走行モード／ＨＶ走行モード）に応じて、エンジン１０、インバータ１００，１１０およびコンバータ９０を制御するための制御信号ＥＧＣＴＬ，ＰＷＩ１，２，ＰＷＣを生成する。また、走行制御部２６０は、退避走行を実行する旨の通知を退避走行制御部２４０から受けると、エンジン１０を停止させてモータジェネレータ５０のみを用いて走行する退避走行を行なうように上記制御信号を生成する。

また、走行制御部２６０は、Ｗｏｕｔ制御部２５０から受ける出力可能電力Ｗｏｕｔを直流電源８０の出力電力が超える場合には、直流電源８０の出力電力が出力可能電力Ｗｏｕｔ以下となるように、制御信号ＥＧＣＴＬ，ＰＷＩ１，２，ＰＷＣを生成する。そして、走行制御部２６０は、生成された制御信号ＥＧＣＴＬ，ＰＷＩ１，２，ＰＷＣをそれぞれエンジン１０、インバータ１００，１１０およびコンバータ９０へ出力する。

図３は、図２に示したＷｏｕｔ制御部２５０の詳細な機能ブロック図である。図３を参照して、Ｗｏｕｔ制御部２５０は、Ｗｏｕｔ算出部３１０と、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０，３３０と、最小選択部３４０と、加算部３５０とを含む。Ｗｏｕｔ算出部３１０は、直流電源８０のＳＯＣおよび温度ＴＢに基づいて、直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを算出する。

図４は、Ｗｏｕｔ算出部３１０によって算出される直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを示した図である。図４を参照して、直流電源８０のＳＯＣが低下すると、過放電防止のために出力可能電力Ｗｏｕｔは制限される。また、出力可能電力Ｗｏｕｔは、直流電源８０の温度ＴＢによっても変化し、たとえば、直流電源８０が低温または高温のときに出力可能電力Ｗｏｕｔは制限される。

そして、Ｗｏｕｔ算出部３１０は、予め準備されたマップまたは演算式を用いて、ＳＯＣ推定部２１０（図２）によって推定されるＳＯＣおよび直流電源８０の温度ＴＢの検出値に基づいて、図に示されるような出力可能電力Ｗｏｕｔを算出する。

なお、入力可能電力Ｗｉｎは、直流電源８０へ入力可能な電力（Ｗ）を示す。入力可能電力Ｗｉｎについては、直流電源８０のＳＯＣが高くなると、過充電防止のために入力可能電力Ｗｉｎが制限される。また、出力可能電力Ｗｏｕｔと同様に、入力可能電力Ｗｉｎも、直流電源８０の温度ＴＢによって変化する。

再び図３を参照して、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０，３３０は、ＥＶ走行時（退避走行時を含む。）における出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０は、直流電源８０の温度ＴＢに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。一方、Ｗｏｕｔ増加量算出部３３０は、直流電源８０のＳＯＣに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。

より詳しくは、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０は、走行モードがＥＶ走行モードであることを示す信号ＥＶを受けると、直流電源８０の温度ＴＢと出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量との関係を示した、予め準備されたマップまたは演算式を用いて、温度ＴＢの検出値に基づいて出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。ここで、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０は、退避走行中であることを示す信号ＭＤを受けているときは、退避走行の非実行時に比べて出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を抑制する。具体的には、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０は、予め準備されたマップまたは演算式を用いて、温度ＴＢの検出値に基づいて、その抑制された出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。

図５は、直流電源８０の温度ＴＢに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を示した図である。図５を参照して、横軸は直流電源８０の温度ＴＢを示す。実線は、退避走行の非実行時（通常のＥＶ走行モード時）における出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量Ｗｕｐ１１を示す。点線は、退避走行時における出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量Ｗｕｐ１２を示す。図に示されるように、退避走行時は、退避走行の非実行時（通常のＥＶ走行モード時）よりもＷｏｕｔ増加量が抑制される。なお、ここでは、直流電源８０が高温となって退避走行が不能となるのを回避するために、直流電源８０の温度ＴＢが高くなるほどＷｏｕｔ増加量が大きく抑制されている。

再び図３を参照して、Ｗｏｕｔ増加量算出部３３０は、走行モードがＥＶ走行モードであることを示す信号ＥＶを受けると、直流電源８０のＳＯＣと出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量との関係を示した、予め準備されたマップまたは演算式を用いて、ＳＯＣの推定値に基づいて出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。ここで、Ｗｏｕｔ増加量算出部３３０は、退避走行中であることを示す信号ＭＤを受けているときは、退避走行の非実行時に比べて出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を抑制する。具体的には、Ｗｏｕｔ増加量算出部３３０は、予め準備されたマップまたは演算式を用いて、ＳＯＣの推定値に基づいて、その抑制された出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を算出する。

図６は、直流電源８０のＳＯＣに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を示した図である。図６を参照して、横軸は直流電源８０のＳＯＣを示す。実線は、退避走行の非実行時（通常のＥＶ走行モード時）における出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量Ｗｕｐ２１を示す。点線は、退避走行時における出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量Ｗｕｐ２２を示す。図に示されるように、退避走行時は、退避走行の非実行時（通常のＥＶ走行モード時）よりもＷｏｕｔ増加量が抑制される。なお、ここでは、ＳＯＣの低下により退避走行が不能となるのを回避するために、ＳＯＣが低下するほどＷｏｕｔ増加量が大きく抑制されている。

再び図３を参照して、最小選択部３４０は、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０によって算出された出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量と、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０によって算出された出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量とのうち、値の小さい方を最終的な出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量として出力する。加算部３５０は、Ｗｏｕｔ算出部３１０によって算出された出力可能電力Ｗｏｕｔに、最小選択部３４０から出力される出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を加算し、その演算結果を最終的な出力可能電力Ｗｏｕｔとして出力する。

図７は、直流電源８０の温度ＴＢに対する出力可能電力Ｗｏｕｔの依存を示した図である。図７を参照して、横軸は直流電源８０の温度ＴＢを示す。線Ｌ３１は、走行モードがＨＶ走行モードであるときの出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。すなわち、線Ｌ３１は、出力可能電力Ｗｏｕｔの増加がないときの出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。線Ｌ３２は、退避走行の非実行時（通常のＥＶ走行モード時）における出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。線Ｌ３３は、退避走行時における出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。

全体的には、直流電源８０の温度ＴＢが低下するほど、出力可能電力Ｗｏｕｔは小さくなる。また、温度ＴＢが上限ＵＬまで上昇すると、出力可能電力Ｗｏｕｔは略０となる。そして、ＥＶ走行モード時は、出力可能電力Ｗｏｕｔが拡大されるところ（線Ｌ３２）、退避走行時は、退避走行の非実行時よりも出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量が抑制される（線Ｌ３３）。

図８は、直流電源８０のＳＯＣに対する出力可能電力Ｗｏｕｔの依存を示した図である。図８を参照して、横軸は直流電源８０のＳＯＣを示す。線Ｌ４１は、走行モードがＨＶ走行モードであるときの出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。すなわち、線Ｌ４１は、出力可能電力Ｗｏｕｔの増加がないときの出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。線Ｌ４２は、退避走行の非実行時（通常のＥＶ走行モード時）における出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。線Ｌ４３は、退避走行時における出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。

全体的には、直流電源８０のＳＯＣが低下するほど、出力可能電力Ｗｏｕｔは小さくなる。また、ＳＯＣが下限ＬＬまで低下すると、出力可能電力Ｗｏｕｔは略０となる。そして、ＥＶ走行モード時は、出力可能電力Ｗｏｕｔが拡大されるところ（線Ｌ４２）、退避走行時は、退避走行の非実行時よりも出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量が抑制される（線Ｌ４３）。

図９は、図１に示したＥＣＵ１２０により実行される出力可能電力Ｗｏｕｔの制御に関する処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。

図９を参照して、ＥＣＵ１２０は、図示されない温度センサ等によって、直流電源８０の温度ＴＢを検出する（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ１２０は、直流電源８０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、直流電源８０のＳＯＣを算出する（ステップＳ２０）。そして、ＥＣＵ１２０は、ステップＳ２０において算出されたＳＯＣおよびステップＳ１０において検出された温度ＴＢに基づいて、予め準備されたマップまたは演算式を用いて直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを算出する（ステップＳ３０）。

続いて、ＥＣＵ１２０は、走行モードがＥＶ走行モードであるか否かを判定する（ステップＳ４０）。走行モードがＥＶ走行モードでない、すなわちＨＶ走行モードであると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＥＣＵ１２０は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１３０へ処理を移行する。

ステップＳ４０において走行モードがＥＶ走行モードであると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１２０は、退避走行が実行されているか否かを判定する（ステップＳ５０）。具体的には、ＥＣＵ１２０は、エンジン１０から受ける信号ＳＧＮＬに基づいて、エンジン１０の異常が発生しているか否かを判定する。そして、エンジン１０の異常が検知されると、ＥＣＵ１２０は、エンジン１０を停止させてモータジェネレータ５０のみを用いて走行する退避走行を行なうための制御を実行する。

ステップＳ５０において、退避走行は実行されていない、すなわち走行モードは通常のＥＶ走行モードであると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ１２０は、直流電源８０の温度ＴＢに基づくＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ１１を算出する（ステップＳ６０）。具体的には、ＥＣＵ１２０は、図５に示した実線に相当するマップまたは演算式を用いて、ステップＳ１０において検出された温度ＴＢに基づいてＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ１１を算出する。

次いで、ＥＣＵ１２０は、直流電源８０のＳＯＣに基づくＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ２１を算出する（ステップＳ７０）。具体的には、ＥＣＵ１２０は、図６に示した実線に相当するマップまたは演算式を用いて、ステップＳ２０において算出されたＳＯＣに基づいてＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ２１を算出する。

そして、ＥＣＵ１２０は、ステップＳ６０において算出されたＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ１１と、ステップＳ７０において算出されたＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ２１とのうち、値の小さい方を最終的なＷｏｕｔ増加量として設定する（ステップＳ８０）。

一方、ステップＳ５０において、退避走行が実行されていると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１２０は、直流電源８０の温度ＴＢに基づくＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ１２を算出する（ステップＳ９０）。具体的には、ＥＣＵ１２０は、図５に示した点線に相当するマップまたは演算式を用いて、ステップＳ１０において検出された温度ＴＢに基づいてＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ１２を算出する。

次いで、ＥＣＵ１２０は、直流電源８０のＳＯＣに基づくＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ２２を算出する（ステップＳ１００）。具体的には、ＥＣＵ１２０は、図６に示した点線に相当するマップまたは演算式を用いて、ステップＳ２０において算出されたＳＯＣに基づいてＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ２２を算出する。

そして、ＥＣＵ１２０は、ステップＳ９０において算出されたＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ１２と、ステップＳ１００において算出されたＷｏｕｔ増加量Ｗｕｐ２２とのうち、値の小さい方を最終的なＷｏｕｔ増加量として設定する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ８０またはステップＳ１１０においてＷｏｕｔ増加量が設定されると、ＥＣＵ１２０は、その設定されたＷｏｕｔ増加量を、ステップＳ３０において算出された出力可能電力Ｗｏｕｔに加算する（ステップＳ１２０）。なお、走行モードがＨＶ走行モードであるときは、ステップＳ５０〜Ｓ１２０の処理が実行されないので、Ｗｏｕｔ増加量は０である。

以上のように、この実施の形態においては、エンジン１０の異常時に、モータジェネレータ５０のみを用いて走行する退避走行が実行される。そして、ＥＶ走行時は、ＨＶ走行時に比べて直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを増加させるところ、退避走行時は、退避走行の非実行時よりも出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量が抑制されるので、退避走行時に直流電源８０のＳＯＣが急速に低下するのを抑制できる。したがって、この実施の形態によれば、退避走行時に、直流電源８０の出力制約による走行可能距離の低下や走行停止をできる限り抑制することが可能となる。

また、この実施の形態においては、直流電源８０の温度ＴＢに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量と、ＳＯＣに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量とのうち、値の小さい方が最終的な出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量として設定される。したがって、この実施の形態によれば、退避走行時に、直流電源８０の温度ＴＢおよびＳＯＣを考慮して走行可能距離の低下や走行停止を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、エンジン１０の異常が検知された場合に退避走行を行なうものとしたが、エンジン１０の異常時だけでなく、たとえば、エンジン１０の燃料が枯渇してエンジン１０を使用できなくなった場合にも、すなわちエンジン１０の使用不可時にも、上記の退避走行が行なわれるようにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、電動車両は、動力源としてエンジン１０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い。たとえば、エンジン１０に代えて、駆動輪７０と異なる車輪を駆動する電動機および直流電源（燃料電池等であってもよい）を設けてもよい。そして、この動力源の使用不可時（動力源の異常時を含む。）にモータジェネレータ５０によって退避走行を行なう場合に、上記の実施の形態と同様に、直流電源８０の出力可能電力Ｗｏｕｔを制御してもよい。

また、上記の実施の形態においては、直流電源８０の温度ＴＢに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量と、ＳＯＣに依存した出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量とのうち、値の小さい方を選択して最終的な出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量としたが、このような最小選択は必ずしも行なわなくてもよい。すなわち、直流電源８０の温度ＴＢのみに基づいて出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を決定してもよいし、直流電源８０のＳＯＣのみに基づいて出力可能電力Ｗｏｕｔの増加量を決定してもよい。

また、上記の実施の形態においては、直流電源８０とインバータ１００，１１０との間にコンバータ９０が設けられるものとしたが、コンバータ９０が設けられないハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。また、走行用のモータジェネレータ５０と減速機４０との間にさらに変速機を設けてもよいし、減速機４０に代えて自動変速機を設けてもよい。

なお、上記において、エンジン１０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５０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、直流電源８０は、この発明における「蓄電装置」の一実施例に対応し、Ｗｏｕｔ制御部２５０は、この発明における「出力制御部」の一実施例に対応する。さらに、ＳＯＣ推定部２１０は、この発明における「充電状態推定部」の一実施例に対応し、Ｗｏｕｔ増加量算出部３２０，３３０は、それぞれ「第１の演算部」および「第２の演算部」の一実施例に対応する。また、さらに、最小選択部３４０は、この発明における「設定部」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。

１ ハイブリッド車両、１０ エンジン、２０ 動力分割装置、３０，５０、モータジェネレータ、４０ 減速機、６０ 駆動軸、７０ 駆動輪、８０ 直流電源、９０ コンバータ、１００，１１０ インバータ、１２０ ＥＣＵ、２１０ 走行モード制御部、２２０ ＳＯＣ推定部、２３０ エンジン異常検知部、２４０ 退避走行制御部、２５０ Ｗｏｕｔ制御部、２６０ 走行制御部、３１０ Ｗｏｕｔ算出部、３２０，３３０ Ｗｏｕｔ増加量算出部、３４０ 最小選択部、３５０ 加算部。

Claims (7)

1. 電動車両の制御装置であって、
   前記電動車両は、
   走行用の電動機と、
   前記電動機とは異なる動力源と、
   前記電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置とを含み、
   前記制御装置は、
   前記動力源を停止して前記電動機のみを用いて走行する電動機走行時に、前記動力源及び前記電動機を用いて走行するハイブリッド走行時と比較して、前記蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力を増加させる制御を実行する出力制御部と、
   前記動力源の使用不可時に、前記電動機走行による退避走行を実行する退避走行制御部とを備え、
   前記出力制御部は、前記退避走行時に、前記退避走行の非実行時における前記電動機走行時よりも、前記出力制御部による前記出力可能電力の増加量を抑制し、
   前記制御装置は、
   前記蓄電装置の温度を検出する温度検出部と、
   前記蓄電装置の充電状態を推定する充電状態推定部とをさらに備え、
   前記出力制御部は、
   前記温度検出部によって検出される温度に依存した前記出力可能電力の増加量を示す第１の増加量を算出する第１の演算部と、
   前記充電状態推定部によって推定される充電状態に依存した前記出力可能電力の増加量を示す第２の増加量を算出する第２の演算部とを含み、
   前記第１の演算部は、前記退避走行時に、前記退避走行の非実行時よりも前記第１の増加量を抑制し、
   前記第２の演算部は、前記退避走行時に、前記退避走行の非実行時よりも前記第２の増加量を抑制し、
   前記出力制御部は、前記第１の増加量と前記第２の増加量とのうち値の小さい方を前記出力可能電力の増加量として設定する設定部をさらに含む、電動車両の制御装置。
2. 前記第１の演算部は、前記蓄電装置の温度が高いほど前記第１の増加量を抑制する、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
3. 前記第２の演算部は、前記蓄電装置の充電状態が低下するほど前記第２の増加量を抑制する、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
4. 前記動力源は、内燃機関である、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
5. 走行用の電動機と、
   前記電動機とは異なる動力源と、
   前記電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置と、
   請求項１に記載の制御装置とを備える電動車両。
6. 電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両は、
   走行用の電動機と、
   前記電動機とは異なる動力源と、
   前記電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置とを含み、
   前記制御方法は、
   前記動力源を停止して前記電動機のみを用いて走行する電動機走行時に、前記動力源及び前記電動機を用いて走行するハイブリッド走行時と比較して、前記蓄電装置から出力可能な電力を示す出力可能電力を増加させる制御を実行するステップと、
   前記動力源の使用不可時に、前記電動機走行による退避走行を実行するステップとを含み、
   前記制御を実行するステップは、前記退避走行時に、前記退避走行の非実行時における前記電動機走行時よりも、前記制御を実行するステップにおける前記出力可能電力の増加量を抑制するステップを含み、
   前記制御方法は、
   前記蓄電装置の温度を検出するステップと、
   前記蓄電装置の充電状態を推定するステップとをさらに含み、
   前記制御を実行するステップは、
   前記検出するステップにおいて検出される温度に依存した前記出力可能電力の増加量を示す第１の増加量を算出するステップと、
   前記推定するステップにおいて推定される充電状態に依存した前記出力可能電力の増加量を示す第２の増加量を算出するステップと、
   前記退避走行時に、前記退避走行の非実行時よりも前記第１の増加量を抑制するステップと、
   前記退避走行時に、前記退避走行の非実行時よりも前記第２の増加量を抑制するステップと、
   前記第１の増加量と前記第２の増加量とのうち値の小さい方を前記出力可能電力の増加量として設定するステップとを含む、電動車両の制御方法。
7. 前記動力源は、内燃機関である、請求項６に記載の電動車両の制御方法。

Images