JP7131079B2 - 車両駆動システムの制御方法および制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両駆動システムの制御方法および制御装置に関し、特に電動モータを備える車両駆動システムの異常を診断する技術に関する。

電動モータを備える車両駆動システムの異常を、当該システムにおけるエネルギ収支に基づき診断する技術が既に存在し、そのような技術として、特許文献１には、次のものが開示されている。エンジンおよび電動モータを駆動源とするハイブリッド車両に関する技術であるが、バッテリ電圧およびバッテリ電流からバッテリ電力を算出するとともに、電動モータのトルクおよび回転数から電動モータの出力を算出する。そして、バッテリ電力を入力として、バッテリ電力から電動モータの出力を減じて得られるシステム全体でのエネルギ収支が合わない場合に、換言すれば、バッテリ電力に対して電動モータの出力が相対的に小さいかまたは大きい場合に、システムに何らかの異常が生じたと判定するものである。

特許３２９４５３２号（段落０１５３～０１５４）

電動モータを駆動源とする電動車両では、電動モータの電力源であるバッテリに対し、空調装置のエアコンプレッサおよびＰＴＣヒータ等、電動モータ以外の電気負荷が並列に接続されるのが一般的である。ここで、電動モータ以外の電気負荷（以下単に「電気負荷」というときは、電動モータ以外の電気負荷をいうものとする）の消費電力が比較的大きい場合に、バッテリ電力および電動モータの出力からエネルギ収支を得ようとすると、負荷の大きさが変動することもあって、電気負荷がエネルギ収支の算出に及ぼす影響が大きくなり、もって、異常診断の精度が低下するという問題がある。電気負荷が及ぼす影響を正確に見積もろうとすれば、電流センサ等、そのための特別な構成が必要となる。

そこで、本発明は、電動モータを備える車両駆動システムにおいて、電気負荷の影響を受けずに当該システムの異常を適切に診断可能とすることを目的とする。

本発明の一形態では、電動モータと、バッテリと、電動モータおよびバッテリの間に介装され、電動モータの交流出力を直流変換するかまたはバッテリの直流出力を交流変換するインバータと、を備え、バッテリに電動モータ以外の電気負荷が接続された車両駆動システムの制御方法が提供される。電動モータの回転数およびトルクに応じた電動モータのモータ出力と、インバータの、バッテリ側の電力であるインバータ電力と、のエネルギ収支を判定し、エネルギ収支の判定結果をもとに、車両駆動システムの異常を診断し、異常の診断結果をもとに、車両駆動システムを制御する。インバータ電力は、インバータの直流電圧と、電動モータに流れる電流と、に基づき算出する。

他の形態では、車両駆動システムの制御装置が提供される。

本発明によれば、エネルギ収支の評価に用いるインバータ電力を、インバータの直流電圧と、電動モータに流れる電流と、に基づき算出することで、バッテリに接続された電気負荷の影響を受けずにエネルギ収支を判定し、車両駆動システムの異常を適切に診断することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両駆動システムの全体的な構成を示す概略図である。 図２は、同上実施形態に係る車両駆動システムの制御系の回路構成を示す概略図である。 図３は、同上実施形態に係る車両駆動制御の基本ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図４は、同上車両駆動制御の異常診断ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図５は、同上車両駆動制御の異常種別判定ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図６は、本発明の他の実施形態に係る車両駆動制御の異常種別判定ルーチンの内容を示すフローチャートである。 図７は、マスク領域の設定例を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両の駆動システム（以下「車両駆動システム」という）Ｓの全体的な構成を示している。

本実施形態に係る車両駆動システムＳは、その主な要素として、内燃エンジン１と、２つの電動モータ２、３と、電動モータ２、３のそれぞれに対して設けられた２つのインバータ６、７と、バッテリ８と、を備える。

２つの電動モータ２、３のうち、一方（電動モータ３）は、駆動源として動作し、他方（電動モータ２）は、発電機として動作する。本実施形態において、電動モータ２は、発電専用に設けられており、内燃エンジン１から動力の供給を受けて作動する。電動モータ２とバッテリ８との間にインバータ６が介装され、電動モータ２が生じさせた三相交流の発電電力は、インバータ６により直流電力に変換（直流変換）され、バッテリ８に供給される。電動モータ３は、主に車両推進用の駆動モータとして設けられており、バッテリ８から電力の供給を受けて作動する。バッテリ８と電動モータ３との間にインバータ７が介装され、バッテリ８の直流電圧がインバータ７により三相交流の交流電圧に変換（交流変換）され、電動モータ３に印加される。電動モータ３が生じさせた動力は、ディファレンシャルギア４を介して左右の駆動輪５、５に伝達され、電動車両を推進させる。

このように、本実施形態では、電動モータ２の発電電力をバッテリ８に充電し、電動モータ３へは、バッテリ８から電力が供給されるのを基本とする。しかし、電動モータ２の発電電力を、バッテリ８を介さずに電動モータ３へ直接供給し、電動モータ３を作動させることも可能である。電動モータ３は、駆動源として動作させるだけでなく、発電機として動作させることも可能である。電動モータ３の発電電力は、インバータ７を介してバッテリ８に供給される。

さらに、バッテリ８に対して電動モータ２、３以外の電気負荷が接続されており、そのような電気負荷として、本実施形態では、空調装置（エアコンディショナ）のエアコンプレッサ１１およびＰＴＣヒータ１２が例示される。

（制御システムの構成および基本動作）
図２は、車両駆動システムＳの制御系の回路構成を示している。

バッテリ８に対してインバータ６、７および図示しない他の電気負荷１１、１２が並列に接続され、一方のインバータ７には、駆動モータである電動モータ３が、他方のインバータ６には、発電モータである電動モータ２が、夫々接続されている。

インバータ６、７の動作は、車両コントローラ１０１により制御される。本実施形態において、車両コントローラ１０１は、中央演算ユニット（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の各種記憶素子、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータからなる電子制御ユニットとして構成される。インバータ６、７に印加される電圧を測定する電圧センサ（以下「インバータ電圧センサ」という）２１１、電動モータ２、３に流れる電流（つまり、相電流）を測定する電流センサ（モータ電流センサ）２１２ａ、２１２ｂが設けられ、これらのセンサ２１１、２１２ａ、２１２ｂの検出信号は、いずれも車両コントローラ１０１に入力される。モータ電流センサ２１２ａ、２１２ｂは、インバータ６、７のいずれか一方のみに設けられてもよいが、本実施形態では、双方のインバータ６、７に、個別に設けられている。

本実施形態では、上記以外に、運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＰＯ）を検出するアクセルセンサ２０１、バッテリ８の充電量（バッテリ充電量）ＳＯＣを検出するバッテリセンサ、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２０２が設けられる。これらのセンサの検出信号も、車両コントローラ１０１に入力される。ここで、バッテリ充電量ＳＯＣは、バッテリ８に流れる電流と、バッテリ８の端子電圧と、から推定することが可能であり、本実施形態において、バッテリセンサは、バッテリ８に流れる電流を検出するバッテリ電流センサ２０３と、バッテリ８の端子電圧を検出するバッテリ電圧センサ２０４と、から構成される。

車両コントローラ１０１は、基本的な動作として、電動モータ２の目標発電量Ｐｔｒｇを演算し、インバータ６に対して目標発電量Ｐｔｒｇに応じた制御信号を送信して、電動モータ２を制御するとともに、車両の要求駆動力Ｆｃｍｄを設定し、インバータ７に対して要求駆動力Ｆｃｍｄに応じた制御信号を送信して、電動モータ３を制御する。そして、このような車両駆動制御の一環として、車両コントローラ１０１は、電動モータ３の異常を診断し、その診断結果を車両駆動制御に反映させる。

そこで、車両コントローラ１０１が行う制御（車両駆動制御）について、フローチャートを参照して説明する。

（車両駆動制御の説明）
図３は、本実施形態に係る車両駆動制御の基本ルーチンの内容を示している。図４は、車両駆動制御の異常診断ルーチンの内容を、図５は、異常種別判定ルーチンの内容を、夫々示している。

車両コントローラ１０１は、図３～５に示す車両駆動制御を、所定の時間毎に実行するようにプログラムされている。本実施形態では、基本ルーチン、異常診断ルーチンおよび異常種別判定ルーチンを一連の処理として説明するが、各ルーチンは、個別に実行することができ、その場合の各ルーチンの実行周期は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図３に示すフローチャートにおいて、Ｓ１０１では、車両駆動制御の基礎とする入力情報として、アクセル操作量ＡＰＯ、バッテリ充電量ＳＯＣおよび駆動モータ回転数Ｎｍｔｒを読み込む。先に述べたように、バッテリ充電量ＳＯＣは、バッテリ８に流れる電流およびバッテリ８の端子電圧から推定することが可能である。駆動モータ回転数Ｎｍｒｔは、駆動モータである電動モータ３の単位時間当たりの回転数であり、車速ＶＳＰをギア比等により換算することで求めることが可能である。

Ｓ１０２では、電動モータ２の目標発電量Ｐｔｒｇを設定する。目標発電量Ｐｔｒｇは、バッテリ充電量ＳＯＣを目標充電量ＳＯＣｔｒｇにするための発電量として、バッテリ充電量ＳＯＣに基づき設定する。

Ｓ１０３では、電動モータ２の発電量が目標発電量Ｐｔｒｇとなるように、エンジン１およびインバータ６を制御する。

Ｓ１０４では、車両の要求駆動力Ｆｃｍｄを設定する。要求駆動力Ｆｃｍｄは、アクセル操作量ＡＰＯに応じた加速度を生じさせるものとして、アクセル操作量ＡＰＯおよび車速ＶＳＰに基づき設定する。

Ｓ１０５では、車両の駆動力が要求駆動力Ｆｃｍｄとなるように、換言すれば、電動モータ３により要求駆動力Ｆｃｍｄに応じたトルクを生じさせるように、インバータ７を制御する。

図４に示すフローチャートに移り、Ｓ２０１では、異常診断の対象である電動モータ３の運転状態が所定のマスク領域にあるか否かを判定する。電動モータ３の運転状態がマスク領域にある場合は、今回の制御を終了し、マスク領域にない場合は、Ｓ２０２へ進む。マスク領域は、高出力領域として予め設定され、図７は、その一例を示す。電動モータ３の回転数（駆動モータ回転数）Ｎｍｔｒが所定の回転数Ｎｍｔｒｈ以上であるか、トルクＴｍｔｒが所定のトルクＴｍｔｒｈ１以上である場合に、電動モータ３の運転状態が高出力領域にあり、マスク領域にあると判定する。

本実施形態では、マスク領域として高出力領域のみを設定するが、高出力領域に代えるかまたはこれに加えて低出力領域を設定し、電動モータ３の運転状態が低出力領域にある場合に、マスク領域にあると判定してもよい。低出力領域は、例えば、電動モータ３の回転数Ｎｍｔｒが所定の回転数Ｎｍｔｒｌ（＜Ｎｍｔｒｈ）以下であるか、トルクＴｍｔｒが所定のトルクＴｍｔｒｌ１（＜Ｔｍｔｒｈ１）以下である領域として設定することが可能である。

Ｓ２０２では、インバータ７の、バッテリ８側の電力であるインバータ電力Ｐｉｎｖを算出する。インバータ電力Ｐｉｎｖは、インバータ７の直流電圧Ｖｄｃと、電動モータ３に流れる電流Ｉａｃと、に基づき、次式（１）により算出する。
Ｐｉｎｖ＝ｋ×Ｉａｃ×Ｖｄｃ …（１）

ここで、ｋは、係数であり、電気モータ３に流れる電流Ｉａｃは、電気モータ３の相電流であり、モータ電流センサ２１２ｂにより検出される。相電流には、その実効値を用いることが可能である。インバータ７の直流電圧Ｖｄｃは、電動モータ３の力行時ではインバータ７の入力直流電圧であり、回生時ではインバータ７の出力直流電圧であり、いずれもインバータ電圧センサ２１１により検出される。ここに、インバータ電力Ｐｉｎｖは、電動モータ３の力行時ではインバータ７の入力直流電力をいい、回生時ではインバータ７の出力直流電力をいう。

Ｓ２０３では、電動モータ３の出力であるモータ出力Ｐｍｔｒを算出する。モータ出力Ｐｍｔｒは、電動モータ３のトルクＴｍｔｒおよび回転数Ｎｍｔｒをもとに、次式（２）により算出する。電動モータ３のトルクＴｍｔｒは、トルクセンサにより検出されたトルク実測値であってもよいが、電動モータ３に流れる電流Ｉａｃ（つまり、相電流）から推定されたトルク推定値であってもよく、インバータ７に対するトルク指令値であってもよい。
Ｐｍｔｒ＝Ｔｍｔｒ×Ｎｍｔｒ …（２）

Ｓ２０４では、インバータ電力Ｐｉｎｖとモータ出力Ｐｍｔｒとのエネルギ収支を判定する。具体的には、インバータ電力Ｐｉｎｖからモータ出力Ｐｍｔｒを減算し、その減算値（＝Ｐｉｎｖ－Ｐｍｔｒ）の絶対値をエネルギ収支評価値ＥＢとして算出する。本実施形態では、運転状態の過渡的な変化の影響を緩和させるため、インバータ電力Ｐｉｎｖからモータ出力Ｐｍｔｒを減じた減算値の移動平均値を算出し、その絶対値をエネルギ収支評価値ＥＢとする。
ＥＢ＝｜Ｐｉｎｖ－Ｐｍｔｒ｜ …（３．１）
＝｜ｋ×Ｉａｃ×Ｖｄｃ－Ｔｍｔｒ×Ｎｍｔｒ｜ …（３．２）

Ｓ２０５では、エネルギ収支評価値ＥＢが所定のエネルギ収支判定値ＥＢ１以下であるか否かを判定する。エネルギ収支判定値ＥＢ１は、インバータ電力Ｐｉｎｖおよびモータ出力Ｐｍｔｒに含まれる誤差（例えば、電流センサ、電圧センサの検出誤差）による誤った診断を回避可能な範囲で、できる限り小さな値に設定される。エネルギ収支評価値ＥＢがエネルギ収支判定値ＥＢ１以下である場合は、Ｓ２０６へ進み、エネルギ収支判定値ＥＢ１よりも大きい場合は、Ｓ２０７へ進む。

Ｓ２０６では、インバータ電力Ｐｉｎｖとモータ出力Ｐｍｔｒとのエネルギ収支が合っており、車両駆動システムＳに異常はないと判定して、異常診断フラグＦａｂｎに０を設定する。

Ｓ２０７では、判定カウンタＣＮＴに１を加算する（ＣＮＴ＝ＣＮＴ＋１）。

Ｓ２０８では、判定カウンタＣＮＴが所定の判定値ＣＮＴ１に達したか否かを判定する。判定カウンタＣＮＴが判定値ＣＮＴ１に達した場合は、Ｓ２０９へ進み、達していない場合は、Ｓ２０６へ進む。

Ｓ２０９では、インバータ電力Ｐｉｎｖとモータ出力Ｐｍｔｒとのエネルギ収支が合わず、車両駆動システムＳに異常があると判定して、異常診断フラグＦａｂｎに１を設定する。

さらに、図５に示すフローチャートに移り、Ｓ３０１では、異常診断フラグＦａｂｎが１であるか否かを判定する。異常診断フラグＦａｂｎが１であり、車両駆動システムＳに異常が生じている場合は、Ｓ３０２へ進み、異常診断フラグＦａｂｎが０である場合は、今回の制御を終了する。

Ｓ３０２では、インバータ電力Ｐｉｎｖを読み込む。

Ｓ３０３では、モータ出力Ｐｍｔｒを読み込む。

Ｓ３０４では、インバータ電力Ｐｉｎｖがモータ出力Ｐｍｔｒよりも小さいか否かを判定する。インバータ電力Ｐｉｎｖがモータ出力Ｐｍｔｒよりも小さい場合は、Ｓ３０５へ進み、インバータ電力Ｐｉｎｖがモータ出力Ｐｍｔｒよりも大きい場合は、Ｓ３０７へ進む。

Ｓ３０５では、車両駆動システムＳの異常が電動モータ３の減磁によるものであると判定し、Ｓ３０６へ進む。つまり、電動モータ３により駆動力を生じさせる場合、換言すれば、電動モータ３の力行時において、インバータ電力Ｐｉｎｖがモータ出力Ｐｍｔｒよりも小さいことによるエネルギ収支の不整合は、電動モータ３の減磁、つまり、電動モータ３に備わる永久磁石の劣化によるものであると判定するのである。

Ｓ３０６では、電動モータ２の目標発電量Ｐｔｒｇを正常時よりも増大させる。つまり、エネルギ収支の不整合が電動モータ３の減磁によるものである場合は、車両駆動システムＳの運転自体を継続させる一方、バッテリ８の過放電を回避するため、目標発電量Ｐｔｒｇを増大させるのである。目標発電量Ｐｔｒｇの増大は、正常時に設定される目標発電量Ｐｔｒｇの補正による方法であっても、目標発電量Ｐｔｒｇを設定する際に用いられるマップ自体の切り換えによる方法であってもよい。エネルギ収支評価値ＥＢのエネルギ収支判定値ＥＢ１に対する乖離量に応じて、増大後の目標発電量Ｐｔｒｇを異ならせてもよい。例えば、エネルギ収支評価値ＥＢの乖離量が大きいときほど、目標発電量Ｐｔｒｇをより大きく増大させる。

Ｓ３０７では、車両駆動システムＳの異常が漏電ないし絶縁不良によるものであると判定し、Ｓ３０８へ進む。電動モータ３の力行時において、インバータ電力Ｐｉｎｖがモータ出力Ｐｍｔｒよりも大きいことによるエネルギ収支の不整合は、漏電、つまり、車両駆動システムＳにおける電気回路の異常によるものであると判定するのである。

Ｓ３０８では、電動モータ３への通電を停止し、車両駆動システムＳを停止させる。

本実施形態において、図４に示すフローチャートのＳ２０２～２０４の処理により「エネルギ収支判定部」の機能が、Ｓ２０５、２０６および２０９の処理により「システム異常診断部」の機能が実現される。さらに、図５に示すフローチャートのＳ３０４、３０６および３０８の処理により「制御信号設定部」の機能が実現される。発電モータである電動モータ２に対応するインバータ６が「第１インバータ」に該当し、駆動モータである電動モータ３に対応するインバータ７が「第２インバータ」に該当する。

（作用効果の説明）
本実施形態に係る車両駆動システムＳの構成および動作は、以上のようであり、本実施形態により得られる効果について、以下に説明する。

第１に、車両駆動システムＳにおけるエネルギ収支の評価に用いるインバータ電力Ｐｉｎｖを、インバータ７の直流電圧Ｖｄｃと、電動モータ３に流れる電流Ｉａｃと、に基づき算出することで、電動モータ７以外の電気負荷による影響をエネルギ収支の評価から排除して、車両駆動システムＳの異常を適切に診断することが可能となる。本実施形態では、電気負荷としてエアコンプレッサ１１およびＰＴＣヒータ１２が例示されるが、電気負荷として考慮すべきがこれに限定されるものでないことは、勿論である。

ここで、エネルギ収支の評価に、インバータ電力Ｐｉｎｖとモータ出力Ｐｍｔｒとを用いることで、インバータ７および電動モータ３毎にエネルギ収支を評価することが可能となり、電動モータ３毎に車両駆動システムＳの異常を診断することができる。つまり、本実施形態において、異常診断の結果は、異常が生じた電動モータ３を特定したうえで、システムＳ全体の異常として出力される。

さらに、モータ出力Ｐｍｔｒの算出に際して、電動モータ３のトルクＴｍｔｒを電動モータ３の相電流（電動モータに流れる電流）Ｉａｃから推定する場合は、電動モータ３の相電流Ｉａｃがモータ出力Ｐｍｔｒの算出とインバータ電力Ｐｉｎｖの算出との双方で用いられることになる。電流センサ３の出力には、オフセット誤差およびゲイン誤差等、センサ個体の誤差のほか、温度特性のばらつきに応じた個体間の誤差が含まれるところ、相電流Ｉａｃがモータ出力Ｐｍｔｒの算出とインバータ電力Ｐｉｎｖの算出との双方で用いられることで、相電流Ｉａｃの検出誤差が緩和ないし相殺され、診断精度の低下を抑制することができる。

さらに、インバータ電力Ｐｉｎｖの算出に、インバータ７の直流電圧Ｖｄｃを用いることで、バッテリ８の端子電圧を用いる場合と比べて、バッテリ８からインバータ７までの配線抵抗による電圧降下の影響を低減させ、診断精度の向上を図ることができる。

第２に、電動モータ３の運転状態がマスク領域にある場合に、異常診断の実施を禁止することで、電動モータ３の運転状態が大きく変化した場合に、モータ出力Ｐｍｔｒとインバータ電力Ｐｉｎｖとの応答性の違いに起因して、エネルギ収支に過渡的な不整合が生じ、車両駆動システムＳの異常に関して誤った診断がなされるのを回避することが可能となる。

本実施形態では、電動モータ３の運転状態がマスク領域にある場合に、異常診断の実施を禁止したが、異常診断の実施自体は許容するものの、その診断結果の車両駆動制御への反映を禁止するようにしてもよい。

第３に、車両駆動システムＳに異常が生じた場合に、その診断結果を車両駆動制御に反映させることで、異常に対して適切な措置をとることが可能となる。そして、単に異常が生じたか否かだけではなく、異常の種別を判定可能とし、異常の種別に応じて制御を異ならせたことで、車両駆動システムＳに異常が生じたものの、直ちにシステムＳを停止させる必要まではなく、ある程度の制限はあっても許容される範囲で運転可能な場合に、電動車両を引き続き走行させることができ、車両駆動システムＳの強制的な停止に伴い得る弊害（例えば、交通の停滞）を緩和することができる。

本実施形態では、車両駆動システムＳに生じた異常が電動モータ３の減磁によるものである場合に、目標発電量Ｐｔｒｇを増大させることとした。これは、次のような理由による。電動モータ３に減磁が生じると、電気エネルギが力学エネルギに変換され難い状態となり、減磁発生前と比べて、運転者によりアクセルペダルがより深く踏み込まれる傾向がある。これにより、電動モータ３に流れる電流が増大し、バッテリ８の放電が進行することから、バッテリ８の過放電を防止するため、要求発電量Ｐｔｒｇを増大させるのである。減磁に対する措置として、目標発電量Ｐｔｒｇの増大による措置に代えるかまたはこれに加えて、アクセル操作量ＡＰＯに対する電動モータ３の目標トルクＴｔｒｇを減磁発生前よりも減少させてもよい。これにより、走行性が低下するものの、電動モータ３に過度に大きな電流が供給され、バッテリ８の放電が急速に進行するのを回避することができる。

（他の実施形態の説明）
先の実施形態では、電動モータ３が駆動力を生じさせる場合、つまり、電動モータ３の力行時を対象として、電動モータ３とこれに対応するインバータ７との間のエネルギ収支から、車両駆動システムＳの異常を診断する場合について説明した。

しかし、エネルギ収支に基づく異常の診断は、これに限定されるものではなく、電動モータ３の回生時を対象として行うことも可能であり、さらに、電動モータ３に代えるかこれに加えて、発電モータである電動モータ２について行うこともできる。

図６は、車両駆動システムＳの異常を電動モータ３の回生時に診断する場合の異常種別判定ルーチンの内容を示している。車両駆動制御の基本ルーチンおよび異常診断ルーチンの内容は、先の実施形態におけると同様である（図３、４）。ただし、電動モータ３の回生時を対象とすることから、インバータ電力Ｐｉｎｖは、インバータ７による直流変換後の電力（出力直流電力）をいい、モータ出力Ｐｍｔｒは、電動モータ３の発電電力をいう。インバータ電力Ｐｉｎｖおよびモータ出力Ｐｍｔｒの算出は、上式（１）および（２）によるが、算出される各出力Ｐｉｎｖ、Ｐｍｔｒの値は、負の符号を有する。

本実施形態に係る異常種別判定ルーチン（図６）について、図５に示すフローチャートとの相違点を中心として説明すると、Ｓ４０１では、インバータ電力Ｐｉｎｖの絶対値（＝｜Ｐｉｎｖ｜）とモータ出力Ｐｍｔｒの絶対値（＝｜Ｐｍｔｒ｜）とを対比し、モータ出力Ｐｍｔｒの絶対値の方が大きい場合、換言すれば、符号を含んだ状態でモータ出力Ｐｍｔｒの方が小さい場合は、Ｓ３０５へ進み、車両駆動システムＳの異常が減磁によるものであると判定する。そして、異常が減磁による場合は、電動モータ２の目標発電量Ｐｔｒｇを増大させる。電動モータ３に減磁が生じると、力学エネルギが電気エネルギに変換され難い状態となり、減磁発生前と比べて、発電量が減少し、バッテリ８の充電が進行せず、逆に放電が進行することが懸念されるからである。目標発電量Ｐｔｒｇを増大させることで、充電を促進させ、バッテリ８の過放電を防止する。他方で、インバータ電力Ｐｉｎｖの絶対値の方が大きい場合、換言すれば、符号を含んだ状態でインバータ電力Ｐｉｎｖの方が小さい場合は、Ｓ３０７へ進み、車両駆動システムＳの異常が漏電ないし絶縁不良によるものであると判定する。異常が漏電による場合は、電動モータ３への通電を停止し、車両駆動システムＳを停止させる。

このように、車両駆動システムＳの異常が電動モータ３の回生時に診断可能であることで、異常診断の実施頻度を増大させ、異常が生じた後、速やかにこれを車両駆動制御に反映させることができる。

電動モータ２について実施される異常診断も、電動モータ３を対象として回生時に実施されるのと同様に行うことが可能である。

さらに、エネルギ収支評価値ＥＢの算出において、インバータ電力Ｐｉｎｖを電気モータ３の力率により補正するようにしてもよい。力率によるインバータ電力Ｐｉｎｖの補正は、例えば、次式による。電動モータ３の力行時における補正は、次式（４．１）により、回生時における補正は、次式（４．２）による。力率ｃｏｓφは、一定としてもよいが、電動モータ３のトルクＴｍｔｒおよび回転数Ｎｍｔｒに応じて運転状態毎に適合させることも可能である。
Ｐｉｎｖｃｏｒ１＝（ｋｓｕｐ×ｃｏｓφ）×Ｉａｃ×Ｖｄｃ …（４．１）
Ｐｉｎｖｃｏｒ２＝（ｋｓｕｐ／ｃｏｓφ）×Ｉａｃ×Ｖｄｃ …（４．２）

このように、エネルギ収支の評価に、電動モータ３の力率ｃｏｓφを反映させることで、エネルギ収支をより正確に判定可能とし、診断精度の向上を図ることができる。本実施形態では、例えば、電動モータ３の力行時における評価に際して、インバータ７の直流電圧Ｖｄｃおよび電動モータ３に流れる電流Ｉａｃから求まるインバータ７の出力相当値（＝Ｉａｃ×Ｖｄｃ）に、電動モータ３の力率ｃｏｓφを乗じることで、インバータ電力Ｐｉｎｖｃｏｒ１における無効電力の影響を緩和して、係数ｋｓｕｐを減少させることが可能となる。これにより、エネルギ収支判定値ＥＢ１としてより小さな値を採用することが可能となり、エネルギ収支のより小さな不整合をも判定可能として、その診断結果を車両駆動制御に反映させることができる。

電動モータ３の力率をエネルギ収支の評価に反映させる方法は、インバータ電力Ｐｉｎｖ自体を補正するばかりでなく、モータ出力Ｐｍｔｒの補正を介して間接的ないし実質的にインバータ電力Ｐｉｎｖを補正するものであってもよい。

エネルギ収支評価値ＥＢは、インバータ電力Ｐｉｎｖからモータ出力Ｐｍｔｒを減じることによるほか、インバータ電力Ｐｉｎｖをモータ出力Ｐｍｔｒで除することにより算出してもよい。この場合は、エネルギ収支評価値ＥＢが所定のエネルギ収支下限判定値ＥＢ２ｌとエネルギ収支上限判定値ＥＢ２ｈとにより定められる範囲にあるときに、車両駆動システムＳに異常がないと判定し、エネルギ収支評価値ＥＢがこの範囲を逸脱する場合に、異常があると判定する。
ＥＢ＝Ｐｉｎｖ／Ｐｍｔｒ …（５）

以上の説明では、エネルギ収支評価値ＥＢがエネルギ収支判定値ＥＢ１よりも大きい場合に、異常診断の結果を一律に車両駆動制御に反映させることとしたが、車両駆動制御への診断結果の反映は、段階的なものであってもよい。例えば、エネルギ収支の不整合が存在するものの、その度合いが小さいうちは、車両駆動制御への反映を保留して、運転者への警告に止め、不整合の度合いが大きくなった場合に、その診断結果を車両駆動制御に反映させる。

さらに、発電モータである電動モータ２と駆動モータである電動モータ３との間には、電気的な接続関係があってもよい。具体的には、電動モータ２の発電電力を、バッテリ８に供給するばかりでなく、（バッテリ８を介さずに）電動モータ３にも供給可能とし、電動モータ３を、バッテリ８から供給される電力に加えて電動モータ２の発電電力によっても動作可能とする。これにより、バッテリ８の充電量に拘らずに車両駆動システムＳを作動させ、電動車両を走行させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を、上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。上記実施形態に対し、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内で様々な変更および修正が可能である。

Ｓ…車両駆動システム
１…内燃エンジン
２…電動モータ（発電機）
３…電動モータ（駆動モータ）
５…駆動輪
６、７…インバータ
８…バッテリ
１０１…車両コントローラ
２０１…アクセルセンサ
２０２…車速センサ
２１１…インバータ電圧センサ
２１２ａ、２１２ｂ…モータ電流センサ

Claims (7)

1. 電動モータと、
   バッテリと、
   前記電動モータおよび前記バッテリの間に介装され、前記電動モータの交流出力を直流変換するか、前記バッテリの直流出力を交流変換するインバータと、
   を備え、前記バッテリに前記電動モータ以外の電気負荷が接続された車両駆動システムの制御方法であって、
   前記電動モータの回転数およびトルクに応じた前記電動モータのモータ出力と、前記インバータの、前記バッテリ側の電力であるインバータ電力と、のエネルギ収支を判定し、
   前記エネルギ収支の判定結果をもとに、前記車両駆動システムの異常を診断し、
   前記異常の診断結果をもとに、前記車両駆動システムを制御し、
   前記インバータ電力を、前記インバータの直流電圧と、前記電動モータに流れる電流と、に基づき算出する、車両駆動システムの制御方法。
2. 請求項１に記載の車両駆動システムの制御方法であって、
   回転数およびトルクにより定められる前記電動モータの出力領域のうち、前記電動モータの運転状態が所定の高出力領域または低出力領域にある場合は、前記異常の診断結果に基づく前記車両駆動システムの制御を禁止する、車両駆動システムの制御方法。
3. 請求項１または２に記載の車両駆動システムの制御方法であって、
   前記インバータ電力を前記電動モータの力率により補正し、補正後の前記インバータ電力をもとに、前記エネルギ収支を判定する、車両駆動システムの制御方法。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の車両駆動システムの制御方法であって、
   前記車両駆動システムに異常があると診断した場合に、前記モータ出力と前記インバータ電力との関係に応じて前記車両駆動システムに対する制御を異ならせる、車両駆動システムの制御方法。
5. 請求項４に記載の車両駆動システムの制御方法であって、
   前記電動モータが永久磁石式であり、
   前記モータ出力が前記インバータ電力よりも大きい場合は、当該システムの運転を継続させ、前記インバータ電力が前記モータ出力よりも大きい場合は、当該システムを停止させる、車両駆動システムの制御方法。
6. 電動モータと、
   バッテリと、
   前記電動モータおよび前記バッテリの間に介装され、前記バッテリの直流出力を交流変換するかまたは前記電動モータの交流出力を直流変換するインバータと、
   を備え、前記バッテリに前記電動モータ以外の電気負荷が接続された車両駆動システムを制御する、車両駆動システムの制御装置であって、
   前記電動モータの回転数およびトルクに応じた前記電動モータのモータ出力と、前記インバータの、前記バッテリ側の電力であるインバータ電力と、のエネルギ収支を判定するエネルギ収支判定部と、
   前記エネルギ収支判定部の判定結果をもとに、前記車両駆動システムの異常を診断するシステム異常診断部と、
   前記システム異常診断部の診断結果をもとに、前記車両駆動システムに対する制御信号を設定する制御信号設定部と、
   を備え、
   前記エネルギ収支判定部は、前記インバータ電力を、前記インバータの直流電圧と、前記電動モータに流れる電流と、に基づき算出する、車両駆動システムの制御装置。
7. 請求項６に記載の車両駆動システムの制御装置であって、
   内燃エンジンと、
   第１インバータと、
   前記内燃エンジンにより駆動され、発電電力を前記第１インバータを介して前記バッテリに充電可能に構成された発電モータと、
   をさらに備え、
   前記車両駆動システムは、前記インバータとして前記第１インバータとは異なる第２インバータを備え、
   前記電動モータは、前記バッテリから前記第２インバータを介して電力の供給を受け、駆動輪に動力を伝達可能に構成された駆動モータである、車両駆動システムの制御装置。

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