JP2017100661A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの故障により走行用モータの駆動を中止した場合に、無駄な電力消費を抑制した上で、走行用モータの誘起電圧に起因するバッテリの過充電を確実に防止できる電動車両の制御装置を提供する。
【解決手段】フロントモータ用インバータ１６ａの故障が判定されたとき（ステップＳ２がＹes）、車速Ｖが充電判定値Ｖ0（走行用バッテリ１５の端子間電圧の最低値と等しい誘起電圧をフロントモータ２が発生するときの車速Ｖに相当）以下の場合には（ステップＳ６がＮo）、走行用バッテリ１５が充電される可能性がないと見なしてモータジェネレータ１０の発電を中止し（ステップＳ８）、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超えてフロントモータ２に発生した誘起電圧により走行用バッテリ１５が充電される可能性がある場合には（ステップＳ６がＹes）、モータジェネレータ１０を力行制御して誘起電圧に起因する余剰電力を消費させる（ステップＳ１０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド車両（以下、電動車両と総称する）の制御装置に係り、詳しくは走行用モータを駆動するインバータの故障時に、駆動を中止した走行用モータが発生する誘起電圧に起因する走行用バッテリの過充電を防止する制御装置に関する。

この種の電動車両では、高電圧の走行用バッテリからの直流電力をインバータのスイッチング制御により交流電力に変換して走行用モータを駆動制御しており、インバータがスイッチング制御不能となる故障が発生した場合には、走行用モータの駆動を中止して他の走行用モータ或いはエンジンの駆動による走行モードに切り換えている。しかしながら、駆動を中止した走行用モータが駆動輪に直結されている構造の電動車両では、走行用モータが駆動輪から逆駆動されて誘起電圧を発生して走行用バッテリが充電され、この現象が継続すると走行用バッテリの過充電を引き起こしてしまう。

そこで、走行用バッテリとインバータとの間のコンタクタを開放して誘起電圧に起因する余剰電力を遮断する対策も考えられるが、走行用バッテリからはＤＣ−ＤＣコンバータを介して補機用バッテリに電力が供給されているため、コンタクタの遮断と共に補機用バッテリへの電力供給が中断されるという不具合が生じてしまう。
このような不具合への対策として、例えば特許文献１には、エンジンに連結された第１モータジェネレータと、駆動源としての第２モータジェネレータとを備えたハイブリッド車両に関する技術が開示されている。何れか一方のモータジェネレータを駆動するインバータの故障発生時には、故障側のモータジェネレータの駆動を中止すると共に、他方の正常側のモータジェネレータのｄ軸電流を増大させることで無効電力を増大させ、これにより故障側のモータジェネレータの誘起電圧に起因する余剰電力を消費してバッテリの過充電を防止している。

特開２０１４−１４４６６９号公報

しかしながら、たとえインバータの故障によりモータジェネレータが誘起電圧を発生していたとしても、車両の走行状態によっては走行用バッテリが過充電される虞がない場合もあり得る。特許文献１の技術では、このような状況でもモータジェネレータのｄ軸電流を増大して無駄に電力消費してしまうことから、今一つ改良の余地があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、インバータの故障により走行用モータの駆動を中止した場合に、無駄な電力消費を抑制した上で、走行用モータの誘起電圧に起因するバッテリの過充電を確実に防止することができる電動車両の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の電動車両の制御装置は、車両の駆動輪に直結されると共に、インバータを介して走行用バッテリに接続され、該インバータにより前記走行用バッテリの直流電力から変換された交流電力を供給されて前記駆動輪を駆動する走行用の第１のモータと、前記インバータの故障を監視し、故障判定時には前記第１のモータを作動停止させる故障判定手段と、前記走行用バッテリに接続され、少なくとも力行制御により電力を消費可能な第２のモータと、前記故障判定手段による前記インバータの故障判定に基づき前記第１のモータが作動停止したとき、前記駆動輪から逆駆動される前記第１のモータの回転速度が、前記走行用バッテリの端子間電圧と略等しい誘起電圧を発生させるときの回転速度として設定された充電判定値を超える場合に、前記第２のモータを力行制御して前記誘起電圧に起因する余剰電力を消費させる過充電防止手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、インバータの故障時において、第１のモータの回転速度が充電判定値を超えて第１のモータに発生した誘起電圧により走行用バッテリが充電される可能性がある場合に限って、第２のモータの力行制御により余剰電力を消費させて走行用バッテリの過充電を防止している。従って、たとえフロントモータが誘起電圧を発生していたとしても、第１のモータの回転速度が充電判定値以下で走行用バッテリが充電される可能性がない場合には、第２のモータを力行制御することはない。よって、無駄な電力消費を抑制した上で、走行用モータの誘起電圧に起因するバッテリの過充電を防止可能となる。

その他の態様として、前記過充電防止手段は、充電率に応じて変動する前記走行用バッテリの端子間電圧の最低値と略等しい誘起電圧を発生させるときの前記第１のモータの回転速度として予め設定された前記充電判定値を記憶し、該充電判定値と前記第１のモータの回転速度との比較に基づき前記第２のモータの力行制御を実行することが好ましい（請求項２）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、走行用バッテリの端子間電圧の最低値と略等しい誘起電圧を発生させるときの第１のモータの回転速度である充電判定値に基づき、第２のモータの力行制御を的確に実行可能となる。
その他の態様として、前記走行用バッテリの端子間電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記過充電防止手段は、予め記憶したマップに基づき、前記電圧検出手段により検出された端子間電圧と略等しい誘起電圧を発生させるときの前記第１のモータの回転速度として前記充電判定値を設定し、該充電判定値と前記第１のモータの回転速度との比較に基づき前記第２のモータの力行制御を実行することが好ましい（請求項３）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、その時々の走行用バッテリの端子間電圧に基づき充電判定値を設定することから、誘起電圧に起因して走行用バッテリが充電されるか否かが正確に判定され、その判定結果に基づき第２のモータの力行制御を的確に実行可能となる。
その他の態様として、前記車両は、前記第２のモータとして、エンジンの駆動により発電するモータジェネレータを備え、前記過充電防止手段は、前記故障判定手段による前記インバータの故障判定に基づき前記第１のモータが作動停止したとき、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値を超える場合には前記モータジェネレータを力行制御し、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値以下である場合には前記モータジェネレータの発電を中止することが好ましい（請求項４）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、第１のモータの回転速度が充電判定値以下の場合には、第１のモータが発生する誘起電圧が走行用バッテリの端子間電圧以下であるため充電されないはずであるが、誘起電圧は発生し続けているため何らかの要因で端子間電圧が変動して走行用バッテリが充電される事態が起こり得る。このとき、モータジェネレータの発電電力の一部が走行用バッテリに充電されている状況もあるため、その発電中止により走行用バッテリへの充電電力が減少して過充電を一層確実に防止可能となる。

その他の態様として、前記車両は、前記第２のモータとして、エンジンの駆動により発電するモータジェネレータと、前記第１のモータとは別に駆動輪を駆動する走行用のモータとを備え、前記過充電防止手段は、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値を超える場合に、前記走行用のモータに優先して前記モータジェネレータを力行制御することが好ましい（請求項５）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、走行用のモータに優先してモータジェネレータを力行制御しているため、走行用のモータは通常通りの目標トルクで駆動され、車両走行上の不具合が未然に防止される。
その他の態様として、前記過充電防止手段は、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値を超え、且つ前記走行用バッテリの充電率が制御範囲の上限に達した場合に前記第２のモータを力行制御することが好ましい（請求項６）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、誘起電圧による余剰電力を走行用バッテリの充電率の増加のために有効利用可能となる。
その他の態様として、前記過充電防止手段は、前記第１のモータの回転速度と前記充電判定値との偏差が大であるほど、前記第２のモータの力行制御の目標トルクを増加させることが好ましい（請求項７）。

このように構成した電動車両の制御装置によれば、走行用バッテリへの余剰電力の充電を一層確実に防止可能となる。

本発明によれば、インバータの故障により走行用モータの駆動を中止した場合に、無駄な電力消費を抑制した上で、走行用モータの誘起電圧に起因するバッテリの過充電を確実に防止することができる。

実施形態の制御装置が適用されたプラグインハイブリッド車両を示す全体構成図である。 前輪側のインバータに係る回路構成を示す図である。 ハイブリッドコントローラが実行する過充電防止ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明をプラグインハイブリッド車両（以下、車両１という）の制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の制御装置が適用されたプラグインハイブリッド車両を示す全体構成図である。
本実施形態の車両１は、フロントモータ２（第１のモータ）の出力またはフロントモータ２及びエンジン３の出力により前輪４（駆動輪）を駆動し、リヤモータ５（第２のモータ）の出力により後輪６（駆動輪）を駆動するように構成された４輪駆動車である。

エンジン３の出力軸は減速機７を介して前輪４の駆動軸８と連結され、減速機７には内部の動力伝達を断接可能なクラッチ９が内蔵されている。クラッチ９の接続時にはエンジン３の駆動力が減速機７及び駆動軸８を経て前輪４に伝達され、クラッチ９の切断時には前輪４側からエンジン３が切り離されて単独で運転可能となる。
減速機７のクラッチ９より動力伝達方向の下流側（前輪４側）にはフロントモータ２が連結され、その駆動力が減速機７から駆動軸８を経て前輪４に伝達されるようになっている。また、減速機７のクラッチ９より動力伝達方向の上流側（反前輪４側）にはモータジェネレータ１０（第２のモータ）が連結され、クラッチ９の切断時において、モータジェネレータ１０はエンジン３の駆動により発電したり、或いはエンジン３を始動するスタータモータとして機能したりする。また、リヤモータ５は減速機１１を介して後輪６の駆動軸１２と連結され、その駆動力が減速機１１から駆動軸１２を経て後輪６に伝達されるようになっている。

エンジン３には、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されたエンジンコントローラ１４が接続され、このエンジンコントローラ１４によりエンジン３のスロットル開度、燃料噴射量、点火時期等が制御されてエンジン３が運転される。
フロントモータ２、リヤモータ５及びモータジェネレータ１０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルを備えた三相交流電動機であり、それらの電源として走行用バッテリ１５が備えられている。走行用バッテリ１５はリチウムイオン電池等の二次電池から構成され、その充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）の算出や温度ＴBATの検出を行うバッテリモニタリングユニット１５ａを内蔵している。

フロントモータ２及びモータジェネレータ１０はフロントコントローラ１６を介して走行用バッテリ１５に接続され、フロントコントローラ１６にはフロントモータ用インバータ１６ａ及びモータジェネレータ用インバータ１６ｂが備えられている。走行用バッテリ１５の直流電力は、フロントモータ用インバータ１６ａ及びモータジェネレータ用インバータ１６ｂにより三相交流電力に変換されてフロントモータ２やモータジェネレータ１０に供給される。また、フロントモータ２による回生電力やモータジェネレータ１０による発電電力は、フロントモータ用インバータ１６ａ及びモータジェネレータ用インバータ１６ｂにより直流電力に変換されて走行用バッテリ１５に充電される。

同様に、リヤモータ５はリヤコントローラ１７を介して走行用バッテリ１５に接続され、リヤコントローラ１７にはリヤモータ用インバータ１７ａが備えられている。走行用バッテリ１５の直流電力は、リヤモータ用インバータ１７ａにより三相交流電力に変換されてリヤモータ５に供給され、リヤモータ５による回生電力は、リヤモータ用インバータ１７ａにより直流電力に変換されて走行用バッテリ１５に充電される。

また、車両１には、走行用バッテリ１５を外部電源によって充電する充電機１３が備えられている。
ハイブリッドコントローラ１８は、車両１の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。このハイブリッドコントローラ１８により、エンジン３、フロントモータ２、モータジェネレータ１０、リヤモータ５の各運転状態、及び減速機７のクラッチ９の断接状態等が制御される。そのために、ハイブリッドコントローラ１８の入力側には、走行用バッテリ１５のバッテリモニタリングユニット１５ａ、フロントコントローラ１６、リヤコントローラ１７、エンジンコントローラ１４、アクセル開度θaccを検出するアクセル開度センサ１９、及び車速Ｖを検出する車速センサ２０が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。

また、ハイブリッドコントローラ１８の出力側には、フロントコントローラ１６、リヤコントローラ１７、減速機７のクラッチ９、及びエンジンコントローラ１４が接続されている。
そして、ハイブリッドコントローラ１８は、アクセル開度センサ１９等の上記各種検出量及び作動情報に基づき、車両１の走行モードをＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードの間で切り換える。例えば、高速領域のようにエンジン３の効率が高い領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、中低速領域では、走行用バッテリ１５の充電率ＳＯＣ等に基づきＥＶモードとシリーズモードとの間で切り換える。

ＥＶモードでは、減速機７のクラッチ９を切断すると共にエンジン３を停止し、走行用バッテリ１５からの電力によりフロントモータ２やリヤモータ５を駆動して車両１を走行させる。
シリーズモードでは、減速機７のクラッチ９を切断した上で、エンジン３を運転してモータジェネレータ１０を駆動し、その発電電力及び走行用バッテリ１５からの電力によりフロントモータ２やリヤモータ５を駆動して車両１を走行させると共に、余剰電力を走行用バッテリ１５に充電する。

パラレルモードでは、減速機７のクラッチ９を接続した上で、エンジン３を運転して駆動力を減速機７から前輪４に伝達すると共に、駆動力の一部でモータジェネレータ１０を駆動し、その発電電力及び走行用バッテリ１５からの電力によりフロントモータ２やリヤモータ５を駆動して車両１を走行させる。
また、ハイブリッドコントローラ１８は、上記各種検出量及び作動情報に基づき車両１の走行に必要な総要求出力を算出し、その総要求出力を、ＥＶモード及びシリーズモードではフロントモータ２側とリヤモータ５側とに配分し、パラレルモードではフロントモータ２側とエンジン３側とリヤモータ５側とに配分する。そして、それぞれに配分した要求出力、及びフロントモータ２から前輪４までの減速機７のギヤ比、エンジン３から前輪４までの減速機７のギヤ比、リヤモータ５から後輪６までの減速機１１のギヤ比に基づき、フロントモータ２、エンジン３、リヤモータ５のそれぞれの目標トルクを設定し、各目標トルクを達成するようにフロントコントローラ１６、リヤコントローラ１７及びエンジンコントローラ１４に指令信号を出力する。

フロントコントローラ１６及びリヤコントローラ１７ではハイブリッドコントローラ１８からの指令信号に基づき、目標トルクを達成するためにフロントモータ２及びリヤモータ５の各相のコイルに流すべき目標電流値を算出する。そして、後述するように目標電流値に基づきフロントモータ用インバータ１６ａ及びリヤモータ用インバータ１７ａをスイッチング制御して各コイルの電流値を目標電流値に制御し、これによりそれぞれの目標トルクを達成する。尚、モータジェネレータ１０の発電時も同様であり、負側の目標トルクから求めた目標発電量に基づきモータジェネレータ用インバータ１６ｂをスイッチング制御し、これにより目標発電量を達成する。

エンジンコントローラ１４ではハイブリッドコントローラ１８からの指令信号に基づき、目標トルクの達成に要求されるスロットル開度、燃料噴射量、点火時期等の目標値を算出し、それらの目標値に基づく制御により目標トルクを達成する。
一方、フロントコントローラ１６はフロントモータ用インバータ１６ａ及びモータジェネレータ用インバータ１６ｂの故障を監視し、リヤコントローラ１７はリヤモータ用インバータ１７ａの故障を監視している。例えばフロントモータ用インバータ１６ａに関しては、フロントモータ２のコイルに流れる実電流値と目標電流値との偏差が所定値以上となって目標電流値が達成されない状況に陥った場合に、フロントモータ用インバータ１６ａの故障判定を下す（故障判定手段）。モータジェネレータ用インバータ１６ｂ及びリヤモータ用インバータ１７ａについても同様である。

何れかのインバータ１６ａ,１６ｂ,１７ａの故障判定を下した場合、コントローラ１６,１７は故障情報をハイブリッドコントローラ１８に出力すると共に、故障判定したインバータ１６ａ,１６ｂ,１７ａの制御を中止するため、そのインバータにより駆動されていたモータ２,５やモータジェネレータ１０は作動停止する。しかし、本実施形態の車両１では、フロントモータ２が減速機７を介して前輪４に直結（クラッチ切断等で動力伝達を遮断不能な構造を意味する）され、リヤモータ５が減速機７を介して後輪６に直結されていることから、何れのモータ２,５も前輪４や後輪６からの逆駆動により誘起電圧を発生して走行用バッテリ１５の過充電を引き起こす。その対策として提案されている特許文献１の技術では、インバータの故障時に余剰電力の消費のために無条件でモータジェネレータのｄ軸電流を増大しているため、無駄な電力消費を生じてしまう。

このような問題を鑑みて本発明者は、モータ２,５に発生した誘起電圧に起因するバッテリの充電状況に着目した。即ち、誘起電圧により走行用バッテリ１５が充電されるには、誘起電圧が走行用バッテリ１５の端子間電圧を超える必要があり、誘起電圧が発生していたとしても端子間電圧以下の場合には走行用バッテリ１５は充電されず、上記した余剰電力を消費する対処は必要ない。そして、モータ２,５に発生する誘起電圧はモータ回転速度と相関することから、走行用バッテリ１５の端子間電圧を超えた誘起電圧を生じるモータ回転速度に達した場合に限って、余剰電力を消費する対処を実行すればよい。

以上の観点の下に本実施形態では、インバータ１６ａ,１７ａの故障によりモータ２,５に誘起電圧が発生した場合を想定して、走行用バッテリ１５の過充電防止のための過充電防止制御を実行している。その制御内容は、フロントモータ用インバータ１６ａの故障についてもリヤモータ用インバータ１７ａの故障についても同様であるため、代表として、フロントモータ用インバータ１６ａの故障によりフロントモータ２に誘起電圧が発生した場合を想定した過充電防止制御を第１実施形態として説明する。当然ながら、リヤモータ用インバータ１７ａの故障に対しても、以下の説明と同様の対策を実施すればよい。
［第１実施形態］
まず、図２に基づき前輪４側のインバータ１６ａ,１６ｂに係る回路構成について説明する。

走行用バッテリ１５は、正極側電源線２１及び負極側電源線２２の間に直流電圧を発生させる一方、電源線２１及びアース線２２の間に発生した直流電圧により充電可能となっている。電源線２１及びアース線２２の間には平滑コンデンサ２３が接続され、走行用バッテリ１５と平滑コンデンサ２３との間において正極側電源線２１及びアース線２２にはそれぞれコンタクタ２４が介装されている。

フロントモータ用インバータ１６ａはＵ相回路２５、Ｖ相回路２６、Ｗ相回路２７からなり、各相回路２５〜２７は正極側電源線２１及びアース線２２の間に並列に設けられている。各相回路２５〜２７は、それぞれ一対のスイッチング素子２５ｓ〜２７ｓを直列接続し、各スイッチング素子２５ｓ〜２７ｓにダイオード２５ｄ〜２７ｄを逆並列に接続して構成されている。各相回路２５〜２７のスイッチング素子２５ｓ〜２７ｓ間の接続点はフロントモータ２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の一方端にそれぞれ接続され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の他方端は中性点に共通接続されている。

フロントコントローラ１６には、フロントモータ２のＵ相及びＶ相の実電流値を検出する電流センサ２８、及びフロントモータ２の回転角θを検出する回転角センサ２９が接続されている。フロントコントローラ１６は、ハイブリッドコントローラ１８から指令された目標トルクからフロントモータ２の各相の目標電流値を算出し、その目標電流値と上記Ｕ相及びＶ相の実電流値（Ｗ相は各実電流値より算出）や回転角θとに基づき、フロントモータ用インバータ１６ａの各相回路のスイッチング素子２５ｓ〜２７ｓをスイッチング制御する。

これにより走行用バッテリ１５の直流電力が三相交流電力に変換されてフロントモータ２の各相に供給され、目標トルクを達成するようにフロントモータ２が力行制御される。或いは、フロントモータ２が回生制御されることにより、各相に発生した三相交流電力が直流電力に変換されて走行用バッテリ１５に充電される。
また、上記したフロントモータ２の故障判定には、電流センサ２８により検出（或いは算出）された各相の実電流値が用いられ、フロントコントローラ１６は各相の実電流値とスイッチング制御のために算出した各相の目標電流値との偏差に基づき、フロントモータ用インバータ１６ａの故障の有無を判定する。

一方、モータジェネレータ用インバータ１６ｂの構成及び作動状況については、以上のフロントモータ用インバータ１６ａと同様であるため、同一の部材番号を付して重複する説明は省略する。上記のようにモータジェネレータ用インバータ１６ｂは、エンジン駆動よる発電やスタータモータ機能を奏し、加えて本実施形態では、故障したフロントモータ２の誘起電圧による余剰電力を消費するための力行制御にも利用される。

また、正極側電源線２１及びアース線２２の間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して補機用バッテリ３１が接続されている。走行用バッテリ１５の直流電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３０により所定電圧に降圧されて補機用バッテリ３１に充電され、補機用バッテリ３１から車両１に搭載された各種補機類、例えば灯火類やエアコンディショナ等に供給されるようになっている。

次に、以上のフロントモータ用インバータ１６ａが故障した場合にハイブリッドコントローラ１８により実行される過充電防止制御について説明する。ここで、フロントモータ用インバータ１６ａの故障中においてもコンタクタ２４は閉成状態に保たれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した補機用バッテリ３１への電力供給が続けられている。
図３はハイブリッドコントローラ１８が実行する過充電防止ルーチンを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２でフロントコントローラ１６からフロントモータ用インバータ１６ａの故障情報が入力されているか否かを判定し、判定がＮo（否定）でフロントモータ用インバータ１６ａが故障していない場合にはステップＳ４に移行し、フロントコントローラ１６にモータジェネレータ１０を通常制御させた後、一旦ルーチンを終了する。従って、モータジェネレータ１０はエンジン３の駆動により発電したり、エンジン始動時にはスタータモータとして機能したりする。

また、ステップＳ２の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ６に移行し、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超えているか否かを判定する。フロントモータ用インバータ１６ａの故障を受けてフロントコントローラ１６によりフロントモータ２の駆動が中止されているため、車両１は、例えばエンジン３及びリヤモータ５の駆動による変則的な走行に切り換えられている。

このときのフロントモータ２は前輪４からの逆駆動により誘起電圧を発生し、誘起電圧はフロントモータ２の回転速度と共に増減する。モータ仕様等から予めフロントモータ２の回転速度と誘起電圧との関係は判明しており、減速機７のギヤ比やタイヤ半径等に基づきフロントモータ２の回転速度を車速Ｖに換算することもできる、また、ＳＯＣに応じて変動する走行用バッテリ１５の端子間電圧の最低値（ＳＯＣ制御範囲の下限に相当）も判明している。上記した充電判定値Ｖ0は、走行用バッテリ１５の端子間電圧の最低値と等しい誘起電圧をフロントモータ２が発生するときの車速Ｖとして設定され、予めハイブリッドコントローラ１８に記憶されている。

従って、現在の車速Ｖが充電判定値Ｖ0以下の場合には、たとえフロントモータ２が誘起電圧を発生していたとしても端子間電圧以下であることから走行用バッテリ１５は充電されず、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超える場合には、誘起電圧が端子間電圧を超えることにより走行用バッテリ１５が充電される可能性があると見なせる。ステップＳ６の判定がＮoのときにはステップＳ８に移行し、フロントコントローラ１６にモータジェネレータ１０の発電を中止（目標トルク＝０）させてルーチンを終了する。

また、ステップＳ６でＹesの判定を下したときにはステップＳ１０に移行し、モータジェネレータ１０に対して正側の目標トルクを設定し、その目標トルクに基づきフロントコントローラ１６にモータジェネレータ１０を力行制御させた後にルーチンを終了する（過充電防止手段）。モータジェネレータ１０の駆動力は減速機７及び接続中のクラッチ９を介して前輪４に伝達されて車両１の走行に寄与し、この力行制御により電力が消費される。このときの走行用バッテリ１５は端子間電圧を超えた誘起電圧によって充電されているが、この余剰電力がモータジェネレータ１０での電力消費により相殺される。

なお、このときにはクラッチ９を切断してモータジェネレータ１０によりエンジン３をモータリングさせることで電力消費を促してもよい。
以上のように本実施形態のプラグインハイブリッド車両の制御装置では、フロントモータ用インバータ１６ａの故障時において、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超えてフロントモータ２に発生した誘起電圧により走行用バッテリ１５が充電される可能性がある場合に限って、モータジェネレータ１０の力行制御により余剰電力を消費させて走行用バッテリ１５の過充電を防止している。従って、たとえフロントモータ２が誘起電圧を発生していたとしても、車速Ｖが充電判定値Ｖ0以下で走行用バッテリ１５が充電される可能性がない場合には、モータジェネレータ１０を力行制御しないことから無用な電力消費を抑制できる。

フロントモータ２の駆動を中止した後も、車両走行を継続するためにリヤモータ５を駆動する必要があり、そのための電力を要するが、このように走行用バッテリ１５の過充電を防止した上で、無用な電力消費を抑制しているため、リヤモータ５の駆動電力を確保することができる。
加えて、無用な電力消費の抑制は走行用バッテリ１５のＳＯＣの温存にも繋がる。ディーラー等で修理するまでの走行中において走行用バッテリ１５のＳＯＣの低下が抑制され、その分だけモータジェネレータ１０の発電量、ひいてはそれを駆動するエンジン３の燃料消費を低減でき、実質的な燃費向上に貢献する。

一方、車速Ｖが充電判定値Ｖ0以下である場合には、モータジェネレータ１０の発電を中止している（図３のステップＳ８）。このときにはフロントモータ２が発生する誘起電圧が走行用バッテリ１５の端子間電圧以下であるため充電されないはずであるが、誘起電圧は発生し続けているため何らかの要因で端子間電圧が変動して走行用バッテリ１５が充電される事態が起こり得る。そして、このときモータジェネレータ１０の発電電力の一部が走行用バッテリ１５に充電されている状況もあるため、その発電中止により走行用バッテリ１５への充電電力が減少して過充電を一層確実に防止することができる。

但し、ステップＳ８の処理はこれに限るものはなく、例えばステップＳ８に代えてステップＳ４に移行し、モータジェネレータ１０を通常制御するようにしてもよい。
ところで、モータジェネレータ１０を力行制御する代わりにリヤモータ５を力行制御しても、誘起電圧に起因する余剰電力を消費することは可能である。しかし、上記のように本実施形態では、リヤモータ５に優先してモータジェネレータ１０を力行制御している。その理由は、元々このときのリヤモータ５は車両１の走行を継続するために力行制御されている場合が多いため、正側に設定された目標トルクを余剰電力の消費のためにさらに増加させる必要が生じ、例えば目標トルクがリヤモータ５の最大トルクを超えてしまう等、走行に支障が生じる可能性がある。発電用のモータジェネレータ１０側を力行制御することにより、走行用のリヤモータ５は通常通りの目標トルクで駆動され、車両走行上の不具合を未然に防止することができる。

但し、このような走行上の不具合の可能性が低い場合には、モータジェネレータ１０に代えてリヤモータ５を力行制御してもよい。また、モータジェネレータ１０の力行制御だけでは余剰電力を消費しきれない場合には、加えて力行制御中のリヤモータ５の目標トルクを増加させて残りの余剰電力を消費するようにしてもよい。
［第２実施形態］
次に、本発明を別のプラグインハイブリッド車両１の制御装置に具体化した第２実施形態を説明する。

第１実施形態との相違は、走行用バッテリ１５の端子間電圧に応じて充電判定値Ｖ0を設定する点にあり、例えば図２に示す回路構成、図３に示す過充電防止制御の手順については第１実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
図２に示すように、正極側電源線２１及びアース線２２の間には電圧センサ４１（電圧検出手段）が接続されており、この電圧センサ４１により検出された走行用バッテリ１５の端子間電圧がハイブリッドコントローラ１８に入力されるようになっている。

ハイブリッドコントローラ１８には、予め走行用バッテリ１５の端子間電圧から充電判定値Ｖ0を導出するためのマップが記憶されている。このマップに基づき充電判定値Ｖ0は、現在の走行用バッテリ１５の端子間電圧と等しい誘起電圧を発生させるときの車速Ｖとして設定される。即ち、端子間電圧が低いときには充電判定値Ｖ0が低車速側に設定され、端子間電圧が上昇するほど充電判定値Ｖ0は高車速側に設定される。これにより、現在の車速Ｖが端子間電圧から求めた充電判定値Ｖ0以下の場合には、たとえフロントモータ２が誘起電圧を発生していたとしても端子間電圧以下であることから走行用バッテリ１５は充電されないと断定でき、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超える場合には、誘起電圧が端子間電圧を超えることにより走行用バッテリ１５が充電されると断定できる。

以上のように本実施形態では、その時々の走行用バッテリ１５の端子間電圧に基づき充電判定値Ｖ0を設定しているため、誘起電圧に起因して走行用バッテリ１５が充電されるか否かをより正確に判定でき、その判定結果に基づきモータジェネレータ１０の力行制御を一層的確に実行することができる（過充電防止手段）。よって、重複する説明はしないが、第１実施形態で述べた各種作用効果を一層確実に得ることができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、プラグインハイブリッド車両１の制御装置に具体化したが、対象となる電動車両はこれに限るものではなく、例えば通常のハイブリッド車両、或いは走行用動力源としてモータのみを備えた電気自動車等に適用してもよい。
また上記実施形態では、車速Ｖと充電判定値Ｖ0との比較に基づき走行用バッテリ１５が充電されているか否かを判定したが、車速Ｖに代えてフロントモータ２の回転速度を用いてもよい。当然ながら、この場合には充電判定値Ｖ0も回転速度に相当する値として設定される。

また上記実施形態では、フロントモータ用インバータ１６ａの故障時において車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超えたときにモータジェネレータ１０を力行制御したが、これに限ることはなく別の要件を加えてもよい。
例えば、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超えたとしても走行用バッテリ１５のＳＯＣが制御範囲の上限に達していない場合には、図３に示すステップＳ１０のモータジェネレータ１０の力行制御に移行することなく、ステップＳ８の発電中止、或いはステップＳ４の発電を継続する。そして、車速Ｖが充電判定値Ｖ0を超え、且つ走行用バッテリ１５のＳＯＣが制御範囲の上限に達した時点で、モータジェネレータ１０の力行制御を開始する。結果としてＳＯＣが制御範囲の上限に達するまで誘起電圧による余剰電力が走行用バッテリ１５に充電され続けるため余剰電力を有効利用でき、車両１の修理後には走行用バッテリ１５が満充電の状態から走行を再開できるという効果が得られる。

また上記実施形態では、図３のステップＳ１０でのモータジェネレータ１０の力行制御の内容について言及しなかったが、例えば車速Ｖと充電判定値Ｖ0との偏差（Ｖ＞Ｖ0）が大であるほど（走行用バッテリ１５の端子間電圧よりも誘起電圧が上回っているほど）、モータジェネレータ１０の力行制御の目標トルクを増加させるようにしてもよい。これにより走行用バッテリ１５への余剰電力の充電を一層確実に防止することができる。

１ 車両
２ フロントモータ（第１のモータ）
３ エンジン
４ 前輪（駆動輪）
５ リヤモータ（第２のモータ）
６ 後輪（駆動輪）
１０ モータジェネレータ（第２のモータ）
１５ 走行用バッテリ
１６ フロントコントローラ（故障判定手段）
１６ａ フロントモータ用インバータ
１８ ハイブリッドコントローラ（過充電防止手段）
４１ 電圧センサ（電圧検出手段）

Claims (7)

1. 車両の駆動輪に直結されると共に、インバータを介して走行用バッテリに接続され、該インバータにより前記走行用バッテリの直流電力から変換された交流電力を供給されて前記駆動輪を駆動する走行用の第１のモータと、
   前記インバータの故障を監視し、故障判定時には前記第１のモータを作動停止させる故障判定手段と、
   前記走行用バッテリに接続され、少なくとも力行制御により電力を消費可能な第２のモータと、
   前記故障判定手段による前記インバータの故障判定に基づき前記第１のモータが作動停止したとき、前記駆動輪から逆駆動される前記第１のモータの回転速度が、前記走行用バッテリの端子間電圧と略等しい誘起電圧を発生させるときの回転速度として設定された充電判定値を超える場合に、前記第２のモータを力行制御して前記誘起電圧に起因する余剰電力を消費させる過充電防止手段と
   を備えたことを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 前記過充電防止手段は、充電率に応じて変動する前記走行用バッテリの端子間電圧の最低値と略等しい誘起電圧を発生させるときの前記第１のモータの回転速度として予め設定された前記充電判定値を記憶し、該充電判定値と前記第１のモータの回転速度との比較に基づき前記第２のモータの力行制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の制御装置。
3. 前記走行用バッテリの端子間電圧を検出する電圧検出手段を備え、
   前記過充電防止手段は、予め記憶したマップに基づき、前記電圧検出手段により検出された端子間電圧と略等しい誘起電圧を発生させるときの前記第１のモータの回転速度として前記充電判定値を設定し、該充電判定値と前記第１のモータの回転速度との比較に基づき前記第２のモータの力行制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の制御装置。
4. 前記車両は、前記第２のモータとして、エンジンの駆動により発電するモータジェネレータを備え、
   前記過充電防止手段は、前記故障判定手段による前記インバータの故障判定に基づき前記第１のモータが作動停止したとき、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値を超える場合には前記モータジェネレータを力行制御し、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値以下である場合には前記モータジェネレータの発電を中止する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電動車両の制御装置。
5. 前記車両は、前記第２のモータとして、エンジンの駆動により発電するモータジェネレータと、前記第１のモータとは別に駆動輪を駆動する走行用のモータとを備え、
   前記過充電防止手段は、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値を超える場合に、前記走行用のモータに優先して前記モータジェネレータを力行制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電動車両の制御装置。
6. 前記過充電防止手段は、前記第１のモータの回転速度が前記充電判定値を超え、且つ前記走行用バッテリの充電率が制御範囲の上限に達した場合に前記第２のモータを力行制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電動車両の制御装置。
7. 前記過充電防止手段は、前記第１のモータの回転速度と前記充電判定値との偏差が大であるほど、前記第２のモータの力行制御の目標トルクを増加させる
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の電動車両の制御装置。

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