JP2018082557A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の効率の悪化をより適切に防止する。【解決手段】車両御装置（１８）は、電動機（ＭＧｒ）が備える界磁が発生する磁場の強度を推定し、推定された磁場の強度に基づいて算出される電動機の逆起電圧（Ｖｍ）がインバータ（１６ｒ）の端子間電圧（ＶＨ）と一致する場合の電動機の回転数（ω０）を閾値（ＴＨ）に設定し、電動機の回転数が閾値より小さい場合に、インバータをシャットダウンする第１制御を行い、第１制御が行われている状況下で電動機からインバータに電流が流れ込んでいると判定された場合には、電動機の回転数が閾値より小さい場合であっても、第１制御を中断した上で、電動機の逆起電圧を打ち消すための第２制御を行なう。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、電動機及びインバータを備える車両を制御する車両制御装置の技術分野に関する。

特許文献１は、駆動輪の少なくとも一つを原動機により駆動し且つ他の駆動輪を電動機により駆動する車両を制御する車両制御装置が記載されている。具体的には、特許文献１に記載された車両制御装置は、電動機によって駆動される他の駆動輪を非駆動状態に制御する際に、電動機に電力を供給するインバータをシャットダウンする。但し、特許文献１に記載された車両制御装置は、電動機の回転速度が、電動機の逆起電圧が電源の端子間電圧と一致する回転速度に相当する所定閾値以上になる（つまり、電動機の逆起電圧が電源の端子電圧を超える）場合には、インバータのシャットダウンを禁止し、電動機の逆起電圧を打ち消す弱め界磁制御を行う。

特開２００７−１６１２４９号公報

特許文献１では、所定閾値は、電動機の逆起定数に基づいて定まる。逆起定数は、電動機に固有の固定値であるがゆえに、所定閾値は、電動機の状態に応じて変動することはない。しかしながら、実際には、電動機の逆起電圧は、電動機の界磁が発生する磁場の強度に応じて変動する。従って、界磁が発生する磁場の強度を推定し、推定した磁場の強度に基づいて所定閾値が可変に設定されれば、所定閾値として固定値が用いられる場合と比較して、より適切なタイミングでインバータがシャットダウン可能になる。

一方で、磁場の強度の推定誤差が生ずる可能性がある。つまり、推定した磁場の強度と実際の磁場の強度との間に誤差が生ずる可能性がある。この場合、推定した磁場の強度に基づいて設定された所定閾値を用いた判定によれば電動機の逆起電圧が電源の端子間電圧を上回らない（つまり、インバータをシャットダウン可能である）と判定されるにも関わらず、実際には電動機の逆起電圧が電源の端子間電圧を上回ってしまう可能性がある。その結果、電動機が発電機として機能する（つまり、車両に対して電動機が負荷として機能する）がゆえに、車両の効率が悪化するという技術的問題が発生する。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、電動機が備える界磁の磁場の強度を推定し且つ推定した磁場の強度に基づいて設定される閾値よりも電動機の回転数が小さい場合にインバータをシャットダウンする場合において、車両の効率の悪化をより適切に防止することが可能な車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明の車両制御装置は、第１駆動輪を駆動可能な原動機と、電力を用いて駆動されることで前記第１駆動輪とは異なる第２駆動輪を駆動可能な又は前記原動機の動力を用いて駆動されることで発電可能な電動機と、電源から供給される直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給するインバータとを備える車両を制御する車両制御装置であって、前記電動機が備える界磁が発生する磁場の強度を推定する推定手段と、前記推定された磁場の強度に基づいて算出される前記電動機の逆起電圧が前記インバータの前記電源側における端子間電圧と一致する場合の前記電動機の回転数を、所定閾値に設定する設定手段と、前記電動機から前記インバータに電流が流れ込んでいるか否かを判定する判定手段と、（ｉ）前記電動機が駆動される必要がなく且つ前記電動機の回転数が前記所定閾値より小さい場合に、前記インバータをシャットダウンする第１制御を行い、（ｉｉ）前記第１制御が行われている状況下で前記電動機から前記インバータに電流が流れ込んでいると判定された場合には、前記電動機の回転数が前記所定閾値より小さい場合であっても、前記第１制御を中断した上で、前記電動機の逆起電圧を打ち消すための第２制御を行なう制御手段とを備える。

本発明の車両制御装置によれば、電動機の回転数が所定閾値より小さい場合には、推定手段が推定した磁場の強度に基づいて算出される電動機の逆起電圧（つまり、逆起電圧の推定値）がインバータの端子間電圧を上回らないがゆえに、インバータがシャットダウンされる。一方で、シャットダウン制御が行われている状況下で電動機からインバータに電流が流れ込んでいると判定された場合には、電動機の逆起電圧の推定値がインバータの端子間電圧を上回っていないものの、電動機の実際の逆起電圧がインバータの端子間電圧を上回ってしまっていると想定される。このため、この場合には、電動機の逆起電圧の推定値がインバータの端子間電圧を上回っていないものの、電動機が発電機として機能してしまっていると推定される。この場合には、電動機の逆起電圧を打ち消すための第２制御が行われる。このため、電動機が発電機として機能することに起因した車両の効率の悪化が適切に防止可能である。

図１は、本実施形態の車両の構成を示すブロック図である。 図２は、ＥＣＵが行うシャットダウン動作の流れを示すフローチャートである。 図３は、インバータがシャットダウンされている間に電動機からインバータへと流れ込む電流が検出された場合における車両の車速、磁場強度、電動機の回転数、インバータの状態及び電動機を流れる電流の夫々の時間推移を示すタイミングチャートである。

以下、車両制御装置の実施形態について説明する。以下では、本発明の車両制御装置の一実施形態が適用された車両１について説明する。

（１）車両１の構成
はじめに、図１を参照しながら、本実施形態の車両１の構成について説明する。図１は、本実施形態の車両１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両１は、原動機１１ｆと、減速ギヤ１２ｆと、ドライブシャフト１３ｆと、「第１駆動輪」の一具体例である前輪１４ｆと、原動機１１ｒと、減速ギヤ１２ｒと、ドライブシャフト１３ｒと、「第２駆動輪」の一具体例である後輪１４ｒと、直流電源１５と、インバータ１６ｆと、インバータ１６ｒと、電流センサ１７と、ＥＣＵ１８とを備えている。

原動機１１ｆは、前輪１４ｆを駆動する。具体的には、原動機１１ｆは、車両１を走行させるための駆動力を、減速ギヤ１２ｆ及びドライブシャフト１３ｆを介して前輪１４ｆに対して供給する。原動機１１ｆは、駆動力の供給源として、エンジンＥＮＧと、電動機ＭＧｆとを備えている。原動機１１ｒは、後輪１４ｒを駆動する。具体的には、原動機１１ｒは、車両１を走行させるための駆動力を、減速ギヤ１２ｒ及びドライブシャフト１３ｒを介して後輪１４ｒに対して供給する。原動機１１ｒは、駆動力の供給源として、電動機ＭＧｒを備えている。

直流電源１５は、インバータ１６ｆに対して、電動機ＭＧｆを駆動するための直流電力を供給する。更に、直流電源１５は、インバータ１６ｒに対して、電動機ＭＧｒを駆動するための直流電力を供給する。尚、直流電源１５の一例として、例えば、二次電池（例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等）や、キャパシタ（例えば、電気二重相キャパシタや大容量のコンデンサ等）が例示される。

インバータ１６ｆは、直流電源１５が供給する直流電力を交流電力に変換する。このため、インバータ１６ｆは、直流電力を交流電力に変換するためのスイッチング素子を備えている。例えば、電動機ＭＧｆが三相交流電動機である場合には、インバータ１６ｆは、直列に接続された２つのスイッチング素子と、当該２つのスイッチング素子に夫々並列に配置される２つのダイオードとを、三相の夫々に備えている。尚、インバータ１６ｆとして既存のインバータ（例えば、特許文献１に記載されたインバータ等）を採用可能であるため、インバータ１６ｆの構造の詳細な説明は省略する。インバータ１６ｆは、交流電力を電動機ＭＧｆに供給する。電動機ＭＧｆは、インバータ１６ｆから供給される交流電力を用いて駆動される。

インバータ１６ｒは、直流電源１５が供給する直流電力を交流電力に変換する。このため、インバータ１６ｒは、直流電力を交流電力に変換するためのスイッチング素子を備えている。尚、インバータ１６ｒの構造は、インバータ１６ｆの構造と同一である。インバータ１６ｒは、交流電力を電動機ＭＧｒに供給する。電動機ＭＧｒは、インバータ１６ｒから供給される交流電力を用いて駆動される。

電流センサ１７は、電動機ＭＧｒとインバータ１６ｒとの間を流れる電流を検出する。電流センサ１７の検出結果は、ＥＣＵ１８に出力される。

ＥＣＵ１８は、車両１の動作を制御するための電子制御ユニットである。特に、本実施形態では、ＥＣＵ１８は、必要に応じてインバータ１６ｒをシャットダウンするためのシャットダウン動作を行う。

（２）シャットダウン動作の流れ
続いて、図２を参照しながら、ＥＣＵ１８によるシャットダウン動作について説明する。図２は、ＥＣＵ１８によるシャットダウン動作の流れを示すフローチャートである。

図２に示すように、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒの要求出力（つまり、後輪１４ｒに対して電動機ＭＧｒが供給するべきであると電動機ＭＧｒに要求される駆動力）がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、電動機ＭＧｒの要求出力は、原動機１１ｆの要求出力（つまり、エンジンＥＭＧ及び電動機ＭＧｆの夫々の要求出力）と共に、車両１の走行状態に応じてＥＣＵ１８によって決定される。ここで、本実施形態では、電動機ＭＧｒは、車両１の走行状態が特定状態にある場合に駆動力を後輪１４ｒに供給する一方で、車両１の走行状態が特定状態にない場合に駆動力を後輪１４ｒに供給しない（言い換えれば、供給する必要はない）。従って、車両１の走行状態が特定状態にない場合には、電動機ＭＧｒが駆動されておらず、車両１は、原動機１１ｆから供給される駆動力を用いて走行する。この場合、電動機ＭＧｒの回転子は、後輪１４ｒの回転に合わせて回転する。一方で、車両１の走行状態が特定状態にある場合には、車両１は、原動機１１ｆから供給される駆動力に加えて、原動機１１ｒ（つまり、電動機ＭＧｒ）から供給される駆動力を用いて走行する。このため、車両１の走行状態が特定状態にない場合には、電動機ＭＧｒの要求出力はゼロになり、車両１の走行状態が特定状態にある場合には、電動機ＭＧｒの要求出力はゼロにならない。

尚、特定状態の一例として、例えば、車両１の走行に必要な駆動力（つまり、車両１が必要としている出力）が所定出力よりも高いという第１状態があげられる。特定条件の他の一例として、路面の摩擦係数が相対的に低いことに起因して前輪１４ｒだけでは車両１が路面に対して駆動力を効率的に伝達することが困難であるという第２状態があげられる。

ステップＳ１の判定の結果、電動機ＭＧｒの要求出力がゼロでないと判定される場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、電動機ＭＧｒが駆動力を供給する必要があるがゆえに、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒをシャットダウンすることができない。このため、この場合には、ＥＣＵ１８は、図２に示すシャットダウン動作を終了する。この場合、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒが要求出力に応じた駆動力を供給するように、インバータ１６ｒを制御する。また、図２に示すシャットダウン動作が終了した場合には、ＥＣＵ１８は、所定期間が経過した後に、図２に示すシャットダウン動作を再度行う。つまり、図２に示すシャットダウン動作は、周期的に繰り返し行われる。

他方で、ステップＳ１の判定の結果、電動機ＭＧｒの要求出力がゼロであると判定される場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、電動機ＭＧｒが駆動力を供給する必要がないがゆえに、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒをシャットダウンすることができる。

一方で、上述したように、電動機ＭＧｒが駆動力を供給しない場合であっても、電動機ＭＧｒの回転子は、後輪１４ｒの回転に合わせて回転する。このため、電動機ＭＧｒの電機子には、電動機ＭＧｒの回転子の回転に起因した逆起電圧Ｖｍが発生する。この逆起電圧がインバータ１６ｒの入力側端子間電圧（具体的には、直流電源１５側の端子間電圧）ＶＨよりも大きければ、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒを介して直流電源１５に対して電流が流れ込む。つまり、電動機ＭＧｒは、直流電源１５を充電する発電機として機能することになる。その結果、電動機ＭＧｒが車両１に対する負荷として機能することになるがゆえに、車両１の効率が悪化する。更には、車両１を走行させるために前輪１４ｆに供給される駆動力の一部が、電動機ＭＧｒを発電機として機能させるための運動エネルギーとして用いられるがゆえに、車両１の走行に使用される駆動力が変動する可能性がある。その結果、ドライバビリティが悪化する可能性がある。

そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１８は、車両１の効率の悪化やドライバビリティの悪化を防止するために、電動機ＭＧｒの要求出力がゼロであると判定された場合であっても、インバータ１６ｒを実際にシャットダウンする前に、逆起電圧Ｖｍと入力側端子間電圧ＶＨとの間の大小関係に基づいて、インバータ１６ｒをシャットダウンすることが可能か否かを判定する（ステップＳ２からステップＳ４）。尚、図１に示す例では、入力側端子間電圧ＶＨは、直流電源１５の端子間電圧に相当する。一方で、直流電源１５とインバータ１６ｒとの間に昇圧コンバータが配置されている場合には、入力側端子間電圧ＶＨは、昇圧コンバータの出力側端子間電圧（具体的には、インバータ１６ｒ側の端子間電圧）に相当する。

インバータ１６ｒをシャットダウンすることが可能か否かを判定するために、ＥＣＵ１８は、まず、電動機ＭＧｒが備える界磁（具体的には、永久磁石や、界磁コイル等）が発生する磁場の強度（以降、“磁場強度”と称する）Ｈを推定する（ステップＳ２）。具体的には、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒの電圧（例えば、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧及びＷ相電圧、又は、ｄ軸電圧及びｑ軸電圧）や、電動機ＭＧｒの電流（例えば、Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流、又は、ｄ軸電流及びｑ軸電流）や、その他の情報（例えば、車両１を制御するための制御情報や、車両１の状態を示す状態パラメータ）等に基づいて、磁場強度Ｈを推定する。尚、磁場強度Ｈを推定する方法については、既存の方法（例えば、特開平８−１０３０９３号公報に記載された方法）を採用可能であるため、ここでの詳細な説明を省略する。

その後、ＥＣＵ１８は、ステップＳ２で推定した磁場強度Ｈに基づいて、逆起電圧Ｖｍが入力側端子間電圧ＶＨと一致する場合の電動機ＭＧｒの回転数ω０を、閾値ＴＨに設定する（ステップＳ３）。具体的には、逆起電圧Ｖｍは、「磁場強度Ｈ×電動機ＭＧｒの回転数ω」に比例する。このため、逆起電圧Ｖｍが入力側端子間電圧ＶＨと一致する場合には、「Ｈ×ω×Ａ（但し、Ａは係数）＝ＶＨ」という関係が成立する。この数式を回転数ωについて解くと、ω０＝ＶＨ／（Ｈ×Ａ）という解が得られる。従って、閾値ＴＨには、ω０＝ＶＨ／（Ｈ×Ａ）が設定される。

その後、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒの回転数ωが、ステップＳ３で設定した閾値ＴＨよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の判定の結果、電動機ＭＧｒの回転数ωが閾値ＴＨよりも小さくないと判定される場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、ω≧ＴＨ＝ω０＝ＶＨ／（Ｈ×Ａ）という関係が成立するがゆえに、逆起電圧Ｖｍ（＝Ｈ×ω×Ａ）が入力側端子間電圧ＶＨ以上になる。このため、電動機ＭＧｒが、直流電源１５を充電するための発電機として機能することになる。この場合には、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒをシャットダウンすることに代えて、逆起電圧Ｖｍを打ち消すための弱め界磁制御を行う（ステップＳ７）。尚、弱め界磁制御は、「第２制御」の一具体例である。具体的には、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒの界磁が発生する磁場を弱めて逆起電圧Ｖｍを打ち消すように、電動機ＭＧｒを制御する。尚、弱め界磁制御自体には、既存の弱め界磁制御（例えば、特許文献１に記載された弱め界磁制御等）を採用可能であるため、弱め界磁制御の詳細な説明は省略する。その結果、電動機ＭＧｒの逆起電圧Ｖｍが打ち消されるがゆえに、電動機ＭＧｒが発電機として機能することはない。このため、車両１の効率の悪化や、ドライバビリティの悪化が適切に防止される。その後、弱め磁界制御を行ったまま、ＥＣＵ１８は、図２に示すシャットダウン動作を終了し、所定期間が経過した後に再度図２に示すシャットダウン動作を行う。

他方で、ステップＳ４の判定の結果、電動機ＭＧｒの回転数ωが閾値ＴＨよりも小さいと判定される場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ω＜ＴＨ＝ω０＝ＶＨ／（Ｈ×Ａ）という関係が成立するがゆえに、逆起電圧Ｖｍ（＝Ｈ×ω×Ａ）が入力側端子間電圧ＶＨよりも小さくなる。この場合には、上述した弱め界磁制御が行われなくても、電動機ＭＧｒが、直流電源１５を充電するための発電機として機能することはない。従って、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒをシャットダウンするシャットダウン制御を行う（ステップＳ５）。尚、シャットダウン制御は、「第１制御」の一具体例である。具体的には、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒが備える全てのスイッチング素子がオフ状態になるように、インバータ１６ｒを制御する。その結果、電動機ＭＧｒが発電機として機能することがないだけでなく、逆起電圧Ｖｍを打ち消すための弱め界磁制御すらもＥＣＵ１８が行なわなくてもよいがゆえに、車両１の効率の悪化や、ドライバビリティの悪化が適切に防止される。

インバータ１６ｒがシャットダウンされた後には、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が電流センサ１７によって検出されたか否かを判定する（ステップＳ６）。

ここで、インバータ１６ｒがシャットダウンされるのは、電動機ＭＧｒの回転数ωが閾値ＴＨよりも小さい（つまり、逆起電圧Ｖｍが入力側端子間電圧ＶＨよりも小さい）と判定された場合である。このため、通常であれば、インバータ１６ｒがシャットダウンされている期間中に、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が電流センサ１７によって検出されることはないはずである。しかしながら、上述したように、閾値ＴＨは、推定された磁場強度Ｈに基づいて設定されている。このため、磁場強度Ｈの推定精度によっては、推定された磁場強度Ｈと実際の磁場強度Ｈとの間に誤差が生ずる可能性がある。つまり、磁場強度Ｈの推定誤差が生ずる可能性がある。磁場強度Ｈの推定誤差が生ずる場合には、電動機ＭＧｒの回転数ωが閾値ＴＨよりも小さいと判定された場合であっても、実際の逆起電圧Ｖｍが入力側端子間電圧ＶＨよりも小さくならない可能性がある。具体的には、推定された磁場強度Ｈが実際の磁場強度Ｈよりも小さい場合には、推定された磁場強度Ｈに基づいて設定される閾値ＴＨは、実際の磁場強度Ｈに基づいて設定される閾値ＴＨよりも大きくなる。このため、電動機ＭＧｒの回転数ωが、推定誤算の影響を受けた閾値ＴＨよりも小さいと判定された場合であっても、電動機ＭＧｒの回転数ωが、推定誤算の影響を受けない本来の閾値ＴＨよりも大きい可能性がある。その結果、電動機ＭＧｒの回転数ωが、推定誤算の影響を受けた閾値ＴＨよりも小さいと判定された場合であっても、実際の逆起電圧Ｖｍが入力側端子間電圧ＶＨよりも大きい（つまり、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと電流が流れ込む）可能性がある。

このため、ステップＳ６の判定の結果、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が検出されたと判定された場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４における「電動機ＭＧｒの回転数ωが閾値ＴＨよりも小さい」という判定結果は、推定誤差に起因した誤判定であると推定される。このため、インバータ１６ｒがシャットダウンされているものの、電動機ＭＧｒが、直流電源１５を充電するための発電機として機能していると推定される。尚、インバータ１６ｒがシャットダウンされている場合であっても、電動機ＭＧｒからの電流は、インバータ１６ｒのダイオードを介して直流電源１５に供給され得る。この場合には、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒのシャットダウンを中断した上で、逆起電圧Ｖｍを打ち消すための弱め界磁制御を行う（ステップＳ７）。その結果、磁場強度Ｈの推定誤差が生じている場合であっても、電動機ＭＧｒが直流電源１５を充電するための発電機として機能し続けることに起因した車両１の効率の悪化（更には、ドライバビリティの悪化）が適切に防止される。

他方で、ステップＳ６の判定の結果、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が検出されないと判定された場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は、ステップＳ４以降の動作を行う。つまり、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒの回転数ωが閾値ＴＨよりも小さくないと判定されるまでは、インバータ１６ｒをシャットダウンし続ける。

ここで、図３を参照しながら、インバータ１６ｒがシャットダウンされている間に電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が検出された場合に行われる動作の一具体例について説明する。図３は、インバータ１６ｒがシャットダウンされている間に電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が検出された場合における車両１の車速、磁場強度Ｈ、電動機ＭＧｒの回転数ω、インバータ１６ｒの状態及び電動機ＭＧｒを流れる電流の夫々の時間推移を示すタイミングチャートである。

図３に示すように、時刻ｔ３１において車両１が発進し、その後、車両１が加速していくものとする。車両１が発進した直後は、ドライバは、車両１を強く加速させるためにアクセルペダルを相対的に深く踏み込んでいるものとする。その結果、車両１が発進した直後は、車両１の状態は、車両１の走行に必要な駆動力が所定出力よりも高いという特定状態にあるものとする。このため、時刻ｔ３１以降は、車両１は、原動機１１ｆから供給される駆動力に加えて、原動機１１ｒ（つまり、電動機ＭＧｒ）から供給される駆動力を用いて走行する。このため、時刻ｔ３１以降は、インバータ１６ｒが駆動しており（つまり、シャットダウンされておらず）、電動機ＭＧｒにはインバータ１６ｒから電流が供給される。更に、車両１の加速に伴って、車速及び電動機ＭＧｒの回転数ωが増加していく。

その後、時刻ｔ３２において、ドライバがアクセルペダルを緩めたものとする。その結果、時刻ｔ３２以降は、車両１の状態は、車両１の走行に必要な駆動力が所定出力よりも高いという特定状態にないものとする。更に、時刻ｔ３２の時点では、電動機ＭＧｒの回転数ωは、推定した磁場強度Ｈに基づいて設定された閾値ＴＨよりも小さい。このため、時刻ｔ３２の時点で、インバータ１６ｒがシャットダウンされる。その結果、時刻ｔ３２以降は、車両１は、原動機１１ｆから供給される駆動力を用いて走行する。尚、時刻ｔ３２以降も、車両１は加速するものとする。

ここで、図３の２段目のグラフに示すように、磁場強度Ｈの推定誤差に起因して、推定した磁場強度Ｈは、実際の磁場強度Ｈよりも小さいものとする。この場合、図３の３段目のグラフに示すように、推定した磁場強度Ｈに基づいて設定された閾値ＴＨ（以降、“推定閾値ＴＨ０”と称する）は、実際の磁場強度Ｈに基づいて設定される本来の閾値ＴＨ（以降、“実閾値ＴＨ１”と称する）よりも大きくなる。このため、インバータ１６ｒがシャットダウンされている時刻ｔ３３において、電動機ＭＧｒの回転数ωが実閾値ＴＨ１よりも大きくなったにも関わらず、電動機ＭＧｒの回転数ωが推定閾値ＴＨ０よりも小さいと判定され続けてしまう。このため、時刻ｔ３３以降は、インバータ１６ｒがシャットダウンされているにも関わらず、電動機ＭＧｒが直流電源１５を充電する発電機として機能することになる。その結果、時刻ｔ３３以降、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒに向かって電流が流れ込む。尚、図３は、インバータ１６ｒから電動機ＭＧｒに流れ込む電流を、正の電流と定義している。

その後、時刻ｔ３４において、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が検出されたものとする。その結果、時刻ｔ３４において、インバータ１６ｒのシャットダウンが中断されると共に、逆起電圧Ｖｍを打ち消すための弱め界磁制御が行われる。このため、時刻ｔ３４以降は、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流が、弱め界磁制御によって相殺される。

仮に、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと流れ込む電流がＥＣＵ１８によって監視されない場合には、図３の４段目のグラフに太い点線で示すように、電動機ＭＧｒの回転数ωが推定閾値ＴＨ０よりも大きくなると判定される時刻ｔ３５までは、インバータ１６ｒがシャットダウンされ続ける。このため、図３の５段目のグラフに太い点線で示すように、電動機ＭＧｒからインバータ１６ｒへと電流が流れ込み続ける（つまり、電動機ＭＧｒが直流電源１５を充電するための発電機として機能し続ける）。このため、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までの間の期間中の車両１の効率が悪化する（更には、ドライバビリティも悪化する）可能性がある。しかるに、本実施形態のシャットダウン動作によれば、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までの間の期間中の車両１の効率の悪化（更には、ドライバビリティの悪化）が適切に防止される。

尚、上述した説明では、電動機ＭＧｒは、後輪１４ｒを駆動するための電動機である。しかしながら、電動機ＭＧｒは、後輪１４ｒを駆動する（言い換えれば、車軸１３ｒに連結される）ことに代えて、原動機１１ｆ（特に、エンジンＥＮＧ）の駆動力を用いて回転子が回転することで発電可能な電動機（つまり、発電機）であってもよい。この場合において、電動機ＭＧｒが発電しない（つまり、原動機１１ｆの駆動力を用いて電動機ＭＧｒの回転子が回転しない）場合であっても電動機ＭＧｒの回転子が回転し得ると想定される場合には、ＥＣＵ１８は、インバータ１６ｒをシャットダウンするためのシャットダウン動作を行ってもよい。具体的には、原動機１１ｆの駆動力を用いて電動機ＭＧｒが発電しない場合には、ＥＣＵ１８は、電動機ＭＧｒの要求出力がゼロであると判定された場合と同様の動作（図２のステップＳ２からステップＳ７の動作）を行なうことで、シャットダウン制御及び弱め界磁制御を行ってもよい。

例えば、発電可能な電動機ＭＧｒを備える車両の一例として、いわゆるスプリット型のハイブリッド車両（例えば、ＴＨＳ（Ｔｏｙｏｔａ Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載したハイブリッド車両）があげられる。このハイブリッド車両は、主として発電機として動作する電動機ＭＧｒと、主として前輪１４ｆ（或いは、駆動輪）を駆動する電動機ＭＧｆと、エンジンＥＮＧとが、動力分割機構（例えば、遊星歯車機構）を介して機械的に連結されている。このため、電動機ＭＧｒが発電しない（つまり、原動機１１ｆの駆動力を用いて電動機ＭＧｒの回転子が回転しない）場合であっても、電動機ＭＧｒの回転子は、前輪１４ｆの回転に合わせて電動機ＭＧｆの回転子が回転し、電動機ＭＧｆの回転に合わせてＭＧｒの回転子もまた回転し得る。その結果、電動機ＭＧｒが発電するべきでない（或いは、発電する必要がない）状況にも関わらず、電動機ＭＧｒの逆起電圧Ｖｍがインバータ１５ｒの入力側端子間電圧ＶＨ以上になる（つまり、電動機ＭＧｒが意図せずして発電機として機能してしまう）可能性がある。従って、この場合においても、上述したシャットダウン動作が行われることで、上述した各種効果が享受可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１ 車両
１１ｆ、１１ｒ 原動機
１４ｆ 前輪
１４ｒ 後輪
１５ 直流電源
１６ｒ インバータ
１８ ＥＣＵ
ＥＮＧ エンジン
ＭＧｆ、ＭＧｒ 電動機

Claims (1)

1. 第１駆動輪を駆動可能な原動機と、
   電力を用いて駆動されることで前記第１駆動輪とは異なる第２駆動輪を駆動可能な又は前記原動機の動力を用いて駆動されることで発電可能な電動機と、
   電源から供給される直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給するインバータと
   を備える車両を制御する車両制御装置であって、
   前記電動機が備える界磁が発生する磁場の強度を推定する推定手段と、
   前記推定された磁場の強度に基づいて算出される前記電動機の逆起電圧が前記インバータの前記電源側における端子間電圧と一致する場合の前記電動機の回転数を、所定閾値に設定する設定手段と、
   前記電動機から前記インバータに電流が流れ込んでいるか否かを判定する判定手段と、
   （ｉ）前記電動機が駆動される必要がなく且つ前記電動機の回転数が前記所定閾値より小さい場合に、前記インバータをシャットダウンする第１制御を行い、（ｉｉ）前記第１制御が行われている状況下で前記電動機から前記インバータに電流が流れ込んでいると判定された場合には、前記電動機の回転数が前記所定閾値より小さい場合であっても、前記第１制御を中断した上で、前記電動機の逆起電圧を打ち消すための第２制御を行なう制御手段と
   を備えることを特徴とする車両制御装置。

Images