JP4780020B2 - 電動車両、電動車両の制御方法、および電動車両の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents

Description

この発明は、走行に伴ない逆起電力を発生する電動機を搭載した電動車両、その制御方法、およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。

特開２００５−４５９２７号公報（特許文献１）は、モータに生じる誘起電圧により駆動回路が破壊されるのを防止可能なモータ駆動システムを開示する。このモータ駆動システムでは、モータの駆動回路の破壊耐量に基づいてモータ回転数の上限値が設定され、この上限値を超えないようにモータ回転が制御される。このモータ駆動システムによれば、電気的負荷による駆動回路の破壊が防止される（特許文献１参照）。
特開２００５−４５９２７号公報 特開２００６−２４６６５３号公報 特開２００５−３４８５８３号公報 特開２００４−１５９４０１号公報

車両走行中にインバータのゲートが遮断されているとき（たとえば、ニュートラルポジション選択時やモータ異常時など）、モータで発生した逆起電力が回生電力として流れると、意図しない回生制動が発生する。このような状況において逆起電力が回生電力として流れるか否かは、モータに生じる誘起電圧とインバータ電圧との電圧差によって決まる。

インバータにバッテリが直結されており、インバータ電圧がバッテリ電圧であるときは、モータに生じる誘起電圧がバッテリ電圧を超えないように車速制限を設けたり、誘起電圧がバッテリ電圧を超えるような場合には、インバータのゲート遮断を解除してモータトルクを零に制御することで、意図しない回生電力が流れるのを防止可能である。

一方、インバータとバッテリとの間にコンバータが設けられている場合、インバータ電圧はバッテリ電圧であるとは限らないので（一般的には異なる）、意図しない回生電力が流れるのを防止するためには、コンバータの存在を考慮する必要がある。

上記の特開２００５−４５９２７号公報では、モータの駆動回路と直流電源との間にコンバータが設けられている場合に意図しない回生電力が流れるのを防止可能なモータ制御の手法については特に開示されていない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動機で発生した逆起電力が回生電力として流れることにより意図しない回生制動が発生するのを防止可能な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、電動機で発生した逆起電力が回生電力として流れることにより意図しない回生制動が発生するのを防止可能な電動車両の制御方法、およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。

この発明によれば、電動車両は、電動機と、駆動回路と、充放電可能な蓄電装置と、電圧調整器と、目標電圧設定部と、制御部とを備える。電動機は、走行に伴ない逆起電力を発生する。駆動回路は、スイッチング素子をスイッチング制御することにより電動機を駆動可能に構成される。電圧調整器は、蓄電装置と駆動回路との間に設けられ、駆動回路と電力を授受するための電力線の電圧を目標電圧に調整可能に構成される。目標電圧設定部は、所定のパラメータの変化に応じて目標電圧を可変設定する。制御部は、逆起電力に変化を生じさせる所定の状態量がスイッチング素子のゲート遮断中にしきい値を超えると、ゲート遮断を解除して駆動回路を制御することにより電動機のトルクを略零に制御する。そして、制御部は、目標電圧設定部により可変設定される目標電圧に基づいてしきい値を設定する。

好ましくは、所定の状態量は、電動機の回転数である。
また、好ましくは、所定の状態量は、車両速度である。

さらに好ましくは、制御部は、目標電圧の低下に応じてしきい値を低下させる。
好ましくは、所定のパラメータは、駆動回路を冷却する冷媒の温度、および当該電動車両の周囲の大気圧の少なくとも１つを含む。

また、好ましくは、電動車両は、目標電圧の低減を利用者が指示可能に構成された操作装置をさらに備える。所定のパラメータは、利用者の操作入力に応じて変化する操作装置からの信号を含む。

好ましくは、制御部は、電圧調整器により電力線の電圧が蓄電装置の電圧に制御されているとき、蓄電装置の電圧に基づいてしきい値を設定する。

また、この発明によれば、電動車両は、動力出力装置と、電動機と、駆動回路と、充放電可能な蓄電装置と、電圧調整器と、目標電圧設定部と、上限速度設定部とを備える。動力出力装置は、走行用の動力を出力可能に構成される。電動機は、走行に伴ない逆起電力を発生する。駆動回路は、スイッチング素子をスイッチング制御することにより電動機を駆動可能に構成される。電圧調整器は、蓄電装置と駆動回路との間に設けられ、駆動回路と電力を授受するための電力線の電圧を目標電圧に調整可能に構成される。目標電圧設定部は、所定のパラメータの変化に応じて目標電圧を可変設定する。上限速度設定部は、動力出力装置から出力される動力を用いての走行中にスイッチング素子のゲートが遮断されているとき、目標電圧設定部により可変設定される目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する。

好ましくは、上限速度設定部は、目標電圧の低下に応じて速度上限値を低下させる。
好ましくは、動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に連結される。電動機は、動力出力装置と異なる他方の駆動軸に連結される。上限速度設定部は、電動機および駆動回路のいずれか一方の異常時、目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する。

また、好ましくは、動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を含む。電動機は、駆動軸に連結される。上限速度設定部は、電動機および駆動回路のいずれか一方の異常時、目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する。

好ましくは、上限速度設定部は、電圧調整器により電力線の電圧が蓄電装置の電圧に制御されているとき、蓄電装置の電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する。

また、この発明によれば、電動車両の制御方法は、電動機と、駆動回路と、充放電可能な蓄電装置と、電圧調整器とを備える電動車両の制御方法である。電動機は、走行に伴ない逆起電力を発生する。駆動回路は、スイッチング素子をスイッチング制御することにより電動機を駆動可能に構成される。電圧調整器は、蓄電装置と駆動回路との間に設けられ、駆動回路と電力を授受するための電力線の電圧を目標電圧に調整可能に構成される。そして、制御方法は、所定のパラメータの変化に応じて目標電圧を可変設定するステップと、可変設定される目標電圧に基づいて、逆起電力に変化を生じさせる所定の状態量に対するしきい値を設定するステップと、スイッチング素子のゲート遮断中に所定の状態量がしきい値を超えると、ゲート遮断を解除して駆動回路を制御することにより電動機のトルクを略零に制御するステップとを含む。

好ましくは、所定の状態量は、電動機の回転数である。
また、好ましくは、所定の状態量は、車両速度である。

好ましくは、しきい値を設定するステップにおいて、目標電圧の低下に応じてしきい値を低下させる。

好ましくは、所定のパラメータは、駆動回路を冷却する冷媒の温度、および当該電動車両の周囲の大気圧の少なくとも１つを含む。

また、好ましくは、電動車両は、目標電圧の低減を利用者が指示可能に構成された操作装置をさらに備える。所定のパラメータは、利用者の操作入力に応じて変化する操作装置からの信号を含む。

好ましくは、制御方法は、電圧調整器により電力線の電圧が蓄電装置の電圧に制御されているとき、蓄電装置の電圧に基づいてしきい値を設定するステップをさらに含む。

また、この発明によれば、電動車両の制御方法は、動力出力装置と、電動機と、駆動回路と、充放電可能な蓄電装置と、電圧調整器とを備える。動力出力装置は、走行用の動力を出力可能に構成される。電動機は、走行に伴ない逆起電力を発生する。駆動回路は、スイッチング素子をスイッチング制御することにより電動機を駆動可能に構成される。電圧調整器は、蓄電装置と駆動回路との間に設けられ、駆動回路と電力を授受するための電力線の電圧を目標電圧に調整可能に構成される。そして、制御方法は、所定のパラメータの変化に応じて目標電圧を可変設定するステップと、動力出力装置から出力される動力を用いての走行中にスイッチング素子のゲートが遮断されているとき、可変設定される目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップとを含む。

好ましくは、速度上限値を設定するステップにおいて、目標電圧の低下に応じて速度上限値を低下させる。

好ましくは、動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に連結される。電動機は、動力出力装置と異なる他方の駆動軸に連結される。制御方法は、電動機および駆動回路のいずれか一方の異常時、目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップをさらに含む。

また、好ましくは、動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を含む。電動機は、駆動軸に連結される。制御方法は、電動機および駆動回路のいずれか一方の異常時、目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップをさらに含む。

好ましくは、制御方法は、電圧調整器により電力線の電圧が蓄電装置の電圧に制御されているとき、蓄電装置の電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップをさらに含む。

また、この発明によれば、記録媒体は、コンピュータ読取可能な記録媒体であって、上述したいずれかの電動車両の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。

この発明においては、蓄電装置と駆動回路との間に電圧調整器が設けられ、電圧調整器と駆動回路との間で電力を授受するための電力線の電圧が目標電圧に調整される。そして、電動機が発生する逆起電力に変化を生じさせる所定の状態量がスイッチング素子のゲート遮断中に所定のしきい値を超えると、ゲート遮断が解除され、電動機のトルクが略零に制御される。ここで、上記目標電圧は、所定のパラメータの変化に応じて可変設定され、その可変設定された目標電圧に基づいて上記所定のしきい値が設定されるので、所定のパラメータの変化に応じて電力線の電圧が低下しているにも拘わらずゲート遮断が解除されずに回生電力が流れてしまうことを回避できる。

したがって、この発明によれば、駆動回路のゲート遮断時に電動機で発生した逆起電力が回生電力として流れることにより意図しない回生制動が発生するのを防止することができる。

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。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態による電動車両の全体ブロック図である。図１を参照して、この電動車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０と、モータジェネレータＭＧと、車輪ＤＷと、制御装置３０と、エコスイッチ４０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ５２，５４とを備える。

蓄電装置Ｂは、充放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から成る。蓄電装置Ｂは、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬを介して昇圧コンバータ１０へ直流電圧を出力する。また、蓄電装置Ｂは、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧが発生した回生電力をインバータ２０および昇圧コンバータ１０を介して受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。

昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、スイッチング素子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は、正極線ＰＬ１とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間に接続される。なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などを用いることができる。

昇圧コンバータ１０は、制御装置３０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨを蓄電装置の電圧ＶＢ以上の目標電圧に調整する。具体的には、電圧ＶＨが目標電圧よりも低いとき、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいて蓄電装置Ｂからの直流電圧を昇圧し、正極線ＰＬ１から正極線ＰＬ２へ電流を流すことによって電圧ＶＨを昇圧する。より具体的には、昇圧コンバータ１０は、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング動作に応じて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することにより蓄電装置Ｂからの直流電圧を昇圧し、スイッチング素子Ｑ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して正極線ＰＬ２へ電流を供給する。

また、電圧ＶＨが目標電圧よりも高いとき、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいて正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ電流を流し、電圧ＶＨを降圧する。より具体的には、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいてスイッチング素子Ｑ１をスイッチング動作させ、正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ電流を流す。

コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧変動成分を低減する。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧変動成分を低減する。

インバータ２０は、三相ブリッジ回路から成る。すなわち、インバータ２０は、Ｕ相アーム２２と、Ｖ相アーム２４と、Ｗ相アーム２６とを含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム２２は、直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４にそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とから成る。Ｖ相アーム２４は、直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６にそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とから成る。Ｗ相アーム２６は、直列接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８にそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とから成る。

そして、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点は、モータジェネレータＭＧのＵ相コイルＵに接続され、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点は、モータジェネレータＭＧのＶ相コイルＶに接続される。また、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続点は、モータジェネレータＭＧのＷ相コイルＷに接続される。なお、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８としても、たとえば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴなどを用いることができる。

インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＩに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧへ出力し、モータジェネレータＭＧを駆動する。また、インバータ２０は、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧからの回生電力を信号ＰＷＩに基づき直流電圧に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ出力する。さらに、インバータ２０は、制御装置３０から信号ＤＷＮを受けると、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートを遮断する。

モータジェネレータＭＧは、三相交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを有する永久磁石型同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧは、インバータ２０から三相交流電圧を受けて駆動トルクを発生し、ロータの回転軸に連結される車輪ＤＷの駆動軸へ出力する。また、モータジェネレータＭＧは、走行に伴ない車輪ＤＷから回転エネルギーを受けて逆起電力を発生する。そして、車両の回生制動時、インバータ２０を介して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ逆起電力が回生電力として流されることにより、モータジェネレータＭＧは制動トルクを発生する。

電圧センサ５２は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。電圧センサ５４は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨ（以下「システム電圧」とも称する。）を検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、電圧センサ５２から電圧ＶＢの検出値を受け、電圧センサ５４から電圧ＶＨの検出値を受ける。また、制御装置３０は、図示されない車両ＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受ける。さらに、制御装置３０は、シフトポジションＳＰ、車両速度ＳＶ、モータ回転数ＭＲＮ、モータ電流Ｉ、モータ回転位置θ、インバータ冷却水温Ｔおよび大気圧ＰＡの各検出値を図示されない各センサから受け、エコスイッチ４０から信号ＥＣを受ける。

そして、制御装置３０は、これらの信号に基づいて、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。また、制御装置３０は、上記信号に基づいて、モータジェネレータＭＧを駆動するための信号ＰＷＩまたはインバータ２０の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートを遮断するための信号ＤＷＮを生成し、その生成した信号ＰＷＩまたは信号ＤＷＮをインバータ２０へ出力する。なお、制御装置３０の構成については、後ほど詳しく説明する。

エコスイッチ４０は、燃費向上を目的としてシステム電圧（電圧ＶＨ）の目標電圧の低減を利用者が指示するための入力装置であり、利用者によりオン操作されると、制御装置３０へ出力される信号ＥＣが活性化される。なお、このエコスイッチ４０は、専用の入力装置として構成してもよいし、ナビゲーション装置に組込んでもよい。

図２は、図１に示した制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、目標電圧設定部３２と、コンバータ制御部３４と、ゲート遮断制御部３６と、インバータ制御部３８とを含む。目標電圧設定部３２は、インバータ冷却水温Ｔ、大気圧ＰＡおよびエコスイッチ４０からの信号ＥＣの変化に応じて、システム電圧（電圧ＶＨ）の目標電圧ＶＨＲを可変設定する。

図３は、図２に示した目標電圧設定部３２の詳細な機能ブロック図である。図３を参照して、目標電圧設定部３２は、第１設定部６２と、第２設定部６４と、第３設定部６６と、最小値選択部６８，７４と、レートリミット処理部７０，７２とを含む。

第１設定部６２は、インバータ冷却水温Ｔに基づく目標電圧を決定する。より具体的には、第１設定部６２は、インバータ冷却水温Ｔが上昇すると、インバータ２０の通電量を抑制して温度上昇を抑制するために目標電圧を上昇させる。また、第１設定部６２は、インバータ冷却水温Ｔが低下すると、温度低下によるスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の耐圧低下に対応するために目標電圧を低下させる。

第２設定部６４は、大気圧ＰＡに基づく目標電圧を決定する。より具体的には、大気圧ＰＡが低下するほどモータジェネレータＭＧの相間絶縁性能が低下するので、第２設定部６４は、大気圧ＰＡの低下に応じて目標電圧を低下させる。

第３設定部６６は、エコスイッチ４０からの信号ＥＣに基づく目標電圧を決定する。より具体的には、システム電圧（電圧ＶＨ）が低いほど昇圧コンバータ１０およびインバータ２０における損失を低減できるので、第３設定部６６は、エコスイッチ４０がオン操作されて信号ＥＣが活性化されると、目標電圧を低下させる。

最小値選択部６８は、第１設定部６２により決定された目標電圧と第２設定部６４により決定された目標電圧との低い方を選択してレートリミット処理部７０へ出力する。レートリミット処理部７０は、最小値選択部６８から受ける目標電圧の変化レートを制限する。レートリミット処理部７２は、第３設定部６６から受ける目標電圧の変化レートを制限する。

最小値選択部７４は、レートリミット処理部７０から受ける目標電圧とレートリミット処理部７２から受ける目標電圧とのうち低い方を選択し、その選択された目標電圧をシステム電圧（電圧ＶＨ）の目標電圧ＶＨＲとして設定する。

再び図２を参照して、目標電圧設定部３２は、設定された目標電圧ＶＨＲをコンバータ制御部３４およびゲート遮断制御部３６へ出力する。

コンバータ制御部３４は、電圧ＶＢ，ＶＨおよび目標電圧設定部３２からの目標電圧ＶＨＲに基づいて、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨＲに一致するように、昇圧コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフするための信号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。

また、コンバータ制御部３４は、電圧ＶＨに基づいて電圧センサ５４が異常であると判定すると、スイッチング素子Ｑ１が常時オン状態（スイッチング素子Ｑ２は常時オフ状態）となるように信号ＰＷＣを生成する。なお、スイッチング素子Ｑ１が常時オン状態に制御されることによって、システム電圧（電圧ＶＨ）は蓄電装置Ｂの電圧ＶＢとなる。

ゲート遮断制御部３６は、シフトポジションＳＰに基づいてシフトレバーのシフト位置を判定する。そして、ゲート遮断制御部３６は、ニュートラル（Ｎ）ポジションが選択されていると判定すると、インバータ制御部３８へ出力される信号ＣＴＬを活性化するとともに信号ＤＷＮを生成し、その生成した信号ＤＷＮをインバータ２０およびインバータ制御部３８へ出力する。

ここで、ゲート遮断制御部３６は、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断を解除してモータジェネレータＭＧの零トルク制御が開始されるモータ回転数のしきい値を目標電圧設定部３２からの目標電圧ＶＨＲに基づいて設定する。

この零トルク制御は、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断中に車輪ＤＷから回転エネルギーを受けてモータジェネレータＭＧが発生する誘起電圧がシステム電圧（電圧ＶＨ）を超えることによってモータジェネレータＭＧからインバータ２０を介して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ回生電力が流れるのを防止するために、弱め界磁制御を行なうことによってモータジェネレータＭＧのトルクを零に制御するものである。これにより、モータジェネレータＭＧが発生する逆起電力の増加が防止され、モータジェネレータＭＧからインバータ２０を介して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ回生電力が流れるのを防止することができる。その結果、意図しない回生制動の発生が防止される。

そして、ゲート遮断制御部３６は、設定されたしきい値をモータ回転数ＭＲＮが超えると、信号ＤＷＮの出力を停止して各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断を解除する。なお、ゲート遮断制御部３６は、信号ＤＷＮの出力を停止しても、Ｎポジションが選択されている間は、インバータ制御部３８へ出力される信号ＣＴＬの活性状態を維持する。

また、ゲート遮断制御部３６は、電圧ＶＨに基づいて電圧センサ５４が異常であると判定すると、零トルク制御が開始されるモータ回転数のしきい値を蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて設定する。このように設定する理由は、電圧センサ５４の異常時は、コンバータ制御部３４によりスイッチング素子Ｑ１が常時オン状態に制御され、システム電圧（電圧ＶＨ）は蓄電装置Ｂの電圧ＶＢとなるからである。

インバータ制御部３８は、信号ＣＴＬが不活性化され、かつ、信号ＤＷＮを受けていないとき、トルク指令値ＴＲ、モータ電流Ｉ、電圧ＶＨおよびモータ回転位置θに基づいて、モータジェネレータＭＧの出力トルクがトルク指令値ＴＲに一致するように、インバータ２０のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８２をオン／オフするための信号ＰＷＩを生成し、その生成した信号ＰＷＩをインバータ２０へ出力する。

また、インバータ制御部３８は、信号ＣＴＬが活性化され、かつ、信号ＤＷＮを受けているとき、信号ＰＷＩの生成を停止する。そして、インバータ制御部３８は、信号ＣＴＬが活性化され、かつ、信号ＤＷＮを受けていないとき、上述した零トルク制御を実行する。具体的には、インバータ制御部３８は、弱め界磁制御を行なうことによって、モータジェネレータＭＧの出力トルクを零にするように信号ＰＷＩを生成する。

図４は、図１に示した制御装置３０によるゲート遮断／解除の制御構造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に示される処理は、一定時間ごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図４を参照して、制御装置３０は、インバータ冷却水温Ｔ、大気圧ＰＡ、およびエコスイッチ４０からの信号ＥＣを取得する（ステップＳ１０）。次いで、制御装置３０は、昇圧コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。なお、上述のように、電圧ＶＨに基づいて電圧センサ５４が異常であると判定されると、スイッチング素子Ｑ１は常時オン状態（スイッチング素子Ｑ２は常時オフ状態）に制御される。

スイッチング素子Ｑ１が常時オン状態に制御されていないと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、制御装置３０は、ステップＳ１０において取得された各信号に基づいて、システム電圧（電圧ＶＨ）の目標電圧ＶＨＲを可変設定する（ステップＳ３０）。具体的には、上述したように、目標電圧設定部３２により、インバータ冷却水温Ｔ、大気圧ＰＡおよび信号ＥＣの変化に応じて目標電圧ＶＨＲを可変設定する。そして、制御装置３０は、設定された目標電圧ＶＨＲに基づいて、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断を解除して零トルク制御を開始するモータ回転数のしきい値を設定する（ステップＳ４０）。

一方、ステップＳ２０においてスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されていると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、システム電圧（電圧ＶＨ）は蓄電装置Ｂの電圧ＶＢとなっているから、制御装置３０は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて、零トルク制御を開始するモータ回転数のしきい値を設定する（ステップＳ５０）。

ステップＳ４０またはＳ５０において、零トルク制御を開始するモータ回転数のしきい値が設定されると、制御装置３０は、シフトポジションＳＰに基づいて、Ｎポジションが選択されているか否かを判定する（ステップＳ６０）。

Ｎポジションが選択されていると判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、制御装置３０は、ステップＳ４０またはＳ５０において設定されたしきい値をモータ回転数ＭＲＮが超えているか否かを判定する（ステップＳ７０）。そして、モータ回転数ＭＲＮがしきい値以下であると判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、制御装置３０は、インバータ２０へ信号ＤＷＮを出力し、インバータ２０の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートを遮断させる（ステップＳ８０）。

一方、ステップＳ７０においてモータ回転数ＭＲＮがしきい値よりも高いと判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、制御装置３０は、インバータ２０への信号ＤＷＮの出力を停止して、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断を解除する（ステップＳ９０）。そして、制御装置３０は、インバータ２０を制御してモータジェネレータＭＧの零トルク制御を実行する（ステップＳ１００）。

なお、ステップＳ６０においてＮポジション以外のシフトポジションが選択されていると判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、制御装置３０は、インバータ２０の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートが遮断されている場合には、そのゲート遮断を解除する（ステップＳ１１０）。

なお、上記においては、Ｎポジションが選択されたとき、インバータ２０の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートを遮断するものとしたが、ゲート遮断条件は、Ｎポジション選択時に限定されるものではない。たとえば、インバータ２０やモータジェネレータＭＧの異常時もゲート遮断してもよい。しかしながら、このような異常時は、ゲート遮断を解除してモータジェネレータＭＧの零トルク制御を実行することができないので、後述の実施の形態２のように車両速度を制限することが必要である。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧは、この発明における「電動機」に対応し、インバータ２０は、この発明における「駆動回路」に対応する。また、昇圧コンバータ１０は、この発明における「電圧調整器」に対応し、ゲート遮断制御部３６およびインバータ制御部３８は、この発明における「制御部」を形成する。さらに、エコスイッチ４０は、この発明における「操作装置」に対応する。

以上のように、この実施の形態１においては、蓄電装置Ｂとインバータ２０との間に昇圧コンバータ１０が設けられ、システム電圧（電圧ＶＨ）が目標電圧ＶＨＲに制御される。そして、走行中にＮポジションが選択された場合などのインバータの２０のゲート遮断中にモータ回転数ＭＲＮが所定のしきい値を超えると、ゲート遮断が解除され、零トルク制御が実行される。

一方、目標電圧ＶＨＲは、インバータ冷却水温Ｔや大気圧ＰＡ、エコスイッチ４０からの信号ＥＣ等のパラメータの変化に応じて可変設定される。そして、その可変設定された目標電圧ＶＨＲに基づいて上記所定のしきい値が設定される。これにより、上記パラメータの変化に応じてシステム電圧（電圧ＶＨ）が低下しているにも拘わらずゲート遮断が解除されずにモータジェネレータＭＧからインバータ２０を介して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ回生電力が流れてしまうことを回避できる。したがって、この実施の形態１によれば、インバータ２０の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断時にモータジェネレータＭＧで発生した逆起電力が回生電力として流れることにより意図しない回生制動が発生するのを防止することができる。

［実施の形態１の変形例１］
実施の形態１では、インバータ冷却水温Ｔ等のパラメータの変化に応じて可変設定される目標電圧ＶＨＲまたは蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて、モータジェネレータＭＧの零トルク制御を開始するモータ回転数のしきい値を設定するものとしたが、モータ回転数に代えて車両速度を用いてもよい。

図５は、実施の形態１の変形例における制御装置３０によるゲート遮断／解除の制御構造を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、このフローチャートは、図４に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４０，Ｓ５０，Ｓ７０に代えてそれぞれステップＳ４５，Ｓ５５，Ｓ７５を含む。すなわち、ステップＳ３０において目標電圧ＶＨＲが設定されると、制御装置３０は、設定された目標電圧ＶＨＲに基づいて、インバータ２０の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート遮断を解除して零トルク制御を開始する車両速度のしきい値を設定する（ステップＳ４５）。

また、ステップＳ２０においてスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されていると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置３０は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて、零トルク制御を開始する車両速度のしきい値を設定する（ステップＳ５５）。

また、ステップＳ６０においてＮポジションが選択されていると判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、制御装置３０は、ステップＳ４５またはＳ５５において設定されたしきい値を車両速度ＳＶが超えているか否かを判定する（ステップＳ７５）。そして、車両速度ＳＶがしきい値以下であると判定されると（ステップＳ７５においてＮＯ）、ステップＳ８０へ処理が移行され、車両速度ＳＶがしきい値よりも高いと判定されると（ステップＳ７５においてＹＥＳ）、ステップＳ９０へ処理が移行される。

以上のように、この実施の形態１の変形例１によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

［実施の形態１の変形例２］
実施の形態１およびその変形例１では、１モータシステムの場合について説明したが、複数のモータジェネレータを搭載した電動車両にも本願発明は適用可能である。

図６は、実施の形態１の変形例２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パワートレーン構成を示した図である。図６を参照して、このハイブリッド車両１００Ａは、図１に示した電動車両１００のパワートレーン構成において、インバータ２０に代えてインバータ２０−１，２０−２，２０−３を備え、モータジェネレータＭＧに代えてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを備えるとともに、エンジン８０および動力分割装置８５をさらに備える。

エンジン８０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８５へ出力する。動力分割装置８５は、エンジン８０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割装置８５として、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン８０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン８０のクランク軸を通すことによって、エンジン８０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動力分割装置８５に機械的に接続することができる。

前輪ＦＷの駆動軸は、モータジェネレータＭＧ２のロータ軸に直結される。そして、エンジン８０が発生する運動エネルギーは、動力分割装置８５によって前輪ＦＷの駆動軸とモータジェネレータＭＧ１とに分配される。すなわち、エンジン８０は、前輪ＦＷを駆動するとともにモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００Ａに組込まれる。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン８０によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン８０の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００Ａに組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、前輪ＦＷを駆動する動力源としてハイブリッド車両１００Ａに組込まれる。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの各々は、三相交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを有する永久磁石型同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置８５を介して受けるエンジン８０からの運動エネルギーを用いて発電する。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２０−２から三相交流電圧を受けて駆動トルクを発生し、ロータの回転軸に連結される前輪ＦＷの駆動軸へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ２は、走行に伴ない前輪ＦＷから回転エネルギーを受けて逆起電力を発生する。そして、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２は、発生した逆起電力をインバータ２０−２へ出力するとともに制動トルクを発生する。

モータジェネレータＭＧＲは、インバータ２０−３から三相交流電圧を受けて駆動トルクを発生し、ロータの回転軸に連結される後輪ＲＷの駆動軸へ出力する。また、モータジェネレータＭＧＲは、走行に伴ない後輪ＲＷから回転エネルギーを受けて逆起電力を発生する。そして、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧＲは、発生した逆起電力をインバータ２０−３へ出力するとともに制動トルクを発生する。

インバータ２０−１，２０−２，２０−３は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに並列接続される。インバータ２０−１，２０−２，２０−３の各々は、図１に示したインバータ２０と同様に三相ブリッジ回路から成る。そして、インバータ２０−１，２０−２，２０−３は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを駆動する。

このようなハイブリッド車両１００Ａにおいて、インバータ２０−１およびモータジェネレータＭＧ１、インバータ２０−２およびモータジェネレータＭＧ２、ならびにインバータ２０−３およびモータジェネレータＭＧＲの各々に対して、実施の形態１で説明したゲート遮断／解除制御が適用される。

すなわち、インバータの冷却水温、大気圧およびエコスイッチ（図示せず）からの信号の変化に応じてシステム電圧（正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧）の目標電圧が可変設定される。そして、インバータ２０−１およびモータジェネレータＭＧ１、インバータ２０−２およびモータジェネレータＭＧ２、ならびにインバータ２０−３およびモータジェネレータＭＧＲの各々に対して、その設定された目標電圧に基づいて、ゲート遮断を解除して零トルク制御を開始するモータ回転数または車両速度のしきい値が設定され、その設定されたしきい値を用いてゲートの遮断／解除および零トルク制御が実行される。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの各々は、この発明における「電動機」に対応し、インバータ２０−１，２０−２，２０−３の各々は、この発明における「駆動回路」に対応する。

以上のように、この実施の形態１の変形例２によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、インバータのゲート遮断中にモータ回転数が所定のしきい値を超えると、ゲート遮断が解除されてモータジェネレータの零トルク制御が実行される。しかしながら、モータジェネレータに何らかの異常が発生しており、ゲート遮断を解除できない場合もあり、その場合には意図しない回生電力が流れることにより意図しない回生制動が発生し得る。

そこで、この実施の形態２では、意図しない回生電力が流れるのを防止するために、システム電圧の目標電圧に基づいて車両の上限速度が設定される。そして、実施の形態１と同様に、インバータ冷却水温や大気圧、エコスイッチの操作状況などのパラメータの変化に応じてシステム電圧の目標電圧が可変設定される。

図７は、実施の形態２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７を参照して、このハイブリッド車両１００Ｂは、図１に示した実施の形態１による電動車両１００の構成において、インバータ２０に代えてインバータ２０−１，２０−２，２０−３を備え、モータジェネレータＭＧに代えてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを備え、制御装置３０に代えて制御装置３０Ａを備える。また、ハイブリッド車両１００Ｂは、エンジン８０と、動力分割装置８５と、前輪ＦＷと、後輪ＲＷとをさらに備える。

インバータ２０−１は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＩ１に基づいて、エンジン８０からの運動エネルギーを受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ出力する。また、インバータ２０−１は、エンジン８０の始動時、信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータＭＧ１を駆動し、エンジン８０の始動を行なう。

インバータ２０−２は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力し、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。また、インバータ２０−２は、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２からの回生電力を信号ＰＷＩ２に基づき直流電圧に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ出力する。

インバータ２０−３は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＩ３に基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧＲへ出力し、モータジェネレータＭＧＲを駆動する。また、インバータ２０−３は、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧＲからの回生電力を信号ＰＷＩ３に基づき直流電圧に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ出力する。

また、インバータ２０−１，２０−２，２０−３は、それぞれ制御装置３０Ａから信号ＤＷＮ１，ＤＷＮ２，ＤＷＮ３を受けると、各スイッチング素子のゲートを遮断する。

制御装置３０Ａは、電圧センサ５２から電圧ＶＢの検出値を受け、電圧センサ５４から電圧ＶＨの検出値を受ける。また、制御装置３０Ａは、図示されない車両ＥＣＵからモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲのトルク指令値ＴＲ１〜ＴＲ３を受ける。さらに、制御装置３０Ａは、車両速度ＳＶ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲのモータ電流Ｉ１〜Ｉ３、モータ回転位置θ１〜θ３および異常検出信号ＭＧＦＬＴ１〜ＭＧＦＬＴ３、インバータ冷却水温Ｔ、ならびに大気圧ＰＡの各検出値を図示されない各センサから受け、エコスイッチ４０から信号ＥＣを受ける。なお、異常検出信号ＭＧＦＬＴ１〜ＭＧＦＬＴ３は、たとえば、対応のモータジェネレータの温度が上限温度を超えたり、絶縁低下が検出された場合などに活性化される。

そして、制御装置３０Ａは、これらの信号に基づいて、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。また、制御装置３０Ａは、上記信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＩ１またはインバータ２０−１の各スイッチング素子のゲートを遮断するための信号ＤＷＮ１を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１または信号ＤＷＮ１をインバータ２０−１へ出力する。さらに、制御装置３０Ａは、上記信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＩ２またはインバータ２０−２の各スイッチング素子のゲートを遮断するための信号ＤＷＮ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ２または信号ＤＷＮ２をインバータ２０−２へ出力する。また、さらに、制御装置３０Ａは、上記信号に基づいて、モータジェネレータＭＧＲを駆動するための信号ＰＷＩ３またはインバータ２０−３の各スイッチング素子のゲートを遮断するための信号ＤＷＮ３を生成し、その生成した信号ＰＷＩ３または信号ＤＷＮ３をインバータ２０−３へ出力する。

なお、ハイブリッド車両１００Ｂのその他の構成については、図１および図６で説明したとおりである。

図８は、図７に示した制御装置３０Ａの機能ブロック図である。図８を参照して、制御装置３０Ａは、目標電圧設定部３２と、コンバータ制御部３４と、ゲート遮断制御部３６Ａと、インバータ制御部３８Ａと、上限速度設定部３９とを含む。

ゲート遮断制御部３６Ａは、異常検出信号ＭＧＦＬＴ１に基づいてモータジェネレータＭＧ１に異常が発生していると判定すると、インバータ２０−１およびインバータ制御部３８Ａへ信号ＤＷＮ１を出力する。また、ゲート遮断制御部３６Ａは、異常検出信号ＭＧＦＬＴ２に基づいてモータジェネレータＭＧ２に異常が発生していると判定すると、インバータ２０−２、インバータ制御部３８Ａおよび上限速度設定部３９へ信号ＤＷＮ２を出力する。また、ゲート遮断制御部３６Ａは、異常検出信号ＭＧＦＬＴ３に基づいてモータジェネレータＭＧＲに異常が発生していると判定すると、インバータ２０−３、インバータ制御部３８Ａおよび上限速度設定部３９へ信号ＤＷＮ３を出力する。

インバータ制御部３８Ａは、信号ＤＷＮ１を受けていないとき、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流Ｉ１、電圧ＶＨおよびモータ回転位置θ１に基づいて信号ＰＷＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１をインバータ２０−１へ出力する。一方、インバータ制御部３８Ａは、信号ＤＷＮ１を受けているときは、信号ＰＷＩ１の生成を停止する。また、インバータ制御部３８Ａは、信号ＤＷＮ２を受けていないとき、トルク指令値ＴＲ２、モータ電流Ｉ２、電圧ＶＨおよびモータ回転位置θ２に基づいて信号ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ２をインバータ２０−２へ出力する。一方、インバータ制御部３８Ａは、信号ＤＷＮ２を受けているときは、信号ＰＷＩ２の生成を停止する。さらに、インバータ制御部３８Ａは、信号ＤＷＮ３を受けていないとき、トルク指令値ＴＲ３、モータ電流Ｉ３、電圧ＶＨおよびモータ回転位置θ３に基づいて信号ＰＷＩ３を生成し、その生成した信号ＰＷＩ３をインバータ２０−３へ出力する。一方、インバータ制御部３８Ａは、信号ＤＷＮ３を受けているときは、信号ＰＷＩ３の生成を停止する。

上限速度設定部３９は、ゲート遮断制御部３６Ａから信号ＤＷＮ２を受けているとき、すなわち、モータジェネレータＭＧ２に対応するインバータ２０−２がゲート遮断されているとき、目標電圧設定部３２からの目標電圧ＶＨＲに基づいて車両の速度上限値ＳＶＬＭＴを設定する。また、上限速度設定部３９は、ゲート遮断制御部３６Ａから信号ＤＷＮ３を受けているとき、すなわち、モータジェネレータＭＧＲに対応するインバータ２０−３がゲート遮断されているとき、目標電圧ＶＨＲに基づいて車両の速度上限値ＳＶＬＭＴを設定する。

なお、上限速度設定部３９は、信号ＤＷＮ２，ＤＷＮ３の双方を受けているとき、信号ＤＷＮ２に対応する速度上限値と信号ＤＷＮ３に対応する速度上限値とのうち小さい方を速度上限値ＳＶＬＭＴとして設定する。

また、上限速度設定部３９は、電圧ＶＨに基づいて電圧センサ５４が異常であると判定すると、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて速度上限値ＳＶＬＭＴを設定する。これは、電圧センサ５４の異常時は、コンバータ制御部３４によりスイッチング素子Ｑ１が常時オン状態に制御され、システム電圧（電圧ＶＨ）は蓄電装置Ｂの電圧ＶＢとなっているからである。

なお、目標電圧設定部３２およびコンバータ制御部３４については、図２で説明したとおりである。

図９は、図７に示した制御装置３０Ａによる上限速度設定の制御構造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に示される処理も、一定時間ごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図９を参照して、制御装置３０Ａは、インバータ冷却水温Ｔ、大気圧ＰＡ、およびエコスイッチ４０からの信号ＥＣを取得する（ステップＳ２１０）。次いで、制御装置３０Ａは、昇圧コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。なお、上述のように、電圧ＶＨに基づいて電圧センサ５４が異常であると判定されると、スイッチング素子Ｑ１は常時オン状態（スイッチング素子Ｑ２は常時オフ状態）に制御される。

スイッチング素子Ｑ１が常時オン状態に制御されていないと判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、制御装置３０Ａは、ステップＳ２１０において取得された各信号に基づいて、システム電圧（電圧ＶＨ）の目標電圧ＶＨＲを可変設定する（ステップＳ２３０）。具体的には、上述したように、目標電圧設定部３２により、インバータ冷却水温Ｔ、大気圧ＰＡおよびエコスイッチ４０からの信号ＥＣの変化に応じて目標電圧ＶＨＲを可変設定する。一方、ステップＳ２２０においてスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されていると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、ステップＳ２４０へ処理が移行される。

次いで、制御装置３０Ａは、異常検出信号ＭＧＦＬＴ２，ＭＧＦＬＴ３に基づいてモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲに異常が発生しているか否かを判定する。そして、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲの少なくとも一方に異常が発生していると判定されると（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、制御装置３０Ａは、異常と判定されたモータジェネレータに対応するインバータへ対応の信号ＤＷＮを出力し、そのインバータの各スイッチング素子のゲートを遮断させる（ステップＳ２５０）。

次いで、制御装置３０Ａは、昇圧コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されているか否かを再び判定する（ステップＳ２６０）。そして、スイッチング素子Ｑ１が常時オン状態に制御されていないと判定されると（ステップＳ２６０においてＮＯ）、制御装置３０Ａは、ステップＳ２３０において設定された目標電圧ＶＨＲに基づいて車両の速度上限値ＳＶＬＭＴを設定する（ステップＳ２７０）。

一方、ステップＳ２６０においてスイッチング素子Ｑ１（上アーム）が常時オン状態に制御されていると判定されると（ステップＳ２６０においてＹＥＳ）、システム電圧（電圧ＶＨ）は蓄電装置Ｂの電圧ＶＢとなっているから、制御装置３０Ａは、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて速度上限値ＳＶＬＭＴを設定する（ステップＳ２８０）。

なお、ステップＳ２４０においてモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲのいずれも正常であると判定されると（ステップＳ２４０においてＮＯ）、制御装置３０Ａは、ステップＳ２９０へ処理を移行する。

この実施の形態２においては、後輪ＲＷに駆動力を出力するモータジェネレータＭＧＲに異常が発生すると、モータジェネレータＭＧＲを駆動するインバータ２０−３の各スイッチング素子のゲートが遮断される。一方、インバータ２０−３がゲート遮断されていても、エンジン８０およびモータジェネレータＭＧ２を用いてハイブリッド車両１００Ｂは走行可能である（ＦＦ走行）。そして、車両速度が上昇すると、モータジェネレータＭＧＲに生じる逆起電力が回生電力として正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ流れ、意図しない制動トルクが発生するところ、この実施の形態２では、これを防止するために車両の上限速度が設定される。

同様に、前輪ＦＷに駆動力を出力するモータジェネレータＭＧ２に異常が発生すると、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ２０−２の各スイッチング素子のゲートが遮断される。一方、インバータ２０−２がゲート遮断されていても、エンジン８０を用いてハイブリッド車両１００Ｂは走行可能である（エンジン直行走行）。そして、この場合にも、車両速度が上昇すると、モータジェネレータＭＧ２に生じる逆起電力が回生電力として正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ流れ、意図しない制動トルクが発生するところ、これを防止するために車両の上限速度が設定される。

一方、インバータ２０−３および／または２０−２のゲート遮断中にモータジェネレータＭＧＲおよび／またはＭＧ２から回生電力が流れるか否かは、システム電圧（電圧ＶＨ）とモータジェネレータＭＧＲおよび／またはＭＧ２に生じる誘起電圧との関係によって決まる。すなわち、モータジェネレータＭＧＲおよび／またはＭＧ２に生じる誘起電圧が車両速度の上昇に伴ない上昇しシステム電圧（電圧ＶＨ）を超えると、モータジェネレータＭＧＲおよび／またはＭＧ２から正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ回生電力が流れる。

ここで、この実施の形態２においては、インバータ冷却水温Ｔや大気圧ＰＡ、エコスイッチ４０の操作状況などのパラメータの変化に応じてシステム電圧（電圧ＶＨ）の目標電圧ＶＨＲが可変設定される。そして、この実施の形態２では、この可変設定される目標電圧ＶＨＲに基づいて、車両の速度上限値ＳＶＬＭＴを設定することとしたものである。

なお、上記においては、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲの少なくとも一方が異常のとき、異常のモータジェネレータに対応するインバータのゲートを遮断し、目標電圧ＶＨＲまたは蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて車両の速度上限値を設定するものとしたが、インバータ２０−２，２０−３の少なくとも一方において異常が発生し、その異常のインバータにおいてゲートが遮断されている場合にも、目標電圧ＶＨＲまたは蓄電装置Ｂの電圧ＶＢに基づいて車両の速度上限値を設定するようにしてもよい。

なお、上記において、エンジン８０およびモータジェネレータＭＧ２は、この発明における「動力出力装置」を形成し、モータジェネレータＭＧＲは、この発明における「電動機」に対応する。このとき、インバータ２０−３は、この発明における「駆動回路」に対応する。

また、モータジェネレータＭＧ２も、この発明における「電動機」に対応し得る。このとき、エンジン８０は、この発明における「動力出力装置」に対応し、インバータ２０−２は、この発明における「駆動回路」に対応する。

以上のように、この実施の形態２においては、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲの少なくとも一方あるいはインバータ２０−２，２０−３の少なくとも一方に異常が発生すると、異常のモータジェネレータに対応するインバータあるいは異常のインバータのゲートが遮断される。そして、そのゲート遮断されたインバータに対応するモータジェネレータから回生電力が流れないように、車両の速度上限値ＳＶＬＭＴが設定される。

一方、目標電圧ＶＨＲは、インバータ冷却水温Ｔや大気圧ＰＡ、エコスイッチ４０からの信号ＥＣ等のパラメータの変化に応じて可変設定される。そして、その可変設定された目標電圧ＶＨＲに基づいて上記の速度上限値ＳＶＬＭＴが設定される。これにより、上記パラメータの変化に応じてシステム電圧（電圧ＶＨ）が低下したためにモータジェネレータからインバータを介して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬへ回生電力が流れてしまうことを回避できる。したがって、この実施の形態２によれば、インバータの各スイッチング素子のゲート遮断中にモータジェネレータで発生した逆起電力が回生電力として流れることにより意図しない回生制動が発生するのを防止することができる。

なお、上記の実施の形態１の変形例２および実施の形態２においては、動力分割装置８５によりエンジン８０の動力を車軸とモータジェネレータＭＧ１とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン８０を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両にも適用可能である。

さらに、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、エンジンを搭載しない電気自動車や、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池（Fuel Cell）を搭載した燃料電池車などの電動車両にも適用可能である。

なお、上記において、制御装置３０，３０Ａにおける制御は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって行なわれ、ＣＰＵは、図４，５，９に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、その読出したプログラムを実行して図４，５，９に示したフローチャートに従って処理を実行する。したがって、ＲＯＭは、図４，５，９に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。

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。

この発明の実施の形態による電動車両の全体ブロック図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図２に示す目標電圧設定部の詳細な機能ブロック図である。 図１に示す制御装置によるゲート遮断／解除の制御構造を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例における制御装置によるゲート遮断／解除の制御構造を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の変形例２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パワートレーン構成を示した図である。 実施の形態２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７に示す制御装置の機能ブロック図である。 図７に示す制御装置による上限速度設定の制御構造を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ 昇圧コンバータ、２０，２０−１，２０−２，２０−３ インバータ、２２ Ｕ相アーム、２４ Ｖ相アーム、２６ Ｗ相アーム、３０，３０Ａ 制御装置、３２ 目標電圧設定部、３４ コンバータ制御部、３６，３６Ａ ゲート遮断制御部、３８，３８Ａ インバータ制御部、３９ 上限速度設定部、４０ エコスイッチ、５２，５４ 電圧センサ、６２ 第１設定部、６４ 第２設定部、６６ 第３設定部、６８，７４ 最小値選択部、７０，７２ レートリミット処理部、８０ エンジン、８５ 動力分割装置、１００ 電動車両、１００Ａ，１００Ｂ ハイブリッド車両、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ モータジェネレータ、ＤＷ 車輪、ＦＷ 前輪、ＲＷ 後輪、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ 負極線、Ｌ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード。

Claims (11)

1. 電動車両であって、
   走行用の動力を出力可能に構成された動力出力装置と、
   走行に伴ない逆起電力を発生する電動機と、
   スイッチング素子をスイッチング制御することにより前記電動機を駆動可能に構成された駆動回路と、
   充放電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記駆動回路との間に設けられ、前記駆動回路と電力を授受するための電力線の電圧を目標電圧に調整可能に構成された電圧調整器と、
   所定のパラメータの変化に応じて前記目標電圧を可変設定する目標電圧設定部と、
   前記動力出力装置から出力される動力を用いての走行中に前記電動機の異常が検出されることにより前記スイッチング素子のゲートが遮断されているとき、前記目標電圧設定部により可変設定される前記目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する上限速度設定部とを備える、電動車両。
2. 前記上限速度設定部は、前記目標電圧の低下に応じて前記速度上限値を低下させる、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に連結され、
   前記電動機は、前記動力出力装置と異なる他方の駆動軸に連結され、
   前記上限速度設定部は、前記電動機および前記駆動回路のいずれか一方の異常時、前記目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する、請求項１に記載の電動車両。
4. 前記動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を含み、
   前記電動機は、前記駆動軸に連結され、
   前記上限速度設定部は、前記電動機および前記駆動回路のいずれか一方の異常時、前記目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する、請求項１に記載の電動車両。
5. 前記上限速度設定部は、前記電圧調整器により前記電力線の電圧が前記蓄電装置の電圧に制御されているとき、前記蓄電装置の電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定する、請求項１に記載の電動車両。
6. 電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両は、
   走行用の動力を出力可能に構成された動力出力装置と、
   走行に伴ない逆起電力を発生する電動機と、
   スイッチング素子をスイッチング制御することにより前記電動機を駆動可能に構成された駆動回路と、
   充放電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記駆動回路との間に設けられ、前記駆動回路と電力を授受するための電力線の電圧を目標電圧に調整可能に構成された電圧調整器とを備え、
   前記制御方法は、
   所定のパラメータの変化に応じて前記目標電圧を可変設定するステップと、
   前記動力出力装置から出力される動力を用いての走行中に前記電動機の異常が検出されることにより前記スイッチング素子のゲートが遮断されているとき、可変設定される前記目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップとを含む、電動車両の制御方法。
7. 前記速度上限値を設定するステップにおいて、前記目標電圧の低下に応じて前記速度上限値を低下させる、請求項６に記載の電動車両の制御方法。
8. 前記動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に連結され、
   前記電動機は、前記動力出力装置と異なる他方の駆動軸に連結され、
   前記制御方法は、前記電動機および前記駆動回路のいずれか一方の異常時、前記目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップをさらに含む、請求項６に記載の電動車両の制御方法。
9. 前記動力出力装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を含み、
   前記電動機は、前記駆動軸に連結され、
   前記制御方法は、前記電動機および前記駆動回路のいずれか一方の異常時、前記目標電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップをさらに含む、請求項６に記載の電動車両の制御方法。
10. 前記制御方法は、前記電圧調整器により前記電力線の電圧が前記蓄電装置の電圧に制御されているとき、前記蓄電装置の電圧に基づいて当該電動車両の速度上限値を設定するステップをさらに含む、請求項６に記載の電動車両の制御方法。
11. 請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

Images