(57)【要約】【課題】  車載の負荷が作動中に駆動スリップが発生した場合、強電ユニット内の昇圧コンバータへの電流流れ込みによる過電流の発生を抑制することができる電動車両の負荷制御装置を提供すること。【解決手段】  駆動輪の動力源に装備された少なくとも１つのモータと、該モータに接続された昇圧コンバータ３ｂを有するパワーコントロールユニット３と、該パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂのバッテリ４側に接続された負荷と、を備えた電動車両において、前記駆動輪のスリップ発生時、スリップ発生時点で作動している前記負荷による電力使用を残す負荷制御手段を設けた手段とした。【選択図】        図５
2006149023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪の動力源に装備された少なくとも１つのモータと、該モータに接続された昇圧コンバータを有する強電ユニットと、該強電ユニット内の昇圧コンバータのバッテリ側に接続された負荷と、を備えた電動車両において、
前記駆動輪のスリップ発生時、スリップ発生時点で作動している前記負荷による電力使用を残す負荷制御手段を設けたことを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記負荷制御手段は、前記負荷が複数搭載されている場合、スリップ発生時点で作動している前記複数の負荷のうち、一部の負荷による電力使用を残すことを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記複数の負荷は、前席側エアーコンディショナーと後席側エアーコンディショナーによるツインエアコンであり、
前記負荷制御手段は、スリップ発生時点で作動している前記ツインエアコンのうち、後席側エアーコンディショナーのみのカットを禁止し、前席側エアーコンディショナーのカットは許可することを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記負荷制御手段は、スリップ発生時点で作動している前記負荷による電力使用を減らさないことを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記負荷は車載のエアーコンディショナーであり、
前記負荷制御手段は、スリップ発生時に前記エアーコンディショナーのカットを禁止することを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記負荷制御手段は、スリップ発生時点で負荷を増大し、負荷による電力使用を増やすことを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記負荷制御手段は、駆動輪のスリップ量に応じて負荷増大による電力使用量を調整することを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載された電動車両の負荷制御装置において、
前記負荷は車載のエアーコンディショナーであり、
前記負荷制御手段は、駆動輪のスリップ量に応じ、設定温度を一時的に強制変更した値に固定することを特徴とする電動車両の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両に適用され、駆動輪の動力源に少なくとも１つのモータが装備された電動車両の負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源にモータが装備されたハイブリッド車では、駆動輪が駆動スリップすると、駆動スリップに合わせてモータが過回転し、モータ駆動回路に過電流が発生するため、モータ駆動回路の部品保護のためには駆動スリップを応答良く収束させる必要がある。この部品保護を目的として駆動スリップを収束させるモータトラクション制御装置は、駆動輪の回転角速度の変化率（角加速度）が所定値以上のときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下する構成とし、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
他の部品保護を目的として駆動スリップを収束させるモータトラクション制御装置は、電動機に印加される電流値が所定値以上で、かつ、電流値の変化量が所定変化量以上であるときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下する構成とし、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止している（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３０４５１４号公報
【特許文献２】特開２００４−９６８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来装置にあっては、駆動スリップに発生に基づき、モータトラクション制御が実行されると駆動輪により回されるモータ過回転が抑制されるが、車載のエアーコンディショナーが起動中で、かつ、駆動スリップが発生したスリップ開始域において、エアーコンディショナーをカットすると、モータ駆動回路である強電ユニットでの消費電力が減り、駆動輪により回されるモータ過回転に伴う回生電流が、強電ユニット内の昇圧コンバータに流れ込み、過電流が発生する、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車載の負荷が作動中に駆動スリップが発生した場合、強電ユニット内の昇圧コンバータへの電流流れ込みによる過電流の発生を抑制することができる電動車両の負荷制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明における電動車両の負荷制御装置では、駆動輪の動力源に装備された少なくとも１つのモータと、該モータに接続された昇圧コンバータを有する強電ユニットと、該強電ユニット内の昇圧コンバータのバッテリ側に接続された負荷と、を備えた電動車両において、
前記駆動輪のスリップ発生時、スリップ発生時点で作動している前記負荷による電力使用を残す負荷制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の電動車両の負荷制御装置にあっては、駆動輪のスリップ発生時、負荷制御手段において、スリップ発生時点で作動している負荷による電力使用が残される。すなわち、駆動スリップが発生したときに、負荷の作動を停止すると、モータ駆動回路である強電ユニットでの消費電力が減り、駆動輪により回されるモータ過回転に伴う回生電流が、強電ユニット内の昇圧コンバータに流れ込み、過電流の発生を促進するのに対し、スリップ発生時点で作動している負荷による電力使用が残されることで、前記過電流の発生を抑制する。この結果、車載の負荷が作動中に駆動スリップが発生した場合、強電ユニット内の昇圧コンバータへの電流流れ込みによる過電流の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の電動車両の負荷制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2（モータ）と、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。
【００１０】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。
【００１１】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この状態を「回生」と呼ぶ）。
【００１２】
前記動力分割機構TMは、サンギヤSと、ピニオンPと、リングギヤRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の３つの回転要素（サンギヤS、リングギヤR、ピニオンキャリアPC）に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギヤSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギヤRには、第２モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンＥが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。
【００１３】
上記連結関係により、図４に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（サンギヤS）、エンジンＥ（プラネットキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギヤR）の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（３つの回転数が必ず直線で結ばれる関係）を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤSとリングギヤRの歯数比λに基づき、(S〜PC)：(PC〜R)の長さの比を１：λになるように配置したものである。
【００１４】
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、パワーコントロールユニット３（強電ユニット）と、バッテリ４（二次電池）と、ブレーキコントローラ５と、統合コントローラ６と、を有して構成されている。
【００１５】
前記統合コントローラ６には、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ８と第２モータジェネレータ回転数センサ１１は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するもであるため、車速センサ８を省略し、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。なお、モータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報がもたらされる。
【００１６】
前記ブレーキコントローラ５には、前左車輪速センサ１２と、前右車輪速センサ１３と、後左車輪速センサ１４と、後右車輪速センサ１５と、操舵角センサ１６と、マスタシリンダ圧センサ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、から入力情報がもたらされる。
【００１７】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００１８】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。
【００１９】
前記パワーコントロールユニット３は、より少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧による強電ユニットを構成するもので、図５に示すように、ジョイントボックス３ａと、昇圧コンバータ３ｂと、駆動モータ用インバータ３ｃと、発電ジェネレータ用インバータ３ｄと、コンデンサ３ｅと、を有する。前記第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータ３ｃが接続される。前記第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータ３ｄが接続される。また、前記ジョイントボックス３ａには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続される。
【００２０】
前記ブレーキコントローラ５は、低μ路制動時や急制動時等において、４輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット１９への制御指令によりＡＢＳ制御を行い、また、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、統合コントローラ６への制御指令とブレーキ液圧ユニット１９への制御指令を出すことで回生ブレーキ協調制御を行う。さらに、坂道に停止して運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに足を踏み替えた際に、ホイールシリンダにおける制動液圧を維持させて車両が後退するのを防止する、いわゆるヒルホールドブレーキ制御を行う。
【００２１】
このブレーキコントローラ５には、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からの車輪速情報や、操舵角センサ１６からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ１７やブレーキストロークセンサ１８からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ６とブレーキ液圧ユニット１９へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット１９には、前左車輪ホイールシリンダ２０と、前右車輪ホイールシリンダ２１と、後左車輪ホイールシリンダ２２と、後右車輪ホイールシリンダ２３と、が接続されている。
【００２２】
前記統合コントローラ６は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ６には、各センサ７，８，９，１０，１１からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ１とモータコントローラ２へ出力する。なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、統合コントローラ６とブレーキコントローラ５は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線２４，２５，２６により接続されている。
【００２３】
次に、実施例１でのエアーコンディショナー（負荷）の構成を説明する。
実施例１のエアーコンディショナー２７は、図５に示すように、前記パワーコントロールユニット３内のジョイントボックス３ａと昇圧コンバータ３ｂとの間に位置に接続されている。なお、スイッチやヒューズを持つジョイントボックス３ａには、バッテリ４が接続されている。
前記エアーコンディショナー２７は、電気負荷としてコンプレッサ用モータやラジエータファン用モータ等を有し、これらの電気負荷は、エアコンコントローラ２８により駆動制御される。前記エアコンコントローラ２８には、エアコンスイッチ２９や温度設定スイッチ３０等からの制御情報を入力し、エアコンスイッチ２９がオンであるときには、温度設定スイッチ３０により設定された温度を維持するモータ駆動指令により、コンプレッサ等が作動する。なお、前輪側エアーコンディショナーと後輪側エアーコンディショナーとを備えたツインエアコン場合、前輪側エアーコンディショナーと後輪側エアーコンディショナーのそれぞれにコンプレッサ用モータ等が設置されている。
そして、前記エアコンコントローラ２８と前記統合コントローラ６とは、情報交換のために双方向通信線３１により接続されている。
【００２４】
次に、駆動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車の駆動力は、図２(b)に示すように、エンジン直接駆動力（エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力）とモータ駆動力（両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力）との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図２(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンＥの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求駆動力に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる（トルク・オン・デマンド）。
そして、実施例１のハイブリッド車では、動力分割機構TMを介し、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪（車輪）とがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、車輪のスリップやブレーキ時の車輪のロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット３の部品保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、車輪の駆動スリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのモータトラクション制御を採用している。
【００２５】
次に、制動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、モータとして作動している第２モータジェネレータMG2を、ジェネレータ（発電機）として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ４に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図３(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例１のハイブリッド車で採用している回生ブレーキ協調制御は、図３(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。
【００２６】
次に、車両モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車での車両モードとしては、図４の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図４(1)に示すように、エンジンＥと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図４(2)に示すように、モータMG2のみの駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図４(3)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギヤSが回ってエンジンＥを始動する。「定常走行モード」では、図４(4)に示すように、主にエンジンＥにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図４(5)に示すように、エンジンＥの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ４の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図４(4)に示す「定常走行モード」において、エンジンＥの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。
【００２７】
始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンＥが始動し、エンジンＥを暖機した後、直ぐにエンジンＥは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ４からパワーが供給され、さらに、駆動力を追加する。減速時や制動時には、車輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンＥにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンＥを自動的に停止する。
【００２８】
次に、作用を説明する。
［負荷制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６にて実行される負荷制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（負荷制御手段）。
【００２９】
ステップＳ１では、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からのセンサ信号に基づき、前左車輪速、前右車輪速、後左車輪速、後右車輪速を演算し、ステップＳ２へ移行する。
【００３０】
ステップＳ２では、ステップＳ１での車輪速演算に続き、駆動輪スリップの判定を行い、ステップＳ３へ移行する。
ここで、「駆動輪スリップの判定」としては、例えば、駆動輪である左右前輪の車輪速平均値を時間微分処理し、駆動輪の角加速度を求め、角加速度が設定しきい値を超えた場合に駆動スリップであると判定しても良いし、また、従動輪である左右後輪の車輪速平均値を車体速推定値とし、駆動輪である左右前輪の駆動スリップ量や駆動スリップ率を求め、これらの値が設定しきい値を超えた場合に駆動スリップであると判定しても良い。
【００３１】
ステップＳ３では、ステップＳ２でのスリップ判定に続き、ユーザーの要求（エアコンスイッチ２９からのスイッチ情報）、車室内温度、日射状態等を加味し、エアーコンディショナー（以下、「ＡＣ」と略称する。）の出力指令（コンプレッサを回転させるモータのトルク指令値など）を演算し、ステップＳ４へ移行する。
【００３２】
ステップＳ４では、ステップＳ３でのＡＣ要求判定に続き、ステップＳ２でのスリップ判定がオン（スリップ判定時）で、かつ、ステップＳ３でのＡＣ要求判定がオンからオフへの移行時であるか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ５へ移行し、Noの場合はステップＳ６へ移行する。
【００３３】
ステップＳ５では、ステップＳ４でのスリップ判定ON条件と、ＡＣ要求ON→OFF条件のうち、何れか一方の条件が成立しない場合には、エアコンコントローラ２８に対しては無処理（ＡＣカットの許可／禁止を行わない処理）にてエンドへ移行する。
【００３４】
ステップＳ６では、ステップＳ４でのスリップ判定ON条件と、ＡＣ要求ON→OFF条件の両条件が共に成立する場合には、スリップ量とＡＣカット要求を加味して、ＡＣカット許可／禁止の判定を行い、ステップＳ７へ移行する。
ここで、「ＡＣカット許可／禁止の判定」は、例えば、図７に示すような場合分けによりＡＣカット許可／禁止の判定を行う。この図７において、「部品保護要求」とは、ＡＣコンプレッサの保護要求であり、例えば、コンプレッサの過駆動により冷媒が凍るほどになった場合、コンプレッサの駆動を停止する要求をいう。「駆動力要求」とは、ドライバーによる加速要求がある場合、より駆動側に出力を配分するため、一時的にＡＣをカットする要求をいう。「ユーザ要求」とは、ユーザがエアコンスイッチ２９をオフにした際のＡＣを停止する要求をいう。「スリップ量」は、駆動輪の角加速度の大きさによりスリップレベル（大・中・小）の判定を行ったり、駆動輪速と推定車体速との偏差、及び、その時の車体速を考慮してスリップレベル（大・中・小）を判定する。
【００３５】
ステップＳ７では、ステップＳ６でのＡＣカット許可／禁止の判定結果と、スリップ量に応じてＡＣの出力指令値を可変にする演算をし、演算されたＡＣ出力指令をエアコンコントローラ２８に送信し、制御を終了する。
ここで、「ＡＣ出力指令値の演算」は、図５に示すように、強電ユニットに対して負荷を接続する構成を採用している場合は、昇圧コンバータ３ｂの後流部（Ａ部）に過電流が発生し易いので、スリップ量（車輪速情報）から発生する電流値を予測し、ＡＣ駆動を許可する際に、どの程度許可するのかを演算する。例えば、以下のような演算を行う。
駆動モータ消費電力＝スリップ量（車輪速）×駆動モータトルク指令値
ＡＣモータ消費電力＝目標回転数×トルク指令値
ＡＣモータ消費電力補正値＝強電ユニット消費電力×昇圧コンバータ保護規定値
ＡＣモータ出力指令値＝ＡＣモータ消費電力−ＡＣモータ消費電力補正値
上記ＡＣモータ出力指令値に応じて、設定温度強制固定、ツインエアコン搭載車においては前席のみＡＣカット等を切り分ける。
【００３６】
［トラクション制御の背景技術について］
例えば、特開平１０−３０４５１４号公報には、スリップ初期にトルクダウン応答性を向上させる技術（角加速度制御）が開示されている。この手法は、主にハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車等のように、駆動力を発生させるユニットとしてモータを用いた車両に適用されるケースが多い。この技術の基本は、駆動輪の回転角速度の変化率（角加速度）が所定値以上のときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下させる構成となっている。この構成とすることにより、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止することができる。
【００３７】
ここで、駆動力を発生させるユニットとしてモータを用いたハイブリッド車において、駆動スリップの発生初期に高応答性にてスリップを抑制する「角加速度制御」が必要な理由について説明する。
仮にモータトラクション制御装置が無くて駆動スリップした場合には、エンジンの発電が追いつかず、モータはバッテリからどんどん電流を持ち出す。よって、モータ駆動回路に過電流が発生し、回路上の素子等にダメージを与えることになる。例えば、実施例１のパワーコントロールユニット３において、図５の矢印に示すように、コンデンサ３ｅを介して過電流が流れると、ジョイントボックス３ａのヒューズや昇圧コンバータ３ｂのスイッチング回路がダメージを受けてしまう場合がある。しかも、ハイブリッド車や燃料電池車では、二次電池に対してモータ出力（モータ出力比）が大きければ大きいほど過電流が流れやすい。また、二次電池に対してエンジン、燃料電池の出力（エンジン出力比）が大きければ大きいほど過電圧、過電流が流れやすい。という関係がある。したがって、確実に部品保護を図るためには、滑ったらトルク制限をかけるという「角加速度制御」により駆動スリップを応答良く収束させるモータトラクション制御が必要となる。
【００３８】
しかしながら、駆動スリップに発生に基づき、「角加速度制御」が実行されると駆動輪により回されるモータ過回転が抑制されるが、車載のＡＣが起動中で、かつ、駆動スリップが発生したスリップ開始域において、ＡＣをカットすると、モータ駆動回路であるパワーコントロールユニット３での消費電力が減り、駆動輪により回されるモータ過回転に伴う回生電流が、パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂに流れ込み、過電流が発生する。
【００３９】
［負荷制御作用］
実施例１では、例えば、ＡＣ起動中で、かつ、駆動スリップが発生したとき、ＡＣカットを禁止することで、パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みによる過電流の発生を抑制するようにした。
【００４０】
すなわち、スリップ判定ON、かつ、ＡＣ要求ON→OFFである場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ６において、ＡＣカット許可／禁止の判定をし、ステップＳ７において、ＡＣカット許可／禁止の判定結果と、スリップ量に応じてＡＣの出力指令値を可変にする演算をし、演算されたＡＣ出力指令がエアコンコントローラ２８に送信される。
【００４１】
ここで、ステップＳ６でのＡＣカット許可／禁止の判定は、図７に示すように、部品保護要求時には、スリップ量が大であるときにのみＡＣカットを禁止し、スリップ量が中または小であるときはＡＣカットを許可する。つまり、スリップ量が中または小であるときは、過駆動のコンプレッサを停止し、コンプレッサ保護を図る。
また、駆動力要求時には、スリップ量が大または中であるときにはＡＣカットを禁止し、スリップ量が小であるときにのみＡＣカットを許可する。つまり、スリップ量が小であるときにのみ一時的にＡＣをカットしてドライバーの加速要求に応える。
また、ユーザ要求時には、スリップ量が大または中または小のいずれの場合であってもＡＣカットを禁止する。つまり、ユーザーがエアコンスイッチ２９をオフにする操作をしても、スリップ量の大小にかかわらず、ＡＣカットを禁止することで、昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みによる過電流の発生を確実に抑制するようにしている。
【００４２】
また、ＡＣの出力指令値を可変にする演算は、駆動輪のスリップ発生時、スリップ発生時点で作動しているＡＣによる電力使用を残すものであり、電力使用を残す手法として、下記のパターンがある。
・負荷が複数搭載されている場合、スリップ発生時点で作動している前記複数の負荷のうち、一部の負荷による電力使用を残すパターン。
具体的には、前席側ＡＣと後席側ＡＣによるツインエアコンの搭載車において、スリップ発生時点で作動しているツインエアコンのうち、後席側ＡＣのみのカットを禁止し、前席側ＡＣのカットは許可する。
・スリップ発生時点で作動している負荷による電力使用を減らさないパターン。
具体的には、スリップ発生時にＡＣのカットを禁止する。
・スリップ発生時点で負荷を増大し、負荷による電力使用を増やすパターン。
このパターンには、新たに負荷を追加して作動させる場合と、スリップ発生時点で作動している負荷を増大させる場合とが含まれ、さらに、負荷の増大量を駆動輪のスリップ量に応じて決めるようにしても良い。
具体的には、駆動輪のスリップ量に応じ、ＡＣの設定温度を一時的（約２秒程度）に強制変更した低い値に固定する。
【００４３】
次に、効果を説明する。
実施例１の電動車両の負荷制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４４】
(1) 駆動輪の動力源に装備された少なくとも１つのモータと、該モータに接続された昇圧コンバータ３ｂを有するパワーコントロールユニット３と、該パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂのバッテリ４側に接続された負荷と、を備えた電動車両において、前記駆動輪のスリップ発生時、スリップ発生時点で作動している前記負荷による電力使用を残す負荷制御手段を設けたため、車載の負荷が作動中に駆動スリップが発生した場合、パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みによる過電流の発生を抑制することができる。
【００４５】
(2) 前記負荷制御手段は、前記負荷が複数搭載されている場合、スリップ発生時点で作動している前記複数の負荷のうち、一部の負荷による電力使用を残すため、負荷側のカット要求と、過電流の抑制と、の両立を図ることができる。
【００４６】
(3) 前記複数の負荷は、前席側ＡＣと後席側ＡＣによるツインエアコンであり、前記負荷制御手段は、スリップ発生時点で作動している前記ツインエアコンのうち、後席側ＡＣのみのカットを禁止し、前席側ＡＣのカットは許可するため、ＡＣ側のカット要求と、過電流の抑制と、の両立を図ることができる。
【００４７】
(4) 前記負荷制御手段は、スリップ発生時点で作動している前記負荷による電力使用を減らさないため、パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みによる過電流の発生を確実に抑制することができる。
【００４８】
(5) 前記負荷は車載のＡＣであり、前記負荷制御手段は、スリップ発生時に前記ＡＣのカットを禁止するため、ＡＣのカット要求に優先して過電流の発生を確実に抑制することができる。
【００４９】
(6) 前記負荷制御手段は、スリップ発生時点で負荷を増大し、負荷による電力使用を増やすため、パワーコントロールユニット３内の昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みによる過電流の発生を低減することができる。
【００５０】
(7) 前記負荷制御手段は、駆動輪のスリップ量に応じて負荷増大による電力使用量を調整するため、過電流の発生度合いに対応し、過不足無く昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みを抑制することができる。
【００５１】
(8) 前記負荷は車載のＡＣであり、前記負荷制御手段は、駆動輪のスリップ量に応じ、設定温度を一時的に強制変更した値に固定するため、乗員への設定温度変更影響を最小に抑えながら、昇圧コンバータ３ｂへの電流流れ込みをスリップ量に応じて適切に抑制することができる。
【００５２】
以上、本発明の電動車両の負荷制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５３】
実施例１では、モータトラクション制御として「角加速度制御」のみを実行する例を示したが、「角加速度制御」と「スリップ量制御」とを組み合わせたモータトラクション制御を実行するものにも勿論適用できる。
【００５４】
実施例１では、車載の電気負荷として、エアーコンディショナーの例を示したが、モータにより駆動される車載の様々な装備品やバッテリ電力を消費する照明等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
実施例１では、１つのエンジンと２つのモータジェネレータと動力分割機構を備えたハイブリッド車への適用例を示したが、本発明の負荷制御装置は、他のパワーユニット構造を備えたハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車やモータ４ＷＤ車等、要するに、駆動輪の動力源として少なくとも１つのモータが装備された車両であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１の負荷制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の負荷制御装置が適用されたハイブリッド車における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。
【図３】実施例１の負荷制御装置が適用されたハイブリッド車における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。
【図４】実施例１の負荷制御装置が適用されたハイブリッド車における各車両モードを示す共線図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車の強電ユニット（バッテリ・パワーコントロールユニット・第１モータジェネレータ・第２モータジェネレータ）を示すブロック図である。
【図６】実施例１の統合コントローラにて実行される負荷制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１での負荷制御でのＡＣカット許可／禁止の判定例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ（モータ）
OS  出力スプロケット
TM  動力分割機構
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  パワーコントロールユニット
４  バッテリ
５  ブレーキコントローラ
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  前左車輪速センサ
１３  前右車輪速センサ
１４  後左車輪速センサ
１５  後右車輪速センサ
１６  操舵角センサ
１７  マスタシリンダ圧センサ
１８  ブレーキストロークセンサ
１９  ブレーキ液圧ユニット
２０  前左車輪ホイールシリンダ
２１  前右車輪ホイールシリンダ
２２  後左車輪ホイールシリンダ
２３  後右車輪ホイールシリンダ
２７  エアーコンディショナー
２８  エアコンコントローラ
２９  エアコンスイッチ
３０  温度設定スイッチ
３１  双方向通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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