(57)【要約】  電動車両（１００）は、駆動輪（８０）と連結された駆動軸（６０）との間でトルクを相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータ（ＭＧ）と、蓄電装置（Ｂ）を含む直流電源（１０♯）と、直流電源とモータジェネレータとの間で双方向の直流／交流電力変換を行うためのインバータ（１４）とを備える。ＭＧ−ＥＣＵ（３５）は、モータジェネレータのトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）および状態値に従って、複数の電力用半導体スイッチング素子（Ｑ３−Ｑ８）のオンオフを制御する。ＭＧ−ＥＣＵ（３５）は、アクセルペダル（５１）のオフ時に、蓄電装置（Ｂ）の充電状態に応じて、モータジェネレータ（ＭＧ）の各相交流電流に直流電流成分を重畳するようにインバータ（１４）を制御する。
2011108058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪（８０）と連結された駆動軸（６０）との間でトルクを相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータ（ＭＧ）と、
蓄電装置（Ｂ）を含む直流電源（１０♯）と、
前記直流電源と前記モータジェネレータとの間で双方向の直流／交流電力変換を行うためのインバータ（１４）と、
前記モータジェネレータのトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）および状態値に従って、前記インバータを構成する複数の電力用半導体スイッチング素子（Ｑ３−Ｑ８）を制御するためのモータ制御部（３５）とを備え、
前記モータ制御部は、
アクセルペダル（５１）のオフ時に、前記蓄電装置の充電状態に応じて、前記モータジェネレータの各相交流電流に直流電流成分（Ｉｆ）を重畳するように前記インバータを制御するための直流オフセット生成部（２６０）を含む、電動車両。
【請求項２】
前記蓄電装置（Ｂ）の充電状態に基づいて、前記蓄電装置の充電電力上限値（Ｗｉｎ）を設定するための充放電監視部（４０）と、
車両状態と前記充放電監視部によって設定された前記充電電力上限値とに基づいて、前記トルク指令値を設定するための車両制御部（５０）とをさらに備え、
前記車両制御部は、
前記アクセルペダル（５１）のオフ時に所定の減速度を確保するために必要な減速トルク（−Ｔｒｂ）を前記モータジェネレータ（ＭＧ）が出力することによる回生発電電力に相当する第１の電力（−Ｗｒｂ♯）が、前記充電電力上限値を超えるか否かを判定するための判定部（５２）を含み、
前記直流オフセット生成部（２６０）は、前記アクセルペダル（５１）のオフ時に、前記第１の電力が前記充電電力上限値を超えると判定されたときに、前記各相交流電流に前記直流電流成分（Ｉｆ）を重畳するように前記インバータ（１４）を制御する、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
【請求項３】
前記車両制御部（５０）は、
前記モータジェネレータ（ＭＧ）による回生発電電力が前記充電電力上限値（Ｗｉｎ）を超えない範囲内に制限して、前記トルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）を設定するためのトルク指令値設定部（５４）をさらに含み、
前記直流オフセット生成部（２６０）および前記トルク指令値設定部は、前記第１の電力（−Ｗｒｂ♯）が前記充電電力上限値を超える充電制限時における前記アクセルペダル（５１）のオフ時には、前記直流電流成分（Ｉｆ）によって生じる引き摺りトルクと、前記トルク指令値との和によって、前記必要な減速トルクを確保するように、前記直流電流成分の電流量および前記トルク指令値を設定する、請求の範囲第２項に記載の電動車両。
【請求項４】
前記トルク指令値設定部（５４）は、前記充電電力上限値（Ｗｉｎ）が零に設定される充電禁止時には、前記トルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）を零に設定し、
前記直流オフセット生成部（２６０）は、前記充電禁止時には、前記直流電流成分（Ｉｆ）の電流量を所定値（Ｉ１）に設定する、請求の範囲第３項に記載の電動車両。
【請求項５】
前記蓄電装置（Ｂ）の充電状態に基づいて、前記蓄電装置の充電電力上限値（Ｗｉｎ）を設定するための充放電監視部（４０）と、
車両状態と前記充放電監視部によって設定された前記充電電力上限値とに基づいて、前記トルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）を設定するための車両制御部（５０）とをさらに備え、
前記車両制御部は、前記充電電力上限値が零に設定される充電禁止時には、前記トルク指令値を零に設定し、
前記直流オフセット生成部（２６０）は、前記充電禁止時には、前記直流電流成分（Ｉｆ）の電流量を所定値（Ｉ１）に設定する、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
【請求項６】
前記モータ制御部（３５）は、
前記トルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）および前記状態値に基づいて、前記モータジェネレータ（ＭＧ）への印加電圧の電圧指令値（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）を生成するための制御指令生成部（２１０，２２０，２４０，２５０）と、
前記直流オフセット生成部（２６０）が前記直流電流成分（Ｉｆ）の重畳を実行するときに、前記直流電流成分に応じたオフセット電圧（Ｖｆ）を前記電圧指令値に加算するための加算部（２５１−２５３）と、
搬送波の周波数（ｆｃ）を制御するための搬送波制御部（２７０）と
前記加算部によって処理された前記電圧指令値と前記搬送波との比較に基づいて、前記複数の電力用半導体スイッチング素子（Ｑ３−Ｑ８）のオンオフ制御信号（ＳＧ３−ＳＧ８）を生成するための変調部（２８０）とを含み、
前記搬送波制御部は、前記直流電流成分の重畳が実行されるときには、前記直流電流成分の重畳が非実行のときと比較して、前記搬送波の周波数を上昇させる、請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項７】
前記モータ制御部（３５）は、
前記モータジェネレータ（ＭＧ）の減磁率を推定するための減磁率推定部（５８）をさらに含み、
前記直流オフセット生成部（２６０）は、前記減磁率の推定値（Ｄｄｍ）に応じて、前記各相交流電流に直流電流成分（Ｉｆ）を重畳する期間（Ｔｆ）を制限する、請求の範囲第１項または第５項に記載の電動車両。
【請求項８】
前記モータ制御部（３５）は、
前記モータジェネレータ（ＭＧ）の減磁率を推定するための減磁率推定部（５８）をさらに含み、
前記直流オフセット生成部（２６０）は、前記減磁率の推定値（Ｄｄｍ）に応じて、前記各相交流電流に重畳する直流電流成分（Ｉｆ）の電流量を可変に設定する、請求の範囲第１項または第５項に記載の電動車両。
【請求項９】
駆動輪（８０）と連結された駆動軸（６０）との間でトルクを相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータ（ＭＧ）と、蓄電装置（Ｂ）を含む直流電源（１０♯）と、前記直流電源と前記モータジェネレータとの間で双方向の直流／交流電力変換を行うためのインバータ（１４）とを備える電動車両の制御方法であって、
アクセルペダル（５１）がオフされていることを検知するステップ（Ｓ１００）と、
前記アクセルペダルのオフ時に、前記蓄電装置の充電状態に応じて、前記モータジェネレータの各相交流電流に直流電流成分（Ｉｆ）を重畳するように前記インバータを制御するステップ（Ｓ１３０）とを備える、電動車両の制御方法。
【請求項１０】
前記アクセルペダル（５１）のオフ時に所定の減速度を確保するために必要な減速トルク（−Ｔｒｂ）を前記モータジェネレータ（ＭＧ）が出力することによる回生発電電力に相当する第１の電力（−Ｗｒｂ♯）を算出するステップ（Ｓ１１０）と、
前記第１の電力と、前記蓄電装置の充電状態に基づいて設定された充電電力上限値（Ｗｉｎ）とを比較するステップ（Ｓ１２０）とをさらに備え、
前記制御するステップ（Ｓ１３０）は、前記第１の電力が前記充電電力上限値を超えるときに、前記各相交流電流に前記直流電流成分（Ｉｆ）を重畳する、請求の範囲第９項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１１】
前記第１の電力（−Ｗｒｂ♯）が前記充電電力上限値（Ｗｉｎ）を超える充電制限時における前記アクセルペダル（５１）のオフ時に、前記モータジェネレータ（ＭＧ）による回生発電電力が前記充電電力上限値を超えない範囲内に制限して前記モータジェネレータのトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）を設定するとともに、前記直流電流成分（Ｉｆ）によって生じる引き摺りトルクと前記トルク指令値との和によって前記必要な減速トルク（−Ｔｒｂ）を確保するように、前記直流電流成分の電流量を設定するステップ（Ｓ１６０）をさらに備える、請求の範囲第１０項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１２】
前記第１の電力（−Ｗｒｂ♯）が前記充電電力上限値（Ｗｉｎ）を超えるときに、前記充電電力上限値が零に設定される充電禁止時であるか否かを判定するステップ（Ｓ１５０）と、
前記充電禁止時に、前記モータジェネレータ（ＭＧ）のトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）を零に設定するとともに、前記直流電流成分（Ｉｆ）の電流量を所定値に設定するステップ（Ｓ１５５）と、
前記充電電力上限値が零でないときに、前記モータジェネレータによる回生発電電力が前記充電電力上限値を超えない範囲内に制限して前記トルク指令値を設定するとともに、前記直流電流成分によって生じる引き摺りトルクと前記トルク指令値との和によって前記必要な減速トルク（−Ｔｒｂ）を確保するように、前記直流電流成分の電流量を設定するステップ（Ｓ１６０）とをさらに備える、請求の範囲第１０項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１３】
前記蓄電装置（Ｂ）の充電電力上限値（Ｗｉｎ）が零に設定される充電禁止時における前記アクセルペダル（５１）のオフ時には、前記モータジェネレータ（ＭＧ）のトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ）を零に設定するとともに、前記直流電流成分（Ｉｆ）の電流量を所定値（Ｉ１）に設定するステップ（Ｓ１５５）をさらに備える、請求の範囲第９項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１４】
前記インバータ（１４）を構成する複数の電力用半導体スイッチング素子（Ｑ３−Ｑ８）のオンオフは、前記モータジェネレータ（ＭＧ）への印加電圧の電圧指令値（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）と、搬送波との比較に従って制御され、
前記制御するステップ（Ｓ１３０）が前記直流電流成分（Ｉｆ）の重畳を実行するときに、前記電圧指令値には前記直流電流成分に応じたオフセット電圧（Ｖｆ）が加算され、
前記制御方法は、
前記制御するステップにより前記直流電流成分の重畳が実行されるか否かを判定するステップ（Ｓ２００）と、
前記直流電流成分の重畳が非実行のときに、前記搬送波の周波数（ｆｃ）を第１の周波数（ｆ１）に設定するステップ（Ｓ２１０）と、
前記直流電流成分の重畳が実行されるときに、前記搬送波の周波数を前記第１の周波数よりも高い第２の周波数（ｆ２）に設定するステップ（Ｓ２２０）とをさらに備える、請求の範囲第９項から第１３項のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１５】
前記モータジェネレータ（ＭＧ）の減磁率を推定するステップ（Ｓ２６０）と、
前記減磁率の推定値（Ｄｄｍ）に応じて、前記各相交流電流に前記直流電流成分（Ｉｆ）を重畳する期間を制限するステップ（Ｓ２７０）とをさらに備える、請求の範囲第９項または第１３項に記載の電動車両の制御方法。
【請求項１６】
前記モータジェネレータ（ＭＧ）の減磁率を推定するステップ（Ｓ２６０）と、
前記減磁率の推定値（Ｄｄｍ）に応じて、前記各相交流電流に重畳する前記直流電流成分（Ｉｆ）の大きさを可変に設定するステップ（Ｓ２７０）とをさらに備える、請求の範囲第９項または第１３項に記載の電動車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両およびその制御方法に関し、より特定的には、走行用電動機を搭載した電動車両のアクセルオフ時における電動機制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車などの電動車両が注目されている。このような電動車両は、二次電池などからなる蓄電装置と、当該蓄電装置からの電力を受けて駆動力を発生可能な走行用電動機としてのモータジェネレータとを備えている。モータジェネレータは、加速時に車両駆動力を発生する一方で、制動時などの減速時において車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生発電を行う。電動車両では、モータジェネレータからの回生電力を、蓄電装置への充電により回収することによって、エネルギ効率の向上が図られる。【０００３】
一方で、モータジェネレータからの回生電力が過剰になると、過電圧の発生や蓄電装置の過充電といった部品保護上の問題が発生する可能性がある。したがって、モータジェネレータからの回生電力が過剰にならないように制御する必要がある。【０００４】
たとえば、特開２００９−２１９１８９号公報（特許文献１）には、前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動可能とした四輪駆動車両において、エンジンで駆動される発電機の交流電圧を整流し、それをインバータで変換してモータに交流電圧を付与する場合に、過電圧によるインバータスイッチング素子の損傷を抑制防止するための構成が記載されている。【０００５】
具体的には、車両駆動用電動機のロールバック状態が検出されると、トルク発生に寄与しないｄ軸電流が流れるように目標電機子電流を設定することにより、走行用電動機の回生による発電電力を消費することが記載されている。これにより、走行用電動機からの回生電力が過剰となることによるインバータの直流リンク電圧の増大を抑制できるので、インバータを構成するスイッチング素子の損傷を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１９１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電動車両がモータジェネレータの出力によって走行している場面では、アクセルペダルのオフ時に、いわゆるエンジンブレーキ相当の減速度を実現するためには、モータジェネレータが減速トルクを発生する必要がある。しかしながら、モータジェネレータによる減速トルクの発生は回生発電を伴うので、蓄電装置の充電が禁止・制限されている場合には、蓄電装置の過充電が発生しないように考慮する必要がある。【０００８】
たとえば、特許文献１の技術によれば、ｄ軸電流の増大によってモータジェネレータの消費電力を増大することができるため、減速トルクを発生させつつ、モータジェネレータからの回生電力を抑制することが期待される。【０００９】
しかしながら、一般に知られているように、ｄ−ｑ軸変換に基づく電動機制御（ベクトル制御）では、直流成分であるｄ軸電流を発生させるために、モータジェネレータのロータ回転角を用いた２相−３相変換によって、モータジェネレータへの交流印加電圧が制御される。このため、回転角センサに誤差が生じている場合には、誤差の影響によって、意図したｄ軸電流を発生できなかったり、意図しない減速トルクを生じさせることによって、モータジェネレータからの回生電力が過剰となる虞がある。【００１０】
また、蓄電装置への充電が禁止されている場面では、モータジェネレータからの回生電力が発生しないように制御する必要がある。この場合には、モータジェネレータの出力トルクが零になるような回転磁界がステータに発生するように、モータジェネレータへの交流印加電圧を制御する必要がある。しかしながら、回転角センサに誤差が生じていると、制御誤差によって減速トルクが生じてしまうことにより、回生電力が生じてしまう虞がある。【００１１】
以上のように、電動車両では、蓄電装置の充電が制限あるいは禁止された状態におけるアクセルオフ時において、走行用電動機（モータジェネレータ）を慎重に制御する必要があることが理解される。【００１２】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、走行用電動機（モータジェネレータ）を搭載した電動車両において、蓄電装置の過充電を防止するように、アクセルオフ時に車両走行用電動機（モータジェネレータ）を適切に制御することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明のある局面では、電動車両は、モータジェネレータと、蓄電装置を含む直流電源と、モータ制御部とを備える。モータジェネレータは、駆動輪と連結された駆動軸との間でトルクを相互に伝達可能に構成される。インバータは、直流電源とモータジェネレータとの間で双方向の直流／交流電力変換を行うように構成される。モータ制御部は、モータジェネレータのトルク指令値および状態値に従って、インバータを構成する複数の電力用半導体スイッチング素子を制御するように構成される。モータ制御部は、アクセルペダルのオフ時に、蓄電装置の充電状態に応じて、モータジェネレータの各相交流電流に直流電流成分を重畳するようにインバータを制御するための直流オフセット生成部を含む。【００１４】
好ましくは、電動車両は、充放電監視部と、車両制御部とをさらに備える。充放電監視部は、蓄電装置の充電状態に基づいて、蓄電装置の充電電力上限値を設定するように構成される。車両制御部は、車両状態と充放電監視部によって設定された充電電力上限値とに基づいて、トルク指令値を設定するように構成される。車両制御部は、判定部を含む。判定部は、アクセルペダルのオフ時に所定の減速度を確保するために必要な減速トルクをモータジェネレータが出力することによる回生発電電力に相当する第１の電力が、充電電力上限値を超えるか否かを判定するように構成される。そして、直流オフセット生成部は、アクセルペダルのオフ時に、第１の電力が充電電力上限値を超えると判定されたときに、各相交流電流に直流電流成分を重畳するようにインバータを制御する。【００１５】
さらに好ましくは、車両制御部は、モータジェネレータによる回生発電電力が充電電力上限値を超えない範囲内に制限して、トルク指令値を設定するためのトルク指令値設定部をさらに含む、そして、直流オフセット生成部およびトルク指令値設定部は、第１の電力が充電電力上限値を超える充電制限時におけるアクセルペダルのオフ時には、直流電流成分によって生じる引き摺りトルクと、トルク指令値との和によって、必要な減速トルクを確保するように、直流電流成分の電流量およびトルク指令値を設定する。【００１６】
さらに好ましくは、トルク指令値設定部は、充電電力上限値が零に設定される充電禁止時には、トルク指令値を零に設定する。直流オフセット生成部は、充電禁止時には、直流電流成分の電流量を所定値に設定する。【００１７】
好ましくは、電動車両は、充放電監視部と、車両制御部とをさらに備える。充放電監視部は、蓄電装置の充電状態に基づいて、蓄電装置の充電電力上限値を設定するように構成される。車両制御部は、車両状態と充電電力上限値とに基づいてトルク指令値を設定するように構成される。車両制御部は、充電電力上限値が零に設定される充電禁止時には、トルク指令値を零に設定し、直流オフセット生成部は、充電禁止時には、直流電流成分の電流量を所定値に設定する。【００１８】
また好ましくは、モータ制御部は、制御指令生成部と、加算部と、搬送波制御部と、変調部とを含む。制御指令生成部は、トルク指令値および状態値に基づいて、モータジェネレータへの印加電圧の電圧指令値を生成するように構成される。加算部は、直流オフセット生成部が直流電流成分の重畳を実行するときに、直流電流成分に応じたオフセット電圧を電圧指令値に加算するように構成される。搬送波制御部は、搬送波の周波数を制御する。変調部は、加算部によって処理された電圧指令値と搬送波との比較に基づいて、複数の電力用半導体スイッチング素子のオンオフ制御信号を生成するように構成される。そして、搬送波制御部は、直流電流成分の重畳が実行されるときには、直流電流成分の重畳が非実行のときと比較して、搬送波の周波数を上昇させる。【００１９】
また好ましくは、モータ制御部は、モータジェネレータの減磁率を推定するための減磁率推定部をさらに含む。そして、直流オフセット生成部は、減磁率の推定値に応じて、各相交流電流に直流電流成分を重畳する期間を制限する。あるいは、直流オフセット生成部は、減磁率の推定値に応じて、各相交流電流に重畳する直流電流成分の電流量を可変に設定する。【００２０】
この発明の他の局面では、電動車両の制御方法であって、電動車両は、駆動輪と連結された駆動軸との間でトルクを相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータと、蓄電装置を含む直流電源と、直流電源とモータジェネレータとの間で双方向の直流／交流電力変換を行うためのインバータとを備える。制御方法は、アクセルペダルがオフされていることを検知するステップと、アクセルペダルのオフ時に、蓄電装置の充電状態に応じて、モータジェネレータの各相交流電流に直流電流成分を重畳するようにインバータを制御するステップとを備える。【００２１】
好ましくは、制御方法は、アクセルペダルのオフ時に所定の減速度を確保するために必要な減速トルクをモータジェネレータが出力することによる回生発電電力に相当する第１の電力を算出するステップと、第１の電力と、蓄電装置の充電状態に基づいて設定された充電電力上限値とを比較するステップとをさらに備える。そして、制御するステップは、第１の電力が充電電力上限値を超えるときに、各相交流電流に直流電流成分を重畳する。【００２２】
さらに好ましくは、制御方法は、第１の電力が充電電力上限値を超える充電制限時におけるアクセルペダルのオフ時に、モータジェネレータによる回生発電電力が充電電力上限値を超えない範囲内に制限してモータジェネレータのトルク指令値を設定するとともに、直流電流成分によって生じる引き摺りトルクとトルク指令値との和によって必要な減速トルクを確保するように、直流電流成分の電流量を設定するステップをさらに備える。【００２３】
あるいは、さらに好ましくは、制御方法は、第１の電力が充電電力上限値を超えるときに、充電電力上限値が零に設定される充電禁止時であるか否かを判定するステップと、充電禁止時に、モータジェネレータのトルク指令値を零に設定するとともに、直流電流成分の電流量を所定値に設定するステップと、充電電力上限値が零でないときに、モータジェネレータによる回生発電電力が充電電力上限値を超えない範囲内に制限してトルク指令値を設定するとともに、直流電流成分によって生じる引き摺りトルクとトルク指令値との和によって必要な減速トルクを確保するように、直流電流成分の電流量を設定するステップとをさらに備える。【００２４】
好ましくは、制御方法は、蓄電装置の充電電力上限値が零に設定される充電禁止時におけるアクセルペダルのオフ時には、モータジェネレータのトルク指令値を零に設定するとともに、直流電流成分の電流量を所定値に設定するステップをさらに備える。【００２５】
また好ましくは、インバータを構成する複数の電力用半導体スイッチング素子のオンオフは、モータジェネレータへの印加電圧の電圧指令値と、搬送波との比較に従って制御される。そして、制御するステップが直流電流成分の重畳を実行するときに、電圧指令値には直流電流成分に応じたオフセット電圧が加算される。制御方法は、制御するステップにより直流電流成分の重畳が実行されるか否かを判定するステップと、直流電流成分の重畳が非実行のときに、搬送波の周波数を第１の周波数に設定するステップと、直流電流成分の重畳が実行されるときに、搬送波の周波数を第１の周波数よりも高い第２の周波数に設定するステップとをさらに備える。【００２６】
あるいは好ましくは、制御方法は、モータジェネレータの減磁率を推定するステップと、減磁率の推定値に応じて、各相交流電流に直流電流成分を重畳する期間を制限するステップとをさらに備える。あるいは、制御方法は、モータジェネレータの減磁率を推定するステップと、減磁率の推定値に応じて、各相交流電流に重畳する直流電流成分の大きさを可変に設定するステップとをさらに備える。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、車両走行用電動機（モータジェネレータ）を搭載した電動車両において、蓄電装置の過充電を防止するように、アクセルオフ時に車両走行用電動機（モータジェネレータ）を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１による電動車両の概略構成を説明するブロック図である。
【図２】電動車両のアクセルオフ時におけるバッテリの過充電防止のためのトルク指令値の設定態様の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態１による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御を説明するためのブロック図である。
【図４】モータジェネレータの各相電流への直流電流の重畳を説明する波形図である。
【図５】本実施の形態１による電動車両におけるモータジェネレータの制御構成を説明するためのブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図７】電動車両のアクセルオフ時におけるバッテリ充電制限に伴うトルク指令値の設定を説明するグラフである。
【図８】本発明の実施の形態２による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御でのオフセット電流の設定を説明するグラフである。
【図９】本発明の実施の形態２による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御を説明するためのブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３による電動車両における搬送波制御部の機能を説明するブロック図である。
【図１２】図１１に示した搬送波制御部による制御を説明するのためのフローチャートである。
【図１３】図１２に示した搬送波制御によるモータジェネレータの各相電流の変化を説明する概念図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の変形例による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御を説明するためのブロック図である。
【図１５】オフセット電流の可変設定を説明する概念図である。
【図１６】オフセット電流の重畳期間の定義を説明する概念図である。
【図１７】オフセット電流の重畳期間の可変設定を説明する概念図である。
【図１８】本発明の実施の形態３の変形例による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両１００の概略構成を説明するブロック図である。なお、電動車両１００は、ハイブリッド自動車、電気自動車や燃料電池車等の電気エネルギによって車両駆動力を発生する自動車を包括するものである。すなわち、電動車両１００には、駆動力源として、少なくとも車両駆動力を発生するように構成されたモータジェネレータＭＧを備える。電動車両１００がハイブリッド自動車であるときには、駆動力源として、モータジェネレータＭＧに加えて、図示しないエンジンがさらに搭載される。
【００３１】
図１を参照して、電動車両１００は、直流電源部１０♯と、平滑コンデンサＣ０と、インバータ１４と、モータジェネレータＭＧと、制御装置３０と、アクセルペダル５１と、ブレーキペダル５５と、駆動軸６０と、ディファレンシャルギア７０と、駆動輪８０とを備える。
【００３２】
直流電源部１０♯は、蓄電装置Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、平滑コンデンサＣ１と、コンバータ１２とを含む。
【００３３】
蓄電装置Ｂは、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池によって構成されるため、以下では、蓄電装置ＢについてバッテリＢとも表記する。ただし、「蓄電装置」については、バッテリのみならず、電気二重層キャパシタ等についても適用することが可能である点について、確認的に記載する。
【００３４】
バッテリＢに対して、センサ群を含む監視ユニット１０が配置される。監視ユニット１０は、蓄電装置の出力電圧Ｖｂ、出力電流Ｉｂおよび温度Ｔｂを検出するとともに、その異常値の発生を監視するように構成される。なお、出力電流Ｉｂについては、蓄電装置Ｂの放電時を正値（Ｉｂ＞０）で示す一方で、充電時を負値（Ｉｂ＜０）で示すものとする。監視ユニット１０による検出値は、制御装置３０へ出力される。
【００３５】
システムリレーＳＲ１は、バッテリＢの正極端子および電力線６の間に接続され、システムリレーＳＲ１は、バッテリＢの負極端子およびアース線５の間に接続される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御信号ＳＥによりオン／オフされる。
【００３６】
平滑コンデンサＣ１は、電力線６およびアース線５の間に接続される。電圧センサ１１は、平滑コンデンサＣ１の両端の電圧、すなわち、電力線６の直流電圧ＶＬを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。
【００３７】
コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とを含む。電力用半導体スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線７およびアース線５の間に直列に接続される。電力用半導体スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のオン・オフは、スイッチング制御信号ＳＧ１およびＳＧ２によって制御される。
【００３８】
この発明の実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」と称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと電力線６の間に接続される。
【００３９】
平滑コンデンサＣ０は、電力線７およびアース線５の間に接続される。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ０の両端の電圧、すなわち、電力線７の直流電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。以下では、インバータ１４の直流側電圧に相当する直流電圧ＶＨをシステム電圧ＶＨとも称する。
【００４０】
コンバータ１２は、スイッチング素子Ｑ１および／またはＱ２のオンオフ制御により、直流電圧ＶＬおよびＶＨの間で双方向の直流電圧変換を実行する。コンバータ１２による電圧変換比（ＶＨ／ＶＬ）は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティ比に応じて制御される。具体的には、モータジェネレータＭＧの状態に応じて電圧指令値ＶＨｒが設定されるとともに、コンバータ１２におけるデューティ比が、直流電圧ＶＨ，ＶＬの検出値に基づいて制御される。なお、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬから昇圧する必要がない場合には、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定することにより、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００４１】
コンバータ１２では、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオンオフするように制御される。このようにすると、コンバータ１２の電流方向に応じて特に制御動作を切換えることなく、バッテリＢの充電および放電のいずれにも対応して、直流電圧ＶＨを電圧指令値ＶＨｒに制御することができる。
【００４２】
インバータ１４は、電力線７およびアース線５の間に並列に設けられる、Ｕ相上下アーム１５と、Ｖ相上下アーム１６と、Ｗ相上下アーム１７とから成る。各相上下アームは、電力線７およびアース線５の間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、Ｕ相上下アーム１５は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相上下アーム１６は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６から成り、Ｗ相上下アーム１７は、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８から成る。また、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のオンオフは、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＳＧ３〜ＳＧ８によって制御される。
【００４３】
モータジェネレータＭＧは、代表的には、３相の永久磁石型同期電動機で構成され、図示しないステータに巻回されたＵ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続される。さらに、各相コイルの他端は、各相上下アーム１５〜１７のスイッチング素子の中間点と接続されている。
【００４４】
モータジェネレータＭＧは、インバータ１４から供給される三相交流電力に応じて駆動力を発生し、機械的に連結された駆動軸６０およびディファレンシャルギア７０を介して駆動輪８０を回転駆動する。すなわち、モータジェネレータＭＧは、駆動輪８０と連結された駆動軸６０との間でトルクを相互に伝達可能に構成されている。
【００４５】
なお、電動車両１００が、図示しないエンジンをさらに搭載するハイブリッド車両である場合には、この図示しないエンジンからの出力による駆動輪８０の回転駆動を可能にするために、モータジェネレータＭＧからの駆動力伝達経路上に、遊星歯車機構などを用いた動力分割機構などを介装し、モータジェネレータＭＧおよびエンジンが発生する駆動力を適切に分配するように構成してもよい。
【００４６】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧに流れる電流（相電流）を検出し、その検出値を制御装置３０へ出力する。なお、三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの瞬時値の和は零であるので、図１に示すように２相分のモータ電流（たとえば、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗ）を検出するように配置してもよい。
【００４７】
回転角センサ（レゾルバ）２５は、モータジェネレータＭＧのロータ回転角θを検出し、その検出した回転角θを制御装置３０へ送出する。制御装置３０では、回転角θに基づきモータジェネレータＭＧの回転速度および回転周波数ωｅを算出できる。なお、回転角センサ２５については、回転角θを制御装置３０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。
【００４８】
制御装置３０は、単一あるいは複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。ＥＣＵは、予め記憶されたプログラムを図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、所定の制御動作を実行する。
【００４９】
図１の構成例では、制御装置３０は、ＭＧ−ＥＣＵ３５と、バッテリＥＣＵ４０と、ＨＶ−ＥＣＵ５０とを含むように構成される。ただし、これらのＥＣＵの一部または全部の機能を統合したＥＣＵを設けることも可能である。
【００５０】
バッテリＥＣＵ４０は、監視ユニット１０によって検出された、バッテリＢ（蓄電装置）の状態値（出力電圧Ｖｂ、出力電流Ｉｂおよび温度Ｔｂ）に基づいて、バッテリＢ（蓄電装置）の現在の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。ＳＯＣは、通常、満充電状態（１００％）に対する現在の充電量の比率を百分率で示したものである。
【００５１】
さらに、バッテリＥＣＵ４０は、バッテリＢの充放電を制御するために、少なくともＳＯＣに基づいて、バッテリＢの充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。バッテリＢの入出力電力についても、放電電力を正値、充電電力を負値で示すものとする。したがって、Ｗｉｎ≦０であり、Ｗｏｕｔ≧０である。バッテリＥＣＵ４０は「充放電監視部」に対応する。
【００５２】
ＨＶ−ＥＣＵ５０は、アクセルペダル５１の操作量ＡＣ、ブレーキペダル５５の操作量ＢＫおよび、図示しないセンサからの車両状況を示す情報に基づいて、電動車両１００の走行を制御する。たとえば、ＨＶ−ＥＣＵ５０は、ユーザのアクセル操作（ＡＣ）およびブレーキ操作（ＢＫ）に応じてユーザが所望する加速度または減速度が実現されるように、電動車両１００の走行を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ５０は「車両制御部」に対応する。
【００５３】
この走行制御の一環として、車両走行用のモータジェネレータＭＧのトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍが設定される。電動車両１００の加速時には、モータジェネレータＭＧのトルク指令値が正（Ｔｒｑｃｏｍ＞０）に設定される。
【００５４】
ＨＶ−ＥＣＵ５０は、ブレーキペダル５５の操作時には、ブレーキ操作量ＢＫと図示しない車速センサによって検出される車速に基づいて、車両全体で必要なトータル制動力を算出するとともに、このトータル制動力を、油圧ブレーキ（図示せず）による油圧制動力と、モータジェネレータＭＧによる回生制動力とに分配する協調制御を行う。この際に、モータジェネレータＭＧで回生制動力を発生するためのトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ＜０）は、モータジェネレータＭＧがトルク指令値相当の減速トルクを出力することによる発電電力が、充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内に収まるように設定される。なお、モータジェネレータＭＧによる回生制動力が制限される場合でも、油圧ブレーキによる制動力を確保することによって、トータル制動力は常に確保することが可能である。
【００５５】
また、内燃機関を駆動源とする従来の車両では、アクセルペダルのオフ時には、いわゆるエンジンブレーキ相当の減速度が自動的に発生される。したがって、ＨＶ−ＥＣＵ５０は、アクセルペダル５１のオフ時には、上記エンジンブレーキ相当の所定の減速度を確保するために、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍが所定値（負値）に設定される。
【００５６】
ただし、常に、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは、モータジェネレータが当該トルクを出力した際の消費電力あるいは発電電力に伴うバッテリＢの充放電電力がＷｉｎ〜Ｗｏｕｔの範囲内となるように制限した上で設定される。
【００５７】
ＭＧ−ＥＣＵ３５は、ＨＶ−ＥＣＵ５０によるトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従って、モータジェネレータＭＧが動作するように、インバータ１４およびコンバータ１２を制御する。ＭＧ−ＥＣＵ３５には、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ、電圧センサ１１によって検出された直流電圧ＶＬ、電圧センサ１３によって検出されたシステム電圧ＶＨ、電流センサ２４によって検出されるモータ電流Ｉｖ，Ｉｗ、および回転角センサ２５からの回転角θが入力される。ＭＧ−ＥＣＵ３５は、これらの入力信号に基づいて、コンバータ１２による直流電圧変換を制御するためのスイッチング制御信号ＳＧ１，ＳＧ２と、インバータ１４による直流／交流電圧変換を制御するためのスイッチング制御信号ＳＧ３〜ＳＧ８を生成する。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ３５は「モータ制御部」に対応する。
【００５８】
電動車両１００の加速時には、インバータ１４が、正のトルク指令値（Ｔｒｑｃｏｍ＞０）に従って制御されるように、スイッチング制御信号ＳＧ３〜ＳＧ８が生成される。これにより、モータジェネレータＭＧのステータに正トルクを発生させるための回転磁界を生じされるための交流電圧が、インバータ１４からモータジェネレータＭＧへ印加される。これにより、モータジェネレータＭＧは、バッテリＢからの電力線７の直流電力を源に、電動車両１００を加速するための駆動力を発生することができる。
【００５９】
モータジェネレータＭＧは、電動車両１００の減速時には、駆動輪８０の回転力によって駆動されることによって発電機として動作する。なお、ここで言う「減速時」とは、ブレーキペダル５５が操作された場合の回生発電を伴う制動時に加えて、ブレーキペダル５５を操作しないもののアクセルペダル５１をオフすることによる加速中止時を含む。
【００６０】
基本的には、電動車両１００の減速時には、モータジェネレータＭＧのトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは負に設定される（Ｔｒｑｃｏｍ＜０）。そして、インバータ１４が、負トルクの出力によりモータジェネレータＭＧでの発電された電力を、直流電力に変換して電力線７へ出力する。この回生された直流電力は、平滑コンデンサＣ０およびコンバータ１２を介して、バッテリＢを充電する。
【００６１】
また、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝０に設定された場合には、モータジェネレータＭＧの出力トルクを零とするような回転磁界をステータに生じさせるための交流電圧がインバータ１４から出力されるように、スイッチング制御信号ＳＧ３〜ＳＧ８が生成される。
【００６２】
上述のように、バッテリＢの過充電が懸念されるＳＯＣ上昇時には、バッテリＢへの充電が制限あるいは禁止される。このときには、充電電力上限値Ｗｉｎ（Ｗｉｎ＜０に設定）の絶対値が低下される。そして、充電禁止時にはＷｉｎ＝０となる。バッテリＢの充電が制限あるいは禁止されている場合には、アクセルペダル５１のオフ時（以下、単に「アクセルオフ時」とも称する）において、バッテリＢの過充電を防止するために、モータジェネレータＭＧによる回生電力を抑制する必要がある。
【００６３】
図２には、電動車両１００のアクセルオフ時におけるバッテリの過充電防止のためのトルク指令値の設定態様の一例が示される。図２では、長距離の継続的な降坂走行が想定されている。
【００６４】
図２を参照して、トルク値−Ｔｒｂは、エンジンブレーキ相当の減速度を確保するための減速トルクに対応する。なお、この減速トルク−Ｔｒｂについては、一定値であるとは限らず、車両状況（車速や路面勾配等）に応じて可変の値に設定されてもよい。
【００６５】
時刻ｔ１までの間は、充電電力上限値｜Ｗｉｎ｜が、減速トルク−Ｔｒｂ発生時のモータジェネレータＭＧの発電電力よりも大きいため、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝−Ｔｒｂに設定可能な状態であることを示している。この間、減速トルクの発生に伴うモータジェネレータＭＧからの回生電力によって、ＳＯＣは徐々に上昇する。
【００６６】
そして、時刻ｔ１では、ＳＯＣの上昇に応じて充電電力上限値｜Ｗｉｎ｜が抑制されることにより、設定可能なトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＞−Ｔｒｂとなり、減速トルクの発生が制限される。すなわち、アクセルオフ時のバッテリＢへの充電が制限された状態となる。
【００６７】
時刻ｔ１以降では、充電電力上限値｜Ｗｉｎ｜の範囲内に制限して、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍが設定されるため、モータジェネレータＭＧによる減速トルクが減少するが、ＳＯＣの上昇度合は緩やかになる。
【００６８】
そして、制限された減速トルクの発生がさらに継続することにより、時刻ｔ２では、バッテリＢの充電が禁止される制御上限値Ｓｍａｘまで、ＳＯＣが上昇する。これにより、充電電力上限値Ｗｉｎ＝０に設定される。この場合には、モータジェネレータＭＧによる回生発電が禁止されるため、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝０に設定される。
【００６９】
上述のように、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝０の状態では、モータジェネレータＭＧの出力トルクを零とするような回転磁界を生じさせるように、インバータ１４が制御される。しかしながら、回転角センサ２５の誤差等の影響によって、モータジェネレータＭＧからの意図しない回生電力が発生すると、図２に点線で示すように、時刻ｔ２以降もＳＯＣが上昇してしまい、バッテリＢが過充電される可能性がある。
【００７０】
また、バッテリＢの充電が制限あるいは禁止されている場面では、特許文献１に記載されたように、ｄ軸電流を積極的に流すことによって、モータジェネレータＭＧからの回生電力を抑制したり、ＳＯＣの低下を図ることも可能である。しかしながら、この場合にも、回転角センサ２５の誤差等に起因する制御誤差によって、意図しない回生発電が実行されてしまう虞がある。
【００７１】
したがって、本実施の形態による電動車両１００では、以下に説明するようなアクセルオフ時の減速制御を実行する。
【００７２】
図３は、本発明の実施の形態による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御を説明するためのブロック図である。
【００７３】
なお、図３を始めとする各ブロック図に示された各機能ブロックについては、当該ブロックに相当する機能を有する電子回路（ハードウェア）をＥＣＵ内に構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＣＵがソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。
【００７４】
図３を参照して、ＳＯＣ推定部４２は、監視ユニット１０によって検出された、バッテリＢ（蓄電装置）の状態値（電圧、電流、温度等）に基づいて、バッテリＢのＳＯＣを推定する。簡略的には、バッテリ電流Ｉｂの積算値および／または開放電圧等に基づいて、ＳＯＣを推定する手法が知られている。
【００７５】
充放電制限設定部４４は、ＳＯＣ推定部４２によって推定されたＳＯＣに応じて、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。なお、バッテリ温度Ｔｂを考慮して、バッテリＢの内部抵抗が上昇する低温あるいは高温時には、充放電が通常温度時よりも制限されるように、Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが設定されてもよい。
【００７６】
ＳＯＣ推定部４２および充放電制限設定部４４は、図１の構成では、バッテリＥＣＵ４０によって実現される機能ブロックに相当する。
【００７７】
トルク指令値設定部５４は、アクセル操作量ＡＣおよびブレーキ操作量ＢＫおよび電動車両１００の車両状況に応じて、ユーザが所望する加速度または減速度が実現されるように、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍを設定する。ただし、上述のように、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは、モータジェネレータＭＧがＴｒｑｃｏｍ相当のトルクを出力したときの発電電力または消費電力がＷｉｎ〜Ｗｏｕｔの範囲内となるように設定される。
【００７８】
判定部５２は、アクセル操作量ＡＣと、電動車両１００の車速（あるいは、モータジェネレータＭＧの回転速度）と、充電電力上限値Ｗｉｎとを受ける。そして、判定部５２は、アクセルオフ時に、エンジンブレーキ相当の所定の減速度を得るために必要な減速トルク−Ｔｒｂおよび、当該減速トルク−ＴｒｂをモータジェネレータＭＧが出力することによる回生発電電力Ｗｒｂ♯を推定する。
【００７９】
さらに、判定部５２は、推定した回生発電電力Ｗｒｂ♯と、充電電力上限値Ｗｉｎを比較する。そして、回生発電電力Ｗｒｂ♯が充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内（すなわち、｜Ｗｒｂ♯｜≦｜Ｗｉｎ｜）であるときには、判定フラグＳＯＦをオフする一方で、回生発電電力Ｗｒｂ♯が充電電力上限値Ｗｉｎを超えるとき（すなわち、｜Ｗｒｂ♯｜＞｜Ｗｉｎ｜）には判定フラグＳＯＦをオンする。
【００８０】
このように、判定部５２は、アクセルオフ時に、バッテリＢの充電状態に応じて、判定フラグＳＯＦを設定する。判定フラグＳＯＦは、バッテリＢの充放電制限・禁止により、現在の充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内では、アクセルオフ時に所定の減速度（エンジンブレーキ相当）を確保することができない状態が生じているか否かを示している。なお、判定フラグＳＯＦは、トルク指令値設定部５４におけるトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍの設定にさらに反映されてもよい。
【００８１】
判定部５２およびトルク指令値設定部５４は、図１の構成では、ＨＶ−ＥＣＵ５０によって実現される機能ブロックに相当する。
【００８２】
判定フラグＳＯＦのオン時には、図４に示されるように、モータジェネレータＭＧの各相交流電流に直流電流を重畳するようにインバータ１４が制御される。
【００８３】
図４を参照して、モータジェネレータＭＧの各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、インバータ１４が出力する交流電圧に応じて発生する。インバータ１４は、モータジェネレータＭＧの出力トルクがトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍと一致するように、出力電圧の位相および／または振幅を制御する。この際に、通常の電動機制御によれば、モータジェネレータＭＧの各相電流については、オフセットが極力生じないように、インバータ１４を制御することが一般的である。
【００８４】
これに対して、本実施の形態による電動車両１００では、判定フラグＳＯＦのオン時には、モータジェネレータＭＧの各相電流に直流成分を重畳することにより、各相電流に意図的にオフセット電流Ｉｆを発生させる。なお、オフセット電流Ｉｆは、正、負のいずれであってもよい。
【００８５】
このようなオフセットが生じると、モータジェネレータＭＧのステータにオフセット電流Ｉｆに依存する非回転磁界が生じることとなる。この非回転磁界は、ロータ回転力に対して、一定の減速トルクとして作用する。以下では、かかるオフセット電流によって生じる減速トルクを、「引き摺りトルク」とも称することとする。また、オフセット電流Ｉｆの発生は、ロータ渦電流の増加につながるので、この引き摺りトルクの発生によって、モータジェネレータＭＧの発電量が増加することはない。
【００８６】
このように、本実施の形態による電動車両１００では、アクセルオフ時に判定フラグＳＯＦがオンされると、モータジェネレータＭＧの各相電流に直流電流を重畳させることにより、モータジェネレータＭＧに引き摺りトルクを発生させる。
【００８７】
図５には、本実施の形態の電動車両におけるモータジェネレータの制御構成が示される。図５には、代表的な制御構成として、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御の構成が示される。
【００８８】
図５を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、モータジェネレータＭＧの出力トルクを制御するためのＰＷＭ制御部２００を含む。
【００８９】
ＰＷＭ制御部２００は、電流指令生成部２１０と、座標変換部２２０，２５０と、電圧指令生成部２４０と、加算部２５１〜２５３と、ＰＷＭ変調部２８０と、搬送波制御部２７０とを含む。
【００９０】
電流指令生成部２１０は、予め作成されたテーブル等に従って、モータジェネレータＭＧのトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに応じて、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍおよびｑ軸電流指令値Ｉｑｃｏｍを生成する。
【００９１】
座標変換部２２０は、電流センサ２４による検出値をサンプリングすることによって、各相のモータ電流を取得する。さらに、座標変換部２２０は、取得した三相電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を、回転角センサ２５によって検出される回転角θを用いて座標変換（３相→２相）することによって、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを算出する。
【００９２】
電圧指令生成部２４０には、ｄ軸電流の指令値に対する偏差ΔＩｄ（ΔＩｄ＝Ｉｄｃｏｍ−Ｉｄ）およびｑ軸電流の指令値に対する偏差ΔＩｑ（ΔＩｑ＝Ｉｑｃｏｍ−Ｉｑ）が入力される。電圧指令生成部２４０は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄおよびｑ軸電流偏差ΔＩｑのそれぞれについて、所定ゲインによるＰＩ（比例積分）演算を行なって制御偏差を求め、この制御偏差に応じたｄ軸電圧指令値Ｖｄ♯およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯を生成する。
【００９３】
座標変換部２５０は、モータジェネレータＭＧの回転角θを用いた座標変換（２相→３相）によって、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ♯およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電圧指令に変換する。この段階の各相電圧指令は、オフセットを含まない正弦波電圧で与えられる。このように、電流指令生成部２１０と、座標変換部２２０，２５０と、電圧指令生成部２４０とによって、「制御指令生成部」が構成される。
【００９４】
直流オフセット生成部２６０は、判定部５２（図３）によって判定フラグＳＯＦがオンされると、オフセット電圧Ｖｆを所定値に設定する（｜Ｖｆ｜＞０）。一方で、判定フラグＳＯＦのオフ時には、直流オフセット生成部２６０は、オフセット電圧Ｖｆ＝０に設定する。
【００９５】
加算部２５１〜２５３は、座標変換部２５０によって変換された各相電圧指令と、直流オフセット生成部２６０によって設定されたオフセット電圧Ｖｆとを加算する。加算部２５１〜２５３による加算結果に従って、各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが設定される。
【００９６】
このようにして、各相の電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗにオフセット成分（Ｖｆ）を重畳することによって、モータジェネレータＭＧの各相電流に、オフセット電流Ｉｆ（図４）を発生させることができる。
【００９７】
搬送波制御部２７０は、搬送波周波数ｆｃを設定する。たとえば、搬送波周波数ｆｃは、電磁騒音がユーザに検知され難く、かつ、インバータ１４でのスイッチング損失が顕著とならないような所定周波数に設定される。
【００９８】
ＰＷＭ変調部２８０は、搬送波制御部２７０によって設定された搬送波周波数ｆｃを有する搬送波と、座標変換部２５０からの各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの電圧比較に従って、インバータ１４のスイッチング制御信号ＳＧ３〜ＳＧ８を生成する。搬送波は、一般的に、三角波やのこぎり波が用いられる。
【００９９】
スイッチング制御信号ＳＧ３〜ＳＧ８に従って、インバータ１４の各相上下アーム素子のオンオフを制御することによって、モータジェネレータＭＧの各相に、パルス幅が変調されたパルス電圧の集合で構成される疑似正弦波電圧が印加される。
【０１００】
なお、ＰＷＭ変調における搬送波の振幅は、インバータ１４の直流側電圧（システム電圧ＶＨ）に相当する。各相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの振幅について、Ｖｄ♯，Ｖｑ♯に基づく本来の振幅値をシステム電圧ＶＨで除算したものに変換すれば、ＰＷＭ変調部２８０で用いる搬送波の振幅を固定できる。
【０１０１】
このような制御構成により、モータ電流のフィードバック制御によって、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ってモータジェネレータＭＧの出力トルクを制御するとともに、判定フラグＳＯＦのオン時には、モータジェネレータＭＧの各相電流に、引き摺りトルクを発生させるためのオフセット電流を発生させることが可能となる。一方で、判定フラグＳＯＦのオフ時には、オフセット電流を生じさせないように、モータジェネレータＭＧが制御される。
【０１０２】
図６には本発明の実施の形態による電動車両における、アクセルオフ時の減速制御の制御処理手順が示される。図６を始めとする以下のフローチャートの各ステップは、基本的には、制御装置３０（ＥＣＵ）によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
【０１０３】
図６を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１００では、アクセル操作量ＡＣに基づいて、アクセルペダル５１がオフされているか否かを判定する。アクセルペダル５１のオン時には、アクセルオフ時の減速度を制御するための、以降のステップＳ１１０〜Ｓ１３０はスキップされる。
【０１０４】
制御装置３０は、アクセルオフ時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０により、所定の減速度（エンジンブレーキ相当）確保のために必要な減速トルク−Ｔｒｂを設定する。さらに、ステップＳ１１０では、当該減速トルク−ＴｒｂをモータジェネレータＭＧが発生する際の回生発電電力Ｗｒｂ♯（Ｗｒｂ♯＜０）が算出される。
【０１０５】
そして、制御装置３０は、ステップＳ１２０により、ステップＳ１１０で算出した回生発電電力Ｗｒｂ♯と、現在のＳＯＣに基づく充電電力上限値Ｗｉｎを比較する。そして、制御装置３０は、回生発電電力Ｗｒｂ♯が充電電力上限値Ｗｉｎを超えるとき（｜Ｗｒｂ♯｜＞｜Ｗｉｎ｜）、すなわち、アクセルオフ時の減速トルク確保に対してバッテリＢの充電が制限・禁止されている場合（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０に処理を進める。制御装置３０は、ステップＳ１３０では、直流電流成分の重畳をオンするために、判定フラグＳＯＦをオンする。
【０１０６】
一方、制御装置３０は、回生発電電力Ｗｒｂ♯が充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内であるとき（｜Ｗｒｂ♯｜≦｜Ｗｉｎ｜）には（Ｓ１２０のＮＯ判定時）、ステップＳ１４０に処理を進めて、直流電流成分の重畳をオフするために判定フラグＳＯＦをオフする。
【０１０７】
この結果、判定フラグＳＯＦのオン時には、図４に示したようにオフセット電流Ｉｆが重畳された交流電流がモータジェネレータＭＧの各相に流される。一方で、バッテリＢの充電電力上限値Ｗｉｎに余裕があるときには（判定フラグＳＯＦのオフ時）には、モータジェネレータＭＧの各相にオフセット成分のない（Ｉｆ＝０）交流電流が流れるように、インバータ１４が制御される。
【０１０８】
なお、ステップＳ１２０における、直流電流の重畳をオンするか否かの判定については、単純にＳＯＣのみに基づいて判定してもよい。あるいは、バッテリＢへの充電が禁止されるとき（Ｗｉｎ＝０あるいは、Ｔｒｑｃｏｍ＝０）のみに限定して、直流電流成分の重畳をオンすることとしてもよい。
【０１０９】
このように、本発明の実施の形態１による電動車両およびその制御方法によれば、アクセルペダルのオフ時に、バッテリＢの充電状態に応じて、各相電流に直流電流を重畳することによって、モータジェネレータＭＧに引き摺りトルクを発生させることができる。これにより、アクセルオフ時の減速トルク確保に対してバッテリＢの充電が制限・禁止されている場合にも、引き摺りトルクの発生により、モータジェネレータＭＧでの電力消費を発生させることなく、電動車両１００の減速度を確保できる。すなわち、バッテリＢ（蓄電装置）の過充電を防止しながら、アクセルオフ時に減速度が自動的に確保されるように、モータジェネレータＭＧを適切に制御することができる。
【０１１０】
特に、特許文献１のようにｄ軸電流の発生によってモータジェネレータＭＧの銅損を発生させる場合と比較して、回転角センサ２５の検出精度に依存せず確実に電力消費を発生させることができる点で有利である。また、モータジェネレータＭＧのコイル巻線抵抗は小さいため、銅損による電力消費を大きくすることには限界があるが、意図的なオフセット電流の発生による引き摺りトルクの発生によれば、より効果的に、回生電力を抑制しつつ減速トルクを発生させることが可能である。
【０１１１】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１に示した電動車両において、引き摺りトルク発生のためのオフセット電流Ｉｆ（図４）の好ましい設定について説明する。すなわち、電動車両１００の構成や基本的な制御は、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と共通する部分については説明を繰返さない。
【０１１２】
図７でも、図２と同様に、長距離の継続的な降坂走行が想定されている。図７を参照して、図２でも説明したように、時刻ｔ１において、所定の減速度確保のための減速トルク−Ｔｒｂを発生するための回生発電電力Ｗｒｂ♯が、充電電力上限値Ｗｉｎを超えることになる。すなわち、アクセルオフ時の減速トルク確保に対してバッテリＢの充電が制限される。
【０１１３】
このため、時刻ｔ１以降では、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍが制限されて、−Ｔｒｂ＜Ｔｒｑｃｏｍ＜０に設定される。この結果、所定の減速度確保のための減速トルク−Ｔｒｂに対する不足トルクΔＴｂが発生することになる。
【０１１４】
図８は、本発明の実施の形態２による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御でのオフセット電流の設定を説明するグラフである。
【０１１５】
図８を参照して、時刻ｔ１までは、Ｔｒｑｃｏｍ＝−Ｔｒｂと設定できるため、不足トルクΔＴｂ＝０である。このため、オフセット電流を発生させることなく（Ｉｆ＝０）、モータジェネレータＭＧのトルクが制御される。
【０１１６】
時刻ｔ１からは、アクセルオフ時の減速トルク確保に対してバッテリＢの充電が制限されるために発生した、減速トルク−Ｔｒｂに対する不足トルクΔＴｂに応じて、オフセット電流Ｉｆは設定される。したがって、図７に示すように、時刻ｔ１以降では不足トルクΔＴｂが増大するのに応じて、オフセット電流Ｉｆも大きく設定される。
【０１１７】
このようにすると、バッテリＢの充電制限が開始される時刻ｔ１の前後で、モータジェネレータＭＧの減速トルクを同程度確保できる。これにより、アクセルオフ時の減速度が確保できるので、電動車両１００の運転性が向上する。
【０１１８】
そして、バッテリＢの充電が禁止（Ｗｉｎ＝０）されることにより、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝０となる時刻ｔ２以降では、オフセット電流Ｉｆ＝Ｉ１に設定される。
【０１１９】
オフセット電流Ｉｆ＝Ｉ１のときに生じる引き摺りトルクが、所定の減速トルク−Ｔｒｂに相当することが好ましい。ただし、後述するように、オフセット電流を発生させることによって、モータジェネレータＭＧの動作上のデメリットも存在するので、電流Ｉ１の大きさについては適宜設計することができる。
【０１２０】
なお、引き摺りトルクの活用によって確保される減速度が、いわゆるエンジンブレーキに対して不足する場合にも、ユーザによるブレーキ操作に応答して油圧ブレーキが作動することによって、電動車両１００の減速度そのものは確実に確保できる点について、確認的に記載する。
【０１２１】
図９には、本発明の実施の形態２による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御の制御構成が示される。
【０１２２】
図９を参照して、判定部５２は、図３に示したのと同様に判定フラグＳＯＦのオンオフを制御する。そして、オフセット量設定部５６は、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍと、所定の減速度を確保するための減速トルク−Ｔｒｂと、判定フラグＳＯＦとを受ける。上述のように、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは、トルク指令値設定部５４によって、充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内で設定されている。
【０１２３】
オフセット量設定部５６は、判定フラグＳＯＦのオン時には、減速トルク−Ｔｒｂに対するトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍの不足トルクΔＴｂに応じて、オフセット電流Ｉｆの指令値Ｉｆｃｏｍを生成する（｜Ｉｆｃｏｍ｜＞０）。一方、オフセット量設定部５６は、判定フラグＳＯＦのオフ時には、Ｉｆｃｏｍ＝０に設定する。
【０１２４】
オフセット電流指令値Ｉｆｃｏｍは、判定フラグＳＯＦとともに、直流オフセット生成部２６０へ入力される。
【０１２５】
直流オフセット生成部２６０は、判定フラグＳＯＦのオン時には、オフセット電流指令値Ｉｆｃｏｍに応じて、オフセット電圧Ｖｆを設定する。一方、判定フラグＳＯＦのオフ時には、既に説明したように、オフセット電流指令値Ｉｆｃｏｍ＝０であるからＶｆ＝０に設定される。
【０１２６】
図１０は、図７〜図９に示したオフセット電流の可変設定を加えた、実施の形態２の電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御の制御処理手順が示される。
【０１２７】
図１０を参照して、制御装置３０は、アクセルペダル５１がオフされているとき（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、図６と同様のステップＳ１１０〜Ｓ１４０を実施する。
【０１２８】
そして、制御装置３０は、必要減速トルク−Ｔｒｂを充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内で発生することができるとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１４０に加えて、ステップＳ１４５により、必要な減速度に応じてトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍを設定する。すなわちＴｒｑｃｏｍ＝−Ｔｒｂに設定される。
【０１２９】
一方、ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時、すなわち、アクセルオフ時の減速トルク確保に対してバッテリＢの充電が制限・禁止されている場合には、ステップＳ１１０で算出された減速トルク−Ｔｒｂを、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍにそのまま設定すると、回生発電電力が充電電力上限値Ｗｉｎを超えてしまうことになる。
【０１３０】
このため、制御装置３０は、直流電流成分の重畳をオンするために判定フラグＳＯＦをオンする（ステップＳ１３０）とともに、ステップＳ１５０に処理を進めて、Ｗｉｎ＝０であるか否か、すなわちバッテリＢへの充電が禁止されている状態であるか否かを判定する。
【０１３１】
制御装置３０は、Ｗｉｎ＝０のとき（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１５５により、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝０に設定して、回生発電電力が生じないようにする。さらに、モータジェネレータＭＧの各相電流に重畳されるオフセット電流ＩｆをＩ１に設定する。
【０１３２】
これにより、出力トルクを零に制御するとともにオフセット電流による電力消費を発生させることによって、モータジェネレータＭＧからの回生電力の発生をより確実に回避できるので、バッテリＢの過充電をより確実に防止できる。また、モータジェネレータＭＧが引き摺りトルクを発生することによって、電動車両１００の減速度も確保できる。
【０１３３】
一方、Ｗｉｎ＜０のとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１６０に処理を進めて、トルク制御に従う減速トルクと、直流電流の重畳による引き摺りトルクとの合計によって、必要な減速トルク−Ｔｒｂを確保するようにトルク配分を制御する。具体的には、充電電力上限値Ｗｉｎの範囲内でトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍを設定するとともに（−Ｔｒｂ＜Ｔｒｑｃｏｍ＜０）、減速トルク−Ｔｒｂに対する不足トルクΔＴｒｂに応じて、オフセット電流Ｉｆが設定される。
【０１３４】
このように、実施の形態２による電動車両では、アクセルオフ時に、エンジンブレーキ相当の減速トルク確保に対してバッテリＢの充電が制限されている場合には、通常のトルク制御による減速トルクと、オフセット電流の発生による引き摺りトルクとの和によって、アクセルオフ時の所定の減速度を確保するように、モータジェネレータＭＧを制御できる。これにより、蓄電装置（バッテリ）Ｂの充電制限時にも、アクセルオフ時に所定の減速度を確保して、電動車両１００の運転性を向上することができる。
【０１３５】
さらに、バッテリＢの充電禁止時には、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ＝０に設定するとともに、引き摺りトルクの発生に伴いモータジェネレータＭＧでの消費電力を発生することができるので、バッテリＢの過充電を確実に防止できる。なお、過充電防止を優先する観点から、バッテリＢの充電禁止時のみに限定して、オフセット電流の発生による引き摺りトルクを発生させることとしてもよい。
【０１３６】
［実施の形態３］
実施の形態１および２では、電動車両１００のアクセルオフ時に、バッテリＢの充電状態に応じて、モータジェネレータＭＧの引き摺りトルクを意図的に発生させる減速制御を説明した。
【０１３７】
ただし、引き摺りトルク発生のためのオフセット電流の発生により、モータジェネレータＭＧでは、鉄損の上昇により磁石温度が上昇し、減磁が発生するおそれがある。したがって、実施の形態３では、実施の形態１，２に示したアクセルオフ時の減速制御について、モータジェネレータＭＧの保護性能を高めるための制御構成について説明する。
【０１３８】
すなわち、実施の形態３においても、電動車両１００の構成および基本的な制御構成については実施の形態１，２と同様である。したがって、実施の形態３についても、実施の形態１，２との相違点のみを説明することとし、特に説明していない点については実施の形態１および２と同様の構成であることを確認的に記載しておく。
【０１３９】
図１１は、本発明の実施の形態３による電動車両における搬送波制御部２７０の機能を説明するブロック図である。
【０１４０】
図１１を参照して、実施の形態３による電動車両では、図５に示した搬送波制御部２７０は、搬送波周波数ｆｃを固定周波数とするのではなく、判定フラグＳＯＦに応じて変化させる。
【０１４１】
図１２は、図１１に示した搬送波制御部２７０による制御を説明するためのフローチャートである。
【０１４２】
図１２を参照して、搬送波制御部２７０は、ステップＳ２００により、判定フラグＳＯＦに基づいて、直流電流の重畳によるオフセット電流の発生がオンされているかどうかを判定する。そして、直流電流が重畳されていないとき（ステップＳ２００のＮＯ判定時）には、ステップＳ２１０により、搬送波周波数ｆｃを通常値ｆ１に設定する。
【０１４３】
上述のように、搬送波周波数ｆｃについては、高周波化することによってスイッチング損失の増大が懸念される一方で、低周波化すると電磁騒音の発生が懸念される。したがって、通常値ｆ１は、これらのトレードオフの関係を考慮した上で、定常的に運転するときの適正値となるように設定される。
【０１４４】
一方、直流電流の重畳がオンされているとき（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）には、搬送波制御部２７０は、ステップＳ２２０により、搬送波周波数ｆｃをｆ２へ上昇させる（ｆ２＞ｆ１）。
【０１４５】
図１３には、図１２に示した搬送周波数の制御に伴う、モータジェネレータＭＧの各相電流の変化が示される。
【０１４６】
図１３を参照して、直流電流の重畳がオフされている場合には、通常の搬送波周波数（ｆ１）によるＰＷＭ制御に従って、インバータ１４からモータジェネレータＭＧへの出力電圧が制御される。この際には、オフセット電流を生じさせないようにインバータ１４が制御されるので、モータジェネレータＭＧの各相電流は、オフセット電流Ｉｆ＝０の正負対称の波形となる。相電流の基本周波数は、モータジェネレータＭＧの回転周波数に相当する。相電流は、この基本波成分に対して、インバータ１４でのスイッチング周波数、すなわち搬送波周波数ｆｃ＝ｆ１に起因するリップル電流相当の高周波成分が重畳した形となる。
【０１４７】
これに対して、直流電流の重畳がオンされると、図５に示した直流オフセット生成部２６０によって、オフセット電圧Ｖｆが各相電圧指令に重畳される。これにより、相電流には、オフセット電流Ｉｆ（｜Ｉｆ｜＝Ｉｆｃｏｍ）が発生し、その波形は正負が非対称となる。さらに、搬送波周波数ｆｃがｆ２に上昇することにより、基本波成分に重畳されるリップル電流（高周波成分）の振幅が小さくなる。
【０１４８】
ここで、モータジェネレータＭＧに発生する鉄損は、オフセット成分と、基本波成分に重畳された高周波成分のリップルの大きさとの両方に依存することが知られている。このため、オフセット電流が発生する直流電流の重畳時には、高周波成分の振幅を抑制することにより、鉄損の上昇、すなわちモータジェネレータＭＧでの磁石温度上昇を抑制することができる。
【０１４９】
これにより、搬送波周波数を固定する場合と比較して、減速度制御のための引き摺りトルク発生時におけるモータジェネレータＭＧの温度上昇（減磁発生）を防止することができる。
【０１５０】
［実施の形態３の変形例］
実施の形態３の変形例では、直流電流の重畳をオンする際における、モータジェネレータＭＧの減磁の状態に応じて、オフセット電流の大きさあるいはその重畳期間を可変に定する。
【０１５１】
図１４を参照して、実施の形態３の変形例による電動車両では、減磁率推定部５８がさらに設けられる。減磁率推定部５８は、モータジェネレータＭＧの状態値に基づいて、モータジェネレータＭＧの減磁率を推定する。オフセット量設定部５６は、減磁率推定部５８による減磁率推定値Ｄｄｍに基づいて、オフセット電流の指令値Ｉｆｃｏｍを設定する。
【０１５２】
実施の形態２で説明したように、オフセット量設定部によって設定された指令値Ｉｆｃｏｍに基づいて、直流オフセット生成部２６０（図５）によるオフセット電圧Ｖｆの大きさが制御されるので、オフセット電流Ｉｆは、指令値Ｉｆｃｏｍに応じたものとなる。
【０１５３】
減磁率推定部５８は、モータジェネレータＭＧの磁石温度を取得可能である場合には、取得した磁石温度に応じて減磁率推定値Ｄｄｍを算出することができる。一般に、ロータに装着された永久磁石の温度を測定することは困難であるので、モータジェネレータＭＧの状態値や、冷却油の温度等に基づいて磁石温度を推定することが行なわれている。
【０１５４】
あるいは、減磁率推定部５８は、モータジェネレータＭＧの電圧方程式に基づいて、以下に示すように減磁率推定値Ｄｄｍを求めることも可能である。
【０１５５】
ｄ−ｑ軸変換を用いて永久磁石モータ（モータジェネレータＭＧ）を制御するときのｑ軸の電圧方程式は、下記（１）式で示されることが知られている。
【０１５６】
Ｖｑ＝ωＬｄＩｄ＋ＲＩｑ＋ωΦ・・・（１）
ただし、ω：回転角速度、Φ：永久磁石による電機子鎖交磁束、Ｌｄ：ｑ軸のインダクタンス、Ｒ：電機子抵抗である。
【０１５７】
したがって、ＰＷＭ制御部２００によりフィードバック制御によって設定されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯と、現在のｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑと、現在のモータジェネレータＭＧの回転角速度ωを式（１）に代入することにより、現在の電機子鎖交磁束の推定値Φ１を算出することができる。
【０１５８】
そして、減磁の非発生時（永久磁石の常温状態）における電機子鎖交磁束Φｍを予め求めておくことにより、推定値Φ１を用いて、下記（２）式により減磁率推定値Ｄｄｍを求めることができる。
【０１５９】
Ｄｄｍ＝＝（Φｍ−Φ１）／Φｍ・・・（２）
このように、減磁率推定部５８は、ｄ−ｑ軸変換を用いてモータジェネレータＭＧを制御する場合のｑ軸電圧指令値に基づいて減磁率を推定演算することができる。なお、本実施の形態において、減磁率推定値Ｄｄｍの算出手法については特に限定されるものではない。
【０１６０】
オフセット量設定部５６は、たとえば、図１５に示す特性に従って、減磁率推定値Ｄｄｍに応じてオフセット電流の指令値Ｉｆｃｏｍを可変に設定する。
【０１６１】
図１５を参照して、オフセット量設定部５６は、減磁率推定値Ｄｄｍが大きくなるほど、オフセット電流指令値｜Ｉｆｃｏｍ｜を小さくするように、引き摺りトルクを発生させる。これにより、減磁が進んでいる場合にはオフセット電流の電流量を抑制するので、さらに減磁が進行することを防止できる。
【０１６２】
また、オフセット電流を重畳する期間についても減磁率推定値Ｄｄｍに応じて可変に設定することができる。
【０１６３】
図１６を参照して、時刻ｔ１から直流電流の重畳がオンされて、オフセット電流の指令値Ｉｆｃｏｍが｜Ｉｆｃｏｍ｜＞０に設定される。この際に、オフセット電流の発生は、重畳が開始される時刻ｔ１から、重畳期間Ｔｆが経過した時刻ｔ３までの期間に制限される。すなわち、時刻ｔ３以降では、オフセット量設定部５６は、オフセット電流指令値Ｉｆｃｏｍ＝０に復帰させるので、オフセット電流は非発生とされる。
【０１６４】
オフセット量設定部５６は、たとえば、図１７に示す特性に従って、減磁率推定値Ｄｄｍに応じてオフセット電流の重畳期間Ｔｆを可変に設定する。
【０１６５】
図１７を参照して、オフセット量設定部５６は、減磁率推定値Ｄｄｍが大きくなるほど、重畳期間Ｔｆが短くなるように制限して、引き摺りトルクを発生させる。これにより、減磁が進んでいる場合にはオフセット電流の発生期間を抑制するので、さらに減磁が進行することを防止できる。
【０１６６】
図１８には、本発明の実施の形態３の変形例による電動車両におけるアクセルオフ時の減速制御の制御処理手順を説明するためのフローチャートが示される。
【０１６７】
図１８を参照して、制御装置３０は、ステップＳ２５０により、判定フラグＳＯＦに基づいて、直流電流の重畳によるオフセット電流の発生がオンされているかどうかを判定する。そして、制御装置３０は、直流電流が重畳されているとき（Ｓ２５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２６０により、モータジェネレータＭＧの減磁率推定値Ｄｄｍを算出する。
【０１６８】
制御装置３０は、ステップＳ２７０により、減磁率推定値Ｄｄｍに応じて、オフセット電流の量および／またはその重畳期間を可変に設定する。すなわち、オフセット電流指令値Ｉｆｃｏｍおよび／または重畳期間Ｔｆが、図１５および／または図１７に示した特性に従って設定される。
【０１６９】
以上説明したように、実施の形態１，２によるアクセルペダルオフ時の減速制御に、実施の形態３およびその変形例を組合せることにより、オフセット電流による引き摺りトルクの発生時にオフセット電流の量および／または重畳期間を可変に設定することによって、モータジェネレータＭＧの減磁を防止することが可能となる。
【０１７０】
なお、本実施の形態では、モータジェネレータＭＧとして三相電動機を例示したが、三相以外の交流電動機全般に対しても本発明による減速制御を適用することができる。
【０１７１】
また、図１では、好ましい構成例として、インバータ１４への入力電圧（システム電圧ＶＨ）を可変制御可能なように、直流電源部１０♯がコンバータ１２を含む構成を示したが、直流電源部１０♯は本実施の形態に例示した構成には限定されない。すなわち、インバータ入力電圧が可変であることは必須ではなく、蓄電装置Ｂの出力電圧がそのままインバータ１４へ入力される構成（たとえば、コンバータ１２の配置を省略した構成）に対しても本発明を適用可能である。
【０１７２】
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説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明は、駆動輪と連結された駆動軸との間で動力を相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータを車両走行用モータとして搭載した電動車両に適用することができる。
【符号の説明】
【０１７４】
５  アース線、６，７  電力線、１０  監視ユニット、１０♯  直流電源部、１１，１３  電圧センサ、１２  コンバータ、１４  インバータ、１５〜１７  各相上下アーム、２４  電流センサ、２５  回転角センサ、３０  制御装置、３５  ＭＧ−ＥＣＵ、４０  バッテリＥＣＵ、４２  ＳＯＣ推定部、４４  充放電制限設定部、５０  ＨＶ−ＥＣＵ、５１  アクセルペダル、５２  判定部、５４  トルク指令値設定部、５５  ブレーキペダル、５６  オフセット量設定部、５８  減磁率推定部、６０  駆動軸、７０  ディファレンシャルギア、８０  駆動輪、１００  電動車両、２００  制御部、２１０  電流指令生成部、２２０，２５０  座標変換部、２４０  電圧指令生成部、２５１〜２５３  加算部、２６０  直流オフセット生成部、２７０  搬送波制御部、２８０  変調部、ＡＣ  アクセル操作量、Ｂ  バッテリ（蓄電装置）、ＢＫ  ブレーキ操作量、Ｃ０，Ｃ１  平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８  逆並列ダイオード、Ｄｄｍ  減磁率推定値、Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ  モータ電流（相電流）、Ｉｂ  出力電流（蓄電装置）、Ｉｄ  ｄ軸電流、Ｉｄｃｏｍ  ｄ軸電流指令値、Ｉｆ  オフセット電流、Ｉｆｃｏｍ  オフセット電流指令値、Ｉｑ  ｑ軸電流、Ｉｑｃｏｍ  ｑ軸電流指令値、Ｌ１  リアクトル、ＭＧ  モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８  電力用半導体スイッチング素子、ＳＥ  制御信号、ＳＧ１〜ＳＧ８  スイッチング制御信号、ＳＯＦ  判定フラグ（直流電流重畳オンオフ）、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー、Ｓｍａｘ  制御上限値、Ｔｂ  温度（蓄電装置）、Ｔｆ  オフセット電流重畳期間、Ｔｒｑｃｏｍ  トルク指令値、ＶＨ  直流電圧（システム電圧）、ＶＬ  直流電圧、ＶＨｒ  電圧指令値、Ｖｂ  出力電圧、Ｖｆ  オフセット電圧、Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ  各相電圧指令、Ｗｉｎ  充電電力上限値、Ｗｏｕｔ  放電電力上限値、Ｗｒｂ♯  回生発電電力、ｆｃ  搬送波周波数。
【図１】
2011108058.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011108058.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011108058.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2011108058.tif 000019
【図１８】
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【国際調査報告】
2011108058.tif 000021
2011108058.tif 000022
2011108058.tif 000023
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