(57)【要約】【課題】バッテリ異常により強電システムを停止した際に、予備バッテリ等を必要とすることなくエンジンを始動させて、発電装置の稼動による車両の走行継続を可能とした電動車両の制御装置の提供を図る。【解決手段】強電システムの異常によりバッテリ２からの電力供給が遮断された状況下で、制御装置４は、発電装置３のモータジェネレータ６の慣性回転エネルギーによりエンジン５の回転が維持されている状態で燃料噴射，吸気，点火時期等、エンジン５の再始動運転制御を行う。【選択図】図２
2012101748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用モータと、
前記駆動用モータに電力供給を行う充放電可能なバッテリと、
前記駆動用モータあるいはバッテリへの電力供給のための発電を行うエンジンとモータジェネレータとからなる発電装置と、
これら駆動用モータ，バッテリ，発電装置の強電システムを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記強電システムの異常時に、前記バッテリから前記駆動用モータおよびまたは前記発電装置への電力供給を遮断し、かつ、前記駆動用モータもしくはモータジェネレータの慣性回転エネルギーの利用の下に前記エンジンを始動させて、前記発電装置を稼動可能としたことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置による前記エンジンの始動制御が、前記強電システムの異常により前記エンジンの運転が停止した際に、前記モータジェネレータの慣性回転エネルギーにより前記エンジンの回転が持続されている間に行われるエンジンの再始動制御であ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。
【請求項３】
前記エンジンの再始動制御を、前記強電システムが停止する前に行うことを特徴とする請求項２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンの再始動制御を、実エンジン回転数がエンジン始動に必要な回転数を下回る前に行うことを特徴とする請求項２または３に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記駆動用モータを回生状態として、該駆動用モータの回生エネルギーにより前記モータジェネレータの回転駆動を行わせて、前記エンジンの始動制御を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記エンジンの始動により前記モータジェネレータで発電された電力を、前記駆動用モータの他に、各種の車載電装部品へ供給制御可能としたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御装置に関し、特にバッテリの充電量が少なくなった場合でも、外部電源により充電することなく電気走行（ＥＶ走行）の航続距離を延長させるための発電装置を備えた発電装置搭載型の電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電装置搭載型の電動車両として、特許文献１には、エンジンと、該エンジンによって回転駆動されるモータジェネレータとからなる発電装置を搭載した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２６６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された電動車両にあっては、バッテリの充電量（ＳＯＣ）がある設定値よりも小さくなったときに、該バッテリにより発電装置のモータジェネレータをモータとして力行回転させて、その回転エネルギーでエンジンを始動させることによって発電稼動を行わせるようにしている。
【０００５】
このような電動車両では、バッテリに過大電圧や過大電流が発生する等、強電システムに異常が生じた際には、バッテリから各部位への電力供給を遮断して、この強電システムを停止する必要がある。
【０００６】
しかし、この場合、車両の走行を再開するためには、バッテリから発電装置への電力供給が行われないため、通常のガソリン車と同様のスタータおよび予備バッテリが必要となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明はバッテリの異常等により強電システムを停止した際でも、予備バッテリ等を必要とすることなくエンジンを始動させて、発電装置の稼動による車両の走行の継続が可能な電動車両の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電動車両の制御装置にあっては、駆動用モータと、この駆動用モータに電力供給を行う充放電可能なバッテリと、これら駆動用モータあるいはバッテリへの電力供給のための発電を行うエンジンとモータジェネレータとからなる発電装置と、これら駆動用モータ，バッテリ，発電装置の強電システムを制御する制御装置と、を備えている。
【０００９】
この制御装置は、前記強電システムの異常時に、バッテリから駆動用モータおよびまたは発電装置への電力供給を遮断し、かつ、駆動用モータもしくはモータジェネレータの慣性回転エネルギーの利用の下にエンジンを始動させて、発電装置を稼動可能としたことを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリの異常等により該バッテリから駆動用モータおよびまたは発電装置への電力供給を遮断して、強電システムを停止した際でも、駆動用モータ，モータ
ジェネレータ等の慣性回転エネルギーの利用の下にエンジンを始動させて、発電装置の稼動による車両の走行継続を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態を示すシステム構成図。
【図２】第１実施形態の制御装置の制御動作を示すフローチャート図。
【図３】強電システムの停止からエンジン再始動に亘るエンジン回転の変化を示すタイムチャート図。
【図４】強電システムの停止からエンジン再始動に亘る発電装置の発電状態を示すタイムチャート図。
【図５】第１実施形態の制御装置の制御動作を示すフローチャート図。
【図６】第１実施形態の制御装置の制御動作を示すフローチャート図。
【図７】本発明の第２実施形態を示すシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１３】
図１に示す第１実施形態の電動車両は、車両駆動源としての駆動用モータ１と、該駆動用モータ１に電力供給を行う充放電可能なバッテリ２と、これら駆動用モータ１あるいはバッテリ２への電力供給のために発電を行う発電装置３と、これら駆動用モータ１，バッテリ２，発電装置３の強電システムを制御する制御装置４と、を備えている。
【００１４】
駆動用モータ１は、駆動輪７の動力伝達装置８に直結してあり、制御装置４により、トルクを出して走行する力行状態や、減速時に回生エネルギーをバッテリ２に充電する回生状態に応じた回転制御が行われる。
【００１５】
バッテリ２は、制御装置４により、充放電制御され、駆動用モータ１、および発電装置３への電力供給と、発電装置３で発電した電力，駆動用モータ１の減速時に回生した電力の充電制御が行われる。
【００１６】
発電装置３は、エンジン５とモータジェネレータ６との組合わせを用いており、制御装置４により、エンジン５の運転負荷に応じた燃料噴射量や吸入空気量、点火時期等の運転制御と、モータジェネレータ６の発電状態や電力消費状態に応じた回転制御が行われる。
【００１７】
駆動用モータ１は、バッテリ２および発電装置３の一方、もしくは両方から電力の供給を受ける。駆動用モータ１の要求出力分のエネルギーがバッテリ２にある場合、即ち、バッテリ２の充電量が十分である場合には、駆動用モータ１はバッテリ２の電力で駆動され、発電装置３は稼動されないようにしている。
【００１８】
一方、バッテリ２のエネルギーが駆動用モータ１の要求出力に満たない場合、あるいは所定の設定充電量を下回った場合には、エンジン５を駆動してモータジェネレータ６を発電駆動させて、この発電装置３の稼動により発電される電力を駆動用モータ１の駆動電力に、およびバッテリ２の充電に用いるようにしている。また、駆動用モータ１の車両減速時におけるエネルギー回生機能により、モータジェネレータ６への駆動エネルギーの供給、およびバッテリ２の充電を行わせることも可能としている。
【００１９】
そして、バッテリ２の充電量が駆動用モータ１の要求出力を満たすようになった場合、あるいはバッテリ２が所定の充電量に達した場合には、発電装置３のエンジン５の運転を停止させ、モータジェネレータ６の発電を停止させるようにしている。また、このようにバッテリ２の充電量が駆動用モータ１の要求出力を満たすようになり、あるいはバッテリ
２が所定の充電量に達した場合に、駆動用モータ１の車両減速時におけるエネルギー回生機能を停止するようにしている。
【００２０】
このような駆動用モータ１，バッテリ２，発電装置３の強電システムの制御形態にあって、本実施形態ではバッテリ２に過大電流や過大電圧が発生する等、強電システムに異常が生じた際に、バッテリ２から駆動用モータ１およびまたは発電装置３への電力供給を遮断し、かつ、駆動用モータ１もしくはモータジェネレータ６の慣性回転エネルギーの利用の下にエンジン５を始動させて、発電装置３を稼動可能としている。
【００２１】
バッテリ２の異常検知は、例えば、バッテリ２の入出力回路部に設置した図外の電流センサあるいは電圧センサによって行われる。即ち、電流センサにより電気部品が許容できる最大電流が検出された際、または、電圧センサにより電気部品が許容できる最大電圧やバッテリ２が放電できる下限の電圧を検出した際に、該バッテリ２が異常であることと判断するようにしている。
【００２２】
制御装置４は、バッテリ２の異常が検知されると、バッテリ２の充放電回路に設置したメインリレー９をオフ作動させ、バッテリ２を電気回路から切り離して強電システムを停止し、あるいはバッテリ２の充放電を禁止するようにしている。
【００２３】
この際、制御装置４は、バッテリ２の電力によって駆動用モータ１を駆動している場合にあっては、該駆動用モータ１を回生状態にして、その回生エネルギーをモータジェネレータ６に供給してこれを回転駆動させ、エンジン５の始動運転制御を行うようにしている。一方、発電装置３の発電電力によって駆動用モータ１を駆動している場合にあっては、モータジェネレータ６の慣性回転エネルギーによりエンジン５の回転が維持されている状態で、該エンジン５の再始動運転制御を行うようにしている。
【００２４】
このように制御装置４は、強電システムの異常によりバッテリ２からの電力供給が遮断された状況下であっても、フェイルセーフ機能してエンジン５を始動させることで、発電装置３を稼動してその発電電力により駆動用モータ１の駆動制御を行って、車両の走行の継続を可能としている。
【００２５】
この制御装置４の制御動作の一例をフローチャートと共に以下に詳述する。
【００２６】
図２は、発電装置３を稼動してその発電電力を用いて車両走行し、あるいはバッテリ２に充電している際に、該バッテリ２の異常を検知した際の制御フローを示している。
【００２７】
ステップＳ１１では、前述の電流センサあるいは電圧センサによってバッテリ２の異常を判断する。ステップＳ１１でバッテリ２の異常が検知されるとステップＳ１２に進む。
【００２８】
ステップＳ１２では、発電装置３のエンジン５もしくはモータジェネレータ６に設置した回転センサの出力にもとづき、モータジェネレータ６がエンジン５の再始動に必要な回転状態にあるかを判断し、最低下限の回転数以上であればステップＳ１３へ進む。モータジェネレータ６の回転が最低下限である場合は、ステップＳ１５へ進んで、バッテリ２の電力利用によってモータジェネレータ６の回転を最低回転数以上に高めておく。
【００２９】
ステップＳ１３では、メインリレー９をオフ作動してバッテリ２を電気回路から切り離し、あるいはバッテリ２の充放電を禁止して駆動用モータ１およびまたは発電装置３への電力供給を遮断する。これにより、強電システムが停止して発電装置３のエンジン５の運転が停止するが、該エンジン５はモータジェネレータ６の慣性回転エネルギーによって再始動可能な回転状態が維持されている。
【００３０】
そして、ステップＳ１４では、このモータジェネレータ６の慣性回転エネルギーによるエンジン５の回転維持状態の下で、燃料噴射量，吸入空気量、点火時期等の制御を行ってエンジン５を再始動させる。
【００３１】
図３に、この強電システムの停止からエンジン５の再始動に亘るエンジン回転の変化をタイムチャートにして示す。
【００３２】
このように、発電装置３の稼動中にバッテリ２の異常により、該バッテリ２から駆動用モータ１およびまたは発電装置３への電力供給を遮断して強電システムを停止した際でも、モータジェネレータ６の慣性回転エネルギーの利用の下にエンジン５の回転が持続されている間にこれを再始動させることができる。この結果、エンジン始動のための専用のスタータや予備バッテリを必要とすることがなく、エンジン５の再始動による発電装置３の稼動によって、図４のタイムチャートに示すように発電装置３から駆動モータ１への電力供給を行って、車両の走行の継続を可能とすることができる。
【００３３】
特に、本実施形態では、エンジン５の再始動制御の処理動作を強電システムが停止する前に実行するため、上述のようにモータジェネレータ６の慣性回転エネルギーが不足している場合には、バッテリ２の電力を利用してモータジェネレータ６の回転を高めて、エンジン５の再始動を適切に行わせることができる。
【００３４】
しかも、この再始動制御は、モータジェネレータ６の回転をエンジン再始動に必要な最低下限の回転数以上に維持した状態で行うため、エンジン５の再始動を確実に行わせることができる。
【００３５】
図５は、バッテリ２の電力により駆動用モータ１を駆動して車両走行する、所謂バッテリ走行している際に、バッテリ２の異常を検知した際の制御フローを示している。
【００３６】
ステップＳ２１では、前述の電流センサあるいは電圧センサによってバッテリ２の異常を判断する。ステップＳ２１でバッテリ２の異常が検知されるとステップＳ２２へ進む。
【００３７】
ステップＳ２２では、駆動用モータ１の運転を力行状態から回生状態へ切り替えて、該駆動用モータ１の慣性回転エネルギー、即ち、回生エネルギー（電力）を発生させる。
【００３８】
ステップＳ２３では、メインリレー９をオフ作動してバッテリ２を電気回路から切り離し、あるいはバッテリ２の充放電を禁止して駆動用モータ１およびまたは発電装置３への電力供給を遮断する。
【００３９】
ステップＳ２４では、駆動用モータ１の回生エネルギーによりモータジェネレータ６を回転駆動させて、エンジン５を上述のエンジン始動に必要な回転数に回転させる。
【００４０】
そして、ステップＳ２５では、エンジン５の回転維持状態の下で、燃料噴射量，吸入空気量、点火時期等の制御を行ってエンジン５を始動させる。
【００４１】
このように、車両をバッテリ走行している際にバッテリ２の異常により、該バッテリ２から駆動用モータ１および発電装置３への電力供給を遮断して強電システムを停止した際でも、駆動用モータ１の回生エネルギーによりモータジェネレータ６を回転させて、エンジン５を始動させることができる。従って、この場合にあってもエンジン始動のための専用のスタータや予備バッテリを必要とすることがなく、エンジン５の始動による発電装置３の稼動によって、該発電装置３から駆動用モータ１への電力供給を行って車両の走行の
継続を可能とすることができる。
【００４２】
なお、発電装置３を稼動している発電走行中にバッテリ２の異常により強電システムを停止した場合に、この駆動用モータ１の回生エネルギーを、前述のエンジン５の再始動に利用することも勿論可能である。
【００４３】
ここで、車両の放置中にバッテリ２が異常状態となって車両の起動が不可能となったり、図２，図５の処理手順でエンジン５の始動を試みたにも拘わらず、燃料の着火不良等によってエンジン５を始動できなかった場合が考えられる。
【００４４】
図６は、このような場合に、車両を牽引する等して、駆動用モータ１の回生エネルギーを利用してエンジン５を始動する際の制御フローを示している。
【００４５】
ステップＳ３１でバッテリ２の異常が確認され、ステップＳ３２で強電システムを停止している状態で車両を牽引もしくは押して走行状態にすると、ステップＳ３３で駆動用モータ１の回生エネルギーの発生を判断する。ステップＳ３３で駆動用モータ１の回生エネルギーの発生が確認されると、図５の制御フローと同様にステップＳ２４，ステップＳ２５でこの駆動用モータ１の回生エネルギーを用いたモータジェネレータ６、およびエンジン５の回転を行わせ、該エンジン５の運転制御を開始してエンジン５を始動させる。
【００４６】
即ち、通常のガソリン車と同様の車両の押し掛け、あるいは牽引によるエンジン５の始動が可能となる。
【００４７】
図７は、本発明の第２実施形態のシステム構成を示している。
【００４８】
本実施形態では、前述の各制御フローの実行によるエンジン５の始動によってモータジェネレータ６で発電された電力を、駆動用モータ１の他に、各種の車載電装部品へ供給制御可能としている。
【００４９】
バッテリ２が電気回路から切り離され、あるいはバッテリ２の充放電が禁止されている状態では、エンジン５が駆動し続ける場合、駆動用モータ１の力行運転により消費される電力よりも余剰の分を消費する必要がある。
【００５０】
そこで、本実施形態にあっては、発電装置３の発電電力を、例えば、エアコン用のコンプレッサ１０や暖房用ヒータ１１に、およびＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して１２Ｖ系の車載電装部品１３に供給するようにしている。
【００５１】
これにより、余剰電力の処理を適切に行って、車両の走行継続を可能とすることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…駆動用モータ
２…バッテリ
３…発電装置
４…制御装置
５…エンジン
６…モータジェネレータ
１０，１１，１２，１３…車載電装部品
【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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