JP2009247152A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池などの複数の蓄電装置と複数の電動機とを備える構成において、各蓄電装置や各電動機のいずれかを切り離した状態で走行することができるようにし、システムオフ時に各蓄電装置と各電動機との遮断をより確実に確保し、システムの小型化を図る。
【解決手段】正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４のそれぞれの正極とをリレー４１，４２を介して接続すると共に負極母線４８ｂとキャパシタ５２，５４のそれぞれの負極とをリレーを介さずに接続し、正極母線４８ａとインバータ２４，３４のそれぞれの正極側端子とをリレーを介さずに接続すると共に負極母線４８ｂとインバータ２４，３４のそれぞれの負極側端子とをリレー４３，４４を介して接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関し、詳しくは、走行用の動力を出力する複数の電動機とこの複数の電動機と電力のやりとりが可能な複数の蓄電手段とを備える車両に関する。

従来、この種の車両としては、走行用の動力を入出力する２つの電動装置と、各電動装置と電力をやりとりする２つのバッテリスタックと、各バッテリスタックの正極側と各電動装置の正極側の接続と接続の解除を行なう切替スイッチと、各バッテリスタックの負極側と各電動装置の負極側の接続と接続の解除を行なう切替スイッチと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、各切替スイッチを適切に制御して各電動装置を駆動することによりエネルギ効率を向上させることができるとしている。
特開平９−３１９２０４号公報

一般的に、複数のバッテリと複数の電動機とを備える車両では、各バッテリと各電動機とのうちいずれかを切り離した状態においても走行可能な構成とすることが望まれているが、上述の車両のように、各バッテリと各電動機との接続ラインの正極側および負極側のそれぞれにリレーを設けると、リレーの数が増えてシステム全体が大きくなってしまう。これに対して、各バッテリと各電動機との接続ラインの一部にリレーを設けることも考えられるが、システムオフ時に各バッテリと各電動機を確実に遮断できなくなったり、各バッテリや各電動機のいずれかに異常が生じたときに異常が生じたバッテリや電動機だけを切り離して走行することができなくなったりしてしまう。

本発明の車両は、二次電池などの複数の蓄電装置と複数の電動機とを備える構成において、各蓄電装置や各電動機のいずれかを切り離した状態で走行することができるようにすることやシステムオフ時に各蓄電装置と各電動機との遮断をより確実に確保すること，システムの小型化を図ることを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
走行用の動力を出力する複数の電動機と、該複数の電動機と電力のやりとりが可能な複数の蓄電手段と、を備える車両であって、
前記複数の蓄電手段の各々の正極に接続されると共に前記複数の電動機側の各々の正極側端子に接続される正極用接続部材と、
前記複数の蓄電手段の各々の負極に接続されると共に前記複数の電動機側の各々の負極側端子に接続される負極用接続部材と、
前記複数の蓄電手段の各々の正極または負極の一方の電極と前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち該一方の電極に接続される接続部材との接続と接続の解除を行なう複数の蓄電側接続解除手段と、
前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち前記一方の電極に接続される接続部材とは異なる他方の接続部材と前記複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち前記他方の接続部材に接続される端子との接続と接続の解除を行なう複数の駆動側接続解除手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、正極用接続部材と複数の蓄電手段の各々の正極とを接続すると共に負極用接続部材と複数の蓄電手段の各々の負極とを接続し、正極用接続部材と複数の蓄電手段の各々の正極とを接続する接続ラインまたは負極用接続部材と複数の蓄電手段の各々の負極とを接続する接続ラインのいずれか一方の各々に蓄電側接続解除手段を設けるものとした。即ち、正極用接続部材と負極用接続部材とのうち一方の接続部材に対して各々に蓄電側接続解除手段を介すると共に正極用接続部材と負極用接続部材とのうち一方の接続部材とは異なる他方の接続部材に対して蓄電側接続解除手段を介さずに複数の蓄電手段を並列に接続するものとした。これにより、いずれかの蓄電手段と一方の接続部材との接続を解除した状態でも他の蓄電手段を充放電することができる。また、正極用接続部材と複数の電動機側の各々の正極側端子とを接続すると共に負極用接続部材と複数の電動機側の各々の負極側端子とを接続し、他方の接続部材と複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち他方の接続部材に接続される端子とを接続する接続ラインに駆動側接続解除手段を設けるものとした。即ち、他方の接続部材に対して各々に駆動側接続解除手段を介すると共に一方の接続部材に対して駆動側接続解除手段を介さずに複数の電動機を並列に接続するものとした。これにより、いずれかの電動機と他方の接続部材との接続を解除した状態でも他の電動機を駆動して走行することができる。さらに、複数の蓄電手段の各々と複数の電動機の各々とは共に正極用接続部材および負極用接続部材（以下、合わせて接続部材という）に対して並列に接続されているから、複数の蓄電手段の各々と複数の電動機の各々とは接続部材を介して互いに並列に接続されていることになる。そして、複数の蓄電側接続解除手段の各々は対応する蓄電手段と一方の接続部材との接続を解除することができ、複数の駆動側接続解除手段の各々は対応する電動機と他方の接続部材との接続を解除することができる。これらにより、システムオフ時には、複数の蓄電側接続解除手段と複数の駆動側接続解除手段とによって複数の蓄電手段の各々と複数の電動機の各々との接続のうち正極用接続部材を介する接続と負極用接続部材を介する接続とをそれぞれ解除することができ、複数の蓄電手段の各々と複数の電動機の各々との遮断をより確実に確保することができる。しかも、他方の接続部材と複数の蓄電手段の各々とを接続する接続ラインに蓄電側接続手段を設けておらず一方の接続部材と複数の電動機の各々とを接続する接続ラインに駆動側接続部材を設けていないから、正極用接続部材および負極用接続部材と複数の蓄電手段の各々の正極および負極とを接続する接続ラインにそれぞれ蓄電側接続解除手段を設けたものや正極用接続部材および負極用接続部材と複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子とを接続する接続ラインにそれぞれ駆動側接続解除手段を設けたものに比して接続解除手段を少なくすることができ、システムの小型化を図ることができる。なお、「電動機側」の正極側端子，負極側端子は、電動機を駆動すると共に蓄電装置と電力をやりとりする駆動回路を備える場合には駆動回路の正極側端子，負極側端子にそれぞれ相当し、駆動回路を備えない場合には電動機の正極側端子，負極側端子にそれぞれ相当する。

こうした本発明の車両において、前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち前記他方の接続部材とは異なる一方の接続部材と前記複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち前記一方の接続部材に接続される端子とに各々介在する複数のヒューズを備えるものとすることもできる。即ち、接続部材と電動機とを接続する接続ラインのうち、他方の接続部材と電動機とを接続する接続ラインに駆動側接続解除手段を設けると共に他方の接続部材とは異なる一方の接続部材と電動機とを接続する接続ラインにヒューズを設けるのである。こうすれば、一方の接続部材と電動機とを接続する接続ラインに駆動側接続解除手段とヒューズとの両方を設けるものに比して、接続部材と電動機とを接続する接続ラインの長さを短くすることができる。

また、本発明の車両において、前記複数の蓄電手段の前記一方の電極と前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち該一方の電極に接続される接続部材とがいずれも接続されているときには該複数の蓄電手段の状態に基づいて該複数の蓄電手段の各々に充放電可能な許容電力の総和としての総和許容電力を入出力制限として設定し、前記複数の蓄電手段の前記一方の電極と前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち該一方の電極に接続される接続部材との少なくとも一つの接続が解除されているときには前記総和許容電力より制限を課した制限許容電力を入出力制限として設定する入出力制限設定手段と、前記設定された入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記複数の電動機を制御する駆動制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、複数の蓄電手段と一方の接続部材との少なくとも一つの接続が解除されているときにも蓄電手段に過大な電力が充放電されるのを抑制することができる。もとより、要求駆動力により走行することができる。

さらに、本発明の車両において、前記複数の電動機がいずれも正常のときには前記他方の接続部材と該複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち該他方の接続部材に接続される端子との接続を伴って走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記複数の電動機と前記複数の駆動側接続解除手段とを制御し、前記複数の電動機の少なくとも一つに異常が生じたときには前記他方の接続部材と該異常が生じた電動機側の正極側端子および負極側端子のうち該他方の接続部材に設続される端子との接続の解除を伴って前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記複数の電動機と前記複数の駆動側接続解除手段とを制御する駆動制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、複数の電動機のうち少なくとも一つに異常が生じたときにも他の電動機を駆動して走行することができる。

あるいは、本発明の車両において、前記複数の蓄電手段は、複数のキャパシタであるものとすることもできる。また、前記正極用接続部材と前記負極用接続部材と前記複数の蓄電側接続解除手段と前記複数の駆動側接続解除手段とを収納する収納器を備えるものとすることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、前輪２９ａ，２９ｂに動力を出力するモータ２６と、後輪３９ａ，３９ｂに動力を出力するモータ３６と、直流電流を交流電流に変換してモータ２６，３６に供給可能なインバータ２４，３４と、インバータ２４，３４を介してモータ２６，３６と電力のやり取りを行なう２つのキャパシタ５２，５４と、モータ２６，３６の各々とキャパシタ５２，５４の各々との接続や接続の解除を行なうリレー４１〜４４などが収容されたジャンクションボックス４０と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット７０とを備える。

モータ２６およびモータ３６は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２４，３４を介してキャパシタ５２，５４と電力のやりとりを行なう。インバータ２４，３４は、それぞれ６つのスイッチング素子と６つのダイオードとからなるインバータ回路として構成されており、電力母線４８に対して並列に接続されている。モータ２４，３６は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）３０により駆動制御されている。モータＥＣＵ３０には、モータ２６，３６を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ２６，３６の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ２６，３６に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３０からは、インバータ２４，３４へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３０は、メイン電子制御ユニット７０と通信しており、メイン電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータ２６，３６を駆動制御すると共に必要に応じてモータ２６，３６の運転状態に関するデータをメイン電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ３０は、回転位置検出センサからの信号に基づいてモータ２６，３６の回転数Ｎｆ，Ｎｒも演算している。

キャパシタ５２，５４は、例えば電気二重層キャパシタとして構成されており、インバータ２４，３４が接続される電力母線４８に対して並列に接続されている。キャパシタ５２，５４は、キャパシタ用電子制御ユニット（以下、「キャパシタＥＣＵ」という。）５０により充放電の管理が行なわれている。キャパシタＥＣＵ５０には、キャパシタ５２，５４の端子間に設置された電圧センサ５２ａ，５４ａからのキャパシタ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，キャパシタ５２，５４と電力母線４８とを接続する接続ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，キャパシタ５２，５４に取り付けられた図示しない温度センサからのキャパシタ温度などが入力されている。キャパシタＥＣＵ５０は、メイン電子制御ユニット７０と通信しており、必要に応じてキャパシタ５２，５４の状態に関するデータを通信によりメイン電子制御ユニット７０に出力する。

ジャンクションボックス４０は、電力母線４８としての正極母線４８ａ，負極母線４８ｂと、正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４とを接続する接続ラインに各々に設けられたリレー４１，４２と、負極母線４８ｂとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインに各々に設けられたリレー４３，４４と、正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインに各々に設けられたヒューズ４５，４６とを一体に収納し、これらを保護するケースとして構成されている。実施例では、正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４のそれぞれの正極とがリレー４１，４２を介して接続されると共に負極母線４８ｂとキャパシタ５２，５４のそれぞれの負極とがリレーを介さずに接続されている。このため、キャパシタ５２，５４は正極母線４８ａ，負極母線４８ｂに対して互いに並列に接続されており、リレー４１，４２によってキャパシタ５２，５４のうち一方と正極母線４８ａとの接続を解除した状態でも他のキャパシタを充放電することができる。また、正極母線４８ａとインバータ２４，３４のそれぞれの正極側端子とがリレーを介さずに接続されると共に負極母線４８ｂとインバータ２４，３４のそれぞれの負極側端子とがリレー４３，４４を介して接続されている。このため、インバータ２４，３４は正極母線４８ａ，負極母線４８ｂに対して互いに並列に接続されており、リレー４３，４４によってインバータ２４，３４のうち一方と負極母線４８ｂとの接続を解除した状態でも他のインバータを制御して対応するモータを駆動することができる。さらに、キャパシタ５２，５４とインバータ２４，３４とはそれぞれ正極母線４８ａ，負極母線４８ｂに対して並列に接続されているから、キャパシタ５２，５４とインバータ２４，３４とは正極母線４８ａ，負極母線４８ｂに対して互いに並列に接続されていることになる。そして、リレー４１，４２は対応するキャパシタ５２，５４と正極母線４８ａとの接続を解除することができ、リレー４３，４４は対応するインバータ２４，３４と負極母線４８ｂとの接続を解除することができる。これらにより、システムオフ時には、リレー４１〜４４によってキャパシタ５２，５４とインバータ２４，３４との接続のうち正極母線４８ａを介する接続と負極母線４８ｂを介する接続とのそれぞれを解除することができ、キャパシタ５２，５４とインバータ２４，３４との遮断をより確実に確保することができる。しかも、負極母線４８ｂとキャパシタ５２，５４とを接続する接続ラインや正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにはリレーを設けていないから、これらの接続ラインにリレーを設けるものに比してリレーを少なくすることができ、省スペース化やジャンクションボックス４０の小型化を図ることができる。また、正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにはそれぞれヒューズ４５，４６が設けられている。このように、負極母線４８ｂとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにそれぞれリレー４３，４４を設けると共に正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにそれぞれヒューズ４５，４６を設けることにより、負極母線４８ｂとキャパシタ５０，５２のそれぞれの負極側端子とを接続する接続ラインにリレーとヒューズとをそれぞれ備えるものに比して電力母線４８とインバータ２４，３４との接続ラインの長さを短くすることができる。

メイン電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。メイン電子制御ユニット７０には、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力され、メイン電子制御ユニットからは、リレー４１〜４４への制御信号が出力されている。メイン電子制御ユニット７０は、上述したように、モータＥＣＵ３０やキャパシタＥＣＵ５０と通信ポートを介して接続されており、モータＥＣＵ３０やキャパシタＥＣＵ５０と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、モータ２６，３６の駆動制御について説明する。図２は、実施例のメイン電子制御ユニット７０により実行されるモータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

モータ駆動制御ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、モータ２６，３６の回転数Ｎｆ，Ｎｒやモータ２６，３６に要求される目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄ，モータ２６およびインバータ２４（以下合わせてモータ２６系という）とモータ３６およびインバータ３４（以下、合わせてモータ３６系という）のいずれか一方が異常であるか否かを示すモータ系異常フラグＧ，キャパシタ５２，５４の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータ２６，３６の回転数Ｎｆ，Ｎｒは、回転位置検出センサにより検出されたモータ２６，３６の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ３０から通信により入力するものとした。また、目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄは、アクセルペダル８３の踏み込み量やブレーキペダル８５の踏み込み力（踏力）などに応じた車両に要求される要求トルクが車両の重心などに基づく分配比で前輪２９ａ，２９ｂと後輪３９ａ，３９ｂとに作用するよう設定されてＲＡＭ７６の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。さらに、モータ系異常フラグＧは、モータ２６，３６系が共に正常なときには値０が設定され、モータ２６，３６系の一方に異常が生じているときには値１が設定されるフラグである。なお、実施例では、モータ２６，３６系やの両方に異常が生じているときにはモータ駆動制御ルーチンは実行されないものとした。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、図３の入出力制限設定ルーチンによって設定されたものをキャパシタＥＣＵ５０から通信により入力するものとした。以下、モータ駆動制御ルーチンの説明を中断し、図３の入出力制限設定ルーチンについて説明する。このルーチンは、キャパシタＥＣＵ５０によりモータ駆動制御ルーチンと並列して所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

入出力制限設定ルーチンが実行されると、キャパシタＥＣＵ５０の図示しないＣＰＵは、キャパシタ５２に充放電してもよい電力の許容電力としての第１入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１やキャパシタ５４に充放電してもよい電力の許容電力としての第２入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２，リレーオフフラグＦ１，Ｆ２などを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、第１入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１や第２入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２は、キャパシタ５２，５４のキャパシタ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２などに基づいてそれぞれ設定されたものを入力するものとした。また、リレーオフフラグＦ１は、キャパシタ５２が正常で正極母線４８ａとキャパシタ５２とが接続されているときに値０が設定され、キャパシタ５２に異常が生じて正極母線４８ａとキャパシタ５２との接続が解除されているときに値１が設定されるフラグである。さらに、リレーオフフラグＦ２は、キャパシタ５４が正常で正極母線４８ａとキャパシタ５４とが接続されているときに値０が設定され、キャパシタ５４に異常が生じて正極母線４８ａとキャパシタ５４との接続が解除されているときに値１が設定されるフラグである。

こうしてデータを入力すると、リレーオフフラグＦ１，Ｆ２の値を調べ（ステップＳ２１０）、リレーオフフラグＦ１，Ｆ２の値に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定すると共に（ステップＳ２２０〜Ｓ２５０）、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔをメイン電子制御ユニット７０に送信して（ステップＳ２６０）、入出力制限設定ルーチンを終了する。ここで、リレーオフフラグＦ１，Ｆ２の値に基づく入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの設定としては、リレーオフフラグＦ１，Ｆ２が共に値０のとき、即ちキャパシタ５２，５４が共に正常で正極母線４８ａにそれぞれ接続されているときには、第１入力制限Ｗｉｎ１と第２入力制限Ｗｉｎ２との和を入力制限Ｗｉｎに設定すると共に第１出力制限Ｗｏｕｔ１と第２出力制限Ｗｏｕｔ２との和を出力制限Ｗｏｕｔに設定し（ステップＳ２２０）、リレーオフフラグＦ１が値０でリレーオフフラグＦ２が値１のとき、即ちキャパシタ５２が正常で正極母線４８ａに接続されていると共にキャパシタ５４が異常で正極母線４８ａとの接続が解除されているときには、キャパシタ５２の第１入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに設定し（ステップＳ２３０）、リレーオフフラグＦ１が値１でリレーオフフラグＦ２が値０のとき、即ちキャパシタ５２が異常で正極母線４８ａとの接続が解除されていると共にキャパシタ５４が正常で正極母線４８ａに接続されているときには、キャパシタ５４の第２入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに設定し（ステップＳ２４０）、リレーオフフラグＦ１，Ｆ２が共に値１のとき、即ちキャパシタ５２，５４が共に異常で正極母線４８ａとの接続がそれぞれ解除されているときには、値０を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔにそれぞれ設定するものとした（ステップＳ２５０）。即ち、キャパシタ５２，５４が共に正常で正極母線４８ａにそれぞれ接続されているときにはキャパシタ５２，５４がそれぞれ充放電してもよい許容電力の和を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとして設定すると共に、キャパシタ５２，５４のうち少なくとも一方に異常が生じたときにはキャパシタ５２，５４が共に正常で正極母線４８ａにそれぞれ接続されているときに比して制限が強化されるよう入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するのである。

以上、入出力制限設定ルーチンについて説明した。図２のモータ駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１００で制御に必要なデータを入力すると、モータ系異常フラグＧの値を調べる（ステップＳ１１０）。モータ系異常フラグＧが値０のとき、即ちモータ２６，３６系が共に正常のときには、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてモータ２６，３６のトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定したトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊をモータＥＣＵ３０に送信して（ステップＳ１４０）、モータ駆動制御ルーチンを終了し、モータ系異常フラグＧが値１のとき、即ちモータ２６，３６系の一方に異常が生じているときには、異常が生じているモータ系と負極母線４８ｂとの接続を解除するよう異常が生じているモータ系に対応するリレーに接続解除信号を出力すると共に異常が生じているモータの目標トルクに値０を設定し（ステップＳ１２０）、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定したトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊をモータＥＣＵ３０に送信して（ステップＳ１４０）、モータ駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を受信したモータＥＣＵ３０は、トルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊でモータ２６，３６が駆動されるようインバータ２４，３４のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、モータ２６，３６系の一方に異常が生じたときにも負極母線４８ａと異常が生じたモータとの接続を解除して正常なモータを駆動することにより、異常が生じたモータ系の影響（例えば、逆起電力の発生による制動力の発生など）を受けることなく走行することができる。また、入出力設定ルーチンで設定された入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータ２６，３６を駆動するから、キャパシタ５２，５４のうち少なくとも一方に異常が生じて正極母線４８ａと異常が生じたキャパシタとの接続を解除しているときにもキャパシタ５２，５４に過大な電力が充放電されるのを抑制することができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４のそれぞれの正極とがリレー４１，４２を介して接続されると共に負極母線４８ｂとキャパシタ５２，５４のそれぞれの負極とがリレーを介さずに接続され、正極母線４８ａとインバータ２４，３４のそれぞれの正極側端子とがリレーを介さずに接続されると共に負極母線４８ｂとインバータ２４，３４のそれぞれの負極側端子とがリレー４３，４４を介して接続されているから、キャパシタ５２，５４やインバータ２６，３６のうちいずれかを切り離した状態においても走行することができる。さらに、リレー４１，４２はキャパシタ５２，５４と正極母線４８ａとの接続を解除できると共にリレー４３，４４はインバータ２４，３４と負極母線４８ｂとの接続を解除できるから、システムオフ時には、リレー４１〜４４によってキャパシタ５２，５４とインバータ２４，３４との接続のうち正極母線４８ａを介する接続と負極母線４８ｂを介する接続とをそれぞれ解除することができ、キャパシタ５２，５４とモータ２６，３６との遮断をより確実に確保することができる。しかも、負極母線４８ｂとキャパシタ５２，５４とを接続する接続ラインや正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにリレーを設けていないから、これらにリレーを設けるものに比してリレーを少なくすることができ、省スペース化やジャンクションボックス４０の小型化を図ることができる。

また、負極母線４８ｂとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにそれぞれリレー４３，４４を設けると共に正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにそれぞれヒューズ４５，４６を設けることにより、負極母線４８ｂとキャパシタ５０，５２のそれぞれの負極側端子とを接続する接続ラインにリレーとヒューズとをそれぞれ備えるものに比して電力母線４８とインバータ２４，３４との接続ラインの長さを短くすることができる。

さらに、モータ２６，３６系の一方に異常が生じたときには、負極母線４８ａと異常が生じたモータ系との接続を解除して正常なモータを駆動するから、異常が生じたモータ系の影響（例えば、逆起電力の発生による制動力の発生など）を受けることなく走行することができる。また、キャパシタ５２，５４のうち少なくとも一方に異常が生じたときにはキャパシタ５２，５４が共に正常で正極母線４８ａにそれぞれ接続されているときに比して制限が強化されるよう入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定すると共にこの入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータ２６，３６を制御するから、キャパシタ５２，５４のうち少なくとも一方に異常が生じて正極母線４８ａとの接続を解除するときにもキャパシタ５２，５４に過大な電力が充放電されるのを抑制することができる。

実施例の電気自動車２０では、キャパシタ５０，５２に異常が生じたときに、リレー４１，４２によって正極母線４８ａと異常が生じたキャパシタとの接続を解除するものとしたが、キャパシタ５２，５４が正常なときにも正極母線４８ａとキャパシタ５０，５２の接続を解除するものとしてもよい。また、モータ２６，３６系に異常が生じたときに、リレー４３，４４によって負極母線４８ｂと異常が生じたモータ２６，３６系との接続を解除するものとしたが、モータ２６，３６系が正常なときにも負極母線４８ｂとモータ２６，３６系との接続を解除するものとしてもよく、例えば、モータに要求される目標トルクが値０のときには負極母線４８ｂとモータ系との接続を解除するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、キャパシタ５２，５４にそれぞれ充放電してもよい許容電力としての第１入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１，第２入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するものとしたが、正極母線４８ａとキャパシタ５０，５２との接続の少なくとも一方が解除されているときには、正極母線４８ａとキャパシタ５０，５２が共に接続されているときに比して制限が課されるよう入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するものとすればよく、例えば、キャパシタ５０，５２と正極母線４８ａが共に接続されているときに設定される入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに対して値１より小さい補正係数を乗じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４とを接続する接続ラインにリレー４１，４２を設けると共に負極母線４８ｂとモータ２６，３６とを接続する接続ラインにリレー４３，４４を設けるものとしたが、これに代えて、負極母線４８ｂとそれぞれのキャパシタ５２，５４とを接続する接続ラインにリレーを設けると共に正極母線４８ａとそれぞれのモータ２６，３６とを接続する接続ラインにリレーを設けるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、正極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにヒューズ４５，４６を設けるものとしたが、負極母線４８ａとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにヒューズを設けるものとしたり、正極母線４８ａ，負極母線４８ｂとインバータ２４，３４とを接続する接続ラインにヒューズを設けないものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、電力母線４８やリレー４１〜４４，ヒューズ４５，４６を一体に収納するケースとしてのジャンクションボックス４０を設けるものとしたが、これらのうち一部を収納するケースを１以上設けるものとしてもよい。また、これらを収納するケースを設けないものとしても構わない。

実施例の電気自動車２０では、同期発電電動機としてのモータ２６，３６と、このモータ２６，３６を駆動するインバータ２４，３４を備えるものとしたが、これに代えて直流電力を用いて動力を出力する直流モータを備えるものとしてもよい。この場合、インバータ２６，３６の正極側端子，負極側端子が接続されている箇所に直流モータの正極側端子，負極側端子が接続されるものとすればよい。

実施例の電気自動車２０では、２つのキャパシタを備えるものとしたが、複数の電動機と電力をやりとりする複数の蓄電手段を備えるものとすればよく、３つ以上のキャパシタを備えるものとしてもよい。また、複数のニッケル水素二次電池やリチウム電池などを用いるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、２つのモータ２６，３６を備えるものとしたが、走行用の動力を出力する複数の電動機を備えるものとすればよく、３つ以上のモータを備えるものとしてもよい。例えば、図４の変形例の電気自動車１２０に例示するように、モータ２６の代わりに同期発電電動機や減速機，ハブベアリング等を一体化した、いわゆるインホイールモータ１２４，１２６を備えるものとしてもよい。この場合、インホイールモータ１２４，１２６をそれぞれ駆動するインバータ１２３，１２５と負極母線４８ｂとを接続する接続ラインにそれぞれリレー１４１，１４２を設けるものとすればよい。さらに、インバータ１２３，１２５と正極母線４８ａとを接続する接続ラインにそれぞれヒューズ１４３，１４４を設けるものとすれば、インバータ１２３，１２５と負極母線４８ｂとを接続する接続ラインにそれぞれリレーとヒューズとを備えるものに比してインバータ１２３，１２５と電力ライン４８とを接続する接続ラインの長さを短くすることができる。

また、こうした電気自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の動力を出力する複数の電動機とこの複数の電動機と電力のやりとりが可能な複数の蓄電手段とを搭載した車両であれば如何なる形態のものに適用してもよく、例えば、図５のハイブリッド自動車２２０に例示するように、図４の電気自動車１２０のハード構成に加えて、モータの他の動力源としてのエンジン８０と、エンジン８０からの動力を変速して伝達するトランスミッション８２と、を備えるものとしてもよい。

ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ２６，３６が「複数の電動機」に相当し、キャパシタ５２，５４が「複数の蓄電手段」に相当し、正極母線４８ａが「正極用接続部材」に相当し、負極母線４８ｂが「負極用接続部材」に相当し、正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４のそれぞれの正極とを接続する接続ラインにそれぞれ設けられたリレー４１，４２が「複数の蓄電側接続解除手段」に相当し、負極母線４８ｂとインバータ２４，３４のそれぞれの負極側端子とを接続する接続ラインにそれぞれ設けられたリレー４３，４４が「複数の駆動側接続解除手段」に相当する。また、正極母線４８ａとインバータ２４，３４のそれぞれの正極側端子とを接続する接続ラインにそれぞれ設けられたヒューズ４５，４６が「複数のヒューズ」に相当し、キャパシタ５２，５４が共に正常で正極母線４８ａにそれぞれ接続されているときにはキャパシタ５２のキャパシタ電圧Ｖｃ１に基づく第１入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１とキャパシタ５４のキャパシタ電圧Ｖｃ２に基づく第２入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２との和を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとして設定し、キャパシタ５２，５４のうち一方に異常が生じたときには正常なキャパシタの許容電力を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとして設定する図３に示す入出力制限設定ルーチンを実行するキャパシタＥＣＵ５０が「入出力制限設定手段」に相当し、入出力制限設定ルーチンによって設定された入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定してモータＥＣＵ３０に送信する図２のモータ駆動制御ルーチンを実行するメイン電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊に基づいてモータ２６，３６を制御するモータＥＣＵ３０とが「駆動制御手段」に相当し、モータ２６，３６系が共に正常のときには入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてモータ２６，３６のトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定してトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊をモータＥＣＵ３０に送信し、モータ２６，３６系の一方に異常が生じているときには異常が生じているモータ系と負極母線４８ｂとの接続を解除するよう異常が生じているモータに対応するリレーに接続解除信号を出力して異常が生じているモータの目標トルクに値０を設定すると共に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定してモータＥＣＵ３０に送信する図２の駆動制御ルーチンを実行するメイン電子制御ユニット７０と、トルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊に基づいてモータ２６，３６を制御するモータＥＣＵ３０とが「制御手段」に相当し、電力母線４８やリレー４１〜４４，ヒューズ４５，４６を一体として収納するジャンクションボックス４０が「収納器」に相当する。さらに、インホイールモータ１２４，１２６も「複数の電動機」に相当する。

ここで、「複数の電動機」としては、モータ２６，３６やインホイールモータ１２４，１２６に限定されるものではなく、誘導電動機や直流電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「複数の蓄電手段」としては、キャパシタ５２，５４に限定されるものではなく、ニッケル水素電池や鉛蓄電池など、複数の電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「正極用接続部材」としては、正極母線４８ａに限定されるものではなく、複数の蓄電手段の各々の正極に接続されると共に複数の電動機側の各々の正極側端子に接続されるものであれば如何なるものとしても構わない。「負極用接続部材」としては、負極母線４８ｂに限定されるものではなく、複数の蓄電手段の各々の負極に接続されると共に複数の電動機側の各々の負極側端子に接続されるものであれば如何なるものとしても構わない。「複数の蓄電側接続解除手段」としては、正極母線４８ａとキャパシタ５２，５４のそれぞれの正極とを接続する接続ラインにそれぞれ設けられたリレー４１，４２に限定されるものではなく、複数の蓄電手段の各々の正極または負極の一方の電極と正極用接続部材および負極用接続部材のうち一方の電極に接続される接続部材との接続と接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「複数の駆動側接続解除手段」としては、負極母線４８ｂとインバータ２４，３４のそれぞれの負極側端子とを接続する接続ラインにそれぞれ設けられたリレー４３，４４に限定されるものではなく、正極用接続部材および負極用接続部材のうち一方の電極に接続される接続部材とは異なる他方の接続部材と複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち他方の接続部材に接続される端子との接続と接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「複数のヒューズ」としては、正極母線４８ａとインバータ２４，３４のそれぞれの正極側端子とを接続する接続ラインにそれぞれ設けられたヒューズ４５，４６に限定されるものではなく、正極用接続部材および負極用接続部材のうち他方の接続部材とは異なる一方の接続部材と複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち一方の接続部材に接続される端子とに各々介在するものであれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、キャパシタ５２，５４が共に正常で正極母線４８ａにそれぞれ接続されているときにはキャパシタ５２のキャパシタ電圧Ｖｃ１に基づく第１入出力制限Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１とキャパシタ５４のキャパシタ電圧Ｖｃ２に基づく第２入出力制限Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２との和を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとして設定し、キャパシタ５２，５４のうち一方に異常が生じたときには正常なキャパシタの許容電力を入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとして設定するものに限定されるものではなく、複数の蓄電手段の一方の電極と正極用接続部材および負極用接続部材のうち一方の電極に接続される接続部材とがいずれも接続されているときには複数の蓄電手段の状態に基づいて複数の蓄電手段の各々に充放電可能な許容電力の総和としての総和許容電力を入出力制限として設定し、複数の蓄電手段の一方の電極と正極用接続部材および負極用接続部材のうち一方の電極に接続される接続部材との少なくとも一つの接続が解除されているときには総和許容電力より制限を課した制限許容電力を入出力制限として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「駆動制御手段」としては、メイン電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ３０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「駆動制御手段」としては、入出力制限設定ルーチンによって設定された入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定してモータ２６，３６を制御するものに限定されるものではなく、設定された入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう複数の電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、メイン電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ３０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、モータ２６，３６が共に正常のときには入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてモータ２６，３６のトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定してモータ２６，３６を制御し、モータ２６，３６の一方に異常が生じているときには異常が生じているモータと負極母線４８ｂとの接続を解除するよう異常が生じているモータに対応するリレーを駆動して異常が生じているモータの目標トルクに値０を設定すると共に入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｆｄ，Ｔｒｄに基づいてトルク指令Ｔｆ＊，Ｔｒ＊を設定してモータ２６，３６を制御するものに限定されるものではなく、複数の電動機がいずれも正常のときには他方の接続部材と複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち他方の接続部材に接続される端子との接続を伴って走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう複数の電動機と複数の駆動側接続解除手段とを制御し、複数の電動機の少なくとも一つに異常が生じたときには他方の接続部材と異常が生じた電動機側の正極側端子および負極側端子のうち他方の接続部材に設続される端子との接続の解除を伴って要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう複数の電動機と前記複数の側接続解除手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「収納器」としては、電力母線４８やリレー４１〜４４，ヒューズ４５，４６を一体として収納するジャンクションボックス４０に限定されるものではなく、正極用接続部材と負極用接続部材と複数の蓄電側接続解除手段と複数の駆動側接続解除手段とを収納するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のメイン電子制御ユニット７０により実行されるモータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 入出力制限設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の電気自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０ 電気自動車、２４，３４，１２３，１２５ インバータ、２６，３６ モータ、２９ａ，２９ｂ 前輪、３０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、３９ａ，３９ｂ 後輪、４０ ジャンクションボックス、４１〜４４，１４１，１４２ リレー、４５，４６，１４３，１４４ ヒューズ、４８ 電力母線、４８ａ 正極母線、４８ｂ 負極母線、５０ キャパシタ用電子制御ユニット（キャパシタＥＣＵ）、５２，５４ キャパシタ、５２ａ，５４ａ 電圧センサ、７０ メイン電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８０ エンジン、８２ トランスミッション、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２０ ハイブリッド自動車、１２４，１２６ インホイールモータ。

Claims (6)

1. 走行用の動力を出力する複数の電動機と、該複数の電動機と電力のやりとりが可能な複数の蓄電手段と、を備える車両であって、
   前記複数の蓄電手段の各々の正極に接続されると共に前記複数の電動機側の各々の正極側端子に接続される正極用接続部材と、
   前記複数の蓄電手段の各々の負極に接続されると共に前記複数の電動機側の各々の負極側端子に接続される負極用接続部材と、
   前記複数の蓄電手段の各々の正極または負極の一方の電極と前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち該一方の電極に接続される接続部材との接続と接続の解除を行なう複数の蓄電側接続解除手段と、
   前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち前記一方の電極に接続される接続部材とは異なる他方の接続部材と前記複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち前記他方の接続部材に接続される端子との接続と接続の解除を行なう複数の駆動側接続解除手段と、
   を備える車両。
2. 前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち前記他方の接続部材とは異なる一方の接続部材と前記複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち前記一方の接続部材に接続される端子とに各々介在する複数のヒューズを備える請求項１記載の車両。
3. 請求項１または２記載の車両であって、
   前記複数の蓄電手段の前記一方の電極と前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち該一方の電極に接続される接続部材とがいずれも接続されているときには該複数の蓄電手段の状態に基づいて該複数の蓄電手段の各々に充放電可能な許容電力の総和としての総和許容電力を入出力制限として設定し、前記複数の蓄電手段の前記一方の電極と前記正極用接続部材および前記負極用接続部材のうち該一方の電極に接続される接続部材との少なくとも一つの接続が解除されているときには前記総和許容電力より制限を課した制限許容電力を入出力制限として設定する入出力制限設定手段と、
   前記設定された入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記複数の電動機を制御する駆動制御手段と、
   を備える車両。
4. 前記複数の電動機がいずれも正常のときには前記他方の接続部材と該複数の電動機側の各々の正極側端子および負極側端子のうち該他方の接続部材に接続される端子との接続を伴って走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記複数の電動機と前記複数の駆動側接続解除手段とを制御し、前記複数の電動機の少なくとも一つに異常が生じたときには前記他方の接続部材と該異常が生じた電動機側の正極側端子および負極側端子のうち該他方の接続部材に設続される端子との接続の解除を伴って前記要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記複数の電動機と前記複数の駆動側接続解除手段とを制御する制御手段を備える請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
5. 前記複数の蓄電手段は、複数のキャパシタである請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の車両。
6. 前記正極用接続部材と前記負極用接続部材と前記複数の蓄電側接続解除手段と前記複数の駆動側接続解除手段とを収納する収納器を備える請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の車両。

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