JP2010264873A - 電動車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のエネルギー効率や燃費を悪化させることなくバッテリの劣化を防止できる電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法を提供する。
【解決手段】発電装置１と、発電装置１による発電電力を蓄える蓄電装置２と、蓄電装置２に蓄えられた電力により駆動する駆動装置３と、を備えた電動車両の制御装置５である。この制御装置５は、蓄電装置２の蓄電量を検出する蓄電量検出手段（Ｓ２０１）と、車両１０の消費電力を検出する消費電力検出手段（Ｓ２０４）と、蓄電量が所定閾値より小さくなると、発電装置１の目標発電電力を発電装置１の発電効率が最大となる発電電力又は車両１０の消費電力のいずれか大きい方の電力値に設定する目標発電電力設定手段（Ｓ２０５からＳ２０７）と、設定された目標発電電力に基づいて発電装置１を制御する発電制御手段（Ｓ２１５）と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両の制御装置及び制御方法に関する。

エンジンにより駆動されて発電する発電機と、この発電機による発電電力を蓄えるバッテリ（蓄電装置）と、このバッテリに蓄えられた電力により駆動する走行用のモータ（駆動装置）と、を備えたハイブリッド電気自動車等の電動車両が知られている。

特許文献１には、このような電動車両に関して、バッテリの充電レベルが一定値より小さいときには、充電レベルが発電終了値になるまで発電機に通常出力で発電させるとともに、バッテリの充電レベルが一定値より小さいのに加えてモータの消費電力が一定値より大きいときには、充電レベルが発電終了値になるまで発電機に通常出力よりも高出力で発電させる技術が開示されている。この技術によれば、バッテリの充電レベルの大きな減少によるバッテリの劣化を防止することができる。

特開２００１−２３８３０４号公報

上記特許文献１に開示された技術では、一定条件下で発電機に高出力で発電させている。しかしながら、この高出力発電は通常出力発電に比べて発電効率が悪く、これを継続させることで車両のエネルギー効率や燃費を悪化させてしまう問題があった。

また、一旦発電機に高出力発電を開始させると、その後モータの消費電力が一定値より小さくなった場合であっても高出力発電を継続させている。そうすると、発電機による発電電力のうちモータに消費されずに余った余剰電力はバッテリに充電され、バッテリの充電レベルは上昇する。しかしながら、バッテリの内部抵抗による充電損失が増大するため、車両のエネルギー効率や燃費を悪化させてしまう問題があった。

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、車両のエネルギー効率や燃費を悪化させることなく蓄電装置の劣化を防止することができる電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明は、発電装置と、前記発電装置による発電電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄えられた電力により駆動する駆動装置と、を備えた電動車両の制御装置である。この電動車両の制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、当該車両の消費電力を検出する消費電力検出手段と、前記蓄電量が所定閾値より小さくなると、前記発電装置の目標発電電力を、前記発電装置の発電効率が最大となる発電電力又は前記消費電力のいずれか大きい方の電力値に設定する目標発電電力設定手段と、設定された前記目標発電電力に基づいて、前記発電装置を制御する発電制御手段と、を有する。

本発明によれば、蓄電装置の蓄電量が所定閾値より小さくなって蓄電装置が劣化するおそれがある場合に、発電装置の目標発電電力を発電装置の発電効率が最大となる発電電力又は消費電力のいずれか大きい方の電力値に設定している。前者の電力値の方が大きい場合には、消費電力よりも大きい且つ発電効率の高い前者の電力値で発電させることで発電効率を向上させている。一方、後者の電力値の方が大きい場合には、消費電力に等しい電力値で発電させることで蓄電装置の蓄電量が不必要に上昇して蓄電装置の内部抵抗で充電損失が発生するのを防いでいる。以上により、車両のエネルギー効率や燃費を悪化させることなく蓄電装置の劣化を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る電動車両の制御システムの構成例を示す図である。 第一の実施形態に係る制御装置の制御ロジックを示すフローチャートである。 ステップＳ２０２に係る最高効率電力を説明する図である。 図２の制御ロジックを実行したときのタイムチャートである。 従来技術と比較した効果を説明する図である。 第二の実施形態に係る制御装置の制御ロジックを示すフローチャートである。 ステップＳ６０２に係る最高効率電力を説明する図である。 図７（ａ）のケースにステップＳ６０５からＳ６０７を適用した場合を説明する図である。 図７（ｂ）のケースにステップＳ６０５からＳ６０７を適用した場合を説明する図である。 図７のケースにステップＳ２０５からＳ２０７を適用した場合を説明する図である。 図１０を補足説明する図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

[第一の実施形態]
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。

（電動車両の制御システム）
図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両の制御システムの構成例を示す図である。図１に示す制御システム１０は、発電装置１、蓄電装置２、駆動装置３、電動補機４、制御装置（電動車両の制御装置）５等により構成される。

発電装置１は、発電モータ１１、この発電モータ１１を制御する発電インバータ１２、この発電モータ１１の駆動源となる発電エンジン１３、により構成される。この発電装置１は、発電エンジン１３により駆動して発電する発電機である。この発電装置１による発電電力は蓄電装置２に蓄えられる。

蓄電装置２は、発電装置１により生成された電力（発電電力）を蓄えるバッテリである。

駆動装置３は、駆動モータ３１、この駆動モータ３１を制御する駆動インバータ３２、により構成される。この駆動装置３は、蓄電装置２に貯蔵された電力を取り出して車両の駆動力に変換する装置である。必要に応じて差動減速機６により動力変換を行った上で駆動輪７を駆動することで車両を走行駆動させる。

電動補機４は、エアコンやカーナビ等の各種電気負荷装置を総称したものである。この電動補機４は、蓄電装置２に貯蔵された電力を用いて動作する。

制御装置５は、制御システム１０における各種制御を行う。この制御装置５は、発電装置１を制御する発電系制御装置５１、蓄電装置２を制御する蓄電系制御装置５２、駆動装置３を制御する駆動系制御装置５３により構成される。制御内容については後述する。

発電系制御装置５１は、蓄電系制御装置５２から発電要求又は発電停止要求を受信し、受信した要求に応じて発電装置１の発電動作を制御する。発電要求を受信した場合には、発電インバータ１２と発電エンジン１３とが効率の良い領域で動作するよう制御する。発電停止要求を受信した場合には、発電インバータ１２と発電エンジン１３とを停止するよう制御する。

蓄電系制御装置５２は、蓄電装置２に関する各種パラメータを推定、演算又は測定等により取得する。各種パラメータとは、蓄電装置２の端子電圧、通電電流、温度、内部抵抗、蓄電量等のパラメータである。また、この取得したパラメータを用いて発電装置１に発電させる必要があるか否か（発電の要否）を判定し、判定結果に応じて発電要求又は発電停止要求を発電系制御装置５１に送信する。加えて、蓄電装置２の許可電力範囲を算出して発電系制御装置５１と駆動系制御装置５３に送信する。許可電力範囲とは、図４（ｂ）の上側閾値と下限閾値との間の範囲をいう。

駆動系制御装置５３は、ドライバーのアクセル操作に基づいた駆動力を駆動輪７で発生させるように、駆動装置３を制御する。

以上、図１を用いて制御システム１０の構成例について説明してきた。この制御システム１０は、駆動装置３に航続距離を延長することを目的として発電装置１を付加した発電装置搭載型の制御システムであり、電気自動車等に搭載されている。なお、発電系制御装置５１と駆動系制御装置５３とは、蓄電装置２の入出力電力が蓄電装置２の内部状態により決定される許可電力範囲内になるように、協調動作する。

（第一の実施形態に係る制御装置５の制御ロジック）
図２は、第一の実施形態に係る制御装置５の制御ロジックを示すフローチャートである。制御装置５は、車両の走行中に図２に示す制御ロジックを繰り返す。

まず、ステップＳ２０１において制御装置５は、蓄電装置２の蓄電量を取得（検出）する （Ｓ２０１）。ここでは蓄電系制御装置５２が、蓄電装置２の蓄電量を推定、演算又は測定により取得（検出）する。

次に、ステップＳ２０２に進んで制御装置５は、発電装置１の最高効率電力の電力値を取得する（Ｓ２０２）。ステップＳ２０２について図３を用いて説明する。

図３は、ステップＳ２０２に係る最高効率電力を説明する図である。図３では、発電装置１の発電電力（横軸）と発電効率（縦軸）との一般的な関係を示している。図３において、発電効率の極大値が一つ存在している。ステップＳ２０２では、この極大値をとる発電電力の電力値を発電装置１が最も高い発電効率で発電できる発電電力の電力値すなわち最高効率電力の電力値として取得する。

図２に戻り、ステップＳ２０３に進んで制御装置５は、蓄電量が下限閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ２０３）。ここでは蓄電系制御装置５２が、ステップＳ２０１で取得した蓄電量が予め設定された又は随時更新される下限閾値より小さいか否かを判定する。この下限閾値とは、蓄電量がこの値より小さくなると蓄電装置２が劣化してしまうおそれがある程度に低い蓄電量の値である。なお、下限閾値についての補足説明を後述する。

蓄電量が下限閾値よりも小さい場合には（Ｓ２０３ＹＥＳ）、制御装置５は、消費電力の電力値を取得する（Ｓ２０４）。消費電力の電力値とは、駆動装置３や電動補機４等を含む車両全体により消費される電力の電力値である。ここでは蓄電系制御装置５２が、このような消費電力の電力値を取得する。

その後、ステップＳ２０５へ進んで制御装置５は、消費電力の電力値が最高効率電力の電力値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０５）。ここでは蓄電系制御装置５２が、ステップＳ２０４で取得した消費電力の電力値とステップＳ２０２で取得した最高効率電力の電力値とを比較判定する。消費電力の電力値が最高効率電力の電力値よりも大きい場合には（Ｓ２０５ＹＥＳ）、制御装置５は、目標発電電力を消費電力の電力値に設定する（Ｓ２０６）。一方、消費電力の電力値が最高効率電力の電力値よりも小さい場合には（Ｓ２０５ＮＯ）、制御装置５は、目標発電電力を最高効率電力の電力値に設定する（Ｓ２０７）。なお、これらステップＳ２０５からＳ２０７についての補足説明を後述する。

他方、ステップＳ２０３において蓄電量が下限閾値よりも大きい場合には（Ｓ２０３ＮＯ）、制御装置５は、現在の目標発電電力が零に等しいか否かを判定する（Ｓ２０８）。ここでは蓄電系制御装置５２が、現在の目標発電電力が零に等しいか否かを、現に発電系制御装置５１に対して送信している要求が発電停止要求（目標発電電力が零）であるか又は発電要求（目標発電電力が零以外）であるかによって判定する。

現在の目標発電電力が零である場合には（Ｓ２０８ＹＥＳ）、制御装置５は、蓄電量が下側閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ２０９）。ここでは蓄電系制御装置５２が、ステップＳ２０１で取得した蓄電量が予め設定された又は随時更新される下側閾値より小さいか否かを判定する。この下側閾値とは、蓄電量がこの値より小さくなると蓄電装置２を充電することが好ましい蓄電量の値であって前述の下限閾値よりも大きい値である。蓄電量が下側閾値よりも小さい場合には（Ｓ２０９ＹＥＳ）、制御装置５は、目標発電電力を最高効率電力の電力値に設定する（Ｓ２１０）。一方、蓄電量が下側閾値よりも大きい場合には（Ｓ２０９ＮＯ）、制御装置５は、目標発電電力を零に設定する（Ｓ２１１）。なお、下側閾値についての補足説明を後述する。

他方、ステップＳ２０８において現在の目標発電電力が零でない場合には（Ｓ２０８ＮＯ）、制御装置５は、蓄電量が上側閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２１２）。ここでは蓄電系制御装置５２が、ステップＳ２０１で取得した蓄電量が予め設定された又は随時更新される上側閾値より大きいか否かを判定する。この上側閾値とは、蓄電量がこの値より大きくなると蓄電装置２の内部抵抗による充電損失が増大してしまう程度に高い蓄電量の値であって前述の下側閾値よりも大きい値である。蓄電量が上側閾値よりも大きい場合には（Ｓ２１２ＹＥＳ）、制御装置５は、目標発電電力を零に設定する（Ｓ２１３）。一方、蓄電量が上側閾値よりも小さい場合には（Ｓ２１２ＮＯ）、制御装置５は、目標発電電力を最高効率電力の電力値に設定する（Ｓ２１４）。なお、上側閾値についての補足説明を後述する。

その後、ステップＳ２１５へ進んで制御装置５は、設定された目標発電電力に応じて発電装置１を制御する（Ｓ２１５）。すなわち蓄電系制御装置５２は、設定された目標発電電力で発電をする旨の発電要求（目標発電電力が零の場合には発電停止要求）を発電系制御装置５１に送信する。発電要求又は発電停止要求を受信した発電系制御装置５１は、この要求に応じて発電装置１の発電動作を制御する。

以上に示されるように、制御装置５は、蓄電装置２の蓄電量などに応じて発電装置１の目標発電電力を切り替えて設定するとともに、ステップＳ２１５の処理により発電装置１の発電動作を制御している。本実施形態によれば、図２に示す制御ロジック中の蓄電量が下限閾値よりも小さいとき（Ｓ２０３ＹＥＳ）における発電装置１の目標発電電力の切り替え（Ｓ２０５からＳ２０７）に特徴を有する。

（第一の実施形態に係る制御装置５の制御ロジックの補足）
続いて、上記の説明の補足として、ステップＳ２０３、Ｓ２０９、Ｓ２１２で用いられる各閾値及びステップＳ２０５からＳ２０７の処理について説明する。

まず、ステップＳ２０３で用いられる下限閾値を説明する。下限閾値とは、前述のように蓄電量がこの値より小さくなると蓄電装置２が劣化してしまうおそれがある程度に低い蓄電量の値である。蓄電量がこの下限閾値よりも小さいときには（Ｓ２０３ＹＥＳ）、蓄電装置２が劣化してしまうのを回避する必要がある。そこで、ステップＳ２０４からＳ２０７のように目標発電電力を設定することで蓄電装置２の劣化を回避している。一方、蓄電量がこの下限閾値よりも大きいときには（Ｓ２０３ＮＯ）、蓄電装置２が劣化してしまうのを回避する必要性が低い。そこで、ステップＳ２０８からＳ２１４のように目標発電電力を零に設定する場合も含まれるようにしている。

次に、ステップＳ２０９で用いられる下側閾値を説明する。下側閾値とは、前述のように蓄電量がこの値より小さくなると蓄電装置２を充電することが好ましい蓄電量の値を示す。蓄電量がこの下側閾値よりも小さいときには（Ｓ２０９ＹＥＳ）、蓄電装置２を充電することが好ましい。そこで、ステップＳ２１０のように目標発電電力を最高効率電力の電力値に設定することで蓄電装置２を充電している。一方、蓄電量がこの下側閾値よりも大きいときには（Ｓ２０９ＮＯ）、蓄電装置２は充電する必要性が低い。そこで、ステップＳ２１１のように目標発電電力を零に設定している。

続いて、ステップＳ２１２で用いられる上側閾値を説明する。上側閾値とは、前述のように蓄電量がこの値より大きくなると蓄電装置２の内部抵抗による充電損失が増大してしまう程度に高い蓄電量の値である。蓄電量がこの上側閾値よりも大きいときには（Ｓ２１２ＹＥＳ）、蓄電装置２の内部抵抗による充電損失の増大を回避する必要がある。そこで、ステップＳ２１３のように目標発電電力を零に設定している。一方、蓄電量がこの上側閾値よりも小さいときには（Ｓ２１２ＮＯ）、蓄電装置２は充電することが好ましい。そこで、ステップＳ２１４のように目標発電電力を最高効率電力の電力値に設定することで蓄電装置２を充電している。

続いて、ステップＳ２０５からＳ２０７の処理について説明する。ステップＳ２０５に移行するのは、蓄電装置２の蓄電量が下限閾値よりも小さいとき、すなわち蓄電装置２を充電する必要があるときである（Ｓ２０３ＹＥＳ）。このとき、発電装置１の目標発電電力をどのように設定するかが問題となる。

仮に設定される目標発電電力が消費電力の電力値よりも小さいとすると、発電装置１に発電をさせているにも関わらずそれ以上の電力が消費されるために蓄電装置２の蓄電量が低下するという事態が生じる。この事態を回避すべく、ステップＳ２０５のようにまず消費電力の電力値と最高効率電力の電力値とを比較判定し、消費電力の電力値が最高効率電力の電力値よりも大きい場合には（Ｓ２０５ＹＥＳ）、ステップＳ２０６のように目標発電電力を消費電力の電力値と同じ値に設定している。一方、消費電力の電力値が最高効率電力の電力値よりも小さい場合には（Ｓ２０５ＮＯ）、ステップＳ２０７のように目標発電電力を最高効率電力の電力値に設定している。これにより、上記の事態を回避している。

（制御ロジックを実行時のタイムチャート）
図４は、制御装置５が図２の制御ロジックを実行したときのタイムチャートである。図４（ａ）は、車両全体の消費電力を示す。図４（ｂ）は、蓄電装置２の蓄電量を示す。図４（ｃ）は、発電装置１の発電電力を示す。

以下ではフローチャートとの対応が分かりやすくするために、フローチャートのステップ番号にＳを付して記載する。

時刻Ｔ０〜Ｔ１において、図４（ｂ）のように蓄電量は下限閾値よりも大きく（Ｓ２０３ＮＯ）、図４（ｃ）のように発電装置１は停止状態（つまり目標発電電力＝０）である（Ｓ２０８ＹＥＳ）。また図４（ｂ）のように蓄電量は下側閾値よりも大きいため（Ｓ２０９ＮＯ）、この区間では目標発電電力には零が設定される（Ｓ２１１）。そのため、車両全体の消費電力は全て蓄電装置２から供給され、蓄電量は消費電力に応じて下降する。

時刻Ｔ１では、図４（ｂ）のように蓄電量が下側閾値より小さくなったため（Ｓ２０９ＹＥＳ）、目標発電電力に最高効率電力が設定される（Ｓ２１０）。そのため、発電装置１は最高効率電力で発電動作を開始する。

時刻Ｔ１〜Ｔ２では、図４（ｃ）のように発電装置１は最高効率電力で発電動作中である。このとき、図４（ａ）及び（ｃ）のように発電電力が消費電力よりも大きいため、図４（ｂ）のように蓄電量は上昇している。

時刻Ｔ２〜Ｔ３では、図４（ｃ）のように発電装置１は最高効率電力で発電動作中である。このとき、図４（ａ）及び（ｃ）のように消費電力が発電電力よりも大きいため、図４（ｂ）のように蓄電量は下降している。

時刻Ｔ３では、図４（ｂ）のように蓄電量が下限閾値より小さくなったため（Ｓ２０３ＹＥＳ）、消費電力の電力値を取得するとともに目標発電電力を消費電力又は最高効率電力のいずれかに設定する制御モードに移行する（Ｓ２０４からＳ２０７）。

時刻Ｔ３〜Ｔ４では、図４（ａ）のように消費電力の電力値が最高効率電力の電力値よりも大きいため（Ｓ２０５ＹＥＳ）、目標発電電力にこの消費電力の電力値が設定されて発電装置１はこの電力値で発電動作を開始する（Ｓ２０６）。そうすると、発電装置１による発電電力と車両全体の消費電力とが平衡に釣り合うため、図４（ｂ）のように蓄電量は下限閾値を維持し続ける。

時刻Ｔ４では、蓄電量が下限閾値より大きくなったため（Ｓ２０３ＮＯ）、目標発電電力を最高効率電力又は零のいずれかに設定する制御モード（Ｓ２０８〜Ｓ２１４）に移行する。なお、目標発電電力は零ではなく蓄電量は上側閾値よりも小さいため（Ｓ２０８ＮＯ、Ｓ２１２ＮＯ）、図４（ｃ）のようにこの区間では目標発電電力に最高効率電力が設定される（Ｓ２１４）。

時刻Ｔ４〜Ｔ５では、図４（ｃ）のように発電装置１は最高効率電力で発電動作中である。このとき、図４（ａ）及び（ｃ）のように発電電力が消費電力よりも大きいため、図４（ｂ）のように蓄電量は上昇している。

時刻Ｔ５では、蓄電量が上側閾値よりも大きくなったため（Ｓ２１２ＹＥＳ）、目標発電電力を零に設定して発電装置１による発電動作を停止する（Ｓ２１３）。なお、時刻Ｔ５以降では、この図４の時刻Ｔ０に戻って同様の制御を繰り返す。

（第一の実施形態に係る制御システム１０の作用効果）
以上、第一の実施形態に係る制御システム１０について説明してきた。この制御システム１０によれば、以下のような作用効果がある。

第１の作用効果は、蓄電量が低下しすぎる（図４（ｂ）のように蓄電量が下限閾値よりも小さくなる）のを防止することで、蓄電装置２の著しい劣化や故障を回避できることである。

第２の作用効果は、蓄電量が低下しすぎるのを防ぐために図４（ｃ）のＴ１〜Ｔ５の区間のように発電電力を増加させることで、車両の動力性能の著しい低下を回避できることである。

第３の作用効果は、蓄電量が低下しすぎるのを防ぐのみならず、消費電力が大きい範囲（図４（ａ）のＴ３〜Ｔ４の区間）ではあえて蓄電量を上昇しないようにすることで、消費されずに蓄電装置２に蓄えられた余剰電力によって蓄電装置２の内部抵抗で充電損失が発生するのを回避できることである。この制御システム１０は、必要以上に発電電力を大きくして蓄電量を上昇させることなく、蓄電量の低下を防止するという目的を達成している。

第４の作用効果は、消費電力が小さい範囲（図４（ａ）のＴ１〜Ｔ３区間及びＴ４〜Ｔ５区間）では発電効率の高い最高効率電力で発電させることで、車両のエネルギー効率を向上できると共に蓄電量を増加させることができることである。なお、蓄電装置２の内部抵抗で充電損失が発生し得るが、この充電損失に比べて発電効率の方がはるかに車両のエネルギー効率への寄与が大きいため車両のエネルギー効率を向上できる。

（第一の実施形態に係る制御システム１０の効果（従来技術との比較））
図５は、従来技術と比較した効果を説明する図である。図５では、図３と同様に、発電装置１の発電電力（横軸）と発電効率（縦軸）との一般的な関係を示している。

特許文献１に開示された従来の電動車両の制御装置では、通常出力（図５の動作点Ａ）又は高出力（図５の動作点Ｂ）のいずれかの制御モードで発電装置１に発電させている。ここでいう動作点とは、発電装置１の発電電力及び発電効率の組み合わせにより特定されるエンジンの運転状態である。動作点Ｂに示す高出力発電は動作点Ａに示す通常出力発電に比べて発電効率が低い。従来技術では、このような発電効率の低い高出力発電を一定条件下で継続させていた。そのため、消費されずに蓄電装置２に蓄えられた余剰電力によって蓄電装置２の内部抵抗で充電損失が発生し、車両のエネルギー効率や燃費を悪化させてしまうなどの問題があった。

一方、本実施形態に係る制御システム１０では、発電装置１の目標発電電力を最高効率電力の電力値（図５の動作点Ａ）、消費電力の電力値（図５の動作点Ｃ）又は零のうちのいずれかに設定して発電させている。図５に示すように、動作点Ｃに示す消費電力の電力値に設定して行う発電は、動作点Ｂに示す高出力発電に比べて発電効率が高い。そして、このような消費電力に設定して行う発電を継続させることで図４（ｂ）のＴ３〜Ｔ４区間のように蓄電量を下限閾値に維持し続けることが可能になる。これにより、余剰電力が蓄電装置２に蓄えられて上記の問題が生じるのを防止できる。なお、この場合であっても蓄電装置２の蓄電量を低下させないという当初の目的を達成している。

[第二の実施形態]
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。前述の第一の実施形態では、図３のように発電効率の極大値が一つである場合について説明してきた。ここでは、図７のように発電効率の極大値が複数（図７では二つ）である場合を例に説明する。

なお、第二の実施形態に係る電動車両の制御システム１０の構成は、前述の第一の実施形態と同様であるため（図１参照）、ここでは説明を省略する。以下、第二の実施形態に係る制御装置５の制御ロジックについて説明する。

（第二の実施形態に係る制御装置５の制御ロジック）
図６は、第二の実施形態に係る制御装置５の制御ロジックを示すフローチャートである。制御装置５は、車両の走行中に図６に示す制御ロジックを繰り返す。なお、以下では前述の第一の実施形態に係る制御装置５（図２参照）と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

ステップＳ６０２に進んだ場合には制御装置５は、発電装置１の最高効率電力の電力値を取得する（Ｓ６０２）。ステップＳ６０２について図７を用いて説明する。

図７は、ステップＳ６０２に係る最高効率電力を説明する図である。図７では、発電装置１の発電電力（横軸）と発電効率（縦軸）との関係を示している。図７（ａ）、（ｂ）の各々において、発電効率の極大値が二つ存在している。このように極大値が二つ存在するのは、発電装置１の冷却水温度や雰囲気温度等の動作環境の変化により、発電装置１を構成するユニットの効率特性が異なる傾向で変化するためである。なお、図７（ａ）では発電電力の小さい方（Ｐ１）の極大値における発電効率の方が発電電力の大きい方（Ｐ２）よりも高い。一方、図７（ｂ）では発電電力が大きい方（Ｐ４）の極大値における発電効率の方が発電電力の小さい方（Ｐ３）よりも高い。ステップＳ６０２では、図７（ａ）のケースでは最も発電効率の高いＰ１を最高効率電力の電力値として取得する。図７（ｂ）のケースでは最も発電効率の高いＰ４を最高効率電力の電力値として取得する。

ステップＳ６０５へ進んだ場合には制御装置５は、消費電力よりも大きい電力範囲の中で、発電効率の高い発電電力が存在するか否かを判定する（Ｓ６０５）。ここでは蓄電系制御装置５２が、ステップＳ２０４で取得した消費電力の電力値よりも大きい電力値の範囲の中で、消費電力の電力値における発電効率よりも発電効率の高い発電電力の電力値が存在するか否かを判定する。存在する場合には（Ｓ６０５ＹＥＳ）、制御装置５は、目標発電電力を消費電力より大きい発電電力の電力値の範囲の中で、最も発電効率の高い発電電力に設定する（Ｓ６０６）。一方、存在しない場合には（Ｓ６０５ＮＯ）、制御装置５は、目標発電電力を消費電力の電力値に設定する（Ｓ６０７）。

（ステップＳ６０５からＳ６０７の具体例）
このステップＳ６０５からＳ６０７について、図８及び図９を用いて具体的に説明する。図８は、図７（ａ）のケースにステップＳ６０５からＳ６０７を適用した場合を説明する図である。図８（ａ）は図７（ａ）と同じである。図８（ｂ）は、消費電力（横軸）と目標発電電力（縦軸）との関係を、第二の実施形態の方法を適用した場合を実線で、前述の第一の実施形態の方法を適用した場合を破線で示している。

以下、ステップＳ６０５からステップＳ６０７を適用したときの処理を、ステップＳ２０４で取得した消費電力の電力値がＰ１よりも小さいＰａである場合、Ｐ１よりも大きくＰ２よりも小さいＰｂ、Ｐｃである場合、Ｐ２よりも大きいＰｄである場合に分けて説明する。

消費電力の電力値がＰａである場合には、このＰａよりも大きい電力範囲の中にＰａにおける発電効率よりも発電効率が高い発電電力（例えばＰ１）が存在するため（Ｓ６０５ＹＥＳ、図８（ａ））、ステップＳ６０６では目標発電電力をこの電力範囲の中で最も発電効率の高い発電電力Ｐ１に設定する（Ｓ６０６、図８（ｂ）の実線）。また、消費電力の電力値がＰｂである場合には、このＰｂよりも大きい電力範囲の中にＰｂにおける発電効率よりも発電効率が高い発電電力は存在しないため（Ｓ６０５ＮＯ、図８（ａ））、ステップＳ６０７では目標発電電力を消費電力の電力値Ｐｂに設定する（Ｓ６０７、図８（ｂ）の実線）。また、消費電力の電力値がＰｃである場合には、このＰｂよりも大きい電力範囲の中にＰｂにおける発電効率よりも発電効率が高い発電電力（例えばＰ２）が存在するため（Ｓ６０５ＹＥＳ、図８（ａ））、ステップＳ６０６では目標発電電力をこの電力範囲の中で最も発電効率の高い発電電力Ｐ２に設定する（Ｓ６０６、図８（ｂ）の実線）。さらに、消費電力の電力値がＰｄである場合には、このＰｄよりも大きい電力範囲の中にＰｄにおける発電効率よりも発電効率が高い発電電力は存在しないため（Ｓ６０５ＮＯ、図８（ａ））、ステップＳ６０７では目標発電電力を消費電力の電力値Ｐｄに設定する（Ｓ６０７、図８（ｂ）の実線）。

以上図８（ｂ）に示されるように制御装置５は消費電力の電力値に応じて目標発電電力を設定している。なお、消費電力の電力値がＰｃである場合に設定される目標発電電力が第二の実施形態（実線）と第一の実施形態（破線）とでは異なっている。すなわち、第二の実施形態では第一の実施形態よりも発電効率が高い発電電力Ｐ２に設定している。このようにできる限り発電効率が高い発電電力に設定しているので、第一の実施形態に比べて車両のエネルギー効率や燃費を向上させることができる。

図９は、図７（ｂ）のケースにステップＳ６０５からＳ６０７を適用した場合を説明する図である。図９（ａ）は図７（ｂ）と同じである。図９（ｂ）は、消費電力（横軸）と目標発電電力（縦軸）との関係を、この第二の実施形態の方法を適用した場合を実線で、前述の第一の実施形態の方法を適用した場合を破線で示している。

以下、ステップＳ６０５からステップＳ６０７を適用したときの処理を、ステップＳ２０４で取得した消費電力の電力値がＰ４よりも小さいＰｅである場合、Ｐ４よりも大きいＰｆである場合に分けて説明する。

消費電力の電力値がＰｅである場合には、このＰｅよりも大きい電力範囲の中にＰｅにおける発電効率よりも発電効率が高い発電電力（例えばＰ４）が存在するため（Ｓ６０５ＹＥＳ、図９（ａ））、ステップＳ６０６に進んで目標発電電力をこの電力範囲の中で最も発電効率の高い発電電力Ｐ４に設定する（Ｓ６０６、図９（ｂ）の実線）。また、消費電力の電力値がＰｆである場合には、このＰｆよりも大きい電力範囲の中にＰｆにおける発電効率よりも発電効率が高い発電電力は存在しないため（Ｓ６０５ＮＯ、図９（ａ）））、ステップＳ６０７に進んで目標発電電力を消費電力の電力値Ｐｆに設定する（Ｓ６０７、図９（ｂ）の実線）。

以上図９（ｂ）に示されるように、制御装置５は消費電力の電力値に応じて目標発電電力を設定している。なお、設定される目標発電電力は第二の実施形態（実線）と第一の実施形態（破線）とで同じである。そのため、第一の実施形態と同様に車両のエネルギー効率や燃費の低下を防ぐことができる。

以上に示されるように、制御装置５は、蓄電装置２の蓄電量などに応じて発電装置１の目標発電電力を切り替えて設定するとともに、ステップＳ２１５の処理により発電装置１の発電動作を制御している。本実施形態によれば、図６に示す制御ロジック中の蓄電量が下限閾値よりも小さいとき（Ｓ２０３ＹＥＳ）における発電装置１の目標発電電力の切り替え（Ｓ６０５からＳ６０７）に特徴を有する。

（第二の実施形態に係る制御システム１０の作用効果）
以上、第二の実施形態に係る制御システム１０について説明してきた。この制御システム１０によれば、前述の第一の実施形態において説明した第１から第３の作用効果に加えて第４の作用効果の代わりに以下のような作用効果がある。

その作用効果とは、消費電力が一定値範囲に含まれる場合（図８のＰｃの場合）に、消費電力より大きい発電電力の電力値の範囲の中で最も発電効率の高い発電電力Ｐ２で発電させることで、発電効率の極大値が複数ある場合であっても適切に蓄電装置２の劣化を防止できることである。また、前述の第１の実施形態に比べて車両のエネルギー効率を向上させることもできる。

（図８及び図９の変形例）
上記図８及び図９の説明では、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）のケースにステップＳ６０５からＳ６０７を適用した場合を具体的に説明した。ここではこれらの変形例として図７のケースにステップＳ２０５からＳ２０７を適用した場合を説明する。

図１０は、図７のケースにステップＳ２０５からＳ２０７を適用した場合を説明する図である。本変形例に係る制御装置５は、図７のように発電効率の極大値が二つ存在する場合には、図１０（ａ）、（ｂ）のように極大値毎に領域を分割する。なお、領域の分割に際しては、分割される各々の領域において発電効率の極大値をとる発電電力よりも電力が小さい側では発電効率が単調減少し、且つ、極大値をとる発電電力よりも電力が大きい側では発電効率が単調増加するようにする。

そして、各々の領域において前述の第一の実施形態の方法を適用する。以下、図１０（ａ）のケースにステップＳ２０５からステップＳ２０７を適用したときの処理を、ステップＳ２０４で取得した消費電力の電力値がＰ５よりも小さいＰｇである場合、Ｐ５よりも大きいＰｈである場合に分けて説明する。

消費電力の電力値がＰｇである場合には、このＰｇが最高効率電力の電力値Ｐ５よりも小さいため（Ｓ２０５ＮＯ、図１０（ａ））、ステップＳ２０７では目標発電電力を最高効率電力の電力値Ｐ５に設定する（Ｓ２０７、図１０（ａ））。一方、消費電力の電力値がＰｈである場合には、このＰｈが最高効率電力の電力値Ｐ５よりも大きいため（Ｓ２０５ＹＥＳ、図１０（ａ））、ステップＳ２０６では目標発電電力を消費電力の電力値Ｐｈに設定する（Ｓ２０６、図１０（ａ））。

以上の処理を分割した各々の領域において実行する。そうすると、図７（ａ）、（ｂ）のそれぞれにおける消費電力の電力値と目標発電電力との関係は図１１（ａ）、（ｂ）の実線のようになる。図１１は、図１０を補足説明する図である。図１１（ａ）、（ｂ）では、消費電力（横軸）と目標発電電力（縦軸）との関係を、本変形例の場合を実線で、前述の図８及び図９の場合を破線で示している。

図１１に示すように、本変形例では図８及び図９の場合に比べると発電効率を向上させることができないが、この場合であっても蓄電装置２の蓄電量を低下させないという当初の目的を達成することができる。

（まとめ）
以上、本発明の各実施形態について説明してきたが、本実施形態によれば、制御装置５は、蓄電装置２の蓄電量が所定閾値より小さくなって蓄電装置２が劣化するおそれがある場合に、発電装置１の目標発電電力を発電装置１の発電効率が最大となる発電電力又は消費電力のいずれか大きい方の電力値に設定している。前者の電力値の方が大きい場合には、消費電力よりも大きい且つ発電効率の高い前者の電力値で発電させることで発電効率を向上させている。一方、後者の電力値の方が大きい場合には、消費電力に等しい電力値で発電させることで蓄電装置２の蓄電量が不必要に上昇して蓄電装置２の内部抵抗で充電損失が発生するのを防いでいる。以上により、車両のエネルギー効率や燃費を悪化させることなく蓄電装置２の劣化を防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、制御装置５は、消費電力の電力値よりも大きい発電電力の電力値の範囲の中で消費電力の電力値より高い発電効率の電力値が存在する場合には、発電装置１の目標発電電力をこの範囲の中で最も発電効率の高い発電電力の電力値に設定し、存在しない場合には、発電装置１の目標発電電力を消費電力の電力値に設定している。そのため、発電効率の極大値が複数ある場合であっても車両のエネルギー効率を向上させた上で蓄電装置２の劣化を防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、蓄電量が下限閾値より大きくなると、発電装置１の目標発電電力を、発電装置１の発電効率が最大となる発電電力に設定する。そのため、蓄電装置２の劣化を回避することができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記各実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記説明においては、図２のステップＳ２０６、図６のステップＳ６０７では目標発電電力を消費電力の電力値に設定すると説明したが、平衡電力の電力値に設定すると言い換えてもよい。発電電力と消費電力が釣り合うような電力であるためである。

例えば、上記第二の実施形態に係る説明においては、図７及び図１０のように発電効率の極大値が二つの場合について説明したが、三つ以上の極大値が存在する場合も同様の方法を用いてよい。

また、例えば、駆動モータ３１の方が発電エンジン１３より応答性がよく設定されていて消費電力の変化に発電電力が応答できない、又は、駆動モータ３１の最大出力が発電エンジン１３の最大出力より大きく設定されていて発電装置１がその最大電力を供給しても消費電力よりも大きい電力値にできない等の可能性がある場合には、以下のようにすることで蓄電装置２の蓄電量の低下を防止してもよい。

すなわち、下側閾値と下限閾値との間（図４参照）に新たな閾値を設け、蓄電量がこの新たな閾値を下回った場合に本発明に係る制御手法を適用し、さらに蓄電量が低下し下限閾値を下回った場合には、消費電力を発電電力で全てまかなうことができるように消費電力の応答性と最大値を制限する。

１ 発電装置
２ 蓄電装置
３ 駆動装置
４ 電動補機
５ 制御装置
６ 差動減速機
７ 駆動輪
１０ 制御システム（車両）
１１ 発電モータ
１２ 発電インバータ
１３ 発電エンジン
３１ 駆動モータ
３２ 駆動インバータ
５１ 発電系制御装置
５２ 蓄電系制御装置
５３ 駆動系制御装置
ステップＳ２０１ 蓄電量検出手段
ステップＳ２０４ 消費電力検出手段（消費電力取得手段）
ステップＳ２０５〜Ｓ２０７ 目標発電電力設定手段
ステップＳ２１５ 発電制御手段

Claims (4)

1. 発電装置と、前記発電装置による発電電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄えられた電力により駆動する駆動装置と、を備えた電動車両の制御装置であって、
   前記蓄電装置の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
   当該車両の消費電力を検出する消費電力検出手段と、
   前記蓄電量が下限閾値より小さくなると、前記発電装置の目標発電電力を、前記発電装置の発電効率が最大となる発電電力又は前記消費電力のいずれか大きい方の電力値に設定する目標発電電力設定手段と、
   設定された前記目標発電電力に基づいて、前記発電装置を制御する発電制御手段と、
   を有することを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 前記目標発電電力設定手段は、前記消費電力の電力値よりも大きい発電電力の電力値の範囲の中で消費電力の電力値より高い発電効率の電力値が存在する場合には、前記発電装置の目標発電電力を、この範囲の中で最も発電効率の高い発電電力の電力値に設定し、存在しない場合には、前記発電装置の目標発電電力を、前記消費電力の電力値に設定す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。
3. 前記目標発電電力設定手段は、前記蓄電量が前記下限閾値より大きくなると、前記発電装置の目標発電電力を、前記発電装置の発電効率が最大となる発電電力に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両の制御装置。
4. 発電装置と、前記発電装置による発電電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄えられた電力により駆動する駆動装置と、を備えた電動車両の制御方法であって、
   前記蓄電装置の蓄電量を検出する蓄電量検出工程と、
   当該車両の消費電力を検出する消費電力検出工程と、
   前記蓄電量が所定閾値より小さくなると、前記発電装置の目標発電電力を、前記発電装置の発電効率が最大となる発電電力又は前記消費電力のいずれか大きい方の電力値に設定する目標発電電力設定工程と、
   設定された前記目標発電電力に基づいて、前記発電装置を制御する発電制御工程と、
   を有することを特徴とする電動車両の制御方法。

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