JP2022183654A

JP2022183654A - 電動車両の制御装置

Info

Publication number: JP2022183654A
Application number: JP2021091091A
Authority: JP
Inventors: 弘享齋藤; Hiroyuki Saitio
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-12-13
Also published as: US20220379871A1; US11845417B2

Abstract

【課題】エンジンの回転位置を適正な位置にして、エンジンを始動する。【解決手段】電動車両１の制御装置は、走行用の第１モータ（走行モータ１１）と、バッテリ（高電圧バッテリ２３）と、発電用の第２モータ（発電モータ１２）と、エンジン（ロータリエンジン３）と、第１コントローラ（エンジンＥＣＵ２５）と、第２コントローラ（モータＥＣＵ２６）と、センサ（電圧／電流センサＳＮ５）と、を備える。第２コントローラは、第２モータを力行運転させることによってエンジンを始動させる始動制御部２６３と、バッテリが充電されるように第２モータを発電運転させる発電制御部２６４と、バッテリのＳＯＣが高くなって第２モータの発電運転を終了する場合に、第１コントローラがエンジンを停止したことに引き続いて、第２モータを力行運転させることによってエンジンの停止位置を調整する停止位置制御部２６５と、を有している。【選択図】図１

Description

ここに開示する技術は、電動車両の制御装置に関する。

特許文献１には、電気自動車が記載されている。この電気自動車には、発電モータと、発電モータを動かすエンジンとが搭載されている。発電モータは、バッテリのＳＯＣが低下した場合に力行運転することによって、エンジンを始動させる。

特開２０１７－５２５００号公報

エンジンを始動する際にエンジンの回転位置が適正でないと、エンジンに供給した燃料が着火しなかったり、始動完了までに時間がかかったりする。そこで、エンジンを始動する前に、エンジンの始動に用いるモータを使って、エンジンの回転位置を適正な位置に調整することが考えられる。しかしながら、エンジンの始動前はバッテリのＳＯＣが低下しているため、回転位置の調整のために、バッテリの電力を消費することは好ましくない。

ここに開示する技術は、エンジンの回転位置を適正な位置にして、エンジンを始動する。

ここに開示する技術は、電動車両の制御装置に係る。この電動車両の制御装置は、
車両の駆動輪に機械的に接続された走行用の第１モータと、
前記第１モータに電気的に接続されかつ、前記第１モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリに電気的に接続された発電用の第２モータと、
前記第２モータが機械的に接続されたシャフトを有しかつ、前記第２モータを動かす駆動力を発生するエンジンと、
前記エンジンを運転させる第１コントローラと、
前記第２モータを運転させる第２コントローラと、
前記バッテリのＳＯＣに関係する電気信号を、前記第２コントローラへ出力するセンサと、を備え、
前記第２コントローラは、
前記センサの電気信号に基づいて前記バッテリのＳＯＣが低下した場合に、前記第２モータを力行運転させることによって前記エンジンを始動させる始動制御部と、
前記エンジンの始動後に、前記バッテリが充電されるように前記第２モータを発電運転させる発電制御部と、
前記センサの電気信号に基づき前記バッテリのＳＯＣが高くなって前記第２モータの発電運転を終了する場合に、前記第１コントローラが前記エンジンを停止したことに引き続いて、前記第２モータを力行運転させることによって前記エンジンの停止位置を調整する停止位置制御部と、を有している。

この構成によると、電動車両は、第１モータ、第２モータ、及び、エンジンを備えている。第１モータは、電動車両の走行用のモータである。第２モータは、発電用のモータであり、エンジンが運転することによって、第２モータは発電をする。また、第２モータとエンジンとは機械的に接続されていて、第２モータは、エンジンを始動させる際には、力行運転する。

エンジンを運転させる第１コントローラと、第２モータを運転させる第２コントローラとは互いに独立している。第２コントローラは、始動制御部と、発電制御部と、停止位置制御部とを有している。バッテリのＳＯＣが低下すると、始動制御部は、第２モータを使ってエンジンを始動させる。発電制御部は、第２モータを発電運転させる。このことによって、バッテリが充電される。

バッテリのＳＯＣが高くなれば、第２モータは発電運転を終了する。停止位置制御部は、第１コントローラがエンジンを停止したことに引き続いて、第２モータを力行運転させる。このことによって、停止位置制御部は、エンジンの停止位置を調整する。エンジンは、次回の始動時に、適正な回転位置から始動できる。エンジンが速やかに始動すると共に、燃費性能の低下及び排気エミッション性能の低下が抑制できる。

停止位置制御部はまた、エンジンが発電のための運転を終了したタイミングで、エンジンの回転位置を調整する。このタイミングでは、バッテリのＳＯＣが高いため、回転位置の調整のためにバッテリの電力を消費することが許容できる。

前記第１コントローラと前記第２コントローラとは通信線を介して互いに接続され、
前記第１コントローラは、前記エンジンの位置情報を、前記通信線を介して前記第２コントローラへ送信し、
前記第２コントローラは、前記第１コントローラからの前記位置情報に基づいて、前記エンジンの停止位置を調整する、としてもよい。

エンジンと第２モータとは機械的に接続されているため、エンジンの回転位置と第２モータの回転位置との相対位置関係は、常に一定である。第２コントローラは、第１コントローラからの、エンジンの位置情報に基づいて、エンジン及び第２モータの位置情報を取得することができる。第２コントローラが、第１コントローラからの前記位置情報に基づいてエンジンの停止位置を調整することによって、第２コントローラは、エンジンの運転が終了した後に、エンジンの回転位置を、適正な位置に調整できる。

前記第２コントローラは、前記第２モータが発電運転をしている最中の前記エンジンの位置情報を、前記第１コントローラから受信する、としてもよい。

第２モータが発電運転をしている最中は、エンジンは安定的に回転している。第２コントローラは、第１コントローラから、エンジンの、正確な位置情報を取得できる。第２コントローラは、第２モータの発電運転中に取得したエンジンの位置情報に基づいて、停止したエンジンの位置情報を正確に把握できる。第２コントローラは、エンジンの運転が終了した後に、エンジンの回転位置を、適正な位置に調整できる。

前記エンジンはロータリエンジンであり、
前記第２コントローラは、前記ロータリエンジンの前記シャフトを正回転方向へ回転させることによって、前記エンジンの停止位置を調整する、としてもよい。

ロータリエンジンを逆回転させると、ロータに取り付けられたサイドシールの端と吸気ポートの開口部とが干渉して、サイドシールが破損してしまう恐れがある。

第２コントローラは、ロータリエンジンの回転位置を調整する場合に、シャフトを正回転方向へ回転させる。これにより、サイドシールの破損が回避できる。

以上説明したように、前記の電動車両の制御装置は、エンジンの回転位置を適正な位置にして、エンジンを始動できる。

図１は、例示的な電動車両の制御システムを示す。図２は、例示的なロータリエンジンを示す。図３は、例示的なバッテリ管理の手順を示す。図４は、例示的なエンジン制御の手順を示す。図５は、例示的なモータ制御の手順を示す。図６は、例示的なロータリエンジンのサイドシールと吸気ポートとの干渉状態を示す。

以下、電動車両の制御装置の実施形態が、図面を参照しながら説明される。ここで説明される電動車両の制御装置は、例示である。

（電動車両の全体構成）
図１は、電動車両の制御システムを示している。電動車両１は、走行用の走行モータ１１を備えている。走行モータ１１は、減速機１３を介して、駆動輪１４、１４に、機械的に接続されている。減速機１３は、走行モータ１１の出力を減速させる。駆動輪１４、１４に走行モータ１１の出力が伝達されると、電動車両１が走行する。

電動車両１は、高電圧バッテリ２３を備えている。高電圧バッテリ２３は、走行用の電力を蓄積する。高電圧バッテリ２３は、例えばリチウムイオン電池である。

走行モータ１１は、第１インバータ２１を介して、高電圧バッテリ２３に、電気的に接続されている。走行モータ１１と第１インバータ２１とは、図１に破線で示すハーネス線を介して電気的に接続され、第１インバータ２１と高電圧バッテリ２３とは、ハーネス線を介して電気的に接続されている。走行モータ１１は、高電圧バッテリ２３からの電力供給を受けて力行運転する。走行モータ１１はまた、電動車両１の減速時には発電運転をする。第１インバータ２１は、走行モータ１１の回生電力を、高電圧バッテリ２３に供給する。高電圧バッテリ２３は、走行モータ１１の回生電力によって充電される。

電動車両１には、レンジエクステンダ装置３０が搭載されている。レンジエクステンダ装置３０は、発電用の発電モータ１２と、発電モータ１２を運転する内燃機関とを備えている。ここに例示する電動車両１において、内燃機関は、ロータリエンジン３である。

ロータリエンジン３のシャフトは、発電モータ１２に機械的に接続されている。ロータリエンジン３が運転すると、発電モータ１２は、発電運転をする。尚、ロータリエンジン３の構成は、後で詳述される。

発電モータ１２は、第２インバータ２２を介して、高電圧バッテリ２３に接続されている。発電モータ１２と第２インバータ２２とは、図１に破線で示すハーネス線を介して電気的に接続され、第２インバータ２２と高電圧バッテリ２３とは、ハーネス線を介して電気的に接続されている。第２インバータ２２は、発電モータ１２の発電電力を、高電圧バッテリ２３へ供給する。高電圧バッテリ２３は、発電モータ１２の発電電力によって充電される。尚、後述するように、発電モータ１２は、高電圧バッテリ２３からの電力供給を受けて力行運転する場合もある。発電モータ１２は、スタータとしても機能する。発電モータ１２は、クランキングトルクをロータリエンジン３に付与することによってロータリエンジン３を始動させる。

電動車両１は、エンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）２５と、モータＥＣＵ２６と、バッテリＥＣＵ２７と、を備えている。エンジンＥＣＵ２５、モータＥＣＵ２６、及び、バッテリＥＣＵ２７はそれぞれ、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラである。各ＥＣＵは、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）と、メモリと、Ｉ／Ｆ回路と、を備えている。ＣＰＵは、プログラムを実行する。メモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成される。メモリはプログラム及びデータを格納する。Ｉ／Ｆ回路は、電気信号を入出力する。

エンジンＥＣＵ２５、モータＥＣＵ２６、及び、バッテリＥＣＵ２７は、ＣＡＮ（Car Area Network）通信線２８を介して互いに接続されている。エンジンＥＣＵ２５、モータＥＣＵ２６、及び、バッテリＥＣＵ２７は、ＣＡＮ通信線２８を介して、相互に、信号を送信及び受信できる。

エンジンＥＣＵ２５は、ロータリエンジン３に対して、二点鎖線で示す信号線を介して、電気的に接続されている。エンジンＥＣＵ２５は、ロータリエンジン３を制御する。エンジンＥＣＵ２５には、エキセン角センサＳＮ１が接続されている。エキセン角センサＳＮ１は、ロータリエンジン３の出力軸であるエキセントリックシャフト３５の回転に関係する信号を出力する。エンジンＥＣＵ２５は、エキセン角センサＳＮ１の信号に基づいて、ロータリエンジン３の回転位置の情報を取得できる。

エンジンＥＣＵ２５は、機能ブロックとして、エンジン動作点設定部２５１及びエンジン制御部２５２を有している。エンジンＥＣＵ２５によるロータリエンジン３の制御の詳細は、後述する。

モータＥＣＵ２６は、第１インバータ２１及び第２インバータ２２に対して、二点鎖線で示す信号線を介して、電気的に接続されている。モータＥＣＵ２６は、第１インバータ２１を通じて、走行モータ１１を制御する。モータＥＣＵ２６は、第２インバータ２２を通じて、発電モータ１２を制御する。

モータＥＣＵ２６には、アクセル開度センサＳＮ２、車速センサＳＮ３、及び、モータ回転センサＳＮ４が接続されている。アクセル開度センサＳＮ２は、アクセルペダルの踏み込み量に対応する信号を、モータＥＣＵ２６に出力する。車速センサＳＮ３は、電動車両１の速度に対応する信号を、モータＥＣＵ２６に出力する。

モータ回転センサＳＮ４は、発電モータ１２の回転に関係する信号を、モータＥＣＵ２６に出力する。モータＥＣＵ２６は、モータ回転センサＳＮ４の信号に基づいて、発電モータ１２が機械的に接続された、ロータリエンジン３のエキセントリックシャフト３５の回転角度を把握できる。

モータ回転センサＳＮ４はまた、走行モータ１１の回転に関する信号を、モータＥＣＵ２６に出力する。

モータＥＣＵ２６は、機能ブロックとして、発電モータ制御部２６１及び走行モータ制御部２６２を有している。発電モータ制御部２６１は、始動制御部２６３、発電制御部２６４、及び、停止位置制御部２６５を有している。発電モータ制御部２６１による発電モータ１２の制御の詳細は、後述する。

走行モータ制御部２６２は、アクセル開度センサＳＮ２、車速センサＳＮ３及びモータ回転センサＳＮ４の信号に基づいて、走行モータ１１を制御する。それによって、電動車両１は、運転者のアクセルペダルの操作に応じた加速又は減速を行う。

バッテリＥＣＵ２７には、電圧／電流センサＳＮ５が接続されている。電圧／電流センサＳＮ５は、高電圧バッテリ２３の出力電圧及び出力電流に関係する信号を、バッテリＥＣＵ２７に出力する。バッテリＥＣＵ２７は、機能ブロックとして、ＳＯＣ算出部２７１及び発電電力算出部２７２を有している。ＳＯＣ算出部２７１は、電圧／電流センサＳＮ５からの信号に基づいて、高電圧バッテリ２３のＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。発電電力算出部２７２は、高電圧バッテリ２３のＳＯＣに基づいて、高電圧バッテリ２３の充電が必要な場合、目標の発電量を算出する。

（ロータリエンジンの構成）
図２は、ロータリエンジン３を例示している。図２は、ロータリエンジン３を前から見た場合の内部構成を例示している。ロータリエンジン３の前後方向は、エキセントリックシャフト３５が軸方向であって、図２の紙面に直交する方向である。

ロータリエンジン３は、一つのロータ３４と、ロータ収容室３１とを有している。ロータ収容室３１は、ロータハウジング３２と、サイドハウジング３３とによって形成されている。ロータハウジング３２は、トロコイド内周面３２１を有している。ロータ３４は、ロータ収容室３１に、収容されている。ロータ３４は、概略三角形状である。ロータ収容室３１は、ロータ３４によって、第１室３６１、第２室３６２、及び、第３室３６３の３つの作動室に区画される。

エキセントリックシャフト３５は、ロータ収容室３１を貫通するように設けられている。ロータ３４は、エキセントリックシャフト３５に対して、遊星回転運動するように支持されている。ロータ３４は、三つの頂部がトロコイド内周面３２１に沿って移動するようにエキセントリックシャフト３５の周囲を回転する。

図６に拡大して示すように、ロータ３４の各頂部には、アペックスシール３４１が取り付けられている。また、各アペックスシール３４１の前後両端部には、略円柱状のコーナーシール３４２が設けられている。さらに、ロータ３４の前後両側面には、サイドシール３４３が設けられている。サイドシール３４３は、コーナーシール３４２同士をロータ３４の外周縁と略平行に連結する。

アペックスシール３４１は、ロータハウジング３２のトロコイド内周面３２１に当接する。このことによって、アペックスシール３４１は、作動室の気密を保つ。サイドシール３４３は、サイドハウジング３３に当接する。このことによって、サイドシール３４３は、作動室の気密を保つ。コーナーシール３４２は、サイドシール３４３とアペックスシール３４１との接合部分の気密を保つ。

図２に矢印で示すロータ３４の回転に伴い、第１室３６１、第２室３６２、及び、第３室３６３がエキセントリックシャフト３５の回りに変移し、第１室３６１、第２室３６２、及び、第３室３６３のそれぞれにおいて吸気、圧縮、膨張、及び排気の各行程が行われる。このことによって発生する回転力が、エキセントリックシャフト３５から出力される。

より詳細に、ロータ３４は、図２における時計回り方向に回転する。ロータ収容室３１は、回転軸心Ｘを通る長軸Ｙ及び短軸Ｚにより、左上側領域、右上側領域、右下側領域、及び、左下側領域に分けられる。各作動室は、左上側領域において概ね吸気行程を行い、右上側領域において概ね圧縮行程を行い、右下側領域において概ね膨張行程を行い、左下側領域において概ね排気行程を行う。

ロータハウジング３２には、インジェクタ３７、第１点火プラグ３８１、及び、第２点火プラグ３８２が取り付けられている。インジェクタ３７は、ロータハウジング３２の頂部に取り付けられている。インジェクタ３７は、吸気行程中、又は、圧縮行程中の作動室内に燃料を噴射する。

第１点火プラグ３８１は、ロータハウジング３２の右側壁部に取り付けられている。第２点火プラグ３８２も、ロータハウジング３２の右側壁部に取り付けられている。第２点火プラグ３８２は、第１点火プラグ３８１よりも、ロータ３４の進み側に位置している。第１点火プラグ３８１及び第２点火プラグ３８２はそれぞれ、圧縮行程中に、作動室内の混合気に点火する。

サイドハウジング３３には、吸気ポート３９１及び排気ポート３９２が開口している。吸気ポート３９１の開口部は、ロータ収容室３１の左上側領域に位置している。吸気ポート３９１は、サイドハウジング３３の内部を、この開口部から水平方向左方に向かって略直線状に延びている。吸気ポート３９１の開口部は、ロータ３４の回転に伴って開閉する。吸気ポート３９１は、吸気行程中の作動室内に連通する。吸気ポート３９１は、吸気通路に接続されている。吸気通路には、スロットル弁３９４が配設されている。スロットル弁３９４は、ロータリエンジン３に供給する空気量を調整する絞り弁である。

排気ポート３９２の開口部は、ロータ収容室３１の左下側領域に位置している。排気ポート３９２の開口部は、吸気ポート３９１の開口部の下方に位置している。排気ポート３９２は、サイドハウジング３３の内部を、この開口部から水平方向左方に向かって略直線状に延びている。排気ポート３９２の開口部は、ロータ３４の回転に伴って開閉する。排気ポート３９２は、排気行程中の作動室内に連通する。

（電動車両の発電制御）
次に、図３～図５を参照しながら、電動車両１の発電制御を説明する。図３のフローチャートは、バッテリＥＣＵ２７が実行する高電圧バッテリ２３の管理手順を示す。

先ずスタート後のステップＳ５１において、バッテリＥＣＵ２７のＳＯＣ算出部２７１は、電圧／電流センサＳＮ５の信号に基づいて、高電圧バッテリ２３のＳＯＣを算出する。続くステップＳ５２において、バッテリＥＣＵ２７は、算出したＳＯＣが、第１基準ＳＯＣ１未満であるか否かを判断する。ステップＳ５２がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ５３へ進む。バッテリＥＣＵ２７は、高電圧バッテリ２３の充電が必要と判断する。ステップＳ５２がＮＯの場合、プロセスはステップＳ５１へ戻る。

ステップＳ５３において、バッテリＥＣＵ２７は、ＳＯＣの減少率を算出し、続くステップＳ５４において、バッテリＥＣＵ２７の発電電力算出部２７２は、算出したＳＯＣの減少率に応じて目標発電量を算出する。バッテリＥＣＵ２７は、減少率が高いほど目標発電量を大にする。

目標発電量を算出すれば、バッテリＥＣＵ２７は、ステップＳ５５において、ＣＡＮ通信線２８を通じて、エンジンＥＣＵ２５及びモータＥＣＵ２６のそれぞれに、発電要求を出力する。

ステップＳ５６において、バッテリＥＣＵ２７は、エンジンＥＣＵ２５からの情報に基づき、ロータリエンジン３が始動したか否かを判断する。ロータリエンジン３の始動が完了するまで、プロセスはステップＳ５６を繰り返し、ロータリエンジン３の始動が完了すれば、プロセスはステップＳ５７に進む。

ロータリエンジン３が始動して、発電モータ１２による発電が開始されれば、バッテリＥＣＵ２７のＳＯＣ算出部２７１は、ステップＳ５７において、高電圧バッテリ２３のＳＯＣを算出する。続くステップＳ５８において、バッテリＥＣＵ２７は、算出したＳＯＣが、第２基準ＳＯＣ２を超えた否かを判断する。ステップＳ５８がＮＯの場合、プロセスはステップＳ５７に戻り、バッテリＥＣＵ２７は、発電を継続させる。ステップＳ５８がＹＥＳの場合、プロセスはステップＳ５９に進む。ステップＳ５９において、バッテリＥＣＵ２７は、高電圧バッテリ２３の充電が完了したとして、ＣＡＮ通信線２８を通じて、エンジンＥＣＵ２５及びモータＥＣＵ２６のそれぞれに、発電終了を出力する。

図４は、エンジンＥＣＵ２５が実行する、ロータリエンジン３の制御手順を示す。先ずスタート後のステップＳ６１において、エンジンＥＣＵ２５は、バッテリＥＣＵ２７からの発電要求があったか否かを判断する。発電要求がない場合、プロセスはステップＳ６１を繰り返し、発電要求があった場合、プロセスはステップＳ６２へ進む。

ステップＳ６２において、エンジンＥＣＵ２５は、バッテリＥＣＵ２７が算出した目標発電量を読み込み、続くステップＳ６３において、エンジンＥＣＵ２５のエンジン動作点設定部２５１は、目標発電量に基づいて、ロータリエンジン３の動作点を設定する。また、エンジンＥＣＵ２５のエンジン制御部２５２は、ステップＳ６４において、設定した動作点においてロータリエンジン３が運転するよう、スロットル弁３９４の開度及び燃料噴射量を設定する。

ステップＳ６５において、エンジン始動制御が実行される。このエンジン始動制御は、発電モータ１２をスタータとして用いて実行される。従って、エンジン始動制御は、エンジンＥＣＵ２５及びモータＥＣＵ２６の協調により実行される。モータＥＣＵ２６の始動制御部２６３は、発電モータ１２を力行運転させる。ロータリエンジン３には、クランキングトルクが付与される。

ステップＳ６６において、エンジンＥＣＵ２５は、ロータリエンジン３の始動が完了したか否かを判断する。始動が完了していない場合、プロセスはステップＳ６５に戻り、始動が完了した場合、プロセスはステップＳ６７に進む。

ステップＳ６７において、エンジンＥＣＵ２５のエンジン制御部２５２は、ロータリエンジン３を、設定した動作点において運転させる。続くステップＳ６８において、エンジンＥＣＵ２５は、発電停止が指示されたか否かを判断する。発電停止が指示されない間、プロセスはステップＳ６７へ戻り、エンジン制御部２５２は、ロータリエンジン３の運転を継続する。発電停止が指示されれば、プロセスはステップＳ６８からステップＳ６９へ進む。ステップＳ６９において、エンジンＥＣＵ２５は、ロータリエンジン３を停止する。

（発電時のモータ制御）
図５のフローチャートは、モータＥＣＵ２６が実行する、発電時の発電モータ１２の制御手順を示す。先ずスタート後のステップＳ４１において、モータＥＣＵ２６は、バッテリＥＣＵ２７からの発電要求による発電中であるか否かを判断する。発電中でない場合、プロセスはステップＳ４１を繰り返し、発電中である場合、プロセスはステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４２において、モータＥＣＵ２６の発電制御部２６４は、バッテリＥＣＵ２７が算出した目標発電量を読み込み、続くステップＳ４３において、発電制御部２６４は、目標発電量に基づいて、発電モータ１２の動作点を設定する。また、発電制御部２６４は、ステップＳ４４において、設定した動作点において発電モータ１２が動作するよう、第２インバータ２２を制御する。

ステップＳ４５において、モータＥＣＵ２６は、エンジンＥＣＵ２５からロータリエンジン３の回転位置情報を入手する。モータＥＣＵ２６は、ステップＳ４６において、入手した回転位置情報に基づきロータリエンジン３及び発電モータ１２の回転が安定しているか否かを判定する。回転が安定していない場合、プロセスはステップＳ４５に戻り、回転が安定している場合、プロセスはステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７において、モータＥＣＵ２６は、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係を確定する。そして、ステップＳ４８において、モータＥＣＵ２６は、エンジンＥＣＵ２５のサンプリング周波数と、モータＥＣＵ２６のサンプリング周波数との差、及び、発電モータ１２の回転数に基づいて、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係の補正を行う。一般的に、エンジンＥＣＵ２５のサンプリング周波数は低く、モータＥＣＵ２６のサンプリング周波数は高い。サンプリング周波数の差に対応する補正を行うことにより、モータＥＣＵ２６は、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係を精度良く確定できる。

続くステップＳ４９において、モータＥＣＵ２６は、ＣＡＮ通信線２８を通じた通信の遅延時間に基づいて、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係を補正する。これにより、モータＥＣＵ２６は、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係を、さらに精度良く確定できる。

そして、ステップＳ４１０においてモータＥＣＵ２６は、モータ回転センサＳＮ４の出力信号に基づいて、ロータリエンジン３の回転位置をモニタリングする。ロータリエンジン３と発電モータ１２とは機械的に接続されていると共に、前述したステップＳ４７～Ｓ４９において、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係が確定されている。このため、モータＥＣＵ２６は、モータ回転センサＳＮ４の出力信号に基づいて、ロータリエンジン３の回転位置を、精度良くモニタリングすることができる。

ステップＳ４１１において、モータＥＣＵ２６の発電制御部２６４は、発電停止が指示されたか否かを判断する。発電停止が指示されない間、プロセスはステップＳ４１１を繰り返す。発電モータ１２は、発電運転を継続する。発電停止が指示されれば、プロセスはステップＳ４１２へ進む。ステップＳ４１２において、発電制御部２６４は、インバータ制御を停止する。

ステップＳ４１３において、モータＥＣＵ２６は、ロータリエンジン３及び発電モータ１２の回転が停止したか否かを判定する。ロータリエンジン３及び発電モータ１２の回転が停止するまで、プロセスはステップＳ４１３を繰り返す。ロータリエンジン３及び発電モータ１２の回転が停止すれば、プロセスはステップＳ４１４へ移行する。

ステップＳ４１４において、モータＥＣＵ２６は、ロータリエンジン３の停止位置を確認する。このとき、モータＥＣＵ２６は、ロータリエンジン３及び発電モータ１２が停止に至るまでの間に出力された、モータ回転センサＳＮ４の信号に基づいて、ロータリエンジン３の停止位置を確認する。前述したように、ロータリエンジン３及び発電モータ１２が安定的に回転をしている間に、ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係が確定されているため、モータＥＣＵ２６は、モータ回転センサＳＮ４の信号に基づいて、ロータリエンジン３の停止位置を確認できる。ロータリエンジン３の停止直前は、エキセン角センサＳＮ１の出力が安定しないため、エンジンＥＣＵ２５が出力するエンジンの回転位置の情報は精度が低い。ロータリエンジン３の回転位置と発電モータ１２の回転位置との相対位置関係が、予め確定されることによって、モータＥＣＵ２６は、モータ回転センサＳＮ４の信号に基づいて、ロータリエンジン３の停止位置を、正確に把握できる。

ステップＳ４１５において、モータＥＣＵ２６の停止位置制御部２６５は、停止したロータリエンジン３の回転位置と、ロータリエンジン３の適正な停止位置との差を算出する。ここで、ロータリエンジン３の適正な停止位置とは、次回、ロータリエンジン３を始動させる際に、排気エミッション性能が低下せずに、少ない燃料量によってロータリエンジン３が速やかに始動完了するような停止位置を意味する。つまり、停止しているロータリエンジン３の回転位置が適正な停止位置からずれていると、作動室に噴射した燃料が燃焼しない、又は、ほとんど燃焼しないで、排出されることにより、排気エミッション性能が低下してしまう。また、噴射した燃料が燃焼しない分、燃料が無駄になると共に、ロータリエンジン３の始動完了も遅れてしまう。

続くステップＳ４１６において、停止位置制御部２６５は、ロータリエンジン３の停止位置と、ロータリエンジン３の適正な停止位置との差がなくなるように、発電モータ１２を力行運転させ、それによって、ロータリエンジン３の停止位置を変更する。高電圧バッテリ２３の充電が完了したタイミングで、発電モータ１２を使ってロータリエンジン３の停止位置が変更されるため、停止位置の調整のために高電圧バッテリ２３の電力を消費することが許容できる。

尚、ロータリエンジン３の停止位置と、ロータリエンジン３の適正な停止位置との差がない場合、停止位置制御部２６５は、ロータリエンジン３の停止位置の変更ステップをスキップする。

ロータリエンジン３の停止位置の調整に際し、停止位置制御部２６５は、ロータリエンジン３が正回転の方向に回転するよう、発電モータ１２を力行運転させる。これは、ロータリエンジン３を逆回転の方向に回転させると、サイドシール３４３の端と吸気ポート３９１の開口部とが干渉することにより、サイドシール３４３が破損する恐れがあるためである。

図６は、サイドシール３４３の端と、吸気ポート３９１の開口部との干渉状態を例示している。サイドシール３４３は、ロータ３４の側面に取り付けられている。サイドシール３４３は、概略三角形状のロータ３４の頂部と頂部とを掛け渡すように、三角形状のロータ３４の外周縁に沿って配設されている。

ロータリエンジン３が正回転をしている場合の、サイドシール３４３の先端の軌跡は、図６の上図に二点鎖線の矢印で例示するように、吸気ポート３９１の開口部の縁に交差する軌跡にならない。ロータリエンジン３が正回転をしている場合、サイドシール３４３の先端と吸気ポート３９１の開口部とは干渉しない。しかしながら、ロータリエンジン３が逆回転をしている場合の、サイドシール３４３の先端の軌跡は、図６の上図に一点鎖線の矢印で例示するように、吸気ポート３９１の開口部の縁に交差する軌跡になる。尚、ロータ３４が逆回転をしている場合のサイドシール３４３の先端は、正回転をしている場合のサイドシール３４３の先端に対して逆側の端である。

図６の下図は、上図のＡ－Ａ断面図である。図６の下図に例示するように、ロータ３４の側面には、溝３４４が形成されている。この溝３４４内に配設されたスプリング３４５が、サイドシール３４３をサイドハウジング３３の方へ押している。このため、サイドシール３４３の先端が、吸気ポート３９１の開口部と重なると、サイドシール３４３の先端は、スプリング３４５に押されて吸気ポート３９１の内方、つまり、図６の下図において紙面の上方へ突き出る。

そのため、ロータ３４の逆回転によって、サイドシール３４３の先端の軌跡が、吸気ポート３９１の開口部の縁に交差すると、突き出たサイドシール３４３の先端が、吸気ポート３９１の開口部の縦壁３９３に衝突して、サイドシール３４３が破損する恐れがある。

そこで、モータＥＣＵ２６の停止位置制御部２６５は、ロータリエンジン３の停止位置を調整する場合、ロータ３４が正回転の方向へ回転するよう、発電モータ１２を力行運転させる。これにより、サイドシール３４３の破損が回避される。

尚、ロータ３４が正回転をしている場合にも、サイドシール３４３の後端は、吸気ポート３９１の開口部と重なると、スプリング３４５に押されて吸気ポート３９１の内方へ突き出る。しかしながらこの場合、サイドシール３４３の後端は、図６の下図において紙面の左から右へ移動するようになるから、サイドシール３４３の後端が、吸気ポート３９１の開口部の縁と衝突することはない。

尚、前述した各フローは、ステップの順番を定めているとは限らない。ステップの順番は、可能な範囲で、入れ替えることができ、複数のステップの処理が、同時に実行できる場合もある。また、各フローにおいて、一部のステップを省略することができ、新たなステップを追加することもできる。

また、図１に示すシステムは一例であり、ここに開示する技術が適用可能なシステムは、図１のシステムに限定されない。また、ここに開示する技術は、ロータリエンジンの制御システムに広く適用が可能であり、ロータリエンジンの構造は、図２の構造に限定されない。

また、電動車両１には、内燃機関としてレシプロエンジンが搭載されてもよい。

１電動車両
１１走行モータ（第１モータ）
１２発電モータ（第２モータ）
１４駆動輪
２３高電圧バッテリ
２５エンジンＥＣＵ（第１コントローラ）
２６モータＥＣＵ（第２コントローラ）
２６３始動制御部
２６４発電制御部
２６５停止位置制御部
２８ＣＡＮ通信線
３ロータリエンジン
３５エキセントリックシャフト
ＳＮ５電圧／電流センサ

Claims

車両の駆動輪に機械的に接続された走行用の第１モータと、
前記第１モータに電気的に接続されかつ、前記第１モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリに電気的に接続された発電用の第２モータと、
前記第２モータが機械的に接続されたシャフトを有しかつ、前記第２モータを動かす駆動力を発生するエンジンと、
前記エンジンを運転させる第１コントローラと、
前記第２モータを運転させる第２コントローラと、
前記バッテリのＳＯＣに関係する電気信号を、前記第２コントローラへ出力するセンサと、を備え、
前記第２コントローラは、
前記センサの電気信号に基づいて前記バッテリのＳＯＣが低下した場合に、前記第２モータを力行運転させることによって前記エンジンを始動させる始動制御部と、
前記エンジンの始動後に、前記バッテリが充電されるように前記第２モータを発電運転させる発電制御部と、
前記センサの電気信号に基づき前記バッテリのＳＯＣが高くなって前記第２モータの発電運転を終了する場合に、前記第１コントローラが前記エンジンを停止したことに引き続いて、前記第２モータを力行運転させることによって前記エンジンの停止位置を調整する停止位置制御部と、を有している、
電動車両の制御装置。
請求項１に記載の電動車両の制御装置において、
前記第１コントローラと前記第２コントローラとは通信線を介して互いに接続され、
前記第１コントローラは、前記エンジンの位置情報を、前記通信線を介して前記第２コントローラへ送信し、
前記第２コントローラは、前記第１コントローラからの前記位置情報に基づいて、前記エンジンの停止位置を調整する、
電動車両の制御装置。
請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
前記第２コントローラは、前記第２モータが発電運転をしている最中の前記エンジンの位置情報を、前記第１コントローラから受信する、
電動車両の制御装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置において、
前記エンジンはロータリエンジンであり、
前記第２コントローラは、前記ロータリエンジンの前記シャフトを正回転方向へ回転させることによって、前記エンジンの停止位置を調整する、
電動車両の制御装置。