JP6413868B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載される制御装置に関する。

内燃機関と回転電機の両方を備え、それぞれの駆動力によって走行することのできるハイブリッド車両が開発されており、既にその普及が始まっている。ハイブリッド車両では、制動時において生じた回生電力を蓄電装置に蓄えておき、当該電力を後の走行に利用することができる。つまり、制動時に蓄えられた運動エネルギーを、走行のために再利用することが可能となっている。このため、従来の車両に比べて高い燃費性能を実現することができる。

しかしながら、回転電機において回生電力を発生させる際には、どうしても電力の損失が生じてしまう。このため、ハイブリッド車両の走行状態によっては、上記のように回生電力を蓄えておくような制御を行うことが、燃費性能を向上させるための最良の手段ではない場合もある。

例えば、走行速度の変化が比較的緩やかとなるような状況においては、回生電力を生じさせて蓄えるよりも、コースティング制御を行った方が、燃費性能をより向上させることができる場合がある。コースティング制御とは、内燃機関における駆動力の発生を停止させた状態で、ハイブリッド車両を惰性で走行させる制御である（例えば、下記特許文献１を参照）。

コースティング制御が行われているときには、車両の運動エネルギー及び位置エネルギーが、車両の走行のために直接利用されることとなる。更に、内燃機関のアイドリングによる無駄な燃料の消費もなくなる。従って、コースティング制御を適切に実施することで、ハイブリッド車両の燃費性能をさらに向上させることができる。

許第４０７９０７７号

ところで、コースティング制御が行われているときにおいても、ハイブリッド車両が備える各種補機（例えばエアコンやヘッドライト等の電力使用機器）では電力が消費される。このとき、内燃機関は停止した状態なので、発電機は駆動されず、発電機から蓄電装置への電力の供給は行われない。その結果、コースティング制御が行われている間は、補機の電力消費に伴い、蓄電装置の蓄電率（ＳＯＣ）が次第に低下して行くこととなる。

蓄電装置の蓄電率が低下し過ぎてしまうのは好ましくない。このため、コースティング制御中において蓄電率が所定の下限値に到達した場合には、内燃機関を強制的に駆動させて、発電機から蓄電装置への電力供給を行わなければならない。この場合には、ハイブリッド車両の燃費性能は抑制されてしまうこととなる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両に搭載される制御装置であって、走行中において蓄電装置の蓄電率が低下し過ぎてしまうことを防止することのできる制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、内燃機関と回転電機、及び当該回転電機に電力を供給する蓄電装置、を備えたハイブリッド車両に搭載される制御装置であって、蓄電装置における蓄電率を計測する蓄電率計測部と、回転電機で回生電力を発生させ、当該回生電力を蓄電装置に供給する制御である回生制御を行う回生制御部と、を備える。回生制御は、内燃機関における駆動力の発生が停止している間に、蓄電率が所定の閾値を下回ることが無いように行われる。回転電機の回転数が、回生電力の発生効率が最も高くなる回転数を超えている場合には、内燃機関における駆動力の発生を停止させた後、回転電機の回転数が、回生電力の発生効率が最も高くなる回転数まで低下したタイミングで、回生制御が開始される。

このような制御装置では、回生制御部による回生制御が、内燃機関の停止中に蓄電率が所定の閾値を下回ることが無いように行われる。例えば、回生制御が開始されるタイミングや実行期間の長さ、及び回生制御中における回生電力の目標値等のそれぞれが、蓄電率を閾値以上に保つための適切な値に設定される。

これにより、蓄電率の低下に伴う内燃機関の強制的な駆動がコースティング制御中に生じることを防止することができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることができる。

本発明によれば、ハイブリッド車両に搭載される制御装置であって、走行中において蓄電装置の蓄電率が低下し過ぎてしまうことを防止することのできる制御装置が提供される。

本発明の実施形態に係る制御装置、及び、当該制御装置を搭載した車両の構成を模式的に示す図である。 コースティング制御中における車両の状態変化を示すグラフである。 制御装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 車両に搭載された蓄電装置の、蓄電率の変化を示すグラフである。 制御装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 車両に搭載された蓄電装置の、蓄電率の変化を示すグラフである。 制御装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 車両におけるモーター回転数の変化と、蓄電装置の蓄電率の変化を示すグラフである。 モーターの回生効率について説明するためのグラフである。 コースティング制御中における回生電力の変化を示すグラフである。 コースティング制御中における、本発明の比較例に係る車両の状態変化を示すグラフである。

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。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態に係る制御装置１０は、車両ＨＣに搭載されており、当該車両ＨＣの走行を制御するための制御装置として構成されている。制御装置１０の構成や実行される制御の説明に先立ち、車両ＨＣの構成について先ず説明する。

図１に示されるように、車両ＨＣは、エンジン１１０（内燃機関）とモーター１５０（回転電機）とを備えており、それぞれの駆動力によって走行することが可能となっている。すなわち、車両ＨＣは所謂ハイブリッド車両として構成されている。

エンジン１１０の駆動力は、変速機１２０及びディファレンシャル１３０を介して駆動輪１４０に伝達され、車両ＨＣの走行力となる。尚、図１においては、車両ＨＣが備える車輪のうち２つの駆動輪１４０のみが図示されており、他の車輪については図示が省略されている。

モーター１５０は、３相の交流電力によって駆動される回転電機である。モーター１５０の駆動力は、やはり変速機１２０及びディファレンシャル１３０を介して駆動輪１４０に伝達され、車両ＨＣの走行力となる。尚、モーター１５０は、上記のように駆動力を生じさせるほか、車両ＨＣの運動エネルギーを回生電力に変換することも可能となっている。

車両ＨＣは、エンジン１１０の駆動力のみにより走行することも、モーター１５０の駆動力のみにより走行することもできる。また、エンジン１１０の駆動力とモーター１５０の駆動力とを同時に生じさせ、これらの駆動力によって走行することもできる。

車両ＨＣは、モーター１５０に電力を供給するための構成として、蓄電装置１６０と、インバータ１７０とを備えている。蓄電装置１６０は、モーター１５０に供給される電力を蓄えておくための装置であって、蓄電池（バッテリ）及び蓄電池の充放電を制御する制御回路を内部に備えている。

インバータ１７０は、蓄電装置１６０から出力された直流電力を３相の交流電力に変換し、モーター１５０に供給するための電力変換器である。また、インバータ１７０は、モーター１５０で生じた回生電力を直流電力に変換して、蓄電装置１６０に供給することも可能となっている。インバータ１７０の動作（電力変換）は、制御装置１０によって制御される。

図１に示される補機１８０は、車両ＨＣに搭載される電力消費機器のうち、比較的消費電力の大きいもの（例えばエアコン等）の一群を単一のブロックとして示したものである。蓄電装置１６０に蓄えられた電力は、補機１８０に対しても供給され消費される。

蓄電装置１６０と補機１８０とを繋ぐ電力経路の途中には、電流計１８１と、電圧計１８２が備えられている。電流計１８１は、補機１８０に供給される電力の電流を計測するためのセンサである。電圧計１８２は、補機１８０に供給される電力の電圧を計測するためのセンサである。電流計１８１で計測された電流値、及び電圧計１８２で計測された電圧値は、それぞれ制御装置１０に入力される。

蓄電装置１６０に対する電力の供給は、モーター１５０からインバータ１７０を介して行われるほか、発電機１９０からも行われる。発電機１９０は、エンジン１１０の駆動力によって発電を行う装置である。発電機１９０で発電された電力は、蓄電装置１６０に供給され蓄えられる。また、発電機１９０で発電された電力を補機１８０に直接供給することも可能となっている。

図１に示される補機２１０は、車両ＨＣに搭載される電力消費機器のうち、比較的消費電力の小さいもの（例えばヘッドライト等）の一群を単一のブロックとして示したものである。

車両ＨＣは、補機２１０に電力を供給するための構成として、コンバータ２００と、バッテリ２２０とを備えている。コンバータ２００は、発電機１９０で発電された電力、又は蓄電装置１６０から出力された電力を、電圧変換して補機２１０に供給するための電力変換器である。バッテリ２２０は、補機２１０に対する電力供給を補助的に行うための蓄電池である。

コンバータ２００と補機２１０とを繋ぐ電力経路の途中には、電流計２１１と、電圧計２１２が備えられている。電流計２１１は、補機２１０に供給される電力の電流を計測するためのセンサである。電圧計２１２は、補機２１０に供給される電力の電圧を計測するためのセンサである。電流計２１１で計測された電流値、及び電圧計２１２で計測された電圧値は、それぞれ制御装置１０に入力される。

制御装置１０の構成について説明する。制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースを備えたコンピュータシステムとして構成されている。制御装置１０は、機能的な制御ブロックとして、蓄電率計測部１１と、回生制御部１２とを備えている。

蓄電率計測部１１は、蓄電装置１６０の制御回路と通信を行うことにより、蓄電装置１６０におけるＳＯＣ（蓄電率）を計測する部分である。蓄電率計測部１１は、現時点におけるＳＯＣの値を、所定の周期で繰り返し計測している。

回生制御部１２は、モーター１５０で回生電力を発生させ、当該回生電力を蓄電装置１６０に供給する制御（以下、このような制御を「回生制御」とも称する）を行う部分である。回生制御部１２は、インバータ１７０におけるスイッチング動作等を制御することにより、モーター１５０から取り出される回生電力の大きさ等を調整する。

車両ＨＣには、既に説明した電流計１８１や電圧計１８２の他、各種のセンサが配置されている。制御装置１０には、それぞれのセンサの測定値が入力されている。例えば、エンジン１１０のクランクシャフトの回転数（以下、「エンジン回転数」とも称する）や、モーター１５０のモーターシャフトの回転数（以下、「モーター回転数」とも称する）等が、それぞれセンサにより測定され、制御装置１０に入力されている。

制御装置１０で実行される制御について説明する前に、本発明の比較例（従来例）に係る制御装置で実行されていた制御について、図１１を参照しながら説明する。

尚、この場合の制御対象である車両の構成は、図１に示された車両ＨＣの構成と同一である。従って、当該車両についても以下では「車両ＨＣ」と表記する。また、車両ＨＣを構成する各装置（蓄電装置１６０など）についても、図１に示されたものと同一の符号を付して表記する。

図１１（Ａ）は、車両ＨＣの走行速度（以下、「車速」という）の変化を示すグラフである。図１１（Ｂ）は、エンジン回転数の変化を示すグラフである。図１１（Ｃ）は、蓄電装置１６０におけるＳＯＣの変化を示すグラフである。図１１（Ｄ）は、補機１８０及び補機２１０で消費される電力の合計（以下、「補機電力」と称する）の変化を示すグラフである。図１１（Ｅ）は、モーター１５０で生じ蓄電装置１６０に供給される回生電力の変化を示すグラフである。

図１１に示される例では、時刻ｔ１０までの期間においては、車両ＨＣではエンジン１１０の運転が行われており、車両ＨＣはエンジン１１０の駆動力によって走行している。このとき、車速は概ね一定の速度Ｖ０となっており（図１１（Ａ））、エンジン回転数も一定の値Ｒ０となっている（図１１（Ｂ））。

また、蓄電装置１６０に蓄えられた電力は補機１８０等により消費されるのであるが、時刻ｔ１０以前では発電機１９０による発電が行われ、当該発電による電力が蓄電装置１６０に供給されている。このため、蓄電装置１６０のＳＯＣは概ね一定の値ＳＣ０となっている（図１１（Ｃ））。

補機電力は、図１１（Ｄ）に示される期間の全体において一定（値ＰＡ０）であるとする。また、モーター１５０においては回生電力が生じておらず、回生電力の値は常に０であるとする。

時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間においては、車両ＨＣの燃費性能を向上させる（燃費を低減する）ためにコースティング制御が実行される。コースティング制御とは、エンジン１１０における駆動力の発生を停止させた状態で、車両ＨＣを惰性で走行させる制御である。本実施形態におけるコースティング制御は、車両ＨＣの車速が、予め設定された下限値ＶＬとなるまで継続される。つまり、図２の時刻ｔ２０は、車両ＨＣの車速が下限値ＶＬまで低下したときの時刻である。尚、コースティング制御は、本比較例に係る制御装置とは別のＥＣＵ（不図示）によって実行されるのであるが、本比較例に係る制御装置で実行されてもよい。

時刻ｔ１０以降においては、回生電力は０であり、回生に伴う制動力は生じていないので、車両ＨＣは惰性による走行を続けることができる。ただし、車両ＨＣは路面からの抵抗力や空気抵抗を受けるので、車速は速度Ｖ０から次第に低下して行く（図１１（Ａ））。

エンジン１１０は停止しているので、時刻ｔ１０以降におけるエンジン回転数は０となっている（図１１（Ｂ））。また、エンジン１１０の停止に伴い、発電機１９０による発電も停止した状態となっている。このため、補機１８０等の電力消費により、蓄電装置１６０のＳＯＣは値ＳＣ０から次第に低下して行く（図１１（Ｃ））。

蓄電装置１６０のＳＯＣが低下し過ぎてしまうことは好ましくない。そこで、ＳＯＣについては下限値ＳＣＬが設定されており、ＳＯＣが下限値ＳＣＬを下回ることのないように制御が行われる。具体的には、ＳＯＣが低下して当該下限値ＳＣＬとなった場合には、停止していたエンジン１１０を強制的に駆動させ、発電機１９０による発電を開始するような制御が実行される。

図１１に示される例では、時刻ｔ１６において、ＳＯＣが下限値ＳＣＬまで低下している（図１１（Ｃ））。このため、時刻ｔ１６以降は、エンジン１１０が強制的に駆動された状態となっており、その回転数が再び値Ｒ０となっている（図１１（Ｂ））。また、蓄電装置１６０には発電機１９０で発電された電力が供給されるので、蓄電装置１６０のＳＯＣは次第に上昇していく（図１１（Ｃ））。

このように、図１１に示される比較例においては、燃費性能を向上させるためにコースティング制御が行われるのであるが、蓄電装置１６０のＳＯＣの低下に伴い、途中でエンジン１１０を強制的に駆動させる必要が生じている。時刻ｔ１６以降においてはエンジン１１０で燃料が消費されてしまうこととなるので、車両ＨＣの燃費性能は抑制されてしまうこととなる。

以上に説明したような従来の問題点を解決するために、本実施形態に係る制御装置１０では、エンジン１１０が停止している状態において回生制御部１２が回生制御を行い、これにより蓄電装置１６０におけるＳＯＣの低下を抑制することとしている。回生制御の概要について、図２を参照しながら説明する。尚、図２の各グラフに示されているそれぞれの項目（車速やエンジン回転数等）は、図１１の各グラフに示されているそれぞれの項目と同じである。

図２に示される例、すなわち、本実施形態に係る制御装置１０による制御が行われる場合の例でも、時刻ｔ１０までの期間においては、車両ＨＣはエンジン１１０の駆動力によって走行している。このとき、車速は概ね一定の速度Ｖ０となっており（図２（Ａ））、エンジン回転数も一定の値Ｒ０となっている（図２（Ｂ））。つまり、時刻ｔ１０までの期間においては、車両ＨＣの状態は図１１に示されたものと同一となっている。

時刻ｔ１０においてエンジン１１０が停止されると、制御装置１０（回生制御部１２）は、同時にモーター１５０において一定の回生電力（値ＰＲ０）を発生させている（図２（Ｅ））。すなわち、回生制御を開始している。図２の例は、この点において図１１の例と異なっている。

図２の例でも、時刻ｔ１０以降において車速は次第に低下して行く（図２（Ａ））。モーター１５０で上記のような回生電力が生じていることにより、車速の低下速度は、図１１（Ａ）に示される場合よりも僅かに大きくなっている。図２（Ａ）に示される点線ＤＬは、図１１（Ａ）のグラフと同一形状の点線である。

モーター１５０で生じた回生電力は、蓄電装置１６０に供給されている。このため、回生制御が開始された時刻ｔ１０以降は、蓄電装置１６０のＳＯＣは次第に上昇していく。その後、ＳＯＣが、予め定められた目標値ＳＣ１まで上昇すると、回生制御が停止される（時刻ｔ１５）。尚、目標値ＳＣ１を定めるための具体的な方法については後述する。

回生制御が停止された時刻ｔ１５以降は、蓄電装置１６０のＳＯＣは次第に低下して行く。しかしながら、ＳＯＣは目標値ＳＣ１まで一旦上昇しているので、エンジン１１０の駆動力が再び生じる（コースティング制御が終了する）時刻ｔ２０におけるＳＯＣは、下限値ＳＣＬよりも大きい。換言すれば、エンジン１１０が停止している期間においてＳＯＣが下限値ＳＣＬを下回ることの無いように、車速が高いときにおいて回生制御部１２による回生制御が行われている。このため、図１１の例のように、コースティング制御中にエンジン１１０が強制的に駆動されてしまうことがなく、その結果車両ＨＣの燃費性能が抑制されてしまうことはない。

図３を主に参照しながら、制御装置１０で実行される具体的な処理内容について説明する。図３に示される処理は、制御装置１０により所定の周期で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ０１では、減速中の消費電力量、すなわち、エンジン１１０が停止している時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間（減速中）において、補機１８０及び補機２１０で消費されるであろう電力量の合計（以下、「補機電力量」とも称する）が算出される。

減速中の消費電力量を算出する方法の例について、図４を参照しながら説明する。図４には、回生制御が仮に行われなかったとした場合における、蓄電装置１６０のＳＯＣの変化が示されている。この場合、図１１（Ｃ）のグラフと同様に、ＳＯＣは値ＳＣ０から次第に低下して行く。ここで、コースティング制御が終了する直前（時刻ｔ２０）におけるＳＯＣの値を「値ＳＣ２」とする

既に述べたように、時刻ｔ１０以降におけるＳＯＣの低下は、補機電力が消費されることにより生じるものである。従って、ステップＳ０１で算出される「減速中の消費電力量」は、値ＳＣ０から値ＳＣ２を差し引いて得られるＳＯＣの減少量を、蓄電装置１６０から出力（放電）される電力量に換算したものに等しい。

本実施形態では、このようなＳＯＣの減少量を予め算出（予測）し、当該減少量を電力量に換算することにより「減速中の消費電力量」を算出する。

ＳＯＣの減少量の算出は、例えば、時刻ｔ１０以降におけるＳＯＣの変化率（サンプリング周期毎のＳＯＣの変化量を、サンプリング周期で除したもの）に対し、エンジン１１０が停止していると予測される期間の長さを掛けることにより行われる。尚、ここでいう「エンジン１１０が停止していると予測される期間の長さ」とは、時刻ｔ１０における車速（Ｖ０）が、下限値ＶＬまで低下するのに要すると予測される時間のことである。当該時間を算出するためには車両ＨＣの減速度が必要であるが、当該減速度は、車両ＨＣの重量や、走行抵抗の値等に基づいて求めることが可能である。

図３に戻って説明を続ける。ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、閾電力量が算出される。閾電力量とは、仮に回生制御が行われないとした場合において、エンジン１１０が停止した時刻ｔ１０以降、エンジン１１０が強制的に駆動されるまでの間に消費される補機電力量のことである。

このような閾電力量は、時刻ｔ１０におけるＳＯＣ（値ＳＣ０）から下限値ＳＣＬを差し引き、これにより得られた値を、蓄電装置１６０から出力（放電）される電力量に換算することにより算出することができる。

ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、減速中の消費電力量が、閾電力量よりも大きいか否かが判定される。減速中の消費電力量が閾電力量よりも大きい場合には、ステップＳ０４に移行する。減速中の消費電力量が閾電力量以下である場合には、エンジン１１０が停止している期間（時刻ｔ１０から時刻ｔ２０まで）に、ＳＯＣが下限値ＳＣＬまで低下することはなく、エンジン１１０の強制的な駆動が行われることはない。このため、回生制御を行うことなく、図３に示される一連の処理を終了する。

このように、制御装置１０では、回生制御を実行するか否かの判定が、減速中の消費電力量と、閾電力量とに基づいて行われる。これらはいずれも、車速の変化である減速度や、ＳＯＣの実測値に基づいて算出される電力量である。従って、回生制御を実行するか否かの判定は、車速及びＳＯＣに基づいて行われる、ということができる。

ステップＳ０４では、目標電力量が算出される。目標電力量とは、蓄電装置１６０に供給すべき回生電力の電力量のことである。本実施形態では、エンジン１１０の強制的な駆動を回避するために必要かつ最低限の電力量が、目標電力量として算出される。具体的には、減速中の消費電力量から閾電力量を差し引いて得られる電力量が、目標電力量として算出される（図４を参照）。

つまり、目標電力量は、減速中の消費電力量と、閾電力量とに基づいて算出される。これらはいずれも、車速の変化である減速度や、ＳＯＣの実測値に基づいて算出される電力量である。従って、目標電力量は車速及びＳＯＣに基づいて算出される、ということができる。算出された目標電力量は、回生制御における電力量の目標値として設定される。

ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、回生制御によってＳＯＣを上昇させる際の目標値、すなわち、既に説明した目標値ＳＣ１の値が設定される。目標値ＳＣ１の値は、例えば、ステップＳ０４で算出された目標電力量をＳＯＣの上昇量に換算し、当該上昇量を、時刻ｔ１０におけるＳＯＣの値（ＳＣ０）に加算することで算出される。

ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、回生制御が実行される。回生制御において、制御装置１０（回生制御部１２）により行われる具体的な処理内容の一例を、図５及び図６を参照しながら説明する。

図５は、回生制御のために行われる処理の流れを示されるフローチャートである。図５に示される一連の処理は、回生制御部１２により所定の周期で繰り返し実行される。図６（Ａ）は、回生制御が行われている期間（時刻ｔ１０以降の期間）における、ＳＯＣの変化の例を示すグラフである。図６（Ｂ）は、時刻ｔ１０におけるＳＯＣが目標値ＳＣ１よりも大きかった場合における、ＳＯＣの変化の例を示すグラフである。

図５に示される最初のステップＳ１１では、現時点におけるＳＯＣが、目標値ＳＣ１以下であるか否かが判定される。ＳＯＣが目標値ＳＣ１以下である場合には、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１の判定処理が行われたのが、時刻ｔ１０以降における初回であったか否かが判定される。初回であれば、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、モーター１５０からの回生電力の取出し（つまり回生制御）が行われる。

ステップＳ１２において、ステップＳ１１の判定処理が行われたのが初回でなかった場合、すなわち、時刻ｔ１０以降、既にステップＳ１１の処理が２回以上行われていたのであれば、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、図５に示される一連の処理が前回実行されたときにおいて、モーター１５０からの回生電力の取出しが行われたかどうか（ステップＳ１３の処理が行われたかどうか）が判定される。前回も回生電力の取出しが行われていた場合には、ステップＳ１３に移行する。すなわち、モーター１５０からの回生電力の取出しが今回も継続される。

ステップＳ１４において、前回は回生電力の取出しが行われていなかった場合には、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、回生電力の取出しが停止される。この場合は、回生電力の取出しが停止されている状態が継続される。ステップＳ１１において、ＳＯＣが目標値ＳＣ１を超えている場合にも、ステップＳ１５に移行する。

例えば図６（Ａ）のように、時刻ｔ１０の時点におけるＳＯＣが目標値ＳＣ１よりも低い場合には、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３の処理が順に行われて、モーター１５０からの回生電力の取出しが開始される。これにより、ＳＯＣは次第に上昇し、目標値ＳＣ１に近づいて行く。

次回以降は、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１３の処理が順に実行されて、モーター１５０からの回生電力の取出しが継続される。回生電力の取出しは、ＳＯＣが目標値ＳＣ１に到達するまで継続されることとなる。

ＳＯＣが上昇して目標値ＳＣ１以上になると、ステップＳ１１、ステップＳ１５の処理が順に行われて、モーター１５０からの回生電力の取出しが停止される（図６の時刻ｔ１５）。これにより、ＳＯＣは次第に低下して行き、再び目標値ＳＣ１よりも低い値となる。以降は、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１５の処理が順に行われて、モーター１５０からの回生電力の取出しが停止している状態が継続される。

ところで、時刻ｔ１０の時点で、ＳＯＣが既に目標値ＳＣ１よりも大きい場合には、初回にはステップＳ１１、ステップＳ１５の処理が順に行われ、モーター１５０からの回生電力の取出しは行われない。また、次回以降においては、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１５の処理が順に行われ、やはりモーター１５０からの回生電力の取出しは行われない。

その結果、図６（Ｂ）に示されるように、ＳＯＣは上昇することなく低下し続けることとなる。しかしながら、この場合には、ＳＯＣが下限値ＳＣＬまで低下することはないため、時刻ｔ２０よりも前にエンジン１１０の強制的な駆動が行われることはない。

図３のステップＳ０６で行われる回生制御の更に具体的な処理内容について、図７乃至図９を参照しながら説明する。図７は、モーター１５０からの回生電力の取出を開始するタイミングを決定するための一連の処理を示すフローチャートである。

最初のステップＳ２１では、ＳＯＣが、予め定められた値ＳＣＨ以下であるか否かが判定される。ＳＯＣが値ＳＣＨ以下であれば、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、図２等を参照しながらこれまで説明した処理と同様に、エンジン１１０が停止し車両ＨＣが減速し始めると同時（時刻ｔ１０）に、モーター１５０からの回生電力の取出しが開始される。

ステップＳ２１において、ＳＯＣが値ＳＣＨを超えていればステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、モーター回転数が所定の回転数ＭＲＴまで低下するのを待ってから、モーター１５０からの回生電力の取出しが開始される。

図８には、このときのモーター回転数、及びＳＯＣの変化がそれぞれ示されている。図８（Ａ）はモーター回転数の変化を示すグラフであり、図８（Ｂ）はＳＯＣの変化を示すグラフである。

時刻ｔ１０の時点でＳＯＣが値ＳＣＨを超えており、且つモーター回転数が回転数ＭＲＴを超えている場合には、上記のように、モーター１５０からの回生電力の取出しは直ちには開始されない。時刻ｔ１０以降は、車速が次第に低下して行くことに伴い、モーター回転数も次第に低下して行く。また、補機１８０及び補機２１０における電力消費に伴い、ＳＯＣも次第に低下して行く。

その後、モーター回転数が回転数ＭＲＴ以下になると、この時点（時刻ｔ１７）で、モーター１５０からの回生電力の取出しが開始される。これにより、時刻ｔ１７以降はＳＯＣが上昇する。既に述べたように、回生電力の取出しはＳＯＣが目標値ＳＣ１となるまで継続される。

図９には、モーター回転数と、回生電力の発生効率（以下、「回生効率」と称する）との関係が示されている。図９に示されるそれぞれの線（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）は、回生電力の値（電力値）を一定としたときにおける、モーター回転数と回生効率との関係を示すグラフである。線Ｇ１は、回生電力の値が比較的大きい場合のグラフであり、線Ｇ４は、回生電力の値が比較的小さい場合のグラフである。

図９の各グラフに示されるように、回生効率は、モーター回転数が所定の回転数となったところで最大となる。本実施形態では、回生効率が最大となるようなモーター回転数の値が、回転数ＭＲＴとして設定されている。図９に示される、モーター回転数と回生効率との関係は、制御装置１０が備える記憶装置に予め記憶されている。

つまり、図７のステップＳ２３で行われる処理は、エンジン１１０における駆動力の発生を停止させた後、回生効率が最も高くなる値（ＭＲＴ）までモーター回転数が低下したタイミングで、モーター１５０からの回生電力の取出しを開始する処理、ということができる。ただし、ＳＯＣが所定の閾値（ＳＣＨ）以下である場合には、エンジン１１０における駆動力の発生を停止させると同時（時刻ｔ１０）に、モーター１５０からの回生電力の取出しが開始される。

モーター１５０からの回生電力の取出しを開始する際のモーター回転数（ＭＲＴ）が上記のように決まると、回生制御時における回生電力値（単位：ワット）も決まることとなる。また、回生制御時における目標電力量は、図３のステップＳ０４で既に算出されている。

このため、目標電力量と回生電力値に基づけば、回生制御を行うべき時間（以下、「回生時間」とも称する）を算出することができる。例えば、回生時間が経過するまでにおける回生電力値の積分値が、目標電力量に等しいことを示す方程式を、回生時間について解けばよい。

以上のように、本実施形態に係る制御装置１０では、回生制御の実行タイミング、実行期間（回生時間）、及び回生電力値がそれぞれ適切に設定される。その結果、エンジン１１０の強制的な駆動を回避しながら、より効率の高い回生電力の回収を行うことが可能となっている。

図２（Ｅ）を参照しながら説明したように、制御装置１０では、回生制御中における回生電力の値ＰＲ０は、当初から常に一定の値（回生電力値）とされている。

このような態様に替えて、回生制御が開始された直後においては、回生電力の値が徐々に増加するように調整されてもよい。図１０のグラフには、このように回生電力の値を変化させる例が示されている。

図１０の例では、コースティング制御が開始される時刻ｔ１０になると、回生制御部１２が行う制御により、モーター１５０において回生電力が発生し始める。ただし、その時の回生電力の値ＰＲ１は、最終的な目標値（回生電力値）である値ＰＲ０よりも（絶対値において）小さくなっている。その後、時間が経過するに従って回生電力の値（絶対値）は次第に大きくなり、時刻ｔ１０よりも後の時刻ｔ１１において値ＰＲ０となる。つまり、モーター１５０から取り出される回生電力の値（又は回生トルクの値）が当初は制限されており、当該制限が徐々に解除されている。

回生電力の値がこのように変化するように調整されることにより、車両ＨＣの運転者に違和感を与えることなく、回生電力を発生させることが可能となる。

時刻ｔ１０における回生電力の値ＰＲ１、及び、回生電力が値ＰＲ１からＰＲ０となるまでに要する時間の長さは、それぞれ運転者に違和感を与えることのない適切な値となるよう、調整されることが望ましい。尚、時刻ｔ１０における回生電力の値ＰＲ１は、０であってもよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：制御装置
１１：蓄電率計測部
１２：回生制御部
ＨＣ：車両
１１０：エンジン
１５０：モーター
１６０：蓄電装置
１８０，２１０：補機

Claims (5)

1. 内燃機関（１１０）と回転電機（１５０）、及び当該回転電機に電力を供給する蓄電装置（１６０）、を備えたハイブリッド車両（ＨＣ）に搭載される制御装置（１０）であって、
   前記蓄電装置における蓄電率を計測する蓄電率計測部（１１）と、
   前記回転電機で回生電力を発生させ、当該回生電力を前記蓄電装置に供給する制御である回生制御を行う回生制御部（１２）と、を備え、
   前記回生制御は、
   前記内燃機関における駆動力の発生が停止している間に、前記蓄電率が所定の閾値（ＳＣＬ）を下回ることが無いように行われ、
   前記回転電機の回転数が、前記回生電力の発生効率が最も高くなる回転数（ＭＲＴ）を超えている場合には、
   前記内燃機関における駆動力の発生を停止させた後、
   前記回転電機の回転数が、前記回生電力の発生効率が最も高くなる回転数（ＭＲＴ）まで低下したタイミングで、前記回生制御が開始されることを特徴とする制御装置。
2. 前記回生制御を実行するか否かの判定が、前記ハイブリッド車両の走行速度、及び前記蓄電率に基づいて行われることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記回生電力の電力量の目標値である目標電力量が、前記ハイブリッド車両の走行速度、及び前記蓄電率に基づいて算出されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記蓄電率が所定の閾値（ＳＣＨ）以下である場合には、前記内燃機関における駆動力の発生を停止させると同時に前記回生制御が開始されることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記回生制御が開始された直後においては、前記回生電力の大きさが徐々に大きくされることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。

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