JP7226546B2

JP7226546B2 - 電動装置制御方法及び電動装置

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Publication number: JP7226546B2
Application number: JP2021525877A
Authority: JP
Inventors: 秀勝秋山; 倫之羽二生
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: US11535237B2; US20220203960A1; BR112021024729A2; EP3984845B1; WO2020250428A1; CN113924238B; CN113924238A; JPWO2020250428A1; EP3984845A1; EP3984845A4; MX2021015211A

Description

本発明は、電動装置制御方法及び電動装置に関する。

特許文献１には、アクセルオフ時にバッテリ残量が所定値以下である場合に、エンジンの駆動トルクによる発電を継続し、充電するハイブリッド車両が開示されている。

特開平８－３１７５０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された例では、車両のコースト走行時に発電を継続した場合、車両の乗員が減速要求を行っているにも関わらず高回転のエンジン音が乗員に聞こえてしまい、乗員に違和感を与えてしまうという問題を有している。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両のコースト走行時に乗員に与える違和感を軽減しつつ、コースト走行時の発電を行うことが可能な電動装置制御方法及び電動装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る電動装置制御方法及び電動装置は、車両の駆動軸に対して回転自在に支持された内燃機関の駆動力によって第１電動機による発電を行う際、車両の車速が大きいほど内燃機関の回転数を高く設定し、駆動軸に接続された第２電動機に要求される要求駆動力がゼロ又は負になったとき、車速が第１閾値以上であれば、内燃機関を停止させ、車速が第１閾値未満であれば、発電を継続させる。

本発明によれば、車両のコースト走行時に乗員に与える違和感を軽減しつつ、コースト走行時の発電を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動装置を含むハイブリッドカーの構成を示すブロック図である。図２は、車両コントローラが有する機能的な構成要素を示すブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係る電動装置によるエンジン制御の処理手順を示すフローチャートである。図４は、車両の車速に応じて変更される発電電力の変化の様子を示す模式図である。図５は、エンジンの正味燃料消費率および作動点を示す模式図である。図６は、本発明の一実施形態に係る電動装置によるエンジン制御の第１の例を示すタイミングチャートである。図７は、本発明の一実施形態に係る電動装置によるエンジン制御の第２の例を示すタイミングチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。説明において、同一のものには同一符号を付して重複説明を省略する。

［電動装置の構成］
図１を参照して、本実施形態に係る電動装置を含むハイブリッドカーの構成を説明する。本実施形態のハイブリッドカーは、エンジン１（内燃機関）と、発電機４（第１電動機）と、バッテリ５（蓄電装置）と、駆動モータ６（第２電動機）と、車輪７（駆動輪）と、を備える。ハイブリッドカーは、エンジン１で車輪７を駆動せず、バッテリ５からの電力で駆動モータ６が車輪７を駆動するもので、エンジン１、バッテリ５、駆動モータ６、車輪７が直列接続（シリーズ接続）されることから、シリーズハイブリッドカーと称される。

エンジン１は、発電機４に機械的に連結される。エンジン１は、車両の駆動軸に対して回転自在に支持されているため、エンジン１で車輪７を駆動しない。発電機４は、バッテリ５に対して送受電可能に接続されている。発電機４と駆動モータ６との間、及び、バッテリ５と駆動モータ６との間も、送受電可能に接続されている。駆動モータ６はギア１６を介して車軸に機械的に連結され、車軸は車輪７に機械的に連結される。

エンジン１の駆動力は発電機４に伝達され、発電機４はエンジン１の駆動力によって回転し発電する。発電機４で発生した電力がバッテリ５に流れる場合には、当該電力はバッテリ５の充電のために消費される。また、発電機４で発生した電力が駆動モータ６に流れる場合には、当該電力は駆動モータ６の駆動のために消費される。

駆動モータ６は、発電機４及びバッテリ５のいずれか一方、もしくは両方から電力の供給を受け、供給された電力を消費して駆動力を発生させる。駆動モータ６の駆動力は、ギア１６及び車軸（駆動軸）を介して車輪７に伝達される。車輪７は駆動モータ６の駆動力によって回転することにより、シリーズハイブリッドカー（以下、車両と略す）は走行する。

また、車両の減速時や、車両が坂道を下る場合など、車輪７から車軸及びギア１６を介して駆動モータ６にトルクが入力され、入力されたトルクによって駆動モータ６が回転する場合には、駆動モータ６は発電機として動作し回生電力を発生させる。駆動モータ６において回生電力が発生する際、駆動モータ６に入力されるトルクの反作用によって、ギア１６及び車軸を介して車輪７には回生制動力が発生する。

駆動モータ６で発生した回生電力がバッテリ５に流れる場合には、回生電力はバッテリ５の充電のために消費される。また、駆動モータ６で発生した回生電力が発電機４に流れる場合には、回生電力は、エンジン１の抵抗（エンジンブレーキ）に抗してエンジン１および発電機４を駆動させるために消費される。

バッテリ５は、充電・放電する機能を有している。バッテリ５が充電される場合には、バッテリ５は発電機４あるいは駆動モータ６から供給された電力のエネルギーを貯蔵する。また、バッテリ５が放電する場合には、バッテリ５は貯蔵されたエネルギーを電力として駆動モータ６に対して供給する。

発電機４、バッテリ５、駆動モータ６の間の電力の流れは、バッテリ５及び駆動モータ６のそれぞれの状態や、車両の走行シーン、その他、車両に搭載された補機（エンジンの気筒休止（ＶＣＭ）の制御システム、エアコン、カーステレオ、ナビシステムなど）を含む車両全体の電力の需給状況などに基づいて変化しうる。発電機４、バッテリ５、駆動モータ６の間の電力の流れは、後述する車両コントローラ４０の制御によって定まる。

例えば、駆動モータ６が駆動力を発生させる必要がある場合には、バッテリ５から駆動モータ６に電力が供給されるものであってよい。バッテリ５から十分な電力を駆動モータ６に供給できない場合には、エンジン１を駆動させて発電機４で電力を生成し、バッテリ５からの電力に加えて発電機４からの電力が駆動モータ６に供給されるものであってもよい。

また、バッテリ５の充電が完了していない場合には、車両の減速時や車両が坂道を下る際に駆動モータ６によって発生した回生電力が、駆動モータ６からバッテリ５に供給されるものであってもよい。さらには、バッテリ５の充電が完了していない状態には、エンジン１を駆動させて発電機４で電力を生成し、発電機４からの電力がバッテリ５に供給されるものであってもよい。

また、バッテリ５の充電状態（ＳＯＣ）が高い場合などには、車両の減速時や車両が坂道を下る際に駆動モータ６によって発生した回生電力が、発電機４に供給されるものであってもよい。この場合、駆動モータ６から発電機４に供給された回生電力は、エンジン１によるエンジンブレーキに抗して仕事をするために発電機４にて消費され、その結果、駆動モータ６から発電機４に供給された回生電力は強制放電される。

車両は、ブレーキ力を検知するブレーキセンサ１９と、アクセル開度を検知するアクセルポジションセンサ２０（ＡＰＳ）と、エンジンの状態を検知するエンジン状態センサ２１と、バッテリの充電状態を検知するバッテリ状態センサ２５と、ハイブリッドカー全体を制御する車両コントローラ４０を更に備える。車両コントローラ４０は、本実施形態に係る電動装置を制御する制御回路として機能するものである。

車両コントローラ４０は、ブレーキセンサ１９、アクセルポジションセンサ２０、エンジン状態センサ２１、バッテリ状態センサ２５の各々に電気的に接続されている。車両コントローラ４０は、ブレーキ油圧を示す信号をブレーキセンサ１９から受信し、アクセルペダル（入力装置）のアクセル開度Ａｃを示す信号をアクセルポジションセンサ２０から受信する。

なお、車両が自動運転車両である場合には、アクセルポジションセンサ２０の代わりに、車両の自動走行の制御に用いる電子制御ユニットから、アクセル開度Ａｃを示す信号を車両コントローラ４０は受信してもよい。

また、車両コントローラ４０は、エンジン１の状態を示す信号をエンジン状態センサ２１から受信する。ここで、エンジン１の状態を示す信号には、エンジン１に燃料が供給されているか否かを示す信号、および、エンジン回転数Ｒｃを示す信号が含まれる。その他、車両コントローラ４０は、バッテリの充電状態を示す信号をバッテリ状態センサ２５から受信し、車両の車速Ｖを図示しない車速センサなどから取得する。

車両コントローラ４０は、エンジン１、発電機４、駆動モータ６と、信号線を介して電気的に接続されている。車両コントローラ４０は、アクセル開度Ａｃに応じたトルクを駆動モータ６で生じさせるため、エンジン１、発電機４、駆動モータ６を制御する。

車両コントローラ４０によって、エンジン１、発電機４、駆動モータ６の駆動状態が制御され、その他、図示しない補機の状態が定まることにより、発電機４、バッテリ５、駆動モータ６の間の電力の流れが定まる。

車両コントローラ４０は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータにより実現可能である。マイクロコンピュータを車両コントローラ４０として機能させるためのコンピュータプログラム（制御プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、汎用のマイクロコンピュータは、車両コントローラ４０として機能する。

なお、本実施形態では、ソフトウェアによって車両コントローラ４０を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、車両コントローラ４０を構成することも可能である。また、車両コントローラ４０に含まれる複数のユニット（４１，４３，４５，４７）を個別のハードウェアにより構成してもよい。更に、車両コントローラ４０は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。

図２を参照して、車両コントローラ４０が有する機能的な構成要素について説明する。車両コントローラ４０は、機能的な構成要素として、状態判定部４１と、算出部４３と、エンジン指令値設定部４５と、出力部４７と、を備える。

状態判定部４１は、アクセル開度Ａｃを示す信号に基づいて、駆動モータ６に要求される要求駆動力が減少しているか否かを判定する。より詳細には、状態判定部４１は、駆動モータ６に要求される要求駆動力が、ゼロ又は負になったか否かを判定する。そして、要求駆動力がゼロ又は負になったと判定された場合には、車速Ｖ及びバッテリ５の充電状態に基づいたエンジン１の制御を実行する。

より具体的には、状態判定部４１は、車速Ｖが車速閾値Ｖ１（第１閾値）以上、もしくは、車速Ｖが車速閾値Ｖ２（第２閾値）未満であるか否かを判定する（なお、車速閾値Ｖ２は車速閾値Ｖ１よりも小さな値であるとする）。そして、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上、もしくは、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満であると判定された場合には、状態判定部４１は、エンジン１を停止させるための指令値を出力部４７に送信する。

車速閾値Ｖ１には、例えば、エンジン１のエンジン回転数Ｒｃが車速Ｖに応じて段階的に高く設定される場合に、エンジン回転数Ｒｃの変化が生じる境界の車速が設定される。すなわち、車速Ｖが車速閾値Ｖ１未満の場合に設定されるエンジン回転数Ｒｃよりも、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上の場合に設定されるエンジン回転数Ｒｃのほうが大きく、エンジン回転数Ｒｃは階段状に増加する。

エンジン回転数Ｒｃが車速Ｖに応じて段階的に高く設定されることで、車速Ｖの微小な変化に応じてエンジン回転数Ｒｃが変化してしまうことによる違和感を防ぐことができる。また、車速閾値Ｖ１としてエンジン回転数Ｒｃの変化が生じる境界の車速が設定されることにより、高いエンジン回転数Ｒｃが設定されたエンジン１から生じるノイズが乗員に聞こえてしまうことを、より確実に防止できる。

車速閾値Ｖ２は、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満である場合に、エンジン１から生じるエンジン音とロードノイズを考慮して定められる。例えば、車速閾値Ｖ２は、１０～１５ｋｍ／ｈ程度として定められるが、これに限定されない。エンジン音が静かであればあるほど、車速閾値Ｖ２は小さく設定されるものであってもよい。

なお、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満である場合に、エンジン１が自律燃焼可能なアイドル回転数で回転し続けてもよい。エンジン１の正味燃料消費率（詳細は後述する）を考慮した場合、アイドル回転数での正味燃料消費率は、エンジン１が通常回転を行う際の正味燃料消費率よりも大きい傾向にある。しかしながら、アイドル回転数は低回転数であるため、ロードノイズが小さい停車状態あるいは低速走行状態であっても、ロードノイズに比べて、エンジン１から生じるエンジン音が問題とならない。したがって、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満である場合に、エンジン１が自律燃焼可能なアイドル回転数で回転し続けてもよい。

また、状態判定部４１により、車速Ｖが車速閾値Ｖ２以上であって車速Ｖが車速閾値Ｖ１未満であると判定された場合には、さらに、状態判定部４１は、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上であるか否かを判定する。そして、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上であると判定された場合には、状態判定部４１は、エンジン１を停止させるための指令値を出力部４７に送信する。

一方、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値未満であると判定された場合には、状態判定部４１は、エンジン１の回転を維持し、発電機４による発電を継続させる（すなわち、「エンジンによる発電継続」を行う）。

充電量閾値に基づく制御について補足すると、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値未満である場合には、「エンジンによる発電継続」を優先する制御を行って、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値に達するまでバッテリ５の充電を行う。一方、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上である場合には、システム全体の効率を優先する制御を行う。

例えば、空気密度の変化に合わせて燃料供給量を変化させる制御がシステムに含まれる場合に、充電量閾値に基づく制御をどのように行うかについて説明する。空気密度が低い場合に、通常の空気密度の場合と同じ効率でエンジン１を稼働させることを優先しようとすると、エンジン１で発生するトルクが小さくなるため、発電機４での発電電力が減少してしまう。すなわち、空気密度が低い場合には、効率と発電電力の間にトレードオフの関係が成り立つ。

効率と発電電力の間に成り立つトレードオフに対して、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値未満である場合には、発電電力を優先するため、「エンジンによる発電継続」を優先する制御を行う。一方、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上である場合には、効率を優先するため、空気密度の変化に合わせて燃料供給量を変化させる制御を優先して行う。

走行中にアクセルを離して停止するまでの期間で、バッテリ５の充電状態を所定の充電量閾値よりも大きい状態にまで増加させることができれば、次回の車両発進時に効率を優先した制御を実施することができる。

走行中にアクセルを離して停止するまでの期間で、バッテリ５の充電状態を所定の充電量閾値よりも大きい状態にまで増加させることができないと判定された場合は、充電量閾値を超えるまで発電を継続することで、次回の車両発進時に効率を優先する制御を実施することができる。

このように、システム全体の効率を優先する制御と発電電力を優先する制御のいずれを車両の発進時において優先するかを考慮して、バッテリ５の充電状態に対する充電量閾値は設定される。

算出部４３は、車速Ｖに基づいて、車両が停止するまでに駆動モータ６で得られると想定される回生電力量を算出する。より具体的には、車体の重量と車速Ｖに基づいて車両の運動エネルギーを算出し、車両の運動エネルギーに回生効率を乗算することにより、回生で得られると想定される回生電力量を算出する。その他、算出部４３は、車両が走行する道路の傾斜等に基づいて、車両の運動エネルギーに転換される車両の持つ位置エネルギーを算出し、算出した位置エネルギーに回生効率を乗算して得られるエネルギーを、回生で得られると想定される回生電力量に加算するものであってもよい。

また、算出部４３は、バッテリ５の充電状態に基づいて、バッテリ５の充電状態を現在の状態から充電量閾値の状態にするために求められる必要電力量（所定電力量）を算出する。すなわち、必要電力量とは、充電量閾値の状態にあるバッテリ５が蓄積している電力量と、バッテリ５が現在の蓄積している電力量の差である。

その他、算出部４３は、そして、駆動モータ６による回生電力によって、必要電力量の全体を生成するために必要な車両の車速を、状態判定部４１での判定に用いる車速閾値Ｖ１として算出するものであってもよい。

なお、必要電力量を、バッテリ５の充電状態を現在の状態から満充電の状態にするために求められる電力量として算出するものであってもよい。ここで、満充電の状態とは、バッテリ５の充放電に関する性能特性を考慮して、例えば、バッテリ５の充電状態が８０％～１００％の状態として定義してもよい。ここで挙げた「８０％～１００％」とは、あくまでも例示に過ぎず、この例に限定されない。

エンジン指令値設定部４５は、車速Ｖに基づいて、エンジン１のエンジン回転数Ｒｃで駆動するための指令値を設定し、当該指令値を出力部４７に送信する。具体的には、車速Ｖが大きいほどエンジン回転数Ｒｃが高くなるよう指令値の設定を行う。なお、エンジン指令値設定部４５は、車速Ｖが大きいほどエンジン回転数Ｒｃが連続的に高くなるよう指令値の設定を行うものであってもよいし、車速Ｖが大きいほどエンジン回転数Ｒｃが段階的に高くなるよう指令値の設定を行うものであってもよい。

ここで、車速Ｖが大きいほどエンジン回転数Ｒｃが高くなるよう指令値の設定を行う理由について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、車両の車速に応じて変更される発電電力の変化の様子を示す模式図である。図５は、エンジンの正味燃料消費率および作動点を示す模式図である。正味燃料消費率とは、エンジンによって単位仕事量を発生させるために、エンジンで消費する燃料の重量を示した値である。正味燃料消費率が小さいほど燃費が良い。

車速Ｖが大きいほど、車両のロードノイズは増大する傾向にある。したがって、車速Ｖが大きい状況下では、ロードノイズの影響で、エンジン１のエンジン回転数Ｒｃが高くても、エンジン１から生じる高回転のエンジン音は目立ちにくい。また、エンジン回転数Ｒｃが高いほど、発電機４による発電電力Ｐは増加し、より短時間でのバッテリ５の充電を行うことができる。したがって、エンジン指令値設定部４５は、車速Ｖが大きいほどエンジン回転数Ｒｃが高くなるよう指令値を設定する。

図４に示す折線ＣＲは、車速Ｖが低速域ＶＬにある場合の発電電力Ｐよりも、車速Ｖが高速域ＶＨにある場合の発電電力Ｐのほうが大きく設定される様子を示している。図４では、車速Ｖが大きいほどエンジン回転数Ｒｃが段階的に高くなるようエンジン１に対する指令値が設定された結果、発電電力Ｐが段階的に大きくなる様子が示されている。

図５では、エンジン回転数Ｒｃを横軸、トルクＴｒを縦軸とする平面上に、正味燃料消費率のマップが記載されている。なお、等出力線ＣＳは、エンジン出力が一定の線を示したものである。正味燃料消費率のマップにおいて、等高線Ｒ１で囲まれる領域で正味燃料消費率は最も小さい値を有しており、等高線Ｒ２、等高線Ｒ３、等高線Ｒ４のように外側に向かって進むにつれて、正味燃料消費率は増加する。

エンジン１と発電機４が結合したシステムで効率よく発電を行うためには、正味燃料消費率が小さい、等高線Ｒ１で囲まれる領域内の作動点で示される、エンジン回転数Ｒｃ及びトルクＴｒの組み合わせを有するように、エンジン１を制御することが望ましい。特に、等出力線ＣＳ上で、正味燃料消費率が最も小さくなる作動点を結んでできる曲線（例えば、作動点Ｐ１と作動点Ｐ２を結ぶ、等高線Ｒ１内の曲線）上の作動点で示されるエンジン回転数Ｒｃ及びトルクＴｒの組み合わせを有するように、エンジン１を制御することが望ましい。

さらに言えば、等出力線ＣＳ上で、正味燃料消費率が最も小さくなる作動点を結んでできる曲線上の作動点において、エンジン１から生じるノイズが低減されるといった、エンジン１の性能上好ましい特性を有する作動点がある場合には、そのような作動点を優先的に使用し、段階的にエンジン回転数Ｒｃが設定されるよう、エンジン１を制御することが望ましい。

出力部４７は、状態判定部４１から送信されたエンジン１を停止させるための指令値、および、エンジン指令値設定部４５から送信されたエンジン１に対する指令値を、エンジン１に出力する。

［エンジン制御の処理手順］
次に、本実施形態に係る電動装置によるエンジン制御の処理手順を、図３のフローチャートを参照して説明する。

図３に示すエンジン制御の処理は、駆動モータ６に要求される要求駆動力がゼロ又は負になったと判定された場合に実行される。

図３に示すように、まずステップＳ１０１において、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であると判定された場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）には、ステップＳ１０７に進み、エンジン１を停止させるための指令値が出力され、エンジン１が停止することになる。

車速Ｖが車速閾値Ｖ１未満であると判定された場合（ステップＳ１０１でＮＯ）には、ステップＳ１０３にて、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上であるか否かが判定される。そして、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、ステップＳ１０７に進む。

一方、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、ステップＳ１０４にて、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満であると判定された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）には、ステップＳ１０７に進む。

一方、車速Ｖが車速閾値Ｖ２以上であると判定された場合（ステップＳ１０４でＮＯ）には、ステップＳ１０５に進み、エンジン１の回転は維持され、発電機４による発電が継続される。そして、再度、ステップＳ１０１に進むことになる。

［エンジン制御の第１の例］
次に、本実施形態に係る電動装置によるエンジン制御の第１の例を、図６に示すタイミングチャートである。図６では、アクセル開度Ａｃの変化、車速Ｖの変化、エンジン回転数Ｒｃの変化、バッテリ５の充電状態（ＳＯＣ）の変化の様子が示されている。

図６に示すタイミングチャートでは、時刻Ｔ１よりも過去の時間帯において、エンジン１が始動され、エンジン１の駆動力を受けて発電機４にて発電が開始されている。

時刻Ｔ１にて、アクセル開度Ａｃがゼロになり、駆動モータ６に要求される要求駆動力がゼロ又は負になったとする。したがって、時刻Ｔ１以降の時間帯では、車速は徐々に減少していき、車両が停止する時刻Ｔ２に至るまで、車両はコースト走行を行うことになる。その様子は、時刻Ｔ１以降の車速Ｖの変化によって示されている。

時刻Ｔ１において、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上、もしくは、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満である場合、エンジン１が停止されるため、時刻Ｔ１以降ではエンジン回転数Ｒｃはゼロとなる。時刻Ｔ１以降では、駆動モータ６からの回生電力によって、バッテリ５は充電されることになる。

仮に、時刻Ｔ１以降でエンジン１を停止させない場合、時刻Ｔ１では、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上であるためエンジン１のエンジン回転数Ｒｃが高く設定される。そのため、乗員がアクセルを離すなどして、駆動モータ６に要求される要求駆動力が減少しているにも関わらず、高回転のエンジン音が乗員に聞こえてしまい、乗員に違和感を与えてしまうというおそれがある。したがって、時刻Ｔ１以降でエンジン１を停止させることにより、乗員が感じる違和感を解消することができる。

また、時刻Ｔ１において、車速Ｖが車速閾値Ｖ１以上である場合には、車両の運動エネルギーによって十分な回生電力が得られると見込まれるため、エンジン１の回転を維持して発電機４による発電を継続せずとも、バッテリ５を必要な充電状態に至るまで充電することができる。

時刻Ｔ１において、車速Ｖが車速閾値Ｖ２未満である場合には、時刻Ｔ１以降ではエンジン回転数Ｒｃはゼロ又はアイドル回転数となるため、エンジン１から生じるエンジン音が、ロードノイズと比べて目立つことはなく、乗員に違和感を与えることが抑制される。また、車速Ｖが小さい場合にはエンジン１のエンジン回転数Ｒｃが低く設定される。その結果、エンジン１の燃費率が悪くなる恐れがあるため、時刻Ｔ１以降でのエンジン１の停止により、燃費率が改善する。

［エンジン制御の第２の例］
次に、本実施形態に係る電動装置によるエンジン制御の第２の例を、図７に示すタイミングチャートである。図６と同様に、図７では、アクセル開度Ａｃ、車速Ｖ、エンジン回転数Ｒｃ、バッテリ５の充電状態（ＳＯＣ）について、それぞれの変化の様子が示されている。

図７における時刻Ｔ１、時刻Ｔ２の意味は、図６における時刻Ｔ１、時刻Ｔ２の意味と同じである。さらには、時刻Ｔ１よりも過去の時間帯において、エンジン１が始動され、エンジン１の駆動力を受けて発電機４にて発電が開始されている点でも、図７は図６と同じである。

時刻Ｔ１において、車速Ｖが車速閾値Ｖ２以上であって車速Ｖが車速閾値Ｖ１未満である場合、バッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値未満であれば、エンジン１の回転が維持され、発電機４による発電が継続される。したがって、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３にかけて、駆動モータ６からの回生電力に加えて、発電機４からの発電電力によって、バッテリ５は充電されることになる。

バッテリ５の充電状態が改善して、時刻Ｔ３にてバッテリ５の充電状態が所定の充電量閾値以上になると、エンジン１が停止されるため、時刻Ｔ３以降ではエンジン回転数Ｒｃはゼロとなる。時刻Ｔ３以降では、駆動モータ６からの回生電力によって、バッテリ５は充電されることになる。

時刻Ｔ３以降では、発電機４からの発電電力がバッテリ５に供給されることがないため、バッテリ５の過充電が抑制される。

［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、車両の駆動軸に対して回転自在に支持された内燃機関の駆動力によって第１電動機による発電を行う際、車両の車速が大きいほど内燃機関の回転数を高く設定し、駆動軸に接続された第２電動機に要求される要求駆動力がゼロ又は負になったとき、車速が第１閾値以上であれば、内燃機関を停止させ、車速が第１閾値未満であれば、発電を継続させる。

これにより、乗員がアクセルを離すなどして、駆動モータ６に要求される要求駆動力がゼロ又は減少する際に、車速が第１車速よりも大きいことに起因して高く回転数が設定された内燃機関から生じるノイズが乗員に聞こえてしまうことを防止できる。したがって、減速要求を行っているにもかかわらず高周波あるいは高回転のノイズが聞こえてしまうことで生じる乗員の違和感を解消できる。

また、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置において、第１電動機での発電を行う際、車両の車速が大きいほど内燃機関の回転数が段階的に高くなるように設定され、内燃機関の回転数が段階的に高くなる境界の車速を、第１閾値とするものであってもよい。特に、段階的に設定される回転数に対応する内燃機関の作動点として、内燃機関から生じるノイズが低減されるなど、性能上好ましい特性を有する作動点を用いることで、第１電動機での発電を行う際に、内燃機関の特性が改善され、安定的に発電を継続することができる。さらには、内燃機関からのノイズを低減して、乗員の違和感を解消できる。

さらに、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、車両が停車するまでに第２電動機による回生で得られると想定される電力量が所定電力量となる車両の車速を、第１閾値とするものであってもよい。これにより、車両の運動エネルギーによって十分な回生電力が得られると見込まれるため、内燃機関の回転を維持して第１電動機による発電を継続せずとも、蓄電装置を必要な充電状態に至るまで充電することができる。

また、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、車速が第１閾値未満である場合に、第２電動機からの回生電力が供給される蓄電装置の充電量が所定の充電量閾値以上であれば、内燃機関を停止させるものであってもよい。第１電動機からの過剰な発電電力が蓄電装置に供給されることがないため、蓄電装置の過充電が抑制される。

さらに、本実施形態に係る電動装置制御方法及び電動装置は、車速が第１閾値より小さい場合、発電を継続させた後の、車速が第１閾値よりも小さい第２閾値未満まで減速したときに内燃機関を停止させるものであってもよい。車速が第２閾値未満である場合、ロードノイズが小さくなる傾向にある。仮に、内燃機関を停止させない場合、小さくなったロードノイズと比較して、内燃機関からのノイズが目立ってしまう恐れがある。しかしながら、車速が第２閾値未満である場合に内燃機関を停止させるため、内燃機関から生じるノイズが乗員に違和感を与えることが抑制される。

また、車速が小さい場合には内燃機関の回転数が低く設定される。仮に、内燃機関を停止させない場合、内燃機関の燃費率が悪くなる恐れがある。しかしながら、車速が第２閾値未満である場合に内燃機関を停止させるため、燃費率が悪い車速の領域での発電が抑制され、燃費率が改善する。

以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

上述の各実施形態で示した各機能は、１又は複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理装置は、また、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。

１エンジン
４発電機
５バッテリ
６駆動モータ
７車輪
１６ギア
１９ブレーキセンサ
２０アクセルポジションセンサ
２１エンジン状態センサ
２５バッテリ状態センサ
４０車両コントローラ
４１状態判定部
４３算出部
４５エンジン指令値設定部
４７出力部

Claims

車両の駆動軸に対して回転自在に支持された内燃機関と、前記内燃機関の駆動力を受けて発電を行う第１電動機と、前記駆動軸に接続された第２電動機と、コントローラと、を備えた電動装置の制御を行う電動装置制御方法であって、
前記コントローラは、
前記第１電動機での発電を行う際、前記車両の車速が大きいほど前記内燃機関の回転数を高く設定し、
前記内燃機関の駆動力によって前記第１電動機が発電を行っている状態において、前記第２電動機に要求される要求駆動力がゼロ又は負になったとき、
前記車速が第１閾値以上であれば、前記内燃機関を停止させ、
前記車速が第１閾値未満であれば、前記発電を継続させること
を特徴とする電動装置制御方法。
請求項１に記載の電動装置制御方法であって、
前記コントローラは、
前記第１電動機での発電を行う際、前記車両の車速が大きいほど前記内燃機関の回転数が段階的に高くなるように設定し、
前記内燃機関の回転数が段階的に高くなる境界の車速を、前記第１閾値とすること
を特徴とする電動装置制御方法。
請求項１に記載の電動装置制御方法であって、
前記コントローラは、前記車両が停車するまでに前記第２電動機による回生で得られると想定される電力量が所定電力量となる前記車両の車速を、前記第１閾値とすること
を特徴とする電動装置制御方法。
請求項１～３のいずれか一項に記載の電動装置制御方法であって、
前記コントローラは、前記車速が前記第１閾値未満である場合に、前記第２電動機からの回生電力が供給される蓄電装置の充電量が所定の充電量閾値以上であれば、前記内燃機関を停止させること
を特徴とする電動装置制御方法。
請求項１～４のいずれか一項に記載の電動装置制御方法であって、
前記コントローラは、前記車速が前記第１閾値未満である場合、前記発電を継続させた後の、前記車速が前記第１閾値よりも小さい第２閾値未満まで減速したときに前記内燃機関を停止させること
を特徴とする電動装置制御方法。
車両の駆動軸に対して回転自在に支持された内燃機関と、
前記内燃機関の駆動力を受けて発電を行う第１電動機と、
前記駆動軸に接続された第２電動機と、
コントローラと、
を備えた電動装置であって、
前記コントローラは、
前記第１電動機での発電を行う際、前記車両の車速が大きいほど前記内燃機関の回転数を高く設定し、
前記内燃機関の駆動力によって前記第１電動機が発電を行っている状態において、前記第２電動機に要求される要求駆動力がゼロ又は負になったとき、
前記車速が第１閾値以上であれば、前記内燃機関を停止させ、
前記車速が第１閾値未満であれば、前記発電を継続させること
を特徴とする電動装置。