WO2012143989A1 - 電動車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

　電動車両は、運転者のアクセル操作量に応じた車両駆動力を発生するための電動機と、車輪が進行阻害物に当接しているときには、該車輪が進行阻害物に当接していないときと比較して、運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するための報知部とを備える。

Description

電動車両およびその制御方法

　この発明は、電動車両およびその制御方法に関し、より特定的には、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じた駆動力を発生する電動機を搭載した電動車両およびその制御方法に関する。

　一般に、車両においては、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量等のドライバ操作および車両の状態に基づいて車両全体で必要な駆動力が算出され、その算出された駆動力を実現するように動力源の駆動が制御される。たとえば、エンジンのみを動力源とした通常の車両では、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンスロットルとを連動させることによって、エンジンの駆動状態を運転者が意図する車両の走行状態に一致させるように構成されている。

　このような車両において、段差や輪留め等の進行阻害物に当接している状態（以下、「ロック状態」という）が発生すると、当該進行阻害物を乗り越えて車輪をロック状態から脱出させるためには、運転者は微細なアクセル操作を要求される。たとえば、段差を乗り越えるために、アクセルペダルを踏み増すことによって、大きな駆動力を発生させなければならない。しかしながら、車両が段差を乗り越えると、走行抵抗が急激に小さくなることにより、運転者に対して車両の飛び出し感を与えてしまう虞があった。

　このような不具合を回避するため、たとえば、特開平９－４８２６３号公報（特許文献１）には、運転者が希望する移動距離を入力すると、スロットルアクチュエータとブレーキとの双方を制御して微小移動を自動的に行なうように構成された車両が開示される。この特許文献１では、コントローラは、車両の実走距離の検出値が正値を示すまで、すなわち、車両が動き出すまでは、スロットル開度値を増加させる。その一方で、その過程においてスロットル開度が上限値に達すると、コントローラは、スロットルアクチュエータに対してスロットルの全閉を指示するとともに、ブレーキアクチュエータを指示して直ちに車両を停止させる。さらに、コントローラは、アラームから警告音を出力させる。このようにして、特許文献１は、段差等のように走行抵抗が大きくなる場面において、アクセル開度が上限値に達すると車両を自動的に停止させることにより、車両が段差を乗り越えた後に車両が急加速するのを防止している。

特開平９－４８２６３号公報 特開平７－３１５０７８号公報 特開２００７－１２５９２１号公報 特開２００９－２７１８０９号公報 特開２０１０－２２１７８８号公報 特開２０１０－２４１２４３号公報

　上述した特許文献１は、エンジンのみを動力源として走行する通常の車両において、微小な距離の車両移動を、運転者のアクセル操作によらず自動的に行なうものである。したがって、段差等で運転者が実際にアクセル操作を行なう場面について、特許文献１では考慮されていない。

　ここで、段差で運転者が実際にアクセルペダルを操作する場面を想定する。エンジンのみを動力源とした通常の車両では、運転者がアクセルペダルを踏み込むと踏み込み量に応じてエンジンの駆動音が変化する。したがって、アクセルペダルの踏み増しに従って増大するエンジンの駆動音を通じて、車輪にロック状態が発生している状況やアクセルペダルの操作量を運転者に認識させることができる。その結果、運転者に過度のアクセルペダルの踏み増しを控えさせることによって、段差を乗り越えた後の車両の飛び出し感を抑制することができる。

　これに対して、電動機を動力源とした電動車両（たとえば、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池車など）では、電動機の駆動音がエンジンの駆動音と比較して小さいため、車輪にロック状態が発生している状況およびアクセルペダルの踏み込み量を、電動機の駆動音を通じて運転者に認識させにくい。これにより、運転者は、車輪にロック状態が発生している状況を、アクセルペダルの踏み込み量が足りないために電動機から十分なトルクが出力されていないものと誤って判断し、アクセルペダルをさらに踏み増してしまう虞がある。

　それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車輪にロック状態が発生している状況での車両の飛び出し感を抑制することができる電動車両およびその制御方法を提供することである。

　この発明のある局面に従えば、電動車両は、運転者のアクセル操作量に応じた車両駆動力を発生するための電動機と、車輪が進行阻害物に当接しているときには、車輪が進行阻害物に当接していないときと比較して、運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するための報知部とを備える。

　好ましくは、報知部は、車輪が進行阻害物に当接している場合に、アクセル操作量が所定の基準量以上となったときには、運転者のアクセル操作に関する情報を報知する。

　好ましくは、電動車両は、路面勾配を推定するための推定部をさらに備える。報知部は、推定された路面勾配が所定の閾値よりも小さいという第１の条件、前記アクセル操作量が所定量以上であるという第２の条件、および、車速が所定速度を下回るという第３の条件が成立したときに、車輪が進行阻害物に当接していると判定する。

　好ましくは、報知部は、少なくとも電動機が発生する車両駆動力に関するパラメータを表示するための表示部を含む。表示部は、検出されたアクセル操作量が所定の基準量以上となったときには、検出されたアクセル操作量を表示する。

　好ましくは、報知部は、点滅可能に構成された光源を含む。光源は、検出されたアクセル操作量が所定の基準量以上となったときには、検出されたアクセル操作量に応じて点滅周期を変化させる。

　好ましくは、報知部は、音を発生可能に構成された音出力部を含む。
　この発明の別の局面に従えば、運転者のアクセル操作量に応じた車両駆動力を発生可能な電動機と、運転者に情報を報知するための報知部とを備えた電動車両の制御方法であって、車輪が進行阻害物に当接した状態を検出するステップと、運転者のアクセル操作量を検出するステップと、車輪が進行阻害物に当接している状態が検出されたときには、車輪が進行阻害物に当接していないときと比較して、運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するように報知部を制御するステップとを備える。

　本発明によれば、電動車両の車輪にロック状態が発生している状況において、車輪がロック状態から脱出した際に車両の飛び出し感を抑制することができる。

本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるパワートレインの詳細を説明するための模式図である。 本実施の形態に従うＥＣＵにおける制御構造を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるコンビネーションメーターの制御を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態によるコンビネーションメーターの制御を実現するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態によるパワーメーターの一例を示す図である。 本発明の実施の形態によるテルテールの動作を示す概念図である。 本発明の実施の形態の変更例によるコンビネーションメーターの制御を実現するためのフローチャートである。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明が繰返さない。

　（電動車両の構成）
　図１は、本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両５の概略構成図である。

　図１を参照して、ハイブリッド車両５は、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、バッテリ１０と、電力変換ユニット（ＰＣＵ：Power　Control　Unit）２０と、動力分割機構ＰＳＤと、減速機ＲＤと、前輪７０Ｌ，７０Ｒと、後輪８０Ｌ，８０Ｒと、電子制御ユニット（Electronic　Control　Unit：ＥＣＵ）３０とを備える。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ３０が実行するプログラムにより実現される。なお、図１には、前輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動輪とするハイブリッド車両５が例示されるが、前輪７０Ｌ，７０Ｒに代えて後輪８０Ｌ，８０Ｒを駆動輪としてもよい。あるいは、図１に構成に加えて後輪８０Ｌ，８０Ｒ駆動用のモータジェネレータをさらに設けて、４ＷＤ構成とすることも可能である。

　エンジンＥＮＧが発生する駆動力は、動力分割機構ＰＳＤにより、２経路に分割される。一方は、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動する経路である。もう一方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動させて発電する経路である。

　モータジェネレータＭＧ１は、代表的には三相交流同期電動発電機により構成される。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構ＰＳＤにより分割されたエンジンＥＮＧの駆動力により、発電機として発電する。また、モータジェネレータＭＧ１は、発電機としての機能だけでなく、エンジンＥＮＧの回転数を制御するアクチュエータとしても機能をも有する。

　なお、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、車両の運転状態やバッテリ１０のＳＯＣ（State　Of　Charge）の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力はそのままモータジェネレータＭＧ２をモータとして駆動させる動力となる。一方、バッテリ１０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合には、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、電力変換ユニット２０により交流電力から直流電力に変換されてバッテリ１０に蓄えられる。

　このモータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧを始動する際の始動機としても利用される。エンジンＥＮＧを始動する際、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ１０から電力の供給を受けて、電動機として駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧをクランキングして始動する。

　モータジェネレータＭＧ２は、代表的には三相交流同期電動発電機により構成される。モータジェネレータＭＧ２が電動機として駆動される場合には、バッテリ１０に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくともいずれか一方により駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０Ｒに伝えられる。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧをアシストして車両を走行させたり、モータジェネレータＭＧ２の駆動力のみにより車両を走行させたりする。

　車両の回生制動時には、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０ＲによりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動させられる。これによりモータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギを電気エネルギに変換する回生ブレーキとして作用する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、電力変換ユニット２０を介してバッテリ１０に蓄えられる。

　バッテリ１０は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池により構成される。本発明の実施の形態において、バッテリ１０は「蓄電装置」の代表例として示される。すなわち、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置をバッテリ１０に代えて用いることも可能である。バッテリ１０は、直流電圧を電力変換ユニット２０へ供給するとともに、電力変換ユニット２０からの直流電圧によって充電される。

　電力変換ユニット２０は、バッテリ１０よって供給される直流電力と、モータを駆動制御する交流電力およびジェネレータによって発電される交流電力との間で双方向の電力変換を行なう。

　ハイブリッド車両５は、さらに、ハンドル４０と、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルポジションセンサ４４と、ブレーキペダルポジションＢＰを検出するブレーキペダルポジションセンサ４６と、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ４８と、ハイブリッド車両５の加速度を検出するＧセンサ５０とを備える。

　また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には、ロータ回転角を検出する回転角センサ５１，５２がさらに設けられる。回転角センサ５１によって検出されたモータジェネレータＭＧ１のロータ回転角θ１および回転角センサ５２によって検出されたモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２は、ＥＣＵ３０へ伝達される。なお、回転角センサ５１，５２は、ＥＣＵ３０においてモータジェネレータＭＧ１の電流、電圧等からロータ回転角θ１を推定し、また、モータジェネレータＭＧ２の電流、電圧等からロータ回転角θ２を推定することによって、配置を省略してもよい。

　ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧ、電力変換ユニット２０およびバッテリ１０と電気的に接続されている。ＥＣＵ３０は、各種センサからの検出信号に基づいて、ハイブリッド車両５が所望の走行状態となるように、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態と、バッテリ１０の充電状態とを統合的に制御する。

　ＥＣＵ３０は、さらに、ハイブリッド車両５の運転席前方に設けられたコンビネーションメーター１００と電気的に接続されている。コンビネーションメーター１００は、後述するように、運転者が走行を行なうための各種情報（文字情報や画像情報）を表示可能に構成された表示パネルと、運転者に音声出力が可能なスピーカとを含む。表示パネルおよびスピーカは、ＥＣＵ３０による制御に従って、運転者に各種情報を報知することが可能である。すなわち、コンビネーションメーター１００は、本発明に係る「報知部」を構成している。

　図２は、図１のハイブリッド車両５におけるパワートレインの詳細を説明するための模式図である。

　図２を参照して、ハイブリッド車両５のパワートレイン（ハイブリッドシステム）は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の出力軸１６０に接続される減速機ＲＤと、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１と、動力分割機構ＰＳＤとを備える。

　動力分割機構ＰＳＤは、図２に示す例では遊星歯車機構により構成されて、クランクシャフト１５０に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ１５１と、クランクシャフト１５０と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ１５２と、サンギヤ１５１とリングギヤ１５２との間に配置され、サンギヤ１５１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ１５３と、クランクシャフト１５０の端部に結合され各ピニオンギヤ１５３の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ１５４とを含む。

　動力分割機構ＰＳＤは、サンギヤ１５１に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ１５２に結合されたリングギヤケース１５５およびプラネタリキャリヤ１５４に結合されたクランクシャフト１５０の３軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は他の２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。

　動力の取出用のカウンタドライブギヤ１７０がリングギヤケース１５５の外側に設けられ、リングギヤ１５２と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ１７０は、動力伝達減速ギヤＲＧに接続されている。リングギヤケース１５５は、本発明での「出力部材」に対応する。このようにして、動力分割機構ＰＳＤは、モータジェネレータＭＧ１による電力および動力の入出力を伴って、エンジンＥＮＧからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力するように動作する。

　さらに、カウンタドライブギヤ１７０と動力伝達減速ギヤＲＧとの間で動力の伝達がなされる。そして、動力伝達減速ギヤＲＧは、駆動輪である前輪７０Ｌ、７０Ｒと連結されたディファレンシャルギヤＤＥＦを駆動する。また、下り坂等では駆動輪の回転がディファレンシャルギヤＤＥＦに伝達され、動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦによって駆動される。

　モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ１３１と、ステータ１３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ１３２とを含む。ステータ１３１は、ステータコア１３３と、ステータコア１３３に巻回される三相コイル１３４とを含む。ロータ１３２は、動力分割機構ＰＳＤのサンギヤ１５１と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア１３３は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

　モータジェネレータＭＧ１は、ロータ１３２に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル１３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ１３２の回転との相互作用により三相コイル１３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。

　モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ１３６と、ステータ１３６内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１３７とを含む。ステータ１３６は、ステータコア１３８と、ステータコア１３８に巻回される三相コイル１３９とを含む。

　ロータ１３７は、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ１５２と一体的に回転するリングギヤケース１５５に減速機ＲＤを介して結合されている。ステータコア１３８は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

　モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ１３７の回転との相互作用により三相コイル１３９の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル１３９によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３７を回転駆動する電動機として動作する。

　減速機ＲＤは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ１６６がケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機ＲＤは、ロータ１３７の出力軸１６０に結合されたサンギヤ１６２と、リングギヤ１５２と一体的に回転するリングギヤ１６８と、リングギヤ１６８およびサンギヤ１６２に噛み合いサンギヤ１６２の回転をリングギヤ１６８に伝達するピニオンギヤ１６４とを含む。たとえば、サンギヤ１６２の歯数に対しリングギヤ１６８の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。

　このようにモータジェネレータＭＧ２の回転力は、減速機ＲＤを介して、リングギヤ１５２，１６８と一体的に回転する出力部材（リングギヤケース）１５５に伝達される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、出力部材１５５から駆動輪までの間で動力を加えるように構成される。なお、減速機ＲＤの配置を省略して、すなわち減速比を設けることなく、モータジェネレータＭＧ２の出力軸１６０および出力部材１５５の間を連結してもよい。

　電力変換ユニット２０は、コンバータ１２と、インバータ１４，２２とを含む。コンバータ１２は、バッテリ１０からの直流電圧Ｖｂを電圧変換して電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間に直流電圧ＶＨを出力する。また、コンバータ１２は、双方向に電圧変換可能に構成されて、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間の直流電圧ＶＨをバッテリ１０の充電電圧Ｖｂに変換する。

　インバータ１４，２２は、一般的な三相インバータで構成されて、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間の直流電圧ＶＨを交流電圧に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ２，ＭＧ１へ出力する。また、インバータ１４，２２は、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧ１によって発電された交流電圧を直流電圧ＶＨに変換して、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間に出力する。

　上述のように構成されたハイブリッド車両５では、ＥＣＵ３０は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと、出力部材１５５に出力すべき要求トルクとを対応つけたテーブルを記憶している。ＥＣＵ３０は、このテーブルを参照してアクセル開度Ａｃｃに基づいて出力部材１５５に出力すべき要求トルクを算出する。そして、この要求トルクに対応する要求駆動力が出力部材１５５に出力されるように、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態とを制御する。

　（制御構造）
　図３は、本実施の形態に従うＥＣＵ３０における制御構造を示すブロック図である。図３に示す各機能ブロックは、代表的にＥＣＵ３０が予め格納されたプログラムを実行することで実現されるが、その機能の一部または全部を専用のハードウェアとして実装してもよい。

　図３を参照して、ＥＣＵ３０は、ブレーキＥＣＵ３２と、パワーマネジメントＥＣＵ３４とを含む。ブレーキＥＣＵ３２およびパワーマネジメントＥＣＵ３４は、通信可能に接続されている。

　Ｇセンサ５０は、車両の加速度を検出し、その検出結果をブレーキＥＣＵ３２へ送信する。ブレーキＥＣＵ３２は、Ｇセンサ５０の出力値に基づいて図示しない制動装置の制動力を制御する。

　回転角センサ５２は、モータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２を検出してパワーマネジメントＥＣＵ３４へ送信する。パワーマネジメントＥＣＵ３４は、受信したモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２に基づいてモータジェネレータＭＧ２の単位時間あたりの回転数（モータ回転数）Ｎｍ２を算出する。パワーマネジメントＥＣＵ３４は、算出したモータ回転数Ｎｍ２に基づいて、ハイブリッド車両５の速度（車速）Ｖを算出する。車速Ｖは、出力部材１５５の回転数に対応する。アクセルポジションセンサ４４は、検出したアクセル開度ＡｃｃをパワーマネジメントＥＣＵ３４へ送信する。

　ＥＣＵ３０は、図示は省略するが、バッテリ１０の充放電状態を管理制御するバッテリＥＣＵ、エンジンＥＮＧの動作状態を制御するエンジンＥＣＵおよび、ハイブリッド車両５の状態に応じてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を制御するＭＧ＿ＥＣＵをさらに含む。パワーマネジメントＥＣＵ３４は、バッテリＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ＭＧ＿ＥＣＵおよびブレーキＥＣＵ３２等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両５が最も効率良く運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御する。

　具体的には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ハイブリッド車両５の車両状態およびドライバ操作に応じて、ハイブリッド車両５全体で必要な車両駆動力や車両制動力を算出する。車両状態には、車速Ｖが含まれる。また、ドライバ操作には、アクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダルポジションＢＰ、シフトポジションＳＰ等が含まれる。

　パワーマネジメントＥＣＵ３４は、要求された車両駆動力あるいは車両制動力を実現するように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求およびエンジンＥＮＧへの出力要求を決定する。ハイブリッド車両５は、エンジンＥＮＧを停止したままでモータジェネレータＭＧ２の出力のみで走行することができる。したがって、燃費が悪い領域を避けてエンジンＥＮＧを動作させるように、各出力要求を決定することによって、エネルギ効率を高めることができる。さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求は、バッテリ１０の充放電可能な電力範囲内でバッテリ１０の充放電が実行されるように制限した上で設定される。すなわち、バッテリ１０の出力電力が確保できないときには、モータジェネレータＭＧ２による出力が制限される。

　パワーマネジメントＥＣＵ３４は、設定されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求に応じて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクや回転数を演算する。そしてトルクや回転数についての制御指令および電圧ＶＨの制御指令値をＭＧ＿ＥＣＵへ出力する。

　また、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、決定されたエンジンパワーおよびエンジン目標回転速度を示すエンジン制御指示を生成してエンジンＥＣＵへ出力する。このエンジン制御指示に従って、図示しないエンジンＥＮＧの燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等が制御される。

　ＭＧ＿ＥＣＵは、パワーマネジメントＥＣＵ３４からの制御指令に応じて、コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号とを生成する。これらのモータジェネレータＭＧ１の制御指令（ＭＧ１制御指令）は、インバータ２２へ出力される。同様にＭＧ＿ＥＣＵは、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号とを出力する。これらのモータジェネレータＭＧ２の制御指令（ＭＧ２制御指令）は、インバータ１４へ出力される。

　また、ＭＧ＿ＥＣＵは、パワーマネジメントＥＣＵ３４からの制御指令に従って直流電圧ＶＨが制御されるように、コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号、降圧指示を行なう制御信号および動作禁止を指示するシャットダウン信号を生成する。これらの制御信号に従ったコンバータ１２の電圧変換によって、バッテリ１０の充放電電力が制御されることになる。

　パワーマネジメントＥＣＵ３４はさらに、コンビネーションメーター１００に設けられた表示パネル１２０およびスピーカ１２２を制御するメーターＥＣＵ１１０を管理制御する。

　ここで、上述のように構成されたハイブリッド車両５において、段差や輪留め等の進行阻害物に車輪が当接している状態（ロック状態）が発生した場合を想定する。この場合には、出力部材１５５の回転数、すなわちモータジェネレータＭＧ２の回転数が極低速領域に入る。なお、車輪にロック状態が発生すると、モータジェネレータＭＧ２のロータ位置が固定されることによって、モータジェネレータＭＧ２の特定の相に電流が継続的に流れることとなり、当該特定の相のコイルに電流を流すインバータ素子が他のインバータ素子よりも多く発熱する状態となってしまう。

　車輪のロック状態から、運転者によりアクセルペダルを踏み増しがなされると、ＥＣＵ３０（パワーマネジメントＥＣＵ３４）は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃに基づいて算出される要求駆動力が出力部材１５５に出力されるように、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との駆動状態とを制御する。この結果、運転者がアクセルペダルを踏み増すと、その踏み込み量に応じて要求駆動力が増大することとなる。そのため、車輪が段差や輪留め等の進行阻害物を乗り越えることによってロック状態から脱出した際には、運転者に対して車両の飛び出し感を与えてしまう虞がある。

　なお、エンジンのみを動力源とした通常の車両では、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、踏み込み量の増加に応じてエンジン回転数が上昇する。そして、このエンジン回転数の上昇に伴なってエンジンの駆動音が増大する。そのため、車輪にロック状態が発生している状況では、アクセルペダルの踏み増しに従って増大するエンジンの駆動音を通じて、当該状況やアクセルペダルの操作量を運転者に認識させることができる。その結果、運転者に過度のアクセルペダルの踏み増しを控えさせることができる。

　これに対して、電動機を動力源とした電動車両では、電動機の駆動音がエンジンの駆動音と比較して小さいため、車輪にロック状態が発生している状況やアクセルペダルの踏み込み量を、電動機の駆動音を通じて運転者に認識させにくい。その結果、運転者は、車輪にロック状態が発生している状況を、アクセルペダルの踏み込み量が足りないために電動機から十分なトルクが出力されていないものと誤って判断し、アクセルペダルをさらに踏み増す虞がある。

　したがって、本実施の形態による電動車両では、車輪にロック状態が発生しているときには、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するようにコンビネーションメーター１００の報知態様を制御する。

　図４は、本発明の実施の形態によるコンビネーションメーター１００の制御を説明するブロック図である。

　図４を参照して、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ＭＧ２回転数検出部３４０と、ロック検出部３４２とを含む。

　ＭＧ２回転数検出部３４０は、モータジェネレータＭＧ２の回転角センサ５２によって検出されたロータ回転角θ２に基づいてＭＧ２回転数Ｎｍ２を検出する。

　ロック検出部３４２は、ＭＧ２回転数検出部３４０により検出されたモータ回転数Ｎｍ２に基づいて車速Ｖ（出力部材１５５の回転数に対応）を算出する。ロック検出部３４２は、算出された車速Ｖ、Ｇセンサ５０の出力値Ｇおよびアクセルポジションセンサ４４の出力値Ａｃｃに基づいて、車輪にロック状態が発生しているかどうかを検出する。そして、ロック状態の発生時には、ロック検出部３４２は、ロック判定フラグＦＬＣをオンに設定する。

　メーターＥＣＵ１１０は、ロック判定フラグＦＬＣがオンされたときには、アクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するように、表示パネル１２０にメーター制御指令を発生するとともに、スピーカ１２２に音制御指令を発生する。

　図５は、本発明の実施の形態によるコンビネーションメーター１００の制御を実現するためのフローチャートである。

　図５を参照して、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、Ｇセンサ５０の出力値、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて、車輪にロック状態が発生しているかどうかを判定する。具体的には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、まず、ステップＳ０１により、Ｇセンサ５０の出力値に基づいてハイブリッド車両５が走行あるいは停車する路面が傾斜しているかどうかを判定する。

　ステップＳ０１では、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、Ｇセンサ５０の出力値に基づいてハイブリッド車両５が走行あるいは停車する路面の勾配を推定する。そして、推定された路面の勾配に基づいて、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、当該路面が傾斜しているか否かを判定する。たとえば、推定された路面の勾配が所定の勾配よりも小さいときには、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ハイブリッド車両５が走行あるいは停車している路面が傾斜していない、すなわち、当該路面が平坦路であると判定する。

　一方、推定された路面の勾配が所定の勾配以上であるとき（ステップＳ０１のＹＥＳ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、当該路面が登坂路であると判定する。ハイブリッド車両５が走行あるいは停車している路面が登坂路である場合には、後述するコンビネーションメーター１００の制御は行なわれない。これは、車両が登坂中であるときには、運転者に対して車両の飛び出し感を与える虞がないためである。

　ハイブリッド車両５が走行あるいは停車する路面が傾斜していないと判定されると（ステップＳ０１のＮＯ判定時）、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ステップＳ０２により、アクセル開度Ａｃｃが所定の判定値Ｘ１以上であるかどうかを判定する。なお、判定値Ｘ１は、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいるか否かを判別するための閾値である（すなわちＸ１＞０［％］）。アクセル開度Ａｃｃが判定値Ｘ１よりも小さいとき（ステップＳ０２のＮＯ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ロック判定フラグＦＬＣをオフに維持して処理を終了する。

　一方、アクセル開度Ａｃｃが判定値Ｘ１以上のとき（ステップＳ０２のＹＥＳ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、さらにステップＳ０３により、車速Ｖが、車速＝０を含む極低車速域（Ｖ≦Ｙ［ｋｍ／ｈ］）に入っているかどうかを判定する。車速Ｖが極低車速域の範囲内にないとき（ステップＳ０３のＮＯ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ロック判定フラグＦＬＣをオフに維持して処理を終了する。

　これに対して、車速Ｖが極低車速域の範囲内に入っているとき（ステップＳ０３のＹＥＳ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ステップＳ０４により、ハイブリッド車両５の車輪にロック状態が発生していると判定する。そして、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ロック判定フラグＦＬＣをオンに設定する。すなわち、ステップＳ０１～Ｓ０４の処理は、図５におけるロック検出部３４２の機能に対応する。

　メーターＥＣＵ１１０は、パワーマネジメントＥＣＵ３４によりロック判定フラグＦＬＣがオンされると、ステップＳ０５～Ｓ０９により、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するように表示パネル１２０およびスピーカ１２２の報知態様を制御する。

　具体的には、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０５により、アクセル開度Ａｃｃが所定の基準量Ｘ２以上であるかどうかを判定する。アクセル開度Ａｃｃが所定の基準量Ｘ２を下回るとき（ステップＳ０５のＮＯ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は、コンビネーションメーター１００の表示態様を維持して処理を終了する。なお、基準量Ｘ２は、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいるか否かを判別するための閾値である（すなわちＸ２＞０［％］）。

　一方、アクセル開度Ａｃｃが所定の基準量Ｘ２以上であるとき（ステップＳ０５のＹＥＳ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は次いで、ステップＳ０６により、表示パネル１２０にパワーメーターが含まれるかどうかを判定する。図６（ａ）に、パワーメーターの一例を示す。パワーメーターは、ハイブリッド車両５の運転席近傍に設置され、走行に用いられている車両駆動力（走行用パワー）を表示する。パワーメーターは、パワーを示すための目盛りが表示された目盛り板を指針で指示することにより現在走行に用いられている走行用パワーを視認可能の表示する指示計器として構成されている。指針はメーターＥＣＵ１１０により回転が制御される。目盛り板には、図６（ａ）に示すように、走行用パワーとして設定可能な全パワー範囲を示す円弧形状のバーが表示されている。図示は省略するが、バー近傍にはパワーを示す目盛り数字とパワーの単位を示す［ｋＷ］の単位記号とが表示されている。バーでは、エンジンＥＮＧから出力する動力と燃費との関係やバッテリ１０から出力可能な電力に基づいて設定されるハイブリッド車両５が良好な燃費で走行可能なパワーを上限として上限パワー未満の燃費優先のエコ運転領域（図中のＥＣＯ領域）、上限パワー以上のパワー領域で燃費より出力優先のパワー運転領域（図中のＰＯＷＥＲ領域）、および、走行用パワーが負の領域、すなわち、モータジェネレータＭＧ２が回生制御されている領域（図中のＣＨＡＲＧＥ領域）が表示されている。

　図５に戻って、表示パネル１２０にパワーメーター（図６（ａ）参照）が含まれる場合（ステップＳ０６のＹＥＳ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０７により、パワーメーターの表示態様を、車両用パワーの表示からアクセルペダルの操作量（アクセル開度Ａｃｃ）の表示に切り替える。図６（ｂ）に、アクセル開度Ａｃｃの表示に切り替えられたパワーメーターの一例を示す。

　図６（ｂ）を参照して、目盛り板には、アクセル開度Ａｃｃとして設定可能な全アクセル開度範囲（０～１００［％］）を示す円弧形状のバーが表示されている。メーターＥＣＵ１１０は、アクセルポジションセンサ４４の出力値を指針で指示するようにパワーメーターを制御する。これにより、パワーメーターは、現時点のアクセル開度Ａｃｃを視認可能に表示する指示計器となる。したがって、運転者にアクセルペダルの操作量を感知させることができる。

　一方、表示パネル１２０にパワーメーターが含まれていない場合（ステップＳ０８のＮＯ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０８により、表示パネル１２０に設けられ、パワー出力を表示するためのテルテールを点灯させる。このとき、メーターＥＣＵ１１０は、アクセルペダルの操作量が所定の基準量Ｘ２以上となると、アクセルペダルの操作量に応じてテルテールの表示態様を変化させる。たとえば、メーターＥＣＵ１１０は、図７に示すように、アクセルポジションセンサ４４の出力値に基づいて、アクセルペダルの操作量が大きくなるほどテルテールの点滅周期を短くする。したがって、運転者がアクセルペダルを踏み増すことによってテルテールの点滅周期が短くなるため、運転者にアクセルペダルの操作量を感知させることができる。

　なお、メーターＥＣＵ１１０は、アクセルペダルの操作量に応じてテルテールの点滅周期を変化させる構成に代えて、テルテールの表示輝度または表示色をアクセルペダルの操作量に応じて変化させる構成としてもよい。

　以上に述べたような表示パネル１２０の制御に加えて、メーターＥＣＵ１１０は、さらに、ステップＳ０９により、アクセルペダルの操作量が所定の基準量Ｘ２以上となると（ステップＳ０５のＹＥＳ判定時）、運転者のアクセル操作に関する報知音を吹聴するように、スピーカ１２２を制御する。具体的には、メーターＥＣＵ１１０は、アクセルペダルの操作量に応じて報知音の吹聴態様を変化させる。たとえば、メーターＥＣＵ１１０は、アクセルペダルの操作量が大きくなるほど、報知音の音量を上げるようにスピーカ１２２を制御する。あるいは、アクセルペダルの操作量に応じて報知音の音調を変化させるように、スピーカ１２２を制御してもよい。

　このように、本実施の形態による電動車両によれば、車輪のロック状態の発生時には、表示パネル１２０（パワーメーターまたはテルテール）およびスピーカ１２２に、車輪にロック状態が発生していないときと比較して、運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、運転者のアクセル操作に関する情報を報知させる。これにより、車輪にロック状態が発生している状況、および、アクセルペダルの操作量を運転者に認識させることができる。この結果、運転者に過度のアクセルペダルの踏み増しを控えさせることができる。

　（変更例）
　上記の実施の形態では、アクセル開度Ａｃｃに応じて表示パネル１２０およびスピーカ１２２を制御する判定する構成としたが、アクセル開度Ａｃｃに代えてハイブリッド車両５に要求される車両駆動力に応じて表示パネル１２０およびスピーカ１２２を制御する構成としてもよい。

　図８は、本発明の実施の形態の変更例によるコンビネーションメーター１００の制御を実現するためのフローチャートである。図８のフローチャートを図５のフローチャートと比較して、本変更例によるロック状態の判定処理では、図５のステップＳ０１～Ｓ０３をステップＳ０１，Ｓ０２１，Ｓ０３に置換した処理が実行される。

　具体的には、ステップＳ０１により、Ｇセンサ５０の出力値に基づいてハイブリッド車両５が走行あるいは停車する路面が傾斜していないと判定されると（ステップＳ０１のＮＯ判定時）、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ステップＳ０２１により、アクセル開度Ａｃｃに基づいて算出される要求駆動力が所定の判定値Ｐ１［Ｎｍ］以上であるかどうかを判定する。なお、判定値Ｐ１［Ｎｍ］は、運転者がアクセルペダルを踏む込んでいるか否かを判別するための閾値（Ｐ１＞０［Ｎｍ］）であり、運転者による加速要求がない場合であっても微速で車両を推進させるクリープトルクよりも大きい値に設定される。

　車両駆動力が判定値Ｐ１［Ｎｍ］よりも小さいとき（ステップＳ０２１のＮＯ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ロック判定フラグＦＬＣをオフに維持して処理を終了する。

　一方、車両駆動力が判定値Ｐ１以上のとき（ステップＳ０２１のＹＥＳ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、さらにステップＳ０３により、車速Ｖが、車速＝０を含む極低車速域（Ｖ≦Ｙ［ｋｍ／ｈ］）に入っているかどうかを判定する。車速Ｖが極低車速域の範囲内にないとき（ステップＳ０３のＮＯ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ロック判定フラグＦＬＣをオフに維持して処理を終了する。

　これに対して、車速Ｖが極低車速域の範囲内に入っているとき（ステップＳ０３のＹＥＳ判定時）には、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ステップＳ０４により、ハイブリッド車両５の車輪にロック状態が発生していると判定する。そして、パワーマネジメントＥＣＵ３４は、ロック判定フラグＦＬＣをオンに設定する。すなわち、ステップＳ０１～Ｓ０４の処理は、図５におけるロック検出部３４２の機能に対応する。

　車輪にロック状態が発生していると判定されると、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０５１～Ｓ０９により、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するように表示パネル１２０およびスピーカ１２２の報知態様を制御する。

　具体的には、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０５１により、車両駆動力が所定の基準量Ｐ２以上であるかどうかを判定する。車両駆動力が所定の基準量Ｐ２を下回るとき（ステップＳ０５１のＮＯ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は、コンビネーションメーター１００の表示態様を維持して処理を終了する。なお、基準量Ｐ２は、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいるか否かを判別するための閾値であって、クリープトルクよりも大きい値に設定される（すなわちＰ２＞０［Ｎｍ］）。

　一方、車両駆動力が所定の基準量Ｐ２以上であるとき（ステップＳ０５１のＹＥＳ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は次いで、ステップＳ０６により、表示パネル１２０にパワーメーターが含まれるかどうかを判定する。表示パネル１２０にパワーメーター（図６（ａ）参照）が含まれる場合（ステップＳ０６のＹＥＳ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０７により、パワーメーターの表示態様を、車両用パワーの表示からアクセルペダルの操作量（アクセル開度Ａｃｃ）の表示に切り替える（図６（ｂ）参照）。

　一方、表示パネル１２０にパワーメーターが含まれていない場合（ステップＳ０６のＮＯ判定時）には、メーターＥＣＵ１１０は、ステップＳ０８により、表示パネル１２０に設けられたテルテールを点灯させる。このとき、メーターＥＣＵ１１０は、車両駆動力が所定の基準量Ｐ２以上となると、車両駆動力が大きくなるほどテルテールの点滅周期を短くする。

　メーターＥＣＵ１１０は、さらに、ステップＳ０９により、車両駆動力が所定の基準量Ｐ２以上となると（ステップＳ０５１のＹＥＳ判定時）、運転者のアクセル操作に関する報知音を吹聴するように、スピーカ１２２を制御する。

　なお、本実施の形態では、電動車両の一例として、図１の構成のハイブリッド車両を例示したが、本発明の適用はこのような例に限定されるものではない。すなわち、アクセルペダルの操作量に応じて制御される駆動系の電動機（モータジェネレータ）が搭載される限り、図１とは異なる構成の駆動系の構成を有するハイブリッド車両（たとえば、いわゆるシリーズハイブリッド構成や、電気分配式のハイブリッド構成）や、電気自動車および燃料電池自動車についても本発明は適用可能である。

　また、本実施の形態では、運転者に各種情報を報知可能な報知部の一例として、表示パネルおよびスピーカを備えるコンビネーションメーターを例示したが、報知部の構成はこのような例に限定されるものではない。すなわち、車輪のロック状態の発生時には、車輪のロック状態が発生していないときと比較して、運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなるように、アクセル操作量に応じて報知態様を変化させることが可能な構成であれば、本発明の効果を奏することが可能であることを確認的に記載する。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　この発明は、アクセル操作量に応じた駆動力を発生する電動機を搭載した電動車両に適用することができる。

　１０　バッテリ、１２　コンバータ、１４，２２　インバータ、２０　電力変換ユニット、４０　ハンドル、４４　アクセルポジションセンサ、４６　ブレーキペダルポジションセンサ、４８　シフトポジションセンサ、５０　Ｇセンサ、５１，５２　回転角センサ、７０Ｌ，７０Ｒ　前輪、８０Ｌ，８０Ｒ　後輪、１００　コンビネーションメーター、１２０　表示パネル、１２２　スピーカ、１３１，１３６　ステータ、１３２，１３７　ロータ、１３３，１３８　ステータコア、１３４，１３９　三相コイル、１５０　クランクシャフト、１５１，１６２　サンギヤ、１５２，１６８　リングギヤ、１５３，１６４　ピニオンギヤ、１５４，１６６　プラネタリキャリヤ、１５５　リングギヤケース、１６０　出力軸、１７０　カウンタドライブギヤ、３４０　回転数検出部、３４２　ロック検出部、ＤＥＦ　ディファレンシャルギヤ、１１０　メーターＥＣＵ、３２　ブレーキＥＣＵ、３４　パワーマネジメントＥＣＵ、ＥＮＧ　エンジン、ＭＧ１，ＭＧ２　モータジェネレータ、ＰＳＤ　動力分割機構、ＲＤ　減速機、ＲＧ　動力伝達減速ギヤ。

Claims (7)

1. 　運転者のアクセル操作量に応じた車両駆動力を発生するための電動機（ＭＧ２）と、
   　車輪が進行阻害物に当接しているときには、前記車輪が進行阻害物に当接していないときと比較して、前記運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、前記運転者のアクセル操作に関する情報を報知するための報知部（１００）とを備える、電動車両。
2. 　前記報知部（１００）は、前記車輪が進行阻害物に当接している場合に、前記アクセル操作量が所定の基準量以上となったときには、前記運転者のアクセル操作に関する情報を報知する、請求項１に記載の電動車両。
3. 　路面勾配を推定するための推定部（５０）をさらに備え、
   　前記報知部（１００）は、前記推定された路面勾配が所定の閾値よりも小さいという第１の条件、前記アクセル操作量が所定量以上であるという第２の条件、および、車速が所定速度を下回るという第３の条件が成立したときに、前記車輪が進行阻害物に当接していると判定する、請求項１に記載の電動車両。
4. 　前記報知部（１００）は、少なくとも前記電動機（ＭＧ２）が発生する車両駆動力に関するパラメータを表示するための表示部（１２０）を含み、
   　前表示部（１２０）は、前記アクセル操作量が前記所定の基準量以上となったときには、前記アクセル操作量を表示する、請求項２に記載の電動車両。
5. 　前記報知部（１００）は、点滅可能に構成された光源を含み、
   　前記光源は、前記アクセル操作量が前記所定の基準量以上となったときには、前記アクセル操作量に応じて点滅周期を変化させる、請求項２に記載の電動車両。
6. 　前記報知部（１００）は、音を発生可能に構成された音出力部（１２２）を含む、請求項１または２に記載の電動車両。
7. 　運転者のアクセル操作量に応じた車両駆動力を発生可能な電動機（ＭＧ２）と、前記運転者に情報を報知するための報知部（１００）とを備えた電動車両（５）の制御方法であって、
   　車輪が進行阻害物に当接している状態を検出するステップと、
   　前記運転者のアクセル操作量を検出するステップと、
   　前記車輪が進行阻害物に当接している状態が検出されたときには、前記車輪が進行阻害物に当接していないときと比較して、前記運転者がアクセル操作量をより感知しやすくなる態様で、運転者のアクセル操作に関する情報を報知するように前記報知部（１００）を制御するステップとを備える、電動車両の制御方法。

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