JP5696791B2 - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両の慣性力を利用して走行する車両の走行制御に関する。

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。

そして、これらの車両において、さらなる環境負荷の削減のために、燃費，電費を低減することによってエネルギ効率を向上することが求められている。

特表２００８−５２０４８５号公報（特許文献１）は、内燃機関とモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両において、モータジェネレータが発電機モードの際に、車両電気系統の実消費電力よりも大きい高出力で動作するようにモータジェネレータを駆動する第１のインターバルと、モータジェネレータをスイッチオフする第２のインターバルとを交互に繰り返すように、モータジェネレータを制御する構成を開示する。

特表２００８−５２０４８５号公報（特許文献１）によれば、モータジェネレータが発電機として動作する際に、第１のインターバルにおいては効率の高い動作点でモータジェネレータを駆動し、第２のインターバルにおいてはモータジェネレータが停止される。これによって、発電動作時に効率の低い状態でモータジェネレータの運転が継続されることが抑制されるので、発電動作における車両のエネルギ効率を向上することができる。

また、特開２０１０−６３０９号公報（特許文献２）は、内燃機関とモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両において、内燃機関の発生する駆動力を用いた走行と、内燃機関を停止した惰性状態での走行とを交互に繰り返す構成を開示する。これにより、内燃機関を高効率の動作点で駆動することができるので、燃費を向上させることができる。

特表２００８−５２０４８５号公報 特開２０１０−６３０９号公報 特開平８−１７２７９１号公報 特開平８−１６３７０２号公報

しかしながら、上記の特表２００８−５２０４８５号公報（特許文献１）においては、モータジェネレータで発電を行なう場合に、モータジェネレータの駆動と停止とを繰り返す構成であり、車両の走行のための駆動力を変化させるものではなかった。

また、特開２０１０−６３０９号公報（特許文献２）は、ハイブリッド車両において、内燃機関であるエンジンの駆動と停止とを繰り返して加速惰性走行制御を行なう構成を開示するものであり、モータジェネレータの運転については考慮されていなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、少なくともモータジェネレータからの駆動力を変動させて車両の慣性力を用いて走行が可能な車両において、車両走行時のエネルギ効率を向上させるとともにドライバビリティを改善することである。

本発明による車両は、車両の走行駆動力を発生する回転電機と、回転電機を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、回転電機について、駆動力を発生させる第１の状態と、第１の状態よりも駆動力を小さくした第２の状態とを切換えながら車両を走行させる駆動力変更運転を実行する。そして、制御装置は、第１の状態における駆動力が非矩形状となるように回転電機を制御する。

好ましくは、制御装置は、第１の状態から第２の状態への駆動力の移行時、および第２の状態から第１の状態への駆動力の移行時の少なくとも一方において、回転電機から出力される駆動力を徐変させる。

好ましくは、制御装置は、第１の状態から第２の状態への駆動力の移行時における駆動力の時間的変化の大きさと、第２の状態から第１の状態への駆動力の移行時における駆動力の時間的変化の大きさとを異なる値にする。

好ましくは、制御装置は、第１の状態における駆動力を時間とともに変化させる。
好ましくは、制御装置は、ユーザからの要求駆動力の変化が所定範囲内の場合に、駆動力変更運転を実行する。

好ましくは、制御装置は、駆動力変更運転の実行中は、車両の速度が許容範囲内に維持されるように、第１および第２の状態を切換える。

好ましくは、制御装置は、車両の速度が許容範囲の下限値から定まる第１のしきい値まで低下したことに応答して第１の状態への移行を開始し、車両の速度が許容範囲の上限値から定まる第２のしきい値まで上昇したことに応答して第２の状態への移行を開始する。

好ましくは、第１の状態における駆動力は、車両の速度を維持することが可能な一定出力の基準駆動力よりも大きく設定される。第２の状態における駆動力は、基準駆動力よりも小さく設定される。

好ましくは、制御装置は、第２の状態においては、回転電機からの駆動力の発生を停止する。

好ましくは、車両は、第２の状態においては主に車両の慣性力によって走行する。
好ましくは、車両は、走行駆動力を発生する他の駆動源をさらに備える。

好ましくは、制御装置は、第１の状態における回転電機および他の駆動源の駆動力の和を、車両の速度を維持することが可能な一定出力の基準駆動力よりも大きく設定する。制御装置は、第２の状態における回転電機および他の駆動源の駆動力の和を、基準駆動力よりも小さく設定する。

好ましくは、制御装置は、他の駆動源について、駆動力を発生させる第３の状態と、第３の状態よりも小さい駆動力とする第４の状態とを切換える駆動力変更運転を実行する。

好ましくは、他の駆動源は内燃機関である。
好ましくは、他の駆動源は、上記回転電機とは異なる他の回転電機である。

本発明による車両の制御方法は、走行駆動力を発生する回転電機を有する車両についての制御方法である。制御方法は、回転電機が駆動力を発生する第１の状態にするステップと、回転電機を第１の状態よりも駆動力を小さくした第２の状態にするステップと、第１および第２の状態を切換えながら車両を走行させる駆動力変更運転を実行するステップと、第１の状態における駆動力が非矩形状となるように回転電機を制御するステップとを備える、車両の制御方法。

本発明によれば、少なくともモータジェネレータからの駆動力を変動させて車両の慣性力を用いて走行が可能な車両において、車両走行時のエネルギ効率を向上させるとともにドライバビリティを改善することができる。

実施の形態１に従う車両の全体ブロック図である。 実施の形態１における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。 慣性走行から加速走行への移行時の、モータジェネレータの駆動力の変化の例を示す図である。 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される慣性走行制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態２において、ＥＣＵで実行される慣性走行制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の変形例における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態３に従うハイブリッド車両の全体ブロック図である。 実施の形態３における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。 ２つのモータジェネレータを駆動源とする実施の形態４に従う車両の全体ブロック図である。

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は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う車両１００の全体ブロック図である。以下で詳細に説明されるように、車両１００は、駆動源として回転電機を用いる電気自動車あるいは燃料電池車である。

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、電圧センサ１８０，１８５と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１およびＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

蓄電装置１１０には、電圧センサ１７０および電流センサ１７５が設けられる。電圧センサ１７０は、蓄電装置１１０の電圧ＶＢを検出し、その検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。電流センサ１７５は、蓄電装置に入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーは、その一方端が蓄電装置１１０の正極端子および負極端子に接続され、他方端がＰＣＵ１２０に接続される電力線ＰＬ１，ＮＬ１に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間における電力の供給と遮断とを切換える。

コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と電力線ＰＬ２，ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。

インバータ１２２は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩに基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０を駆動する。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１およびＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１およびＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２およびＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ２およびＮＬ１間の電圧変動を減少させる。

電圧センサ１８０および１８５は、それぞれコンデンサＣ１およびＣ２の両端にかかる電圧ＶＬおよびＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

車両１００の速度（車速）を検出するために、速度センサ１９０が駆動輪１５０の近傍に設けられる。速度センサ１９０は、駆動輪１５０の回転速度に基づいて車速ＳＰＤを検出し、その検出値をＥＣＵ３００に出力する。また、速度センサとして、モータジェネレータ１３０の回転角を検出するための回転角センサ（図示せず）を用いてもよい。この場合には、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０の回転角の時間的変化および減速比などに基づいて、間接的に車速ＳＰＤを演算する。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、蓄電装置１１０および車両１００の各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０、ＳＭＲ１１５などを制御するための制御信号を生成して出力する。なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に備えられる電圧センサ１７０，電流センサ１７５からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を演算する。

ＥＣＵ３００は、ユーザによるアクセルペダル（図示せず）の操作に基づいて定められる要求トルクＴＲを、上位ＥＣＵ（図示せず）から受ける。ＥＣＵ３００は、ユーザからの要求トルクＴＲに基づいて、コンバータ１２１およびインバータ１２２の制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩをそれぞれ生成し、モータジェネレータ１３０を駆動する。

また、ＥＣＵ３００は、ユーザにより設定されるモード信号ＭＯＤを受ける。このモード信号ＭＯＤは、以下に後述する慣性走行制御を実行するか否かを指示するための信号である。モード信号ＭＯＤは、特定のスイッチや操作画面における設定などによって切換えられる。あるいは、特定の条件が成立したことに応答して、モード信号ＭＯＤが自動的に設定されるようにしてもよい。

ＥＣＵ３００は、たとえば、モード信号ＭＯＤがオンに設定されている場合には、慣性走行制御を行なうように動作し、モード信号ＭＯＤがオフに設定されている場合には、慣性走行制御を行なわない通常の走行を行なうように動作する。

このような車両においては、モータジェネレータ１３０から駆動力が発生されると、蓄電装置の電力が消費される。蓄電装置１１０の容量は予め定められているので、蓄電装置に蓄えられた電力で、できるだけ長距離を走行するためには、走行中のエネルギ効率を向上させて電力消費を抑制することが必要となる。

車両の走行中には車両には慣性力がはたらいているため、走行中にモータジェネレータによる駆動力を、車速を維持するために必要な駆動力よりも低くした場合は、徐々に車速は低下するものの、しばらくの間は車両の慣性力を用いて走行（以下、「慣性走行」とも称する。）が継続される。

この慣性走行中は、モータジェネレータにより出力される駆動力が小さいので、蓄電装置からの電力消費が少なくなる。そのため、慣性走行を活用して走行を行なうことができれば、車両走行時のエネルギ効率を改善することが可能となり得る。

そこで、実施の形態１においては、図１に示した車両において、ユーザからの要求トルクがほぼ一定であり、それによって車速がほぼ一定に維持されるような走行がされている場合に、モータジェネレータからの駆動力が高出力状態である加速走行を行なう場合と、モータジェネレータの駆動力が低出力状態（駆動力がゼロの場合も含む）である慣性走行を行なう場合とを繰り返して走行する運転（以下、「駆動力変更運転」とも称する。）を行なう慣性走行制御を実行し、走行中におけるエネルギ効率の向上を図る。

このように、モータジェネレータからの駆動力を切換える場合に、高出力状態と低出力状態との間を矩形パルス状に駆動力を変化させると、パルスの立ち上がりおよび立ち下がりにおいて加減速度が急変するために、ユーザに与えるトルクショックが大きくなるおそれがある。

そこで、実施の形態１においては、駆動力変更運転実行中に駆動力を切換える際、駆動力パルスの立ち上がりおよび立ち下がりにおける駆動力の時間変化率の大きさを緩やかにし、切換時のトルクショックを緩和してドライバビリティを向上させる。

図２は、実施の形態１における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図２においては、横軸には時間が示され、縦軸には、車速ＳＰＤ、モータジェネレータの出力、ユーザからの要求パワー、蓄電装置（バッテリ）の充放電電力、および蓄電装置のＳＯＣが示される。なお、蓄電装置の充放電電力については、放電電力が正値で表わされ、充電電力が負値で表わされている。

図１および図２を参照して、車両１００が、平坦な道路を一定の車速Ｖ１で走行する場合を考える。この場合、図２のように、ユーザから要求されるパワーは、ほぼ一定の値として与えられる。なお、「ユーザから要求されるパワーがほぼ一定の値である」とは、多少の変動はあるものの、ある所定時間内において、ユーザ要求パワーが予め定められた所定範囲内（たとえば、±３％）に維持される状態を意味する。

実施の形態１の慣性走行制御を適用しない場合においては、モータジェネレータ１３０の出力は、図２中の破線Ｗ１９のように、ほぼ一定の大きさで連続して出力される。これにより、車速ＳＰＤはほぼ一定に維持される。

このとき、蓄電装置１１０からは、図２中の破線Ｗ１６のように一定の電力が連続して出力されるために、蓄電装置１１０のＳＯＣは、図２中の破線Ｗ１８のように、直線的に減少する。

これに対して、実施の形態１の慣性走行制御を適用した場合には、基本的には、モータジェネレータ１３０を所定の駆動力で走行する加速走行と、加速走行時の駆動力よりも小さい駆動力で走行する慣性走行とが交互に繰り返される。なお、慣性走行時においては、モータジェネレータ１３０からの駆動力がゼロ、すなわちモータジェネレータ１３０が停止状態の場合も含まれる。図２においては、平坦路の場合の慣性走行時にはモータジェネレータ１３０を停止状態とする場合を例として説明する。

具体的には、時刻ｔ１までは、実施の形態１の慣性走行制御が適用されていない状態であり、モータ出力ＰＭ０が連続的に出力されている。

時刻ｔ１において、ユーザにより慣性走行制御の実行が指示されると、まずモータジェネレータ１３０が停止される。そうすると、モータジェネレータ１３０からの駆動力がなくなるので、図２中の実線Ｗ１０のように、慣性力による走行が開始されて徐々に車速ＳＰＤが低下する。

このとき、蓄電装置１１０からの充放電電力がゼロとなるので、ＳＯＣの低下が抑制される。なお、モータジェネレータ１３０の出力は、図２中の実線Ｗ１３のようにＰＭ０からゼロまで徐々に変化される。

そして、車速ＳＰＤが、目標とする車速Ｖ１に対して予め定められた許容範囲の下限値ＬＬから定まるしきい値Ｖｔｈ２（＞ＬＬ）まで低下すると（図２中の時刻ｔ２）、モータジェネレータ１３０の駆動が再開され、ＰＭ１（＞ＰＭ０）に駆動力が到達するまで時間とともに徐々に増加される。これによって、車両１００が加速する。このとき、高出力状態においては、駆動力がＰＭ０より大きいＰＭ１とされるので、駆動力変更運転を行なわない場合に比べるとＳＯＣの減少量は大きくなる。しかしながら、時刻ｔ１からｔ２までの慣性走行により電力が消費されていないため、トータルのＳＯＣは高い状態が維持される（図２中の実線Ｗ１７）。

そして、車速ＳＰＤが車速Ｖ１に対して予め定められた上記の許容範囲の上限値ＵＬから定まるしきい値Ｖｔｈ１（＜ＵＬ）まで上昇すると（図２中の時刻ｔ４）、モータジェネレータ１３０の駆動力がゼロになるまで徐々に低下される。これにより慣性走行が再び実行される。

その後、同様に、車速ＳＰＤがしきい値Ｖｔｈ２まで低下するとモータジェネレータ１３０が駆動されてＰＭ１まで駆動力が徐々に増加され、さらに車速ＳＰＤがしきい値Ｖｔｈ１まで上昇すると、低出力状態までモータジェネレータ１３０の駆動力が徐々に低下される。

このように駆動力を変化させることで、図２中の実線Ｗ１４のように、車速ＳＰＤが上限値ＵＬおよび下限値ＬＬになるべき時刻（たとえば、図２中の時刻ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９など）においてモータジェネレータ１３０の出力を矩形パルス状に変化させる場合に比べて、低出力状態から高出力状態および高出力状態から低出力状態への駆動力の切換えの際における駆動力変化を緩やかにすることができる。そうすると、図２中の実線Ｗ１０のように、加速走行と慣性走行との間の車速ＳＰＤが緩やかに変化するので、急激なトルクショックの発生を防止することができる。これによって、ドライバビリティを向上させることができる。

なお、低出力状態と高出力状態との間の移行期間中における駆動力は、図３に示すように、連続的に増加（あるいは減少）させるようにしてもよいし、階段状に変化させるようにしてもよい。

図４は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される慣性走行制御処理を説明するためのフローチャートである。図３および後述する図６に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１および図４を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ユーザによって設定されるモード信号ＭＯＤに基づいて、慣性走行制御が選択されているか否かを判定する。

モード信号ＭＯＤがオフに設定されており、慣性走行制御が選択されていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、以降の処理がスキップされ、ＥＣＵ３００は処理をメインルーチンに戻す。

モード信号ＭＯＤがオンに設定されており、慣性走行制御が選択されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、ＥＣＵ３００は、次に、要求トルクＴＲに基づいて、ユーザからの要求パワーがほぼ一定であるか否かを判定する。

ユーザ要求パワーがほぼ一定である場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められて、ＥＣＵ３００は、駆動力変更運転を実行するように選択する。なお、図３には示されていないが、駆動力変更運転の開始直後は、図２に示されるように、まず、モータジェネレータ１３０が停止されて慣性走行が実行される。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、車速ＳＰＤが速度許容範囲の上限値ＵＬから定まるしきい値Ｖｔｈ１まで上昇したか否かを判定する。

上記のように、駆動力変更運転の開始直後は、まずモータジェネレータ１３０の駆動力が低下されて慣性走行が実行されるので、車速ＳＰＤはしきい値Ｖｔｈ１よりも低く、かつ徐々に車速ＳＰＤは低下する。

すなわち、車速ＳＰＤが速度許容範囲のしきい値Ｖｔｈ１まで上昇していないので（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理がＳ１３５に進められて、次に、ＥＣＵ３００は、車速ＳＰＤが速度許容範囲の下限値ＬＬから定まるしきい値Ｖｔｈ２まで低下したか否かを判定する。

車速ＳＰＤが速度許容範囲内で低下中（Ｖｔｈ２＜ＳＰＤ＜Ｖｔｈ１）の場合、すなわち、車速ＳＰＤが速度許容範囲のしきい値Ｖｔｈ２まで低下していない場合（Ｓ１３５にてＮＯ）は、処理がＳ１５０に進められ、ＥＣＵ３００は、低出力状態への移行が完了したか否かを判定する。

低出力状態への移行が完了していない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、低出力状態への移行途中であるので、ＥＣＵ３００はＳ１５４に処理を進めて、モータジェネレータ１３０の駆動力を時間とともに低下させながら、その駆動力によってモータジェネレータ１３０を駆動して慣性走行を実行する（Ｓ１６０）。

一方、低出力状態への移行が完了している場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５２に進められ、ＥＣＵ３００は、現在のモータジェネレータ１３０の状態を維持しながら、その駆動力によってモータジェネレータ１３０を駆動して慣性走行を実行する（Ｓ１６０）。

その後、メインルーチンに処理が戻され、次回の制御周期において再びＳ１００から処理が実行される。

慣性走行が継続されている間に、車速ＳＰＤがしきい値Ｖｔｈ２まで低下した場合（ＳＰＤ≦Ｖｔｈ２）（Ｓ１３５にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４５に進められ、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０の高出力状態への切換えを開始し、モータジェネレータ１３０の駆動力を時間とともに増加させる。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にてその駆動力でモータジェネレータ１３０を駆動して加速走行を実行する。

加速走行が実行されて速度許容範囲内で車速が上昇している間は、Ｓ１３０およびＳ１３５でＮＯが選択されてＳ１５０に処理が進められる。そして、高出力状態への移行が完了していない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０の駆動力を時間とともに増加しながら（Ｓ１５４）、加速走行を継続する（Ｓ１６０）。高出力状態への移行が完了した場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０を高出力状態に維持しながら（Ｓ１５２）、加速走行を継続する（Ｓ１６０）。

そして、車速ＳＰＤがしきい値Ｖｔｈ１まで上昇すると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は加速走行から慣性走行に切換え、処理をＳ１４０に進める。ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、モータジェネレータ１３０の低出力状態への切換えを開始し、モータジェネレータ１３０の駆動力を時間とともに低下させる。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にてその駆動力でモータジェネレータ１３０を駆動して慣性走行を実行する。

ユーザ要求パワーがほぼ一定に保持されている間は、車速ＳＰＤが速度許容範囲内に維持されるように、上記のような駆動力変更運転が実行される。

一方、加速または減速のために、ユーザからの要求パワーが変動した場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、処理がＳ１２５に進められて、ＥＣＵ３００は駆動力変更運転を中断する。

そして、ＥＣＵ３００は、ユーザ要求パワーによって加速が指示されている場合（Ｓ１２７にてＹＥＳ）は、モータジェネレータ１３０の駆動力を増加して、車両１００を加速する（Ｓ１６５）。

一方、ユーザから減速が指示されている場合（Ｓ１２７にてＮＯ）は、処理がＳ１６６に進められ、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０の駆動力を低減して減速を実行する。または、より迅速に減速することが必要な場合には、モータジェネレータ１３０を回生状態で駆動することによる回生制動を伴う減速を実行する。あるいは、慣性走行による減速と回生制動を伴う減速とを切換えながら減速するようにしてもよい。

その後、ユーザによる加速または減速動作が終了して、ユーザ要求パワーが再びほぼ一定である状態になると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、駆動力変更運転が再開される。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、ユーザからの要求パワーがほぼ一定である状態において、慣性走行と加速走行とが繰り返される駆動力変更運転が実行できる。そして、慣性走行と加速走行との切換えにおいて、モータジェネレータの駆動力を徐変させ非矩形状とすることによって、車速の変化を緩やかにすることができる。これによって、車両走行時のエネルギ効率を向上させつつ、ドライバビリティを向上させることができる。

なお、上述の図２においては、慣性走行から加速走行への移行時の駆動力変化率（増加率）の大きさと、加速走行から慣性走行への移行時の駆動力変化率（低下率）の大きさが、ほぼ同じであるように記載されているが、必要に応じて、駆動力を増加する場合と低下する場合の変化率の大きさを異なる値とするようにしてもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、モータジェネレータの駆動力を非矩形状とする場合として、駆動力切換えの際の駆動力変化を緩やかにする構成について説明した。

実施の形態２においては、高出力状態におけるモータジェネレータの駆動力を一定とせず、路面状況等に応じて、駆動力の増加側と減少側とを異なる態様とするように可変に設定する構成について説明する。

図５は、実施の形態２における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。

図５においては、駆動力変更運転において、加速走行と慣性走行との切換えは、車速ＳＰＤが下限値ＬＬおよび上限値ＵＬに到達したことに応答して実行される。そして、高出力状態における駆動力が、図５中の実線Ｗ２２のように、所定のパターンに従って時間とともに変更するように設定される。

このパターンを、路面状況により変化させたり、あるいはユーザの好みに合わせて設定することによって、ドライバビリティを向上させることができる。

図６は、実施の形態２において、ＥＣＵ３００で実行される慣性走行制御処理を説明するためのフローチャートである。図６は、実施の形態１の図４のフローチャートにおけるステップＳ１３０，１３５，１５０，１５４がＳ１３０Ａ，１３５Ａ，１５０Ａ，１５４Ａに置き換えられ、さらにＳ１２１が追加されたものとなっている。図６において、図４と重複するステップの説明は繰り返さない。

図１および図６を参照して、ＥＣＵ３００は、ユーザにより慣性走行制御が選択され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ユーザ要求パワーがほぼ一定であると判定すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｓ１２０にて駆動力変更運転の実行を開始する。

そして、Ｓ１２１にて、ＥＣＵ３００は、路面状況やユーザの設定に基づいて、予め記憶された高出力状態における駆動力パターンを取得する。

その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０Ａにて、車速ＳＰＤが速度許容範囲の上限値ＵＬまで上昇したか否かを判定する。

慣性走行を実行中の場合は、車速ＳＰＤが速度許容範囲の上限値ＵＬまで上昇していないので（Ｓ１３０ＡにてＮＯ）、処理がＳ１３５Ａに進められて、次に、ＥＣＵ３００は、車速ＳＰＤが速度許容範囲の下限値ＬＬまで低下したか否かを判定する。

車速ＳＰＤが速度許容範囲内で低下中（ＬＬ＜ＳＰＤ＜ＵＬ）の場合、すなわち、車速ＳＰＤが速度許容範囲の下限値ＬＬまで低下していない場合（Ｓ１３５ＡにてＮＯ）は、処理がＳ１５０Ａに進められて、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０が現在低出力状態であるか否かを判定する。

モータジェネレータ１３０が低出力状態の場合（Ｓ１５０ＡにてＹＥＳ）は、処理がＳ１５２に進められて、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０の状態を保持して、慣性走行を継続する（Ｓ１６０）。その後、メインルーチンに処理が戻され、次回の制御周期において再びＳ１００から処理が実行される。

慣性走行が継続されている間に、車速ＳＰＤが速度許容範囲の下限値ＬＬまで低下した場合（ＳＰＤ≦ＬＬ）（Ｓ１３５ＡにてＹＥＳ）は、Ｓ１４５に処理が進められて、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０を高出力状態に切換えて、加速走行を実行する（Ｓ１６０）。これにより、車速ＳＰＤが上昇する。

加速走行が実行されて速度許容範囲内で車速が上昇している間は、Ｓ１４０およびＳ１４５でＮＯが選択されて、処理がＳ１５０Ａに進められる。モータジェネレータ１３０は、現在加速走行中、すなわち高出力状態であるので、Ｓ１５０ＡにてＮＯが選択されて、処理がＳ１５４Ａに進められる。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２１によって設定された駆動力パターンに従って駆動力を変更しながら、車速ＳＰＤが速度許容範囲の上限値ＵＬに到達するまで加速走行を継続する（Ｓ１６０）。

その後、車速ＳＰＤが速度許容範囲の上限値ＵＬまで上昇すると（Ｓ１３０ＡにてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１４０に進めて、モータジェネレータ１３０を低出力状態へ切換えて、慣性走行を実行する（Ｓ１６０）。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、加速走行において運転状況等を考慮して駆動力を設定することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

なお、図７に示されるように、上記の実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせてもよい。このようにすることによって、慣性走行と加速走行との切換えにおいて車速の変化を緩やかにするとともに、加速走行時の駆動力を適切に変更することができるので、さらにドライバビリティを向上することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１および２では、駆動源としてモータジェネレータが単独で設けられる場合における慣性走行制御について説明した。

実施の形態３においては、モータジェネレータに加えてエンジンを搭載したハイブリッド車両について慣性走行制御を適用する場合について説明する。

図８は、実施の形態３に従うハイブリッド車両１００Ａの全体ブロック図である。図８においては、図１におけるＰＣＵ１２０がＰＣＵ１２０Ａに置き換えられ、駆動源として、モータジェネレータ１３０に代えて、モータジェネレータ１３０Ａ，１３０Ｂおよびエンジン１６０が備えられる構成となっている。図８において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。

図８を参照して、ＰＣＵ１２０Ａは、コンバータ１２１と、インバータ１２２Ａ，１２２Ｂと、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ１８０，１８５とを含む。

インバータ１２２Ａ，１２２Ｂは、電力線ＰＬ２，ＮＬ１を介して、コンバータ１２１に並列に接続される。

インバータ１２２Ａは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１により制御され、コンバータ１２１からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータ１３０Ａ（以下、「ＭＧ１」とも称する。）を駆動する。また、インバータ１２２Ａは、モータジェネレータ１３０Ａで発電された交流電力を直流電力に変換し、コンバータ１２１を介して蓄電装置１１０を充電する。

インバータ１２２Ｂは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ２により制御され、コンバータ１２１からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータ１３０Ｂ（以下、「ＭＧ２」とも称する。）を駆動する。また、インバータ１２２Ｂは、モータジェネレータ１３０Ｂで発電された交流電力を直流電力に変換し、コンバータ１２１を介して蓄電装置１１０を充電する。

モータジェネレータ１３０Ａ，１３０Ｂの各出力軸は、たとえばプラネタリギヤのような動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０Ａに結合される。そして、モータジェネレータ１３０Ａ，１３０Ｂからの駆動力が駆動輪１５０に伝達される。

また、モータジェネレータ１３０Ａ，１３０Ｂは、動力伝達ギヤ１４０Ａを介して、エンジン１６０とも結合される。エンジン１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＤＲＶによって制御される。エンジン１６０から発生される駆動力は、動力伝達ギヤ１４０Ａを介して駆動輪１５０およびモータジェネレータ１３０Ａに伝達される。ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０Ａ，１３０Ｂおよびエンジン１６０で発生される駆動力を協調的に制御して、車両を走行させる。

なお、実施の形態３においては、モータジェネレータ１３０Ａは、エンジン１６０を始動する際のスタータモータとして用いられるとともに、エンジン１６０により駆動されて発電を行なう発電機として専ら用いられるものとする。また、モータジェネレータ１３０Ｂは、蓄電装置１１０からの電力を用いて駆動輪１５０を駆動するための電動機として専ら用いられるものとする。

また、図８においては、２台のモータジェネレータと１台のエンジンが備えられる構成の例が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、たとえば、モータジェネレータが１台であってもよい。あるいは、２台より多くのモータジェネレータが備えられる場合であってもよい。

図９は、実施の形態３における慣性走行制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図９においては、縦軸には、車速ＳＰＤ、モータジェネレータ（ＭＧ２）の出力、ユーザからの要求パワー、蓄電装置（バッテリ）の充放電電力に加えて、エンジンの出力が追加されている。

図９を参照して、慣性走行制御が選択された場合には、加速走行において必要とされる駆動力は、モータジェネレータ１３０Ｂ（ＭＧ２）からの駆動力とエンジン１６０からの駆動力の和とによって出力される。

たとえば、加速走行が実行される時刻ｔ５３からｔ５５の間は、モータジェネレータ１３０ＢからはＰＭ１Ｃの駆動力が出力され、エンジン１６０からはＰＥ１Ｃの駆動力が出力される。そして、このＰＭ１ＣとＰＥ１Ｃの和が、慣性走行制御を行なわない場合において車速を維持することのできる駆動力ＰＭ０Ｃよりも大きくなるように設定される。

なお、モータジェネレータ１３０Ｂおよびエンジン１６０の各々についての分配される駆動力の比率は、それぞれのエネルギ効率あるいは応答性等を考慮して適宜設定される。

そして、車速ＳＰＤがしきい値Ｖｔｈ２まで低下すると、低出力状態から高出力状態へモータジェネレータ１３０Ｂおよびエンジン１６０の駆動力が時間とともに徐々に増加される。また、車速ＳＰＤがしきい値Ｖｔｈ１まで上昇すると、高出力状態から低出力状態へ、モータジェネレータ１３０Ｂおよびエンジン１６０の駆動力が時間とともに徐々に低下される。

このように、ハイブリッド車両においても、慣性走行と加速走行との切換えにおいて、モータジェネレータおよびエンジンの駆動力を徐変させ非矩形波状とすることによって、車速の変化を緩やかにすることができる。

また、図９においては、慣性走行時にエンジン１６０が停止されており、加速走行を開始する直前に毎回モータジェネレータ１３０Ａ（ＭＧ１）によりクランキングされてエンジン１６０が始動されているが、これに代えて、慣性走行時はエンジン１６０の運転をアイドル状態で継続するようにしてもよい。慣性走行時にエンジン１６０を停止するか、あるいはアイドル運転とするかについては、アイドル運転を継続するために必要なエネルギとエンジン１６０の始動に要するエネルギを比較して決定される。

さらに、図８のようなハイブリッド車両１００Ａにおいては、蓄電装置１１０のＳＯＣが低下した場合には、エンジン１６０によりモータジェネレータ１３０Ａを駆動することによって発電動作を行なわせ、その発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電するようにしてもよい。

［実施の形態４］
上記の実施の形態３においては、複数の駆動源としてエンジンとモータジェネレータとが備えられるハイブリッド車両を例として説明したが、本発明は、複数の駆動源として、たとえば、図１０に示されるような、２つのモータジェネレータからの駆動力を用いて走行することが可能なツインモータ構成の電気自動車などの、他の構成を有する車両にも適用可能である。

図１０の車両１００Ｂは、図８の車両１００Ａにおいてエンジン１６０が装備されていない構成であり、車両１００Ｂは、モータジェネレータ１３０Ａ（ＭＧ１）およびモータジェネレータ１３０Ｂ（ＭＧ２）の両方の駆動力を用いて走行する。

この場合には、実施の形態３のように、モータジェネレータ１３０Ａ（ＭＧ１）を用いて蓄電装置１１０を充電することはできないが、実施の形態３における図９において、エンジン１６０の駆動力をＭＧ１で出力するように置き換えることで、駆動力変更運転を行なうことが可能である。

また、実施の形態３の図８の構成において、ＭＧ１についても発電機ではなく電動機として用い、ＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン１６０の３つの駆動源で発生される駆動力を用いて走行する場合においても、本発明の適用が可能である。

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、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。

１００，１００Ａ，１００Ｂ 車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ ＰＣＵ、１２１ コンバータ、１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ インバータ、１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ モータジェネレータ、１４０，１４０Ａ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１６０ エンジン、１７０，１８０，１８５ 電圧センサ、１７５ 電流センサ、１９０ 速度センサ、３００ ＥＣＵ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２，ＮＬ１ 電力線。

Claims (14)

1. 車両であって、
   前記車両の走行駆動力を発生する回転電機と、
   前記回転電機を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記回転電機について、駆動力を発生させる第１の状態と、前記第１の状態よりも駆動力を小さくした第２の状態とを切換えながら前記車両を走行させる駆動力変更運転を実行し、
   前記制御装置は、前記第１の状態における駆動力指令の時間的変化が非矩形状となるように前記回転電機を制御し、
   前記制御装置は、前記第１の状態から前記第２の状態への駆動力の移行時、および前記第２の状態から前記第１の状態への駆動力の移行時の少なくとも一方において、前記回転電機から出力される駆動力を徐変させるとともに、前記第１の状態から前記第２の状態への駆動力の移行時における駆動力指令の時間的変化の大きさと、前記第２の状態から前記第１の状態への駆動力の移行時における駆動力指令の時間的変化の大きさとを異なる値にする、車両。
2. 前記制御装置は、前記第１の状態における駆動力を時間とともに変化させる、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、ユーザからの要求駆動力の変化が所定範囲内の場合に、駆動力変更運転を実行する、請求項１に記載の車両。
4. 前記制御装置は、駆動力変更運転の実行中は、前記車両の速度が許容範囲内に維持されるように、前記第１および第２の状態を切換える、請求項１に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記車両の速度が前記許容範囲の下限値から定まる第１のしきい値まで低下したことに応答して前記第１の状態への移行を開始し、前記車両の速度が前記許容範囲の上限値から定まる第２のしきい値まで上昇したことに応答して前記第２の状態への移行を開始する、請求項４に記載の車両。
6. 前記第１の状態における駆動力は、前記車両の速度を維持することが可能な一定出力の基準駆動力よりも大きく設定され、
   前記第２の状態における駆動力は、前記基準駆動力よりも小さく設定される、請求項１に記載の車両。
7. 前記制御装置は、前記第２の状態においては、前記回転電機からの駆動力の発生を停止する、請求項６に記載の車両。
8. 前記車両は、前記第２の状態においては、主に前記車両の慣性力によって走行する、請求項６に記載の車両。
9. 前記車両の走行駆動力を発生する他の駆動源をさらに備える、請求項１に記載の車両。
10. 前記制御装置は、前記第１の状態における前記回転電機および前記他の駆動源の駆動力の和を、前記車両の速度を維持することが可能な一定出力の基準駆動力よりも大きく設定し、前記第２の状態における前記回転電機および前記他の駆動源の駆動力の和を、前記基準駆動力よりも小さく設定する、請求項９に記載の車両。
11. 前記制御装置は、前記他の駆動源について、駆動力を発生させる第３の状態と、前記第３の状態よりも小さい駆動力とする第４の状態とを切換える駆動力変更運転を実行する、請求項１０に記載の車両。
12. 前記他の駆動源は、内燃機関である、請求項９に記載の車両。
13. 前記他の駆動源は、前記回転電機とは異なる他の回転電機である、請求項９に記載の車両。
14. 走行駆動力を発生する回転電機を有する車両の制御方法であって、
    前記回転電機を、駆動力を発生させる第１の状態にするステップと、
    前記回転電機を、前記第１の状態よりも駆動力を小さくした第２の状態にするステップと、
    前記第１および第２の状態を切換えながら前記車両を走行させる駆動力変更運転を実行するステップと、
    前記第１の状態における駆動力指令の時間的変化が非矩形状となるように前記回転電機を制御するステップとを備え、
    前記回転電機を制御するステップは、前記第１の状態から前記第２の状態への駆動力の移行時、および前記第２の状態から前記第１の状態への駆動力の移行時の少なくとも一方において、前記回転電機から出力される駆動力を徐変させるとともに、前記第１の状態から前記第２の状態への駆動力の移行時における駆動力指令の時間的変化の大きさと、前記第２の状態から前記第１の状態への駆動力の移行時における駆動力指令の時間的変化の大きさとを異なる値にするステップを含む、車両の制御方法。

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