JP5811181B2 - 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２００９−２９８２３２号公報 特開２００７−１８７０９０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す構成を開示するものであった。

上記のように駆動源の駆動と停止を繰り返す場合には、停止状態から駆動状態への移行時（始動時）にロスが生じる場合が起こり得る。

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、複数の駆動源からの駆動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第１の駆動源および第２の駆動源と、第１および第２の駆動源を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、第１の駆動源について、第１のレベルの駆動力を発生させる第１の状態と第１の状態よりも大きい駆動力を発生させる第２の状態とを切換える駆動力変更運転を実行するとともに、第２の駆動源について、第２のレベルの駆動力を発生させる第３の状態と第３の状態よりも大きい駆動力を発生させる第４の状態とを切換える駆動力変更運転を実行しながら車両を走行させる。

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、第１および第２の駆動源について駆動力変更運転を実行する。

好ましくは、制御装置は、第１および第２の駆動源について駆動力変更運転を実行中は、車両の速度が許容範囲内に維持されるように、第１の駆動源について第１の状態および第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上限まで上昇したことに応答して第１の駆動源を第１の状態に切換え、車両の速度が許容範囲の下限まで低下したことに応答して第１の駆動源を第２の状態に切換える。

好ましくは、制御装置は、第１の駆動源が第２の状態の期間に、第２の駆動源を第４の状態に切換える。

好ましくは、制御装置は、第１の駆動源が第１の状態の期間に、第２の駆動源を第３の状態に切換えるとともに、第１の駆動源が第２の状態の期間に、第２の駆動源を第４の状態に切換える。

好ましくは、第１の状態における第１の駆動源の駆動力と第３の状態における第２の駆動源の駆動力との和は、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小さく設定される。そして、第２の状態における第１の駆動源の駆動力と第４の状態における第２の駆動源の駆動力との和は、基準駆動力よりも大きく設定される。

好ましくは、車両は、第１の駆動源が第１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、第１の駆動源はエンジンであり、第２の駆動源は回転電機である。
好ましくは、第１の駆動源は回転電機であり、第２の駆動源は、エンジンである。

好ましくは、第１および第２の駆動源の各々は回転電機である。
本発明による車両の制御方法は、第１の駆動源および第２の駆動源を含む車両についての制御方法である。制御方法は、第１のレベルの駆動力を発生させる状態と、第１のレベルの駆動力よりも大きい駆動力を発生させる状態とを切換えるように、第１の駆動源を駆動するステップと、第２のレベルの駆動力を発生させる状態と、第２のレベルの駆動力よりも大きい駆動力を発生させる状態とを切換えるように、第２の駆動源を駆動するステップと、第１および第２の駆動源からの駆動力を用いて車両を走行させるステップとを備える、車両の制御方法。

本発明によれば、複数の駆動源からの駆動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ことができる。

本実施の形態に従うハイブリッド車両の全体ブロック図である。 実施の形態における慣性走行制御の概要を説明するための第１のタイムチャートである。 実施の形態における慣性走行制御の概要を説明するための第２のタイムチャートである。 慣性走行制御における加速時の動作を説明するためのタイムチャートである。 慣性走行制御における減速時の動作を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態において、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。 ２つのモータジェネレータを駆動源とする場合の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。

図１は、本発明の本実施の形態に従う車両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およびエンジンを有するハイブリッド車両である。

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１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、内燃機関であるエンジン１６０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１２２，１２３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１２２，１２３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１２２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１３０（以下、「ＭＧ１」とも称する。）を駆動する。また、インバータ１２２は、モータジェネレータ１３０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１２３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１３５（以下、「ＭＧ２」とも称する。）を駆動する。また、インバータ１２３は、モータジェネレータ１３５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１３０，１３５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１３０，１３５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１４０に結合される。そして、モータジェネレータ１３０，１３５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１３０，１３５は、動力伝達ギヤ１４０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１４０を介して駆動輪１５０およびモータジェネレータ１３０に伝達される。ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０，１３５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。

また、モータジェネレータ１３０，１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０により回転されること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。

なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１３０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１３５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１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。

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。

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１３５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１３５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１２２，１２３の制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ生成し、モータジェネレータ１３０，１３５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。

このようなハイブリッド車両においては、モータジェネレータ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。蓄電装置の容量は予め定められているので、たとえば、モータジェネレータからの駆動力のみを用いて走行するいわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行を行なう場合、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。

また、モータジェネレータに加えてエンジンからの駆動力を併用して走行する場合には、エンジンによる燃料消費量を低減することが、車両のトータル効率を向上するためには必要となる。

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およびエンジンによって発生される駆動力を、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た走行（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、車速を維持するために一定の駆動力を出力する場合よりも、モータジェネレータおよびエンジンから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およびエンジンによる燃料消費が少なくなる。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、本実施の形態においては、駆動源としてモータジェネレータおよびエンジンを有するハイブリッド車両において、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およびエンジンについて、駆動力が高出力状態である場合と低出力状態である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する。これにより、走行中におけるエネルギ効率の向上を図る。

次に、図２〜図４を用いて、本実施の形態における慣性走行制御の概要を説明する。図２は、本実施の形態における慣性走行制御の基本的な走行パターンを説明するためのタイムチャートである。図２および後述する図３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、エンジンの出力、ユーザからの要求パワー、蓄電装置の充放電電力、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、放電電力を正値で表わし、充電電力を負値で表わしている。

図１および図２を参照して、たとえば、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、±３ｋｍ／ｈ）に維持される状態を意味する。

本実施の形態の慣性走行制御を適用しない比較例においては、たとえば、図２中の破線Ｗ１３のように、モータジェネレータ１３５からの、ほぼ一定の大きさ（ＰＭ０）で連続した出力を用いてＥＶ走行が行なわれる。これにより、車速ＳＰＤは、図２中の破線Ｗ１１のように、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、本実施の形態の慣性走行制御を適用した場合には、モータジェネレータ１３５の駆動力およびエンジン１６０の少なくとも一方の駆動力を高出力状態とした加速走行と、モータジェネレータ１３５の駆動力およびエンジン１６０の双方の駆動力を低出力状態とした慣性走行とが交互に繰り返される。

具体的には、時刻ｔ１までは、本実施の形態の慣性走行制御が適用されていない状態であり、連続的なモータ出力ＰＭ０によりＥＶ走行が実行されている。

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１３５は、駆動力がＰＭ０からＰＭ１に低下されて低出力状態に切換えられる（図２中の実線Ｗ１２）。

また、慣性走行制御の実行に応答して、時刻ｔ１〜ｔ２の間に、モータジェネレータ１３０（ＭＧ１）によってクランキングされてエンジン１６０が始動される。エンジン１６０が自立運転完了後、モータジェネレータ１３５の駆動力が低出力状態である間は、エンジン１６０についても、たとえばアイドリング状態のような低出力状態とされる。

低出力状態におけるモータジェネレータ１３５からの駆動力ＰＭ１とエンジン１６０からの駆動力ＰＥ１との和は、現在の車速Ｖ１を維持することができる駆動力よりも小さいため、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低下するので（図２中の実線Ｗ１５）、本実施の形態を適用しない場合と比べてＳＯＣの減少量が抑制される（図２中の実線Ｗ１７）。

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まで低下すると（図２中の時刻ｔ３）、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０の駆動力が高出力状態に切換えられる。このときのモータ出力とエンジン出力の和（ＰＭ２＋ＰＥ２）が、車速Ｖ１を維持するために必要とされる出力ＰＭ０よりも大きくなるように設定され、これによって車両１００が加速する。

そして、車速ＳＰＤが予め定められた上記の許容範囲の上限値ＵＬまで上昇すると、再びモータジェネレータ１３５およびエンジン１６０が低出力状態に切換えられ（図２中の時刻ｔ４）、慣性走行が実行される。

その後、同様に、車速ＳＰＤが下限値ＬＬまで低下するとモータジェネレータ１３５およびエンジン１６０が高出力状態に切換えられ、さらに車速ＳＰＤが上限値ＵＬまで上昇するとモータジェネレータ１３５およびエンジン１６０が低出力状態に切換えられる。

このような駆動力変更運転を繰り返すことによって、車速ＳＰＤは上記の許容範囲内では変動するものの、平均速度をほぼＶ１に維持することができる。そして、加速応答性が相対的に高いエンジンを併用することで、蓄電装置のＳＯＣの減少を抑制しつつ、加速走行時に応答よく駆動力を増加することができる。その結果、全体として走行時のエネルギ効率を向上することができる。また、低出力状態の場合にエンジンを停止させないようにすることで、頻繁に実行される始動動作に伴うロスを低減するとともに、加速走行への切換わり時の応答性を確保することができる。

なお、加速走行が実行される際に必要とされるトータル出力（モータ出力＋エンジン出力）および加速時間については、任意に設定可能である。たとえば、加速時間を所定の時間に設定し、その期間内に車速ＳＰＤを下限値ＬＬから上限値ＵＬまで増加できるようなトータル出力とするようにしてもよい。あるいは、加速に用いるトータル出力を所定の出力に固定して、加速時間については成り行きとするようにしてもよい。ただし、加速時間が短すぎると、大きなパワーが必要となるので、トルクショックが生じる可能性がある。逆にトータル出力が小さすぎると、加速時間、すなわちモータジェネレータ１３５およびエンジン１６０の駆動時間が長くなり慣性走行が実施されにくくなる。したがって、加速時間と加速時のトータル出力は、ドライバビリティおよびエネルギ効率を勘案して適切に設定される。

さらに、加速走行が実行される際の、モータ出力およびエンジン出力の配分については、必要とされるトータル出力の大きさ、ならびに、モータジェネレータ１３５の電費特性およびエンジン１６０の燃費特性から、エネルギ効率が最もよくなるように適宜決定される。

なお、高出力状態におけるトータル出力は、同じ大きさとしてもよいし、異なる大きさにしてもよい。また、低出力状態におけるトータル出力についても、同じ大きさとしてもよいし、異なる大きさにしてもよい。

図２においては、慣性走行制御が実行されるときには、モータジェネレータおよびエンジンについて、高出力状態と低出力状態とが同じタイミングで切換えられる場合を示したが、本実施の形態においては、モータジェネレータとエンジンとが必ずしも同期して切換わることは必須ではない。

たとえば、図３の時刻ｔ１３〜ｔ１４のように、慣性走行制御が選択されてエンジンが始動された後、エンジン１６０本体および／または排気を浄化するための触媒がまだ十分に暖機されていないような状態で加速走行が実行される際には、エンジン１６０については低出力状態のまま暖機運転を継続しながら、モータジェネレータ１３５からの駆動力のみで加速走行を実行するようにしてもよい。

これにより、エンジン１６０が低温の状態で高負荷運転されることによる効率の悪化や、触媒が低温であるためにエミッションが悪化してしまうことが防止できる。

また、蓄電装置１１０のＳＯＣが所定のしきい値まで低下して、蓄電装置１１０の充電が必要となったような場合には、図３の時刻ｔ１７〜ｔ１８のように、モータジェネレータ１３５が高出力状態とされる期間に、エンジン１６０によりモータジェネレータ１３０（ＭＧ１）が駆動される。これによって、エンジン１６０からの駆動力とモータジェネレータ１３５（ＭＧ２）からの駆動力とを用いて加速走行が実行されるとともに、モータジェネレータ１３０（ＭＧ１）の発電電力で蓄電装置１１０が充電される。この場合、充電動作を伴わない加速走行の場合（図３の時刻ｔ１５〜ｔ１６）と比べて、エンジン１６０の駆動力がより大きくされるとともに、モータジェネレータ１３５の駆動力がより小さくされる。

このように、モータジェネレータからの駆動力とエンジンからの駆動力との比率は、運転状況に応じて適宜設定される。

本実施の形態の慣性走行制御においては、上述のように、ユーザからの要求パワーがほぼ一定である場合に、図２および図３で示したような駆動力変更運転が実行される。すなわち、ユーザからの要求パワーが変動する加速時および減速時には、駆動力変更運転は実行されない。

図４および図５は、慣性走行制御が適用されている際の、加速時および減速時の動作をそれぞれ説明するための図である。図４および図５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、エンジンの出力、ユーザからの要求パワー、および蓄電装置の充放電電力が示される。

図１および図４を参照して、時刻ｔ２１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、図２での説明と同様に、時刻ｔ２４までは車速Ｖ１を維持するように駆動力変更運転が実行される。

そして、慣性走行中の時刻ｔ２５において、ユーザからの要求パワーが増加されて加速要求を受けると（図４中の実線Ｗ３５）、ユーザ要求パワーが変動している間（時刻ｔ２５〜ｔ２６）は、駆動力変更運転が中断される。そして、加速のためにモータ出力およびエンジン出力が増加される（図４中の実線Ｗ３２、Ｗ３４）。

そして、時刻ｔ２６において、ユーザによる加速動作が終了し、車速ＳＰＤがＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）で一定になったことに応答して、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０が再び低出力状態に切換えられ、車速Ｖ２を維持するように駆動力変更運転が再開される（図４中の実線Ｗ３０）。

次に、図５を用いて減速時の動作を説明する。図１および図５を参照して、時刻ｔ３４までは、図４の時刻ｔ２４までと同様に、車速Ｖ１で駆動力変更運転が実行される。

そして、慣性走行中の時刻ｔ３５において、ユーザからの要求パワーが低減されて減速要求を受けると（図５中の実線Ｗ４５）、ユーザ要求パワーが変動している間（時刻ｔ３５〜ｔ３６）は、駆動力変更運転が中断される。このとき、モータ出力およびエンジン出力は低出力状態にされ、慣性走行状態を継続しながら減速を行なう（図５中の実線Ｗ４２，Ｗ４４）。なお、図５には示されないが、駆動力変更運転における加速走行中に減速要求を受けた場合には、加速動作を中止して慣性走行へ移行する。

あるいは、より迅速に減速を行なうことが必要な場合には、減速要求を受けている期間、モータジェネレータ１３５で回生制動を行なうようにしてもよい。この場合には、モータジェネレータ１３５は、回生発電により負のモータ出力ＰＭ６Ｃを出力し（図５中の一点鎖線Ｗ４７）、その発電電力によって蓄電装置１１０を充電する（図５中の一点鎖線Ｗ４８）。これによって、ＳＯＣが増加する。

このように、慣性走行制御が適用されている間に、ユーザ要求パワーの変化に対応して車両の加減速が行なわれる場合は、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０の駆動力変更運転が中断される。

図６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６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。そして、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０が停止状態の場合にはエンジン１６０を始動する。なお、図６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〜図５に示されるように、まず、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０が低出力状態と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１３５およびエンジン１６０が低出力状態にされて慣性走行が実行されるので、車速ＳＰＤは上限値ＵＬ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が速度許容範囲の上限値ＵＬ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（Ｓ１３５にてＮＯ）は、処理がＳ１４４に進められ、ＥＣＵ３００は、現在のモータジェネレータ１３５およびエンジン１６０の状態を保持し、低出力状態で慣性走行を継続する。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。

その後、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）（Ｓ１３５にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４２に進められ、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０を高出力状態に切換えて加速走行を実行する。これにより、車速ＳＰＤが上昇する。なお、図６には示していないが、図３で説明したように、エンジン１６０本体および触媒の温度が十分に上昇していないなどの特定の場合には、エンジン１６０の出力が低出力状態のままとされる場合がある。

Ｓ１４２において加速走行が選択されると、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、ＳＯＣが所定のしきい値を下回り、蓄電装置１１０を充電してＳＯＣを回復する必要があるか否かを判定する。

ＳＯＣの回復が必要な場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、Ｓ１６０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の駆動力を増加してモータジェネレータ１３０（ＭＧ１）を駆動し、モータジェネレータ１３０で発生する発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電する。また、ＥＣＵ３００は、これとともに、モータジェネレータ１３５についての駆動力の比率を低下し、エンジン１６０の駆動力の比率を増加する。

一方、ＳＯＣの回復が必要でない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、Ｓ１６０の処理がスキップされて、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４２で設定された比率の駆動力を用いて、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０を高出力状態で駆動し、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、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４４にて、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。

そして、車速ＳＰＤが速度許容範囲の上限値ＵＬまで上昇すると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理がＳ１４０に進められて、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０を低出力状態に切換え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、エンジン１６０および／またはモータジェネレータ１３５の駆動力を増加して、車両１００を加速する（Ｓ１４６）。

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Ｓ１４８に進められ、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３５およびエンジン１６０を低出力状態にした慣性走行による減速、および、エンジン１６０を低出力状態にするとともにモータジェネレータ１３５を回生状態で駆動することによる回生制動を伴う減速のいずれかを実行する。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、エンジンとモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両において、ユーザ要求パワーがほぼ一定である場合に、モータジェネレータおよびエンジンの双方について駆動力変更運転を実行し、それによって慣性走行を伴った走行を行なうことによって、車両走行時のエネルギ効率を向上させることが可能となる。

なお、上述の説明においては、モータジェネレータをメインの駆動源として使用し、エンジンを補助的な駆動源として使用する構成を例として説明したが、これとは反対に、エンジンをメインの駆動源として使用し、モータジェネレータにより駆動力をアシストする構成としてもよい。あるいは、ユーザから要求されるパワーの大きさや車両の速度などの運転状況に応じて、いずれの駆動源をメインの駆動源として用いるかを変更するようにしてもよい。

［変形例］
上記の実施の形態においては、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７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７の車両１００Ａは、図１の車両１００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１００Ａは、モータジェネレータ１３０（ＭＧ１）およびモータジェネレータ１３５（ＭＧ２）の両方の駆動力を用いて走行する。

この場合には、上述のように蓄電装置１１０を充電することはできないが、図２等のタイムチャートにおいて、エンジン１６０の駆動力をモータジェネレータ１３０で出力するように置き換えることで、同様の制御を行なうことが可能である。

また、図１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、モータジェネレータ１３０，１３５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 車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ ＰＣＵ、１２１ コンバータ、１２２，１２３ インバータ、１３０，１３５ モータジェネレータ、１４０ 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 (12)

1. 車両であって、
   前記車両の走行駆動力を発生する第１の駆動源および第２の駆動源と、
   前記第１および第２の駆動源を制御するための制御装置とを備え、
   前記第１および第２の駆動源の少なくとも一方は回転電機であり、
   前記制御装置は、前記第１の駆動源について、第１のレベルの駆動力を発生させる第１の状態と前記第１の状態よりも大きい駆動力を発生させる第２の状態とを切換える駆動力変更運転を実行するとともに、前記第２の駆動源について、第２のレベルの駆動力を発生させる第３の状態と前記第３の状態よりも大きい駆動力を発生させる第４の状態とを切換える駆動力変更運転を実行しながら前記車両を走行させる、車両。
2. 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、前記第１および第２の駆動源について駆動力変更運転を実行する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記第１および第２の駆動源について駆動力変更運転を実行中は、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の駆動源について前記第１の状態および前記第２の状態を切換える、請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記車両の速度が前記許容範囲の上限まで上昇したことに応答して前記第１の駆動源を前記第１の状態に切換え、前記車両の速度が前記許容範囲の下限まで低下したことに応答して前記第１の駆動源を前記第２の状態に切換える、請求項３に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記第１の駆動源が前記第２の状態の期間に、前記第２の駆動源を前記第４の状態に切換える、請求項１に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記第１の駆動源が前記第１の状態の期間に、前記第２の駆動源を前記第３の状態に切換えるとともに、前記第１の駆動源が前記第２の状態の期間に、前記第２の駆動源を前記第４の状態に切換える、請求項５に記載の車両。
7. 前記第１の状態における前記第１の駆動源の駆動力と前記第３の状態における前記第２の駆動源の駆動力との和は、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小さく設定され、
   前記第２の状態における前記第１の駆動源の駆動力と前記第４の状態における前記第２の駆動源の駆動力との和は、前記基準駆動力よりも大きく設定される、請求項１に記載の車両。
8. 前記車両は、前記第１の駆動源が前記第１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７に記載の車両。
9. 前記第１の駆動源は、エンジンであり、
   前記第２の駆動源は、回転電機である、請求項１に記載の車両。
10. 前記第１の駆動源は、回転電機であり、
    前記第２の駆動源は、エンジンである、請求項１に記載の車両。
11. 前記第１および第２の駆動源の各々は、回転電機である、請求項１に記載の車両。
12. 第１の駆動源および第２の駆動源を含む車両の制御方法であって、前記第１および第２の駆動源の少なくとも一方は回転電機であり、
    第１のレベルの駆動力を発生させる状態と、前記第１のレベルの駆動力よりも大きい駆動力を発生させる状態とを切換えるように、前記第１の駆動源を駆動するステップと、
    第２のレベルの駆動力を発生させる状態と、前記第２のレベルの駆動力よりも大きい駆動力を発生させる状態とを切換えるように、前記第２の駆動源を駆動するステップと、
    前記第１および第２の駆動源からの駆動力を用いて前記車両を走行させるステップとを備える、車両の制御方法。

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