特許 7115647 電動車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】電動車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/19 20160101AFI20220802BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20220802BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20220802BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20220802BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20220802BHJP

   B60W 20/13 20160101ALI20220802BHJP

   B60W 20/20 20160101ALI20220802BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20220802BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20220802BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20220802BHJP

   B60L 58/16 20190101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

B60W20/19

B60K6/442 ZHV

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60W10/26 900

B60W20/13

B60W20/20

B60L50/16

B60L50/61

B60L58/12

B60L58/16

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021563226

(86)(22)【出願日】2021-06-09

(86)【国際出願番号】 JP2021021870

(87)【国際公開番号】W WO2021261247

(87)【国際公開日】2021-12-30

【審査請求日】2021-10-25

(31)【優先権主張番号】P 2020109244

(32)【優先日】2020-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】水野 雅大

(72)【発明者】

【氏名】杉本 喬紀

(72)【発明者】

【氏名】生駒 憲彦

(72)【発明者】

【氏名】南部 壮佑

(72)【発明者】

【氏名】清水 亮

(72)【発明者】

【氏名】山崎 聖悟

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 琢矢

(72)【発明者】

【氏名】宮下 航輝

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１２４３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２０９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０９８９４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ － １０／３０

Ｂ６０Ｗ ２０／００ － ２０／５０

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両に搭載される内燃機関と、前記内燃機関によって駆動される発電機と、前記電動車両の駆動軸を駆動するモータと、前記モータに電力を供給する駆動用電池と、を有する電動車両の制御装置であって、
前記発電機から前記モータに供給する第１電力と、前記駆動用電池から前記モータに供給する第２電力と、によって前記電動車両を走行させるシリーズモードに切り替える走行モード制御部と、
前記第２電力が不足しているか否か判断する電池出力不足判断部と、
前記第１電力に基づいて前記内燃機関と前記発電機とを制御する発電制御部と、
を備え、
前記発電制御部は、
前記内燃機関を制御して、前記内燃機関の回転数を変化させる第１制御モードと、
前記発電機を制御して、前記内燃機関の回転数を変化させる第２制御モードと、
を含み、
前記走行モード制御部によって前記シリーズモードに切り替えられ、かつ、前記電池出力不足判断部によって前記第２電力が不足していると判断された場合、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替え、
前記第１電力に基づいて、前記内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算し、前記目標回転数の下限値を設定し、前記走行モード制御部によって前記シリーズモードに切り替えられ、かつ、前記電池出力不足判断部によって前記第２電力が不足していると判断された場合、前記下限値を高くする補正制御を行う、
電動車両の制御装置。

【請求項2】

前記発電制御部は、前記電動車両の速度が高いほど前記下限値を大きい値に補正する、
請求項１に記載の電動車両の制御装置。

【請求項3】

前記発電制御部は、前記第１電力に基づいて前記内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算し、前記目標回転数が上昇している場合、前記目標回転数の増加率を演算するとともに、前記増加率の第１制限値を設定し、前記走行モード制御部によって前記シリーズモードに切り替えられ、かつ、前記電池出力不足判断部によって前記第２電力が不足していると判断された場合、前記増加率を前記第１制限値よりも大きい第２制限値に補正する補正制御を行う、
請求項１または２に記載の電動車両の制御装置。

【請求項4】

電動車両に搭載される内燃機関と、前記内燃機関によって駆動される発電機と、前記電動車両の駆動軸を駆動するモータと、前記モータに電力を供給する駆動用電池と、を有する電動車両の制御装置であって、
前記発電機から前記モータに供給する第１電力と、前記駆動用電池から前記モータに供給する第２電力と、によって前記電動車両を走行させるシリーズモードに切り替える走行モード制御部と、
前記第２電力が不足しているか否か判断する電池出力不足判断部と、
前記第１電力に基づいて前記内燃機関と前記発電機とを制御する発電制御部と、
を備え、
前記発電制御部は、
前記内燃機関を制御して、前記内燃機関の回転数を変化させる第１制御モードと、
前記発電機を制御して、前記内燃機関の回転数を変化させる第２制御モードと、
を含み、
前記走行モード制御部によって前記シリーズモードに切り替えられ、かつ、前記電池出力不足判断部によって前記第２電力が不足していると判断された場合、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替え、
前記第１電力に基づいて前記内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算し、前記目標回転数が上昇している場合、前記目標回転数の増加率を演算するとともに、前記増加率の第１制限値を設定し、前記走行モード制御部によって前記シリーズモードに切り替えられ、かつ、前記電池出力不足判断部によって前記第２電力が不足していると判断された場合、前記増加率を前記第１制限値よりも大きい第２制限値に補正する補正制御を行う、
電動車両の制御装置。

【請求項5】

前記第２制限値は、前記目標回転数が高いほど小さい値である、
請求項３または４に記載の電動車両の制御装置。

【請求項6】

前記電池出力不足判断部は、前記駆動用電池の温度を取得する電池温度取得部を含み、
前記電池出力不足判断部は、前記電池温度取得部によって取得した温度が第１所定温度以下の場合、または第２所定温度以上の場合、前記第２電力が不足していると判断する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項7】

前記電池出力不足判断部は、前記駆動用電池の温度を取得する電池温度取得部を含み、
前記電池出力不足判断部は、前記電池温度取得部によって取得した温度が第１所定温度以下の場合、または第２所定温度以上の場合、前記第２電力が不足していると判断し、
前記第２制限値は、前記電池出力不足判断部によって取得された前記駆動用電池の温度が前記第１所定温度以下の場合よりも前記第２所定温度以上の場合の方が小さい値である、
請求項４または５に記載の電動車両の制御装置。

【請求項8】

前記発電制御部は、前記内燃機関の回転数を上昇させる回転上昇トルクを演算し、
前記内燃機関の実際の回転数である実回転数を取得し、
前記第１制御モードにおいて、前記実回転数に応じて前記回転上昇トルクを抑制する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項9】

前記発電制御部は、前記実回転数が前記目標回転数よりも大きい場合、前記回転上昇トルクを抑制する、
請求項８に記載の電動車両の制御装置。

【請求項10】

前記発電制御部は、前記実回転数が上昇するにつれて前記回転上昇トルクを抑制する、
請求項８または９に記載の電動車両の制御装置。

【請求項11】

アクセル開度を判断するアクセル開度判断部をさらに備え、
前記発電制御部は、前記アクセル開度がゼロの場合、前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項12】

前記電池出力不足判断部は、前記電動車両の速度が第１所定速度以上の場合、前記第２電力が不足していると判断する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項13】

前記第１所定温度は、前記駆動用電池の劣化および前記駆動用電池の充電率のいずれか一方、または、両方に基づいて演算される、
請求項６または７に記載の電動車両の制御装置。

【請求項14】

前記発電制御部は、前記第１電力に基づいて、前記発電機の目標とする発電量である目標発電量を演算し、前記発電機の実際の発電量である実発電量を取得し、
前記実発電量が前記目標発電量よりも小さい場合、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替える、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項15】

前記発電制御部は、前記第１電力に基づいて、前記内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算し、前記目標回転数の上限値を設定し、前記走行モード制御部によって前記シリーズモードに切り替えられ、かつ、前記電池出力不足判断部によって前記第２電力が不足していると判断された場合、前記上限値を所定回転数以下に制限する、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項16】

前記所定回転数は、前記内燃機関の出力特性の変化点である、
請求項１５に記載の電動車両の制御装置。

【請求項17】

前記発電制御部は、前記電動車両の速度が第２所定速度未満の場合、前記上限値を前記所定回転数以下に制限する、
請求項１５または１６に記載の電動車両の制御装置。

【請求項18】

前記発電制御部は、前記電動車両の速度が第２所定速度以上の場合、前記速度が上昇するにつれて前記上限値を上昇させる、
請求項１５から１７のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関で駆動される発電機を備える電動車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関で駆動される発電機によって発電し、発電した電力をモータに供給し、モータが駆動軸を駆動するシリーズハイブリッド型の電動車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の電動車両の制御装置では、発電機に要求される発電量が増加したことによって発電機の回転数を増加させる場合、発電機の回転数を上昇させるために必要なイナーシャトルクを内燃機関に要求する要求トルクに加算する。このように、特許文献１の電動車両の制御装置では、内燃機関に要求する要求トルクに、イナーシャトルクを加算することによって、発電機の回転数を速やかに上昇させる。この結果、電動車両の加速性能が向上する。

【0003】

また、従来、パラレルモードと、シリーズモードと、ＥＶモードと、を有する電動車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の電動車両の制御装置では、シリーズモード中において、発電機の目標回転数が増加している場合、イナーシャトルクを内燃機関に要求する要求トルクに加算する。このように、特許文献１の電動車両の制御装置では、内燃機関に要求する要求トルクに、イナーシャトルクを加算することで、発電量を安定させる。この結果、電動車両の加速性能が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－２０９７２号公報

【文献】特開２０１６－１２４３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１および特許文献２の電動車両の制御装置では、内燃機関に要求する要求トルクに、発電機の回転数を増加させるためのイナーシャトルクを加算する。このため、内燃機関がイナーシャトルク分のトルクを出力する必要がある。これによって、内燃機関の燃料噴射量が増加し、燃費が悪化する。

【0006】

本開示の課題は、電動車両の燃費の悪化の抑制と、加速性能の向上と、を両立できる電動車両の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る電動車両の制御装置は、電動車両に搭載される内燃機関と、発電機と、モータと、駆動用電池と、を有する電動車両の制御装置である。発電機は、内燃機関によって駆動される。モータは、電動車両の駆動軸を駆動する。駆動用電池は、モータに電力を供給する。電動車両の制御装置は、走行モード制御部と、電池出力不足判断部と、発電制御部と、を備える。走行モード制御部は、発電機からモータに供給する第１電力と、駆動用電池からモータに供給する第２電力と、によって電動車両を走行させるシリーズモードに切り替える。電池出力不足判断部は、第２電力が不足しているか否か判断する。発電制御部は、第１電力に基づいて、内燃機関と発電機を制御する。発電制御部は、第１制御モードと、第２制御モードと、を含む。第１制御モードは、内燃機関を制御して、内燃機関の回転数を変化させる。第２制御モードは、発電機を制御して、内燃機関の回転数を変化させる。発電制御部は、走行モード制御部によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部によって第２電力が不足していると判断された場合、第２制御モードから第１制御モードに切り替える。発電制御部は、第１電力に基づいて、内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算し、目標回転数の下限値を設定してもよい。発電制御部は、走行モード制御部によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部によって第２電力が不足していると判断された場合、下限値を高くする補正制御を行ってもよい。

【0008】

この電動車両の制御装置によれば、駆動用電池からモータに供給する第２電力が不足した場合、発電制御部は、第１制御モードよって、内燃機関が自ら回転数を速やかに変化させる。これによって、発電機からモータに供給する第１電力が速やかに変化する。このため、モータは、シリーズモード走行中において第２電力が不足した場合であっても、すみやかに第１電力の供給を受ける。この結果、電動車両の加速性能が向上する。一方、第２電力が不足していない場合、発電制御部は、第２制御モードによって、発電機を制御して、内燃機関の回転数を変化させる。発電機を制御すると、第１電力が減少する場合もある。しかし、内燃機関は自ら回転を上昇させる必要がないため、燃費はよくなる。すなわち、この電動車両の制御装置によれば、電動車両の燃費の悪化の抑制と、加速性能の向上と、を両立できる。

【0010】

また、この構成によれば、発電制御部は、内燃機関の回転数が高い状態から回転数を上昇させることができる。これによって、内燃機関は、より高い回転数に早く到達しやすい。このため、発電機は、第１電力をより早くモータに供給できる。この結果、第２電力が低下している場合であっても、電動車両の加速性能が向上する。

【0011】

発電制御部は、電動車両の速度が高いほど下限値を大きい値に補正してもよい。

【0012】

この構成によれば、電動車両の速度が高いほど、内燃機関はより高い回転数に早く到達しやすい。一方、速度が低い場合、内燃機関の回転数が低くなるため、内燃機関の回転による音や振動を低減できる。

【0013】

発電制御部は、第１電力に基づいて内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算してもよい。発電制御部は、目標回転数が上昇している場合、目標回転数の増加率を演算するとともに増加率の第１制限値を設定してもよい。発電制御部は、走行モード制御部によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部によって第２電力が不足していると判断された場合、第１制限値よりも大きい第２制限値に補正する補正制御を行ってもよい。

【0014】

第２制限値は、目標回転数が高いほど小さい値であってもよい。

【0015】

この構成によれば、発電制御部は、内燃機関の回転数を早く上昇させることができる。これによって、内燃機関はより高い回転数に早く到達しやすい。このため、発電機は、第１電力をより早くモータに供給できる。この結果、第２電力が不足している場合であっても、電動車両の加速性能が向上する。

【0016】

電池出力不足判断部は、駆動用電池の温度を取得する電池温度取得部を含んでもよい。電池出力不足判断部は、電池温度取得部によって取得した温度が第１所定温度以下の場合、または第２所定温度以上の場合、第２電力が不足していると判断してもよい。

【0017】

駆動用電池は、高温状態において電池出力が制限される場合もある。また、駆動用電池は、低温状態において電池出力が低下する場合もある。この構成によれば、いずれの状態であっても、モータは、すみやかに第１電力の供給を受けることができる。

【0018】

第２制限値は、出力不足判定部により取得された駆動用電池の温度が第１所定温度以下の場合よりも第２所定温度以上の場合の方が小さい値であってもよい。

【0019】

この構成によれば、駆動用電池の温度が第２所定温度以上のように高温状態の場合、第２制限値が低く抑制される。これによって、駆動用電池が高温状態においては、駆動用電池が低温状態よりも内燃機関の回転数が遅く上昇する。この結果、内燃機関の回転による音や振動を低減できる。一方、駆動用電池の温度が第１所定温度以下のように低温状態においては、駆動用電池が高温状態よりも内燃機関の回転数が早く上昇する。

【0020】

発電制御部は、内燃機関の回転数を上昇させる回転上昇トルクを演算してもよい。発電制御部は、内燃機関の実際の回転数である実回転数を取得してもよい。発電制御部は、第１制御モードにおいて、実回転数に応じて回転上昇トルクを抑制してもよい。

【0021】

発電制御部は、実回転数が目標回転数よりも大きい場合、回転上昇トルクを抑制してもよい。

【0022】

発電制御部は、実回転数が上昇するにつれて回転上昇トルクを抑制してもよい。

【0023】

この構成によれば、内燃機関の回転数が上昇する際の、過度な回転上昇を抑制できる。

【0024】

電動車両の制御装置は、アクセル開度を判断するアクセル開度判断部をさらに備えてもよい。発電制御部は、アクセルオフの場合、第１制御モードから第２制御モードに切り替えてもよい。

【0025】

この構成によれば、アクセルが踏み込まれていない状態では、第２制御モードによって、内燃機関の回転数が変化する。これによって、燃費が向上する。

【0026】

電池出力不足判断部は、電動車両の速度が第１所定速度以上の場合、第２電力が不足していると判断してもよい。

【0027】

この構成によれば、電動車両の速度が速い場合における加速性能が向上する。

【0028】

第１所定温度は、駆動用電池の劣化および駆動用電池の充電率のいずれか一方、または両方に基づいて演算されてもよい。

【0029】

この構成によれば、駆動用電池の劣化および充電率のいずれか一方、または両方に基づいた第１所定温度を用いて、第２電力の不足を迅速に判断できる。

【0030】

発電制御部は、第１電力に基づいて、発電機の目標とする発電量である目標発電量を演算してもよい。発電制御部は、発電機の実際の発電量である、実発電量を取得してもよい。発電制御部は、実発電量が目標発電量よりも小さい場合、第２制御モードから第１制御モードに切り替えてもよい。

【0031】

この構成によれば、発電制御部は、実発電量が目標発電量よりも小さい場合、第１制御モードによって、内燃機関が自ら回転数を速やかに上昇させる。これによって、発電機からモータに供給する第１電力が速やかに上昇する。このため、第２電力が不足している場合であっても、電動車両の加速性能が向上する。

【0032】

発電制御部は、第１電力に基づいて、内燃機関の目標とする回転数である目標回転数を演算し、目標回転数の上限値を設定し、走行モード制御部によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部によって第２電力が不足していると判断された場合、上限値を所定回転数以下に制限してもよい。

【0033】

この構成によれば、電動車両の燃費の悪化の抑制と、加速性能の向上を図りながら内燃機関の回転数上昇に伴う振動・騒音の悪化を抑制できる。

【0034】

所定回転数は、内燃機関の出力特性の変化点であってもよい。

【0035】

この構成によれば、例えば、内燃機関の回転数上昇に対して略一定の傾きで出力される回転数までは、発電制御部は内燃機関の回転数を上昇させることができる。これによって、発電制御部は、内燃機関の出力を効率よく使用し発電機に発電させることができる。

【0036】

また、発電制御部は、電動車両の速度が第２所定速度未満の場合、上限値を所定回転数以下に制限してもよい。

【0037】

この構成によれば、振動・騒音を第２所定速度に応じたレベルにすることができる。

【0038】

発電制御部は、電動車両の速度が第２所定速度以上の場合、速度が上昇するにつれて上限値を上昇させてもよい。

【0039】

この構成によれば、空走感を抑制しながら内燃機関の回転数を上昇させることができる。

【発明の効果】

【0040】

本開示によれば、電動車両の燃費の悪化の抑制と、加速性能の向上と、を両立できる電動車両の制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本開示の実施形態による電動車両のシステム図。

【図2】本開示の実施形態による電動車両の制御装置の構成を示すブロック図。

【図3】本開示の実施形態による３次元マップの一例を示す図。

【図4】本開示の実施形態によるアクセル開度に対する目標エンジン回転数Ｅｒｔの変化を示す図。

【図5】本開示の実施形態による増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍと目標エンジン回転数Ｅｒｔの関係の一例を示すグラフ。

【図6】本開示の実施形態による回転上昇トルクＵＴｑとエンジン回転数偏差の関係の一例を示すグラフ。

【図7】本開示の実施形態による回転上昇トルクＵＴｑと実エンジン回転数Ｅｒｑの関係の一例を示すグラフ。

【図8】本開示の実施形態による制御装置の制御手順を示すフローチャート。

【図9】本開示の実施形態による目標エンジン回転数Ｅｒｔの上限値を変化させた場合に目標エンジン回転数Ｅｒｔの変化を示すタイミングチャート。

【図10】本開示の実施形態による内燃機関の出力特性の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0042】

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態の電動車両１の制御装置２０について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態による電動車両１は、四輪駆動型のハイブリッド自動車である。電動車両１は、内燃機関（ＥＮＧ）２と、発電機（ＧＥＮ）４と、フロントモータ（ＦｒＭ）６と、リアモータ（ＲＭ）８と、駆動用電池（ＢＴ）１０と、制御装置（ＨＶＥＣＵ）２０と、アクセルペダル２１と、を有する。本実施形態の電動車両１は、フロントモータ６がトランスアクスル１６を介して前輪１２の前輪駆動軸１２ａを駆動する。リアモータ８は、減速機８ｃを介して後輪１４の後輪駆動軸１４ａを駆動する。フロントモータ６は、フロントインバータ１８を介して駆動用電池１０と接続され、駆動用電池１０から電力（第２電力）が供給される。フロントインバータ１８は、フロントモータ制御装置（ＦｒＭＣＵ）６ａと、発電機４を制御する発電機制御装置（ＧＣＵ）４ａと、を有する。フロントモータ制御装置６ａは、制御装置２０から信号を取得し、フロントモータ６が所望の運転状態となるようにフロントモータ６の回生と力行を制御する。リアモータ８も同様に、リアインバータ８ｂを介して駆動用電池１０と接続され、駆動用電池１０から電力（第２電力）が供給される。リアインバータ８ｂは、リアモータ制御装置（ＲＭＣＵ）８ａを有する。リアモータ制御装置８ａは、制御装置２０から信号を取得し、リアモータ８が所望の運転状態となるようにリアモータ８の回生と力行を制御する。

【0043】

内燃機関２は、トランスアクスル１６を介して発電機４を駆動する。内燃機関２は、燃料タンク（Ｆｕｅｌ ＴＡＮＫ）２２から供給される燃料が燃焼することで駆動する。内燃機関２の各種装置および各種センサは、エンジン制御装置（ＥＮＧ－ＥＣＵ）２ａと電気的に接続される。エンジン制御装置２ａは、制御装置２０からの信号を取得し、内燃機関２が所望の運転状態となるように制御する。トランスアクスル１６は、内燃機関２の回転速度を増幅し発電機４に伝達する。また、本実施形態のトランスアクスル１６は、内燃機関２とフロントモータ６との間および内燃機関２と前輪駆動軸１２ａとの間で動力を伝達および遮断するクラッチ１６ａを有する。内燃機関２は、トランスアクスル１６のクラッチ１６ａを介して前輪駆動軸１２ａに接続され、前輪駆動軸１２ａを駆動する。

【0044】

発電機４は、内燃機関２で駆動されることによって発電する。発電機４によって発電された電力（第１電力）は、駆動用電池１０を充電可能であるとともに、フロントインバータ１８およびリアインバータ８ｂを介してフロントモータ６およびリアモータ８（以下明細書において各モータと記す）に供給可能である。本実施形態では、発電機４はモータジェネレータであり、発電に加えて内燃機関２を回転駆動することができる。発電機４は、内燃機関２から駆動される場合、発電機４に負荷を与えることで発電する。一方、発電機４は、駆動用電池１０から電力が供給され力行することによって内燃機関２を駆動し始動させる。発電機４は、フロントインバータ１８に設けられた発電機制御装置４ａによって制御される。発電機制御装置４ａは、制御装置２０と電気的に接続され、制御装置２０からの信号を取得し、発電機４が所望の運転状態となるように発電と力行を制御する。

【0045】

駆動用電池１０は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有する。駆動用電池１０は、各モータの電源として機能する。さらに駆動用電池１０は、電池モジュールの充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）の算出、電池モジュールの劣化状態（State Of Health 以下 ＳＯＨ）、および電池モジュールの電圧Ｂｖおよび電池温度Ｂｔｍｐの検出を行う電池モニタリングユニット（ＢＭＵ）１０ａを有する。電池モニタリングユニット１０ａは、駆動用電池１０の電池温度Ｂｔｍｐを取得し、制御装置２０に送信する。

【0046】

制御装置２０は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等と、を含むマイクロコンピュータによって構成される。制御装置２０は、各センサおよび各種装置からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、電動車両１が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。

【0047】

本実施形態では、エンジン制御装置２ａ、発電機制御装置４ａ、フロントモータ制御装置６ａ、リアモータ制御装置８ａ、および電池モニタリングユニット１０ａを含む各種制御装置が、それぞれ制御装置２０と別に設けられる。各種制御装置は、それぞれ制御装置２０と電気的に接続される。しかし、各種制御装置は、制御装置２０と一体で設けられてもよい。各制御装置は、制御装置２０と同様に、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等と、を含むマイクロコンピュータによって構成される。

【0048】

図２に示すように、制御装置２０は、走行モード制御部３０と、電池出力不足判断部３２と、発電制御部３４と、アクセル開度判断部３６と、を有する。走行モード制御部３０、電池出力不足判断部３２、発電制御部３４、およびアクセル開度判断部３６は、制御装置２０に記憶されるソフトウェアによって実現される機能構成である。しかし、各種制御については、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）により処理することも可能である。また、制御装置２０は、図示しない車輪速センサで前輪１２および後輪１４の回転数を取得し、速度演算部３８によって車輪速センサの回転数に基づいて電動車両１の速度Ｖを演算する。

【0049】

アクセルペダル２１は、電動車両１のドライバが踏み込み操作することで、電動車両１の加減速を制御するペダルである。アクセルペダル２１には、踏み込み位置を検知するアクセルポジションセンサ２１ａが設けられる。アクセルポジションセンサ２１ａは、制御装置２０と電気的に接続され、制御装置２０にアクセル踏み込み位置（アクセル開度）を送信する。アクセル開度判断部３６は、ドライバ要求トルク演算部３６ａを含む。ドライバ要求トルク演算部３６ａは、アクセルポジションセンサ２１ａから取得したアクセル開度Ｔｈに基づいて、電動車両１のドライバ要求トルクＤＴｑを演算する。

【0050】

走行モード制御部３０は、速度Ｖ、ＳＯＣ、およびアクセル開度Ｔｈなどの情報に基づいて、クラッチ１６ａを制御することによって、パラレルモード、シリーズモード、およびＥＶモードの中から、いずれかにひとつの走行モードに切り替える。パラレルモードでは、走行モード制御部３０は、クラッチ１６ａを接続し、内燃機関２とフロントモータ６の両方よって前輪駆動軸１２ａを駆動する。このとき、フロントモータ６には、駆動用電池１０からの電力（第２電力）、および発電機４で発電した電力（第１電力）のいずれか一方、または両方が供給される。リアモータ８も同様に駆動用電池１０からの電力（第２電力）、および発電機４で発電した電力（第１電力）のいずれか一方、または両方が供給され、後輪駆動軸１４ａを駆動する。ＥＶモードでは、走行モード制御部３０は、クラッチ１６ａを開放し、駆動用電池１０の電力（第２電力）を各モータに供給し、各モータが前輪駆動軸１２ａおよび後輪駆動軸１４ａ（以下明細書において各駆動軸と記す）を駆動する。

【0051】

シリーズモードでは、走行モード制御部３０は、クラッチ１６ａを開放し、内燃機関２で発電機４を駆動し、発電機４で発電した第１電力を各モータに供給する。また、走行モード制御部３０は、第１電力によっては各モータが各駆動軸を駆動する駆動力が不足する場合、駆動用電池１０からも各モータに第２電力を供給する。すなわち、走行モード制御部３０は、シリーズモードにおいて、第１電力と、第２電力と、によって電動車両１を走行させる。このように、走行モード制御部３０は、シリーズモードにおいて、発電機４から各モータに供給する第１電力に駆動用電池１０から各モータに供給する第２電力を加えることで、内燃機関２を効率的に運転し、内燃機関２が発電機４を発電する際の消費燃料を減らしながら、電動車両１の加速性能を向上させることができる。

【0052】

走行モード制御部３０は、駆動軸トルク演算部３０ａと、前後分配演算部３０ｂと、フロントモータエンジントルク分配演算部３０ｃと、電力変換演算部３０ｄと、駆動軸トルク制限値演算部３０ｅと、を含む。駆動軸トルク演算部３０ａは、ドライバ要求トルクＤＴｑと、上限駆動軸トルクＴｑＬｉｍを取得する。駆動軸トルク演算部３０ａは、ドライバ要求トルクＤＴｑと、上限駆動軸トルクＴｑＬｉｍと、に基づいて各駆動軸に発生させるべき目標駆動軸トルクＦＲＴｑを演算する。

【0053】

上限駆動軸トルクＴｑＬｉｍは、後述する電池上限電力Ｗ２および発電機４の能力に基づく発電量ＧＷｉから、電動車両１に搭載される電子機器などが消費する補器消費電力および各モータにおける損失を差し引き、それらを速度Ｖで除算したのち単位変換係数を掛け合わせて演算してもよい。上限駆動軸トルクＴｑＬｉｍは、駆動軸トルク制限値演算部３０ｅにおいて演算してもよい。しかし、目標駆動軸トルクＦＲＴｑは、これら演算方法に限定されるものではなく、例えば、マップなどを用いてもよい。駆動軸トルク演算部３０ａは、これら演算を行った後、目標駆動軸トルクＦＲＴｑを電力変換演算部３０ｄに送信する。電力変換演算部３０ｄは、目標駆動軸トルクＦＲＴｑを目標発電電力Ｗ１に変換演算し、発電制御部３４に送信する。

【0054】

前後分配演算部３０ｂは、路面状況などを取得し、路面状況などに基づいて目標駆動軸トルクＦＲＴｑを前輪駆動軸１２ａに分配する目標前輪軸トルクＦＴｑ、および後輪駆動軸１４ａに分配する目標後輪軸トルクＲＴｑを演算し、フロントモータ制御装置６ａおよびリアモータ制御装置８ａに送信する。フロントモータエンジントルク分配演算部３０ｃは、パラレルモード中の内燃機関２に要求するパラレルエンジントルクＰＥＴｑを演算する。

【0055】

電池出力不足判断部３２は、駆動用電池１０から各モータに供給する第２電力が不足しているか否か判断する。電池出力不足判断部３２は、電池出力演算部３２ａを含む。電池出力演算部３２ａは、電池モニタリングユニット１０ａから駆動用電池１０のＳＯＣ、ＳＯＨ、電池温度Ｂｔｍｐ、および電圧Ｂｖなどを取得し、駆動用電池１０が各モータに供給可能な第２電力の上限値である電池上限電力Ｗ２を演算する。電池出力不足判断部３２は、駆動用電池１０の電池上限電力Ｗ２が、正常状態における電池上限電力Ｗ２よりも低下した場合、第２電力が不足していると判断する。

【0056】

本実施形態では、電池出力不足判断部３２は、電池温度取得部３２ｂを含む。電池温度取得部３２ｂは、電池モニタリングユニット１０ａから電池温度Ｂｔｍｐを取得する。電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第１所定温度Ｔ１以下の場合、第２電力が不足していると判断する。第１所定温度Ｔ１は、ＳＯＣおよびＳＯＨに基づいて、予めマップに定めた温度である。より具体的には、図３に示す３次元マップの一例のように、電池出力不足判断部３２は、ＳＯＣと電池温度Ｂｔｍｐに基づいて駆動用電池１０が出力可能な値（State Of Power、以下 ＳＯＰ）を定めた一面のマップを、ＳＯＨ毎に複数面記憶している。図３の矢印が示すように、駆動用電池１０が新品状態（例えば、ＳＯＨ＝１００％）の場合、ＳＯＰが１５ｋｗとなるのは、ＳＯＣが２０％であり、電池温度Ｂｔｍｐがマイナス２０℃である。一方、駆動用電池１０が劣化状態（例えば、ＳＯＨ＝３０％）の場合、ＳＯＰが１５ｋｗとなるのは、ＳＯＣが２０％であり、電池温度Ｂｔｍｐが０℃である。

【0057】

このように、電池出力不足判断部３２は、ＳＯＨおよびＳＯＣを取得し、取得したＳＯＨおよびＳＯＣを３次元マップに照らし合わせて、電池出力低下と判断するＳＯＰ（以下基準ＳＯＰ）となる電池温度Ｂｔｍｐを３次元マップから取得する。ここで電池出力不足判断部３２は、実際のＳＯＰ（以下実ＳＯＰ）を取得することも可能である。しかし、実ＳＯＰは、駆動用電池１０の過放電防止を抑制するために、電圧Ｂｖの低下に応じて補正されることがある。このため、電池出力不足判断部３２は、実ＳＯＰと基準ＳＯＰとを比較して電池出力低下を判断した場合、正しく判断できないおそれがある。そこで、電池出力不足判断部３２は、基準ＳＯＰとなる電池温度Ｂｔｍｐを取得することで、駆動用電池１０の電池上限電力Ｗ２の低下を正確、かつ、迅速に判断する。なお、電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐに変えて外気温などから、電池上限電力Ｗ２が低下していると判断してもよい。また、電池出力不足判断部３２は、第１所定温度Ｔ１を極低温温度（例えば―２０℃）として、ＳＯＨおよびＳＯＣを取得せず、第１所定温度Ｔ１以下の場合、一律に電池上限電力Ｗ２が低下していると判断してもよい。さらに、電池出力不足判断部３２は、ＳＯＨおよびＳＯＣのいずれか一方と、電池温度ＢｔｍｐおよびＳＯＰの関係を示した２次元マップに基づいて、電池上限電力Ｗ２の低下を判断してもよい。また、電池上限電力Ｗ２は、電池モニタリングユニット（ＢＭＵ）１０ａで演算してもよい。

【0058】

また、電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上の場合、第２電力が不足していると判断する。より具体的には、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上の場合、制御装置２０の電池出力不足判断部３２は、電池上限電力Ｗ２を抑制することで、駆動用電池１０の温度上昇を抑制する。この結果、駆動用電池１０から各モータに供給できる第２電力が低下する。電池出力不足判断部３２は、このように駆動用電池１０が高温状態において電池上限電力Ｗ２を抑制する場合、第２電力が不足していると判断する。

【0059】

さらに、電池出力不足判断部３２は、速度Ｖを取得し、速度Ｖが第１所定速度Ｖｔ以上の場合、第２電力が不足していると判断する。すなわち、電動車両１が高速で走行している場合、加速するために必要なエネルギーが大きくなる。このため、第１所定速度Ｖｔ以上では第１所定速度Ｖｔ未満よりも、より多くの第１電力および第２電力が必要となる。このため、電池出力不足判断部３２は、第１所定速度Ｖｔ以上の場合、第２電力が不足していると判断することで、各モータに第１電力を素早く供給できるようにする。すなわち、電池出力不足判断部３２は、電池上限電力Ｗ２の低下がなく、電池上限電力Ｗ２の抑制を行っていない場合であっても、第１所定速度Ｖｔ以上の場合は、第２電力が不足していると判断する。

【0060】

発電制御部３４は、駆動軸トルク演算部３０ａおよび電力変換演算部３０ｄによって演算した目標発電電力Ｗ１に基づいて内燃機関２と、発電機４を制御する。ここで、目標発電電力Ｗ１は、発電機４が各モータに供給すべき第１電力の目標値である。本実施形態では、発電制御部３４は、内燃機関２で発電機４を駆動し、目標発電電力Ｗ１の発電を行うために、後述する各演算部において内燃機関２に要求するエンジン要求トルクＥＴｑを演算する。

【0061】

発電制御部３４は、電力演算部３４ａと、目標エンジン回転数演算部３４ｂと、エンジントルク演算部３４ｃと、発電機トルク演算部３４ｄと、を含む。電力演算部３４ａは、目標発電電力Ｗ１に基づいて、発電機４から各モータに第１電力を供給する場合に発生する送電損失など加味して、発電機４に要求する目標発電量ＧＷを演算する。送電損失は、発電機４の発電量と送電損失の関係を記録したマップに基づいて演算してもよい。また、目標発電量ＧＷは、駆動用電池１０に充電する電力、その他電動車両１の機器に必要とされる電力、および各モータを保護するための発電量の上限値を加味して演算してもよい。

【0062】

目標エンジン回転数演算部３４ｂは、目標発電量ＧＷを取得し、目標発電量ＧＷに基づいて、内燃機関２が発電機４を駆動する回転数の目標値である目標エンジン回転数（目標回転数）Ｅｒｔを演算する。このとき、目標エンジン回転数演算部３４ｂは、内燃機関２の燃料噴射量および点火時期を記録したマップを参照し、内燃機関２が最良の燃費となるように目標エンジン回転数Ｅｒｔを演算してもよい。これによって、電動車両１の燃費が向上する。また、目標エンジン回転数演算部３４ｂは、速度Ｖを取得し、速度Ｖに応じた目標エンジン回転数Ｅｒｔとなるように演算してもよい。これによって、電動車両１が加速する際に、速度Ｖに対して内燃機関２の回転数が過度に高くなることを抑制できる。

【0063】

発電制御部３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔの下限値ｍｉｎＥｒｔを設定する。また、発電制御部３４は、走行モード制御部３０によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合、下限値ｍｉｎＥｒｔを大きい値に補正し、内燃機関２を制御する補正制御を行う（以下明細書および図８において、この補正制御を下限値補正制御と記す）。図４に示すように、下限値ｍｉｎＥｒｔはアクセルペダル２１が踏み込まれていない時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの目標エンジン回転数Ｅｒｔである。本実施形態では、目標エンジン回転数演算部３４ｂが目標エンジン回転数Ｅｒｔを取得し、下限値ｍｉｎＥｒｔの初期値を設定する。初期値は、予め記憶した値であってもよい。目標エンジン回転数演算部３４ｂは、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合、目標エンジン回転数Ｅｒｔの下限値ｍｉｎＥｒｔを初期値よりも大きい値に補正する補正演算を行う（図４ 補正時Ｅｒｔ参照）。

【0064】

また、目標エンジン回転数演算部３４ｂは、目標エンジン回転数Ｅｒｔおよび速度Ｖを取得し、速度Ｖが高いほど目標エンジン回転数Ｅｒｔの下限値ｍｉｎＥｒｔを初期値よりも大きい値に設定する補正演算を行ってもよい。これによって、発電機４から各モータに供給する第１電力が速やかに上昇する。このため、電動車両１の加速性能が向上する。また、電動車両１の速度Ｖが高いほど、後述する実エンジン回転数Ｅｒｑが高い回転数に早く到達しやすい。一方、速度Ｖが低い場合、後述する実エンジン回転数Ｅｒｑが低くなるため、内燃機関２の回転による音や振動を低減できる。

【0065】

発電制御部３４は、目標発電電力Ｗ１に基づいて目標発電量ＧＷが増加している場合、目標エンジン回転数Ｅｒｔの増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍを設定する。発電制御部３４は、走行モード制御部３０によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍを大きい値に補正し、内燃機関２を制御する補正制御を行う（以下明細書および図８において、この補正制御を制限値補正制御と記す）。増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍは、アクセルペダル２１が踏み込まれた場合の、目標エンジン回転数Ｅｒｔの単位時間あたりの変化率の上限値である。すなわち、図４においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの目標エンジン回転数Ｅｒｔの傾きの上限値に相当する。

【0066】

本実施形態では、目標エンジン回転数演算部３４ｂが目標エンジン回転数Ｅｒｔの増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍを設定する。目標エンジン回転数演算部３４ｂは、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍの初期値（第１制限値）を設定する。初期値は、予め記憶した値であってもよい。目標エンジン回転数演算部３４ｂは、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍを初期値よりも大きい第２制限値に補正する補正演算を行う。これによって、発電制御部３４は、後述する実エンジン回転数Ｅｒｑを早く上昇させることができる。このため、後述する実エンジン回転数Ｅｒｑは、より高い回転数に早く到達しやすい。この結果、発電機４は、第１電力をより早く各モータに供給でき、電動車両１の加速がよくなる。

【0067】

また、本実施形態では、目標エンジン回転数演算部３４ｂは、目標エンジン回転数Ｅｒｔが高くなるにつれて、第２制限値を低くする。図４および図５に示すように、例えば、４０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍの間では、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍの第２制限値を４０００ｒｐｍ以下よりも低くすることによって、補正時の目標エンジン回転数Ｅｒｔ（図４の補正時Ｅｒｔ）が緩やかに上昇する。これによって、後述する実エンジン回転数Ｅｒｑの過度な吹き上がりを抑制しやすい。

【0068】

さらに、目標エンジン回転数演算部３４ｂは、第２制限値を駆動用電池１０の温度が低い場合よりも駆動用電池１０の温度が高い場合の方が小さい値に設定してもよい。より具体的には、図５に示すように、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上の場合の増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍは、電池温度Ｂｔｍｐが第１所定温度Ｔ１以下の場合の増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍよりも小さい値である。すなわち、電池温度Ｂｔｍｐは、外気温が常温（概ね１０℃から２５℃程度）であっても、第２所定温度Ｔ２以上となる場合がある。したがって、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上となる頻度は、電池温度Ｂｔｍｐが第１所定温度Ｔ１以下となる頻度より多い。目標エンジン回転数演算部３４ｂは、このように、より高頻度で発生する駆動用電池１０が高温状態である場合は、駆動用電池１０が低温状態である場合よりも、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍを小さい値とする。これによって、内燃機関２の回転数が遅く上昇する。この結果、内燃機関２の回転による音や振動を低減できる。一方、駆動用電池１０が低温状態においては駆動用電池１０が高温状態よりも内燃機関２の回転数が早く上昇する。

【0069】

エンジントルク演算部３４ｃは、目標発電量ＧＷおよび目標エンジン回転数Ｅｒｔを取得し、目標発電量ＧＷおよび目標エンジン回転数Ｅｒｔに基づいて、内燃機関２に要求するエンジン要求トルクＥＴｑを演算する。より具体的には、エンジントルク演算部３４ｃは、目標発電量ＧＷから目標エンジン回転数Ｅｒｔを除算してエンジントルクＥＴｑ１を演算するとともに、内燃機関２の回転数を変化させるためのトルクを加算する必要がある場合はこのトルクを加算してエンジン要求トルクＥＴｑを演算する。エンジントルク演算部３４ｃは、エンジン要求トルクＥＴｑをエンジン制御装置２ａに送信する。エンジン制御装置２ａは、内燃機関２のクランク角センサ（図示せず）などの各種センサから取得する実エンジン回転数（実回転数）Ｅｒｑに基づいて実エンジントルクＥＴｑｒを演算する。エンジン制御装置２ａは、エンジン要求トルクＥＴｑを取得し、実エンジントルクＥＴｑｒがエンジン要求トルクＥＴｑとなるように、内燃機関２を制御する。このとき、エンジン制御装置２ａは、実エンジン回転数Ｅｒｑをエンジントルク演算部３４ｃに送信する。エンジントルク演算部３４ｃは、実エンジン回転数Ｅｒｑを取得し、目標エンジン回転数Ｅｒｔとなるようにエンジン要求トルクＥＴｑを補正する。

【0070】

発電機トルク演算部３４ｄは、エンジン要求トルクＥＴｑを取得し、エンジン要求トルクＥＴｑに基づいて、発電機４の目標となる負荷トルクである目標負荷トルクＬＴｑを演算する。より具体的には、発電機トルク演算部３４ｄは、エンジン要求トルクＥＴｑに対して釣り合う負荷トルクＬＴｑ１に内燃機関２の回転数を変化させるためのトルクを加減算して目標負荷トルクＬＴｑを演算する。発電機トルク演算部３４ｄは、エンジン要求トルクＥＴｑと目標負荷トルクＬＴｑの関係を記録したマップに基づいて目標負荷トルクＬＴｑを演算してもよい。発電機トルク演算部３４ｄは、目標負荷トルクＬＴｑを発電機制御装置４ａに送信する。発電機制御装置４ａは、発電機４の実際の発電量である実発電量ＧＷｒおよび発電機４の回転数を検知し、実発電量ＧＷｒと発電機４の回転数から実負荷トルクＬＴｑｒを演算し、実負荷トルクＬＴｑｒが目標負荷トルクＬＴｑとなるように発電機４を制御する。また、発電機制御装置４ａは、実発電量ＧＷｒを、発電機トルク演算部３４ｄを介してエンジントルク演算部３４ｃに送信する。

【0071】

発電制御部３４は、第１制御モードと、第２制御モードと、を含む。発電制御部３４は、走行モード制御部３０によってシリーズモードに切り替えられ、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断され、かつ、アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔ以上の場合、第２制御モードから第１制御モードに切り替える。すなわち、発電制御部３４は、ドライバが加速を要求しているにも関わらず、電池上限電力Ｗ２が低下している場合、第２制御モードから第１制御モードに切り替える。なお、発電制御部３４は、実発電量ＧＷｒが目標発電量ＧＷよりも小さい場合、すなわち、実発電量ＧＷｒが目標発電量ＧＷに対して不足している場合、第２制御モードから第１制御モードに切り替えてもよい。

【0072】

第１制御モードでは、発電制御部３４は、内燃機関２を制御して内燃機関２の実エンジン回転数Ｅｒｑを変化させる。より具体的には、発電制御部３４は、第１制御モードでは、エンジン要求トルクＥＴｑに目標エンジン回転数Ｅｒｔを上昇させる場合に必要な回転上昇トルクＵＴｑを含んで演算する。すなわち、エンジントルク演算部３４ｃは、目標発電量ＧＷに基づいて求めたエンジントルクＥＴｑ１に回転上昇トルクＵＴｑを加算してエンジン要求トルクＥＴｑを演算する。回転上昇トルクＵＴｑは、内燃機関２および発電機４の摩擦損失、内燃機関２のクランク軸および発電機４の回転軸の慣性力などを加味し、目標エンジン回転数Ｅｒｔ毎に予め設定されるトルクである。

【0073】

一方、第２制御モードでは、発電制御部３４は、発電機４を制御して内燃機関２の実エンジン回転数Ｅｒｑを変化させる。より具体的には、発電制御部３４は、第２制御モードでは、目標負荷トルクＬＴｑに回転上昇トルクＵＴｑを含んで演算する。すなわち、発電機トルク演算部３４ｄは、エンジン要求トルクＥＴｑと釣り合う負荷トルクＬＴｑ１から回転上昇トルクＵＴｑを減算して目標負荷トルクＬＴｑを演算する。

【0074】

このように、第１制御モードでは、内燃機関２が自ら実エンジン回転数Ｅｒｑを上昇させるため、内燃機関２の吸入空気量および燃料噴射量が第２制御モードよりも増加する。この結果、第１制御モードでは、内燃機関２の燃費は悪化する。しかし、発電機４の発電量は減少しないため、発電機４から各モータに供給する第１電力は減少しない。この結果、電動車両１の加速性能は向上する。

【0075】

一方、第２制御モードでは、発電機トルク演算部３４ｄが回転上昇トルクＵＴｑを減算するため、発電機４の実発電量ＧＷｒは減少する。しかし、発電機４が実発電量ＧＷｒを減らすため、内燃機関２が出力を維持しながら、内燃機関２の実エンジン回転数Ｅｒｑが上昇する。この結果、内燃機関２の燃費は維持される。なお、目標エンジン回転数Ｅｒｔが下降する場合、第２制御モードによって、目標負荷トルクＬＴｑを増加させることで、実エンジン回転数Ｅｒｑが下降する。

【0076】

なお、図６および図７に示すように、本実施形態では、発電制御部３４は、第１制御モードにおいて、実エンジン回転数Ｅｒｑに応じて回転上昇トルクＵＴｑを抑制する。より具体的には、発電制御部３４は、実エンジン回転数Ｅｒｑが目標エンジン回転数Ｅｒｔよりも大きい場合、回転上昇トルクＵＴｑを抑制してもよい。すなわち、図６に示すように、目標エンジン回転数Ｅｒｔと実エンジン回転数Ｅｒｑとの偏差（差分）を演算し、偏差が小さい値になるほど回転上昇トルクＵＴｑを小さくする。図６に示す回転上昇トルクＵＴｑと差分の関係を示すグラフにおいては、偏差が３００ｒｐｍより小さい場合に回転上昇トルクＵＴｑの値を小さくし、偏差がゼロ以下の場合、回転上昇トルクＵＴｑをゼロにする。これによって、実エンジン回転数Ｅｒｑが過度に吹き上がることを抑制できる。

【0077】

さらに、発電制御部３４は、実エンジン回転数Ｅｒｑが上昇するにつれて回転上昇トルクＵＴｑを抑制してもよい。すなわち、図７に示すように、発電制御部３４は、例えば、実エンジン回転数Ｅｒｑが４０００ｒｐｍ以上の場合、実エンジン回転数Ｅｒｑが高くなるにつれて、回転上昇トルクＵＴｑを小さくする。この場合であっても、実エンジン回転数Ｅｒｑが過度に吹き上がることを抑制できる。

【0078】

次に、図８のフローチャートを用いて、本実施形態の制御装置２０の発電制御部３４および電池出力不足判断部３２の制御手順について説明する。発電制御部３４は、図示しないイグニッションスイッチがオンされることで、制御動作を開始する。また、発電制御部３４は、第２制御モードの状態で制御動作を開始する。

【0079】

Ｓ１では、発電制御部３４は、走行モード制御部３０によって走行モードがシリーズモードに切り替えられているか否か判断する。制御装置２０の発電制御部３４は、シリーズモードに切り替えられていると判断した場合（Ｓ１ Ｙｅｓ）、Ｓ２に処理を進める。

【0080】

Ｓ２からＳ４は、電池出力不足判断部３２が行う処理である。Ｓ２からＳ４において、電池出力不足判断部３２は、第２電力が不足しているか否か判断する。Ｓ２では電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第１所定温度Ｔ１以下か否か判断する。電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第１所定温度Ｔ１より大きい場合（Ｓ２ Ｎｏ）、Ｓ３に処理を進める。一方、電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第１所定温度Ｔ１以下の場合（Ｓ２ Ｙｅｓ）、第２電力が不足していると判断し、判断結果を発電制御部３４に送信する。発電制御部３４は、電池出力不足判断部３２の判断結果を取得し、Ｓ１０に処理を進める。

【0081】

Ｓ１０では、発電制御部３４は、下限値補正制御を行う。発電制御部３４は、速度Ｖ（ｋｍ／ｈ）を取得し、速度Ｖが高くなるほど目標エンジン回転数Ｅｒｔの下限値ｍｉｎＥｒｔを大きい値にする下限値補正制御を行う。このとき、例えば、下限値ｍｉｎＥｒｔの初期値が０ｒｐｍの場合、下限値ｍｉｎＥｒｔを１０００ｒｐｍに補正すればよい。また、発電制御部３４は、速度Ｖが高いほど、下限値ｍｉｎＥｒｔを１０００ｒｐｍよりも大きい値に適宜補正すればよい。なお、第２制御モードでは、発電制御部３４は、下限値ｍｉｎＥｒｔの初期値を使用する（図４参照）。発電制御部３４は、下限値補正制御を行うと、Ｓ５に処理を進める。

【0082】

Ｓ３では、電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上か否か判断する。電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２未満と判断した場合（Ｓ３ Ｎｏ）、Ｓ４に処理を進める。一方、電池出力不足判断部３２は、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上であると判断した場合（Ｓ３ Ｙｅｓ）、第２電力が不足していると判断し、判断結果を発電制御部３４に送信する。発電制御部３４は、電池出力不足判断部３２の判断結果を取得し、Ｓ５に処理を進める。

【0083】

Ｓ４では、電池出力不足判断部３２は、電動車両１の速度Ｖを取得し、速度ＶがＶｔ以上であるか否か判断する。電池出力不足判断部３２は、速度ＶがＶｔ以上であると判断した場合（Ｓ４ Ｙｅｓ）、第２電力が不足していると判断し、判断結果を発電制御部３４に送信する。すなわち、電池出力不足判断部３２は、Ｓ２からＳ４までの条件のいずれかが成立した場合、第２電力が不足していると判断する。発電制御部３４は、電池出力不足判断部３２の判断結果を取得し、Ｓ５に処理を進める。一方、電池出力不足判断部３２は、速度ＶがＶｔ未満であると判断した場合（Ｓ４ Ｎｏ）、Ｓ２からＳ４の条件のいずれも成立していないと判断し、第２電力が不足していないと判断する。電池出力不足判断部３２は、この判断結果を発電制御部３４に送信する。発電制御部３４は、電池出力不足判断部３２の判断結果を取得し、Ｓ５に処理を進める。

【0084】

Ｓ５では、発電制御部３４は、アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔ以上か否か判断する。発電制御部３４は、アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔ以上と判断した場合（Ｓ４ Ｙｅｓ）、Ｓ６に処理を進める。Ｓ６では、発電制御部３４は、第２制御モードから第１制御モードに切り替える。発電制御部３４は、第１制御モードに切り替えた後、Ｓ７に処理を進める。なお、Ｓ５において、発電制御部３４は、実発電量ＧＷｒが目標発電量ＧＷ未満（よりも小さい）か否か判断してもよい。発電制御部３４は、実発電量ＧＷｒが目標発電量ＧＷ未満と判断した場合、Ｓ６に処理を進めてもよい。

【0085】

Ｓ７では、発電制御部３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇しているか否か判断する。発電制御部３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇していると判断した場合（Ｓ７
Ｙｅｓ）、Ｓ８に処理を進める。目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇している場合とは、アクセルペダル２１が踏み込まれ、ドライバ要求トルクＤＴｑが増加し、目標発電電力Ｗ１も増加し、目標発電量ＧＷが増加している場合である。すなわち、電動車両１が加速状態である。発電制御部３４は、アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔ以上の場合、目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇していると判断してもよい。すなわち、発電制御部３４は、Ｓ５において、目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇しているか否かを同時に判断してもよい。また、実発電量ＧＷｒが目標発電量ＧＷよりも小さい場合、目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇していると判断してもよい。

【0086】

Ｓ８では、発電制御部３４は、制限値補正制御を行う。ここで、例えば、発電制御部３４は、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍの初期値が２０％であれば、２０％よりも大きい値に設定する補正を行えばよい。なお、第２制御モードでは、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍの初期値を使用する。Ｓ７で制限値補正制御を行うと、Ｓ９に処理を進める。

【0087】

Ｓ９では、発電制御部３４は、アクセル開度判断部３６からアクセル開度Ｔｈを取得し、アクセル開度Ｔｈがゼロ（アクセルオフ）であるか否かを判断する。発電制御部３４は、アクセルオフと判断した場合（Ｓ９ Ｙｅｓ）、下限値補正、増加率制限補正も共に終了し、処理をＳ１１に進める。Ｓ１１では、発電制御部３４は、第１制御モードから第２制御モードに切り替え、Ｓ１の前に処理を進める。

【0088】

発電制御部３４は、シリーズモードでないと判断した場合（Ｓ１ Ｎｏ）、Ｓ１の前に処理を戻す。アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔより小さいと判断した場合（Ｓ５ Ｎｏ）、Ｓ１１に処理を進めて、第２制御モードを維持し、Ｓ１の前に処理を戻す。

【0089】

発電制御部３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔが上昇していないと判断した場合（Ｓ７
Ｎｏ）、およびアクセルオフされていないと判断した場合（Ｓ９ Ｎｏ）、Ｓ５の前に処理を戻す。これにより、アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔより小さくなるまで、第１制御モードを維持する。

【0090】

次に本開示の第２実施形態の電動車両２０１の制御装置２２０について、図面を参照しながら説明する。なお、第２実施形態における電動車両１および制御装置２２０のシステム構成は、第１実施形態と同一であるため説明を省略する。また、第２実施形態における制御装置２２０が行う制御については、第１実施形態との制御と異なる点のみ説明する。

【0091】

第２実施形態における制御装置２２０は、発電制御部２３４が目標エンジン回転数Ｅｒｔの下限値ｍｉｎＥｒｔに加えて、上限値ｍaｘＥｒｔを設定する点が第１実施形態における制御装置２０と異なる。

【0092】

図９に示すように、本実施形態のタイミングチャートでは、電池温度取得部３２aによって取得した電池温度Ｂｔｍｐが段階的に上昇し、第２電力が不足する例について示す。図９の時刻０から時刻Ａまでに示すように、電動車両２０１の速度Ｖが上昇するとともに、電池温度Ｂｔｍｐが上昇する。目標エンジン回転数Ｅｒｔは、時刻０から時刻Ａまでの間、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍは第１制限値で増加する。時刻Ａを超えると、時刻Ｂに向けて速度Ｖが下がり、走行モード制御部３０によって走行モードがシリーズモードに切り替えられる。一方、電池温度Ｂｔｍｐは、時刻Ａから時刻Ｂの間も低下しない。時刻Ｂにおいて、電池温度Ｂｔｍｐが第２所定温度Ｔ２以上となると、電池出力不足判断部３２は、第２電力が不足していると判断する。

【0093】

発電制御部２３４は、走行モード制御部３０によってシリーズモードに切り替えられ、かつ、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍを補正する制限値補正制御を実行する（図９の制限値補正制御のＯＮ参照）。発電制御部２３４は、制限値補正制御に加えて、さらに下限値補正制御および第２制御モードから第１制御モードへの切り替えの少なくともいずれか一方を実行してもよい。

【0094】

図９の時刻Ｃから時刻Ｄでは、電動車両２０１のユーザによってアクセルペダル２１が再び踏まれた状態を示す。その間、電池温度Ｂｔｍｐが低下せず、引き続きシリーズモードが継続している。このような場合、発電制御部２３４は、振動・騒音低減制御（以下明細書においてＮＶ低減制御と記す。ＮＶはＮｏｉｓｅ,Ｖｉｂｒａｔｉｏｎの略である）を実行する。より具体的には、発電制御部２３４は、上限値ｍaｘＥｒｔを所定回転数Ｒ１以下に制限する。時刻Ｃから時刻Ｄの目標エンジン回転数Ｅｒｔのグラフに示すように、発電制御部２３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔが所定回転数Ｒ１となるまで、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍに第１制限値よりも大きい第２制限値を用いて目標エンジン回転数Ｅｒｔを増加させる。これによって、発電制御部２３４は、電動車両２０１の燃費の悪化の抑制と、加速性能の向上を図りながら内燃機関２の回転数上昇に伴う振動・騒音の悪化を抑制する。

【0095】

ここで、所定回転数Ｒ１は、内燃機関２の出力特性の変化点であってもよい。図１０は、内燃機関２の出力特性を示すグラフである。図１０に示すように、内燃機関２のエンジン最大出力は、所定回転数Ｒ１までは略一定の傾きであり、所定回転数Ｒ１を超えると、エンジン最大出力の傾きが低下する。発電制御部２３４は、所定回転数Ｒ１まで増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍとして第２制限値を用いて目標エンジン回転数Ｅｒｔを上昇させる。これによって、発電制御部２３４は、内燃機関２の出力を効率よく使用しながら素早く第１電力をモータに供給する。

【0096】

なお、図９の時刻ＢからＣに示すように、発電制御部２３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔが所定回転数Ｒ１以上である状況において電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合、目標エンジン回転数Ｅｒｔが所定回転数Ｒ１となるまで待ってから、ＮＶ低減制御を実行する。

【0097】

図９の時刻Ｄから時刻Ｅに示すように、発電制御部２３４は、電動車両２０１の速度Ｖが第２所定速度V２未満の場合、目標エンジン回転数Ｅｒｔを所定回転数Ｒ１以下に制限する。本実施形態では、時刻Ｄから時刻Ｅまでの間、電動車両２０１の速度Ｖが上昇を続ける。発電制御部２３４は、この間、目標エンジン回転数Ｅｒｔを所定回転数Ｒ１に維持することによって、目標エンジン回転数Ｅｒｔの上限値ｍaｘＥｒｔを制限する。

【0098】

また、時刻Ｃから時刻Ｅまでの区間では、増加率制限値ｄＥｒｔＬｉｍが高いため、目標エンジン回転数Ｅｒｔが素早く上昇することによって、実エンジン回転数Ｅｒｑも早く上昇する。一方、電動車両２０１の速度Ｖに比較して内燃機関２の実エンジン回転数Ｅｒｑが高い場合、電動車両２０１のユーザは、電動車両２０１の振動・騒音が大きいことに対する違和感、または電動車両２０１が空走しているかのような違和感（空走感）を生じることがある。しかし、発電制御部２３４は、第２所定速度Ｖ２未満は、目標エンジン回転数Ｅｒｔの上限値ｍaｘＥｒｔを所定回転数Ｒ１に制限するため、このような違和感が生じにくい。さらに、時刻Ｄから時刻Ｅでは、発電制御部２３４は、電動車両２０１の速度Ｖが上昇している間は、目標エンジン回転数Ｅｒｔを維持する。これによって発電制御部２３４は、実エンジン回転数Ｅｒｑが急激に低下することによって生じる違和感の発生を抑制できる。

【0099】

図９の時刻Ｅから時刻Ｆに示すように、発電制御部２３４は、電動車両２０１の速度Ｖが第２所定速度Ｖ２以上から第３所定速度Ｖ３未満の場合、速度Ｖが上昇するにつれて上限値ｍaｘＥｒｔを緩和する。第３所定速度Ｖ３は、第２所定速度Ｖ２よりも高い値である。本実施形態では、発電制御部２３４は、速度Ｖが上昇するにつれて目標エンジン回転数Ｅｒｔの上限値ｍaｘＥｒｔが段階的に上昇するマップを参照する。発電制御部２３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔの上限値ｍaｘＥｒｔを速度Ｖに応じて高くすることによって、上限値ｍaｘＥｒｔを緩和する。これによって、速度Ｖの増加に合わせて実発電量ＧＷｒも増加する。この結果、空走感を抑制しながら電池出力不足を補い、電動車両２０１の加速性能の向上が図れる。

【0100】

図９の時刻Ｆ以降に示すように、発電制御部２３４は、第３所定速度Ｖ３以上では、上限値ｍaｘＥｒｔの制限を解除する。本実施形態では、電動車両２０１は時刻Ｆ以降も速度Ｖが上昇するため、発電制御部２３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔが目標エンジン回転数Ｅｒｔの最大値である最大回転数Ｒｍａｘを維持する。その後、アクセルペダル２１が離され電動車両２０１が減速すると、発電制御部２３４は、目標エンジン回転数Ｅｒｔを下げる。発電制御部２３４は、最終的に目標エンジン回転数Ｅｒｔが所定回転数Ｒ１を下回った場合、ＮＶ低減制御を終了する。

【0101】

以上説明した通り、本開示の電動車両１，２０１の制御装置２０，２２０によれば、電動車両１，２０１の燃費の悪化の抑制と、加速性能の向上を両立できる。

【0102】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0103】

（ａ）上記第１実施形態では、発電制御部３４は、アクセル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈｔ以上と判断した場合、第１制御モードに切り替えたが、本開示はこれに限定されない。発電制御部３４は、Ｓ２からＳ４において電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断した場合、判断結果を取得し第１制御モードに即座に切り替えてもよい。

【0104】

（ｂ）上記第１実施形態では、発電制御部３４は、Ｓ２において駆動用電池１０が第１所定温度Ｔ１以下の場合（Ｓ２ Ｙｅｓ）、第１制御モードに切り替える前に下限値補正制御を実施する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。下限値補正制御は、第１制御モードに切り替えた後に実施してもよい。

【0105】

（ｃ）上記第１実施形態では、発電制御部３４は、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合、下限値補正制御を行い、第１モードへの切り替え、および制限値補正制御行う例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。発電制御部３４は、電池出力不足判断部３２によって第２電力が不足していると判断された場合であっても、電動車両１のユーザがエコモードを選択した場合、下限値補正制御、第１モードへの切り替え、および制限値補正制御のいずれか、または全てを行わないようにしてもよい。これによって、エコモードの場合、燃費を優先できる。また、発電制御部３４は、電動車両１のユーザが下限値補正制御、第１モードへの切り替え、および制限値補正制御のいずれかを行うように選択できる選択部を有してもよい。これによって、ユーザが選択的に加速および燃費のいずれか一方を優先できる。また、発電制御部３４は、電動車両１のナビゲーションシステムと連動し、電動車両１が住宅街を走行している場合、下限値補正制御を、行わなくてもよい。これによって、電動車両１が静かに住宅街を走行できる。

【0106】

（ｄ）上記第１実施形態、および第２実施形態では、電動車両１，２０１が四輪駆動型のハイブリッド自動車であり場合を例に説明したが、本開示はこれに限定されない。電動車両１，２０１はプラグインハイブリッドカーとすることができ、駆動用電池１０から外部機器（例えば家電機器等）に給電する給電機能を有してもよい。

【符号の説明】

【0107】

１，２０１：電動車両，２：内燃機関，４：発電機
６：フロントモータ，８：リアモータ，１０：駆動用電池
１２ａ：前輪駆動軸，１４ａ：後輪駆動軸，２０，２２０：制御装置
２１：アクセルペダル，２１ａ：アクセルポジションセンサ
３０：走行モード制御部，３２：電池出力不足判断部
３２ａ：電池温度取得部，３４，２３４：発電制御部
３６：アクセル開度判断部，Ｂｔｍｐ：電池温度
Ｅｒｔ：目標エンジン回転数（目標回転数），Ｅｒｑ：実エンジン回転数（実回転数）
ＧＷ：目標発電量，ＧＷｒ：実発電量
Ｔ：所定温度，Ｖ：速度
ｍｉｎＥｒｔ：下限値，ｄＥｒｔＬｉｍ：増加率制限値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】