ホーム > 特許ランキング > 三菱自動車工業株式会社
(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】2023-09-04
(45)【発行日】2023-09-12
(54)【発明の名称】電動車両の制御装置
(51)【国際特許分類】
B60L 3/00 20190101AFI20230905BHJP
B60L 50/61 20190101ALI20230905BHJP
【ＦＩ】
B60L3/00 S
B60L50/61
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020008429
(22)【出願日】2020-01-22
(65)【公開番号】P2021118559
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-12-16
(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】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】南部 壮佑
(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】清水 亮
【審査官】井古田 裕昭
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１０９６３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１９３６２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ ３／００
Ｂ６０Ｌ ５０／６１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動モータと、前記駆動モータで用いる電力を蓄積するバッテリと、前記駆動モータで用いる電力を発電するジェネレータと、前記ジェネレータを駆動するエンジンとを備える電動車両の制御装置であって、前記バッテリからの出力電力を正、前記バッテリに対する入力電力を負とした場合、
前記バッテリからの出力限度電力および前記バッテリに対する入力限度電力を設定するバッテリ入出力限度電力設定部と、
前記出力限度電力と前記入力限度電力とドライバからの要求出力とに基づいて、前記ジェネレータの発電電力を算出する発電電力算出部と、
前記発電電力に基づいて、前記ジェネレータの駆動トルクおよび前記エンジンの駆動トルクを算出するトルク算出部と、
前記ジェネレータの駆動トルクおよび前記エンジンの駆動トルクに基づき、前記ジェネレータ及び前記エンジンのそれぞれをトルク制御するトルク制御部と、を有し、
前記発電電力算出部は、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が所定値未満の場合、前記発電電力に対して補正電力を加算し、
前記トルク算出部は、前記補正電力が加算される前の前記発電電力に基づいて前記ジェネレータの駆動トルクを算出し、前記補正電力が加算された前記発電電力に基づいて前記エンジンの駆動トルクを算出する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項2】
前記発電電力算出部は、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が小さいほど、前記補正電力を大きくする、ことを特徴とする請求項１記載の電動車両の制御装置。
【請求項3】
前記電動車両は、車両の電装機器を含む補機を更に備え、前記発電電力算出部は、前記駆動モータの駆動に要する電力と前記入力限度電力と前記補機の消費電力とに基づいて発電上限電力を設定し、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が所定値未満の場合、前記発電上限電力に対して前記補正電力を加算する、
ことを特徴とする請求項１または２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】
本発明は、電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電動車両の駆動モータに電力を供給するバッテリを保護するため、当該バッテリに入出力する電力を制限する制御が行われている。
例えば下記特許文献１では、電動車両は、並列接続された２つの蓄電装置と、２つの蓄電装置の間で電力を入出力するように構成された車両駆動用電動機とを備える。制御装置は、２つの蓄電装置の各々の残容量に少なくとも基づいて、各蓄電装置の出力許可電力を設定する。２つの蓄電装置のうちのいずれか１つにおいて、出力許可電力の制限が強化されたときには、制御装置は、蓄電装置全体から出力される電力を、各蓄電装置の出力許可電力を合計した値から、２つの蓄電装置のそれぞれに対応して設定された複数の出力許可電力の最小値を２倍した値に切替える。
また、例えば下記特許文献２では、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、二次電池の内部状態を動的に推定可能な電池モデルに従って、電池内の各点における内部状態予測値を逐次算出する電池モデル部を含んで構成される。ＥＣＵは、この内部状態予測値が局所的にも所定の管理範囲を外れることがないように、二次電池からの出力可能電力（放電電力上限値）および入力可能電力（充電電力上限値）を算出する。負荷の動作は、ＥＣＵにより設定された入出力可能電力の範囲内に制限される。
また、例えば下記特許文献３では、短時間に大きな電力を供給又は回収する必要がある要件のときは、バッテリのマージンを小さくし、大電力を供給又は回収するように充放電電流を大きく設定して要求を満たし、かつ、充放電継続時間は短く設定してトータルの充放電量が過大となることを抑制する。
例えば下記特許文献１では、電動車両は、並列接続された２つの蓄電装置と、２つの蓄電装置の間で電力を入出力するように構成された車両駆動用電動機とを備える。制御装置は、２つの蓄電装置の各々の残容量に少なくとも基づいて、各蓄電装置の出力許可電力を設定する。２つの蓄電装置のうちのいずれか１つにおいて、出力許可電力の制限が強化されたときには、制御装置は、蓄電装置全体から出力される電力を、各蓄電装置の出力許可電力を合計した値から、２つの蓄電装置のそれぞれに対応して設定された複数の出力許可電力の最小値を２倍した値に切替える。
また、例えば下記特許文献２では、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、二次電池の内部状態を動的に推定可能な電池モデルに従って、電池内の各点における内部状態予測値を逐次算出する電池モデル部を含んで構成される。ＥＣＵは、この内部状態予測値が局所的にも所定の管理範囲を外れることがないように、二次電池からの出力可能電力（放電電力上限値）および入力可能電力（充電電力上限値）を算出する。負荷の動作は、ＥＣＵにより設定された入出力可能電力の範囲内に制限される。
また、例えば下記特許文献３では、短時間に大きな電力を供給又は回収する必要がある要件のときは、バッテリのマージンを小さくし、大電力を供給又は回収するように充放電電流を大きく設定して要求を満たし、かつ、充放電継続時間は短く設定してトータルの充放電量が過大となることを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－１８３５２４号公報
【文献】特許第４８７４６３３号公報
【文献】特許第３６１３２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電動車には、駆動モータで用いる電力を発電するジェネレータを搭載しているものがある。ジェネレータの発電電力は、車両の駆動に必要な駆動電力と互いに参照し合っており、発電電力と駆動電力の一方が減れば他方も減るというループ構造となっている。
ここで、発電電力と駆動電力は、ドライバからの要求出力（アクセル操作量等）に加え、バッテリからの出力限度電力およびバッテリに対する入力限度電力に基づいて決定される。本発明者らは、バッテリの制御状態（出力限度電力および入力限度電力の設定状態）によっては、例えばドライバが要求出力を大きくするよう指示しているにも関わらず発電電力と駆動電力が大きくならず、ドライバの要求に沿った走行ができなくなる場合があることを見出した。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、バッテリの状態に関わらずドライバの要求に沿った走行を可能とすることにある。
ここで、発電電力と駆動電力は、ドライバからの要求出力（アクセル操作量等）に加え、バッテリからの出力限度電力およびバッテリに対する入力限度電力に基づいて決定される。本発明者らは、バッテリの制御状態（出力限度電力および入力限度電力の設定状態）によっては、例えばドライバが要求出力を大きくするよう指示しているにも関わらず発電電力と駆動電力が大きくならず、ドライバの要求に沿った走行ができなくなる場合があることを見出した。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、バッテリの状態に関わらずドライバの要求に沿った走行を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる電動車両の制御装置は、駆動モータと、前記駆動モータで用いる電力を蓄積するバッテリと、前記駆動モータで用いる電力を発電するジェネレータと、前記ジェネレータを駆動するエンジンとを備える電動車両の制御装置であって、前記バッテリからの出力電力を正、前記バッテリに対する入力電力を負とした場合、前記バッテリからの出力限度電力および前記バッテリに対する入力限度電力を設定するバッテリ入出力限度電力設定部と、前記出力限度電力と前記入力限度電力とドライバからの要求出力とに基づいて、前記ジェネレータの発電電力を算出する発電電力算出部と、前記発電電力に基づいて、前記ジェネレータの駆動トルクおよび前記エンジンの駆動トルクを算出するトルク算出部と、前記ジェネレータの駆動トルクおよび前記エンジンの駆動トルクに基づき、前記ジェネレータ及び前記エンジンのそれぞれをトルク制御するトルク制御部と、を有し、前記発電電力算出部は、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が所定値未満の場合、前記発電電力に対して補正電力を加算し、前記トルク算出部は、前記補正電力が加算される前の前記発電電力に基づいて前記ジェネレータの駆動トルクを算出し、前記補正電力が加算された前記発電電力に基づいて前記エンジンの駆動トルクを算出する、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる電動車両の制御装置は、前記発電電力算出部は、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が小さいほど、前記補正電力を大きくする、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる電動車両の制御装置は、前記電動車両は、車両の電装機器を含む補機を更に備え、前記発電電力算出部は、前記駆動モータの駆動に要する電力と前記入力限度電力と前記補機の消費電力とに基づいて発電上限電力を設定し、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が所定値未満の場合、前記発電上限電力に対して前記補正電力を加算する、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる電動車両の制御装置は、前記発電電力算出部は、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が小さいほど、前記補正電力を大きくする、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる電動車両の制御装置は、前記電動車両は、車両の電装機器を含む補機を更に備え、前記発電電力算出部は、前記駆動モータの駆動に要する電力と前記入力限度電力と前記補機の消費電力とに基づいて発電上限電力を設定し、前記出力限度電力と前記入力限度電力との差分が所定値未満の場合、前記発電上限電力に対して前記補正電力を加算する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
請求項１の発明によれば、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満となった場合、発電電力に対して補正電力を加算してエンジンの駆動トルクを算出する。これにより、ギア損失等によるエンジン誤差が実際の発電量に与える影響を考慮してエンジンの駆動トルクを設定することができ、ドライバの要求に沿った出力を可能とする上で有利となる。
請求項２の発明によれば、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さいほど補正電力を大きくするので、バッテリの状態に合わせて補正電力を増減させることができ、エンジン誤差に起因する発電電力の誤差をより低減する上で有利となる。
請求項３の発明によれば、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合に、予め発電上限電力を緩和することによりエンジン誤差に基づく発電電力の減少を防止する上で有利となる。
請求項２の発明によれば、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さいほど補正電力を大きくするので、バッテリの状態に合わせて補正電力を増減させることができ、エンジン誤差に起因する発電電力の誤差をより低減する上で有利となる。
請求項３の発明によれば、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合に、予め発電上限電力を緩和することによりエンジン誤差に基づく発電電力の減少を防止する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施の形態にかかる電動車両１０の構成を示すブロック図である。
【図2】駆動電力および発電電力の算出方法を模式的に示す説明図である。
【図3】エンジン１８の出力誤差の影響を模式的に示す説明図である。
【図4】補正電力の大きさの設定方法の一例を示す説明図である。
【図5】出力限度電力および入力限度電力を模式的に示す説明図である。
【図6】発電電力の算出処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる電動車両の制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態にかかる電動車両１０の構成を示すブロック図である。
電動車両１０は、駆動モータ１２と、バッテリ１４、ジェネレータ１６、エンジン１８、車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０、ＭＣＵ（Ｍｏｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２２、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２４、ＧＣＵ（Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２６、エンジン（ＥＮＧ）ＥＣＵ２８を備える。
なお、図１において、実線は電力線、点線は通信線を示している。
図１は、実施の形態にかかる電動車両１０の構成を示すブロック図である。
電動車両１０は、駆動モータ１２と、バッテリ１４、ジェネレータ１６、エンジン１８、車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０、ＭＣＵ（Ｍｏｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２２、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２４、ＧＣＵ（Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２６、エンジン（ＥＮＧ）ＥＣＵ２８を備える。
なお、図１において、実線は電力線、点線は通信線を示している。
【0009】
駆動モータ１２は、電力を用いて稼働し、電動車両１０の駆動輪を回転させる。また、駆動モータ１２は、電動車両１０の減速時には回生発電を行い、回生制動力を発生させる。
バッテリ１４は、駆動モータ１２を稼働させる電力を蓄積する。バッテリ１４で蓄積する電力は、例えば後述するジェネレータ１６で発電した電力、駆動モータ１２の回生発電により発生した電力、図示しない充電機構により外部電源が接続されて供給される電力などが挙げられる。本実施の形態では、バッテリ１４からの出力（放電）電力を正、バッテリ１４に対する入力（充電）電力を負として説明する。
ジェネレータ１６は、エンジン１８により駆動され、駆動モータ１２や電動車両１０の補機類で用いる電力を発電する。なお、ジェネレータ１６で発電した電力のうち、駆動モータ１２で使用しない余剰分はバッテリ１４に蓄積される。また、ジェネレータ１６は、バッテリ１４の充電率が小さくなった場合などには、バッテリ１４で蓄積するための電力を発電する。
エンジン１８は、燃料を燃焼させることによって稼働し、ジェネレータ１６の駆動軸を回転させる。また、車両の走行状態に基づきエンジン１８によって駆動輪を回転させる、すなわちパラレル走行を可能としてもよい。
バッテリ１４は、駆動モータ１２を稼働させる電力を蓄積する。バッテリ１４で蓄積する電力は、例えば後述するジェネレータ１６で発電した電力、駆動モータ１２の回生発電により発生した電力、図示しない充電機構により外部電源が接続されて供給される電力などが挙げられる。本実施の形態では、バッテリ１４からの出力（放電）電力を正、バッテリ１４に対する入力（充電）電力を負として説明する。
ジェネレータ１６は、エンジン１８により駆動され、駆動モータ１２や電動車両１０の補機類で用いる電力を発電する。なお、ジェネレータ１６で発電した電力のうち、駆動モータ１２で使用しない余剰分はバッテリ１４に蓄積される。また、ジェネレータ１６は、バッテリ１４の充電率が小さくなった場合などには、バッテリ１４で蓄積するための電力を発電する。
エンジン１８は、燃料を燃焼させることによって稼働し、ジェネレータ１６の駆動軸を回転させる。また、車両の走行状態に基づきエンジン１８によって駆動輪を回転させる、すなわちパラレル走行を可能としてもよい。
【0010】
ＭＣＵ２２は駆動モータ１２を、ＢＭＵ２４はバッテリ１４を、ＧＣＵ２６はジェネレータ１６を、エンジンＥＣＵ２８はエンジン１８を、それぞれ制御する。
また、車両ＥＣＵ２０は、ＭＣＵ２２、ＢＭＵ２４、ＧＣＵ２６およびエンジンＥＣＵ２８とそれぞれ接続され、電動車両１０全体の制御を司る。すなわち、車両ＥＣＵ２０が電動車両１０の制御装置に対応する。なお、図１では図示を省略しているが、車両ＥＣＵ２０には、アクセルペダルの操作量を検知するアクセルペダルセンサやブレーキペダルの操作量を検知するブレーキペダルセンサ、電動車両１０の走行速度を検知する車速センサなどの各種センサ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ２０、ＭＣＵ２２、ＢＭＵ２４、ＧＣＵ２６およびエンジンＥＣＵ２８は、それぞれＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成されるマイクロコンピュータである。
また、車両ＥＣＵ２０は、ＭＣＵ２２、ＢＭＵ２４、ＧＣＵ２６およびエンジンＥＣＵ２８とそれぞれ接続され、電動車両１０全体の制御を司る。すなわち、車両ＥＣＵ２０が電動車両１０の制御装置に対応する。なお、図１では図示を省略しているが、車両ＥＣＵ２０には、アクセルペダルの操作量を検知するアクセルペダルセンサやブレーキペダルの操作量を検知するブレーキペダルセンサ、電動車両１０の走行速度を検知する車速センサなどの各種センサ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ２０、ＭＣＵ２２、ＢＭＵ２４、ＧＣＵ２６およびエンジンＥＣＵ２８は、それぞれＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成されるマイクロコンピュータである。
【0011】
つぎに、車両ＥＣＵ２０の機能的構成について説明する。
車両ＥＣＵ２０は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することにより、バッテリ入出力限度電力設定部２００、発電電力算出部２０２（駆動電力算出部２０２Ａ、発電電力算出部２０２Ｂ）、トルク算出部２０６（駆動トルク算出部２０６Ａ、発電トルク算出部２０６Ｂ）として機能する。
車両ＥＣＵ２０は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することにより、バッテリ入出力限度電力設定部２００、発電電力算出部２０２（駆動電力算出部２０２Ａ、発電電力算出部２０２Ｂ）、トルク算出部２０６（駆動トルク算出部２０６Ａ、発電トルク算出部２０６Ｂ）として機能する。
【0012】
バッテリ入出力限度電力設定部２００は、バッテリ１４からの出力限度電力およびバッテリ１４に対する入力限度電力を設定する。出力限度電力とは、バッテリ１４から出力（放電）を許容する電力の最大値であり、入力限度電力とは、バッテリ１４に対して入力（充電）を許容する電力の最大値である。
本実施の形態では、バッテリ入出力限度電力設定部２００は、ＢＭＵ２４から送信されるバッテリ１４のＳＯＰ（Ｓｔａｔｕｓ Ｏｆ Ｐｏｗｅｒ：入出力限界電力）に基づいて出力限度電力および入力限度電力を設定する。ＳＯＰは、その時点におけるバッテリ１４の出力（放電）限界電力であるＳＯＰｏｕｔと、入力（充電）限界電力であるＳＯＰｉｎとがあり、その時々のバッテリ１４の電圧、温度、ＳＯＣ等に基づいてＢＭＵ２４により算出される。
バッテリ入出力限度電力設定部２００は、ＢＭＵ２４から送信されるＳＯＰｏｕｔに対して所定のマージン値を設定した値（例えばＳＯＰｏｕｔから正値を引いた値）を出力限度電力、ＳＯＰｉｎに対して所定のマージン値を設定した値（例えばＳＯＰｉｎに正値を足した値）を入力限度電力とする。なお、上記マージン値を０として、入力限界電力＝入力限度電力、出力限界電力＝出力限度電力としてもよい。すなわち、出力限度電力≦ＳＯＰｏｕｔ（出力限界電力）、｜入力限度電力｜≦｜ＳＯＰｉｎ（入力限界電力）｜とする。
図５は、出力限度電力および入力限度電力を模式的に示す説明図である。
このように、ＳＯＰｏｕｔやＳＯＰｉｎを超えない範囲でバッテリ１４に対する電力の入出力を行うよう制御することによって、バッテリ１４の過放電や過充電を防止することができる。
なお、上記マージン値は固定値であってもよいし、その時々によって変動する値（例えばＳＯＰｏｕｔ、ＳＯＰｉｎの絶対値の所定パーセントなど）であってもよい。
本実施の形態では、バッテリ入出力限度電力設定部２００は、ＢＭＵ２４から送信されるバッテリ１４のＳＯＰ（Ｓｔａｔｕｓ Ｏｆ Ｐｏｗｅｒ：入出力限界電力）に基づいて出力限度電力および入力限度電力を設定する。ＳＯＰは、その時点におけるバッテリ１４の出力（放電）限界電力であるＳＯＰｏｕｔと、入力（充電）限界電力であるＳＯＰｉｎとがあり、その時々のバッテリ１４の電圧、温度、ＳＯＣ等に基づいてＢＭＵ２４により算出される。
バッテリ入出力限度電力設定部２００は、ＢＭＵ２４から送信されるＳＯＰｏｕｔに対して所定のマージン値を設定した値（例えばＳＯＰｏｕｔから正値を引いた値）を出力限度電力、ＳＯＰｉｎに対して所定のマージン値を設定した値（例えばＳＯＰｉｎに正値を足した値）を入力限度電力とする。なお、上記マージン値を０として、入力限界電力＝入力限度電力、出力限界電力＝出力限度電力としてもよい。すなわち、出力限度電力≦ＳＯＰｏｕｔ（出力限界電力）、｜入力限度電力｜≦｜ＳＯＰｉｎ（入力限界電力）｜とする。
図５は、出力限度電力および入力限度電力を模式的に示す説明図である。
このように、ＳＯＰｏｕｔやＳＯＰｉｎを超えない範囲でバッテリ１４に対する電力の入出力を行うよう制御することによって、バッテリ１４の過放電や過充電を防止することができる。
なお、上記マージン値は固定値であってもよいし、その時々によって変動する値（例えばＳＯＰｏｕｔ、ＳＯＰｉｎの絶対値の所定パーセントなど）であってもよい。
【0013】
電力算出部２０２は、駆動電力算出部２０２Ａと発電電力算出部２０２Ｂとを備える。
駆動電力算出部２０２Ａは、電動車両１０の走行に用いる電力、すなわち駆動モータ１２の駆動に要する電力（以下、「駆動電力」という）を算出する。駆動電力は、後述する駆動トルク算出部２０６ＡからＭＣＵ２２に出力される駆動トルクを基に算出される。後述するように、駆動トルクは、アクセルペダルセンサ等から演算したドライバ要求トルクと、出力限度電力および発電電力から算出される。
発電電力算出部２０２Ｂは、ジェネレータ１６で発電する電力（以下、「発電電力」という）を算出する。より詳細には、発電電力算出部２０２Ｂは、出力限度電力と入力限度電力とドライバからの要求出力とに基づいて、ジェネレータ１６の発電電力を算出する。
駆動電力算出部２０２Ａと発電電力算出部２０２Ｂは、それぞれで算出した駆動電力および発電電力を互いに参照して演算を行っている。
駆動電力算出部２０２Ａは、電動車両１０の走行に用いる電力、すなわち駆動モータ１２の駆動に要する電力（以下、「駆動電力」という）を算出する。駆動電力は、後述する駆動トルク算出部２０６ＡからＭＣＵ２２に出力される駆動トルクを基に算出される。後述するように、駆動トルクは、アクセルペダルセンサ等から演算したドライバ要求トルクと、出力限度電力および発電電力から算出される。
発電電力算出部２０２Ｂは、ジェネレータ１６で発電する電力（以下、「発電電力」という）を算出する。より詳細には、発電電力算出部２０２Ｂは、出力限度電力と入力限度電力とドライバからの要求出力とに基づいて、ジェネレータ１６の発電電力を算出する。
駆動電力算出部２０２Ａと発電電力算出部２０２Ｂは、それぞれで算出した駆動電力および発電電力を互いに参照して演算を行っている。
【0014】
図２は、駆動電力および発電電力の算出方法を模式的に示す説明図である。
前提として、駆動電力算出部２０２Ａと発電電力算出部２０２Ｂは、それぞれ所定間隔ごとに同期して駆動電力および発電電力を算出しているものとする。
まず、駆動電力の算出方法（図２上段参照）について説明する。
今回の駆動電力算出タイミングをｎとすると、駆動電力算出部２０２Ａは、前回（ｎ－１）の発電電力を発電電力算出部２０２Ｂから取得する。また、駆動電力算出部２０２Ａは、現時点におけるバッテリ１４の出力限度電力をバッテリ入出力限度電力設定部２００から取得する。また、駆動電力算出部２０２Ａは、電動車両１０の補機類（車両の電装機器など）での消費電力を取得する。
駆動モータ１２で消費可能な電力の上限値（以下、「駆動上限電力」という）は、ジェネレータ１６の発電電力＋バッテリ１４からの出力電力－補機での消費電力となる。
一方で、駆動電力算出部２０２Ａは、ドライバによるアクセル操作状態や電動車両１０の走行速度等を参照して、ドライバが要求する駆動トルクを出力するために必要な電力（以下、「ドライバ要求電力」という）を算出する。
駆動トルク算出部２０６Ａは、駆動上限電力のトルク換算値とドライバ要求トルクとのうち、小さい方の値（両者が同一の場合はその同一値）を駆動トルクとし、ＭＣＵ２２に出力する。すなわち、駆動電力算出部２０２Aは、駆動上限電力を超過しないよう駆動電力を設定することができる。
前提として、駆動電力算出部２０２Ａと発電電力算出部２０２Ｂは、それぞれ所定間隔ごとに同期して駆動電力および発電電力を算出しているものとする。
まず、駆動電力の算出方法（図２上段参照）について説明する。
今回の駆動電力算出タイミングをｎとすると、駆動電力算出部２０２Ａは、前回（ｎ－１）の発電電力を発電電力算出部２０２Ｂから取得する。また、駆動電力算出部２０２Ａは、現時点におけるバッテリ１４の出力限度電力をバッテリ入出力限度電力設定部２００から取得する。また、駆動電力算出部２０２Ａは、電動車両１０の補機類（車両の電装機器など）での消費電力を取得する。
駆動モータ１２で消費可能な電力の上限値（以下、「駆動上限電力」という）は、ジェネレータ１６の発電電力＋バッテリ１４からの出力電力－補機での消費電力となる。
一方で、駆動電力算出部２０２Ａは、ドライバによるアクセル操作状態や電動車両１０の走行速度等を参照して、ドライバが要求する駆動トルクを出力するために必要な電力（以下、「ドライバ要求電力」という）を算出する。
駆動トルク算出部２０６Ａは、駆動上限電力のトルク換算値とドライバ要求トルクとのうち、小さい方の値（両者が同一の場合はその同一値）を駆動トルクとし、ＭＣＵ２２に出力する。すなわち、駆動電力算出部２０２Aは、駆動上限電力を超過しないよう駆動電力を設定することができる。
【0015】
つぎに、発電電力の算出方法（図２下段参照）について説明する。
発電電力算出部２０２Ｂは、今回（ｎ）の駆動電力を駆動電力算出部２０２Ａから取得する。また、発電電力算出部２０２Ｂは、現時点におけるバッテリ１４の入力限度電力をバッテリ入出力限度電力設定部２００から取得する。入力限度電力は負値であるが、便宜上図２では正値で記載している。また、発電電力算出部２０２Ｂは、電動車両１０の補機類での消費電力を取得する。
ジェネレータ１６で発電が許容される電力の上限値（以下、「発電上限電力」という）は、駆動電力＋バッテリ１４への入力限度電力＋補機での消費電力となる。すなわち、発電電力算出部２０２Ｂは、駆動モータ１２の駆動に要する電力と入力限度電力と補機の消費電力とに基づいて発電上限電力を設定する。
一方で、発電電力算出部２０２Ｂは、ドライバによるアクセル操作状態や電動車両１０の走行速度等を参照して、ドライバが要求する駆動力を出力するために必要な電力（以下、「目標発電電力」という）を算出する。
発電電力算出部２０２Ｂは、発電上限電力と目標発電電力とのうち、小さい方の値（両者が同一の場合はその同一値）を発電電力とする。すなわち、発電上限電力を超えないよう発電電力を設定することができる。
発電電力算出部２０２Ｂは、今回（ｎ）の駆動電力を駆動電力算出部２０２Ａから取得する。また、発電電力算出部２０２Ｂは、現時点におけるバッテリ１４の入力限度電力をバッテリ入出力限度電力設定部２００から取得する。入力限度電力は負値であるが、便宜上図２では正値で記載している。また、発電電力算出部２０２Ｂは、電動車両１０の補機類での消費電力を取得する。
ジェネレータ１６で発電が許容される電力の上限値（以下、「発電上限電力」という）は、駆動電力＋バッテリ１４への入力限度電力＋補機での消費電力となる。すなわち、発電電力算出部２０２Ｂは、駆動モータ１２の駆動に要する電力と入力限度電力と補機の消費電力とに基づいて発電上限電力を設定する。
一方で、発電電力算出部２０２Ｂは、ドライバによるアクセル操作状態や電動車両１０の走行速度等を参照して、ドライバが要求する駆動力を出力するために必要な電力（以下、「目標発電電力」という）を算出する。
発電電力算出部２０２Ｂは、発電上限電力と目標発電電力とのうち、小さい方の値（両者が同一の場合はその同一値）を発電電力とする。すなわち、発電上限電力を超えないよう発電電力を設定することができる。
【0016】
ここで、図３Ａに示すように、エンジンのトルク誤差やギア損失等に起因するエンジン１８の出力誤差（以下、「エンジン誤差（ＥＮＧ誤差）」という）等が原因となり、ジェネレータ１６での実際の発電量が発電電力算出部２０２Ｂで算出した発電電力よりも少なくなる場合がある。
特に、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さい状態では、エンジン誤差の影響が大きくなり発電電力を増加することができなくなる可能性が高くなる。
そこで、発電電力算出部２０２Ｂは、図３Ｂに示すように、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合、通常時、すなわち図２下段のように算出した発電電力に対して補正電力を加算する。
特に、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さい状態では、エンジン誤差の影響が大きくなり発電電力を増加することができなくなる可能性が高くなる。
そこで、発電電力算出部２０２Ｂは、図３Ｂに示すように、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合、通常時、すなわち図２下段のように算出した発電電力に対して補正電力を加算する。
【0017】
上記発電電力の補正について、より詳細に説明する。
上述のように、駆動電力と発電電力はお互いを参照して演算されており、発電が減れば駆動が減り、駆動が減れば発電が減るループ構造になっている。
ここで、駆動電力をＤＲＶ、発電電力をＧＥＮ、補機での消費電力（補機電力）をＡＵＸ、出力限度電力をＰｏｕｔ、入力限度電力をＰｉｎとすると、図２上段の駆動電力ＤＲＶは下記式（１）で、図２下段の発電電力ＧＥＮは下記式（２）で示される。
ＤＲＶ＝Ｐｏｕｔ＋ＧＥＮ（ｎ－１）－ＡＵＸ ・・・（１）
ＧＥＮ（ｎ）＝ＤＲＶ＋Ｐｉｎ×（－１）＋ＡＵＸ ・・・（２）
上述のように、駆動電力と発電電力はお互いを参照して演算されており、発電が減れば駆動が減り、駆動が減れば発電が減るループ構造になっている。
ここで、駆動電力をＤＲＶ、発電電力をＧＥＮ、補機での消費電力（補機電力）をＡＵＸ、出力限度電力をＰｏｕｔ、入力限度電力をＰｉｎとすると、図２上段の駆動電力ＤＲＶは下記式（１）で、図２下段の発電電力ＧＥＮは下記式（２）で示される。
ＤＲＶ＝Ｐｏｕｔ＋ＧＥＮ（ｎ－１）－ＡＵＸ ・・・（１）
ＧＥＮ（ｎ）＝ＤＲＶ＋Ｐｉｎ×（－１）＋ＡＵＸ ・・・（２）
【0018】
上記式（１）を上記式（２）に代入すると、下記式（３）となる。
ＧＥＮ（ｎ）＝Ｐｏｕｔ＋ＧＥＮ（ｎ－１）－ＡＵＸ＋Ｐｉｎ×（－１）＋ＡＵＸ ・・・（３）
上記式（３）に図３Ａで示すようなエンジン１８の出力誤差（ＥＮＧＥＲＲ）を加えると、下記式（４）となる。
ＧＥＮ（ｎ）＝Ｐｏｕｔ＋ＧＥＮ（ｎ－１）－ＥＮＧＥＲＲ＋Ｐｉｎ×（－１） ・・・（４）
上記式（４）を整理すると、下記式（５）となる。
ＧＥＮ（ｎ）－ＧＥＮ（ｎ－１）＝Ｐｏｕｔ＋Ｐｉｎ×（－１）－ＥＮＧＥＲＲ ・・・（５）
ＧＥＮ（ｎ）＝Ｐｏｕｔ＋ＧＥＮ（ｎ－１）－ＡＵＸ＋Ｐｉｎ×（－１）＋ＡＵＸ ・・・（３）
上記式（３）に図３Ａで示すようなエンジン１８の出力誤差（ＥＮＧＥＲＲ）を加えると、下記式（４）となる。
ＧＥＮ（ｎ）＝Ｐｏｕｔ＋ＧＥＮ（ｎ－１）－ＥＮＧＥＲＲ＋Ｐｉｎ×（－１） ・・・（４）
上記式（４）を整理すると、下記式（５）となる。
ＧＥＮ（ｎ）－ＧＥＮ（ｎ－１）＝Ｐｏｕｔ＋Ｐｉｎ×（－１）－ＥＮＧＥＲＲ ・・・（５）
【0019】
ここで、ジェネレータ１６の発電電力が増加するということは、ＧＥＮ（ｎ）－ＧＥＮ（ｎ－１）＞０であり、これはＰｏｕｔ＋Ｐｉｎ×（－１）－ＥＮＧＥＲＲ＞０と同意である。
よって、ジェネレータ１６の発電電力を増加させるには、Ｐｏｕｔ－Ｐｉｎ＞ＥＮＧＥＲＲとなっていなければならない。すなわち、出力限度電力と入力限度電力との差分がエンジン誤差以上でなければ発電電力を増加させることができない。
よって、ジェネレータ１６の発電電力を増加させるには、Ｐｏｕｔ－Ｐｉｎ＞ＥＮＧＥＲＲとなっていなければならない。すなわち、出力限度電力と入力限度電力との差分がエンジン誤差以上でなければ発電電力を増加させることができない。
【0020】
通常は出力限度電力と入力限度電力との差分は十分に確保されるので、エンジン誤差による発電電力への影響は小さい。
一方、例えばバッテリ１４の温度が低い時など、バッテリ１４の性能が低下している場合には、ＳＯＰｏｕｔやＳＯＰｉｎの絶対値が小さくなり、出力限度電力と入力限度電力との差も小さくなる。このような状態では、エンジン誤差が出力限度電力と入力限度電力との差分を上回り、発電電力が増加できなくなる可能性がある。
そこで、図３Ｂに示すように、発電電力に補正電力を加算することにより、エンジン誤差による発電電力の減少分を補填し、ドライバの要求に即した出力を可能とする。
すなわち、発電電力算出部２０２Ｂは、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合、発電上限電力に対して補正電力を加算する、すなわち発電上限電力を予め緩和することによりエンジン誤差に基づく発電電力の減少を防止する。
一方、例えばバッテリ１４の温度が低い時など、バッテリ１４の性能が低下している場合には、ＳＯＰｏｕｔやＳＯＰｉｎの絶対値が小さくなり、出力限度電力と入力限度電力との差も小さくなる。このような状態では、エンジン誤差が出力限度電力と入力限度電力との差分を上回り、発電電力が増加できなくなる可能性がある。
そこで、図３Ｂに示すように、発電電力に補正電力を加算することにより、エンジン誤差による発電電力の減少分を補填し、ドライバの要求に即した出力を可能とする。
すなわち、発電電力算出部２０２Ｂは、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合、発電上限電力に対して補正電力を加算する、すなわち発電上限電力を予め緩和することによりエンジン誤差に基づく発電電力の減少を防止する。
【0021】
発電電力算出部２０２Ｂは、例えば図４に示すように、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さいほど、補正電力を大きくする。図４は、横軸に出力限度電力（正値）と入力限度電力（負値）との差分、縦軸に補正電力を取っている。
出力限度電力と入力限度電力との差分がβ（所定値）以上の場合には、補正電力は０であり、補正電力は加算されない。
一方、出力限度電力と入力限度電力との差分がβ未満の場合には、差分が小さくなるに従って補正電力が大きくなり、出力限度電力と入力限度電力との差分が０の時には補正電力が最大値αとなる。補正電力の最大値αは、例えばエンジン誤差の最大値に基づいて決定される。
このようにすることで、バッテリ１４の状態に合わせて適切な補正電力を設定することができ、電動車両１０の各部を効率的に稼働させることができる。
補正電力は、出力限度電力と入力限度電力との差分に加え、エンジンまたはジェネレータの回転数や目標回転に応じて変更させてもよい。この目的は、過補正によるエンジン回転数の吹き上がりを防止するためである。エンジン誤差は一定トルクのため、回転に応じて電力を決定しないと補正量が過不足するため、このような制御を追加してもよい。
出力限度電力と入力限度電力との差分がβ（所定値）以上の場合には、補正電力は０であり、補正電力は加算されない。
一方、出力限度電力と入力限度電力との差分がβ未満の場合には、差分が小さくなるに従って補正電力が大きくなり、出力限度電力と入力限度電力との差分が０の時には補正電力が最大値αとなる。補正電力の最大値αは、例えばエンジン誤差の最大値に基づいて決定される。
このようにすることで、バッテリ１４の状態に合わせて適切な補正電力を設定することができ、電動車両１０の各部を効率的に稼働させることができる。
補正電力は、出力限度電力と入力限度電力との差分に加え、エンジンまたはジェネレータの回転数や目標回転に応じて変更させてもよい。この目的は、過補正によるエンジン回転数の吹き上がりを防止するためである。エンジン誤差は一定トルクのため、回転に応じて電力を決定しないと補正量が過不足するため、このような制御を追加してもよい。
【0022】
図１の説明に戻り、トルク算出部２０６は、駆動トルク算出部２０６Ａおよび発電トルク算出部２０６Ｂを備える。駆動トルク算出部２０６Ａは、駆動上限電力のトルク換算値とドライバ要求トルクとのうち、小さい方の値（両者が同一の場合はその同一値）を駆動トルクとし、ＭＣＵ２２に出力する。また、発電トルク算出部２０６Ｂは、発電電力算出部２０２Ｂで算出された発電電力に基づいてジェネレータ１６の駆動トルク（ジェネレータトルク）およびエンジン１８の駆動トルク（エンジントルク）を算出し、それぞれＧＣＵ２６およびＥＮＧ ＥＣＵ２８に出力する。
ここで、トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）は、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満であり、発電電力に補正電力が加算された場合、補正電力が加算される前の発電電力に基づいてジェネレータ１６の駆動トルクを算出し、補正電力が加算された発電電力に基づいてエンジン１８の駆動トルクを算出する。
このようにすることで、エンジン誤差を補填するための補正電力を発電電力に加えた場合に、ジェネレータ１６で実際に発電する電力がドライバの要求よりも大きくなるのを防ぐことができる。
ここで、トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）は、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満であり、発電電力に補正電力が加算された場合、補正電力が加算される前の発電電力に基づいてジェネレータ１６の駆動トルクを算出し、補正電力が加算された発電電力に基づいてエンジン１８の駆動トルクを算出する。
このようにすることで、エンジン誤差を補填するための補正電力を発電電力に加えた場合に、ジェネレータ１６で実際に発電する電力がドライバの要求よりも大きくなるのを防ぐことができる。
【0023】
ＧＣＵ２６およびＥＮＧ ＥＣＵ２８は、トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）で算出されたジェネレータ１６の駆動トルクおよびエンジン１８の駆動トルクに基づき、ジェネレータ１６及びエンジン１８のそれぞれをトルク制御するトルク制御部として機能する。
また、ＭＣＵ２２は、トルク算出部２０６（駆動トルク算出部２０６Ａ）で算出された駆動モータ１２の駆動トルクに基づき、駆動モータ１２をトルク制御するトルク制御部として機能する。
また、ＭＣＵ２２は、トルク算出部２０６（駆動トルク算出部２０６Ａ）で算出された駆動モータ１２の駆動トルクに基づき、駆動モータ１２をトルク制御するトルク制御部として機能する。
【0024】
図６は、発電電力の算出処理の手順を示すフローチャートである。
バッテリ入出力限度電力設定部２００は、ＢＭＵ２４からバッテリ１４のＳＯＰ（ＳＯＰｏｕｔおよびＳＯＰｉｎ）を取得し（ステップＳ６００）、ＳＯＰに基づいて出力限度電力および入力限度電力（入出力限度電力と表記）を設定する（ステップＳ６０２）。
発電電力算出部２０２Ｂは、各種センサからドライバからの要求出力や補機電力を取得し（ステップＳ６０４）、これらと共にステップＳ６０２で算出された入出力限度電力に基づいて発電電力を算出する（ステップＳ６０６）。なお、フローチャートには示していないが、並行して駆動電力算出部２０２Ａも駆動電力を算出している。
出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値（βと表記）未満の場合（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、発電電力算出部２０２Ｂは、ステップＳ６０６で算出した発電電力に補正電力を加算する（ステップＳ６１０）。そして、トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）は、発電電力のみに基づいてジェネレータ１６の駆動トルクを、発電電力＋補正電力に基づいてエンジン１８の駆動トルクを、それぞれ算出し、各部（ＧＣＵ２４およびＥＧＮ ＥＣＵ２８）に送信する（ステップＳ６１２）。
また、ステップＳ６０８で出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値以上の場合は（ステップＳ６０８：ＮＯ）、補正電力の加算は行われない。トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）は、発電電力に基づいてジェネレータ１６の駆動トルクおよびエンジン１８の駆動トルクを算出し、各部に送信する（ステップＳ６１２）。
バッテリ入出力限度電力設定部２００は、ＢＭＵ２４からバッテリ１４のＳＯＰ（ＳＯＰｏｕｔおよびＳＯＰｉｎ）を取得し（ステップＳ６００）、ＳＯＰに基づいて出力限度電力および入力限度電力（入出力限度電力と表記）を設定する（ステップＳ６０２）。
発電電力算出部２０２Ｂは、各種センサからドライバからの要求出力や補機電力を取得し（ステップＳ６０４）、これらと共にステップＳ６０２で算出された入出力限度電力に基づいて発電電力を算出する（ステップＳ６０６）。なお、フローチャートには示していないが、並行して駆動電力算出部２０２Ａも駆動電力を算出している。
出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値（βと表記）未満の場合（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、発電電力算出部２０２Ｂは、ステップＳ６０６で算出した発電電力に補正電力を加算する（ステップＳ６１０）。そして、トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）は、発電電力のみに基づいてジェネレータ１６の駆動トルクを、発電電力＋補正電力に基づいてエンジン１８の駆動トルクを、それぞれ算出し、各部（ＧＣＵ２４およびＥＧＮ ＥＣＵ２８）に送信する（ステップＳ６１２）。
また、ステップＳ６０８で出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値以上の場合は（ステップＳ６０８：ＮＯ）、補正電力の加算は行われない。トルク算出部２０６（発電トルク算出部２０６Ｂ）は、発電電力に基づいてジェネレータ１６の駆動トルクおよびエンジン１８の駆動トルクを算出し、各部に送信する（ステップＳ６１２）。
【0025】
以上説明したように、実施の形態にかかる電動車両１０の制御装置（車両ＥＣＵ２０）によれば、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満となった場合、発電電力に対して補正電力を加算してエンジンの駆動トルクを算出する。これにより、ギア損失等によるエンジン誤差が実際の発電量に与える影響を考慮してエンジン１８の駆動トルクを設定することができ、ドライバの要求に沿った出力を可能とする上で有利となる。
また、実施の形態にかかる電動車両１０の制御装置は、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さいほど補正電力を大きくするので、バッテリ１４の状態に合わせて補正電力を増減させることができ、エンジン誤差に起因する発電電力の誤差をより低減する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる電動車両１０の制御装置において、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合に、予め発電上限電力を緩和するようにすれば、エンジン誤差に基づく発電電力の減少を防止する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる電動車両１０の制御装置は、出力限度電力と入力限度電力との差分が小さいほど補正電力を大きくするので、バッテリ１４の状態に合わせて補正電力を増減させることができ、エンジン誤差に起因する発電電力の誤差をより低減する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる電動車両１０の制御装置において、出力限度電力と入力限度電力との差分が所定値未満の場合に、予め発電上限電力を緩和するようにすれば、エンジン誤差に基づく発電電力の減少を防止する上で有利となる。
【符号の説明】
【0026】
１０ 電動車両
１２ 駆動モータ
１４ バッテリ
１６ ジェネレータ
１８ エンジン
２０ 車両ＥＣＵ
２００ バッテリ入出力限度電力設定部
２０２ 電力算出部
２０２Ａ 駆動電力算出部
２０２Ｂ 発電電力算出部
２０６ トルク算出部
２０６Ａ 駆動トルク算出部
２０６Ｂ 発電トルク算出部
１２ 駆動モータ
１４ バッテリ
１６ ジェネレータ
１８ エンジン
２０ 車両ＥＣＵ
２００ バッテリ入出力限度電力設定部
２０２ 電力算出部
２０２Ａ 駆動電力算出部
２０２Ｂ 発電電力算出部
２０６ トルク算出部
２０６Ａ 駆動トルク算出部
２０６Ｂ 発電トルク算出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】