(57)【要約】【課題】巻線界磁式の発電用モータまたはバッテリからの電力により駆動される電気機器を備えるハイブリッド車両において、電気機器の駆動を目的としたバッテリの放電頻度の増加を抑制する。【解決手段】制御システムは、エンジンと、ＭＧと、高電圧バッテリと、第１負荷と、第２負荷と、ＥＣＵと、を備えている。第２負荷の駆動を要求する信号が検出されていると判定した場合、ＥＣＵは、ＭＧによる発電を開始するための制御信号をエンジンに出力する。同時に、ＥＣＵは、高電圧バッテリと第２負荷との間の電気的な接続を遮断するように、第２負荷に接続された電力供給制御回路に制御信号を出力する。高電圧バッテリと第２負荷との間の電気的な接続を遮断すると、ＭＧによる発電中に、高電圧バッテリから第２負荷への電力供給が禁止される。【選択図】図４
2020138625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁巻線を有し、エンジンの動力により発電する発電用モータと、
前記発電用モータが発電した電力を蓄えるバッテリと、
前記発電用モータが発電した電力、または、前記バッテリからの電力により駆動される電気機器と、
前記エンジンの動力を用いた前記発電用モータの発電と、前記発電用モータが発電した電力を用いた前記電気機器の駆動と、前記発電用モータが発電した電力を用いた前記バッテリへの充電と、を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、
前記発電用モータが発電するように前記エンジンを駆動し、
前記バッテリと前記電気機器との間の電気的な接続を遮断する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、
前記界磁巻線を流れる励磁電流値を検出し、
前記励磁電流値が目標電流値に到達するまでの間、前記発電用モータが発電した電力を前記電気機器に供給せずに前記バッテリに供給する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記励磁電流値が目標電流値に到達した場合に、前記発電用モータが発電した電力を前記電気機器に供給し、
前記目標電流値が、前記界磁巻線を流れる励磁電流が一定値に収束するときの電流値である
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、
前記界磁巻線を流れる励磁電流値を検出し、
前記励磁電流値の絶対値が目標電流値のそれを上回る場合に、前記発電用モータが発電した電力を前記電気機器に供給し、
前記電気機器の駆動を要求する信号が検出されている間、前記目標電流値の絶対値が前記励磁電流値のそれを下回るように前記目標電流値を可変に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御システム。
【請求項５】
前記バッテリからの電力により駆動される第１負荷を更に備え、
前記電気機器が、前記バッテリからの電力により駆動される優先度が、前記第１負荷よりも低い第２負荷である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１６−１５３２７６号公報は、ハイブリッド車両の制御システムを開示する。この従来システムは、エンジンと、発電用モータと、駆動用モータと、バッテリと、ヒータと、を備えている。発電用モータは、エンジンの駆動により発電する。駆動用モータは、バッテリからの電力または発電用モータからの電力を用いて車輪を駆動する。バッテリは、発電用モータからの電力を蓄え、または、駆動用モータに電力を供給する。ヒータは、バッテリの温度を上昇させる。
【０００３】
従来システムでは、バッテリの温度が低い場合、発電用モータでの発電電力と、駆動用モータでの消費電力との差を用いて、ヒータが作動される。発電電力が消費電力を上回るときは、余剰電力をヒータに供給する。これにより、ヒータに通電してバッテリの温度を上昇させる。一方、発電電力が消費電力を下回るときは、バッテリからヒータに電力を供給する。つまり、従来システムでは、一定の条件のもとでバッテリからの電力供給を許容している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５３２７６号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０９１６１号公報
【特許文献３】特開２００９−２４８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バッテリからの電力供給を許容すれば、放電頻度の増加に伴うバッテリの劣化が避けられない。この点、発電電力を増やせば放電頻度の増加を抑えることが可能となる。ところが、発電用モータが巻線界磁式のモータから構成される場合、次の問題が生じる。すなわち、ヒータなどの電気機器の駆動を要求する信号に応じて界磁巻線に励磁電流を流し始めてから、界磁極の磁化が完了するまでには遅れ（界磁遅れ）が生じる。そのため、発電電力を増やしたとしても、この界磁遅れ期間中にはバッテリから電気機器に電力が供給されてしまう。
【０００６】
本発明の１つの目的は、巻線界磁式の発電用モータまたはバッテリからの電力により駆動される電気機器を備えるハイブリッド車両において、電気機器の駆動を目的としたバッテリの放電頻度の増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点は、上述した課題を解決するためのハイブリッド車両の制御システムであり、次の特徴を有する。
前記制御システムは、発電用モータと、バッテリと、電気機器と、制御装置と、を備える。
前記発電用モータは、界磁巻線を有する。前記発電用モータは、エンジンの動力により発電する。
前記バッテリは、前記発電用モータが発電した電力を蓄える。
前記電気機器は、前記発電用モータが発電した電力、または、前記バッテリからの電力により駆動される。
前記制御装置は、前記エンジンの動力を用いた前記発電用モータの発電と、前記発電用モータが発電した電力を用いた前記電気機器の駆動と、前記発電用モータが発電した電力を用いた前記バッテリへの充電と、を制御する。
前記制御装置は、前記電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、
前記発電用モータが発電するように前記エンジンを駆動し、
前記バッテリと前記電気機器との間の電気的な接続を遮断する。
【０００８】
第２の観点は、第１の観点において更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、前記電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、
前記界磁巻線を流れる励磁電流値を検出し、
前記励磁電流値が目標電流値に到達するまでの間、前記発電用モータが発電した電力を前記電気機器に供給せずに前記バッテリに供給する。
【０００９】
第３の観点は、第２の観点において更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、前記励磁電流値が目標電流値に到達した場合に、前記発電用モータが発電した電力を前記電気機器に供給する。
前記目標電流値は、前記界磁巻線を流れる励磁電流が一定値に収束するときの電流値である。
【００１０】
第４の観点は、第１の観点において更に次の特徴を有する。
前記制御装置が、前記電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、
前記界磁巻線を流れる励磁電流値を検出し、
前記励磁電流値の絶対値が目標電流値のそれを上回る場合に、前記発電用モータが発電した電力を前記電気機器に供給し、
前記電気機器の駆動を要求する信号が検出されている間、前記目標電流値の絶対値が前記励磁電流値のそれを下回るように前記目標電流値を可変に設定する。
【００１１】
第５の観点は、第１乃至４の観点の何れか１つにおいて更に次の特徴を有する。
前記制御システムは、第１負荷を更に備える。
前記第１負荷は、前記バッテリからの電力により駆動される。
前記電気機器は、前記バッテリからの電力により駆動される優先度が、前記第１負荷よりも低い第２負荷である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の観点によれば、電気機器の駆動を要求する信号が検出された場合、バッテリと電気機器との間の電気的な接続が遮断される。そのため、界磁遅れ期間中に、バッテリから電気機器へ電力が供給されるのを回避することができる。したがって、バッテリの放電頻度を抑えてバッテリの寿命を長くすることが可能となる。
【００１３】
第２の観点によれば、電気機器の駆動を要求する信号が検出された後、且つ、励磁電流値が目標電流値に到達する前は、発電用モータによって発電された電力が電気機器ではなくバッテリに供給される。したがって、電気機器の駆動を目的として発電された電力が無駄になるのを回避することができる。
【００１４】
第３の観点によれば、励磁電流値が目標電流値に到達した後は、発電用モータによって発電された電力が電気機器に供給される。目標電流値は、界磁巻線を流れる励磁電流が一定値に収束するときの電流値である。そのため、目標電流値に到達する前から電気機器への電力供給を開始する場合に比べて、当該電力供給の時間の管理を簡略化できる。
【００１５】
第４の観点によれば、電気機器の駆動を要求する信号の検出後において、励磁電流値の絶対値が目標電流値のそれを上回る場合は、発電用モータによって発電された電力が電気機器に供給される。そのため、界磁極の磁化の完了を待つことなく、発電用モータから電気機器への電力の供給を開始することが可能となる。したがって、電気機器の駆動を目的として発電された電力電気機器に無駄なく供給して、この電気機器の駆動を要求する信号に対して迅速に応答することが可能となる。
【００１６】
第５の観点によれば、バッテリからの電力により駆動される優先度が第１負荷よりも低い第２負荷の駆動を要求する信号が検出された場合において、バッテリから第２負荷へ電力が供給されるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１および２に係る制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵ６０が有する機能の構成例を示すブロック図である。
【図３】界磁遅れとこれに伴う問題を説明するタイムチャートである。
【図４】実施の形態１に係る特徴的制御を説明するタイムチャートである。
【図５】実施の形態１に係る特徴的制御の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る特徴的制御を説明するタイムチャートである。
【図７】実施の形態２に係る特徴的制御の処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１９】
実施の形態１．
先ず、図１乃至５を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。
【００２０】
１．制御システムの構成
１．１  全体構成
図１は、実施の形態１に係るハイブリッド車両の制御システムの構成例を示すブロック図である。図１に示す制御システム１００は、エンジン１０と、ＭＧ（Motor Generator）２０と、高電圧バッテリ３０と、第１負荷４０と、第２負荷５０と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）６０と、を備えている。
【００２１】
エンジン１０は、燃料の燃焼による熱エネルギを、ピストンなどの運動子の運動エネルギに変換することで動力を出力する。エンジン１０としては、ディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンが例示される。エンジン１０の燃料としては、ガソリン、軽油、水素燃料が例示される。ハイブリッド車両がいわゆるシリーズ式の車両から構成される場合、エンジン１０の動力がＭＧ２０での電力の発生にのみ用いられてもよい。エンジン１０は、クランク軸１２を備えている。クランク軸１２は、伝達ベルト１４を介してＭＧ２０の回転軸２２に接続されている。
【００２２】
ＭＧ２０は、回生である発電の機能と、力行であるモータ駆動の機能とを併せ持つ巻線界磁式の同期モータである。ＭＧ２０は、例えば、三相電機子巻線としてのＸ，Ｙ，Ｚ相巻線と、界磁巻線と、を備えている。界磁巻線は、固定子鉄芯の内周側に対向配置された界磁極に巻回されて回転子を構成している。界磁巻線に励磁電流を流すことにより、界磁極が磁化される。界磁極が磁化されたときに発生する回転磁界によって、各相巻線から交流電圧が出力される。
【００２３】
ＭＧ２０には、インバータ２４が接続されている。インバータ２４は、高電圧バッテリ３０から取り出した直流電力を交流電力に変換してＭＧ２０に供給する。インバータ２４は、ＭＧ２０によって発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ３０または第２負荷５０に供給する。
【００２４】
インバータ２４には、ＭＧ制御回路２６が接続されている。ＭＧ制御回路２６は、ＭＧ２０の回生制御および力行制御を行う。ＭＧ２０の力行制御時、ＭＧ制御回路２６は、高電圧バッテリ３０の電力をＭＧ２０に供給し、ＭＧ２０をモータとして駆動させる。これにより、エンジン１０が稼働状態のときには、エンジン１０の発生トルクが補われる。エンジン１０が停止状態のときには、ＭＧ２０により駆動輪が駆動される。ＭＧ２０の回生制御時、ＭＧ制御回路２６は、エンジン１０の回転トルクを用いてＭＧ２０をジェネレータとして駆動させる。これにより、ＭＧ２０によって発電された電力が、高電圧バッテリ３０または第２負荷５０に供給される。
【００２５】
高電圧バッテリ３０は、充電および放電が可能な２次電池である。高電圧バッテリ３０は、ＭＧ２０、第１負荷４０および第２負荷５０に電力を供給する機能（電源機能）と、ＭＧ２０によって発電された電力を蓄える機能（充電機能）と、を有する。高電圧バッテリ３０は、例えば４８Ｖのリチウムイオン電池である。高電圧バッテリ３０は、低電圧バッテリに接続されていてもよい。低電圧バッテリは、例えば、１２Ｖ鉛電池である。低電圧バッテリは、ＥＣＵ６０およびＣＡＮ（Controller Area Network）機器に対して電力を供給する。
【００２６】
第１負荷４０は、高電圧バッテリ３０からの電力により常に駆動される電気機器の総称である。このような電気機器は、ハイブリッド車両を安定かつ安全に走行させる観点、および、ドライバからの要求に対して迅速に応答する観点に基づいて、事前に選定されている。第１負荷４０としては、電動スタビライザ、電動ターボ、レーダーが例示される。第１負荷４０には、電力供給制御回路４２が接続されている。電力供給制御回路４２は、高電圧バッテリ３０から第１負荷４０への電力供給を制御する。
【００２７】
第２負荷５０は、高電圧バッテリ３０からの電力またはＭＧ２０からの電力により駆動される電気機器の総称である。第２負荷５０は、高電圧バッテリ３０からの電力により駆動される優先度が、第１負荷４０よりも低い電気機器でもある。このような電気機器は、第１負荷４０の選定の際に用いた観点と同様の観点に基づいて、事前に選定されている。第２負荷５０としては、電気加熱触媒ＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）を温める電熱ヒータＥＨ（Electrical Heater）、高電圧バッテリ３０を冷却する電動ポンプが例示される。高電圧バッテリ３０を温める電熱ヒータも、第２負荷５０として例示される。第２負荷５０には、電力供給制御回路５２が接続されている。電力供給制御回路５２は、ＭＧ２０または高電圧バッテリ３０から第２負荷５０への電力供給を制御する。
【００２８】
ＥＣＵ６０は、少なくとも１つのメモリと、少なくとも１つのプロセッサと、を有するマイクロコンピュータである。メモリには、上述した力行制御をはじめとする車両制御に用いられるプログラムやマップが記憶されている。プロセッサがメモリからプログラムを読み出して実行することにより、車両制御に関係する各種の機能が実現される。なお、ＥＣＵ６０は、複数のＥＣＵから構成されてもよい。
【００２９】
１．２  ＥＣＵの構成
図２は、ＥＣＵ６０が有する機能の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、ＥＣＵ６０は、ＭＧ制御部６２と、第１負荷制御部６４と、第２負荷制御部６６と、を備えている。
【００３０】
ＭＧ制御部６２は、ＭＧ制御回路２６によるＭＧ２０の回生制御および力行制御に関係する処理を行う。ＭＧ制御部６２は、例えば、高電圧バッテリ３０への充電を要求する信号（以下、「充電要求信号」とも称す。）が検出されているか否かを判定する。充電要求信号は、高電圧バッテリ３０の充電量ＳＯＣ（Storage Of Charge）が閾値ＴＨＳＯＣ未満の場合に出力される。別の例として、ＭＧ制御部６２は、第２負荷５０の駆動を要求する信号（以下、「第２駆動信号」とも称す。）が検出されているか否かを判定する。第２駆動信号は、各種の車載センサ群７０の検出信号の処理を通じて出力される。
【００３１】
充電要求信号または第２駆動信号が検出されていると判定した場合、ＭＧ制御部６２は、車両要求トルクに余剰トルクを加えたトルクを出力するようにエンジン１０を駆動する。「車両要求トルク」とは、ハイブリッド車両からエンジン１０に対して要求されるトルクである。ハイブリッド車両の走行中は、走行を継続するためのトルク（例えば、アクセル開度に応じた要求トルク）がこれに該当する。ハイブリッド車両の停止中は、エンジン１０を暖機するためのトルクがこれに相当する。
【００３２】
充電要求信号が検出されていると判定した場合、ＭＧ制御部６２は、余剰トルクの発生中にＭＧ２０によって発電された電力が高電圧バッテリ３０に供給されるようにＭＧ制御回路２６に制御信号を出力する。第２駆動信号が検出されていると判定した場合、ＭＧ制御部６２は、余剰トルクの発生中にＭＧ２０によって発電された電力が第２負荷５０に供給されるようにＭＧ制御回路２６に制御信号を出力する。
【００３３】
第１負荷制御部６４は、電力供給制御回路４２による第１負荷４０への電力供給制御（以下、「第１電力供給制御」とも称す。）に関係する処理を行う。第１電力供給制御において、第１負荷制御部６４は、第１負荷４０の駆動を要求する信号（以下、「第１駆動信号」とも称す。）が検出されているか否かを判定する。第２駆動信号と同様に、第１駆動信号の有無は、車載センサ群７０の検出信号の処理を通じて出力される。第１駆動信号が検出されていると判定した場合、第１負荷制御部６４は、高電圧バッテリ３０から第１負荷４０に電力が供給されるように電力供給制御回路４２に制御信号を出力する。
【００３４】
第２負荷制御部６６は、電力供給制御回路５２による第２負荷５０への電力供給制御（以下、「第２電力供給制御」とも称す。）に関係する処理を行う。第２電力供給制御において、第２負荷制御部６６は、第２駆動信号が検出されているか否かを判定する。つまり、第２負荷制御部６６は、ＭＧ制御部６２において行われる判定処理と同じ処理を行う。第２駆動信号が検出されていると判定した場合、第２負荷制御部６６は、ＭＧ２０によって発電された電力が第２負荷５０に供給されるように電力供給制御回路５２に制御信号を出力する。
【００３５】
２．実施の形態１に係る特徴的制御
２．１  第２電力供給制御における問題点
既に説明したように、発電用モータが巻線界磁式のモータから構成される場合、界磁極の磁化が完了するまでには界磁遅れが生じる。図３は、界磁遅れとこれに伴う問題を説明するタイムチャートである。なお、図３の例では、第２負荷５０が電熱ヒータＥＨであることを前提とする。
【００３６】
図３の例では、時刻ｔ１において電熱ヒータＥＨの駆動を要求する信号（以下、「ＥＨ通電要求信号」とも称す。）が検出されている。ＥＨ通電要求信号は、触媒ＥＨＣの温度が閾値未満の場合に出力される第２駆動信号である。ＥＨ通電要求信号が検出されると、電熱ヒータＥＨへの電力の供給を禁止する信号（以下、「ＥＨ通電禁止信号」とも称す。）がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。これにより、電熱ヒータＥＨへの電力供給の禁止状態が解除される。また、ＥＨ通電要求信号が検出されると、ＭＧ２０に発電を要求する信号（以下、「ＭＧ発電要求信号」とも称す。）がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨへの電力供給が開始される。
【００３７】
ＭＧ発電要求信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられると、エンジン１０において上述した余剰トルクが発生する。そして、この余剰トルクの発生中にＭＧ２０によって発電された電力が第２負荷５０に供給される。この結果、時刻ｔ１からｔ２までの間、電熱ヒータＥＨに電流（ＥＨ電流）が流れる。これにより、電熱ヒータＥＨの温度が上昇する。
【００３８】
触媒ＥＨＣの活性化のために電熱ヒータＥＨに供給すべき電力量は、事前に設定することが可能である。また、時刻ｔ１からｔ２までの時間間隔も、この供給電力量と、ＥＨ電流の値とに基づいて、事前に設定することが可能である。
【００３９】
図３の例では、時刻ｔ２においてＥＨ通電要求信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。そうすると、ＥＨ通電禁止信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。更には、ＭＧ発電要求信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨへの電力供給が終了する。
【００４０】
ここで、ＭＧ２０の界磁巻線に流れる励磁電流（ＭＧ発電電流）が安定するのは、時刻ｔ１よりも後となる。これが界磁遅れである。界磁遅れが生じている間は、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨに供給される電力が不足する。そのため、この不足電力を補うべく、高電圧バッテリ３０からの電力が電熱ヒータＥＨに供給される。時刻ｔ１からｔ２までの間のＥＨ電流が一定となっているのは、このような高電圧バッテリ３０からの電力の補填が行われたためである。
【００４１】
２．２  ＭＧ２０の回生制御および第２電力供給制御の改良点
既に説明したように、第２負荷５０は、高電圧バッテリ３０からの電力により駆動される優先度が第１負荷４０よりも低い。それにも関わらず、高電圧バッテリ３０から電力の補填が行われるのは、高電圧バッテリ３０の劣化を抑える観点から望ましくない。そこで、実施の形態１では、ＭＧ２０によって発電された電力のみを第２負荷５０に供給するべく、ＭＧ２０の回生制御を行うＭＧ制御部６２と、第２電力供給制御を行う第２負荷制御部６６とを次のように構成する。
【００４２】
具体的に、第２負荷制御部６６は、第２駆動信号が検出されていると判定した場合、高電圧バッテリ３０と第２負荷５０との間の電気的な接続を遮断するように電力供給制御回路５２に制御信号を出力する。電気的な接続を遮断すると、ＭＧ２０による発電中に、高電圧バッテリ３０から第２負荷５０への電力供給が禁止される。
【００４３】
また、ＭＧ制御部６２および第２負荷制御部６６は、第２駆動信号が検出されていると判定した場合、励磁電流値Ｉと目標電流値Ｉｔとを比較する。励磁電流値Ｉは、界磁巻線回路からの実電流値信号に基づいて検出される。目標電流値Ｉｔは、励磁電流が安定するときの励磁電流値である。目標電流値Ｉｔは、事前に設定されている。
【００４４】
励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達するまでの間、ＭＧ制御部６２は、ＭＧ２０と高電圧バッテリ３０との間を電気的に接続するようにＭＧ制御回路２６に制御信号を出力する。これにより、ＭＧ２０による発電の開始後、且つ、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達する前は、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０に電力が供給される。
【００４５】
一方、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達するまでの間、第２負荷制御部６６は、ＭＧ２０と第２負荷５０との間の電気的な接続を遮断するように電力供給制御回路５２に制御信号を出力する。これにより、ＭＧ２０による発電の開始後、且つ、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達する前において、ＭＧ２０から第２負荷５０に電力が供給されることはない。
【００４６】
励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達した場合、ＭＧ制御部６２は、ＭＧ２０と第２負荷５０との間を電気的に接続するようにＭＧ制御回路２６に制御信号を出力する。同時に、第２負荷制御部６６は、ＭＧ２０と第２負荷５０との間を電気的に接続するように電力供給制御回路５２に制御信号を出力する。これにより、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達した後は、ＭＧ２０から第２負荷５０に電力が供給される。
【００４７】
図４は、実施の形態１に係る特徴的制御を説明するタイムチャートである。なお、図３の例と同様に、図４の例では、第２負荷５０が電熱ヒータＥＨであり、また、時刻ｔ１においてＥＨ通電要求信号が検出されていることを前提として説明する。
【００４８】
図４の例では、時刻ｔ１においてＭＧ発電要求信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０による発電（すなわち、触媒ＥＨＣの活性化を目的とした発電）が開始される。ただし、時刻ｔ１からｔ３までの間は、ＥＨ通電禁止信号はＯＮが出力されている。一方、この間、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０への電力の供給を許可する信号（以下、「充電許可信号」とも称す。）もＯＮが出力されている。そのため、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０への電力供給は許可状態にある。したがって、ＭＧ２０によって発電された電力は、高電圧バッテリ３０に充電される。
【００４９】
時刻ｔ３は、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達したタイミングである。この時刻ｔ３では、ＥＨ通電禁止信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられ、ＭＧ発電要求信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。更に、時刻ｔ３では、充電許可信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。つまり、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０への電力供給が禁止される。そのため、時刻ｔ３からｔ４までの間、ＭＧ２０によって発電された電力が電熱ヒータＥＨに供給される。これにより、電熱ヒータＥＨの温度が上昇する。
【００５０】
時刻ｔ３以降は、励磁電流が安定する。つまり、励磁電流値Ｉが一定値Ｉｃに収束する。そのため、時刻ｔ３からｔ４までの間、ＥＨ電流が一定値に保たれる。目標電流値Ｉｔは、一定値Ｉｃに基づいて事前に設定することが可能である。触媒ＥＨＣの活性化のために電熱ヒータＥＨに供給すべき電力量も、事前に設定することが可能である。そのため、時刻ｔ３からｔ４までの時間間隔も、この供給電力量と、一定値Ｉｃとに基づいて事前に設定することが可能である。
【００５１】
図４の例では、時刻ｔ４においてＥＨ通電要求信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。そうすると、ＥＨ通電禁止信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられ、ＭＧ発電要求信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０による発電が終了する。更に、時刻ｔ４では、バッテリ充電許可がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０への電力供給の禁止状態が解除される。
【００５２】
２．３  具体的処理
図５は、実施の形態１に係るＭＧ２０の回生制御および第２電力供給制御の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図５の処理ルーチンは、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。また、図５では、第２負荷５０が電熱ヒータＥＨであることを前提として説明する。
【００５３】
図５に示す処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ６０は、先ず、ＥＨ通電要求信号が検出されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。ＥＨ通電要求信号は、触媒ＥＨＣの温度が閾値ＴＨＣ未満の場合に出力される。なお、閾値ＴＨＣは、触媒ＥＨＣの活性化の完了を判定するための温度として事前に設定されている。
【００５４】
ステップＳ１０の判定結果が肯定的な場合、ＥＣＵ６０は、高電圧バッテリ３０と電熱ヒータＥＨとの間の電気的な接続を遮断する（ステップＳ１２）。ＥＣＵ６０は、電気的な接続を遮断するための制御信号を電力供給制御回路５２に出力する。
【００５５】
ステップＳ１２の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０による発電を開始させる（ステップＳ１４）。ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０による発電を開始するための制御信号をエンジン１０に出力する。
【００５６】
ステップＳ１４の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０の界磁極の磁化が完了したか否かを判定する（ステップＳ１６）。磁化の完了は、励磁電流値Ｉと目標電流値Ｉｔとの比較によって判定される。
【００５７】
ステップＳ１６の判定結果が否定的な場合、ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨへの電力の供給（つまり、電熱ヒータＥＨへの通電）を禁止する（ステップＳ１８）。ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０と電熱ヒータＥＨとの間の電気的な接続を遮断するための制御信号を、電力供給制御回路５２に出力する。その後、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１６の処理を再度実行する。
【００５８】
ステップＳ１６の判定結果が肯定的な場合、ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨへの電力の供給（つまり、電熱ヒータＥＨへの通電）を許可し、高電圧バッテリ３０への充電を禁止する（ステップＳ２０）。ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０と電熱ヒータＥＨとの間を電気的に接続するための制御信号を、ＭＧ制御回路２６および電力供給制御回路５２にそれぞれ出力する。ＥＣＵ６０は、また、ＭＧ２０と高電圧バッテリ３０との間の電気的な接続を遮断するための制御信号を、ＭＧ制御回路２６に出力する。
【００５９】
ステップＳ２０の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、規定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。規定時間は、図４で説明した時刻ｔ３からｔ４までの時間間隔に相当する。ステップＳ２２の判定結果が否定的な場合、同ステップの処理を再度実行する。
【００６０】
ステップＳ２２の判定結果が肯定的な場合、ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨへの電力の供給（つまり、電熱ヒータＥＨへの通電）を終了させ、高電圧バッテリ３０への充電を許可する（ステップＳ２４）。ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０と電熱ヒータＥＨとの間との間の電気的な接続を遮断するための制御信号を、ＭＧ制御回路２６および電力供給制御回路５２にそれぞれ出力する。ＥＣＵ６０は、また、ＭＧ２０と高電圧バッテリ３０との間を電気的に接続するための制御信号を、ＭＧ制御回路２６に出力する。
【００６１】
ステップＳ２４の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０による発電を終了させる（ステップＳ２６）。ＥＣＵ６０は、ＭＧ２０による発電を終了するための制御信号をエンジン１０に出力する。
【００６２】
３．効果
実施の形態１に係る特徴的制御によれば、第２駆動信号が検出されている場合、高電圧バッテリ３０と第２負荷５０との間の電気的な接続が遮断される。そのため、第２負荷５０への電力供給を目的としたＭＧ２０による発電中に、高電圧バッテリ３０から第２負荷５０への電力が供給されるのを回避することができる。したがって、高電圧バッテリ３０からの電力の補填に伴う高電圧バッテリ３０の劣化を抑えることができる。
【００６３】
また、実施の形態１に係る特徴的制御によれば、ＭＧ２０による発電の開始後、且つ、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達する前は、ＭＧ２０によって発電された電力を高電圧バッテリ３０に供給できる。したがって、第２負荷５０への供給を目的として発電された電力が無駄になるのを回避することができる。
【００６４】
また、実施の形態１に係る特徴的制御によれば、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達した後は、ＭＧ２０から第２負荷５０に電力を供給できる。既に説明したように、目標電流値Ｉｔは、励磁電流が安定するときの励磁電流値に設定されている。そのため、目標電流値Ｉｔへの到達前においてＭＧ２０から第２負荷５０への電力供給を開始する場合に比べて、当該電力供給の時間の管理を簡略化できる。したがって、ＭＧ２０の回生制御および第２電力供給制御の制御性を向上することが可能となる。
【００６５】
４．実施の形態１と観点との対応関係
上記実施の形態１においては、ＭＧ２０が上記第１の観点の「発電用モータ」に相当する。第２負荷５０が上記第１の観点の「電気機器」に相当する。高電圧バッテリ３０が上記第１の観点の「バッテリ」に相当する。ＥＣＵ６０、ＭＧ制御回路２６および電力供給制御回路５２が、上記第１の観点の「制御装置」に相当する。
【００６６】
実施の形態２．
次に、図６および７を参照しながら本発明の実施の形態２について説明する。なお、上記実施の形態１の説明と重複する部分の説明については適宜省略する。
【００６７】
１．実施の形態２に係る特徴的制御
１．１  実施の形態１に係る特徴的制御における問題点
上記実施の形態１に係る特徴的制御によれば、ＭＧ２０による発電の開始後、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達する前においては、ＭＧ２０から第２負荷５０への電力の供給が待機される。しかしながら、この待機中は第２負荷５０への電力の供給が行われないことから、第２駆動信号に対して迅速に応答することが難しくなる。
【００６８】
１．２  ＭＧ２０の回生制御および第２電力供給制御の改良点
そこで、実施の形態２では、界磁極の磁化の完了を待つことなく、ＭＧ２０から第２負荷５０への電力の供給を開始する。具体的に、ＭＧ制御部６２および第２負荷制御部６６は、第２駆動信号が検出されていると判定した場合、目標電流値Ｉｔを可変に設定する。以下、説明の便宜上、可変に設定される目標電流値Ｉｔを「目標電流値Ｉｔｖ」と称す。
【００６９】
既に説明したように、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達した場合、ＭＧ２０と第２負荷５０との間が電気的に接続される。一方、界磁極の磁化の完了前は、励磁電流値Ｉが目標電流値Ｉｔに到達しない。この点、目標電流値Ｉｔｖを用いれば、界磁極の磁化の完了前においても、ＭＧ２０と第２負荷５０との間を電気的に接続することが可能となる。
【００７０】
目標電流値Ｉｔｖは、第２駆動信号の検出後、ゼロから一定値Ｉｃまで変化するように設定される。第２駆動信号の検出後、且つ、界磁極の磁化の完了前における目標電流値Ｉｔｖは、余剰トルクを発生させたときの励磁電流値Ｉの特性に基づいて設定することが可能である。この特性を利用すれば、界磁極の磁化の完了前において常に励磁電流値Ｉを下回る値を、目標電流値Ｉｔｖとして設定することができる。
【００７１】
なお、励磁電流値Ｉが負の値で表される場合は、界磁極の磁化の完了前において励磁電流値Ｉを常に上回る値を、目標電流値Ｉｔｖとして設定すればよい。このように、界磁極の磁化の完了前における励磁電流値Ｉの絶対値を常に下回る値を目標電流値Ｉｔｖの絶対値として設定しておけば、この完了前においてもＭＧ２０から第２負荷５０に電力を供給することが可能となる。
【００７２】
図６は、実施の形態２に係る特徴的制御を説明するタイムチャートである。なお、図３の例と同様に、図６の例では、第２負荷５０が電熱ヒータＥＨであり、また、時刻ｔ１においてＥＨ通電要求信号が検出されていることを前提として説明する。
【００７３】
図６の例では、時刻ｔ１においてＭＧ発電要求信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０による発電（すなわち、触媒ＥＨＣの活性化を目的とした発電）が開始される。また、時刻ｔ１では、ＥＨ通電禁止信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられ、バッテリ充電許可がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。つまり、ＭＧ２０から電熱ヒータＥＨへの電力供給が許可され、一方、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０への電力供給が禁止される。
【００７４】
既に説明したように、実施の形態２では目標電流値Ｉｔｖが設定される。そのため、時刻ｔ１からｔ５までの間、ＥＨ電流が流れる。時刻ｔ６は、励磁電流値Ｉが一定値Ｉｃに到達したタイミングである。また、既に説明したように、触媒ＥＨＣの活性化のために電熱ヒータＥＨに供給すべき電力量も、事前に設定することが可能である。そのため、時刻ｔ１からｔ５までの時間間隔は、この供給量と、目標電流値Ｉｔｖの時間積分と、に基づいて事前に設定することが可能である。
【００７５】
図６の例では、時刻ｔ５においてＥＨ通電要求信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。そうすると、ＥＨ通電禁止信号がＯＦＦからＯＮに切り替えられ、ＭＧ発電要求信号がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０による発電が終了する。更に、時刻ｔ５では、バッテリ充電許可がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。これにより、ＭＧ２０から高電圧バッテリ３０への電力供給の禁止状態が解除される。
【００７６】
図６に示す時刻ｔ４は、上記実施の形態１に係る特徴的制御において、ＭＧ２０による発電が終了するタイミングである。この時刻ｔ４と時刻ｔ５を比較すると分かるように、実施の形態２に係る特徴的制御によれば、電熱ヒータＥＨへの電力供給を目的として行われるＭＧ２０による発電がより早いタイミングで終了する。
【００７７】
１．３  具体的処理
図７は、実施の形態２に係るＭＧ２０の回生制御および第２電力供給制御の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図７の処理ルーチンは、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。また、図７では、第２負荷５０が電熱ヒータＥＨであることを前提として説明する。
【００７８】
図７に示す処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ６０は、先ず、ステップＳ３０〜Ｓ３４の処理を実行する。ステップＳ３０〜Ｓ３４の処理の内容は、図５のステップＳ１０〜Ｓ１４の処理の内容と同じである。
【００７９】
ステップＳ３４の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、ステップＳ３６の処理を実行する。ステップＳ３６の処理の内容は、図５のステップＳ２０の処理の内容と同じである。
【００８０】
ステップＳ３６の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、規定時間内の目標電流値Ｉｔｖを設定する（ステップＳ３８）。規定時間は、図６で説明した時刻ｔ１からｔ５までの時間間隔に相当する。目標電流値Ｉｔｖの設定例については、既に説明したとおりである。
【００８１】
ステップＳ３８の処理に続いて、ＥＣＵ６０は、規定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４０）。規定時間は、ステップＳ３８で設定した時間である。ステップＳ４０の判定結果が否定的な場合、同ステップの処理を再度実行する。
【００８２】
ステップ４０の判定結果が肯定的な場合、ＥＣＵ６０は、ステップＳ４２およびＳ４４の処理を実行する。ステップＳ４２およびＳ４４の処理の内容は、図５のステップＳ２４およびＳ２６の処理の内容と同じである。
【００８３】
２．効果
実施の形態２に係る特徴的制御によれば、界磁極の磁化の完了を待つことなく、ＭＧ２０から第２負荷５０への電力の供給を開始することができる。したがって、第２負荷５０への供給を目的として発電された電力を第２負荷５０に無駄なく供給して、第２駆動信号に対して迅速に応答することが可能となる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  エンジン
２０  ＭＧ
２４  インバータ
２６  ＭＧ制御回路
３０  高電圧バッテリ
４０  第１負荷
４２、５２  電力供給制御回路
５０  第２負荷
６０  ＥＣＵ
６２  ＭＧ制御部
６４  第１負荷制御部
６６  第２負荷制御部
１００  制御システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020138625.tif 000007
【図６】
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【図７】
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