(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリをエネルギ供給源として駆動される車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換することで前記バッテリを充電する処理を行う回生制御手段を備える電動車両の制御装置において、
前記車両には、自身の駆動トルクを調節可能な空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、自身の駆動トルクを調節可能な発電機とが備えられ、
前記バッテリは、前記回生制御手段によって前記車両の運動エネルギが前記回転機の発電エネルギに変換されることで充電される第１バッテリと、前記発電機の発電によって充電されて且つ車載電気負荷の電力供給源となる第２バッテリとを備えて構成されるものであり、
前記車両には、該車両の運動エネルギを前記圧縮機と前記発電機とのそれぞれに分配し、分配された前記運動エネルギを前記圧縮機の駆動トルクの調節によって前記圧縮機の駆動エネルギに変換することで前記蓄熱器に蓄熱しつつ、分配された前記運動エネルギを前記発電機の駆動トルクの調節によって前記発電機の発電エネルギに変換することで前記第２バッテリを充電する運動エネルギ変換手段が備えられ、
前記運動エネルギ変換手段は、前記車両の駆動輪に接続された駆動軸、前記圧縮機及び前記発電機の間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、前記駆動軸、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれに機械的に連結された第１の回転体、第２の回転体及び第３の回転体の回転速度を共線図上において１直線上に並ばせる動力伝達機構を備えるものであり、
前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記回転機の発電電力が前記第１バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回る場合、前記第１バッテリの充電電力を前記上限値以下とすることを条件として前記発電機及び前記圧縮機のそれぞれの回転速度を調節することで、前記回転機の発電電力のうち前記上限値を上回る分を用いて前記蓄熱器に蓄熱しつつ前記第２バッテリを充電する処理を行い、
前記回生制御手段は、前記蓄熱器及び前記第２バッテリのうちエネルギ蓄積量が少ない方に、前記動力伝達機構を介して前記車両の運動エネルギを優先して分配すべく、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれの回転速度を調節することを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記蓄熱器及び前記第２バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、ユーザによってブレーキ操作がなされず、前記回生制御手段によって前記第１バッテリを充電する処理が行われないことを条件として、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく前記圧縮機及び前記発電機のうち少なくとも１つを強制的に駆動させる強制駆動手段を更に備え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】
前記車両には、車輪に制動力を付与すべくユーザによって操作されるブレーキ操作部材と、該ブレーキ操作部材及び電動式のアクチュエータのうち少なくとも１つの操作によって前記車輪に制動力を付与するブレーキ装置とが備えられ、
前記ブレーキ操作部材の操作状態に基づき、前記車輪に付与する制動トルクを算出する制動トルク算出手段と、
前記回生制御手段による前記圧縮機及び前記発電機の駆動によって前記駆動輪に付与される制動トルクが、前記制動トルク算出手段によって算出される制動トルクに対して不足する場合、該不足する制動トルクを前記アクチュエータの操作によって補償するブレーキ制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
バッテリをエネルギ供給源として駆動される車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換することで前記バッテリを充電する処理を行う回生制御手段を備える電動車両の制御装置において、
前記車両には、空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換する運動エネルギ変換手段とが備えられ、
前記運動エネルギ変換手段は、前記回転機と、該回転機の発電電力を所定電圧に変換するＤＣＤＣコンバータとを備えるものであり、
前記バッテリは、前記回転機と電力の授受を行って且つ前記ＤＣＤＣコンバータに電力を供給する第１バッテリと、前記ＤＣＤＣコンバータから供給された電力によって充電されて且つ車載補機の電力供給源となる第２バッテリとを備えて構成されるものであり、
前記圧縮機は、前記ＤＣＤＣコンバータを介して供給された電力によって駆動される電動式のものであり、
前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記第１バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回る電力を前記回転機に発電させるとともに、前記第１バッテリの充電電力を前記上限値以下とすることを条件として、前記上回る分の電力のうち、一部を前記ＤＣＤＣコンバータを介して前記圧縮機に供給し、該圧縮機を駆動させることで前記蓄熱器に蓄熱しつつ、残余を前記ＤＣＤＣコンバータを介して前記第２バッテリに供給し、該第２バッテリを充電する処理を行い、
前記回生制御手段によって前記蓄熱器に蓄熱する場合に前記回転機から前記ＤＣＤＣコンバータを介して前記圧縮機に供給する電力の上限値を、前記蓄熱器のエネルギ蓄積量が小さいほど大きくし、前記回生制御手段によって前記第２バッテリを充電する場合に前記回転機から前記ＤＣＤＣコンバータを介して前記第２バッテリに供給する電力の上限値を、前記第２バッテリのエネルギ蓄積量が小さいほど大きくすることを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記蓄熱器及び前記第２バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、ユーザによってブレーキ操作がなされず、前記回生制御手段によって前記第１バッテリを充電する処理が行われないことを条件として、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、前記第１バッテリから前記ＤＣＤＣコンバータを介した電力の供給によって、前記第２バッテリを充電する処理及び前記圧縮機を駆動させる処理のうち少なくとも一方を強制的に行う手段を更に備えることを特徴とする請求項４記載の電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記蓄熱器に蓄えられた熱を用いて空調制御を行う空調制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５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】
本発明は、バッテリを電力供給源とする車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換して前記バッテリを充電する処理を行う発電回生手段を備える電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、下記特許文献１，２に見られるように、ブレーキによって車両に制動力が付与される状況において、車両の運動エネルギを回転機の発電エネルギとして変換してバッテリを充電する回生制御を行うものが知られている。
【０００３】
ところで、バッテリの信頼性の確保等を目的として、バッテリには、充電時に受入れ可能な電力の上限値が設定されている。ここでバッテリの蓄電量が十分となる状況下においては、回生制御による回転機の発電可能な電力が、バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回ることがある。この場合、バッテリに過度に電力が供給されることに起因して、バッテリの信頼性が低下するおそれがある。
【０００４】
こうした問題を解決すべく、下記特許文献３に見られるように、回転機の印加電圧を低下させることで回転機に流れる電流を増大させ、回転機の銅損を増大させる技術も知られている。この技術では、回生制御によって回収できない電力を熱エネルギと消費させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７１６０７号公報
【特許文献２】特許第３７８４９１４号公報
【特許文献３】特許第３１５６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記技術では、回生制御によって車両の運動エネルギを有効に利用することができない懸念がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下における車両の運動エネルギを有効に利用することの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】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００９】
第１の発明は、バッテリをエネルギ供給源として駆動される車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換することで前記バッテリを充電する処理を行う回生制御手段を備える電動車両の制御装置において、前記車両には、前記バッテリをエネルギ供給源として駆動される空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換する運動エネルギ変換手段とが備えられ、前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記運動エネルギ変換手段によって前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換することで、前記蓄熱器に蓄熱する処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、運動エネルギ変換手段を備えることで、回転機の発電可能な電力がバッテリに受入れ可能な電力を上回る場合であっても、車両の運動エネルギを圧縮機の駆動によって生成された熱エネルギとして蓄熱器に蓄えることができる。これにより、車両の運動エネルギを有効に利用することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記車両には、自身の駆動トルクを調節可能な前記圧縮機以外の車載補機が備えられ、前記運動エネルギ変換手段は、前記車両の駆動輪に接続された駆動軸、前記圧縮機及び前記車載補機の間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、前記駆動軸、前記圧縮機及び前記車載補機のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体、第２の回転体及び第３の回転体の回転速度を共線図上において１直線上に並ばせる動力伝達機構を備えるものであり、前記回生制御手段は、前記車載補機及び前記圧縮機のそれぞれの駆動トルクを調節することで、前記蓄熱器に蓄熱する処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記発明では、上記動力伝達機構を備えるため、駆動軸の回転速度、圧縮機の回転速度及び車載補機の回転速度が共線図上において１直線に並ぶこととなる。ここで車載補機や圧縮機の駆動トルクを変化させると、共線図上における駆動軸、圧縮機及び車載補機のそれぞれの回転速度に関する上述した関係を維持しつつ、車載補機及び圧縮機のそれぞれの回転速度が連続的に変化する。
【００１３】
この点に鑑み、上記発明では、上記態様にて車載補機及び圧縮機のそれぞれの駆動トルクを調節することで、圧縮機の回転速度を調節することができ、圧縮機を含む冷凍サイクルの冷媒循環量を適切に調節することができる。このため、蓄熱器に蓄熱する熱エネルギを適切に生成することができる。
【００１４】
なお、上記発明において、圧縮機の回転を停止させるためのブレーキ機構を更に備え、圧縮機の回転速度を徐々に低下させて０とした後、ブレーキ機構によって圧縮機の駆動を停止させる制御を行ってもよい。この制御によれば、例えば圧縮機と第２の回転体との間の動力を伝達又は遮断するクラッチ機構を採用する場合と比較して、圧縮機の駆動及び駆動の停止を切り替えることに伴うショックの発生を抑制することができ、ドライバビリティの低下を好適に回避することもできる。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記車載補機は、発電機であり、前記バッテリは、前記回生制御手段によって前記車両の運動エネルギが前記回転機の発電エネルギに変換されることで充電される第１バッテリと、前記発電機の発電によって充電される第２バッテリとを備えて構成されるものであり、前記回生制御手段は、前記発電機及び前記圧縮機のそれぞれの駆動トルクを調節することで、前記蓄熱器に蓄熱しつつ前記第２バッテリを充電する処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
上記発明では、発電機及び圧縮機の駆動トルクの調節によってこれら補機の回転速度を適切に調節することができる。このため、例えば回転機の発電可能な電力が第１バッテリの受入れ可能な電力を上回ると想定される状況下、この上回る分の電力を用いて蓄熱器に蓄熱するとともに、第２バッテリに充電することができる。
【００１７】
第４の発明は、第３の発明において、前記回生制御手段は、前記蓄熱器及び前記第２バッテリのうちエネルギ蓄積量が少ない方に、前記動力伝達機構を介して前記車両の運動エネルギを優先して分配すべく、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれの回転速度を調節することを特徴とする。
【００１８】
上記発明では、上記態様にて圧縮機及び発電機のそれぞれの回転速度を調節することで、蓄熱器及び第２バッテリのうち一方のエネルギ蓄電量が過度に小さくなる事態の発生を回避することができる。
【００１９】
第５の発明は、第３又は４の発明において、前記回生制御手段によって前記回転機に発電させることで前記バッテリを充電する処理が行われる期間以外の期間において、前記蓄熱器及び前記第２バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく前記圧縮機及び前記発電機のうち少なくとも１つを強制的に駆動させる強制駆動手段を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
上記発明では、強制駆動手段を備えることで、蓄熱器や第２バッテリのエネルギ蓄積量が不足する事態を好適に回避することができる。
【００２１】
第６の発明は、第３〜５のいずれか１つの発明において、前記車両には、車輪に制動力を付与すべくユーザによって操作されるブレーキ操作部材と、該ブレーキ操作部材及び電動式のアクチュエータのうち少なくとも１つの操作によって前記車輪に制動力を付与するブレーキ装置とが備えられ、前記ブレーキ操作部材の操作状態に基づき、前記車輪に付与する制動トルクを算出する制動トルク算出手段と、前記回生制御手段による前記圧縮機及び前記車載補機の駆動によって前記駆動輪に付与される制動トルクが、前記制動トルク算出手段によって算出される制動トルクに対して不足する場合、該不足する制動トルクを前記アクチュエータの操作によって補償するブレーキ制御手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２２】
上記発明では、制動トルク算出手段を備えることで、ユーザの減速意思を反映した制動トルクを算出することができる。そして、制動トルク算出手段によって算出された制動トルクを基準として、回生制御手段によって上記駆動輪に付与される制動トルクの不足分を、アクチュエータの操作によって補償する。これにより、ユーザの意図する制動力を車輪に付与しつつ、上記回生制御手段によって蓄熱器に蓄熱したり、バッテリに充電したりすることができる。
【００２３】
第７の発明は、第１の発明において、前記運動エネルギ変換手段は、前記回転機と、該回転機の発電電力を所定に変換する電力変換装置とを備えるものであり、前記圧縮機は、前記電力変換装置を介して供給される電力によって駆動されるものであり、前記回生制御手段は、前記蓄熱器に蓄熱する処理として、前記バッテリに受入れ可能な電力を上回る電力を前記回転機に発電させ、該上回る分の電力を前記電力変換装置を介して前記圧縮機に供給することで、該圧縮機を駆動させる処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
上記発明では、バッテリに受入れ可能な電力を上回る分の電力によって圧縮機を駆動させることで、蓄熱器に蓄熱する熱エネルギを適切に生成することができ、ひいては車両の運動エネルギを有効に利用することができる。
【００２５】
第８の発明は、第７の発明において、前記バッテリは、前記回転機と電力の授受を行って且つ前記電力変換装置に電力を供給する第１バッテリと、前記電力変換装置から供給される電力によって充電されて且つ車載補機の電力供給源となる第２バッテリとを備えて構成されるものであり、前記回生制御手段は、前記第１バッテリに受入れ可能な電力を上回る電力を前記回転機に発電させ、該上回る分の電力のうち、一部を前記電力変換装置を介して前記圧縮機に供給することで該圧縮機を駆動させて且つ、残余を前記第２バッテリに供給することで該第２バッテリを充電する処理を行うことを特徴とする。
【００２６】
上記発明では、第１バッテリに受入れ可能な電力を上回る分の電力によって、圧縮機を駆動させて蓄熱器に蓄熱したり、第２バッテリを充電したりすることができる。
【００２７】
第９の発明は、第８の発明において、前記回生制御手段によって前記回転機に発電させることで前記バッテリを充電する処理が行われる期間以外の期間において、前記蓄熱器及び前記第２バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、前記第１バッテリから前記電力変換装置を介した電力の供給によって、前記第２バッテリを充電する処理及び前記圧縮機を駆動させる処理のうち少なくとも一方を強制的に行う手段を更に備えることを特徴とする。
【００２８】
上記発明によれば、蓄熱器や第２バッテリのエネルギ蓄積量が過度に不足する事態を好適に回避することができる。
【００２９】
第１０の発明は、第１〜９のいずれか１つの発明において、前記蓄熱器に蓄えられた熱を用いて空調制御を行う空調制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００３０】
上記発明では、蓄熱器に蓄えられた熱を用いて空調制御を行うことで、その後空調制御のために圧縮機が駆動される頻度を低下させることができる。これにより、バッテリの蓄電量の低下を抑制することができ、ひいては車両の航続距離が短くなることを好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる回生制御処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態にかかる回生制御処理の概要を示す図。
【図４】同実施形態にかかる回生制御処理の概要を示す図。
【図５】第２の実施形態にかかるシステム構成図。
【図６】同実施形態にかかる回生制御処理の手順を示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態にかかるシステム構成図。
【図８】同実施形態にかかる回生制御処理の手順を示すフローチャート。
【図９】その他の実施形態にかかるシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機として回転機のみを備える電動車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１に本実施形態にかかるシステム構成図を示す。
【００３４】
図示されるように、電動車両には、発電機兼電動機であるモータジェネレータ１０、ブレーキ装置１２、空気調節システム（エアコンシステム１４）、動力伝達機構１６及び発電機（オルタネータ１８）等が備えられている。詳しくは、モータジェネレータ１０は、駆動軸２０と機械的に連結されて且つ、駆動軸２０及び減速機構２２等を介して駆動輪２４と動力伝達が可能なものであり、車両の走行動力源となるものである。
【００３５】
上記ブレーキ装置１２は、駆動輪２４に対して制動トルクを付与するためのものであり、電動式のブレーキアクチュエータ１２ａ等を備えて構成されている。詳しくは、ブレーキ装置１２は、駆動軸２０の回転を妨げる方向に駆動軸２０にトルクを付与することで、駆動輪２４に制動トルクを付与する。ここで駆動輪２４に付与される制動トルクは、ユーザによるブレーキペダル２６の踏み込み量（ブレーキ操作量）が大きくなったり、ブレーキアクチュエータ１２ａが駆動されたりすることによってブレーキ油圧系統の油圧（ブレーキ油圧）が高くなることで大きくなる。なお本実施形態では、ブレーキ装置１２として、ブレーキアクチュエータ１２ａへの通電によってブレーキ油圧を上昇・維持させ、通電の停止によってブレーキ油圧が低下するものを想定している。また、ブレーキ油圧系統には、ブレーキ油圧（例えばマスタシリンダ圧）を検出する油圧センサ２８が設けられている。
【００３６】
エアコンシステム１４は、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出するコンプレッサ３０、熱交換器３２及び蓄熱器３４等を備えて構成されている。詳しくは、上記コンプレッサ３０は、これが備える図示しない電磁駆動式のコントロールバルブの通電操作によって冷媒の吐出容量を連続的に可変設定可能な可変容量式のものである。コンプレッサ３０は、冷媒吐出容量が大きくなるほど、コンプレッサ３０の駆動トルク（コンプレッサトルク）が大きくなる。また、コンプレッサ３０は、その消費動力が大きくなるほど、空調のための熱生成量が多くなる。なお、本実施形態では、コンプレッサ３０として、動力伝達機構１６からコンプレッサ３０へと動力が直接伝達されるクラッチレス式のものを想定している。また、以下の説明では、コンプレッサ３０の回転中に吐出容量が０よりも大きくなる状態をコンプレッサ３０が駆動されるものとし、コンプレッサ３０の回転が停止されたり（回転速度が０となったり）、吐出容量が０となったりする状態をコンプレッサ３０の駆動が停止されるものとする。
【００３７】
上記熱交換器３２は、コンプレッサ３０から吐出された冷媒が空気と熱交換する部材であり、冷房又は暖房のために車室内に供給する空気を冷却又は加熱する機能を有する。詳しくは、エアコンシステム１４の冷媒循環経路に備えられる図示しない四方弁が通電操作されることで、冷房運転又はヒートポンプ運転が行われ、上記空気を冷却又は加熱する。
【００３８】
蓄熱器３４は、その内部に封入される蓄熱剤（例えば、パラフィンや、凍結防止用の添加剤を添加した水である不凍液）により冷媒の熱を蓄える部材である。蓄熱器３４は、コンプレッサ３０の駆動中に冷凍サイクルで生成された冷房又は暖房のための熱量の余剰分を蓄え、コンプレッサ３０の停止期間において上記蓄えられた熱を冷房又は暖房に使用するための構成である。
【００３９】
詳しくは、コンプレッサ３０が駆動されることで熱交換器３２に供給された冷媒と上記蓄熱剤との熱交換によって、冷媒の熱が蓄熱器３４に蓄えられる。その後、コンプレッサ３０が停止される状況下、図示しないファンから送風された空気と蓄熱剤とが熱交換することにより、上記送風された空気が冷却又は加熱され、冷却又は加熱された空気が吹出し口を介して車室へと送られる。これにより、コンプレッサ３０の停止中において車室内を冷房又は暖房することが可能となる。なお、蓄熱器３４には、蓄熱器３４の温度（蓄熱剤の温度）を検出する温度センサ３６が設けられている。
【００４０】
上記動力伝達機構１６（動力分割機構ともいう）は、モータジェネレータ１０、オルタネータ１８及びコンプレッサ３０間で互いに動力伝達を可能とするものである。詳しくは、動力伝達機構１６は、サンギアＳと、リングギアＲと、サンギアＳ及びリングギアＲ間の動力伝達を可能とする複数のピニオンギアＰ（図中、４つを例示）と、キャリアＣとを備えて構成される遊星歯車機構である。ここでキャリアＣには、コンプレッサ３０の回転軸が機械的に連結されており、リングギアＲには、駆動軸２０（モータジェネレータ１０）が機械的に連結されている。また、サンギアＳには、オルタネータ１８の回転軸が機械的に連結されている。
【００４１】
特に本実施形態では、コンプレッサ３０の回転軸及びキャリアＣは同一の回転速度（角速度）で回転し、オルタネータ１８の回転軸及びサンギアＳは同一の角速度で回転し、更にはモータジェネレータ１０及びリングギアＲは同一の角速度で回転する。また、モータジェネレータ１０の角速度（リングギア角速度）、コンプレッサ３０の角速度（キャリア角速度）及びオルタネータ１８の角速度（サンギア角速度）の順に、これら角速度が共線図上において一直線上に並ぶこととなる。
【００４２】
コンプレッサ３０とキャリアＣとの間の動力伝達経路上には、コンプレッサ３０の回転を停止させるための電子制御式のブレーキ機構３８が設けられている。このブレーキ機構３８は、コンプレッサ３０に一体として備えられていてもよいし、コンプレッサ３０とは別に設けられていてもよい。
【００４３】
オルタネータ１８は、これが回転駆動されて発電するものであり、図示しないレギュレータ及びロータコイル等を備えて構成されている。詳しくは、レギュレータによってロータコイルに流れる励磁電流が調節されることでオルタネータ１８の発電電力が調節される。具体的には、この発電電力は、オルタネータ１８の駆動トルク（オルタネータトルク）が大きくなったり、オルタネータ１８の回転速度が高くなったりするほど大きくなる。
【００４４】
オルタネータ１８の発電電力は、第２バッテリとしての車載低圧バッテリ４０（例えば鉛バッテリ）及び車室内の照明等の種々の車載電気負荷４２等に供給される。
【００４５】
モータジェネレータ１０は、インバータ４４及びシステムメインリレー４６を介して、第１バッテリとしての車載高圧バッテリ４８（例えばリチウムイオンバッテリ）と電力のやりとりを行う。なお本実施形態において、高圧バッテリ４８は、その電圧（端子電圧）が低圧バッテリ４０よりも高いものである。更に、高圧バッテリ４８は、そのエネルギ密度や蓄電量が低圧バッテリ４０よりも大きいものである。
【００４６】
モータジェネレータ１０等を操作対象とする電子制御装置（以下、ＥＣＵ５０）は、低圧バッテリ４０を電力供給源として駆動され、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ５０には、ユーザのブレーキペダル２６の踏み込み力（ブレーキ踏力）を検出するブレーキセンサ５２や、駆動軸２０（リングギアＲ）の回転速度を検出する回転速度センサ５４、高圧バッテリ４８の状態（電圧、入出力電流、温度等）を検出する高圧バッテリセンサ５６、低圧バッテリ４０の状態（電圧、入出力電流、温度等）を検出する低圧バッテリセンサ５８、コンプレッサ３０の駆動を指示すべくユーザによって操作されるＡ／Ｃスイッチ５９、更には油圧センサ２８等の検出信号が逐次入力される。そしてＥＣＵ５０は、これら入力信号に基づき、インバータ４４の通電操作によるモータジェネレータ１０の駆動制御処理や、コンプレッサ３０等の通電操作による空調制御処理等を行う。
【００４７】
特にＥＣＵ５０は、主機回生制御処理を行う。この処理は、ユーザによるブレーキ操作がなされる車両の減速時において、車両の運動エネルギをブレーキ装置１２によって熱エネルギに変換する代わりに、モータジェネレータ１０の発電エネルギとして利用することで、高圧バッテリ４８を充電するためのものである。これにより、モータジェネレータ１０の電力供給源となる高圧バッテリ４８の蓄電量（ＳＯＣ）を増大させることができ、車両の航続距離の低下を抑制することが可能となる。なお、ブレーキ操作がなされるか否かは、例えばブレーキセンサ５２の出力値に基づくブレーキ踏力が０よりも大きいか否かで判断すればよい。また、主機回生制御処理が行われる状況としては、ブレーキ操作によって車両が減速する状況のみならず、例えばブレーキ操作によって所定の走行速度を維持しつつ車両が下り坂を走行する状況も考えられる。
【００４８】
ところで、高圧バッテリ４８には通常、充電時に受入れ可能な電力の上限値（高圧側入力上限値）が設定されている。この高圧側入力上限値は、高圧バッテリ４８の信頼性を確保すること等を目的として設定される。つまり、主機回生制御処理によるモータジェネレータ１０の発電電力が過度に大きくなったり、高圧バッテリ４８のＳＯＣが十分である状況下において高圧バッテリ４８に電力が供給されたりすることに起因して、高圧バッテリ４８が発熱したり劣化したりする等、高圧バッテリ４８の信頼性が低下するおそれがある。このため、高圧側入力上限値を設定することで、高圧バッテリ４８の信頼性の低下を回避する。なお、高圧側入力上限値は、高圧バッテリ４８の出力密度も加味して設定される。具体的には、出力密度が小さいと、高圧側入力上限値が小さく設定される傾向にある。
【００４９】
ここで主機回生制御処理によるモータジェネレータ１０の発電可能な電力が、高圧側入力上限値を上回る場合、この上限値を上回る分を発電することができず、主機回生制御処理によって車両の運動エネルギを有効に利用することができなくなるおそれがある。
【００５０】
こうした問題の解決策として、例えば、高圧バッテリ４８の容量を増大させること等も考えられる。しかしながらこの場合、車両の重量やコストが増大するなどが懸念される。
【００５１】
そこで本実施形態では、主機回生制御処理に加えて、ブレーキ操作がなされると判断される状況下、車両の運動エネルギをコンプレッサ３０の駆動エネルギ及びオルタネータ１８の発電エネルギに変換し、蓄熱器３４に蓄熱したり、低圧バッテリ４０を充電したりする処理である補機回生制御処理を行うことで、車両の運動エネルギの有効利用を図る。
【００５２】
図２に、本実施形態にかかる補機回生制御処理及び主機回生制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、以降、リングギア角速度の符号は、車両を進行させる側を正と定義する。また、リングギアＲに作用するトルクであるリングギアトルクの符号は、動力伝達機構１６の外部（駆動軸２０）からリングギアＲに動力が入力される場合におけるその動力の符号が正となるように定義する。そして、キャリアＣに作用するトルクであるキャリアトルクの符号は、キャリアＣから動力伝達機構１６の外部（コンプレッサ３０）に動力が出力される場合におけるその動力の符号が正となるように定義する。更に、サンギアＳに作用するトルクであるサンギアトルクの符号は、サンギアＳから動力伝達機構１６の外部（オルタネータ１８）に動力が出力される場合におけるその動力の符号が正となるように定義する。
【００５３】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、高圧バッテリセンサ５６の出力値から算出される高圧バッテリ４８の状態（電圧ＶＨ、入出力電流ＩＨ、温度ＴＨ）に基づき、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘを算出する。なお、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘの設定に高圧バッテリ４８の状態を用いるのは、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘが上記状態に影響を及ぼされるためである。また、以降、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘの符号について、高圧バッテリ４８に充電される側を正と定義する。
【００５４】
続くステップＳ１２では、低圧バッテリセンサ５８の出力値から算出される低圧バッテリ４０の状態（電圧ＶＬ、入出力電流、温度等）に基づき、低圧バッテリ４０の実際の蓄電量（低圧実ＳＯＣ）を算出する。また、温度センサ３６の出力値から算出される蓄熱器３４の温度Ｔａｃに基づき、蓄熱器３４に蓄えられている実際の熱量（実蓄熱量）を算出する。
【００５５】
続くステップＳ１４では、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを設定する。ここで熱回収最大パワーＰｈｍａｘとは、コンプレッサ３０の駆動によって蓄熱器３４に蓄熱する際に、キャリアＣを介してコンプレッサ３０に分配可能なリングギアＲのパワーの上限値である。また、低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘとは、オルタネータ１８の発電によって低圧バッテリ４０に充電する際に、サンギアＳを介してオルタネータ１８に分配可能なリングギアＲのパワーの上限値とする。ここでリングギアＲのパワーとは、リングギア角速度ωｒ及びリングギアトルクの乗算値である。
【００５６】
ここで、コンプレッサ３０に分配可能なリングギアＲのパワーの上限値は、コンプレッサ３０の仕様等に応じて定まるものである。また、オルタネータ１８に分配可能なリングギアＲのパワーの上限値は、低圧バッテリ４０の電圧や温度等に応じて、低圧バッテリ４０の信頼性確保の観点から設定される値（低圧側入力上限値）に基づき設定されるものである。ただし、本実施形態では、リングギアＲのパワーをキャリアＣ及びサンギアＳに分配する際の制約から、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘの双方を、上記分配可能なリングギアＲのパワーの上限値とすることは必ずしも可能とはならない。このことに鑑み、基本的には、いずれか一方を優先して上記分配可能なリングギアＲのパワーの上限値に設定する。
【００５７】
詳しくは、蓄熱器３４のエネルギ蓄積量を、蓄熱器３４の蓄熱量の上限値に対する実蓄熱量の比率と定義し、低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量を、低圧バッテリ４０のＳＯＣの上限値に対する低圧実ＳＯＣの比率と定義し、蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうちエネルギ蓄積量が少ない方を上記分配可能なリングギアＲのパワーの上限値となるように、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを設定する。これは、キャリア角速度及びサンギア角速度の調節によって行うことができるため、このステップＳ１４の処理では、これら角速度のそれぞれの目標値を設定する。以下、これについて説明する。
【００５８】
まず、キャリアＣからコンプレッサ３０へと出力されるパワー（キャリアＣのパワーＰｃ）及びサンギアＳからオルタネータ１８へと出力されるパワー（サンギアＳのパワーＰｓ）は、キャリアトルクをＴｃ、サンギアトルクをＴｓ、キャリア角速度をωｃ、サンギア角速度をωｓとすると、それぞれ下式（１），（２）で表される。
Ｐｃ＝Ｔｃ×ωｃ  …（１）
Ｐｓ＝Ｔｓ×ωｓ  …（２）
上記キャリアＣのパワーＰｃ及びサンギアＳのパワーＰｓの加算値は、下式（３）で表されるように、リングギアＲのパワーＰｒと等しくなる。
Ｐｒ＝Ｐｃ＋Ｐｓ  …（３）
ここで、αを（リングギアＲの歯数）／（サンギアＳの歯数）とすると、リングギアトルクＴｒに対するキャリアトルクＴｃ、サンギアトルクＴｓの比率を、下式（４）で表されるように一定とした場合、リングギア角速度ωｒ、キャリア角速度ωｃ及びサンギア角速度ωｓが一定となる。
Ｔｒ：Ｔｃ：Ｔｓ＝１：（１＋α）／α：（−１／α）  …（４）
上式（４）をキャリアトルクＴｃ及びサンギアトルクＴｓのそれぞれについて表すと、下式（５），（６）が導かれる。
Ｔｃ＝（１＋α）／α×Ｔｒ  …（５）
Ｔｓ＝（−１／α）×Ｔｒ  …（６）
ここで上式（１），（２）のそれぞれに、上式（５），（６）のそれぞれを代入すると、キャリアＣのパワーＰｃ及びサンギアＳのパワーＰｓはそれぞれ、下式（７），（８）で表される。
Ｐｃ＝（１＋α）／α×Ｔｒ×ωｃ  …（７）
Ｐｓ＝（−１／α）×Ｔｒ×ωｓ  …（８）
上式（７），（８）から、キャリアＣのパワーＰｃは、キャリア角速度ωｃが高くなるほど大きくなる。また、サンギアＳのパワーＰｃは、サンギア角速度ωｓが負であって且つその絶対値が大きくなるほど大きくなる。このため、キャリア角速度ωｃ及びサンギア角速度ωｓを調節することで、コンプレッサ３０及びオルタネータ１８のそれぞれに対するリングギアＲのパワーＰｒの分配比率を調節することが可能となる。
【００５９】
ここでキャリア角速度ωｃ及びサンギア角速度ωｓのそれぞれについては、下式（９）で表される関係を満たすことが要求される。
ωｒ＝｛（１＋α）／α｝×ωｃ−（１／α）×ωｓ  …（９）
すなわち、回転速度センサ５４の出力値から算出されるリングギア角速度ωｒを入力として、上式（９）を満たして且つ、コンプレッサ３０及びオルタネータ１８の少なくとも一方に分配するパワーが上記分配可能なリングギアＲのパワーの上限値となるように、キャリア角速度ωｃ及びサンギア角速度ωｓの目標値を算出する。
【００６０】
ここで、キャリアＣのパワーＰｃ及びサンギアSのパワーPｓのそれぞれを、コンプレッサ３０の駆動による単位時間あたりの生成熱量及びオルタネータ１８の発電電力のそれぞれに変換する変換効率εｈ，εe（０＜εｈ＜１，０＜εe＜１）と、上式（７），（８）とから、コンプレッサ３０の駆動による熱回収最大パワーＰｈｍａｘに対応した単位時間あたりの生成熱量Ｑｍａｘと、オルタネータ１８の発電による低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘに対応した電力Ｂｌｍａｘとが、それぞれ下式（１０），（１１）で表される。
Ｑｍａｘ＝εｈ×Ｐｈｍａｘ  …（１０）
Ｂｌｍａｘ＝εｅ×Ｐｂｌｍａｘ  …（１１）
図３に、オルタネータ１８及びコンプレッサ３０のそれぞれに対してリングギアＲのパワーＰｒを分配するためのサンギア角速度ωｓ及びキャリア角速度ωｃのそれぞれの目標値の設定態様の一例を示す。
【００６１】
低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量が蓄熱器３４のエネルギ蓄積量よりも小さい場合、図中実線にて示すように、キャリア角速度及びサンギア角速度のそれぞれの目標値をωｃ１，ωｓ１とすることで、コンプレッサ３０及びオルタネータ１８のうちオルタネータ１８にリングギアＲのパワーＰｒが優先的に分配される。一方、蓄熱器３４のエネルギ蓄積量が低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量よりも小さい場合、図中一点鎖線にて示すように、キャリア角速度及びサンギア角速度のそれぞれの目標値をωｃ２，ωｓ２とすることで、コンプレッサ３０及びオルタネータ１８のうちコンプレッサ３０にリングギアＲのパワーＰｒが優先的に分配される。
【００６２】
図２の説明に戻り、続くステップＳ１６では、コンプレッサ３０の駆動によって蓄熱器３４に蓄熱する際におけるキャリアＣのパワーＰｃの要求値（要求蓄熱パワーＰｈｒｑ）と、オルタネータ１８の発電によって低圧バッテリ４０に充電する際におけるサンギアＳのパワーＰｓの要求値（要求低圧パワーＰｂｌｒｑ）とを「０」とする初期化処理を行う。
【００６３】
続くステップＳ１８では、蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が現在不足しているか否かを判断する。この処理は、上記エネルギ蓄積量が不足することに起因して、空調制御等を適切に行うことができなくなるおそれのある状況であるか否かを判断するためのものである。
【００６４】
ここで蓄熱器３４のエネルギ蓄積量が不足しているか否かの判断手法について説明すると、例えば、車室内の温度を目標温度とするために要求されるエネルギ蓄積量が蓄熱器３４に蓄えられているか否かで判断すればよい。また、低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量が不足しているか否かの判断手法について説明すると、例えば、ＥＣＵ５０や電気負荷４２等の各種車載機器の動作の信頼性を確保可能な電圧未満であるか否かで判断すればよい。
【００６５】
ステップＳ１８において肯定判断された場合には、ステップＳ２０に進み、蓄熱器３４や低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量の不足を補償するための要求蓄熱パワーＰｈｒｑ及び要求低圧パワーＰｂｌｒｑを算出する。ここで要求蓄熱パワーＰｈｒｑは例えば、車室内の温度を目標温度とするために要求される蓄熱器３４のエネルギ蓄積量から実際のエネルギ蓄積量を減算した値が大きいほど大きくする。また、要求低圧パワーＰｂｌｒｑは例えば、各種車載機器の動作の信頼性を確保可能な低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量から実際のエネルギ蓄積量を減算した値が大きいほど大きくする。
【００６６】
なお本実施形態では、蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうちエネルギ蓄積量の少ないほうにリングギアＲのパワーを優先して分配するように、要求蓄熱パワーＰｈｒｑ及び要求低圧パワーＰｂｌｒｑを算出する。ここでエネルギ蓄積量に応じた上記分配手法は、上記ステップＳ１４において説明した手法と同様の手法を採用すればよい。また、Ａ／Ｃスイッチ５９がオフされていると判断された場合、要求蓄熱パワーＰｈｒｑを「０」とする。
【００６７】
続くステップＳ２２では、要求蓄熱パワーＰｈｒｑ及び熱回収最大パワーＰｈｍａｘのうち小さい方を要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔとして算出する処理を行う。また、要求低圧パワーＰｂｌｒｑ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘのうち小さい方を要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔとして算出する処理を行う。ただし、本ステップにおける処理によって、要求蓄熱パワーＰｈｒｑ及び要求低圧パワーＰｂｌｒｑのいずれか一方が、上記熱回収最大パワーＰｈｍａｘや低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘによって制約されることがある。この場合、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘのうち制約されていない方については、上記制約の下、実現可能なパワーとなるように再び算出する。
【００６８】
上記ステップＳ１８において否定判断された場合や、ステップＳ２２の処理が完了した場合には、ステップＳ２４に進み、ブレーキ操作がなされているか否かを判断する。この処理は、主機回生制御処理及び補機回生制御処理を行う状況であるか否かを判断するためのものである。
【００６９】
ステップＳ２４においてブレーキ操作がなされていると判断された場合には、主機回生制御処理及び補機回生制御処理を行う状況であると判断し、ステップＳ２６において、ブレーキ踏力に基づき駆動軸２０（リングギアＲ）に出力すべき制動トルク（要求制動トルク）を算出する。ここで要求制動トルクは、ユーザの減速意思を反映した制動トルクであり、ブレーキ踏力が大きいほど大きく設定される。具体的には、ブレーキ踏力と要求制動トルクとが関係付けられたマップを用いて要求制動トルクを算出すればよい。
【００７０】
続くステップＳ２８では、要求制動トルクを要求制動パワーＰｂｋａｌｌに換算する。要求制動パワーＰｂｋａｌｌは、ユーザの減速意思を反映した車両制動のためのパワーである。ここで要求制動パワーＰｂｋａｌｌは、リングギア角速度ωｒを減速機構２２の減速比で除算した値に要求トルクを乗算した値として算出すればよい。なお、要求制動パワーＰｂｋａｌｌの符号について、車両を制動させる側を正と定義する。
【００７１】
続くステップＳ３０では、熱回収最大パワーＰｈｍａｘを要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔとして設定し、低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔとして設定する。
【００７２】
上記ステップＳ２４においてブレーキ操作がなされていないと判断された場合や、ステップＳ３０の処理が完了した場合には、ステップＳ３２に進み、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを算出する。主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇは、主機回生制御処理によってモータジェネレータ１０から駆動輪２４に付与される制動パワーである。本実施形態では、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇの符号について、車両を制動させる側を正と定義する。また、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇの最小値を「０」とし、この要求パワーが「０」となる場合、主機回生制御処理が行われないこととする。
【００７３】
ここで主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇの算出手法について説明すると、まず、要求制動パワーＰｂｋａｌｌから、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔと、要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔと、規定制動パワーＰｂｋｂｓとの加算値を減算した値を算出する。ここで規定制動パワーＰｋｂｓは、フォールトトレランスや車両姿勢制御等の観点から確保されるブレーキ装置１２によって付与される制動パワーのことをいう。そして、上記減算した値と、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘとのうち小さい方を、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇとして算出する。なお、規定制動パワーＰｂｋｂｓの符号について、車両を制動させる側を正と定義する。
【００７４】
続くステップＳ３４では、ブレーキ装置１２によって駆動輪２４に付与される制動パワーである摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆを算出する。詳しくは、要求制動パワーＰｂｋａｌｌから、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇ、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔ及び要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔの加算値を減算した値として摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆを算出する。なお、要求制動パワーＰｂｋａｌｌ、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇ、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔ及び要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔの上述した符号の定義によれば、摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆの符号については、車両を制動させる側が正となる。
【００７５】
続くステップＳ３６では、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇ、摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆ、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔ及び要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔのそれぞれに基づき、モータジェネレータ１０による主機回生制御処理、ブレーキアクチュエータ１２ａによる制動制御処理、コンプレッサ３０の駆動制御処理及びオルタネータ１８の発電制御処理をそれぞれ行い、この一連の処理を一旦終了する。
【００７６】
なお、コンプレッサ３０の駆動制御処理は、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔに対応するキャリア角速度ωｃの目標値に実際のキャリア角速度ωｃを制御すべく、コンプレッサトルクを制御するものとなる。具体的には、まず、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔをキャリア角速度ωｃで除算した値としてコンプレッサトルクの目標値を算出する。そして、コンプレッサトルクの目標値とコンプレッサ３０の通電操作量（規定期間に対する通電期間の比率であるデューティ比）と関係付けられたマップ演算によりコンプレッサ３０の通電操作を行う。すなわち、実際のキャリア角速度ωｃをその目標値にフィードフォワード制御する。
【００７７】
また、オルタネータ１８の発電制御処理は、上記コンプレッサ３０の駆動制御処理と同様に、要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔに対応するサンギア角速度ωｓの目標値に実際のサンギア角速度ωｓを制御すべく、オルタネータトルクを制御するものとなる。具体的には、まず、要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔをサンギア角速度ωｓで除算した値としてオルタネータトルクの目標値を算出する。そして、オルタネータトルクの目標値とオルタネータ１８の通電操作量と関係付けられたマップ演算によるオルタネータ１８の通電操作を行う。すなわち、実際のサンギア角速度ωｓをその目標値にフィードフォワード制御する。
【００７８】
図４に、本実施形態にかかる補機回生制御処理の一例を示す。詳しくは、図４（Ａ）に、Ａ／Ｃスイッチ５９がオンされる場合の一例を示し、図４（Ｂ）に、このスイッチがオフされた場合の一例を示す。
【００７９】
Ａ／Ｃスイッチ５９がオンされる場合、図４（Ａ）に示すように、オルタネータ１８の発電に伴うサンギアトルクＴｓと、コンプレッサ３０の駆動に伴うキャリアトルクＴｃとに応じたリングギアトルクＴｒが発生する。そして、このトルクに加えて、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇに応じた制動トルクＴｂｋｍｇと、摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆに応じた制動トルクＴｂｋｆとが駆動輪２４に作用する。
【００８０】
一方、Ａ／Ｃスイッチ５９がオフされる場合、図４（Ｂ）に示すように、キャリア角速度ωｃを徐々に低下させて０とした後、ブレーキ機構３８によってキャリアＣを固定させる。これにより、コンプレッサ３０の駆動を滑らかに停止させつつ、オルタネータ１８の発電制御処理のみを行うことができる。なお、オルタネータ１８の発電が不要な場合には、オルタネータ１８に励磁電流を流さないようにすることで、オルタネータ１８を空転させることとなる。
【００８１】
ちなみに、キャリア角速度ωｃの符号が負となる場合、コンプレッサ３０の駆動が禁止される。これは、コンプレッサ３０の冷媒吐出・吸入方向が予め定められた方向とは逆になることで、コンプレッサ３０等の信頼性が低下することを回避するためである。
【００８２】
また、サンギア角速度ωｓの符号が正に反転する前に、オルタネータ１８に吸収されるトルクを減少させる。これは、サンギア角速度ωｓ、キャリア角速度ωｃ及びリングギア角速度ωｒについて上式（９）を満たすことが要求されることに鑑み、サンギア角速度ωｓの符号が正となる場合、車両を制動させるためにはオルタネータ１８を力行させることが要求されるため、これを回避するためである。
【００８３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００８４】
（１）主機回生制御処理が行われる状況下において、車両の運動エネルギをコンプレッサ３０の駆動エネルギ及びオルタネータ１８の発電エネルギに変換して蓄熱器３４に蓄熱したり、低圧バッテリ４０を充電したりする処理である補機回生制御処理を行った。これにより、車両の運動エネルギの有効に利用することができる。
【００８５】
（２）蓄熱器３４に蓄えられた熱を用いて車室内の空調制御を行った。モータジェネレータ１０の電力供給源となる高圧バッテリ４８のエネルギ密度は、例えば車載主機としてエンジンを備える車両の燃料（ガソリン等）のエネルギ密度と比較して低く、コンプレッサ３０等の駆動による高圧バッテリ４８の電力消費が車両の航続距離に及ぼす影響が大きい。また、電動車両においては、車載主機としてエンジンを備えないため、暖房用の熱源の確保が重要となる。このため、上記態様の空調制御を行う本実施形態は、補機回生制御処理を行うメリットが大きい。
【００８６】
（３）蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が現在不足していると判断された場合、上記エネルギ蓄積量の不足を補償するための要求蓄熱パワーＰｈｒｑや要求低圧パワーＰｂｌｒｑを算出した。このため、主機回生制御処理が行われない期間である通常走行時において、強制的にコンプレッサ３０を駆動させたりオルタネータ１８に発電させたりすることができ、蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうち一方のエネルギ蓄積量が過度に小さくなる事態の発生を回避することができる。これにより、空調制御等を適切に行うことができなくなる事態の発生を好適に回避することができる。
【００８７】
（４）摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆに基づきブレーキアクチュエータ１２ａによって駆動輪２４に制動トルクを付与した。これにより、ユーザの意図する制動トルクを駆動輪に付与しつつ、補機回生制御処理によって蓄熱器３４に蓄熱したり、低圧バッテリ４０に充電したりすることができる。
【００８８】
（５）コンプレッサ３０の駆動を停止させる場合、オルタネータトルクを調節することでキャリア角速度ωｃを徐々に低下させて０にした後、ブレーキ機構３８によってキャリアＣを固定した。このため、例えばコンプレッサ３０とキャリアＣとの間の動力を伝達又は遮断する電磁クラッチを備える場合と比較して、コンプレッサ３０を停止させることに伴うショックの発生を回避することができる。これにより、ドライバビリティの低下を好適に回避することができる。
【００８９】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９０】
図５に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図５において、先の図１に示した部材と同一又は対応する部材については、便宜上同一の符号を示している。
【００９１】
図示されるように、本実施形態では、コンプレッサ３０として、これが備えるモータ３０ａによって駆動される電動式のものを想定している。
【００９２】
上記モータ３０ａ、電気負荷４２及び低圧バッテリ４０には、ＤＣＤＣコンバータ６０を介して高圧バッテリ４８やモータジェネレータ１０から電力が供給される。ＤＣＤＣコンバータ６０は、高圧バッテリ４８やモータジェネレータ１０の出力電圧を、所定電圧に降圧して出力するものである。
【００９３】
ＥＣＵ５０は、蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が現在不足していると判断した場合、上記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、高圧バッテリ４８からＤＣＤＣコンバータ６０を介した電力の供給によって、強制的に低圧バッテリ４０を充電したり、コンプレッサ３０を駆動させたりする処理を行う。これにより、蓄熱器３４及び低圧バッテリ４０のうちいずれかのエネルギ蓄積量が過度に低下する事態の発生を回避することが可能となる。
【００９４】
次に、本実施形態にかかる補機回生制御処理について説明する。
【００９５】
本実施形態では、主機回生制御処理によってモータジェネレータ１０に高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘを上回る電力を発電させ、上記上回る分の電力をＤＣＤＣコンバータ６０を介してモータ３０ａに供給することでコンプレッサ３０を駆動させたり、ＤＣＤＣコンバータ６０を介して低圧バッテリ４０に供給して充電したりする処理を行う。
【００９６】
図６に、本実施形態にかかる補機回生制御処理及び主機回生制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図６において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００９７】
この一連の処理では、ステップＳ１４において、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを算出する。本実施形態では、熱回収最大パワーＰｈｍａｘを、コンプレッサ３０の駆動によって蓄熱器３４に蓄熱する際に、ＤＣＤＣコンバータ６０を介してモータ３０ａに供給される電力の生成に要するモータジェネレータ１０のパワーの上限値とする。具体的には例えば、熱回収最大パワーＰｈｍａｘを、蓄熱器３４のエネルギが小さいほど大きくすればよい。また、低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを、ＤＣＤＣコンバータ６０を介して低圧バッテリ４０に供給される電力の生成に要するモータジェネレータ１０のパワーの上限値とする。具体的には例えば、低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを、その上限値を上記低圧側入力上限値とすることを条件として、例えば低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量が小さいほど大きくすればよい。なお、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘは、例えば駆動軸２０の回転速度ωｒに基づくモータジェネレータ１０の発電可能な電力に応じて制限される。
【００９８】
その後、ステップＳ２４において否定判断された場合や、ステップＳ３０の処理が完了した場合には、ステップＳ３２ａにおいて、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを算出する。本実施形態では、要求制動パワーＰｂｋａｌｌから規定制動パワーＰｂｋｂｓを減算した値と、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘとのうちの小さい方と、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔと、要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔとの加算値として、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを算出する。すなわち、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘを上回る電力をモータジェネレータ１０に発電させることとなる。
【００９９】
続くステップＳ３４ａでは、要求制動パワーＰｂｋａｌｌから主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを減算した値として摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆを算出する。
【０１００】
続くステップＳ３６では、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇ、摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆ、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔ及び要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔのそれぞれに基づき、モータジェネレータ１０による主機回生制御処理、ブレーキアクチュエータ１２ａによる制動制御処理及びコンプレッサ３０の駆動制御処理をそれぞれ行う。
【０１０１】
なお、ステップＳ３６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１０２】
このように、本実施形態では、ブレーキ操作がなされる状況下において、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘを上回る電力をモータジェネレータ１０に発電させ、この上回る分の電力によってコンプレッサ３０を駆動させる処理等を行い、蓄熱器３４に蓄熱したり、低圧バッテリ４０に充電したりする。
【０１０３】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１０４】
図７に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材と同一又は対応する部材については、便宜上同一の符号を示している。
【０１０５】
図示されるように、モータジェネレータ１０と減速機構２２との間には、コンプレッサ３０に動力を伝達するための伝達機構６２が設けられている。そして、伝達機構６２とコンプレッサ３０との間には、コンプレッサ３０と伝達機構６２との間の動力を伝達又は遮断すべく通電操作される電磁クラッチ３０ｂが設けられている。詳しくは、本実施形態では、通電によってコンプレッサ３０と伝達機構６２との間の動力を伝達させ、通電の停止によってコンプレッサ３０と伝達機構６２との間の動力を遮断するものとする。なお、電磁クラッチ３０ｂは、コンプレッサ３０の駆動を停止させたい場合、コンプレッサ３０を空転させる動力の損失を回避するためのものである。
【０１０６】
上記電気負荷４２及び低圧バッテリ４０には、ＤＣＤＣコンバータ６０を介して高圧バッテリ４８やモータジェネレータ１０から電力が供給される。
【０１０７】
次に、本実施形態にかかる補機回生制御処理について説明する。
【０１０８】
本実施形態では、ブレーキ操作がなされると判断される状況下において、電磁クラッチ３０ｂに通電し、車両の運動エネルギをコンプレッサ３０の駆動エネルギに変換して蓄熱器３４に蓄熱する処理を行う。
【０１０９】
なお本実施形態では、主機回生制御処理によってモータジェネレータ１０に高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘを上回る電力を発電させ、上回る分の電力によってＤＣＤＣコンバータ６０を介した低圧バッテリ４０の充電処理をも行う。
【０１１０】
図８に、本実施形態にかかる補機回生制御処理及び主機回生制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図８において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【０１１１】
この一連の処理では、ステップＳ１４において、熱回収最大パワーＰｈｍａｘ及び低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを算出する。本実施形態では、熱回収最大パワーＰｈｍａｘを、コンプレッサ３０の駆動によって蓄熱器３４に蓄熱する際に、コンプレッサ３０の駆動に要するパワーの上限値とする。また、低圧回収最大パワーＰｂｌｍａｘを、上記第２の実施形態と同様に、ＤＣＤＣコンバータ６０を介して低圧バッテリ４０に供給される電力の生成に要するモータジェネレータ１０のパワーの上限値とする。
【０１１２】
その後、ステップＳ２４において否定判断された場合や、ステップＳ３０の処理が完了した場合、ステップＳ３２ｂにおいて、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを算出する。本実施形態では、要求制動パワーＰｂｋａｌｌから規定制動パワーＰｂｋｂｓを減算した値と、高圧側入力上限値Ｐｉｍａｘとのうちの小さい方と、要求低圧パワーの指令値Ｐｂｌｏｕｔとの加算値として、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを算出する。
【０１１３】
続くステップＳ３４ｂでは、要求制動パワーＰｂｋａｌｌから、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇ及び要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔの加算値を減算した値として摩擦ブレーキ要求パワーＰｂｋｆを算出する。
【０１１４】
そしてステップＳ３６では、モータジェネレータ１０による主機回生制御処理及びブレーキアクチュエータ１２ａによる制動制御処理とともに、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔに基づきコンプレッサ３０の駆動制御処理が行われる。具体的には、要求蓄熱パワーの指令値Ｐｈｏｕｔが大きいほど、コンプレッサトルクが大きくなるように上記駆動制御処理が行われる。
【０１１５】
なお、ステップＳ３６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１１６】
このように、本実施形態では、ブレーキ操作がなされる状況下において、電磁クラッチ３０ｂに通電してコンプレッサ３０を駆動させることで、蓄熱器３４に蓄熱する。
【０１１７】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１１８】
・上記第１の実施形態において、図９に示すように、高圧バッテリ４８及びインバータ４４と電力の授受を行うＤＣＤＣコンバータ６０を設けてもよい。この場合、主機回生制御処理によって発電するモータジェネレータ１０や、高圧バッテリ４８を電力供給源として、ＤＣＤＣコンバータ６０を介して低圧バッテリ４０に充電することができる。このため、例えば低圧バッテリ４０の容量が極めて小さい場合であっても、低圧バッテリ４０のＳＯＣが過度に低くなる事態を回避することができる。
【０１１９】
・第１の実施形態では、補機回生制御処理によって、コンプレッサ３０やオルタネータ１８にリングギアＲのパワーＰｒを優先的に分配した後、残余のリングギアＲのパワーＰｒに基づき主機回生制御処理によって高圧バッテリ４８に充電するための主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを算出したがこれに限らない。例えば、高圧バッテリ４８に充電するための主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇにリングギアＲのパワーＰｒを優先的に分配した後、残余のリングギアＲのパワーＰｒに基づき補機回生制御処理によってコンプレッサ３０やオルタネータ１８に分配するパワーを算出してもよい。なおこの場合、主機回生ブレーキ要求パワーＰｂｋｍｇを、要求制動パワーＰｂｋａｌｌを上限値として制限すればよい。
【０１２０】
・上記各実施形態におけるエアコンシステム１４には、熱交換器３２とは別に、蓄熱器３４が備えられたがこれに限らない。例えば、熱交換器３２と蓄熱器３４とを一体としたものが備えられてもよい。
【０１２１】
・要求制動トルクの算出手法としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、ユーザのブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ操作量）を検出するセンサを備え、このセンサの出力値から算出されるブレーキ操作量に基づき、要求制動トルクを算出してもよい。具体的には例えば、ブレーキ操作量が大きいほど、要求制動トルクを大きく算出すればよい。
【０１２２】
・蓄熱器３４に蓄熱された熱の用途としては、上記各実施形態に例示したもの（空調制御）に限らない。例えば、車両の航続距離を長くすることを目的として、モータジェネレータ１０の電力供給源となる高圧バッテリ４８に充電するための発電機と、この発電機の動力供給源となるエンジンとを備えるシリーズ式ハイブリッド車両（いわゆるレンジエクステンダ車両）において、蓄熱器３４に蓄熱された熱をエンジンの暖機に用いてもよい。
【０１２３】
・コンプレッサ３０としては可変容量式のものに限らない。例えば、駆動中は吐出容量が一定の固定容量式のものであってもよい。この場合、例えば上記第１，２の実施形態において、コンプレッサ３０の回転速度を調節することで、冷凍サイクルの冷媒循環量を調節することができる。
【０１２４】
・上記第１の実施形態では、コンプレッサ３０（オルタネータ１８）の駆動制御について、実際のキャリア角速度ωｃ（サンギア角速度ωｓ）をその目標値にフィードフォワード制御するロジックとしたがこれに限らない。例えば、実際のキャリア角速度ωｃ（サンギア角速度ωｓ）をその目標値にフィードバック制御するロジックを加えたり、フィードバック制御のみのロジックとしたりしてもよい。
【０１２５】
・蓄熱器３４や低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量が不足しているか否かの判断手法としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、実蓄熱量が予め定められた規定量以下になると判断された場合に蓄熱器３４のエネルギ蓄積量が不足していると判断したり、低圧実ＳＯＣが予め定められた規定ＳＯＣ以下になると判断された場合に低圧バッテリ４０のエネルギ蓄積量が不足していると判断したりしてもよい。
【０１２６】
・補機回生制御処理手法としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、モータジェネレータ１０について、単位入力エネルギあたりの発電電力が高い動作点（トルク及び回転速度にて規定される動作点）となるようにオルタネータトルクを調節する処理を行ってもよい。
【０１２７】
・上記第１の実施形態において、オルタネータ１８に代えて、発電機能とともに駆動力発生機能を有する車載補機としての回転機（補機回転機）を備えてもよい。この場合、補機回転機を補助的な車両の駆動力源として用いてもよい。ここで補助的に用いられる補機回転機の慣性モーメントが、車載主機であるモータジェネレータ１０の慣性モーメントよりも小さいならば、補機回転機のトルク制御の応答性は、モータジェネレータ１０のトルク応答性よりも高くなると考えられる。こうした点に鑑み、トルク制御の応答性が相違する動力供給源（モータジェネレータ１０、補機回転機）を用いることで、ユーザの意図する車両走行を実現しやすくなることなどが期待できる。
【０１２８】
・第１バッテリ（高圧バッテリ４８）及び第２バッテリ（低圧バッテリ４０）としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、第１バッテリの電圧が、第２バッテリの電圧よりも低かったり、第２バッテリの電圧と同じであったりするような第１バッテリ及び第２バッテリを採用してもよい。
【０１２９】
・自身の駆動トルクを調節可能な車載補機としては、発電機に限らず、例えば電動機であってもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…モータジェネレータ、１２…ブレーキ装置、１６…動力伝達機構、１８…オルタネータ、２０…駆動軸、３０…コンプレッサ、３４…蓄熱器、４０…低圧バッテリ、４８…高圧バッテリ、５０…ＥＣＵ（電動車両の制御装置の一実施形態）、６０…ＤＣＤＣコンバータ。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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