(57)【要約】【課題】搭載スペースを小さくすることができ、発進時から巡航に至るまでの加速中においてモータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、運転者に好適な運転を行わせること。【解決手段】エンジン２２０の駆動により発電機２１０は発電する。この発電機２１０の発電力はバッテリ４００に充電される。発電機２１０及びバッテリ４００のうち少なくとも一方からの電力によって駆動モータ５００は後輪１０２を駆動する。制御部７００は、所定の車速までバッテリ４００から電力を供給して駆動モータ５００を制御し、所定の車速以上で発電機２１０を駆動して電力を供給して駆動モータ５００を制御する。制御部７００は、グラフＬ１１で示すように、駆動モータ５００の駆動出力を所定の車速に至るまで一様に増加させ、所定の車速以上では最大出力値で維持する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、エンジンの駆動により発電する発電機と、前記発電機の発電力を充電するバッテリと、前記発電機及びバッテリのうち少なくとも一方からの電力によって駆動輪を駆動するモータと、所定の車速までは、バッテリから供給される電力により前記モータの駆動を制御するとともに、前記所定の車速を超えるときは、前記エンジンを駆動して前記発電機から供給された電力により前記モータの駆動を制御する制御部とを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
前記制御部は、前記モータの駆動出力を、前記所定の車速を超えるまでは増加させ、前記所定の車速を超えるときは維持させることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記モータの駆動出力を、前記所定の車速を超え、前記エンジンが駆動され、且つ前記モータの駆動出力が最大となる前に、前記エンジンの前記モータに対する出力比を最大にすることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータの駆動出力が、時速１５ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈで最大となるように前記モータを制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項４】
前記モータは、回転子と、前記回転子に対向して配置されるステータと、を備え、前記回転子と前記ステータとの相対位置を変えることにより、前記回転子と前記ステータとの間のギャップ量を調整して駆動出力を変化させる可変ギャップ式モータであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の動力源により駆動するハイブリッド車両の駆動制御装置及びこれを備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクータタイプの原動機付き自転車（以下、「原付スクータ」という）等の自走式車両では、エンジンにより駆動する無断変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）を有する駆動装置が用いられている。これは、一般的にＣＶＴはゴムベルトの巻き掛け径を運転状態に応じて変化させることによって変速できる構成であり、比較的小さな搭載スペースでも大きな変速比を提供できるためである。
【０００３】
このようなＣＶＴを備える原付スクータでは、その車両における構成要素の搭載スペースが限られるため、エンジンも比較的小さくトルクバンドの狭いものが搭載されている。そして、ＣＶＴは、このようなエンジンのトルクを最大限使用して、大きな変速幅を持ちエンジンを低回転から高回転まで幅広く使用する。
【０００４】
このため、発進時から巡航時に至る加速中では、変速は大きくＬＯＷ側にベルトが振れてエンジン回転は上昇し、これに伴い排ガス増加、燃費の悪化、特に、エンジン騒音が大きくなることが知られている。
【０００５】
図１１は、従来の原動機付き自転車において全開加速した場合のエンジン運転状態を示す図である。図１１において、Ｌ１は全開加速した場合の理想的なエンジン回転数を示すグラフ、Ｌ２は、全負荷時つまり全開加速時における実際のエンジン回転数を示すグラフである。
【０００６】
この図１１に示すように、従来の原動機付き自転車では、排ガス増加、燃費の悪化、エンジン騒音の増大を防ぐため、理想的なエンジン回転数加速中のグラフ（グラフＬ１参照）と異なり、グラフＬ２に示すように、増加するエンジン回転を、所定部分（ａ、ｂ部分、特に発進時から巡航に至るまでの車速１０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈ間でのａ部分）を強制的に低くすることにより対応している。
【０００７】
このように、従来の原動機付き自転車では、グラフＬ２に示すように、排ガス増加、燃費の悪化、エンジン騒音の増大を防ぐため、加速中において、エンジン回転数が、所定部分（特に発進時から巡航に至るまでの車速１０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈ間のａ部分）低くなるため、その部分が滑らかな曲線にならず加速性能の低下は否めない。つまり、加速中においてエンジン回転数が減少するため、その間のエンジン出力は減少し、特に発進時から巡航までの加速中における走行性能としては十分な性能を有しているとはいえない。また、このとき、運転者に意図しない推力減少を体感させることになり、運転者の乗車フィーリングに影響を及ぼす恐れがある。
【０００８】
ところで、特許文献１に示すように、エンジン駆動式の車両と比較して排出される環境汚染物質が少ないハイブリッド型電気自動車が開発されている。
【０００９】
ハイブリッド型電気自動車は、発電機及びエンジンを駆動用モータとともに搭載し、バッテリの電力が不十分なときに、エンジンにより発電機を駆動して電力を補うようにすることで、エンジン駆動式の車両と比較して、排ガス、燃費及びエンジン騒音をそれぞれ低くすることができ、騒音や大気汚染の問題を回避する。
【特許文献１】特開平６−１４１４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、従来のエンジン駆動式の原付自転車では、発進時から巡航までの加速中における走行性能が十分でなく、運転者に意図しない推力減少を体感させることによって、運転者の乗車フィーリングに影響を及ぼす恐れがある。これに対して、加速中においても運転者に意図しない推力減少を体感させることの無い従来の原付自転車と同等の走行性能を有する車両が望まれている。
【００１１】
ここで、従来の原付自転車の構成に、特許文献１に示すようなハイブリッド型電気自動車の技術を適用して、いわゆるハイブリッド型の車両として、上述の問題点が解消されたハイブリッド車両が考えられる。
【００１２】
このようにハイブリッド型の車両とした場合、原動機付き自転車と比較して、エンジン駆動式（エンジンのみの駆動により走行）と異なり、発進時から巡航までの加速中においてエンジンを駆動させずにモータの駆動によって走行可能となるため、加速中において運転者に推力減少を体感させることが無いような走行性能を十分に引き出すことは可能であると考えられる。
【００１３】
しかしながら、特許文献１記載のハイブリッド型自動車は、対象が４輪車であるため、運転性能が直接運転者に影響を与える二輪車と比べて、発進から定常走行までに若干の加速性能の低下があっても運転者に意識されにくく、また、バッテリの搭載スペースも考慮する必要性が少ない。
【００１４】
よって、特許文献１の技術を、原動機付き自転車等のバッテリ搭載スペースを考慮する必要がある車両に適用するだけでは、加速中においても運転者に意図しない推力減少を体感させることの無い車両を実現することはできない。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、バッテリの搭載スペースを小さくして、発進時から巡航に至るまでの加速中においてモータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、運転者に好適な運転を行わせる駆動制御装置及びこれを備えるハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、エンジンと、エンジンの駆動により発電する発電機と、前記発電機の発電力を充電するバッテリと、前記発電機及びバッテリのうち少なくとも一方からの電力によって駆動輪を駆動するモータと、所定の車速までは、バッテリから供給される電力により前記モータの駆動を制御するとともに、前記所定の車速を超えるときは、前記エンジンを駆動して前記発電機から供給された電力により前記モータの駆動を制御する制御部とを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記制御部は、前記モータの駆動出力を、前記所定の車速を超えるまでは増加させ、前記所定の車速を超えるときは維持させる構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、エンジン駆動により発電機の発電力を充電するバッテリからの供給電力により駆動するモータを有し、モータの駆動出力はエンジンが始動する所定の車速に至るまで増加し、所定の車速以上では最大出力値で維持されるため、バッテリのみでモータを駆動する電動駆動モード中に、駆動出力が低下することなく、駆動出力が最大となる所定の車速まで加速できるとともに、所定の車速をこえても静粛性を維持しつつ最高速度まで駆動出力のつながりをスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン駆動によりバッテリに電力を供給することで、容量の大きいバッテリの必要がなく、搭載スペースを小さくできるとともに、発進時から巡航に至るまでの加速中においてモータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、運転者に好適な運転を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態の駆動制御装置を有する電動車両は、エンジンにより発電機を駆動し、この発電機の電力により、車輪（例えば、後輪）を駆動するシリーズハイブリッド式の電動車両（以下、「ハイブリッド車両」という）である。このハイブリッド車両は、ここでは、自動車と比較して、荷物の収納空間が少ない等の欠点はあるが、駐車スペースを少なくできる等の利点から、簡易な移動用車両として広く市場に普及しているスクータ型二輪車としている。
【００２１】
まず、本実施の形態の駆動制御装置が備える駆動ユニットについて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両１００の備える駆動ユニット２００の平断面図である。なお、本実施の形態において前，後、左，右とは、上記自動二輪車のシートに着座した状態で見た場合の前，後、左，右を意味する。
【００２３】
図１に示すように、駆動ユニット２００は、駆動輪である後輪１０２を片持ちで回転自在で支持するものである。この駆動ユニット２００は、エンジン２２０、エンジン２２０により駆動する発電機２１０、発電機２１０の発電力及びバッテリ４００（図１参照）からの供給電力により回転し、駆動輪である後輪１０２を駆動する駆動モータ５００を有する。
【００２４】
エンジン２２０は、駆動ユニット２００の前方に、クランク軸２２２を車両前後方向と直交する方向に位置させて配置されている。このエンジン２２０は、ピストンは、駆動ユニット２００を有する車両の前後方向に延びる中心軸（以下、「車両軸」という）Ａに沿って配置されている。
【００２５】
クランク軸２２２は、一端部側、ここでは、車両右側の端部２２２ａ側で、発電機２１０のロータ２１２に接続される。そして、ピストン２２４の上下動により回転するクランク軸２２２の回転力によって、ロータ２１２が発電機２１０のステータ２１４の周囲を回転し、これにより発電機２１０自体は発電する。このように、発電機２１０は、そのロータ２１２の軸を、エンジン２２０のクランク軸２２２と同一軸線上に配置して互いに接合することによって、エンジン２２０に連結されている。
【００２６】
発電機２１０の発電力は、バッテリ４００及び駆動モータ５００に供給される。
【００２７】
駆動ユニット２００の後方、詳細には、後輪１０２の左側に配置されるアーム部２０２には、発電機２１０及びバッテリ４００に接続される駆動モータ５００が設けられている。なお、図１では、白抜き矢印は、エンジン２２０から発電機２１０へのエンジン出力の流れ、発電機２１０からバッテリ４００への発電電力の流れ、発電機２１０から駆動モータ５００への走行電力の流れ、バッテリ４００から駆動モータ５００への補助電力の流れをそれぞれ示している。
【００２８】
駆動モータ５００は、その回転軸５１０が車両前後方向（例えば、車両軸Ａ方向）と直交する方向となるように配置されている。駆動モータ５００は、可変ギャップ式のモータであり、２４Ｖ以上の供給電源により駆動する。ここでは、駆動モータ５００として、ステータ５２０及びロータ５３０との間のギャップを可変させることによって、その回転数及びトルクが制御される可変アキシャルギャップモータ（可変ギャップモータ）が用いられている。この可変ギャップモータである駆動モータ５００は、ギャップ間が小さい程、回転数は減少するがトルクは大きくなり、一方、ギャップ間が大きくなるに従い回転数は増加するがトルクは小さくなるものである。
【００２９】
なお、図１に示す駆動モータ５００では、回転軸５１０を中心にその左右で、それぞれギャップ最大時とギャップ最小時における状態を示している。つまり、駆動モータ５００において、ロータ５３０は、回転軸５１０を中心に対称に配置されているものであるが、図１では、対称に配置されておらず、回転軸５１０に対して図面上左側のロータ５３０Ａは、最大ギャップ時のロータ位置を示し、図面上右側のロータ５３０Ｂは、最小ギャップ時でのロータ位置を示している。
【００３０】
このように駆動ユニット２００では、エンジン２２０が直接、駆動輪、ここでは後輪１０２を駆動する構成を採っていない。つまり、エンジン２２０は発電機２１０を駆動させるためのものとし、後輪１０２は、バッテリ４００や発電機２１０から供給される電力により、駆動モータ５００によって駆動されるものである。
【００３１】
よって、この車両１００では、アクセル開度に関わらず、エンジン２２０の回転数を一定にすることができる。つまり、アイドリング時や急加速時などにおいても、エンジン２２０の燃焼効率を高くすることができ、エンジン２２０の回転数の変化に伴って発生する環境汚染物質を少なくすることができる。
【００３２】
また、このように駆動ユニット２００では、エンジン２２０が取り付けられる車両１００の車両軸Ａに沿って配置されており、車両１００の全体において右側に発電機２１０が配置されているとともに、車両１００の全体において左側に駆動モータ５００が配置されている。
【００３３】
このため、駆動ユニット２００は、車両１００本体に取り付けられても、バランス良く取り付けられることとなり、駆動ユニット２００自体も重量バランスの優れたものとなっている。
【００３４】
次に、駆動ユニット２００の各構成要素を含むハイブリッド車両１００の制御駆動装置全体の構成を含めて説明する。
【００３５】
図２は、本発明に係る電動車両の備える制御駆動装置である制御システム全体を示すブロック図である。
【００３６】
図２に示すように、ハイブリッド車両１００は、各構成要素から入力される情報に基づいて制御ユニット２００の各構成要素の駆動を制御する制御部７００を有し、この制御部７００によって、車両運転状態、つまり車両の駆動状態が制御されている。
【００３７】
制御部７００は、入力される情報に基づいて入力される情報に基づいて理想の車両状態（車両運転状態を含む）を決定する理想車両状態決定装置７１０、決定された理想の車両状態に基づいて指示情報を決定する指示車両状態決定装置７２０、入力される情報に基づいて理想の電源状態を決定する理想電源状態決定装置７３０、理想の電源状態に基づいて指示情報を決定する指示電源状態決定装置７４０、メモリ７５０等を有する。
【００３８】
まず、制御システムにおいて車両を運転するための構成要素について説明する。
【００３９】
アクセル状態検出装置６１０は、アクセル６１２の状態を検出し、全開を１００％とするアクセル開度の度合を理想車両状態決定装置７１０に出力する。
【００４０】
ブレーキ状態検出装置６１６は、ブレーキ６１４のオン、オフを検出し、ブレーキ情報（ブレーキスイッチｏｎ／ｏｆｆ）情報として理想車両状態決定装置７１０に出力する。
【００４１】
メモリ７５０は、電動車両（ハイブリッド車両）１００を運転させるための情報が格納されている。メモリ７５０に格納される情報としては、駆動ユニットの各構成要素最も効率の良いエネルギ効率で運転させるために駆動ユニット２００の各構成要素を駆動させる際の効率分布マップ７５１〜７５４などが挙げられる。また、メモリ７５０には、ギャップ量−現在回転数マップ７８０が格納されている。
【００４２】
効率分布マップ７５１〜７５４として、ここでは、モータ駆動効率分布マップ７５１、バッテリ充放電効率分布マップ７５２、発電機運転効率分布マップ７５３、エンジン運転効率分布マップ７５４等がメモリ７５０に格納されている。
【００４３】
モータ駆動効率分布マップ７５１は、運転状況に応じて最も効率の良い駆動モータ５００の駆動状態の分布を示す。なお、このモータ駆動効率分布マップ７５１の情報は、理想車両状態決定装置７１０に出力される。
【００４４】
バッテリ充放電効率分布マップ７５２は、運転状況に応じて最も効率の良いバッテリ４００の充放電状態の分布を示す。図３は、バッテリ充放電効率分布マップ７５２の一例を示す図である。図３に示すバッテリ充放電効率分布マップ７５２は、現在ＳＯＣ％、バッテリ充放電電流及びバッテリ温度を用い、その際のバッテリの放充電効率を算出できるものである。なお、このバッテリ充放電効率分布マップ７５２の情報は、理想電源状態決定装置７３０に出力される。
【００４５】
また、発電機運転効率分布マップ７５３は、運転状況に応じて最も効率の良い発電機２１０の運転状態の分布を示す。図４は、発電機運転効率分布マップ７５３の一例を示す図である。図４に示す発電機運転効率分布マップ７５３は、回転数ｒｐｍと発電機による発電電流を用い、その際の発電機運転効率を算出できるものである。なお、発電機運転効率分布マップ７５３の情報は、理想電源状態決定装置７３０に出力される。
【００４６】
エンジン運転効率分布マップ７５４は、運転状況に応じて最も効率の良いエンジン２２０の運転状態の分布を示す。図５は、エンジン運転効率分布マップ７５４の一例を示す図である。図５に示すエンジン運転効率分布マップ７５４は、回転数ｒｐｍとトルクＮｍを用い、その際のエンジン運転効率を算出できるものである。なお、このエンジン運転効率分布マップ７５４の情報は、理想電源状態決定装置７３０に出力される。
【００４７】
ギャップ量−現在回転数マップ７８０は、駆動モータ５００におけるギャップＧを調整するギャップ調整器５５０の駆動の制御に用いられ、駆動モータ５００自体の実際の回転数、つまり、現在回転数に対応するギャップ量を有する。このギャップ量−現在回転数マップ７８０の情報は、ギャップ量計算部７６０に出力される。
【００４８】
図２に示すボタンスイッチ状態検出装置６１８は、ボタンスイッチセット６２０における各種ボタンスイッチの状態を検出し、その状態情報を理想車両状態決定装置７１０、理想電源状態決定装置７３０及びエラー状態決定装置７９０に出力する。
【００４９】
ボタンスイッチセット６２０は、図示しないが、例えば、ＰＥＶ（Pure Electric Vehicle）優先ボタンスイッチ、燃料優先ボタンスイッチ、パワー優先ボタンスイッチ、メインスイッチ等を備える。
【００５０】
ＰＥＶ優先ボタンスイッチは、バッテリを駆動源にして走行する運転モードを優先させるためのボタンであり、燃料優先ボタンスイッチは、走行中、燃料を優先するための運転モードを選択するためのボタンスイッチである。
【００５１】
また、パワー優先ボタンスイッチは、走行において出力トルクが高トルクとなる運転モードを選択するためのボタンスイッチである。これに対応して、ボタンスイッチ状態検出装置６１８から理想車両状態決定装置７１０、理想電源状態決定装置７３０及びエラー状態決定装置７９０に出力される状態情報は、例えば、ＰＥＶ優先モード状態や、燃料優先モード状態、パワー優先モード状態などの運転モード状態情報である。なお、メインスイッチがオンされることにより、車両におけるすべての装置の電源が入力される。
【００５２】
理想車両状態決定装置７１０は、アクセル状態検出装置６１０、ブレーキ状態検出装置６１６、モータ駆動効率分布マップ７５１、電源状態検出装置６２４から入力される各情報に基づいて、理想の車両状態を決定する。理想の車両状態とは、運転モードにおいてアクセル開度に対応する駆動モータ５００の駆動による運転状態である。
【００５３】
詳細には、理想車両状態決定装置７１０には、アクセル開度％、ブレーキスイッチｏｎ／ｏｆｆ、モータ効率、運転モード、現在ＳＯＣ（State Of Charge）状態％の各情報が入力される。
【００５４】
これら入力に基づいて、理想車両状態決定装置７１０は、入力される運転モードにおいて、アクセル開度に対応する理想的な駆動モータ５００の駆動状態を決定している。そして、理想車両状態決定装置７１０は、決定した理想車両状態にするための目標トルクＮｍ、目標回転数ｒｐｍを算出し、指示車両状態決定装置７２０に出力する。
【００５５】
理想車両状態決定装置７１０に現在ＳＯＣ状態％情報を出力する電源状態検出装置６２４は、バッテリ４００の状態を検出するバッテリ状態検出装置６２６から入力されるバッテリ充放電量ｗｈ、バッテリ温度ｄｅｇに基づいて、バッテリ充放電量ｗｈ、バッテリ温度ｄｅｇ及びＳＯＣ状態％情報を含むＳＯＣ状態情報（現在ＳＯＣ情報）を生成する。
【００５６】
この電源状態検出装置６２４は、バッテリ状態検出装置６２６から入力される情報に基づいて、ＳＯＣ情報としてＳＯＣ過小、過大、バッテリオーバーヒート等の情報をエラー状態決定装置７９０に出力する。
【００５７】
なお、バッテリ状態検出装置６２６は、バッテリから電圧Ｖ、電流Ａ及び温度ｄｅｇ等を検出して、バッテリ充放電量ｗｈ、バッテリ温度ｄｅｇを生成して電源状態検出装置６２４に出力している。
【００５８】
理想電源状態決定装置７３０には、バッテリ充放電効率分布マップ７５２から充放電効率情報、発電機運転効率分布マップ７５３及びエンジン運転効率分布マップ７５４から発電機効率情報、ボタンスイッチ状態検出装置６１８から運転モード情報が入力される。
【００５９】
また、理想電源状態決定装置７３０には、電源状態検出装置６２４から現在ＳＯＣ状態％情報、エラー状態決定装置７９０からエラー状態情報、加えて、車両状態検出装置６２８から車両状態情報（現在走行負荷Ｎ、加速負荷Ｎ、勾配負荷Ｎ、車速ｋｐｈ、加速度ｇ情報）がそれぞれ入力される。
【００６０】
これら入力される情報に基づいて、理想電源状態決定装置７３０は、車両が理想的な電源状態となるように駆動ユニット２００の各構成要素に対する制限、目標、動作情報を生成する。そして、理想電源状態決定装置７３０は、生成した各情報を指示車両状態決定装置７２０や指示電源状態決定装置７４０に出力する。
【００６１】
詳細には、理想電源状態決定装置７３０は、バッテリ４００の充電量を決定するものであり、入力されるバッテリ状態ＳＯＣからバッテリ充電量を計算し、これに駆動モータ５００の出力から現在使用している電力を加算して目標発電量を決定する。これに基づいて理想電源状態決定装置７３０は、制限トルクＮｍ及び制限回転数ｒｐｍを指示車両状態決定装置７２０に出力し、発電機動作決定情報、目標トルクＮｍ、目標電力Ｋｗ、目標回転数ｒｐｍを指示電源状態決定装置７４０に出力する。
【００６２】
図６は、理想電源状態決定装置７３０の要部構成を示すブロック図である。なお、図６では、ＰＥＶモードで用いられる理想電源状態決定装置７３０の要部構成を示している。
【００６３】
理想電源状態決定装置７３０は、エンジン始動要否判定部７３０１、充電可否判断部７３０２、モータ出力電力算定部７３０３、バッテリ充電電力算定部７３０４、モータ出力制限要否判定部７３０５、モータ出力制限値算出部７３０６、加算部７３０７、発電機目標出力値算定部７３０８等を有する。
【００６４】
エンジン始動要否判定部７３０１は、入力される情報（例えば、エラー状態情報、運転情報及びセンサからのセンサ入力情報）に基づいてエンジンを始動させるか否かを判定し、その判定結果情報を充電可否判断部７３０２に出力する。
【００６５】
また、エンジン始動要否判定部７３０１は、判定結果を充電可否判断部７３０２の判断結果とともに、発電機の停止または動作を決定する発電機動作決定情報として指示電源状態決定装置７４０に出力する。
【００６６】
なお、図６に示すように、運転情報としては、走行モード情報（ＰＥＶ優先走行モード）、ＰＥＶ優先走行範囲情報（終了速度＝αｋｐｈ、開始速度＝α−Δαｋｐｈ）、ＰＥＶ優先可能バッテリ状態情報（許可ＳＯＣ＝β％、禁止ＳＯＣ＝β−Δβ％）、目標バッテリ状態情報（充電時目標ＳＯＣ％＝θ％、ＰＥＶ優先可能路面勾配情報（禁止勾配＝γ％、許可勾配＝γ−Δγ％）、ＰＥＶ優先可能加速度情報（禁止加速＝λｇ、許可加速＝λ−Δλｇ）等が挙げられる。
【００６７】
また、センサ入力情報としては、現在車速Ｖｃ（ｋｐｈ）、現在加速度Ａｃ（ｇ）、現在走行負荷(平坦)ＲＬｃ（Ｎ）、現在加速負荷Ａｌｃ（Ｎ）、現在勾配負荷ＳＬｃ（Ｎ）、現在バッテリＳＯＣη（％）等が挙げられる。
【００６８】
充電可否判断部７３０２は、入力されるエンジン始動要否判定結果情報と、走行モード情報、目標バッテリ状態情報、ＰＥＶ優先可能路面勾配情報、ＰＥＶ優先可能加速度情報及びセンサ入力情報に基づいて、バッテリを充電できるか否かを判断する。充電可否判断部７３０２は、この判断結果をバッテリ充電電力算定部７３０４に出力する。
【００６９】
バッテリ充電電力算定部７３０４は、充電可否判断部７３０２から入力される判断結果と、メモリ７５０のバッテリ充放電効率分布マップ７５２の情報とに基づいてバッテリへの充電電力を算定し、その算定結果を加算部７３０７に出力する。
【００７０】
モータ出力電力算定部７３０３は、センサから入力されるバッテリ電圧及びバッテリ電流に基づいて、発電機２１０により発電して供給する駆動モータ５００への出力電力を算定し、加算部７３０７に出力する。
【００７１】
加算部７３０７は、バッテリ充電電力算定部７３０４からの算定結果と、モータ出力電力算定部７３０３からの算定結果とを加算して、発電機目標出力値算定部７３０８に出力する。
【００７２】
発電機目標出力値算定部７３０８は、加算部７３０７から入力される駆動モータ５００への出力電力算定値及び発電機２１０への充電電力算定値を合計した合計電力算定値と、メモリ７５０の発電機運転分布マップ７５３及びエンジン運転効率分布マップ７５４の情報に基づいて、発電機２１０を駆動させた際に目標となる電力出力値を、発電機目標値（発電機目標電力ＰＧＩ（Ｗ）、発電機目標回転数ＮＧＩ（ｒｐｍ等）として算定する。
【００７３】
算定した発電機目標値は、指示電源状態決定装置７４０に出力される。なお、図２では、発電機目標値は、理想電源状態決定装置７３０から指示電源状態決定装置７４０に出力される目標トルクＮｍ、目標電力Ｋｍ、目標回転数ｒｐｍとして図示されている。
【００７４】
モータ出力制限要否判断部７３０５は、入力される現在バッテリＳＯＣη（％）に基づいて駆動モータ５００の出力制限の要否を判断し、その判断結果をモータ出力制限値算出部７３０６に出力する。
【００７５】
詳細には、モータ出力制限要否判断部７３０５は、供給電力により駆動する駆動モータ５００の出力に対して、現在のバッテリ４００の電池残量に応じて出力を制限するか否かを判断する。例えば、バッテリ４００の電池残量が所定量より少ない場合、駆動モータ５００に対して所定の値以上の出力が出ないように制限を加える。これにより、駆動モータ５００に供給する予定であった発電機２１０からの供給電力の余剰分をバッテリ４００に割り当てて、バッテリ４００の電池残量を所定電池残量にすることができる。
【００７６】
このようなモータ出力制限要否判断部７３０５からの判断結果に基づいて、モータ出力制限値算出部７３０６は、駆動モータ５００が駆動して出力する出力値に制限を加えてその出力制限値を、駆動モータ５００の出力制限（最大モータ出力＝ＰＭＩ（Ｗ）、最高モータ回転数＝ＮＭＩ（ｒｐｍ））情報として、指示車両状態決定装置７２０に出力する。
【００７７】
なお、図２では、駆動モータ５００の出力制限情報は、理想電源状態決定装置７３０から指示車両状態決定装置７２０へ出力される制限トルクＮｍ、制限回転数ｒｐｍで示されている。
【００７８】
図２に示す指示車両状態決定装置７２０は、入力される情報に基づいて、決定された理想車両状態となるように、駆動モータ５００の駆動及び駆動モータ５００に関連する各構成要素、例えば、ギャップ調整器５５０の駆動を制御するための指示情報を生成して出力する。
【００７９】
具体的に、指示車両状態決定装置７２０に入力される情報は、理想車両状態決定装置７１０から目標トルクＮｍ及び目標回転数ｒｐｍ、理想電源状態決定装置７３０から制限トルクＮｍ、制限回転数ｒｐｍである。
【００８０】
また、指示車両状態決定装置７２０には、車両状態検出装置６２８から車両状態情報（現在走行負荷Ｎ、加速負荷Ｎ、勾配負荷Ｎ、車速ｋｐｈ、加速度ｇ情報）が入力され、エラー状態決定装置７９０からエラー状態情報が入力される。
【００８１】
そして、指示車両状態決定装置７２０は、入力される情報に基づいて、駆動モータ５００への指示トルク及び駆動モータ５００への指示回転数ｒｐｍを、ギャップ量計算部７６０及び駆動モータ運転装置６３０にそれぞれ出力する。
【００８２】
ギャップ量計算部７６０は、指示車両状態決定装置７２０から入力される駆動モータ５００への指示トルク及び指示回転数と、駆動モータ運転装置６３０から入力される現在回転数と、ギャップ量−現在回転数との関係を示すマップ７８０とに基づいて、現在回転数に対応した駆動モータ５００におけるギャップ量Ｇ（図１に示すＧ１、Ｇ２）を算出する。
【００８３】
ギャップ量計算部７６０は、算出したギャップ量Ｇに対応する駆動信号をギャップ調整器駆動回路７７０に出力し、ギャップ調整器駆動回路７７０は、入力される駆動信号に基づいて駆動電流を生成し、ギャップ調整器５５０に出力して、ギャップ調整器５５０を駆動する。
【００８４】
ギャップ調整器駆動回路７７０は、駆動中でも常に変化する走行状態に合わせ、所望のトルクと回転数を得るのに最適な吸引力と反発力が発生するように、ロータ５３０とステータ５２０の相対位置（ギャップＧ）を制御する。
【００８５】
具体的には、発進のために必要な大きなトルクを必要とする場合、ギャップ調整器５５０を駆動制御することによって、ロータ５３０とステータ５２０との間のギャップを小さくする。ギャップＧが小さくなることから、ロータ５３０とステータ５２０間においては大きな吸引力・反発力が発生する。このときのロータ５３０の位置は、図１ではロータ５３０Ｂの位置であり、ギャップは最大ギャップＧ１となる。一方、高速運転のために、高い回転軸２３０の回転速度を必要とする場合、ギャップ調整器５５０を駆動制御することにより、ロータ５３０とステータ５２０との間のギャップＧを大きくする。このときのロータ位置は図１に示すロータ５３０Ａの位置であり、ギャップは最小ギャップＧ２となる。ギャップＧが大きくなることから、ロータ５３０とステータ５２０間においては小さな吸引力・反発力が発生することとなり、それに反比例する回転速度を高くすることができる。
【００８６】
ギャップ調整器５５０は、ギャップ調整器駆動回路７７０から出力される駆動電流に基づいて、所定長のギャップとなるように、可動部材を介してロータをステータに対して、接離方向に移動する。
【００８７】
駆動モータ運転装置６３０は、入力される情報に基づいて駆動モータ５００にＵ、Ｖ、Ｗ相を出力して駆動モータ５００を駆動制御する。この駆動モータ運転装置６３０に入力される情報は、指示車両状態決定装置７２０から入力される指示トルクＮｍ、指示回転数ｒｐｍ、駆動モータ状態検出装置６３２から入力される駆動モータ５００の現在トルクＮｍと、駆動モータ５００の現在回転数ｒｐｍである。この駆動モータ運転装置６３０は、駆動モータ５００に２４Ｖ以上の高電圧電源を供給する。
【００８８】
駆動モータ状態検出装置６３２は、駆動モータ５００の運転状態を検出するものであり、駆動モータ５００のからフィードバックされる回転数及びＵ．Ｖ．Ｗ相情報に基づいて実際の駆動モータ５００の状態を示すモータ状態情報を生成して出力する。
【００８９】
詳細には、駆動モータ状態検出装置６３２は、駆動モータ５００の状態を示す駆動モータ５００の回転数ＦＢ＿ｐｐｓ及び駆動モータ５００に入力されるＵ．Ｖ．Ｗ相ＦＢ＿Ａを検出する。これら検出した情報に基づいて、駆動モータ状態検出装置６３２は、現在の駆動モータ５００のトルク（現在トルクＮｍ）及び回転数（現在回転数ｒｐｍ）を駆動モータ運転装置６３０に出力する。加えて、駆動モータ状態検出装置６３２は、現在トルクＮｍを車両状態検出装置６２８に出力し、現在回転数ｒｐｍをギャップ量計算部７６０に出力する。さらに、駆動モータ状態検出装置６３２は、入力される情報、つまりフィードバックされる駆動モータ５００の回転数及び３相出力情報と予め設定された情報とを比較してエラー状態決定装置７９０に、過電流、過回転及びオーバーヒート等の情報を出力する。
【００９０】
車両状態検出装置６２８は、入力される情報、ここでは、駆動モータ状態検出装置６３２から得られる情報、車両の前後輪１０４、１０２から得られる情報、さらに車両重量等情報に基づいて実際の車両状態を検出する。詳細には、車両状態検出装置６２８は、駆動モータ状態検出装置６３２から入力される現在トルクＮｍ、後輪回転状態検出装置６３４や前輪回転状態検出装置６３５から入力される車輪回転情報及び予め設定される車両重量等の情報に基づいて、車両状態情報を生成して出力する。また、車両状態検出装置６２８は、入力される情報に基づいて生成する車両状態情報として、現在の車両状態が通常運転状態とは異なる異常状態である情報を生成し、エラー状態決定装置７９０に出力する。
【００９１】
この車両状態が異常状態である情報とは、例えば、実際の車速が上限車速とされる閾値を越える場合の車速超過や逆走状態などを示す情報などである。
【００９２】
後輪回転状態検出装置６３４は、後輪１０２の回転状態、つまり、車両後輪１０２の回転パルス方向を検出し、この検出した回転パルス方向の情報に基づいて車速ｋｐｍ、車両加速度ｇを生成して車両状態検出装置６２８に出力する。
【００９３】
前輪回転状態検出装置６３５は、前輪１０４の回転状態、つまり、車両前輪１０４の回転パルス方向を検出し、この検出した回転パルス方向の情報に基づいて車速ｋｐｍ、車両加速度ｇを生成して車両状態検出装置６２８に出力する。
【００９４】
指示電源状態決定装置７４０は、理想電源状態決定装置７３０から入力される発電機動作決定情報及び理想電源状態となるための目標値に基づいて、理想電源状態決定装置７３０で決定される理想電源状態となるように電源系の各構成要素を制御するための指示決定を行う。そして、指示電源状態決定装置７４０は、決定した指示内容を電源系の各構成要素、ここでは、発電機２１０及びエンジン２２０の駆動に関わる各構成要素に適宜出力する。
【００９５】
具体的に、指示電源状態決定装置７４０は、入力される情報に基づいて、発電機２１０の駆動を制御する発電機運転装置６３６に、発電機２１０を所定の回転数で駆動すべく指示発電機回転数ｒｐｍを出力する。また、指示電源状態決定装置７４０は、入力される情報に基づいて、エンジン２２０の駆動を制御する空気／燃料混合供給装置６３８に空気量（スロットル弁開度）及び燃料流量情報を、エンジン点火装置６４０に、点火ｏｎ／ｏｆｆ情報をそれぞれ出力する。
【００９６】
発電機運転装置６３６は、指示電源状態決定装置７４０から入力される指示発電機回転数ｒｐｍに加え、発電機状態検出装置６４２から入力される実際の発電機２１０の運転状態情報（現在発電電力ｋｗ及び現在発電回転数ｒｐｍ）に基づいて、発電機２１０に対し、Ｕ．Ｖ．Ｗ相出力Ａを行う。これにより発電機２１０は運転を制御される。
【００９７】
発電機状態検出装置６４２は、発電機２１０からのフィードバック情報（発電機２１０の回転数ＦＢ＿ｐｐｓ及びＵ．Ｖ．Ｗ相ＦＢ＿Ａ）を検出することによって、発電機２１０の実際の運転状態を検出する。そして、発電機状態検出装置６４２は、入力される実際の発電機２１０の運転状態情報に基づいて、発電機運転装置６３６に現在発電電力ｋｗ、現在発電回転数ｒｐｍを出力してフィードバック制御を行う。また、発電機状態検出装置６４２は、入力される情報に基づいて、発電機２１０の運転状態の異常状態を判定し、異常状態情報（過電流、過回転、オーバーヒート等を示す状態情報）を、エラー状態決定装置７９０に出力する。
【００９８】
空気／燃料混合供給装置６３８は、指示電源状態決定装置７４０から入力される空気量（スロットル弁開度）情報及び燃料流量情報に基づく割合で空気と燃料とを混合した混合気をエンジン２２０のシリンダ内に送り出す。
【００９９】
エンジン点火装置６４０は、指示電源状態決定装置７４０から入力される点火ｏｎ／ｏｆｆ情報に基づいてエンジン２２０に点火パルスを出力してエンジン２２０を点火する。
【０１００】
エンジン２２０は、これら入力される混合気及び点火ｏｎ／ｏｆｆ情報に基づいて駆動し、エンジン状態検出装置６４４によってエンジン回転数ｒｐｍ、エンジン水温ｄｅｇが検出される。
【０１０１】
エンジン状態検出装置６４４は、検出したエンジン回転数ｒｐｍ、エンジン水温ｄｅｇに基づいて、エンジンの駆動状態を検出する。そして、エンジン状態検出装置６４４は、始動失敗、過回転、オーバーヒート等のエンジン異常駆動状態であることを検出した場合、その情報をエラー状態決定装置７９０に出力する。
【０１０２】
エラー状態決定装置７９０は、車両の運転制御において異常状態が生じた場合、駆動ユニット２００を構成する各構成要素から入力される異常状態情報に基づいて、その異常状態情報が示す異常状態を、エラー状態表示情報として表示装置に出力する。また、エラー状態決定装置７９０は、入力される異常状態情報の示す異常状態に対応する制御を決定するために、エラー状態情報を指示車両状態決定装置７２０及び理想電源状態決装置７３０に出力する。
【０１０３】
このときエラー状態決定装置７９０は、入力される異常状態情報の示す異常状態が、駆動モータ５００を含む駆動モータ駆動制御系、発電機２１０を含む発電機２１０駆動制御系、エンジン２２０を含むエンジン駆動制御系にあるかを個別に判定する。
【０１０４】
そして、その判定に基づいて、エラー状態決定装置７９０は、駆動モータ５００、発電機２１０、エンジン２２０のそれぞれについて運転継続、制限運転、停止、再起不能停止等を判定し、その判定を示す旨の情報をエラー状態情報として指示車両状態決定装置７２０及び理想電源状態決定装置７３０に出力する。
【０１０５】
このエラー状態決定装置７９０に入力される異常状態情報としては、例えば、駆動モータ５００や発電機２１０における過電流、過回転及びオーバーヒートの情報、実際の車両状態（車速超過、逆走）、エンジン２２０における始動失敗、過回転及びオーバーヒートの情報、バッテリ４００におけるＳＯＣ過小、ＳＯＣ過大、バッテリオーバーヒートの情報などが入力される。
【０１０６】
表示装置６４６は、入力される情報に基づいて表示パネル６４８に表示を行うものである。具体的には、表示装置６４６には、エラー状態表示情報の他に、燃料消費計算部６５０によって燃料流量に基づいて計算される燃料消費情報、車両状態検出装置６２８からの車速情報が入力される。
【０１０７】
これら入力される情報に基づいて表示装置６４６は、車速ｋｐｈ、燃料ｋｐｌ、異常の各情報を表示パネル６４８に出力して表示させる。
【０１０８】
このハイブリッド車両１００では、理想車両状態決定装置７１０及び指示車両状態決定装置７２０を介して駆動モータ５００を含む車両駆動（車両状態）系が制御され、理想電源状態決定装置７３０及び指示電源状態決定装置７４０を介してエンジン２２０、発電機２１０及びバッテリ４００を含む電源系が制御される。
【０１０９】
このように構成されるハイブリッド車両１００では、アクセル開度％、ブレーキスイッチｏｎ／ｏｆｆ、モータ効率、運転モード、現在ＳＯＣ状態％等の情報が理想車両状態決定装置７１０に入力され、これに基づいて、理想車両状態決定装置７１０から指示車両状態決定装置７２０に目標トルクＮｍ、目標回転数ｒｐｍが入力される。
【０１１０】
ここで、理想電源状態決定装置７３０において、発電機２１０の動作を決定する処理を説明する。
【０１１１】
図７は、理想電源状態決定装置７３０において、発電無しで走行するＰＥＶモードと発電モードの選択処理を示すフローチャートである。
【０１１２】
まず、ステップＳ１０では、理想電源状態決定装置７３０は、入力される情報に基づいて、発電機２１０が発電中であるか否かを判定し、発電中、つまり、発電モードであれば、ステップＳ１１に移行し、発電中でなければステップＳ１２に移行する。このステップＳ１０では、理想電源状態決定装置７３０は、エンジン２２０の駆動による発電機２１０の駆動を伴う走行モード、つまり、発電モードか、発電機２１０の駆動を伴わないＰＥＶモードかを判定する。
【０１１３】
ステップＳ１１では、入力される現在のバッテリ状態を示す現在バッテリＳＯＣが、ＰＥＶ優先走行可能なバッテリ状態、つまり、ＰＥＶ優先可能を許可するバッテリの充電状態の閾値となる許可ＳＯＣβ（％）より大きいか否かを判定する。このステップＳ１１において、現在バッテリＳＯＣη（％）が、許可ＳＯＣβ（％）より大きい場合、ステップＳ１３に移行し、許可ＳＯＣβ以下である場合、ステップＳ１４に移行する。
【０１１４】
ステップＳ１３では、理想電源状態決定装置７３０は、車両状態検出装置６２８から入力される情報（現在加速負荷ＡＬｃ等）に基づいて、現在走行消費電流が現在負荷Ｌｃ−ΔＬｃより小さいか否かを判定する。ステップＳ１３では、現在走行消費電流が現在負荷Ｌｃ−ΔＬｃより小さければステップＳ１５に移行し、現在負荷Ｌｃ−ΔＬｃ以上であれば、ステップＳ１４に移行する。このステップＳ１３では、車両において、現在走行で消費している現在走行消費電流が、ＰＥＶモード走行可能な消費電流であるかを判定している。
【０１１５】
ステップＳ１４は、発電機動作モードを、発電機２１０を動作させる「発電動作」モードに設定し、「発電動作」を示す発電機動作決定情報を指示電源状態決定装置７４０に出力し、発電機２１０を駆動させ、ステップＳ１６に移行する。
【０１１６】
ステップＳ１５では、理想電源状態決定装置７３０において、現在路面勾配（％）が、ＰＥＶ優先可能路面勾配の閾値となる許可勾配γ−Δγ（％）より小さいか否かを判定し、小さければステップＳ１７に移行し、許可勾配γ−Δγ（％）以上であれば、ステップＳ１４に移行する。
【０１１７】
詳細には、ステップＳ１５では、車両状態検出装置６２８から入力される現在走行負荷(平坦)ＲＬｃ（Ｎ）と現在勾配負荷ＳＬｃ（Ｎ）とを用いて、現在路面勾配Ｘ（％）＝現在勾配負荷ＳＬｃ（Ｎ）／現在走行負荷(平坦)ＲＬｃ（Ｎ）×１００で算出する。
【０１１８】
このように算出した現在路面勾配Ｘ（％）がＰＥＶ優先可能路面勾配として許可された許可勾配γ−Δγ（％）より小さければ、ＰＥＶ優先走行可能として判断する。
【０１１９】
ステップＳ１７では、車両加速度（現在加速度Ａｃ（ｇ））がＰＥＶ優先走行可能加速度の閾値となる許可加速λ−Δλｇより小さいか否かを判定し、小さければ、ステップＳ１８に移行し、許可加速λ−Δλｇ以上であれば、ステップＳ１４に移行する。詳細には、ステップＳ１７では、理想電源状態決定装置７３０は、車両状態検出装置６２８から入力される現在加速度Ａｃ（ｇ）がＰＥＶ優先モード走行持続を許可する加速度の上限を示す許可速度λ−Δλｇより小さければＰＥＶ優先走行可能として判断する。
【０１２０】
ステップＳ１８では、現在車速がＰＥＶ優先走行範囲の開始速度α−Δαｋｐｈより遅いか否かを判定し、遅ければ、ステップＳ１９に移行し、開始速度α−Δαｋｐｈ以上であれば、ステップＳ１４に移行する。詳細には、ステップＳ１８では、理想電源状態決定装置７３０は、車両状態検出装置６２８から入力される現在車速Ｖｃ（ｋｐｈ）がＰＥＶ優先走行範囲を示す開始速度に至ってなければＰＥＶ優先走行可能であると判断する。
【０１２１】
ステップＳ１９では、発電機動作モードを、発電機２１０の動作を停止する「発電機停止」モード、つまり、ＰＥＶ走行モードに設定し、「発電機停止」を示す発電機動作決定情報を指示電源状態決定装置７４０に出力し、発電機２１０を駆動させ、ステップＳ１６に移行する。
【０１２２】
ステップＳ１６では、入力される情報に基づいて制御システム自体が終了しているか否かを判定し、終了していなければ、ステップＳ１０に移行し、処理を繰り返す。
【０１２３】
一方、ステップＳ１０において、発電中でない場合、つまり、車両自体がＰＥＶモードでない場合にステップＳ１２に移行して処理する。
【０１２４】
ステップＳ１２では、入力される現在のバッテリ状態を示す現在バッテリＳＯＣが、ＰＥＶ優先走行不能なバッテリ状態、つまり、ＰＥＶ優先可能を禁止するバッテリの充電状態の閾値となる禁止ＳＯＣβ−Δβ（％）より大きいか否かを判定する。
【０１２５】
このステップＳ１２において、現在バッテリＳＯＣη（％）が、禁止ＳＯＣβ−Δβ（％）より大きい場合、ステップＳ２０に移行し、禁止ＳＯＣβ−Δβ以下である場合、ステップＳ１４に移行する。
【０１２６】
ステップＳ２０では、車両状態検出装置６２８から入力される情報に基づいて、現在走行消費電流が現在負荷Ｌｃより小さいか否かを判定し、現在負荷Ｌｃより小さければステップＳ２１に移行し、現在負荷Ｌｃ以上であれば、ステップＳ１４に移行する。このステップＳ２０では、車両において、現在走行に消費している現在走行消費電流が、ＰＥＶモード走行可能な消費電流であるかを判定している。
【０１２７】
ステップＳ２１では、理想電源状態決定装置７３０において、現在路面勾配（％）が、ＰＥＶ優先可能路面勾配の閾値となる禁止勾配γ（％）より小さいか否かを判定し、小さければステップＳ２２に移行し、禁止勾配γ（％）以上であれば、ステップＳ１４に移行する。なお、ステップＳ２１における現在路面勾配Ｘ（％）は、ステップＳ１５での処理と同様に算出される。つまり、現在路面勾配Ｘ（％）は、車両状態検出装置６２８から入力される現在走行負荷(平坦)ＲＬｃ（Ｎ）と現在勾配負荷ＳＬｃ（Ｎ）とを用いて、現在勾配負荷ＳＬｃ（Ｎ）／現在走行負荷(平坦)ＲＬｃ（Ｎ）×１００で算出される。
【０１２８】
このステップＳ２１では、算出した現在路面勾配Ｘ（％）がＰＥＶ優先可能路面勾配の閾値となる禁止勾配γ（％）より小さければ、理想電源状態決定装置７３０は、ＰＥＶ優先走行可能として判定する。
【０１２９】
ステップＳ２２では、車両加速度（現在加速度Ａｃ（ｇ））がＰＥＶ優先走行を禁止する加速度の閾値となる禁止加速λｇより小さいか否かを判定し、小さければステップＳ２３に移行し、禁止加速λｇ以上であればステップＳ１４に移行する。詳細には、ステップＳ２２では、理想電源状態決定装置７３０は、車両状態検出装置６２８から入力される現在加速度Ａｃ（ｇ）が、ＰＥＶ優先モード走行持続できない加速度（禁止加速λｇ）より小さければＰＥＶ優先走行可能として判定する。
【０１３０】
ステップＳ２３では、現在車速がＰＥＶ優先走行範囲の終了速度αｋｐｈより遅いか否かを判定し、遅ければ、ステップＳ１９に移行し、終了速度αｋｐｈ以上でれば、ステップＳ１４に移行する。詳細には、ステップＳ２３では、理想電源状態決定装置７３０は、車両状態検出装置６２８から入力される現在車速Ｖｃ（ｋｐｈ）がＰＥＶ優先走行範囲を示す終了速度に至ってなければＰＥＶ優先走行可能であると判断する。
【０１３１】
これらステップＳ１０〜ステップＳ２３に示すように、車両は、ＰＥＶ走行優先モードでは、時速αまでエンジン始動し充電を行わないものとなっている。
【０１３２】
図８は、ボタンＳＷセットにより選択される発電無しで走行するＰＥＶモードと発電モードの選択処理を示すフローチャートである。
【０１３３】
まず、ステップＳ３０では、ボタンＳＷセットにおいてＰＥＶ優先走行モードのユーザスイッチが選択されているか否かを判定する。このステップＳ３０において、理想電源状態決定装置７３０に、走行モードとして、ＰＥＶ優先走行モード（図では「ＰＥＶ優先」で示す）が選択された情報が入力されていれば、ステップＳ３１に移行し、選択されていなければステップＳ３２に移行する。
【０１３４】
ステップＳ３１では、入力される現在のバッテリ状態を示す現在バッテリＳＯＣη（％）が、ＰＥＶ優先走行不能なバッテリ状態、つまり、ＰＥＶ優先可能を禁止するバッテリの充電状態の閾値となる禁止ＳＯＣβ−Δβ（％）より小さいか否かを判定する。
【０１３５】
このステップＳ３１において、現在バッテリＳＯＣη（％）が、禁止ＳＯＣβ−Δβ（％）より小さい場合、ステップＳ３３に移行し、禁止ＳＯＣβ−Δβ以上である場合、ステップＳ３４に移行する。
【０１３６】
ステップＳ３３は、発電機動作モードを、発電機２１０を動作させる「発電動作」モードに設定し、「発電動作」を示す発電機動作決定情報を指示電源状態決定装置７４０に出力し、発電機２１０を駆動させ、ステップＳ３５に移行する。
【０１３７】
ステップＳ３４では、発電機動作モードを、発電機２１０の動作を停止する「発電機停止」モード、つまり、ＰＥＶ走行モードに設定し、「発電機停止」を示す発電機動作決定情報を指示電源状態決定装置７４０に出力し、発電機２１０を駆動させ、ステップＳ３５に移行する。
【０１３８】
ステップＳ３５では、入力される情報に基づいて制御システム自体が終了しているか否かを判定し、終了していなければ、ステップＳ３０に移行し、処理を繰り返す。
【０１３９】
ステップＳ３２では、理想電源状態決定装置７３０は、入力される情報に基づいて、発電機２１０が現在発電中であるか否かを判定し、発電中、つまり、発電モードであれば、ステップＳ３６に移行し、発電中でなければステップＳ３７に移行する。なお、このステップＳ３２の処理は、先のステップＳ１０の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１４０】
ステップＳ３６では、入力される現在のバッテリ状態を示す現在バッテリＳＯＣが、ＰＥＶ優先走行可能なバッテリ状態、つまり、ＰＥＶ優先可能を許可するバッテリの充電状態の閾値となる許可ＳＯＣβ（％）より大きいか否かを判定する。なお、このステップＳ３６の処理は、先のステップＳ１１の処理と略同様の処理である。このステップＳ３６では、現在バッテリＳＯＣη（％）が、許可ＳＯＣβ（％）より大きい場合、ステップＳ３８に移行し、許可ＳＯＣβ以下である場合、ステップＳ３３に移行する。
【０１４１】
ステップＳ３８では、車両状態検出装置６２８から入力される情報に基づいて、現在走行消費電流が現在負荷Ｌｃ−ΔＬｃより小さいか否かを判定し、現在負荷Ｌｃ−ΔＬｃより小さければステップＳ３９に移行し、現在負荷Ｌｃ−ΔＬｃ以上であれば、ステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ３８の処理は、先のステップＳ１３の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１４２】
ステップＳ３９では、理想電源状態決定装置７３０において、現在路面勾配（％）が、ＰＥＶ優先可能路面勾配の閾値となる許可勾配γ−Δγ（％）より小さいか否かを判定し、小さければステップＳ４０に移行し、許可勾配γ−Δγ（％）以上であれば、ステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ３９の処理は、先のステップＳ１５の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１４３】
ステップＳ４０では、車両加速度（現在加速度Ａｃ（ｇ））がＰＥＶ優先走行可能加速度の閾値となる許可加速λ−Δλｇより小さいか否かを判定し、小さければ、ステップＳ４１に移行し、許可加速λ−Δλｇ以上であれば、ステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ４０の処理は、先のステップＳ１７の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１４４】
ステップＳ４１では、現在車速がＰＥＶ優先走行範囲の開始速度α−Δαｋｐｈより遅いか否かを判定し、遅ければ、ステップＳ３４に移行し、開始速度α−Δαｋｐｈ以上でれば、ステップＳ３３に移行する。詳細には、ステップＳ４１では、理想電源状態決定装置７３０は、車両状態検出装置６２８から入力される現在車速Ｖｃ（ｋｐｈ）がＰＥＶ優先走行範囲を示す開始速度に至ってなければＰＥＶ優先走行可能であると判断する。
【０１４５】
一方、ステップＳ３２において、発電中でない場合、つまり、車両自体がＰＥＶモードでない場合にステップＳ３７に移行して処理する。
【０１４６】
ステップＳ３７では、入力される現在のバッテリ状態を示す現在バッテリＳＯＣが、ＰＥＶ優先走行不能なバッテリ状態、つまり、ＰＥＶ優先可能を禁止するバッテリの充電状態の閾値となる禁止ＳＯＣβ−Δβ（％）より大きいか否かを判定する。なお、このステップＳ３２の処理は、先のステップＳ１０の処理と略同様の処理である。すなわち、ステップＳ３７では、現在バッテリＳＯＣη（％）が、禁止ＳＯＣβ−Δβ（％）より大きい場合、ステップＳ４２に移行し、禁止ＳＯＣβ−Δβ以下である場合、ステップＳ３３に移行する。
【０１４７】
ステップＳ４２では、車両状態検出装置６２８から入力される情報に基づいて、現在走行消費電流が現在負荷Ｌｃより小さいか否かを判定し、現在負荷Ｌｃより小さければステップＳ４３に移行し、現在負荷Ｌｃ以上であれば、ステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ４２の処理は、先のステップＳ２０の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１４８】
ステップＳ４３では、理想電源状態決定装置７３０において、現在路面勾配（％）が、ＰＥＶ優先可能路面勾配の閾値となる禁止勾配γ（％）より小さいか否かを判定し、小さければステップＳ４４に移行し、禁止勾配γ（％）以上であれば、ステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ４３の処理は、先のステップＳ２１の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１４９】
ステップＳ４４では、車両加速度（現在加速度Ａｃ（ｇ））がＰＥＶ優先走行を禁止する加速度の閾値となる禁止加速λｇより小さいか否かを判定し、小さければステップＳ４５に移行し、禁止加速λｇ以上であればステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ４４の処理は、先のステップＳ２２の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１５０】
ステップＳ４５では、現在車速がＰＥＶ優先走行範囲の終了速度αｋｐｈより遅いか否かを判定し、遅ければ、ステップＳ３４に移行し、終了速度αｋｐｈ以上でれば、ステップＳ３３に移行する。なお、このステップＳ４５の処理は、先のステップＳ２３の処理と略同様の処理のため詳細な説明は省略する。
【０１５１】
このように、各決定装置７１０〜７４０は、それぞれ入力される情報に基づいて、エネルギ効率の最も良い状態でハイブリッド車両１００を運転しその走行状態を制御している。
【０１５２】
図９は、本実施の形態のハイブリッド車両１００における各決定装置７１０〜７４０によって制御されるエンジンとモータの設定出力比を示す図である。なお、この図９において、グラフＬ１０はモータ／エンジン出力比を示す曲線、グラフＬ１１は駆動モータの駆動出力（Ｋｗ）の駆動曲線、グラフＬ１２は従来のエンジン駆動の二輪車（例えば、エンジンによる最高出力(kW/rpm)：3.8(5.2PS)/8,000、最大トルク(N・m/rpm)：4.6(0.47kgf・m)/6,500）における実際出力（Ｋｗ）の駆動曲線である。
【０１５３】
図９に示すように、本実施の形態のハイブリッド車両１００では、各決定装置７１０〜７４０によって、駆動モータとエンジンとの出力比が、低中速域で大きく、高速にいくに従って低下するように制御されている。これは、アイドリング時等、低速回転で走行を始める際に、エンジン駆動する場合、エネルギ効率が悪く、エンジン極力高速に上げて出力することが望まれることに起因する。
【０１５４】
ハイブリッド車両１００では、各決定装置７１０〜７４０によって、駆動モータ５００の駆動出力が車速２０ｋｍ時点では略最大駆動出力となっている。そして、グラフＬ１１に示すように、各決定装置７１０〜７４０によって、駆動モータ５００の駆動出力が最大出力となる前に、エンジン２２０の出力に対する駆動モータ５００の出力比が、最大（ここでは、約１．６２倍）となっている。そして、このエンジン２２０の出力に対する駆動モータ５００の出力比は、車速の上昇に伴い漸次減少するように制御される。
【０１５５】
これにより、ハイブリッド車両１００では、各決定装置７１０〜７４０によって、駆動モータ５００の駆動出力が車速約１９ｋｍで最大になり、アクセル全開で加速を続けた場合、その最大の出力が維持されるように制御されている。グラフＬ１０に示す出力の最大値は、従来のエンジン駆動の二輪車の駆動曲線であるグラフＬ１２に示すように、後輪出力で約５０％以上となっている。グラフＬ１０に示すようにハイブリッド車両１００では、時速約１０ｋｍあたりから従来のエンジン車により後輪出力が高くなり初め、時速１５ｋｍから２０ｋｍで最大となり、時速４５ｋｍ付近で従来のエンジン駆動を示すグラフL１２と同等な値となる。また、ハイブリッド車両１００では、各決定装置７１０〜７４０は、駆動モータ５００の駆動出力が最大出力となるまでは、一様増加関数で表されるように制御する。
【０１５６】
図１０は、図９に示すハイブリッド車両１００における駆動モータの駆動出力Ｋｗと、駆動力Ｎとの関係を示す図である。なお、図１０において、グラフＬ１５は図９及び図１０に示すグラフＬ１２に対応する従来のエンジン駆動二輪車の実際の駆動力Ｎを示すグラフである。また、グラフＬ１６は、グラフＬ１１に対応するハイブリッド車両１００の駆動出力Ｎを示すグラフである。グラフＬ１７は、グラフＬ１０に対応する理想の駆動力Ｎを示すグラフである。
【０１５７】
図１０に示すように、ハイブリッド車両１００では、駆動モータ５００において、グラフＬ１１で示す駆動出力Ｎとなるように制御しているため、グラフＬ１６のように、中低速（約１０〜３０ｋｍ／ｈ）を大きく設定している。
【０１５８】
このようにハイブリッド車両１００では、各決定装置７１０〜７４０により制御される駆動モータ５００の駆動出力を示すグラフＬ１０は、最大出力値に至るまで作為的に無理のある出力カーブがなく、滑らかな右肩上がりの曲線である。よって、発進時から巡航時まで円滑な出力となるように、エンジン２２０と駆動モータ５００の出力が設定され、これらの駆動は制御されている。このため、グラフＬ１２に示す従来型のエンジン車と異なり、車速１０〜２０ｋｍ／ｈの低速域間で、排ガス、燃費及び騒音のため、駆動出力の下がる（図９のｄ部分）部分がない。
【０１５９】
よって、ハイブリッド車両１００は、運転者が停止状態からアクセルを開き、走行を開始する際に、駆動モータ走行による特有の円滑で安定した立ち上がりから、静寂性を維持した状態で、最高速までスムーズな駆動輪回転を実現することができる。
【０１６０】
また、図１０に示すように、ハイブリッド車両１００では、制御部７００は、全開加速中において、駆動モータ５００の駆動力を、車速１０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈの間は、４００Ｎ以上を維持しつつ車速の増加に伴い減少するように駆動モータを制御している。
【０１６１】
本発明の第１の態様に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、エンジンと、エンジンの駆動により発電する発電機と、前記発電機の発電力を充電するバッテリと、前記発電機及びバッテリのうち少なくとも一方からの電力によって駆動輪を駆動するモータと、所定の車速までは、バッテリから供給される電力により前記モータの駆動を制御するとともに、前記所定の車速を超えるときは、前記エンジンを駆動して前記発電機から供給された電力により前記モータの駆動を制御する制御部とを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記制御部は、前記モータの駆動出力を、前記所定の車速を超えるまでは増加させ、前記所定の車速を超えるときは維持させる構成を採る。
【０１６２】
この構成によれば、モータの駆動出力は、エンジンが始動する所定の車速までは増加し、所定の車速を超えたら所定の出力で維持されるため、バッテリのみでモータを駆動する際（例えば、電動駆動モード中）に、駆動出力が低下することなく、駆動出力を所定の車速まで加速できるとともに、所定の車速をこえても静粛性を維持しつつ最高速度までスムーズに駆動出力をつなげることができる。また、発進時から通常の走行まで加速するとき、モータの立ち上がりがスムーズになる。また、所定の車速を超えるときはエンジンを駆動することによりバッテリに電力を供給するため、容量の大きいバッテリを搭載することなく、バッテリ搭載スペースの縮小を図ることができる。
【０１６３】
よって、容量の大きいバッテリの必要がなく、搭載スペースを小さくすることができるととともに、発進時から巡航に至るまでの加速中において、モータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、運転者は好適な運転を行うことができる。
【０１６４】
本発明の第２の態様に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、上記構成において、前記制御部は、前記モータの駆動出力を、前記所定の車速を超え、前記エンジンが駆動され、且つ前記モータの駆動出力が最大となる前に、前記エンジンの前記モータに対する出力比を最大にする構成を採る。
【０１６５】
この構成によれば、モータの駆動出力は、所定の車速を超えてエンジンが駆動され且つ、モータの駆動出力の最大値となる前に、エンジンのモータに対する出力比を最大にするため、モータの駆動出力は、エンジンが始動する所定の車速までは増加し、所定の車速を超えたら最大出力で維持される。このため、所定の車速までバッテリのみでモータを駆動する際、駆動出力が低下することなく、駆動出力が最大となる所定の車速まで加速でき、その後も駆動出力が低下することがない。
【０１６６】
よって、発進時から巡航に至るまでの加速中において、モータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、運転者は好適な運転を行うことができる。
【０１６７】
本発明の第３の態様に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、上記構成において、前記制御部は、前記モータの駆動出力が、時速１５ｋｍ/ｈ〜２０ｋｍ/ｈで最大となるように前記モータを制御する構成を採る。
【０１６８】
この構成によれば、モータの駆動出力が、時速１５ｋｍ/ｈ〜２０ｋｍ/ｈで最大となるため、所定の車速までのバッテリのみでモータを駆動する際（例えば、電動駆動モード中）に、駆動出力を低下させることなく、駆動出力が最大となる所定の車速まで加速できる。
【０１６９】
本発明の第４の態様に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、上記構成において、前記モータは、回転子と、前記回転子に対向して配置されるステータと、を備え、前記回転子と前記ステータとの相対位置を変えることにより、前記回転子と前記ステータとの間のギャップ量を調整して駆動出力を変化させる可変ギャップ式モータである構成を採る。
【０１７０】
この構成によれば、駆動モータは、可変ギャップ式モータであるため、回転子とステータとのギャップ間が小さい程、回転数は減少するが駆動出力（トルク）は大きくなり、ギャップ間が大きくなるに従い回転数は増大するが駆動出力は小さくなるという特性を有する。よって、駆動モータである可変ギャップ式モータの駆動出力が最大出力値で維持された所定の車速を超える場合、駆動モータでは、トルクが低下しても高回転数は維持されることとなる。つまり、所定の車速を超えても、車速を維持する回転数は確保でき、所定の車速以上の巡航中においても、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことがない。このように、可変ギャップ式モータを用いた場合、所定の車速を超える場合におけるモータの駆動出力の維持が容易になる。
【０１７１】
したがって、本駆動制御装置をハイブリッド車両に搭載した場合、搭載スペースを小さくすることができ、発進時から巡航に至るまでの加速中において、モータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、好適な運転をさせることができる。
【０１７２】
本発明の第５の態様に係るハイブリッド車両は、上記構成のハイブリッド車両の駆動制御装置を備える構成を採る。この構成によれば上記第１の態様に係るハイブリッド車両の駆動制御装置と同様の効果を有するハイブリッド車両となる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置は、搭載スペースを小さくすることができ、発進時から巡航に至るまでの加速中において、モータが滑らかに立ち上がり、運転者に対して推力減少を体感させず、乗車フィーリングに影響を及ぼすことなく、運転者に好適な運転を行わせることができる効果を有し、ハイブリッド車両、おもにハイブリッド二輪車の駆動装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る駆動装置の駆動ユニットの平断面図
【図２】本発明に係る電動車両の備える制御駆動装置である制御システム全体を示すブロック図
【図３】バッテリ充放電効率分布マップの一例を示す図
【図４】発電機運転効率分布マップの一例を示す図
【図５】エンジン運転効率分布マップの一例を示す図
【図６】図２に示す理想電源状態決定装置の要部構成を示す図
【図７】理想電源状態決定装置において、発電無しで走行するＰＥＶモードと発電モードの選択処理を示すフローチャート
【図８】ボタンＳＷセットにより選択される発電無しで走行するＰＥＶモードと発電モードの選択処理を示すフローチャート
【図９】本発明の一実施の形態に係る駆動装置の制御部によって制御されるエンジンとモータの設定出力比を示す図
【図１０】図９に示すハイブリッド車両１００における駆動モータの駆動出力Ｋｗと、駆動力Ｎとの関係を示す図
【図１１】従来の原付スクータにおいて全開加速した場合のエンジン運転状態を示す図
【符号の説明】
【０１７５】
１００  ハイブリッド車両
１０２  後輪（駆動輪）
２００  駆動ユニット
２１０  発電機
２２０  エンジン
４００  バッテリ
５００  駆動モータ
５１０  回転軸
５２０  ステータ
５３０  ロータ（回転子）
６１０  アクセル状態検出装置
６１２  アクセル
６２８  車両状態検出装置
６３４  後輪状態検出装置
６３５  前輪状態検出装置
７００  制御部
７１０  理想車両状態決定装置
７２０  指示車両状態決定装置
７３０  理想電源状態決定装置
７４０  指示電源状態決定装置
７５０  メモリ
Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１６  グラフ
【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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【図１０】
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【図１１】
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