(57)【要約】【課題】簡単な構成によって十分な音圧レベルの可聴音を発生する車両駆動装置を提供する。【解決手段】電気自動車駆動装置は、モータジェネレータＭＧを車両駆動用のモータとして用いる。モータジェネレータＭＧの制御に伴い、モータジェネレータＭＧにはリプル成分を含む電流が流れる。電気自動車駆動装置は、このリプル成分に基づく電磁力によってモータジェネレータＭＧに生じる機械的振動に、モータジェネレータＭＧの構成部材またはその周辺部材を共鳴させることで、車両の接近を歩行者に報知する接近報知音を発生する。電気自動車駆動装置は、車両の走行状態に応じてインバータ１２のキャリア周波数を設定し、複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材のうち、固有振動数がリプル成分の周波数に一致する部材に接近報知音を発生させる。【選択図】図１
2012228138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するモータと、
スイッチング制御に応じた電力を前記モータに供給するインバータと、
前記インバータに対しスイッチング制御を行う制御部と、
を備え、
前記モータは、自らに流れる電流のリプル成分の周波数と自らの固有振動数とが一致したときに共鳴による可聴音を発生し、
前記制御部は、
スイッチング制御を行うときのキャリア周波数を調整して、前記リプル成分の周波数を制御することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両駆動装置において、
前記モータと共に用いられ、前記リプル成分の周波数と自らの固有振動数とが一致したときに共鳴による可聴音を発生する周辺部材を備えることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
車両を駆動するモータと、
スイッチング制御に応じた電力を前記モータに供給するインバータと、
前記インバータに対しスイッチング制御を行う制御部と、
前記モータと共に用いられ、前記モータに流れる電流のリプル成分の周波数と自らの固有振動数とが一致したときに共鳴による可聴音を発生する周辺部材と、
を備え、
前記制御部は、
スイッチング制御を行うときのキャリア周波数を調整して、前記リプル成分の周波数を制御することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の車両駆動装置において、
前記モータは、異なる複数の固有振動数を有し、
前記制御部は、キャリア周波数を調整し、前記複数の固有振動数のうちいずれかに前記リプル成分の周波数を一致させることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の車両駆動装置において、
異なる固有振動数を有する複数の前記周辺部材を備え、
前記制御部は、キャリア周波数を調整し、複数の前記周辺部材に基づく複数の固有振動数のうちいずれかに前記リプル成分の周波数を一致させることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項６】
請求項２に記載の車両駆動装置において、
異なる固有振動数を有する複数の前記周辺部材を備え、
前記モータは、複数の異なる固有振動数を有し、
前記制御部は、キャリア周波数を調整し、前記モータおよび複数の前記周辺部材に基づく複数の固有振動数のうちいずれかに前記リプル成分の周波数を一致させることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の車両駆動装置において、
前記制御部は、前記複数の固有振動数に対応して定められた複数の周波数のうちいずれかを、前記車両の速度に応じて選択し、選択した周波数にキャリア周波数を設定することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項８】
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の車両駆動装置において、
前記制御部は、前記複数の固有振動数に対応して定められた複数の周波数のうちいずれかを、前記車両の加速度を制御する加速制御部の状態に応じて選択し、選択した周波数にキャリア周波数を設定することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車両駆動装置において、
前記加速制御部は、アクセルペダルを含み、
前記アクセルペダルの操作量と所定の閾値との比較に応じて、先に選択した周波数よりも高い周波数を選択することを特徴とする車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動装置に関し、特に、モータのスイッチング制御に基づいて可聴音を発生する装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータを用いて走行するハイブリッド自動車が広く用いられている。一般に、ハイブリッド自動車は、車両の速度が所定の速度に達するまでモータの駆動力によって走行する。そして、車両の速度が所定の速度に達したとき、アクセルペダルの操作量が所定量を超えたとき、二次電池の充電量が低下したとき等にエンジンを始動し、モータおよびエンジンの合成駆動力、あるいは、エンジンの駆動力によって走行する。エンジンの駆動力は、車両の走行のみならず、二次電池の充電用に設けられたジェネレータの駆動にも用いられる。また、このようなハイブリッド自動車の他、モータを用いて走行する電気自動車が広く用いられている。
【０００３】
ハイブリッド自動車、電気自動車等の車両は、低速走行時における騒音が小さい。そのため、これらの車両は、従来のエンジン駆動車両に比べて、歩行者や自転車利用者が聴覚によって車両の接近を認識することが容易でない場合がある。そこで、走行状態、運転操作等に応じて、報知音を発生させる車両の研究開発が広く行われている。
【０００４】
特許文献１には、車両存在報知装置が記載されている。この装置では、可聴音で変調された超音波を車両に搭載されたスピーカから放射し、歩行者に聞き取られる音を車両からの距離に応じて変化させる。特許文献２には、電気車両の制御装置が記載されている。この装置では、スイッチング制御に伴う電磁音を電動機から発生させる。また、電動機を制御する逆変換部の制御により、電動機が停止しているときにおいても電磁音を発生させる。引用文献３には、原動機とモータとを搭載した車両が記載されている。この車両では、運転操作と車室内の音の体感との違和感が解消されるような制御が実行される。その一つの制御として、アシストモータを駆動する駆動回路のキャリア周波数を運転操作に応じて変化させ、駆動回路から発せられる音の周波数を運転操作に応じて変化させるものが記載されている。引用文献４には、車両のモータの制御装置が記載されている。この装置では、インバータからモータに供給される電流を制御してモータで電磁音を発生させる。そして、車両の走行状態に応じて電磁音の周波数または大きさを変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１５０２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−９３９０８号公報
【特許文献３】特開平９−４６８１９号公報
【特許文献４】特開２００５−１３０６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている装置では、車両を駆動させる装置に加え、報知音を発生するための装置が必要となる。そのため、この装置には、車両に搭載される部品の数が多くなるという問題がある。また、引用文献２〜４に記載されている装置では、電磁音または回路の振動音が可聴音となる程度に、モータを駆動制御する回路のスイッチング周波数を低下させている。しかし、これらの引用文献に記載の装置では、十分な音圧レベルの可聴音を容易に発生させることができるとは限らない。
【０００７】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、簡単な構成によって十分な音圧レベルの可聴音を発生する車両駆動装置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】
【０００８】
本発明は、車両を駆動するモータと、スイッチング制御に応じた電力を前記モータに供給するインバータと、前記インバータに対しスイッチング制御を行う制御部と、を備え、前記モータは、自らに流れる電流のリプル成分の周波数と自らの固有振動数とが一致したときに共鳴による可聴音を発生し、前記制御部は、スイッチング制御を行うときのキャリア周波数を調整して、前記リプル成分の周波数を制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、前記モータと共に用いられ、前記リプル成分の周波数と自らの固有振動数とが一致したときに共鳴による可聴音を発生する周辺部材を備える。
【００１０】
また、本発明は、車両を駆動するモータと、スイッチング制御に応じた電力を前記モータに供給するインバータと、前記インバータに対しスイッチング制御を行う制御部と、前記モータと共に用いられ、前記モータに流れる電流のリプル成分の周波数と自らの固有振動数とが一致したときに共鳴による可聴音を発生する周辺部材と、を備え、前記制御部は、スイッチング制御を行うときのキャリア周波数を調整して、前記リプル成分の周波数を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、前記モータは、異なる複数の固有振動数を有し、前記制御部は、キャリア周波数を調整し、前記複数の固有振動数のうちいずれかに前記リプル成分の周波数を一致させる。
【００１２】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、異なる固有振動数を有する複数の前記周辺部材を備え、前記制御部は、キャリア周波数を調整し、複数の前記周辺部材に基づく複数の固有振動数のうちいずれかに前記リプル成分の周波数を一致させる。
【００１３】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、異なる固有振動数を有する複数の前記周辺部材を備え、前記モータは、複数の異なる固有振動数を有し、前記制御部は、キャリア周波数を調整し、前記モータおよび複数の前記周辺部材に基づく複数の固有振動数のうちいずれかに前記リプル成分の周波数を一致させる。
【００１４】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、前記制御部は、前記複数の固有振動数に対応して定められた複数の周波数のうちいずれかを、前記車両の速度に応じて選択し、選択した周波数にキャリア周波数を設定する。
【００１５】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、前記制御部は、前記複数の固有振動数に対応して定められた複数の周波数のうちいずれかを、前記車両の加速度を制御する加速制御部の状態に応じて選択し、選択した周波数にキャリア周波数を設定する。
【００１６】
また、本発明に係る車両駆動装置は、望ましくは、前記加速制御部は、アクセルペダルを含み、前記アクセルペダルの操作量と所定の閾値との比較に応じて、先に選択した周波数よりも高い周波数を選択する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成によって十分な音圧レベルの可聴音を発生する車両駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る電気自動車駆動装置の構成を示す図である。
【図２】インバータの構成例を示す図である。
【図３】インバータ制御部の構成を示す図である。
【図４】接近報知音の周波数制御のフローチャートである。
【図５】車両速度とキャリア周波数との関係を示す図である。
【図６】応用制御のフローチャートである。
【図７】キャリア周波数の変化の例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車駆動装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、本発明の実施形態に係る電気自動車駆動装置の構成が示されている。この装置は、モータジェネレータＭＧを車両駆動用のモータとして用いるものである。モータジェネレータＭＧの制御に伴い、モータジェネレータＭＧにはリプル成分を含む電流が流れる。電気自動車駆動装置は、このリプル成分に基づく電磁力によってモータジェネレータＭＧに生じる機械的振動に、モータジェネレータＭＧの構成部材またはその周辺部材を共鳴させることで、車両の接近を歩行者に報知する接近報知音を発生する。
【００２０】
電気自動車駆動装置の構成および走行制御について説明する。直流電源回路１０は、繰り返し充放電が可能な二次電池を備え、正極伝送線Ｐおよび負極伝送線Ｎを介してインバータ１２に直流電圧を出力する。直流電源回路１０には、例えば、二次電池の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、昇圧後の直流電圧を出力する回路が用いられる。
【００２１】
インバータ１２は、車両を加速する場合、直流電源回路１０から出力された電圧に基づく直流電力を３相交流電力に変換し、その３相交流電力を電力伝送線Ｕ、ＶおよびＷを介してモータジェネレータＭＧに出力する。モータジェネレータＭＧは、インバータ１２から出力された３相交流電力に基づいてトルクを発生し、発生したトルクをトルク伝達機構１４に与える。トルク伝達機構１４は、モータジェネレータＭＧから与えられたトルクを車輪１６に伝達する。これによって車両が加速する。
【００２２】
インバータ１２は、車両を回生制動する場合、モータジェネレータＭＧが発電した３相交流電力を電力伝送線Ｕ、ＶおよびＷを介して取得する。そして、取得した３相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を正極伝送線Ｐおよび負極伝送線Ｎを介して直流電源回路１０に出力する。直流電源回路１０は、インバータ１２から出力された直流電力に基づいて充電を行う。これによって、モータジェネレータＭＧは制動トルクを発生すると共に、直流電源回路１０が備える二次電池を充電する。トルク伝達機構１４はモータジェネレータＭＧの制動トルクによって車輪１６を制動する。これによって車両が減速する。
【００２３】
運転操作部２０は、アクセルペダル、ブレーキペダル、運転席に設けられた操作パネル等を含み、コントロールユニット１８に運転操作に関する情報を与える。モータジェネレータＭＧは、その回転数を検出するレゾルバ２２を備える。レゾルバ２２は、回転数の検出値をコントロールユニット１８に出力する。コントロールユニット１８は、レゾルバ２２の検出値、運転操作に関する情報等に基づいて直流電源回路１０およびインバータ１２を制御する。直流電源回路１０は、インバータ１２に出力する直流電圧をコントロールユニット１８の制御に応じて調整する。インバータ１２は、コントロールユニット１８の制御に基づいて、直流電源回路１０とモータジェネレータＭＧとの間の直流交流変換を行うと共に、直流電源回路１０とモータジェネレータＭＧとの間で授受される電力を調整する。
【００２４】
図２にはインバータ１２の構成例が示されている。この回路は、それぞれが上側ＩＧＢＴ２４−１および下側ＩＧＢＴ２４−２を含む３組のＩＧＢＴ組２４ｕ、２４ｖおよび２４ｗを備える。各ＩＧＢＴ組における上側ＩＧＢＴ２４−１のエミッタ端子は同じ組の下側ＩＧＢＴ２４−２のコレクタ端子に接続されている。また、各ＩＧＢＴのコレクタ端子とエミッタ端子との間には、エミッタ端子側がアノード端子となるようダイオード２４−３が接続されている。
【００２５】
各ＩＧＢＴ組の上側ＩＧＢＴ２４−１のコレクタ端子は共通に接続され、直流電源回路１０からの正極伝送線Ｐに接続されている。また、各ＩＧＢＴ組の下側ＩＧＢＴ２４−２のエミッタ端子は共通に接続され、直流電源回路１０からの負極伝送線Ｎに接続されている。
【００２６】
ＩＧＢＴ組２４ｕの上側ＩＧＢＴ２４−１と下側ＩＧＢＴ２４−２の接続節点は、モータジェネレータＭＧの電力伝送線Ｕに接続されている。また、ＩＧＢＴ組２４ｖの上側ＩＧＢＴ２４−１と下側ＩＧＢＴ２４−２の接続節点は、モータジェネレータＭＧの電力伝送線Ｖに接続され、ＩＧＢＴ組２４ｗの上側ＩＧＢＴ２４−１と下側ＩＧＢＴ２４−２の接続節点は、モータジェネレータＭＧの電力伝送線Ｗに接続されている。
【００２７】
ここでは、インバータ１２のスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いた例を示しているが、スイッチング素子としては、サイリスタ、トライアック、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等のその他の半導体素子を用いてもよい。
【００２８】
コントロールユニット１８は、各ＩＧＢＴ組が備える上側ＩＧＢＴ２４−１および下側ＩＧＢＴ２４−２に対しスイッチングを行い、直流電源回路１０とモータジェネレータＭＧとの間の直流交流変換をインバータ１２に行わせる。
【００２９】
図２のインバータ１２を制御するためにコントロールユニット１８の内部に構成されるインバータ制御部の例が図３に示されている。指令信号生成部２８は、交流電圧指令値Ｖｕ、ＶｖおよびＶｗを、それぞれ、減算器３０ｕ、３０ｖ、および３０ｗに出力する。この交流電圧指令値は、インバータ１２が出力する交流電圧を規定するものである。
【００３０】
三角波信号生成部２６は、キャリア信号としての三角波信号を減算器３０ｕ、３０ｖ、および３０ｗに出力する。この三角波信号の周波数はキャリア周波数と称される。減算器３０ｕは、交流指令電圧Ｖｕから三角波信号を減算した信号をドライバ３２ｕに出力する。ドライバ３２ｕは、減算器３０ｕから出力された信号が負であるときは、ＩＧＢＴ組２４ｕの上側ＩＧＢＴをオンにする信号を上側ＩＧＢＴに出力し、ＩＧＢＴ組２４ｕの下側ＩＧＢＴをオフにする信号を下側ＩＧＢＴに出力する。他方、ドライバ３２ｕは、減算器３０ｕから出力された信号が０または正であるときは、ＩＧＢＴ組２４ｕの上側ＩＧＢＴをオフにする信号を上側ＩＧＢＴに出力し、ＩＧＢＴ組２４ｕの下側ＩＧＢＴをオンにする信号を下側ＩＧＢＴに出力する。
【００３１】
減算器３０ｖおよびドライバ３２ｖは、それぞれ、減算器３０ｕおよびドライバ３２ｕが実行する処理と同様の処理によってＩＧＢＴ組２４ｖを制御する信号を出力し、減算器３０ｗおよびドライバ３２ｗは、それぞれ、減算器３０ｕおよびドライバ３２ｕが実行する処理と同様の処理によってＩＧＢＴ組２４ｗを制御する信号を出力する。
【００３２】
このような構成によって、インバータ１２は、直流電源回路１０とモータジェネレータＭＧとの間で直流交流変換を行う。すなわち、インバータ１２は、スイッチング制御に応じて、直流電源回路１０から出力された直流電力を３相交流電力に変換してモータジェネレータＭＧに出力し、または、モータジェネレータＭＧから出力された３相交流電力を直流電力に変換して直流電源回路１０に出力する。
【００３３】
次に、電気自動車駆動装置が接近報知音を発生する動作について説明する。モータジェネレータＭＧの電力伝送線Ｕ、Ｖ、およびＷのそれぞれに流れる電流には、インバータ１２のスイッチング制御に基づくリプル成分が含まれる。電気自動車駆動装置は、リプル成分に基づく電磁力によってモータジェネレータＭＧに生じる機械的振動を利用して、接近報知音としての可聴音を発生させる。
【００３４】
図３に示されたインバータ制御部によって、図２に示されたインバータ１２に対するスイッチング制御を行った場合、各電力伝送線に流れる電流のリプル成分の周波数は、キャリア周波数の２倍の周波数となる。
【００３５】
モータジェネレータＭＧの各相のステータ巻線は、自らに流れる電流のリプル成分に基づく電磁力によって機械的に振動する。そして、リプル成分の周波数が可聴周波数帯域内の周波数である場合には、ステータ巻線は機械的振動に基づく可聴音を発生する。さらに、キャリア周波数の設定により、リプル成分の周波数をステータ巻線の固有振動数に一致させた場合には、共鳴現象によってステータ巻線の機械的振動が大きくなる。これによって、ステータ巻線は、接近報知音として十分な音圧レベルを有する可聴音を発生する。
【００３６】
また、ステータ巻線の機械的振動は、モータジェネレータＭＧの筐体、回転子、シャフト等のモータジェネレータＭＧの構成部材（以下、モータジェネレータ構成部材とする。）に伝えられる。さらに、ステータ巻線の機械的振動は、モータジェネレータＭＧのシャフトが取り付けられたトルク伝達機構１４、モータジェネレータＭＧに設けられた部品等のモータジェネレータＭＧの周辺部材にも伝えられる。
【００３７】
機械的振動の発生源となる部材としては、ステータ巻線の他、回転子がある。例えば、モータジェネレータＭＧの回転数は、ステータ巻線に流れる電流のリプル成分の周波数に応じて変動する。このような回転振動は、モータジェネレータＭＧの回転子、シャフト等に伝えられる。さらに、回転振動は、トルク伝達機構１４、モータジェネレータＭＧに設けられた部品等にも伝えられる。
【００３８】
したがって、キャリア周波数の設定により、リプル成分の周波数をモータジェネレータ構成部材の固有振動数に一致させた場合には、共鳴現象によってモータジェネレータ構成部材の機械的振動が大きくなる。そして、リプル成分の周波数を周辺部材の固有振動数に一致させた場合には、共鳴現象によって周辺部材の機械的振動が大きくなる。これによって、モータジェネレータ構成部材または周辺部材は、接近報知音として十分な音圧レベルを有する可聴音を発生する。したがって、接近報知音を発生させるための部品を新たに追加することなく、電気自動車駆動装置に従来から用いられている既存の部品によって接近報知音を発生させることができる。
【００３９】
周辺部材としては、上記の他、直流電源回路１０およびインバータ１２を収納する筐体、直流電源回路１０を構成する部品、インバータ１２を構成する部品等がある。また、トルク伝達機構１４は、ギア、シャフト、筐体等によって構成され、これらの構成部品も可聴音を発生する周辺部材となり得る。トルク伝達機構１４の一部としてトランスアクスルが構成されている場合は、トランスアクスルもまた可聴音を発生する周辺部材となり得る。
【００４０】
本実施形態に係る電気自動車駆動装置は、異なる周波数を有する接近報知音を走行状態に応じて発生する。以下に、その原理について説明する。電気自動車駆動装置は、複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材を備える。これら複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材は、互いに異なる固有振動数を有する。キャリア周波数の設定により、リプル成分の周波数を複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材のいずれかの固有振動数に一致させた場合には、リプル成分の周波数に固有振動数が一致する部材が接近報知音としての可聴音を発生する。
【００４１】
そこで、電気自動車駆動装置は、車両の走行状態に応じてキャリア周波数を設定し、複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材のうち、固有振動数がリプル成分の周波数に一致する部材に接近報知音を発生させる。このような周波数制御によって、異なる周波数を有する接近報知音を走行状態に応じて発生することができる。
【００４２】
図４には、接近報知音の周波数制御のフローチャートが示されている。このフローチャートに基づく制御は、可聴周波数帯域内の第１周波数が、複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材のうちいずれかの固有振動数と一致し、可聴周波数帯域内の第２周波数が、複数のモータジェネレータ構成部材および複数の周辺部材のうちいずれかの固有振動数と一致するものとして実行される。ここで、第２周波数は第１周波数よりも高い周波数である。
【００４３】
この周波数制御を実行するに際しては、第１周波数および第２周波数を予め定めておき、ある１つのモータジェネレータ構成部材または周辺部材の固有振動数が第１周波数となり、他の１つのモータジェネレータ構成部材または周辺部材の固有振動数が第２周波数となるよう、電気自動車駆動装置を設計してもよい。例えば、ステータ巻線の固有振動数が第１周波数となり、モータジェネレータＭＧの筐体の固有振動数が第２周波数となるようモータジェネレータＭＧを設計する。あるいは、モータジェネレータＭＧの筐体が第１周波数となり、トランスアクスルの固有振動数が第２周波数となるようモータジェネレータＭＧを設計する。
【００４４】
コントロールユニット１８は、レゾルバ２２によって検出されたモータジェネレータＭＧの回転数に基づいて車両速度Ａを求める（Ｓ１０１）。そして、車両速度Ａが、所定の第１閾値Ｙ１未満であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。コントロールユニット１８は、車両速度Ａが、第１閾値Ｙ１未満であるときは、キャリア周波数とすべき周波数として第１周波数を選択する（Ｓ１０３）。他方、車両速度Ａが、第１閾値Ｙ１以上であるときは、車両速度Ａが、所定の第２閾値Ｙ２未満であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。コントロールユニット１８は、車両速度Ａが第２閾値Ｙ２未満であるときは、キャリア周波数とすべき周波数として第２周波数を選択する（Ｓ１０５）。他方、車両速度Ａが第２閾値Ｙ２以上であるときは、キャリア周波数とすべき周波数として可聴周波数帯域内の周波数よりも高い第３周波数を選択する（Ｓ１０６）。コントロールユニット１８は、選択した周波数にキャリア周波数を設定し（Ｓ１０７）、そのキャリア周波数でインバータ１２を制御する。
【００４５】
図５には、接近報知音の周波数制御における車両速度とキャリア周波数との関係が示されている。横軸は車両速度を示し縦軸はキャリア周波数を示す。すなわち、接近報知音の周波数制御によれば、車両速度Ａが第１閾値Ｙ１未満であるときは、キャリア周波数は第１周波数ｆ１に設定され、固有振動数が第１周波数である部材から接近報知音が発せられる。そして、車両速度Ａが第１閾値Ｙ１以上、かつ、第２閾値Ｙ２未満であるときは、キャリア周波数は第２周波数ｆ２に設定され、固有振動数が第２周波数である部材から接近報知音が発せられる。さらに、車両速度Ａが第２閾値Ｙ２以上であるときは、キャリア周波数は第３周波数ｆ３に設定される。第３周波数は可聴周波数帯域内の周波数よりも高いため、この場合は可聴音は発せられない。
【００４６】
このような制御によれば、車両速度Ａに従って、第１周波数の２倍の周波数、および第２周波数の２倍の周波数の２種類の音程の接近報知音が発せられる。これによって、車両が速い速度で接近しているか遅い速度で接近しているかを歩行者に知らせることができる。
【００４７】
なお、ここでは、車両速度に対して３つの範囲を定め、車両速度の範囲に応じて、第１〜第３周波数のうちいずれかの周波数にキャリア周波数を設定する制御について説明した。このような制御の他、車両速度の範囲を４つ以上に細分化し、異なる４種類以上の周波数のいずれかにキャリア周波数を設定する制御を実行してもよい。
【００４８】
次に、接近報知音の周波数制御の応用例について説明する。上述のように、モータジェネレータＭＧに流れる電流のリプル成分に対する共鳴現象によって接近報知音を発生させる場合、キャリア周波数は、その２倍の周波数が可聴周波数帯域内の周波数となるよう設定される。このように設定されたキャリア周波数は、従来の電気自動車駆動装置におけるキャリア周波数よりも低い場合が多い。インバータによって制御されるモータジェネレータは、キャリア周波数を低くするとエネルギー損失の増加、振動の発生等の問題が生じ、加速の際の制御特性が影響を受けることがある。
【００４９】
そこで、以下に説明する応用制御においては、車両が所定の速度未満で走行しているときにアクセルペダルの操作量が所定の閾値を超えたときには、キャリア周波数を加速時周波数に設定する。加速時周波数は、可聴周波数帯域内の周波数であり、第２周波数より高い周波数である。また、加速時周波数は、複数のモータジェネレータ構成部材および周辺部材のうちいずれかの部材の固有振動数と一致する。本応用制御によれば、接近報知音を発生することが可能な範囲で、できるだけ高い周波数にキャリア周波数を設定し、加速の際の制御特性を向上させることができる。
【００５０】
図６には、応用制御のフローチャートが示されている。図４に示される処理と同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。コントロールユニット１８は、ステップＳ１０３またはＳ１０５の処理によってキャリア周波数とすべき周波数を選択した場合、アクセルペダルの操作量Ｂが所定の閾値Ｔ以上であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。コントロールユニット１８は、アクセルペダルの操作量Ｂが所定の閾値Ｔ以上であるときは、キャリア周波数とすべき周波数として加速時周波数を選択する（Ｓ２０２）。他方、アクセルペダルの操作量Ｂが閾値Ｔ未満であるときは、キャリア周波数とすべき周波数は、ステップＳ１０３またはＳ１０５の処理によって選択されたものとする。コントロールユニット１８は、選択した周波数にキャリア周波数を設定し（Ｓ１０７）、そのキャリア周波数でインバータ１２を制御する。
【００５１】
このような制御によれば、車両速度Ａが速度閾値Ｙ２未満であり、アクセルペダルの操作量Ｂが閾値Ｔ以上のときには、キャリア周波数が加速時周波数に設定される。図７には、車両速度が時間の経過と共に０から増加し、車両速度がＹａのときにアクセルペダルの操作量Ｂが閾値Ｔ以上となった場合における、キャリア周波数の変化の例が矢印を以て示されている。車両速度が０からＹ１に至る前までは、キャリア周波数は第１周波数ｆ１に設定され、車両速度がＹ１に達すると共にキャリア周波数は第２周波数ｆ２に設定される。そして、車両速度がＹａに達したときにアクセルペダルの操作量が閾値Ｔ以上となると共に、キャリア周波数は加速時周波数ｆａに設定される。
【００５２】
本応用制御によれば、接近報知音を発生することが可能な範囲で、できるだけ高い周波数にキャリア周波数が設定される。これによって、加速の際の制御特性を向上することができる。また、本応用制御によれば、車両速度Ａに従って、第１周波数の２倍の周波数、および第２周波数の２倍の周波数の２種類の音程の接近報知音が発せられる。さらには、アクセルペダルの操作量Ｂが閾値Ｔ以上のときには、加速時周波数の２倍の周波数の音程の接近報知音が発せられる。これによって、車両が速い速度で接近しているか遅い速度で接近しているか、さらには、車両が加速をしているかを歩行者に知らせることができる。
【００５３】
ここでは、アクセルペダルの操作量と閾値Ｔとの比較判定（Ｓ２０１）に基づいてキャリア周波数とすべき周波数を設定する制御を採り上げた。このような制御の他、モータジェネレータＭＧに対するトルク指令値と所定の閾値との比較に基づいてキャリア周波数を設定する制御を実行してもよい。トルク指令値は、車両速度、運転操作部２０における操作等に基づいてコントロールユニット１８によって計算されている。コントロールユニット１８は、トルク指令値に基づいてインバータ１２のスイッチング制御を行う。すなわち、運転操作部２０およびコントロールユニット１８は、トルク指令値を用いて車両の加速制御を行う車両加速制御部としての機能を有している。
【００５４】
この場合、コントロールユニット１８は、トルク指令値が所定の閾値以上であるときは、キャリア周波数とすべき周波数として加速時周波数を選択する。他方、トルク指令値が所定の閾値未満であるときは、キャリア周波数とすべき周波数を、ステップＳ１０３またはＳ１０５の処理によって選択されたものとする。なお、トルク指令値の代わりに、モータジェネレータＭＧのトルクを制御するために運転操作部２０およびコントロールユニット１８で用いられているその他の制御変数（制御状態を表す変数）を用いてもよい。
【００５５】
また、ここでは、リプル成分の周波数において共鳴する周辺部材として、トルク伝達機構１４、モータジェネレータＭＧに設けられた部品等を採り上げた。周辺部材としては、リプル成分の周波数において共鳴させることを目的とした共鳴部材を採用してもよい。共鳴部材には、特定の固有振動数を有する板状の部材、筒状の部材、箱状の部材、音叉等を用いてもよい。共鳴部材は、例えば、機械的振動が生じるモータジェネレータＭＧの部位に固定される。
【００５６】
本発明は、図８に示されるハイブリッド自動車駆動装置に用いてもよい。図１に示す電気自動車駆動装置の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。このハイブリッド自動車駆動装置におけるモータジェネレータＭＧ２は、車両を加速すると共に回生制動を行う。また、ＭＧ２用インバータ３６は、直流電源回路１０とモータジェネレータＭＧ２との間で直流交流変換を行う。ＭＧ２用インバータ３６およびモータジェネレータＭＧ２は、それぞれ、図１に示す電気自動車駆動装置におけるインバータ１２およびモータジェネレータＭＧと同様の構成および機能を有する。
【００５７】
すなわち、ハイブリッド自動車駆動装置においては、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流のリプル成分に基づく機械的振動に、モータジェネレータＭＧ２の構成部材または周辺部材を共鳴させることで接近報知音を発生させる。
【００５８】
ハイブリッド自動車駆動装置は、さらに、エンジン４０を始動すると共に、エンジン４０の駆動力によって発電を行うモータジェネレータＭＧ１、および、直流電源回路１０とモータジェネレータＭＧ１との間で直流交流変換を行うＭＧ１用インバータ３４を備える。
【００５９】
エンジン４０、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の各シャフトは、トルク分割機構３８に取り付けられている。トルク分割機構３８はこれらの相互間でトルクを作用させる。トルク分割機構３８には、例えば、サンギア、リングギアおよびプラネタリギアによって構成されるプラネタリギアユニットが用いられる。さらに、モータジェネレータＭＧ２のシャフトには、トルク伝達機構１４が取り付けられている。トルク伝達機構１４には、例えば、モータジェネレータＭＧ２のシャフトの回転速度に対し、車輪１６の回転速度を減少させるデファレンシャルギアが用いられる。
【００６０】
トルク分割機構３８は、エンジン４０、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の各回転状態が調整されることで、エンジン４０およびモータジェネレータＭＧ２の少なくともいずれかによるトルクをトルク伝達機構１４に伝える。また、エンジン４０およびモータジェネレータＭＧ１の相互間でトルクを伝達する。
【００６１】
直流電源回路１０、ＭＧ２用インバータ３６およびモータジェネレータＭＧ２は、図１に示される直流電源回路１０、インバータ１２およびモータジェネレータＭＧの動作と同様の動作により、二次電池から供給される電力に基づいてモータジェネレータＭＧ２にトルクを発生させ、そのトルクで車両を加速すると共に、モータジェネレータＭＧ２による回生制動に基づく発電電力によって二次電池を充電する。
【００６２】
ハイブリッド自動車駆動装置においては、トルク伝達機構１４、トルク分割機構３８、エンジン４０、これらを構成する各部材、またはこれらの間でトルクを伝達するシャフトを、接近通報音を発生させる周辺部材とすることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  直流電源回路、１２  インバータ、１４  トルク伝達機構、１６  車輪、１８  コントロールユニット、２０  運転操作部、２２  レゾルバ、２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ  ＩＧＢＴ組、２４−１  上側ＩＧＢＴ、２４−２  下側ＩＧＢＴ、２４−３  ダイオード、２６  三角波信号生成部、２８  指令信号生成部、３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ  減算器、３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ  ドライバ、３４  ＭＧ１用インバータ、３６  ＭＧ２用インバータ、３８  トルク分割機構、４０  エンジン、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ。
【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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