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JP6993786B2 - 車両及び車両の制御方法 - Google Patents
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JP6993786B2 - 車両及び車両の制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪を駆動する回転電機を備える車両及び車両の制御方法に関する。
特許文献1では、共振現象の発生を抑制し、且つ、トルクリミッタ機構が占めるスペース効率を向上させることが可能なハイブリッド車両用駆動装置を提供することを目的としている([0009]、要約)。
当該目的を達成するため、特許文献1(要約)では、ハイブリッド車両用駆動装置100Aには、内周軸2aとジェネレータ60との動力伝達経路上に、ジェネレータ60とモータ70との間にトルクリミッタTLが設けられる。トルクリミッタTLは、ジェネレータ60のステータ65及び/又はモータ70のステータ75の少なくとも一部と軸方向においてオーバーラップする。
トルクリミッタTLは、変速機90のねじり固有振動数を高めて、変速機90のねじり固有振動数とエンジントルク変動周波数とが一致することによる共振現象の発生を抑制すること等を目的としている([0004]、[0014]、[0049])。ここでの共振現象の発生の抑制は、ジェネレータ軸2c等に歪みや折れが生じるのを防ぐため等と説明されている([0004]~[0006]、[0046]、[0047])。
国際公開第2012/053361号パンフレット
上記のように、特許文献1では、トルクリミッタTLにより変速機90のねじり固有振動数を高めて、変速機90のねじり固有振動数とエンジントルク変動周波数とが一致することによる共振現象の発生を抑制すること等が企図されている([0004]、[0014]、[0049])。
しかしながら、本発明者は、特許文献1におけるモータ70のような回転電機の動作時に共振に伴う騒音が発生することを発見した(詳細は、図5を参照して後述する。)。特許文献1では、このような騒音について検討されていない。
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、回転電機に起因する騒音に対処可能な車両及びその制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る車両は、
車輪を駆動する回転電機と、
前記回転電機が発生した動力を前記車輪に伝達する伝達経路と、
前記伝達経路上に配置されて、前記回転電機と前記車輪との接続状態及び非接続状態を切り替える切替装置と、
前記切替装置及び前記回転電機を制御する制御回路と
を備えるものであって、
前記制御回路は、
前記回転電機の共振周波数よりも小さい第1周波数と、前記共振周波数よりも大きい第2周波数により規定される共振領域を設定し、
前記車両の要求駆動力が駆動力閾値よりも低いか否か及び前記回転電機の回転速度が前記共振領域内にあるか否かを判定し、
前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある場合、前記切替装置を前記非接続状態に切り替えると共に、前記回転電機の回転速度を前記共振領域から外す共振抑制制御を実行し、
前記回転電機の共振周波数は、前記回転電機のステータに固有の共振周波数であ
ことを特徴とする。
本発明によれば、車両の要求駆動力が駆動力閾値よりも低く且つ回転電機の回転速度が共振領域内にある場合、切替装置を非接続状態に切り替えると共に、回転電機の回転速度を共振領域から外す共振抑制制御を実行する。これにより、要求駆動力が駆動力閾値よりも低い状態(換言すると、比較的低負荷の状態又は比較的安定した車速で走行している状態)において回転電機が共振音を発生している又は発生しそうな場合、当該共振音の発生を抑制することが可能となる。
前記共振抑制制御に際し、前記制御回路は、前記回転電機の出力を低下させてもよい又は前記回転電機を停止させてもよい。これにより、回転電機の電力消費が減ることで、車両全体でのエネルギ消費を抑えることが可能となる。
前記車両は、音源である車載装置を備えてもよい。前記制御回路は、前記車載装置の負荷が負荷閾値以下であるか否か又は前記車載装置が停止しているか否かを判定してもよい。また、前記制御回路は、前記車載装置の負荷が前記負荷閾値以下でない場合、又は、前記車載装置が停止していない場合、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある状態であっても、前記共振抑制制御を制限してもよい。
これにより、音源である車載装置の出力音が小さい場合、回転電機の共振音を抑制するように回転電機の回転速度を変化させる。また、音源である車載装置の出力音が大きい場合、回転電機の共振音の抑制を行わない又は弱める。これにより、共振音の抑制の必要性が低い場合には、回転電機による走行を優先することが可能となる。
或いは、前記車両は、音源である第1車載装置及び第2車載装置を備えてもよい。また、前記制御回路は、前記第1車載装置の負荷が第1負荷閾値以下であり且つ前記第2車載装置の負荷が第2負荷閾値以下であるか否か、又は前記第1車載装置及び前記第2車載装置が停止しているか否かを判定してもよい。さらに、前記制御回路は、前記第1車載装置の負荷が前記第1負荷閾値以下でない場合、若しくは前記第2車載装置の負荷が前記第2負荷閾値以下でない場合、又は前記第1車載装置若しくは前記第2車載装置が停止していない場合、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある状態であっても、前記共振抑制制御を制限してもよい。
これにより、音源である第1車載装置及び第2車載装置それぞれの出力音が小さい場合、回転電機の共振音を抑制するように回転電機の回転速度を変化させる。また、音源である第1車載装置又は第2車載装置の出力音が大きい場合、回転電機の共振音の抑制を行わない又は弱める。これにより、音源からの出力音が存在するため、共振音の抑制の必要性が低い場合には、回転電機による走行を優先することが可能となる。
前記車両は、前記音源である車載装置として内燃機関を備えてもよい。これにより、内燃機関の出力音が小さい場合、回転電機の共振音を抑制するように回転電機の回転速度を変化させる。また、内燃機関の出力音が大きい場合、回転電機の共振音の抑制を行わない又は弱める。これにより、内燃機関の出力音が存在するため、共振音の抑制の必要性が低い場合には、回転電機による走行を優先することが可能となる。
前記制御回路は、前記共振抑制制御の実行中に、車速の低下量が低下量閾値を超えたか否かを監視してもよい。また、前記制御回路は、前記車速の低下量が前記低下量閾値を超えた場合、前記切替装置を前記非接続状態から前記接続状態に切り替えると共に、前記回転電機が発生する前記動力を増加させてもよい。これにより、回転電機の出力低下又は停止に伴って車速が低下した場合、再加速することが可能となる。
本発明に係る車両の制御方法は、
車輪を駆動する回転電機と、
前記回転電機が発生した動力を前記車輪に伝達する伝達経路と、
前記伝達経路上に配置されて、前記回転電機と前記車輪との接続状態及び非接続状態を切り替える切替装置と、
前記切替装置及び前記回転電機を制御する制御回路と
を備える車両の制御方法であって、
前記制御回路は、
前記回転電機の共振周波数よりも小さい第1周波数と、前記共振周波数よりも大きい第2周波数により規定される共振領域を設定し、
所定条件の成立時において前記回転電機の回転速度が前記共振領域内にあるか否かを判定し、
前記回転速度が前記共振領域内にある場合、前記切替装置を前記非接続状態に切り替えると共に、前記回転速度を前記共振領域から外す共振抑制制御を実行し、
前記回転電機の共振周波数は、前記回転電機のステータに固有の共振周波数であ
ことを特徴とする。
本発明によれば、回転電機の回転速度が共振領域内にある場合、回転電機の回転速度を共振周波数領域から外す共振抑制制御を実行する。これにより、回転電機が共振音を発生している又は発生しそうな場合、当該共振音の発生を抑制することが可能となる。
前記所定条件は、前記回転電機によるクルーズ走行を行う回転電機クルーズ走行モードが選択されていることを含んでもよい。本発明によれば、回転電機クルーズ走行モードが選択され且つ回転電機の回転速度が共振領域内にある場合、回転電機の回転速度を共振周波数領域から外す共振抑制制御を実行する。これにより、回転電機クルーズ走行モードでの走行中において回転電機が共振音を発生している又は発生しそうな場合、当該共振音の発生を抑制することが可能となる。
本発明によれば、回転電機に起因する騒音に対処可能となる。
本発明の第1実施形態に係る車両の概略構成図である。 第1実施形態の駆動系の機械的な連結関係を簡略的に示す図である。 第1実施形態で用いる走行モードの選択方法を説明する図である。 第1実施形態におけるMOTクルーズ制御のフローチャートである。 第1実施形態のTRCモータが一定速度(共振速度)で作動しているときの車室内騒音の周波数毎の音圧の変化を示す図である。 第1実施形態の共振領域を示す図である。 第1実施形態のMOTクルーズ制御を用いた場合の各種のパラメータ及び第1~第3クラッチの動作の関連の一例を示す図である。 第2実施形態におけるMOTクルーズ制御の部分的なフローチャートである。 第2実施形態における図8のステップS31を具体的に示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係る車両の概略構成図である。 第3実施形態における図8のステップS31を具体的に示すフローチャートである。
A.第1実施形態
<A-1.第1実施形態の構成>
[A-1-1.全体構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係る車両10の概略構成図である。図2は、第1実施形態の駆動系60の機械的な連結関係を簡略的に示す図である。車両10は、いわゆるハイブリッド車両である。車両10は、エンジン20と、第1回転電機22と、第2回転電機24と、第1クラッチ26と、第2クラッチ28と、第3クラッチ30と、トルクリミッタ32と、車輪34と、高電圧バッテリ36と、車速センサ38と、SOCセンサ40と、AP操作量センサ42と、BP操作量センサ44と、回転速度センサ46a、46bと、降圧コンバータ48と、低電圧バッテリ50と、電動補機類52と、電子制御装置54(以下「ECU54」という。)とを有する。
以下では、エンジン20、第1回転電機22、第2回転電機24、第1クラッチ26、第2クラッチ28及び第3クラッチ30をまとめて駆動系60という。また、エンジン20と車輪34を結ぶ動力伝達経路を第1伝達経路70という。第1伝達経路70は、エンジン20が発生した動力Fengを車輪34に伝達する。さらに、第1伝達経路70のうち第1クラッチ26よりもエンジン20側の第1分岐点74と第1回転電機22とを結ぶ動力伝達経路を第2伝達経路72という。さらにまた、第1伝達経路70のうち第1クラッチ26よりも車輪34側の第2分岐点78と第2回転電機24とを結ぶ動力伝達経路を第3伝達経路76という。
図2に示すように、第1実施形態に特有の部分(第2クラッチ28等)を除き、駆動系60等の構成は、特許文献1と同様とすることができる。
具体的には、駆動系60には、エンジン軸200と、モータ・ジェネレータ軸202と、出力軸204と、デファレンシャル装置206とが含まれる。エンジン20は、クランク軸210、ドライブプレート212及びダンパ214を介してエンジン軸200に接続される。エンジン軸200には、第1エンジン軸ギア220、ENGクラッチ26及び第2エンジン軸ギア222が配置される。
モータ・ジェネレータ軸202は、内周軸230及び外周軸232を有する。内周軸230には、第1エンジン軸ギア220と係合する内周軸ギア240が形成される。このため、エンジン軸200の回転に伴って内周軸230が回転してジェネレータ22を駆動する。内周軸230には、GENクラッチ28及びトルクリミッタ32が配置される。なお、内周軸230は、ENGクラッチ26の接続状態にかかわらず、エンジン軸200と接続されることに留意されたい。
モータ・ジェネレータ軸202の外周軸232は、内周軸230の周りに配置された中空の部材である。外周軸232には、第2エンジン軸ギア222と係合する外周軸ギア242が形成されると共に、走行モータ24が接続される。
出力軸204は、エンジン軸200及びモータ・ジェネレータ軸202と平行に配置される。出力軸204は、外周軸ギア242と係合する第1出力軸ギア250と、デファレンシャル装置206の出力ギア260と係合する第2出力軸ギア252とが設けられる。出力ギア260にはデファレンシャル軸262が連結されている。
従って、ENGクラッチ26がON(接続状態)の場合、エンジン20の動力Feng及び走行モータ24の動力Ftrcの両方を出力軸204に伝達させるいわゆるパラレル走行が可能となる。
また、ENGクラッチ26がOFF(非接続状態)の場合、エンジン軸200は、外周軸232及び出力軸204と連結されない。この場合、エンジン20の動力Fengは、ジェネレータ22のみに伝達されることとなる。このため、エンジン20の動力Fengでジェネレータ22を発電させ、発電により得られた電力を走行モータ24に供給するいわゆるシリーズ走行が可能となる。
[A-1-2.エンジン20]
エンジン20は、車両10の走行用の第1駆動源として動力Fengを生成して車輪34(駆動輪)側に供給する。また、エンジン20は、動力Fengにより第1回転電機22を作動させて電力を発生させる。以下では、エンジン20に関連するパラメータに「ENG」又は「eng」を付す。また、図1等では、エンジン20を「ENG」で示す。
[A-1-3.第1回転電機22]
第1回転電機22は、3相交流ブラシレス式であり、エンジン20からの動力Fengにより発電するジェネレータとして機能する。第1回転電機22が発電した電力Pgenは、図示しない第1インバータを介して高電圧バッテリ36(以下「バッテリ36」又は「BAT36」ともいう。)又は第2回転電機24若しくは電動補機類52に供給される。第1回転電機22は、埋込磁石同期モータ(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor:IPMSM)である。第1回転電機22は、ステータ110とロータ112を有する。
以下では、第1回転電機22をジェネレータ22とも呼ぶ。第1回転電機22は、ジェネレータとしての機能に加え又はこれに代えて、走行モータ(traction motor)として機能させてもよい。以下では、ジェネレータ22に関連するパラメータに「GEN」又は「gen」を付す。また、図1等では、ジェネレータ22を「GEN」で示す。ジェネレータ22は、エンジン20のスタータモータとして利用することができる。
[A-1-4.第2回転電機24]
第2回転電機24は、3相交流ブラシレス式であり、車両10の走行用の第2駆動源として動力Ftrcを生成して車輪34(駆動輪)側に供給する。すなわち、第2回転電機24は、高電圧バッテリ36からの電力Pbat及びジェネレータ22からの電力Pgenの一方又は両方により駆動する走行モータとして機能する。また、第2回転電機24は、車両10の制動時に回生を行い、図示しない第2インバータを介して回生電力Pregをバッテリ36に供給する。回生電力Pregは、電動補機類52(以下「補機類52」ともいう。)に供給されてもよい。ジェネレータ22と同様、第2回転電機24は、埋込磁石同期モータ(IPMSM)である。第2回転電機24は、ステータ114とロータ116を有する。
以下では、第2回転電機24を走行モータ24又はTRCモータ24とも呼ぶ。第2回転電機24は、走行モータとしての機能に加え又はこれに代えて、ジェネレータとして機能させてもよい。以下では、走行モータ24に関連するパラメータに「TRC」又は「trc」を付す。また、図1等では、走行モータ24を「TRC」で示す。
[A-1-5.第1クラッチ26、第2クラッチ28及び第3クラッチ30]
第1クラッチ26(第1切替装置)は、第1伝達経路70上に配置され、エンジン20と車輪34との接続状態及び非接続状態を、ECU54からの指令に基づいて切り替える。以下では、第1クラッチ26をENGクラッチ26又はCOMクラッチ26ともいう。ここでの「COM」は、エンジン20及びジェネレータ22に「共通」(common)のクラッチであることを意味する。
第2クラッチ28(第2切替装置)は、第2伝達経路72上に配置され、第1伝達経路70とジェネレータ22との接続状態及び非接続状態を、ECU54からの指令に基づいて切り替える。以下では、第2クラッチ28をGENクラッチ28ともいう。
第3クラッチ30(第3切替装置)は、第3伝達経路76上に配置され、第1伝達経路70と走行モータ24との接続状態及び非接続状態を、ECU54からの指令に基づいて切り替える。以下では、第3クラッチ30をTRCクラッチ30ともいう。
[A-1-6.トルクリミッタ32]
トルクリミッタ32は、GENクラッチ28と第1分岐点74との間に配置され、ジェネレータ22からエンジン20に対して又はエンジン20からジェネレータ22に対して過大なトルクが伝達されることを防止する。トルクリミッタ32は、ジェネレータ22とGENクラッチ28との間に配置されてもよい。
[A-1-7.高電圧バッテリ36]
高電圧バッテリ36は、複数のバッテリセルを含み高電圧(数百ボルト)を出力可能な蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池等を利用することができる。バッテリ36の代わりに又はこれに加えて、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。
[A-1-8.各種センサ]
車速センサ38は、車両10の車速V[km/h]を検出してECU54に送信する。SOCセンサ40は、図示しない電流センサ等により構成され、バッテリ36の残量(SOC:State of Charge)を検出してECU54に送信する。
AP操作量センサ42は、図示しないアクセルペダルの原位置からの踏込み量(AP操作量θap)[deg]又は[%]を検出し、ECU54に送信する。BP操作量センサ44は、図示しないアクセルペダルの原位置からの踏込み量(BP操作量θbp)[deg]又は[%]を検出し、ECU54に送信する。
回転速度センサ46aは、ジェネレータ22の単位時間当たりの回転数としての回転速度Ngen[rpm]を検出してECU54に送信する。回転速度センサ46bは、走行モータ24の単位時間当たりの回転数としての回転速度Ntrc[rpm]を検出してECU54に送信する。
[A-1-9.降圧コンバータ48、低電圧バッテリ50及び電動補機類52]
降圧コンバータ48は、バッテリ電圧Vbat、発電電圧Vgen又は回生電圧Vregを降圧して電動補機類52に供給する。バッテリ電圧Vbatは、バッテリ36の出力電圧であり、発電電圧Vgenは、ジェネレータ22の発電時の出力電圧であり、回生電圧Vregは、回生時の走行モータ24の出力電圧である。
補機類52には、エアコンディショナ80と、オーディオ装置82が含まれる。さらに、補機類52には、例えば、灯火類、空調機器、ナビゲーション装置等が含まれてもよい。
[A-1-10.ECU54]
ECU54は、駆動系60全体を制御する制御回路(又は制御装置)であり、入出力部90と、演算部92と、記憶部94とを有する。入出力部90は、信号線96(通信線)を介して車両10の各部との信号の入出力を行う。入出力部90は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないA/D変換回路を備える。
演算部92は、中央演算装置(CPU)を含み、記憶部94に記憶されているプログラムを実行することにより動作する。演算部92が実行する機能の一部は、ロジックIC(Integrated Circuit)を用いて実現することもできる。前記プログラムは、図示しない無線通信装置(携帯電話機、スマートフォン等)を介して外部から供給されてもよい。演算部92は、前記プログラムの一部をハードウェア(回路部品)で構成することもできる。
図1に示すように、演算部92は、駆動方式制御部100と、エンジン制御部102と、ジェネレータ制御部104と、走行モータ制御部106と、クラッチ制御部108とを有する。
駆動方式制御部100は、車両10の駆動方式を制御する。ここでの駆動方式には、エンジン20を用いる駆動方式、走行モータ24を用いる駆動方式並びにエンジン20及び走行モータ24を用いる駆動方式が含まれる。この際、ジェネレータ22による発電又は走行モータ24による回生(発電)も併せて制御される。詳細は、図3等を参照して後述する。
エンジン制御部102(以下「ENG制御部102」ともいう。)は、駆動方式制御部100からの指令に基づいてエンジン20を制御する。ジェネレータ制御部104(以下「GEN制御部104」ともいう。)は、駆動方式制御部100からの指令に基づいてジェネレータ22を制御する。走行モータ制御部106(以下「TRC制御部106」ともいう。)は、駆動方式制御部100からの指令に基づいて走行モータ24を制御する。クラッチ制御部108は、駆動方式制御部100からの指令に基づいて第1~第3クラッチ26、28、30を制御する。
記憶部94は、演算部92が用いるプログラム及びデータを記憶するものであり、ランダム・アクセス・メモリ(以下「RAM」という。)を備える。RAMとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部94は、RAMに加え、リード・オンリー・メモリ(以下「ROM」という。)を有してもよい。
<A-2.走行モード>
[A-2-1.概要]
図3は、第1実施形態で用いる走行モードの選択方法を説明する図である。第1実施形態では、MOT走行モードと、ハイブリッド走行モードと、ENG走行モードと、回生モードとを用いる。図3に示すように、MOT走行モード、ハイブリッド走行モード及びENG走行モードは、主として、車速V及び車両10の走行駆動力Fdに応じて選択される。
なお、走行駆動力Fdは、実測値、推定値又は要求値のいずれであってもよい。また、ここでは走行駆動力Fdの単位を「ニュートン(N)」としているが、トルクとしての「Nm」としてもよい。走行駆動力Fdを要求値とする場合、ECU54は、車速V、AP操作量θap、BP操作量θbp等を用いて走行駆動力Fdを算出する。
また、図3には、走行抵抗線300が示されている。走行抵抗線300は、車両10が特定種類の走行路(例えば、平坦なアスファルト路)を走行している際に受ける抵抗Rt(以下「走行抵抗Rt」ともいう。)を示す。車両10の走行駆動力Fdによる加速度が、走行抵抗Rtによる減速度と釣り合っているとき、車両10は定速走行する。換言すると、車両10が特定の車速Vで定速走行するためには、走行抵抗線300において当該特定の車速Vに対応する走行駆動力Fdで走行すればよい。
[A-2-2.MOT走行モード]
MOT走行モードは、主として高電圧バッテリ36の電力により、走行モータ24が車両10を駆動するモードである。図3に示すように、MOT走行モードは、低速又は中速の走行時、惰性(コースティング)走行時(充電あり)及び惰性走行時(充電なし)に用いられる。また、MOT走行モードは、制御パターンPA11、PA12、PA13を含む。
制御パターンPA11(回転電機クルーズ走行モード)は、ENGクラッチ26及びGENクラッチ28を非接続状態(OFF)とし、TRCクラッチ30を接続状態(ON)とする。制御パターンPA11は、例えば、低速・中速走行時(低速クルーズ時及び中速クルーズ時を含む。)に用いられる。
制御パターンPA12は、ENGクラッチ26、GENクラッチ28及びTRCクラッチ30をONとする。制御パターンPA12は、例えば、低速加速時に用いられ、この場合、走行モータ24の動力Ftrc及びエンジン20の動力Fengに加えて、ジェネレータ22の動力Fgenも車両10の駆動に用いることで、特に大きな車両駆動力を発生することができる。なお、制御パターンPA12は、ENG走行モードに属するものとして捉えてもよい。
なお、ここにいう低速とは、例えば、0km/hよりも大きく且つ10~20km/hのいずれかよりも小さい範囲をいう。また、中速とは、例えば、低速の上限値よりも大きく且つ60~120km/hのいずれかよりも小さい範囲をいう。さらに、後述する高速とは、例えば、中速の上限値よりも大きく且つ車両10の車速上限値よりも小さい範囲をいう。
制御パターンPA13では、ENGクラッチ26、GENクラッチ28及びTRCクラッチ30をOFFにする。これにより、例えば、ジェネレータ22又は走行モータ24での発電を伴わずに、車両10を惰性走行させることで、車両10の走行効率(又は実燃費)を改善することが可能となる。
[A-2-3.ハイブリッド走行モード]
ハイブリッド走行モードは、エンジン20の動力Fengによりジェネレータ22で発電をしつつ、その発電された電力を用いて走行モータ24が車両10を駆動するモードである。図3に示すように、ハイブリッド走行モードは、中速加速時及び高速急加速時に用いられる。ハイブリッド走行モードは、制御パターンPA21(回転電機クルーズ走行モード)を含む。制御パターンPA21では、ENGクラッチ26(COMクラッチ26)をOFFにしつつ、GENクラッチ28及びTRCクラッチ30をONにする。これにより、エンジン20は、ジェネレータ22と連結するが、車輪34からは切り離される。
[A-2-4.ENG走行モード]
ENG走行モードは、エンジン20を主たる駆動源として走行するモードである。ENG走行モードは、例えば、高速加速時、高速巡航時及びバッテリ充電時、に用いられる。ENG走行モードは、制御パターンPA31~PA34を含む。
制御パターンPA31では、ENGクラッチ26及びTRCクラッチ30をONにしつつ、GENクラッチ28をOFFにする。これにより、例えば、高速での加速が可能となる。
制御パターンPA32では、ENGクラッチ26をONにしつつ、GENクラッチ28及びTRCクラッチ30をOFFにする。これにより、例えば、高速巡航が可能となる。高速巡航は、中速の上限値よりも大きく且つ車両10の車速上限値よりも小さい範囲の中でも、一部の速度領域のみに関するものであってもよい。なお、本明細書では、車速Vが一定の場合、及び車速Vが所定範囲内で変動する場合を巡航に含めるものとする。
制御パターンPA33では、ENGクラッチ26及びGENクラッチ28をONにしつつ、TRCクラッチ30をOFFにする。これにより、高電圧バッテリ36の充電等を行うことが可能となる。
制御パターンPA34では、ENGクラッチ26及びTRCクラッチ30をOFFにしつつ、GENクラッチ28をONにする。これにより、例えば、車両10が惰性走行をしている際にエンジン20の動力Fengによりジェネレータ22が発電することで、高電圧バッテリ36の充電等を行うことが可能となる。
[A-2-5.回生モード]
回生モードは、車両10の減速時に用いるモードである。回生モードは、制御パターンPA41を含む。制御パターンPA41では、ENGクラッチ26及びGENクラッチ28をOFFにしつつ、TRCクラッチ30をONにする。これにより、走行モータ24での回生を行うことで、高電圧バッテリ36の充電等を行うことが可能となる。
<A-3.第1実施形態における制御>
[A-3-1.概要]
上記のように、第1実施形態において、ECU54は、車速Vと車両10の走行駆動力Fdに応じて車両10の駆動方式を切り替える(図3)。
[A-3-2.MOTクルーズ制御]
(A-3-2-1.MOTクルーズ制御の全体的な流れ)
次に、MOTクルーズ制御について説明する。MOTクルーズ制御は、MOT走行モードの制御パターンPA11、P13又はP21を選択的に用いて低速クルーズ又は中速クルーズを行う制御である。
図4は、第1実施形態におけるMOTクルーズ制御のフローチャートである。ステップS11において、ECU54は、MOTクルーズ開始条件が成立したか否かを判定する。MOTクルーズ開始条件としては、例えば、図示しないクルーズ開始スイッチがオンとなっていること、及び車両10の走行駆動力Fdの要求値(以下「要求駆動力Fdreq」という。)が駆動力閾値THfdよりも低いことである。なお、要求駆動力Fdreqは、AP操作量θap等に基づいて設定される。
或いは、クルーズ開始スイッチの代わりに、実質的にクルーズ状態であることをMOTクルーズ開始条件としてもよい。ここにいう「実質的にクルーズ状態である」は、例えば、第1基準時間における要求駆動力Fdreqの変化量が所定値以下であり且つ第2基準時間における車速Vの変化量が所定値以下であり且つ第3基準時間において要求駆動力Fdreqが所定値以下であり続けることを意味する。第1~第3基準時間は、同一であってもよく、相違してもよい。また、上記判定のうち、要求駆動力Fdreqの変化量、車速Vの変化量及び要求駆動力Fdreqのいずれかを省略してもよい。
MOTクルーズ開始条件が成立しない場合(S11:FALSE)、ステップS11を繰り返す。この場合、ECU54は、その他の走行モード(例えば、ENG走行モード)により車両10を走行させる。MOTクルーズ開始条件が成立した場合(S11:TRUE)、ステップS12に進む。
ステップS12において、ECU54は、TRCクラッチ30をオンとし、ENGクラッチ26をオフとし、TRCモータ24をオンとする(制御パターンPA11又はP21)。これにより、TRCモータ24のみにより車両10が駆動される。
なお、この際、エンジン20及びジェネレータ22の動作は、バッテリ36のSOCに応じて設定することが可能である。例えば、SOCがSOC閾値THsoc以上である場合、エンジン20及びジェネレータ22を停止させる。この際、GENクラッチ28はオフとする(制御パターンPA11)。また、SOCがSOC閾値THsoc未満である場合、エンジン20の駆動力によりジェネレータ22で発電させてバッテリ36を充電する。この際、GENクラッチ28はオンとする(制御パターンP21)。
ステップS13において、ECU54は、車速Vが目標範囲Rvtar外にあるか否かを判定する。具体的には、ECU54は、目標クルーズ車速Vtarcを設定する。そして、ECU54は、車速VがVtarc-αを下回るか又はVtarc+αを上回るかを判定する。Vtarc-α以上且つVtarc+α以下の範囲が目標範囲Rvtarとなる。なお、ここでは、目標クルーズ車速Vtarcを中心として同じ値αを加減算したが、加算する値と減算する値を相違させてもよい。車速Vが目標範囲Rvtar外である場合(S13:TRUE)、ステップS14に進む。
ステップS14において、ECU54は、車速VがVtarc-αを下回るか否かを判定する。換言すると、ECU54は、車速Vが目標範囲Rvtarよりも低いか否かを判定する。車速VがVtarc-αを下回る場合(S14:TRUE)、ステップS15において、ECU54は、TRCモータ24の出力を増加させて車両10を加速させる。車速VがVtarc-αを下回らない場合(S14:FALSE)、車速VがVtarc+αを上回っているといえる。その場合、ステップS16において、ECU54は、TRCモータ24の出力を減少させて車両10を減速させる。
ステップS13に戻り、車速Vが目標範囲Rvtar外でない場合(S13:FALSE)、車速Vは目標範囲Rvtar内にある(Vtarc-α≦V≦Vtarc+α)。その場合、ステップS17に進む。
ステップS17において、ECU54は、TRCモータ24の回転速度Ntrcが共振領域Rr外にあるか否かを判定する。具体的には、ECU54は、回転速度Ntrcが第1回転速度閾値THntrc1(以下「閾値THntrc1」ともいう。)を下回るか(Ntrc<THntrc1)又は第2回転速度閾値THntrc2(以下「閾値THntrc2」ともいう。)を上回るか(Ntrc>THntrc2)を判定する。閾値THntrc1以上且つ閾値THntrc2以下の範囲が共振領域Rrとなる。共振領域Rrについては、図5及び図6を参照して後述する。
回転速度Ntrcが共振領域Rr外である場合(S17:TRUE)、ステップS18において、ECU54は、TRCモータ24の現在の出力(動力Ftrc)を維持する。回転速度Ntrcが共振領域Rr外でない場合(S17:FALSE)、回転速度Ntrcは共振領域Rr内にある(THntrc1≦Ntrc≦THntrc2)。その場合、ステップS19に進む。
ステップS19において、ECU54は、コースティング走行(慣性走行)を実行する。具体的には、ECU54は、ENGクラッチ26のオフに加え、TRCクラッチ30及びTRCモータ24をオフにする(制御パターンPA13)。これにより、クルーズ走行中にコースティング走行を実行することで、車両10全体でのエネルギ効率を向上することが可能となる。ステップS19のコースティング走行は、TRCモータ24の回転速度Ntrcを変化させてTRCモータ24の共振を抑制する側面があるため、以下では、コースティング走行を実行する制御を共振抑制制御ともいう。
ステップS20において、ECU54は、車速Vの低下量ΔVが大きくなったか否かを判定する。低下量ΔV(以下「車速低下量ΔV」ともいう。)は、コースティング走行(S19)を開始してからの車速Vの低下量[km/h]を意味する。このため、ECU54は、ステップS19を開始した時点の車速Vを記憶しておき、ステップS20の時点での車速Vとの差を低下量ΔVとして算出する。低下量ΔVが大きいか否かは、低下量ΔVが低下量閾値THΔv以上であるか否かにより判定する。低下量ΔVが大きくない場合(S20:FALSE)、ステップS20を繰り返す(その結果、ステップS19の状態が維持される。)。
ステップS15、S16若しくはS18の後、又は低下量ΔVが大きい場合(S20:TRUE)、ステップS21に進む。ステップS21において、ECU54は、MOTクルーズ終了条件が成立したか否かを判定する。MOTクルーズ終了条件としては、例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んだこと(具体的にはAP操作量θapが操作量閾値THθap以上となったこと、又はAP操作量θapの時間微分値[deg/sec]が操作速度閾値THΔθap以上となったこと)である。或いは、図示しないクルーズ開始ボタンがオフにされたことをMOTクルーズ終了条件としてもよい。
MOTクルーズ終了条件が成立しない場合(S21:FALSE)、ステップS12に戻る。MOTクルーズ終了条件が成立した場合(S21:TRUE)、今回のMOTクルーズ制御を終了し、ステップS11に戻る。
(A-3-2-2.TRCモータ24の共振速度Nr)
図5は、第1実施形態のTRCモータ24が一定速度(共振速度Nr)で作動しているときの車室内騒音の周波数fs毎の音圧Pの変化を示す図である。図5の横軸は時間[sec]であり、縦軸は車室内騒音の周波数fsである。車室内騒音の周波数fs毎に音圧Pが示されており、音圧Pが値に応じた階調で表現されている。図5の例では、車速VがV1で一定且つ回転速度Ntrcが共振速度Nrで一定でMOTクルーズ走行をしているときの音圧Pの例が示されている。車室内騒音は、車両10の車室内の特定点(例えば、運転席の上方)において図示しないマイクロフォンで検出される。
図5から理解されるように、車室内騒音の周波数fsが特定値(ステータ円環0次共振発生周波数fsr0)の付近では、音圧Pが周囲よりも大きくなっている。本発明者が確認したところ、これは、TRCモータ24の共振による騒音であることがわかった。より具体的には、この騒音は、TRCモータ24の作動中にTRCモータ24の円環状のステータ114(図2)が共振していること(円環0次固有モード)が原因であることがわかった。換言すると、TRCモータ24のロータ116の回転速度の調波が、ステータ固有の共振周波数(ステータ円環0次共振発生周波数fsr0)に対応する周波数を含んでいる場合(すなわち、TRCモータ24の回転速度Ntrcが共振速度Nr又はその周辺である場合)に生じることがわかった。この騒音は、乗員に不快感を与えるおそれがある。そこで、第1実施形態では、TRCモータ24の騒音への対策を行う。
(A-3-2-3.TRCモータ24の共振領域Rr)
図6は、第1実施形態の共振領域Rrを示す図である。図6の横軸は、TRCモータ24の回転速度Ntrcであり、縦軸は、TRCモータ24の出力トルクTtrc(TRC出力)である。図6に示すように、第1実施形態では、共振速度Nrを中心として共振領域Rrを設定する。具体的には、Nr-βを第1回転速度閾値THntrc1(第1周波数)とし、Nr+γを第2回転速度閾値THntrc2(第2周波数)とする。従って、共振領域Rrは、第1回転速度閾値THntrc1と第2回転速度閾値THntrc2により規定される。β及びγは正の整数であり、第1実施形態ではβ=γである。但し、β≠γとしてもよい。
(A-3-2-4.コースティング走行の例)
図7は、第1実施形態のMOTクルーズ制御を用いた場合の各種のパラメータ及び第1~第3クラッチ26、28、30の動作の関連の一例を示す図である。図7では、パラメータとして、車速V及び走行モータ24の出力(TRC出力)が示されている。
図7では、時点t11~t12までTRCモータ24により車両10が加速する(図4のS15)。時点t12~t13の間はTRCモータ24により定速走行が行われる(S18)。そして、時点t13~t14の間はコースティング走行が行われる(S19)。時点t14において、車速Vの低下量ΔVが低下量閾値THΔv以上となったため(S20:TRUE)、時点t14~t15において再度加速を行う(S15)。
時点t15の後も同様である。すなわち、時点t15~t16、t17~t18の間はコースティング走行を実行する。また、時点t16~t17、t18~t19の間は加速を行う。
<A-4.第1実施形態の効果>
第1実施形態によれば、車両10の要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低く(図4のS11:TRUE)且つTRCモータ24(回転電機)の回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある場合(S17:FALSE)、TRCクラッチ30(切替装置)をオフ(非接続状態)に切り替える(S19)と共に、TRCモータ24をオフにすることで回転速度Ntrcを共振領域Rrから外すコースティング走行(共振抑制制御)を実行する(S19)。これにより、要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低い状態(換言すると、比較的低負荷の状態又は比較的安定した車速で走行している状態)においてTRCモータ24が共振音を発生している又は発生しそうな場合、当該共振音の発生を抑制することが可能となる。
第1実施形態のコースティング走行(共振抑制制御)に際し、ECU54(制御回路)は、TRCモータ24(回転電機)の出力を低下させる又はTRCモータ24を停止させる(図4のS19)。これにより、TRCモータ24の電力消費が減ることで、車両10全体でのエネルギ消費を抑えることが可能となる。
第1実施形態において、ECU54(制御回路)は、コースティング走行(共振抑制制御)の実行中に、車速Vの低下量ΔVが低下量閾値THΔvを超えたか否かを監視する(図4のS20)。また、ECU54は、車速低下量ΔVが低下量閾値THΔvを超えた場合(S20:TRUE)、TRCクラッチ30(切替装置)をOFF(非接続状態)からON(接続状態)に切り替える(S12)と共に、TRCモータ24(回転電機)が発生する動力Ftrcを増加させる(S15)。これにより、TRCモータ24の出力低下又は停止に伴って車速Vが低下した場合、再加速することが可能となる。
B.第2実施形態
<B-1.全体構成(第1実施形態との相違)>
第2実施形態のハードウェア構成は、第1実施形態と同じであり、図1の構成をそのまま適用可能である。以下では、同様の構成要素には同一の参照符号を付して詳細説明を省略する。第2実施形態では、ECU54による制御(又はECU54が実行するプログラム)の一部が第1実施形態と異なる。
<B-2.第2実施形態における制御>
[B-2-1.概要(第1実施形態との相違)]
第2実施形態のMOTクルーズ制御は、基本的に第1実施形態のMOTクルーズ制御(図4)と同様である。第2実施形態のMOTクルーズ制御では、コースティング走行(S19)に関連した処理を追加的に有する点で第1実施形態のMOTクルーズ制御と異なる。
[B-2-2.MOTクルーズ制御]
(B-2-2-1.MOTクルーズ制御の全体的な流れ)
図8は、第2実施形態におけるMOTクルーズ制御の部分的なフローチャートである。図8のステップS17、S18、S19、S20は、図4のステップS17、S18、S19、S20と同じである。図4と比較して、図8では、ステップS31が追加されている。
ステップS31において、ECU54は、車両10におけるいずれの音源も出力が低いか否かを判定する。ここでの音源としては、エンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82(図1)が含まれる。いずれかの音源の出力が低くない場合(S31:FALSE)、ステップS18に進み、ECU54は、TRCモータ24の出力を維持する。いずれの音源も出力が低い場合(S31:TRUE)、ステップS19に進み、コースティング走行を実行する。
(B-2-2-2.図8のステップS31の具体的な内容)
図9は、第2実施形態における図8のステップS31を具体的に示すフローチャートである。ステップS51において、ECU54は、エンジン20が低負荷運転中であるか否かを判定する。具体的には、ENGトルクTeng(又はエンジン20の動力Feng)がトルク閾値THteng以下であるか否かを判定する。エンジン20が低負荷運転中である場合(S51:TRUE)、ステップS52に進む。
ステップS52において、ECU54は、エアコンディショナ80が低負荷運転中であるか否かを判定する。具体的には、エアコンディショナ80への供給電流Iacが電流閾値THiac以下であるか否かを判定する。エアコンディショナ80が低負荷運転中である場合(S52:TRUE)、ステップS53に進む。
ステップS53において、ECU54は、オーディオ装置82の音量Daが小さいか否かを判定する。具体的には、オーディオ装置82のボリュームスイッチ(図示せず)の値がボリューム閾値THav以下であるか否かを判定する。オーディオ装置82が低負荷運転中である場合(S53:TRUE)、ステップS19(図8)に進む。一方、ステップS51~S53のいずれかで偽(FALSE)である場合、ステップS18(図8)へ進む。
<B-3.第2実施形態の効果>
以上のような第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏することができる。
第2実施形態によれば、車両10は、音源であるエンジン20(第1車載装置)、エアコンディショナ80(第2車載装置)及びオーディオ装置82(第3車載装置)を備える(図1)。ECU54(制御回路)は、エンジン20のトルクTeng(負荷)がトルク閾値THteng(第1負荷閾値)以下であるか否か(図9のS51)、エアコンディショナ80の供給電流Iac(負荷)が電流閾値THiac(第2負荷閾値)以下であるか否か(S52)及びオーディオ装置82の音量Daが小さいか否か(S53)を判定する。また、ECU54は、エンジントルクTengがトルク閾値THteng以下でない場合(図9のS51:FALSE)、若しくはエアコンディショナ80の供給電流Iacが電流閾値THiac以下でない場合(S52:FALSE)、又はオーディオ装置82の音量Daが小さくない場合(S53:FALSE)、要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低く(図4のS11:TRUE)且つTRCモータ24の回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある状態(S17:FALSE)であっても、コースティング走行(又は共振抑制制御)を制限する(又は行わない)。
これにより、音源であるエンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82それぞれの出力音が小さい場合、TRCモータ24の共振音を抑制するようにTRCモータ24の回転速度Ntrcを変化させる。また、音源であるエンジン20、エアコンディショナ80又はオーディオ装置82いずれかの出力音が大きい場合、TRCモータ24の共振音の抑制を行わない又は弱める。これにより、これらの音源のいずれかからの出力音が存在するため、共振音の抑制の必要性が低い場合には、TRCモータ24による走行を優先することが可能となる。
第2実施形態において、車両10は、音源としてエンジン20を備える(図1、図9のS51)。これにより、エンジン20の出力音が小さい場合、TRCモータ24の共振音を抑制するようにTRCモータ24の回転速度Ntrcを変化させる。また、エンジン20の出力音が大きい場合、TRCモータ24の共振音の抑制を行わない又は弱める。これにより、エンジン20の出力音が存在するため、共振音の抑制の必要性が低い場合には、TRCモータ24による走行を優先することが可能となる。
C.第3実施形態
<C-1.第3実施形態の構成>
[C-1-1.全体構成(第1・第2実施形態との相違)]
図10は、本発明の第3実施形態に係る車両10Aの概略構成図である。第1・第2実施形態と同様の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
第1・第2実施形態の車両10は、2つの回転電機22、24(ジェネレータ22及び走行モータ24)を有していた(図1)。これに対し、第3実施形態の車両10Aは、1つの回転電機120のみを有する。
第1・第2実施形態と同様、第3実施形態でも3つのクラッチ(第1~第3クラッチ130、132、134)を有する。しかしながら、第3実施形態では1つの回転電機120のみを有するため、第1~第3クラッチ130、132、134の配置は、第1・第2実施形態の第1~第3クラッチ26、28、30と異なる。
以下では、エンジン20、回転電機120、第1クラッチ130、第2クラッチ132及び第3クラッチ134をまとめて駆動系60aという。また、エンジン20と車輪34を結ぶ動力伝達経路を第1伝達経路140という。さらに、第1伝達経路140と回転電機120を結ぶ動力伝達経路を第2伝達経路142という。第1伝達経路140から第2伝達経路142への分岐点を分岐点144という。
なお、図10の回転速度センサ46は、回転電機120の単位時間当たりの回転数としての回転速度Nmg[rpm]を検出してECU54に送信する。
[C-1-2.回転電機120]
回転電機120は、3相交流ブラシレス式であり、走行モータ及びジェネレータとしての機能を有する。すなわち、走行モータとしての回転電機120は、車両10Aの走行用の第2駆動源として動力Fmgを生成して車輪34(駆動輪)側に供給する。また、回転電機120は、車両10Aの制動時に回生を行い、図示しないインバータを介して回生電力Pregをバッテリ36又は電動補機類52に供給する。
また、ジェネレータとしての回転電機120は、エンジン20からの動力Fengにより発電し、図示しないインバータを介してバッテリ36又は電動補機類52に供給される。
以下では、回転電機120をモータ・ジェネレータ120ともいう。モータ・ジェネレータ120が関連するパラメータに「MG」又は「mg」を付す。また、図10等では、モータ・ジェネレータ120を「MG」で示す。モータ・ジェネレータ120は、エンジン20のスタータモータとして利用することができる。第1回転電機22及び第2回転電機24と同様、回転電機120は、埋込磁石同期モータ(IPMSM)であると共に、ステータ及びロータを有する。
[C-1-3.第1クラッチ130、第2クラッチ132及び第3クラッチ134]
第1クラッチ130(第1切替装置)は、第1伝達経路140のうち車輪34と分岐点144との間に配置される。第1クラッチ130は、エンジン20及びモータ・ジェネレータ120の組合せと車輪34との接続状態及び非接続状態を、ECU54からの指令に基づいて切り替える。すなわち、第1クラッチ130は、第1実施形態の第1クラッチ26と同様の位置にある。以下では、第1クラッチ130をCOMクラッチ130ともいう。ここでの「COM」は、エンジン20及びモータ・ジェネレータ120に「共通」(common)のクラッチであることを意味する。
第2クラッチ132(第2切替装置)は、第2伝達経路142上に配置され、第1伝達経路140とモータ・ジェネレータ120との接続状態及び非接続状態を、ECU54からの指令に基づいて切り替える。以下では、第2クラッチ132をMGクラッチ132ともいう。
第3クラッチ134(第3切替装置)は、第1伝達経路140のうちエンジン20と分岐点144との間に配置され、エンジン20と車輪34(又は分岐点144)との接続状態及び非接続状態を、ECU54に指令に基づいて切り替える。以下では、第3クラッチ134をENGクラッチ134ともいう。
<C-2.走行モード>
上記のように、第3実施形態では1つの回転電機120しか用いない。このため、第3実施形態では、主にMOT走行モード及びENG走行モードを用いる。第1・第2実施形態(図3)と同様、第3実施形態でも、走行モードの選択は、主として、車速V及び車両10Aの走行駆動力Fdに基づいて行われる。
<C-3.第3実施形態における制御>
[C-3-1.概要]
第3実施形態では、MOT走行モードと、ENG走行モードと、回生モードとを用いる。第1・第2実施形態と同様、第3実施形態では、MOT走行モード及びENG走行モードは、主として、車速V及び車両10Aの走行駆動力Fdに応じて選択される。
[C-3-2.MOTクルーズ制御]
次に、第3実施形態のMOTクルーズ制御について説明する。第3実施形態のMOTクルーズ制御は、モータ・ジェネレータ120を用いて低速クルーズ又は中速クルーズを行う制御である。
第3実施形態のMOTクルーズ制御は、基本的に第2実施形態のMOTクルーズ制御と同様である。すなわち、図4のフローチャートの一部を図8のフローチャートに置き換えたものである。但し、図4又は図8においてTRCモータ24に関する処理は、第3実施形態では、モータ・ジェネレータ120に関する処理となる。
例えば、図4のステップS12について、第3実施形態では、COMクラッチ130及びMGクラッチ132をON(接続状態)とし、ENGクラッチ134をOFF(非接続状態)にする。図4又は図8のステップS17について、第3実施形態では、TRCモータ24の回転速度Ntrcに代えて、モータ・ジェネレータ120の回転速度Nmgを用いる。図4のステップS19について、第3実施形態では、COMクラッチ130、MGクラッチ132及びENGクラッチ134をOFF(非接続状態)にすると共に、モータ・ジェネレータ120をOFFにする。第2実施形態では、図8のステップS31の詳細を図9で示した。これに対し、第3実施形態では、図8のステップS31の詳細を図11で示す。
図11は、第3実施形態における図8のステップS31を具体的に示すフローチャートである。ステップS61において、ECU54は、エンジン20がオフ(停止中)であるか否かを判定する。具体的には、エンジン20における燃焼を停止中であるか否かを判定する。或いは、エンジン20の回転速度Nengがゼロであるか否かにより判定してもよい。エンジン20がオフである場合(S61:TRUE)、ステップS62に進む。
ステップS62において、ECU54は、エアコンディショナ80がオフ(停止中)であるか否かを判定する。具体的には、エアコンディショナ80のオンオフスイッチ(図示せず)がオフ位置であるか否かを判定する。エアコンディショナ80がオフである場合(S62:TRUE)、ステップS63に進む。
ステップS63において、ECU54は、オーディオ装置82がオフ(停止中)であるか否かを判定する。具体的には、オーディオ装置82のオンオフスイッチ(図示せず)がオフ位置であるか否かを判定する。オーディオ装置82がオフである場合(S63:TRUE)、ステップS19(図8)に進む。一方、ステップS61~S63のいずれかで偽(FALSE)である場合、ステップS18(図8)へ進む。
<C-4.第3実施形態の効果>
以上のような第3実施形態によれば、第1・第2実施形態の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏することができる。
第3実施形態によれば、車両10Aの要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低く(図4のS11:TRUE)且つモータ・ジェネレータ120(回転電機)の回転速度Nmgが共振領域Rr内にある場合、MGクラッチ132(切替装置)をオフ(非接続状態)に切り替えると共に、モータ・ジェネレータ120をオフにすることで回転速度Nmgを共振領域Rrから外すコースティング走行(共振抑制制御)を実行する(S19)。これにより、要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低い状態(換言すると、比較的低負荷の状態又は比較的安定した車速で走行している状態)においてモータ・ジェネレータ120が共振音を発生している又は発生しそうな場合、当該共振音の発生を抑制することが可能となる。
第3実施形態において、車両10Aは、音源であるエンジン20(第1車載装置)、エアコンディショナ80(第2車載装置)及びオーディオ装置82(第3車載装置)を備える(図10)。ECU54(制御回路)は、エンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82がオフであるか否かを判定する(S61~S63)。また、ECU54は、エンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82のいずれかがオフでない場合(S61:FALSE、S62:FALSE又はS63:FALSE)、要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低く(図4のS11:TRUE)且つモータ・ジェネレータ120の回転速度Nmgが共振領域Rr内にある状態(図8のS17:FALSE)であっても、コースティング走行(又は共振抑制制御)を制限する。
これにより、音源であるエンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82それぞれの出力音が小さい場合、TRCモータ24の共振音を抑制するようにTRCモータ24の回転速度Ntrcを変化させる。また、音源であるエンジン20、エアコンディショナ80又はオーディオ装置82いずれかの出力音が大きい場合、TRCモータ24の共振音の抑制を行わない又は弱める。これにより、これらの音源のいずれかからの出力音が存在するため、共振音の抑制の必要性が低い場合には、TRCモータ24による走行を優先することが可能となる。
D.変形例
なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
<D-1.適用対象>
第1・第2実施形態の車両10は、エンジン20、ジェネレータ22及び走行モータ24を有し(図1)、第3実施形態の車両10Aは、エンジン20及びモータ・ジェネレータ120を有した(図10)。しかしながら、例えば、回転速度Ntrc又はNmgが共振領域Rr内にある場合、回転速度Ntrc又はNmgを共振領域Rrから外す観点からすれば、これに限らない。例えば、車両10は、エンジン20と3つの回転電機を有する構成とすることも可能である。
<D-2.回転電機>
第1・第2実施形態の第1回転電機22及び第2回転電機24及び第3実施形態の回転電機120は、いずれも3相交流ブラシレス式とした。しかしながら、例えば、回転速度Ntrc又はNmgが共振領域Rr内にある場合、回転速度Ntrc又はNmgを共振領域Rrから外す観点からすれば、これに限らない。第1回転電機22及び第2回転電機24並びに第3実施形態の回転電機120は、直流式又はブラシ式としてもよい。
第1・第2実施形態の第1回転電機22及び第2回転電機24及び第3実施形態の回転電機120は、いずれも埋込磁石同期モータ(IPMSM)とした。しかしながら、例えば、回転速度Ntrc又はNmgが共振領域Rr内にある場合、回転速度Ntrc又はNmgを共振領域Rrから外す観点からすれば、これに限らない。第1回転電機22及び第2回転電機24並びに第3実施形態の回転電機120は、その他の方式の回転電機としてもよい。
<D-3.クラッチ>
第3実施形態では第1~第3クラッチ130、132、134を設けた(図10)。しかしながら、例えば、エンジン20による走行時にモータ・ジェネレータ120を切り離す観点からすれば、これに限らない。例えば、第3クラッチ134を省略することも可能である。
第1・第2実施形態ではENGクラッチ26と車輪34の間の第2分岐点78に走行モータ24及び第3クラッチ30を接続した(図1及び図2)。しかしながら、例えば、エンジン20による走行時にジェネレータ22を切り離す観点からすれば、これに限らない。例えば、第2分岐点78をENGクラッチ26よりもエンジン20側にしてもよい。
<D-4.トルクリミッタ32>
第1・第2実施形態ではトルクリミッタ32を設けた(図1及び図2)。しかしながら、例えば、エンジン20による走行時に回転電機を切り離す観点からすれば、これに限らない。例えば、トルクリミッタ32を省略することも可能である。或いは、第1・第2実施形態において走行モータ24と第2分岐点78の間に別のトルクリミッタを設けることも可能である。第3実施形態も同様である。
<D-5.MOTクルーズ制御>
第1実施形態では、TRCモータ24の回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある場合(図4のS17:FALSE)、TRCクラッチ30及びTRCモータ24をオフにした(S19)。しかしながら、例えば、回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある場合、回転速度Ntrcを共振領域Rrから外す観点からすれば、これに限らない。例えば、TRCモータ24をオフにせず、その出力を減少又は増加させることで、回転速度Ntrcを共振領域Rrから外してもよい。その場合、目標クルーズ車速Vtarcを増加又は減少させてもよい。
第1実施形態のMOTクルーズ制御(図4)では、車速Vが目標範囲Rvtar内である場合(S13:FALSE)のみ、共振抑制制御を実行可能とした。しかしながら、例えば、回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある場合、回転速度Ntrcを共振領域Rrから外す観点からすれば、これに限らず、ステップS13を省略してもよい。その場合、回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある時間を減らすようにTRCモータ24の出力を増加又は減少させてもよい。第2・第3実施形態も同様である。
第1実施形態のMOTクルーズ制御(図4)では、コースティング走行(共振抑制制御)を終了するか否かの判定を、車速低下量ΔVに基づいて行った(S20)。しかしながら、例えば、共振抑制制御を終了するタイミングを判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、コースティング走行(共振抑制制御)を開始してからの時間に基づいて、共振抑制制御を終了するタイミングを判定してもよい。
第2実施形態では、図8のステップS31の対象とする音源として、エンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82を挙げた(図9)。しかしながら、例えば、TRCモータ24の共振音が目立つか否かを判定する観点からすれば、対象とすべき音源はこれに限らない。例えば、エンジン20、エアコンディショナ80及びオーディオ装置82の1つ又は2つを省略してもよい。或いは、その他の音源(例えば、窓が開いている状態)を対象としてもよい。第3実施形態も同様である。
<D-6.その他>
第1実施形態では、図4に示すフローでMOTクルーズ制御を行った。しかしながら、例えば、本発明の効果を得られる場合、フローの内容(各ステップの順番)は、これに限らない。例えば、ステップS13~S16と、ステップS17~S20の位置を入れ替えることが可能である。第2・第3実施形態も同様である。
第2実施形態では、要求駆動力Fdreqが駆動力閾値THfdよりも低く(図4のS11:TRUE)且つTRCモータ24の回転速度Ntrcが共振領域Rr内にある場合(S17:FALSE)、いずれの音源も出力音が低いか否かの判定(図8のS31)を行った。これに代えて、図8のS31を行った後に図4のS11、S17の一方又は両方を行うことも可能である。第3実施形態も同様である。
上記各実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した(図4のS13等)。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ(換言すると、本発明の効果を得られる場合)、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
その意味において、例えば、図4のステップS13における車速Vが目標クルーズ車速Vtarc-αを下回っているか否かの判定(V<Vtarc-α)を、車速Vが目標クルーズ車速Vtarc以下であるか否かの判定(V≦Vtarc-α)に置き換えることができる。
10、10A…車両
20…エンジン(内燃機関、車載装置、第1車載装置)
22…ジェネレータ(第1回転電機) 24…走行モータ(第2回転電機)
30、134…第3クラッチ(TRCクラッチ、切替装置)
34…車輪 54…ECU(制御回路)
76…第3伝達経路(伝達経路)
80…エアコンディショナ(車載装置、第2車載装置)
82…オーディオ装置(車載装置、第3車載装置)
120…モータ・ジェネレータ(回転電機)
Fdreq…要求駆動力 Ngen…ジェネレータの回転速度
Nmg…モータ・ジェネレータの回転速度
Nr…共振速度(共振周波数)
Ntrc…TRCモータの回転速度 Rr…共振領域
THfd…駆動力閾値
THntrc1…第1回転速度閾値(第1周波数)
THntrc2…第2回転速度閾値(第2周波数)
THΔv…低下量閾値 V…車速
ΔV…車速の低下量

Claims (7)

  1. 車輪を駆動する回転電機と、
    前記回転電機が発生した動力を前記車輪に伝達する伝達経路と、
    前記伝達経路上に配置されて、前記回転電機と前記車輪との接続状態及び非接続状態を切り替える切替装置と、
    前記切替装置及び前記回転電機を制御する制御回路と
    を備える車両であって、
    前記制御回路は、
    前記回転電機の共振周波数よりも小さい第1周波数と、前記共振周波数よりも大きい第2周波数により規定される共振領域を設定し、
    前記車両の要求駆動力が駆動力閾値よりも低いか否か及び前記回転電機の回転速度が前記共振領域内にあるか否かを判定し、
    前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある場合、前記切替装置を前記非接続状態に切り替えると共に、前記回転電機の回転速度を前記共振領域から外す共振抑制制御を実行し、
    前記回転電機の共振周波数は、前記回転電機のステータに固有の共振周波数であり、
    前記車両は、音源である車載装置として内燃機関を備え、
    前記制御回路は、
    前記内燃機関の負荷が負荷閾値以下であるか否か又は前記内燃機関が停止しているか否かを判定し、
    前記内燃機関の負荷が前記負荷閾値以下でない場合、又は、前記内燃機関が停止していない場合、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある状態であっても、前記共振抑制制御を制限す
    ことを特徴とする車両。
  2. 車輪を駆動する回転電機と、
    前記回転電機が発生した動力を前記車輪に伝達する伝達経路と、
    前記伝達経路上に配置されて、前記回転電機と前記車輪との接続状態及び非接続状態を切り替える切替装置と、
    前記切替装置及び前記回転電機を制御する制御回路と
    を備える車両であって、
    前記制御回路は、
    前記回転電機の共振周波数よりも小さい第1周波数と、前記共振周波数よりも大きい第2周波数により規定される共振領域を設定し、
    前記車両の要求駆動力が駆動力閾値よりも低いか否か及び前記回転電機の回転速度が前記共振領域内にあるか否かを判定し、
    前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある場合、前記切替装置を前記非接続状態に切り替えると共に、前記回転電機の回転速度を前記共振領域から外す共振抑制制御を実行し、
    前記回転電機の共振周波数は、前記回転電機のステータに固有の共振周波数であり、
    前記車両は、音源である第1車載装置及び第2車載装置を備え、
    前記制御回路は、
    前記第1車載装置の負荷が第1負荷閾値以下であり且つ前記第2車載装置の負荷が第2負荷閾値以下であるか否か、又は前記第1車載装置及び前記第2車載装置が停止しているか否かを判定し、
    前記第1車載装置の負荷が前記第1負荷閾値以下でない場合、若しくは前記第2車載装置の負荷が前記第2負荷閾値以下でない場合、又は前記第1車載装置若しくは前記第2車載装置が停止していない場合、前記要求駆動力が前記駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある状態であっても、前記共振抑制制御を制限する
    ことを特徴とする車両。
  3. 請求項1又は2に記載の車両において、
    前記共振抑制制御に際し、前記制御回路は、前記回転電機の出力を低下させる又は前記回転電機を停止させる
    ことを特徴とする車両。
  4. 請求項に記載の車両において、
    前記制御回路は、
    前記共振抑制制御の実行中に、車速の低下量が低下量閾値を超えたか否かを監視し、
    前記車速の低下量が前記低下量閾値を超えた場合、前記切替装置を前記非接続状態から前記接続状態に切り替えると共に、前記回転電機が発生する前記動力を増加させる
    ことを特徴とする車両。
  5. 車輪を駆動する回転電機と、
    前記回転電機が発生した動力を前記車輪に伝達する伝達経路と、
    前記伝達経路上に配置されて、前記回転電機と前記車輪との接続状態及び非接続状態を切り替える切替装置と、
    前記切替装置及び前記回転電機を制御する制御回路と
    を備える車両の制御方法であって、
    前記制御回路は、
    前記回転電機の共振周波数よりも小さい第1周波数と、前記共振周波数よりも大きい第2周波数により規定される共振領域を設定し、
    所定条件の成立時において前記回転電機の回転速度が前記共振領域内にあるか否かを判定し、
    前記回転速度が前記共振領域内にある場合、前記切替装置を前記非接続状態に切り替えると共に、前記回転速度を前記共振領域から外す共振抑制制御を実行し、
    前記回転電機の共振周波数は、前記回転電機のステータに固有の共振周波数であり、
    前記車両は、音源である車載装置として内燃機関を備え、
    前記制御回路は、
    前記内燃機関の負荷が負荷閾値以下であるか否か又は前記内燃機関が停止しているか否かを判定し、
    前記内燃機関の負荷が前記負荷閾値以下でない場合、又は、前記内燃機関が停止していない場合、前記車両の要求駆動力が駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある状態であっても、前記共振抑制制御を制限す
    ことを特徴とする車両の制御方法。
  6. 車輪を駆動する回転電機と、
    前記回転電機が発生した動力を前記車輪に伝達する伝達経路と、
    前記伝達経路上に配置されて、前記回転電機と前記車輪との接続状態及び非接続状態を切り替える切替装置と、
    前記切替装置及び前記回転電機を制御する制御回路と
    を備える車両の制御方法であって、
    前記制御回路は、
    前記回転電機の共振周波数よりも小さい第1周波数と、前記共振周波数よりも大きい第2周波数により規定される共振領域を設定し、
    所定条件の成立時において前記回転電機の回転速度が前記共振領域内にあるか否かを判定し、
    前記回転速度が前記共振領域内にある場合、前記切替装置を前記非接続状態に切り替えると共に、前記回転速度を前記共振領域から外す共振抑制制御を実行し、
    前記回転電機の共振周波数は、前記回転電機のステータに固有の共振周波数であり、
    前記車両は、音源である第1車載装置及び第2車載装置を備え、
    前記制御回路は、
    前記第1車載装置の負荷が第1負荷閾値以下であり且つ前記第2車載装置の負荷が第2負荷閾値以下であるか否か、又は前記第1車載装置及び前記第2車載装置が停止しているか否かを判定し、
    前記第1車載装置の負荷が前記第1負荷閾値以下でない場合、若しくは前記第2車載装置の負荷が前記第2負荷閾値以下でない場合、又は前記第1車載装置若しくは前記第2車載装置が停止していない場合、前記車両の要求駆動力が駆動力閾値よりも低く且つ前記回転速度が前記共振領域内にある状態であっても、前記共振抑制制御を制限する
    ことを特徴とする車両の制御方法。
  7. 請求項5又は6に記載の車両の制御方法において、
    前記所定条件は、前記回転電機によるクルーズ走行を行う回転電機クルーズ走行モードが選択されていることを含む
    ことを特徴とする車両の制御方法。
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