JP2024081986A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の入力制限／出力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン／オフに起因する車両の加減速度の変化を抑制できるようにする。【解決手段】車両の制御装置は、電池と電池からの電力により作動する電動機とを含み車両減速時に電動機を発電機として用いて回生走行を実行可能なパワートレーンと、電池からの電力によって作動する補機と、を備える車両を制御する。制御装置は、回生走行中に電動機の回生パワーを制御する電子制御ユニットを備える。回生走行中に電池の許容最大充電電力としての電池入力制限が厳しくなる方向に変化する第１走行条件において、電子制御ユニットは、負の値である電池入力制限に補機の消費電力を加えて回生用入力制限を算出し、回生用入力制限を超えないように回生パワーを制御する第１回生パワー制御を実行する。【選択図】図６

Description

本開示は、車両の制御装置に関する。

特許文献１は、電動車両の回生制御装置を開示している。回生制御装置は、バッテリ装置のＳＯＣ（充電率）を監視し、ＳＯＣに基づいてマップからバッテリ装置に流す回生電流を算出する。そして、回生制御装置は、算出された回生電流を超えないように回生トルクを制御する。

特開２０１３－０２７０６３号公報

電池の入力制限／出力制限を超えないように当該電池の充電電力／放電電力を制限しつつ電動機の回生パワー／力行パワーが制御される車両では、前記電池からの電力で作動する補機のオン／オフに起因する車両の加減速度の変化を抑制することが求められる。

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、電池の入力制限／出力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン／オフに起因する車両の加減速度の変化を抑制できるようにした車両の制御装置を提供することを目的とする。

本開示の第１の態様に係る車両の制御装置は、電池と電池からの電力により作動する電動機とを含み車両減速時に電動機を発電機として用いて回生走行を実行可能なパワートレーンと、電池からの電力によって作動する補機と、を備える車両を制御する。制御装置は、回生走行中に電動機の回生パワーを制御する電子制御ユニットを備える。回生走行中に電池の許容最大充電電力としての電池入力制限が厳しくなる方向に変化する第１走行条件において、電子制御ユニットは、負の値である電池入力制限に補機の消費電力を加えて回生用入力制限を算出し、回生用入力制限を超えないように回生パワーを制御する第１回生パワー制御を実行する。

本開示の第２の態様に係る車両の制御装置は、電池と電池からの電力により作動する電動機とを含み車両加速時に電動機を用いて力行走行を実行可能なパワートレーンと、電池からの電力によって作動する補機と、を備える車両を制御する。制御装置は、力行走行中に電動機の力行パワーを制御する電子制御ユニットを備える。力行走行中に電池の許容最大放電電力としての電池出力制限が厳しくなる方向に変化する第２走行条件において、電子制御ユニットは、正の値である電池出力制限から補機の消費電力を減じて力行用出力制限を算出し、力行用出力制限を超えないように力行パワーを制御する第１力行パワー制御を実行する。

本開示の第１の態様によれば、電池の入力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン／オフに起因する車両の減速度の変化を抑制できるようになる。また、第２の態様によれば、電池の出力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン／オフに起因する車両の加速度の変化を抑制できるようになる。

実施の形態に係る車両の構成を概略的に示す図である。 最大回生パワーと電池入力制限と補機電力との基本的関係Ｒ０と、第１回生パワー制御で用いられる関係Ｒ１とを表した図である。 第１走行条件下における課題と対策を説明するためのタイムチャートである。 最大力行パワーと電池出力制限と補機電力との基本的関係Ｒ０と、第１力行パワー制御で用いられる関係Ｒ１とを表した図である。 第２走行条件下における課題と対策を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態に係る回生パワー及び力行パワーの制御に関連する処理を示すフローチャートである。

添付図面とともに、本開示の実施の形態について説明する。

１．車両の構成例
図１は、実施の形態に係る車両１の構成を概略的に示す図である。車両１は、パワートレーン１０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０と、各種のセンサ３０と、補機４０と、を備えている。

パワートレーン１０は、電池１２と、電動機１４と、電力制御ユニット（ＰＣＵ）１６と、を含む。電動機１４は、電池１２からの電力により作動する。ＰＣＵ１６は、電動機１４を駆動するためのインバータを含む電力変換装置である。ＰＣＵ１６は、ＥＣＵ２０からの指令に基づき、電池１２の電力を利用して電動機１４を制御する。より詳細には、ＰＣＵ１６の制御により、電動機１４は、力行トルクＴｍｄを発生させる。また、ＰＣＵ１６の制御により、電動機１４は、車両減速時に車輪の回転によって駆動されることによって回生トルク（負トルク）Ｔｍｒを発生させる発電機としても機能する。

上述したパワートレーン１０によれば、電動機１４を用いた電気走行（ＥＶ走行）を行うことができる。より具体的には、例えば車両減速時に、電動機１４を発電機として用いて回生走行を行うことができる。また、例えば車両加速時に、電動機１４を用いて力行走行を行うことができる。車両１は、例えば、バッテリ電気車両（ＢＥＶ）である。ただし、本開示に係る「車両」は、電気走行を実行可能なパワートレーンを備えるものであればよく、例えば、プラグインハイブリッド電気車両（ＰＨＥＶ）であってもよい。

ＥＣＵ２０は、車両１を制御するコンピュータであり、本開示に係る「車両の制御装置」の一例に相当する。ＥＣＵ２０は、プロセッサ２２と記憶装置２４とを含んでいる。プロセッサ２２は、各種処理を実行する。各種処理は、後述される電動機１４の力行パワー及び回生パワーの制御に関する処理を含む。記憶装置２４は、プロセッサ２２による処理に必要な各種情報を格納する。プロセッサ２２がコンピュータプログラムを実行することにより、ＥＣＵ２０による各種処理が実現される。コンピュータプログラムは、記憶装置２４に格納されている。あるいは、コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。なお、ＥＣＵ２０は、複数のＥＣＵを組み合わせて構成されてもよい。

各種のセンサ３０は、例えば、電池１２の温度を検出する温度センサ、電池１２の充放電電流を検出する電流センサ、車両１の速度を検出する車速センサ、電動機１４の回転角を検出する回転角センサ、アクセルペダルセンサ、及びブレーキペダルセンサを含む。ＥＣＵ２０は、上記電流センサによって検出された充放電電流に基づいて、電池１２の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。

補機４０は、電池１２からの電力によって作動する。補機４０は、例えば、空調装置である。空調装置は、車両１の室内の空気調和（例えば、冷房及び暖房）を行う。本開示に係る「補機」は、空調装置に代え、例えば、ＥＣＵ２０等の機器への電力供給のために電池１２の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。あるいは、補機は、例えば、電池１２からの電力を利用して家電機器等の機器に電力を供給する交流（ＡＣ）電源装置であってもよい。

２．電動機のパワー制御
まず、回生走行及び力行走行を含む電気走行中の基本動作について説明される。ＥＣＵ２０は、車両１のドライバによって要求される電動機１４のトルク（モータトルク）である要求トルクＴｒｅｑを算出する。要求トルクＴｒｅｑは、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量と車速とに基づいて算出される。電気走行中には、このように算出される要求トルクＴｒｅｑに相当するモータトルクＴｍが常にそのまま出力されるとは限られない。すなわち、モータトルクＴｍ（回生トルクＴｍｒ又は力行トルクＴｍｄ）は、次のように制限され得る。

すなわち、回生走行中における電池１２の充電に許容される電力には、例えば電池１２の温度及びＳＯＣに基づく上限値（すなわち、許容最大充電電力）が定められている。以下、この上限値は、「電池入力制限Ｗｉｎｂ」と称される。同様に、力行走行中に電池１２の放電に許容される電力にも、例えば電池１２の温度及びＳＯＣに基づく上限値（すなわち、許容最大放電電力）が定められている。以下、この上限値は、「電池出力制限Ｗｏｕｔｂ」と称される。なお、本明細書中においては、電力の符号は、電池１２の放電時を正とし、充電時を負としている。このため、電池入力制限Ｗｉｎｂは、負の値であり、電池出力制限Ｗｏｕｔｂは、正の値である。

電池入出力制限Ｗｉｎｂ及びWｏｕｔｂに基づく要求トルクＴｒｅｑの制限は、基本的には次のように行われる。すなわち、要求トルクＴｒｅｑと電動機１４の回転数（モータ回転数）との積に応じた電動機１４のパワー（モータパワー）Ｐｍが電池入出力制限Ｗｉｎｂ又はWｏｕｔｂの範囲内にある場合には、ＥＣＵ２０は、要求トルクＴｒｅｑに応じたモータトルクＴｍが電動機１４から出力されるようにＰＣＵ１６を制御する。一方、要求トルクＴｒｅｑに応じたモータパワーＰｍが電池入出力制限Ｗｉｎｂ又はWｏｕｔｂを超える場合には、ＥＣＵ２０は、電池入出力制限Ｗｉｎｂ又はWｏｕｔｂを超えないように制限されたモータパワーＰｍに応じたモータトルクＴｍが電動機１４から出力されるようにＰＣＵ１６を制御する。

ここで、電池入出力制限Ｗｉｎｂ及びWｏｕｔｂのそれぞれは、上述のように電池１２の温度及びＳＯＣに応じて静的に変更されるだけでなく、例えば図３（Ａ）及び図５（Ａ）とともに後述されるように車両加減速中に走行負荷に応じて厳しくなる方向に過渡的に変化する場合がある。このように電池入出力制限Ｗｉｎｂ又はWｏｕｔｂが厳しくなるシーンにおいて、電池１２からの電力で作動する補機４０のオン／オフに起因する車両１の加減速度の変化を抑制することが求められる。

上記の課題に鑑み、本実施形態では、電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなるシーンでは、ＥＣＵ２０は、電動機１４の回生パワーＰｍｒを次のように制御する（２－１節参照）。また、電池出力制限Wｏｕｔｂが厳しくなるシーンでは、ＥＣＵ２０は、電動機１４の力行パワーＰｍｄを次のように制御する（２－２節参照）。なお、以下に説明される例に代え、これらの回生パワーＰｍｒ及び力行パワーＰｍｄの制御のうちの何れか一方のみが実行されてもよい。

２－１．回生パワーの制御
本実施形態では、回生走行中に電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなる方向に変化する第１走行条件において、ＥＣＵ２０は、「第１回生パワー制御」を実行する。図６とともに後述されるように、第１走行条件が成立するか否かは、例えば、負の値である電池入力制限Ｗｉｎｂが同じく負の値である閾値ＴＨ１以上であるか否かに基づいて判定される。

第１回生パワー制御において、ＥＣＵ２０は、電池入力制限Ｗｉｎｂ（負の値）に補機４０の消費電力Ｐａの値（正の値）Ｐａ１を加えて「回生用入力制限Ｗｉｎｒ（負の値）」を算出する。そして、ＥＣＵ２０は、算出された回生用入力制限Ｗｉｎｒを超えないように電動機１４の回生パワーＰｍｒを制御する。補機４０の消費電力Ｐａは、単に補機電力Ｐａとも称される。

具体的には、まず、図２（Ａ）は、最大回生パワーＰｍｒｍａｘと電池入力制限Ｗｉｎｂと補機電力Ｐａ１との基本的関係Ｒ０を表した図である。車両１では、回生走行中に生成される回生パワーＰｍｒは、電池１２の充電と補機４０の作動に用いられる。より詳細には、回生パワーＰｍｒは、電池１２に供給される。また、補機４０を作動させる場合には、回生パワーＰｍｒは、電池１２だけでなく補機４０にも供給される。このため、補機４０の作動時（補機オン）において生成可能な最大回生パワーＰｍｒｍａｘ（負の値）は、図２（Ａ）に示すように電池入力制限Ｗｉｎｂの絶対値と補機電力Ｐａ１との和と等しい絶対値を有する。一方、補機電力Ｐａがゼロである補機４０の非作動時（補機オフ）における最大回生パワーＰｍｒｍａｘは、電池入力制限Ｗｉｎｂの絶対値と等しい絶対値を有する。なお、本実施形態では、このような基本的関係Ｒ０は、電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなるシーンではない時（すなわち、第１走行条件が成立していない時）に用いられる（後述のステップＳ１０６参照）。

回生走行中に回生パワーＰｍｒが最大回生パワーＰｍｒｍａｘに達している時に補機４０がオンからオフになると、図２（Ａ）に示すように補機電力Ｐａ１の分だけ最大回生パワーＰｍｒｍａｘが小さくなる。すなわち、実際に生成可能な回生パワーＰｍｒが小さく制限されてしまう。

より詳細には、図３（Ａ）は、第１走行条件下において基本的関係Ｒ０が用いられる際の課題を説明するためのタイムチャートである。図３（Ａ）では、時点ｔ１１において、ドライバのアクセルペダルがオフとされている。その結果、車速が低下していく。そして、電池入力制限Ｗｉｎｂの絶対値は、車両１の減速の継続に起因して時間経過とともに０に向けて小さくなっている。すなわち、電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなる方向に変化している。このように、図３（Ａ）は、電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなる減速シーンを例示している。また、当該減速は、補機４０がオンの状態で開始されている。

要求トルクＴｒｅｑは、ドライバからの減速要求に応じて負の値となっている。一例として、要求トルクＴｒｅｑは、負の値Ｔｒｅｑ１に向けて時間経過とともに減少するように設定されている。電動機１４は、要求トルクＴｒｅｑに応じたモータトルクＴｍとして回生トルクＴｍｒを生じさせるように制御されている。

時点ｔ１２は、生成された回生トルクＴｍｒとモータ回転数との積に応じた回生パワーＰｍｒの絶対値が、当該時点ｔ１２の電池入力制限Ｗｉｎｂの絶対値と補機電力Ｐａ１との和（すなわち、最大回生パワーＰｍｒｍａｘの絶対値）に到達する時点に相当する。この時点ｔ１２の経過に伴い、回生パワーＰｍｒが最大回生パワーＰｍｒｍａｘを超えないように回生パワーＰｍｒが制限されている。その結果として、図３（Ａ）に示すように回生トルクＴｍｒが要求トルクＴｒｅｑに対して制限されている。

時点ｔ１３は、回生トルクＴｍｒが制限されている状況下において補機４０がオンからオフになった時点に相当する。時点ｔ１３では、補機電力Ｐａが０になることを受けて、図２（Ａ）に示すように最大回生パワーＰｍｒｍａｘが急減する。そして、この最大回生パワーＰｍｒｍａｘの急減に応じて回生パワーＰｍｒの制限量が急増する結果として、回生トルクＴｍｒが図３（Ａ）に示すように急減する。このような回生トルクＴｍｒの急減は、補機４０のオン／オフに起因する車両１の減速度の変化につながる。

一方、図２（Ｂ）は、第１回生パワー制御で用いられる関係Ｒ１を表した図である。この関係Ｒ１によれば、電池入力制限Ｗｉｎｂの絶対値が最大回生パワーＰｍｒｍａｘに相当する回生用入力制限Ｗｉｎｒの絶対値と補機電力Ｐａ１との和と等しくなるように、当該電池入力制限Ｗｉｎｂが分割されている。すなわち、回生用入力制限Ｗｉｎｒの絶対値は、電池入力制限Ｗｉｎｂの絶対値から補機電力Ｐａ１を引いて得られる。このため、電池入力制限Ｗｉｎｂ（負の値）と補機電力Ｐａ１との和が回生用入力制限Ｗｉｎｒ（負の値）に相当する。

図３（Ｂ）は、第１走行条件下において関係Ｒ１が用いられる場合の動作を説明するためのタイムチャートである。図３（Ｂ）に示す動作は、図３（Ａ）と同じ減速シーンを対象として例示されている。

図３（Ｂ）中の時点ｔ１４は、時点ｔ１１における減速開始後に電池入力制限Ｗｉｎｂが上述の閾値ＴＨ１に到達した時点に相当する。このように電池入力制限Ｗｉｎｂが閾値ＴＨ１以上になると、第１回生パワー制御が実行される。その結果、回生用入力制限Ｗｉｎｒ（＝Ｗｉｎｂ＋Ｐａ１）が算出される。図３（Ｂ）には、回生用入力制限Ｗｉｎｒを示す直線が追加的に表されている。

第１回生パワー制御によれば、回生用入力制限Ｗｉｎｒを超えないように回生パワーＰｍｒが制御（制限）され、その結果として回生トルクＴｍｒが制限される。より詳細には、時点ｔ１４において、回生パワーＰｍｒの制御（制限）に用いられる入力制限Ｗｉｎが電池入力制限Ｗｉｎｂから回生用入力制限Ｗｉｎｒに切り替えられる。換言すると、最大回生パワーＰｍｒｍａｘから補機電力Ｐａ１が除外される。図３（Ｂ）は、時点ｔ１４の回生パワーＰｍｒが当該時点ｔ１４の回生用入力制限Ｗｉｎｒによって制限を受ける例を示している。このため、時点ｔ１４以降の回生トルクＴｍｒが、例えば図３（Ｂ）に示すように制限される。なお、入力制限Ｗｉｎは、例えば減速が終了した際に回生用入力制限Ｗｉｎｒから電池入力制限Ｗｉｎｂに戻される。

以上説明したように、本実施形態では、電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなるシーン（第１走行条件）において、第１回生パワー制御が用いられる。第１回生パワー制御によれば、図２（Ｂ）に示す関係Ｒ１が用いられる。すなわち、電池入力制限Ｗｉｎｂから補機電力Ｐａ１が除外されている回生用入力制限Ｗｉｎｒが最大回生パワーＰｍｒｍａｘとして用いられる。これにより、第１回生パワー制御の開始後の時点ｔ１３（図３（Ｂ）参照）において補機４０がオンからオフになったとしても、当該補機４０のオン／オフに起因する最大回生パワーＰｍｒｍａｘの変化は生じなくなる。その結果、当該補機４０のオン／オフに起因する回生トルクＴｍｒの急変を回避できる。このため、電池入力制限Ｗｉｎｂが厳しくなるシーンにおいて、補機４０のオン／オフに起因する車両１の減速度の変化を抑制できるようになる。

また、図３（Ｂ）中に実線で示される例では、電池入力制限Ｗｉｎｂから回生用入力制限Ｗｉｎｒへの切り替えは、時点ｔ１４においてステップ的に行われている。このような例に代え、当該切り替えは、同図中に曲線Ｃ１を付して表されるように、電池入力制限Ｗｉｎｂから回生用入力制限Ｗｉｎｒに向けて入力制限Ｗｉｎを徐々に変更するように実行されてもよい。この徐変の手法は、特に限定されるものではなく、例えば、一次遅れ処理を用いて行われてもよいし、あるいは、所定の変化率を超える変化を許容しないフィルタ処理を用いて行われてもよい。このような徐変を入力制限Ｗｉｎの切り替えに伴わせることにより、当該切り替えに起因する回生トルクＴｍｒの変化を滑らかにしつつ、第１回生パワー制御を実行できるようになる。

２－２．力行パワーの制御
また、本実施形態では、力行走行中に電池出力制限Wｏｕｔｂが厳しくなる方向に変化する第２走行条件において、ＥＣＵ２０は、「第１力行パワー制御」を実行する。図６とともに後述されるように、第２走行条件が成立するか否かは、例えば、正の値である電池出力制限Wｏｕｔｂが同じく正の値である閾値ＴＨ２以下であるか否かに基づいて判定される。

第１力行パワー制御において、ＥＣＵ２０は、電池出力制限Wｏｕｔｂ（正の値）から補機電力Ｐａの値（正の値）Ｐａ１を減じて「力行用出力制限Ｗｏｕｔｄ（正の値）」を算出する。そして、ＥＣＵ２０は、算出された力行用出力制限Ｗｏｕｔｄを超えないように電動機１４の力行パワーＰｍｄを制御する。

具体的には、まず、図４（Ａ）は、最大力行パワーＰｍｄｍａｘと電池出力制限Ｗｏｕｔｂと補機電力Ｐａ１との基本的関係Ｒ０を表した図である。車両１では、電池１２に充電された電力は、力行走行中に電動機１４の駆動と補機４０の作動のために出力（放電）される。このため、図４（Ａ）に示すように、補機４０の作動時（補機オン）における電池出力制限Wｏｕｔｂは、出力可能な最大力行パワーＰｍｄｍａｘと補機電力Ｐａ１との和となる。一方、補機４０の非作動時（補機オフ）には、電池出力制限Wｏｕｔｂのすべてを力行パワーＰｍｄに割り当てることができる。このため、電池出力制限Wｏｕｔｂは、最大力行パワーＰｍｄｍａｘと等しくなる。本実施形態では、このような基本的関係Ｒ０は、電池入力制限Ｗｉｎｂが制限されていない時（すなわち、第２走行条件が成立していない時）に用いられる（後述のステップＳ１１４参照）。

力行走行中に力行パワーＰｍｄが最大力行パワーＰｍｄｍａｘに達している時に補機４０がオフからオンになると、図４（Ａ）に示すように補機電力Ｐａ１の分だけ最大力行パワーＰｍｄｍａｘが小さくなる。すなわち、実際に生成可能な力行パワーＰｍｄが小さく制限されてしまう。

より詳細には、図５（Ａ）は、第２走行条件下において基本的関係Ｒ０が用いられる際の課題を説明するためのタイムチャートである。図５（Ａ）は、ドライバのアクセルペダルの踏み込み量が一定の状態で車両１が加速しているシーンを示している。そして、電池出力制限Wｏｕｔｂは、車両１の加速の継続に起因して時間経過とともに０に向けて小さくなっている。すなわち、電池出力制限Wｏｕｔｂが厳しくなる方向に変化している。このように、図５（Ａ）は、電池出力制限Wｏｕｔｂが厳しくなる加速シーンを例示している。また、当該加速は、補機４０がオフの状態で開始されている。

要求トルクＴｒｅｑは、ドライバからの加速要求に応じて正の値となっている。一例として、要求トルクＴｒｅｑは、一定のアクセルペダルの踏み込み量に応じて一定となっている。電動機１４は、要求トルクＴｒｅｑに応じたモータトルクＴｍとして力行トルクＴｍｄを生じさせるように制御されている。

時点ｔ２１は、生成された力行トルクＴｍｄとモータ回転数との積に応じた力行パワーＰｍｄが、当該時点ｔ２１の電池出力制限Wｏｕｔｂに到達する時点に相当する。この時点ｔ２１の経過に伴い、力行パワーＰｍｄが電池出力制限Wｏｕｔｂ（すなわち、最大力行パワーＰｍｄｍａｘ）を超えないように力行パワーＰｍｄが制限されている。その結果として、図５（Ａ）に示すように力行トルクＴｍｄが要求トルクＴｒｅｑに対して制限されている。

時点ｔ２２は、力行トルクＴｍｄが制限されている状況下において補機４０がオフからオンになった時点に相当する。時点ｔ２２が経過すると、補機電力ＰａがＰａ１にまで増加することを受けて、図４（Ａ）に示すように最大力行パワーＰｍｄｍａｘが急減する。そして、この最大力行パワーＰｍｄｍａｘの急減に応じて力行パワーＰｍｄの制限量が急増する結果として、力行トルクＴｍｄが図５（Ａ）に示すように急減する。このような力行トルクＴｍｄの急減は、補機４０のオン／オフに起因する車両１の加速度の変化につながる。なお、図５（Ａ）に示す一例では、時点ｔ２２の後の力行トルクＴｍｄは、上記の急減後の値Ｔｍｄ１で一定となっている。

一方、図４（Ｂ）は、第１力行パワー制御で用いられる関係Ｒ１を表した図である。この関係Ｒ１によれば、電池出力制限Wｏｕｔｂが、最大力行パワーＰｍｄｍａｘに相当する力行用出力制限Ｗｏｕｔｄと補機電力Ｐａ１とに分割されている。このため、電池出力制限Wｏｕｔｂから補機電力Ｐａ１を引いて得られる差が力行用出力制限Wｏｕｔｄに相当する。

図５（Ｂ）は、第２走行条件下において関係Ｒ１が用いられる場合の動作を説明するためのタイムチャートである。図５（Ｂ）に示す動作は、図５（Ａ）と同じ加速シーンを対象として例示されている。

図５（Ｂ）中の時点ｔ２３は、加速中に電池出力制限Wｏｕｔｂが上述の閾値ＴＨ２に到達した時点に相当する。このように電池出力制限Wｏｕｔｂが閾値ＴＨ２以下になると、第１力行パワー制御が実行される。その結果、力行用出力制限Ｗｏｕｔｄ（＝Wｏｕｔｂ－Ｐａ１）が算出される。図５（Ｂ）には、力行用出力制限Ｗｏｕｔｄを示す直線が追加的に表されている。

第１力行パワー制御によれば、力行用出力制限Ｗｏｕｔｄを超えないように力行パワーＰｍｄが制御（制限）され、その結果として力行トルクＴｍｄが制限される。より詳細には、時点ｔ２３において、力行パワーＰｍｄの制御（制限）に用いられる出力制限Ｗｏｕｔが電池出力制限Wｏｕｔｂから力行用出力制限Ｗｏｕｔｄに切り替えられる。換言すると、電池出力制限Wｏｕｔｂから補機電力Ｐａ１が除外される。図５（Ｂ）は、時点ｔ２３の力行パワーＰｍｄが当該時点ｔ２３の力行用出力制限Ｗｏｕｔｄによって制限を受ける例を示している。このため、時点ｔ２３以降の力行トルクＴｍｄが、例えば図５（Ｂ）に示すように制限される。より詳細には、例えば、時間の経過に対する電池出力制限Wｏｕｔｂの減少に伴う力行用出力制限Ｗｏｕｔｄの減少に応じて、力行トルクＴｍｄが減少していく。なお、出力制限Ｗｏｕｔは、例えば加速が終了した際に力行用出力制限Ｗｏｕｔｄから電池出力制限Wｏｕｔｂに戻される。

以上説明したように、本実施形態では、電池出力制限Wｏｕｔｂが厳しくなるシーン（第２走行条件）において、第１力行パワー制御が用いられる。第１力行パワー制御によれば、図４（Ｂ）に示す関係Ｒ１が用いられる。すなわち、電池出力制限Wｏｕｔｂから補機電力Ｐａ１が除外されている力行用出力制限Ｗｏｕｔｄが最大力行パワーＰｍｄｍａｘとして用いられる。これにより、第１力行パワー制御の開始後の時点ｔ２２（図５（Ｂ）参照）において補機４０がオフからオンになったとしても、当該補機４０のオン／オフに起因する最大力行パワーＰｍｄｍａｘの変化は生じなくなる。その結果、当該補機４０のオン／オフに起因する力行トルクＴｍｄの急変を回避できる。このため、電池出力制限Wｏｕｔｂが厳しくなるシーンにおいて、補機４０のオン／オフに起因する車両１の加速度の変化を抑制できるようになる。

また、図５（Ｂ）中に実線で示される例では、電池出力制限Wｏｕｔｂから力行用出力制限Ｗｏｕｔｄへの切り替えは、時点ｔ２３においてステップ的に行われている。しかしながら、回生パワーＰｍｒの制御に関する上述の図３（Ｂ）に示す例と同様に、当該切り替えは、図５（Ｂ）中に曲線Ｃ２を付して表されるように、電池出力制限Wｏｕｔｂから力行用出力制限Ｗｏｕｔｄに向けて出力制限Ｗｏｕｔを徐々に変更するように実行されてもよい。これにより、当該切り替えに起因する力行トルクＴｍｄの変化を滑らかにしつつ、第１力行パワー制御を実行できるようになる。

２－３．ＥＣＵによる処理
図６は、実施の形態に係る回生パワーＰｍｒ及び力行パワーＰｍｄの制御に関連する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１のシステム起動中に繰り返し実行される。

ステップＳ１００において、ＥＣＵ２０（プロセッサ２２）は、車両１が回生走行中であるか否かを判定する。その結果、車両１が回生走行中である場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。一方、車両１が回生走行中でない場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、電池入力制限Ｗｉｎｂが所定の閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。既に説明されたように、電池入力制限Ｗｉｎｂは、例えば、電池１２の温度及び充電率に基づく値であって、かつ、例えば車両１の減速時の走行負荷に応じて変化する値として算出される。

電池入力制限Ｗｉｎｂが閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２０は、第１回生パワー制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０２にて算出された電池入力制限Ｗｉｎｂ（負の値）に補機電力Ｐａ１を加えて回生用入力制限Ｗｉｎｒを算出する。そして、ＥＣＵ２０は、算出された回生用入力制限Ｗｉｎｒを超えないように回生パワーＰｍｒを制御する。

ステップＳ１０４及び後述のステップＳ１１２における算出に用いられる補機電力Ｐａ１は、例えば、「事前に定められた仕様値」である。具体的には、補機４０が空調装置である場合、当該仕様値として、例えば、当該空調装置の最大消費電力（例えば、７ｋＷ）が用いられる。補機４０が上述のＤＣ／ＤＣコンバータである場合、当該仕様値として、例えば、当該ＤＣ／ＤＣコンバータの最大定格電力が用いられる。補機４０が上述の交流電源装置（例えば、ＡＣ１００Ｖの電源装置）である場合、当該仕様値として、例えば、当該交流電源装置の最大消費電力（例えば、１．５ｋＷ）が用いられる。また、補機４０として複数の補機の作動が想定される場合には、補機電力Ｐａ１は、当該複数の補機の消費電力の和に相当する。

一方、電池入力制限Ｗｉｎｂが閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ＥＣＵ２０は、第２回生パワー制御を実行する。第２回生パワー制御では、図２（Ａ）に示す基本的関係Ｒ０が用いられる。すなわち、回生パワーＰｍｒの入力制限Ｗｉｎとして、電池入力制限Ｗｉｎｂがそのまま用いられる。このため、第２回生パワー制御では、ＥＣＵ２０は、電池入力制限Ｗｉｎｂを超えないように回生パワーＰｍｒを制御する。

ステップＳ１０４又はＳ１０６に続くステップＳ１０８において、ＥＣＵ２０は、車両１が力行走行中であるか否かを判定する。その結果、車両１が力行走行中である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進む。一方、車両１が力行走行中でない場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理はリターンに進む。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２０は、電池出力制限Wｏｕｔｂが所定の閾値ＴＨ２以下であるか否かを判定する。既に説明されたように、電池出力制限Wｏｕｔｂは、例えば、電池１２の温度及び充電率に基づいて定まる値であって、かつ、例えば車両１の加速時の走行負荷に応じて変化する値として算出される。

電池出力制限Wｏｕｔｂが閾値ＴＨ２以下である場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、ＥＣＵ２０は、第１力行パワー制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１１０にて算出された電池出力制限Wｏｕｔｂから補機電力Ｐａ１を減じて力行用出力制限Ｗｏｕｔｄを算出する。そして、ＥＣＵ２０は、算出された力行用出力制限Ｗｏｕｔｄを超えないように力行パワーＰｍｄを制御する。

一方、電池出力制限Wｏｕｔｂが閾値ＴＨ２より大きい場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、ＥＣＵ２０は、第２力行パワー制御を実行する。第２力行パワー制御では、図４（Ａ）に示す基本的関係Ｒ０が用いられる。すなわち、力行パワーＰｍｄの出力制限Wｏｕｔとして、電池出力制限Wｏｕｔｂがそのまま用いられる。このため、第２力行パワー制御では、ＥＣＵ２０は、電池出力制限Wｏｕｔｂを超えないように力行パワーＰｍｄを制御する。

以上説明したように、図６に示す処理によれば、電池入力制限Ｗｉｎｂが閾値ＴＨ１未満である場合（第１走行条件が成立しない場合）には、図２（Ａ）に示す基本的関係Ｒ０が用いられる。すなわち、第２回生パワー制御が実行される。これにより、図３（Ａ）とともに説明された課題を考慮して回生走行中に第１回生パワー制御が常に用いられる例との比較において、回生トルクＴｍｒの急変回避のために回生トルクＴｍｒを事前に制限することを必要最小限に抑えつつ、当該急変の対策を行えるようになる。この効果は、電池出力制限Wｏｕｔｂが閾値ＴＨ２より大きい場合（第２走行条件が成立しない場合）に第２力行パワー制御を実行することについても同様にあてはまる。

また、図６に示す処理によれば、回生用入力制限Ｗｉｎｒ及び力行用出力制限Wｏｕｔｄの算出のための補機電力Ｐａ１として、補機４０の最大消費電力等の「事前に定められた仕様値」が用いられている。この点に関し、補機電力Ｐａ１として、当該仕様値に代え、例えば、補機４０の実消費電力が用いられてもよい。しかしながら、実消費電力は、補機４０の作動中に常に変化し得る。補機電力Ｐａ１が変化すると、上述のように算出される回生用入力制限Ｗｉｎｒ及び力行用出力制限Wｏｕｔｄも変化してしまう。このことは、回生トルクＴｍｒ及び力行トルクＴｍｄの変化、さらには車両１の減速度及び加速度の変化につながる。これに対し、補機電力Ｐａ１として最大消費電力等の仕様値（すなわち、固定値）を用いることにより、補機４０の実消費電力の変化に起因する車両１の加減速度の変化を回避しつつ第１回生パワー制御及び第１力行パワー制御を利用した対策を好適に行えるようになる。付け加えると、最大消費電力等の補機４０の最大負荷を示す値が上記の仕様値として用いられることにより、次のような効果も得られる。すなわち、補機４０のオンからオフ、又はオフからオンが行われる際の補機４０の実消費電力の大小によらずに、第１回生パワー制御及び第１力行パワー制御を利用して、補機４０のオン／オフに起因する車両１の加減速度の変化を好適に抑制できる。

１ 車両、 １０ パワートレーン、 １２ 電池、 １４ 電動機、 １６ 電力制御ユニット（ＰＣＵ）、 ２０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、 ２２ プロセッサ、 ２４ 記憶装置、 ３０ センサ、 ４０ 補機

Claims (5)

1. 電池と、前記電池からの電力により作動する電動機と、を含み、車両減速時に前記電動機を発電機として用いて回生走行を実行可能なパワートレーンと、
   前記電池からの電力によって作動する補機と、
   を備える車両を制御する制御装置であって、
   前記回生走行中に前記電動機の回生パワーを制御する電子制御ユニットを備え、
   前記回生走行中に前記電池の許容最大充電電力としての電池入力制限が厳しくなる方向に変化する第１走行条件において、前記電子制御ユニットは、負の値である前記電池入力制限に前記補機の消費電力を加えて回生用入力制限を算出し、前記回生用入力制限を超えないように前記回生パワーを制御する第１回生パワー制御を実行する
   車両の制御装置。
2. 前記電子制御ユニットは、
   前記電池入力制限が第１閾値以上である場合には、前記第１回生パワー制御を実行し、
   前記電池入力制限が前記第１閾値未満である場合には、前記電池入力制限を超えないように前記回生パワーを制御する第２回生パワー制御を実行する
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 電池と、前記電池からの電力により作動する電動機と、を含み、車両加速時に前記電動機を用いて力行走行を実行可能なパワートレーンと、
   前記電池からの電力によって作動する補機と、
   を備える車両を制御する制御装置であって、
   前記力行走行中に前記電動機の力行パワーを制御する電子制御ユニットを備え、
   前記力行走行中に前記電池の許容最大放電電力としての電池出力制限が厳しくなる方向に変化する第２走行条件において、前記電子制御ユニットは、正の値である前記電池出力制限から前記補機の消費電力を減じて力行用出力制限を算出し、前記力行用出力制限を超えないように前記力行パワーを制御する第１力行パワー制御を実行する
   車両の制御装置。
4. 前記電子制御ユニットは、
   前記電池出力制限が第２閾値以下である場合には、前記第１力行パワー制御を実行し、
   前記電池出力制限が前記第２閾値より大きい場合には、前記電池出力制限を超えないように前記力行パワーを制御する第２力行パワー制御を実行する
   請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記補機の消費電力は、事前に定められた仕様値である
   請求項１から４の何れか１つに記載の車両の制御装置。

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