JP3918663B2 - 車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンエンジンと電気モータのように、２種類の動力源を組合せて使用するパワートレインを有する車両の制御装置に関し、特に、車両の搭乗者に違和感のない可聴音を発生させる制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン（例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。このため、エンジンの運転は、運転者の意図とは無関係ないし緩い相関しか有しないため、エンジンの運転音により運転者が違和感を持つという問題があった。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて二次電池を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合、運転者が加速しようとアクセルを踏み込んでもエンジンの運転状態は一定に保たれる。あるいは運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰り返すので、エンジンの音量により体感されていた車両の加速感は全く生じない。
【０００３】
逆に、運転者がアクセル操作量を変動させていない時にも、エンジンの運転を開始したり、あるいはエンジンの回転数が上昇したりして、そのエンジン音の変動が車室内の運転者に聴取される場合がある。こうした場合には、運転者は違和感を覚える可能性がある。
【０００４】
特開平９−４６８１９号公報は、このような車両の搭乗者の違和感を軽減する車両を開示する。この公報に開示された車両は、エンジンと、エンジンの出力側に設けられたクラッチモータとアシストモータとからなるトルク伝達装置と、車両の負荷がエンジンを高効率で連続運転するほど大きくない場合には、エンジンを間欠運転するエンジン制御装置と、エンジンが停止したとき、クラッチモータ、アシストモータを駆動するインバータのキャリア周波数を高くして体感上の音を大きくして、エンジンが運転されるとき、キャリア周波数を低くして体感上の音を小さくするキャリア周波数制御装置とを含む。
【０００５】
エンジンの停止中に、インバータのキャリア周波数がエンジン運転中のキャリア周波数より高い周波数に切り替えられると、インバータ回路から発生する音の周波数が高くなる。このため、車室内外にいる乗員や歩行者が体感する車両の音は、エンジンが停止したことによる音量の低下を、インバータからのノイズが打ち消して、音量の変動を小さくする効果が得られる。エンジンの運転および停止に対応させて、インバータのキャリア周波数を切り替えているので、全体としての運転者や歩行者が体感する車両の音の変動が抑制される。その結果、車両の搭乗者にとって、エンジンの運転状態が変動しても、車両内で発生する音が運転状態に対して著しくそぐわないという問題を解決することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公報に開示された車両では、エンジンが停止したときにキャリア周波数を高くすると、高い周波数の音が発生するが、その音とエンジン音の周波数帯域については、なんら関係がない。すなわち、エンジンが停止したことによりエンジン音の発生がなくなるが、その代わりにキャリア周波数を高くしてインバータから発生するノイズの周波数を高くしたところで、完全にエンジン音の代わりになるわけではない。さらに、インバータのキャリア周波数を上げるとインバータから発生するノイズの周波数も上がるが、人の可聴周波数帯域外の音を発生させても、なんら効果を発現し得ない。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、エンジンと電気モータと電源とを搭載したハイブリット車両を制御する。この制御装置は、電気モータと電源との間に設けられた電気回路と、車両の運転状態を検知するための検知手段と、車両の運転状態に応じて変化する騒音の音量が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、電気回路に起因して発生するノイズの音量を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、電気回路を制御するためのノイズ音量制御手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、車両の運転状態が変化して、たとえばエンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量が小さくなるように電気回路が制御される。エンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量も小さくなるので、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じず、騒音およびノイズの音量を全体として下げることができる。また、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量が大きくなるように電気回路が制御される。このとき、たとえば電気回路が電源から電気モータに供給される電力を直流から交流に変換するためのインバータ回路であって、キャリア周波数を制御することが考えられる。キャリア周波数を上昇させると、スイッチング回数が多くなり、電流リプルが大きくならないので、電気モータのステータ（固定子）などの振動が大きくならずノイズの音量が小さくなる。一方、キャリア周波数を低下させると、電流リプルが大きくなり、それに起因して電気モータのステータ（固定子）などの振動が大きくなりノイズの音量が大きくとともに、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。エンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量も大きくなるが、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じない。電気回路がインバータ回路であって、キャリア周波数を制御する場合には、車両の燃費が向上する。その結果、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る制御装置は、エンジンと電気モータと電源とを搭載したハイブリット車両を制御する。この制御装置は、電気モータと電源との間に設けられた電気回路と、車両の運転状態を検知するための検知手段と、車両の運転状態に応じて変化する騒音の周波数が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、電気回路に起因して発生するノイズの周波数を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、電気回路を制御するためのノイズ周波数制御手段とを含む。
【００１１】
第２の発明によると、車両の運転状態が変化して、たとえばエンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が低くなるように電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域を低くする。また、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が高くなるように電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域を高くする。このとき、たとえば電気回路が電源から電気モータに供給される電力を直流から交流に変換するためのインバータ回路であって、キャリア周波数を制御することが考えられる。キャリア周波数を上昇させると、発生するノイズの周波数帯域も高くなる。キャリア周波数を低下させると、発生するノイズの周波数帯域も低くなる。このため、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じない。特に、キャリア周波数を低下させると、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。その結果、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御装置を提供することができる。
【００１２】
第３の発明に係る制御装置は、第２の発明の構成に加えて、ノイズ周波数制御手段は、車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に基づいて、電気回路に起因して発生するノイズの周波数を変化させるように、電気回路を制御するための手段を含む。
【００１３】
第３の発明によると、車両の搭乗者の聴覚を刺激する音を示す可聴周波数帯域や、車両の搭乗者の聴覚を刺激する音であって車両のエンジンノイズや走行ノイズなどを示す周波数帯域に基づいて、そのような周波数帯域の音が発生しないようにノイズの周波数を変化させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る制御装置は、エンジンと電気モータと発電機と電源とを搭載したハイブリット車両を制御する。この制御装置は、電気モータと電源との間に設けられた第１の電気回路と、発電機と電源との間に設けられた第２の電気回路と、車両の運転状態を検知するための検知手段と、車両の運転状態に応じて変化する騒音の音量が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、第１の電気回路を制御するためのノイズ音量制御手段と、車両の運転状態に応じて変化する騒音の周波数が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、第２の電気回路を制御するためのノイズ周波数制御手段とを含む。
【００１５】
第４の発明によると、車両の運転状態が変化して、たとえばエンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量が小さくなるように第１の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量も小さくなるように第１の電気回路が制御される。また、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量が大きくなるように第１の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量も大きくなるように第１の電気回路が制御される。さらに、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が低くなるように第２の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が低くなるように第２の電気回路が制御される。さらに、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が高くなるように第２の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が高くなるように第２の電気回路が制御される。このようにすると、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じず、騒音およびノイズの音量を全体として下げることができる。このとき、たとえば第１の電気回路および第２の電気回路が電源から電気モータに供給される電力を直流から交流に変換するための２台のインバータ回路であって、キャリア周波数を制御することが考えられる。キャリア周波数を上昇させると、発生するノイズの音量が小さくなり周波数帯域は高くなる。キャリア周波数を低下させると、発生するノイズの音量が大きくなり周波数帯域は低くなる。特に、キャリア周波数を低下させると、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。その結果、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御装置を提供することができる。
【００１６】
第５の発明に係る制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。
【００１７】
第５の発明によると、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むインバータ回路などの電気回路に起因するノイズと、エンジンから発生する騒音との違和感をなくすることができる。
【００１８】
第６の発明に係る制御装置は、第４の発明の構成に加えて、第１の電気回路は、エンジンにより駆動される発電機に接続されたインバータ回路であり、第２の電気回路は、駆動輪に動力を与える電気モータに接続されたインバータ回路であって、電気回路は、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む。
【００１９】
第６の発明によると、第１の電気回路として発電機に接続されたインバータ回路と、第２の電気回路として電気モータに接続されたインバータ回路とを用いて、キャリア周波数を制御することができる。
【００２０】
第７の発明に係る制御装置は、第１または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ音量制御手段は、騒音の音量が減少すると、キャリア周波数を上昇させるための手段を含む。
【００２１】
第７の発明によると、騒音の音量が減少すると、ノイズ音量制御手段により、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を小さくすることができる。
【００２２】
第８の発明に係る制御装置は、第１または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ音量制御手段は、騒音の音量が増加すると、キャリア周波数を低下させるための手段を含む。
【００２３】
第８の発明によると、騒音の音量が増加すると、ノイズ音量制御手段により、キャリア周波数を低下させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を大きくすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００２４】
第９の発明に係る制御装置は、第２また４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ周波数制御手段は、騒音の周波数帯域が上昇すると、キャリア周波数を上昇させるための手段を含む。
【００２５】
第９の発明によると、騒音の周波数帯域が上昇すると、ノイズ周波数制御手段により、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を高くすることができる。
【００２６】
第１０の発明に係る制御装置は、第２または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ周波数制御手段は、騒音の周波数帯域が低下すると、キャリア周波数を低下させるための手段を含む。
【００２７】
第１０の発明によると、騒音の周波数帯域が低下すると、ノイズ周波数制御手段により、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を低くすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００２８】
第１１の発明に係る制御装置は、第１または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知手段は、エンジンの回転数を検知するための手段を含む。ノイズ音量制御手段は、エンジン回転数が低下して、騒音の音量が減少すると、キャリア周波数を上昇させるための手段を含む。
【００２９】
第１１の発明によると、車両のエンジンの回転数を検知して、回転数が低下すると騒音の音量が減少したと判断して、ノイズ音量制御手段により、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を小さくすることができる。
【００３０】
第１２の発明に係る制御装置は、第１または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知手段は、エンジンの回転数を検知するための手段を含む。ノイズ音量制御手段は、エンジン回転数が上昇して、騒音の音量が増加すると、キャリア周波数を低下させるための手段を含む。
【００３１】
第１２の発明によると、車両のエンジンの回転数を検知して、回転数が上昇すると騒音の音量が増加したと判断して、ノイズ音量制御手段により、キャリア周波数を低下させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を大きくすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００３２】
第１３の発明に係る制御装置は、第１または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知手段は、車両の車速を検知するための手段を含む。ノイズ音量制御手段は、車両の車速が低下して、騒音の音量が減少すると、キャリア周波数を上昇させるための手段を含む。
【００３３】
第１３の発明によると、車両の車速を検知して、車速が低下すると騒音の音量が減少したと判断して、ノイズ音量制御手段により、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を小さくすることができる。
【００３４】
第１４の発明に係る制御装置は、第１または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知手段は、車両の車速を検知するための手段を含む。ノイズ音量制御手段は、車両の車速が上昇して、騒音の音量が増加すると、キャリア周波数を低下させるための手段を含む。
【００３５】
第１４の発明によると、車両の車速を検知して、車速が上昇すると騒音の音量が増加したと判断して、ノイズ音量制御手段により、キャリア周波数を低下させて、ノイズ音量制御手段により、インバータ回路に起因するノイズの音量を大きくすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００３６】
第１５の発明に係る制御装置は、第２または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知手段は、エンジンの回転数を検知するための手段を含む。ノイズ周波数制御手段は、エンジンの回転数が低下して、騒音の周波数帯域が低下すると、キャリア周波数を低下させるための手段を含む。
【００３７】
第１５の発明によると、エンジンの回転数を検知して、回転数が低下すると騒音の周波数帯域が低下したと判断して、ノイズ周波数制御手段により、キャリア周波数を低下させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を低くすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００３８】
第１６の発明に係る制御装置は、第２または４の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知手段は、エンジンの回転数を検知するための手段を含む。ノイズ周波数制御手段は、エンジンの回転数が上昇して、騒音の周波数帯域が上昇すると、キャリア周波数を上昇させるための手段を含む。
【００３９】
第１６の発明によると、エンジンの回転数を検知して、回転数が上昇すると騒音の周波数帯域が上昇したと判断して、ノイズ周波数制御手段により、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を高くすることができる。
【００４０】
第１７の発明に係る制御方法は、エンジンと電気モータと電源とを搭載したハイブリット車両を制御する。この車両は、電気モータと電源との間に電気回路が搭載される。この制御方法は、車両の運転状態を検知する検知ステップと、車両の運転状態に応じて変化する騒音の音量が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、電気回路に起因して発生するノイズの音量を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、電気回路を制御するノイズ音量制御ステップとを含む。
【００４１】
第１７の発明によると、車両の運転状態が変化して、たとえばエンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量が小さくなるように電気回路が制御される。エンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量も小さくなるので、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じず、騒音およびノイズの音量を全体として下げることができる。また、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量が大きくなるように電気回路が制御される。このとき、たとえば電気回路が電源から電気モータに供給される電力を直流から交流に変換するためのインバータ回路であって、キャリア周波数を制御することが考えられる。キャリア周波数を上昇させると、スイッチング回数が多くなり、電流リプルが大きくならないので、電気モータのステータ（固定子）などの振動が大きくならずノイズの音量が小さくなる。一方、キャリア周波数を低下させると、電流リプルが大きくなり、それに起因して電気モータのステータ（固定子）などの振動が大きくなりノイズの音量が大きくとともに、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。エンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、電気回路に起因して発生するノイズの音量も大きくなるが、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じない。電気回路がインバータ回路であって、キャリア周波数を制御する場合には、車両の燃費が向上する。その結果、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御方法を提供することができる。
【００４２】
第１８の発明に係る制御方法は、エンジンと電気モータと電源とを搭載したハイブリット車両を制御する。この車両は、電気モータと電源との間に電気回路が搭載される。この制御方法は、車両の運転状態を検知する検知ステップと、車両の運転状態に応じて変化する騒音の周波数が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、電気回路に起因して発生するノイズの周波数を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、電気回路を制御するノイズ周波数制御ステップとを含む。
【００４３】
第１８の発明によると、車両の運転状態が変化して、たとえばエンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が低くなるように電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域を低くする。また、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が高くなるように電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域を高くする。このとき、たとえば電気回路が電源から電気モータに供給される電力を直流から交流に変換するためのインバータ回路であって、キャリア周波数を制御することが考えられる。キャリア周波数を上昇させると、発生するノイズの周波数帯域も高くなる。キャリア周波数を低下させると、発生するノイズの周波数帯域も低くなる。このため、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じない。特に、キャリア周波数を低下させると、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。その結果、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御方法を提供することができる。
【００４４】
第１９の発明に係る制御方法は、第１８の発明の構成に加えて、ノイズ周波数制御ステップは、車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に基づいて、電気回路に起因して発生するノイズの周波数を変化させるように、電気回路を制御するステップを含む。
【００４５】
第１９の発明によると、車両の搭乗者の聴覚を刺激する音を示す可聴周波数帯域や、車両の搭乗者の聴覚を刺激する音であって車両のエンジンノイズ走行ノイズなどを示す周波数帯域に基づいて、そのような周波数帯域の音が発生しないようにノイズの周波数を変化させることができる。
【００４６】
第２０の発明に係る制御方法は、エンジンと電気モータと発電機と電源とを搭載したハイブリット車両を制御する。この車両は、車両は、電気モータと電源との間に第１の電気回路および発電機と電源との間に第２の電気回路が搭載される。この制御方法は、車両の運転状態を検知する検知ステップと、車両の運転状態に応じて変化する騒音の音量が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、第１の電気回路を制御するノイズ音量制御ステップと、車両の運転状態に応じて変化する騒音の周波数が増加および減少のいずれかに変化したことに応答して、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数を増加および減少のいずれかと同じ方向に変化させるように、第２の電気回路を制御するノイズ周波数制御ステップとを含む。
【００４７】
第２０の発明によると、車両の運転状態が変化して、たとえばエンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量が小さくなるように第１の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の音量が小さくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量も小さくなるように第１の電気回路が制御される。また、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量が大きくなるように第１の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の音量が大きくなると、第１の電気回路に起因して発生するノイズの音量も大きくなるように第１の電気回路が制御される。さらに、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が低下してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が低くなるように第２の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が低くなると、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が低くなるように第２の電気回路が制御される。さらに、車両の運転状態が変化して、エンジンの回転数が上昇してエンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、第２の電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が高くなるように第２の電気回路が制御される。すなわち、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が高くなると、電気回路に起因して発生するノイズの周波数帯域が高くなるように第２の電気回路が制御される。このようにすると、この車両の搭乗者は、聞こえる騒音に違和感を感じず、騒音およびノイズの音量を全体として下げることができる。このとき、たとえば第１の電気回路および第２の電気回路が電源から電気モータに供給される電力を直流から交流に変換するための２台のインバータ回路であって、キャリア周波数を制御することが考えられる。キャリア周波数を上昇させると、発生するノイズの音量が小さくなり周波数帯域は高くなる。キャリア周波数を低下させると、発生するノイズの音量が大きくなり周波数帯域は低くなる。特に、キャリア周波数を低下させると、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。その結果、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御方法を提供することができる。
【００４８】
第２１の発明に係る制御方法は、第１７または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ音量制御ステップは、騒音の音量が減少すると、キャリア周波数を上昇させるステップを含む。
【００４９】
第２１の発明によると、騒音の音量が減少すると、ノイズ音量制御ステップにて、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を小さくすることができる。
【００５０】
第２２の発明に係る制御方法は、第１７または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ音量制御ステップは、騒音の音量が増加すると、キャリア周波数を低下させるステップを含む。
【００５１】
第２２の発明によると、騒音の音量が増加すると、ノイズ音量制御ステップにて、キャリア周波数を低下させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を大きくすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００５２】
第２３の発明に係る制御方法は、第１８または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ周波数制御ステップは、騒音の周波数帯域が上昇すると、キャリア周波数を上昇させるステップを含む。
【００５３】
第２３の発明によると、騒音の周波数帯域が上昇すると、ノイズ周波数制御ステップにて、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を高くすることができる。
【００５４】
第２４の発明に係る制御方法は、第１８または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。ノイズ周波数制御ステップは、騒音の周波数帯域が低下すると、キャリア周波数を低下させるステップを含む。
【００５５】
第２４の発明によると、騒音の周波数帯域が低下すると、ノイズ周波数制御ステップにて、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を低くすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００５６】
第２５の発明に係る制御方法は、第１７または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知ステップは、エンジンの回転数を検知するステップを含む。ノイズ音量制御ステップは、エンジン回転数が低下して、騒音の音量が減少すると、キャリア周波数を上昇させるステップを含む。
【００５７】
第２５の発明によると、車両のエンジンの回転数を検知して、回転数が低下すると騒音の音量が減少したと判断して、ノイズ音量制御ステップにて、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を小さくすることができる。
【００５８】
第２６の発明に係る制御方法は、第１７または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知ステップは、エンジンの回転数を検知するステップを含む。ノイズ音量制御ステップは、エンジン回転数が上昇して、騒音の音量が増加すると、キャリア周波数を低下させるステップを含む。
【００５９】
第２６の発明によると、車両のエンジンの回転数を検知して、回転数が上昇すると騒音の音量が増加したと判断して、ノイズ音量制御ステップにて、キャリア周波数を低下させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を大きくすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００６０】
第２７の発明に係る制御方法は、第１７または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知ステップは、車両の車速を検知するステップを含む。ノイズ音量制御ステップは、車両の車速が低下して、騒音の音量が減少すると、キャリア周波数を上昇させるステップを含む。
【００６１】
第２７の発明によると、車両の車速を検知して、車速が低下すると騒音の音量が減少したと判断して、ノイズ音量制御ステップにて、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの音量を小さくすることができる。
【００６２】
第２８の発明に係る制御方法は、第１７または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知ステップは、車両の車速を検知するステップを含む。ノイズ音量制御ステップは、車両の車速が上昇して、騒音の音量が増加すると、キャリア周波数を低下させるステップを含む。
【００６３】
第２８の発明によると、車両の車速を検知して、車速が上昇すると騒音の音量が増加したと判断して、ノイズ音量制御ステップにて、キャリア周波数を低下させて、ノイズ音量制御手段により、インバータ回路に起因するノイズの音量を大きくすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００６４】
第２９の発明に係る制御方法は、第１８または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知ステップは、エンジンの回転数を検知するステップを含む。ノイズ周波数制御ステップは、エンジンの回転数が低下して、騒音の周波数帯域が低下すると、キャリア周波数を低下させるステップを含む。
【００６５】
第２９の発明によると、エンジンの回転数を検知して、回転数が低下すると騒音の周波数帯域が低下したと判断して、ノイズ周波数制御ステップにて、キャリア周波数を低下させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を低くすることができる。このとき、インバータ回路におけるスイッチング損失が減少して効率が向上して車両の燃費が向上する。
【００６６】
第３０の発明に係る制御方法は、第１８または２０の発明の構成に加えて、電気回路は、インバータ回路であって、キャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含むものである。検知ステップは、エンジンの回転数を検知するステップを含む。ノイズ周波数制御ステップは、エンジンの回転数が上昇して、騒音の周波数帯域が上昇すると、キャリア周波数を上昇させるステップを含む。
【００６７】
第３０の発明によると、エンジンの回転数を検知して、回転数が上昇すると騒音の周波数帯域が上昇したと判断して、ノイズ周波数制御ステップにて、キャリア周波数を上昇させて、インバータ回路に起因するノイズの周波数帯域を高くすることができる。
【００６８】
第３１の発明に係るプログラムは、第１７〜３０の発明である制御方法をコンピュータに実現させるためのプログラムである。
【００６９】
第３１の発明によると、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御方法をコンピュータを用いて実現するプログラムを提供することができる
第３２の発明に係る記録媒体は、第３１の発明であるプログラムを記録した記録媒体である。
【００７０】
第３２の発明によると、ハイブリット車両の搭乗者に車両の運転状態に違和感のない可聴音を発生させることができ、燃費の良好な車両の制御方法をコンピュータを用いて実現するプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下の説明においては、電源として二次電池を搭載した車両について説明する。しかしながら、本発明に係る制御装置は、車両に搭載される電源として、ニッケル水素電池やリチウム電池、鉛電池などの二次電池に限定されて適用されるものではなく、大容量キャパシタあるいは公知の他の電源（燃料電池、太陽電池など）が適宜選択された車両に適用できる。
【００７２】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態にかかる制御装置が搭載される車両であって、、エンジンと電気モータとの２つの動力源を有する車両について説明する。図１に示す車両は、ハイブリットシステムと呼ばれるパワートレインを有する。
【００７３】
ここで、簡単にハイブリッドシステムについて説明する。ハイブリッドシステムとは、ガソリンエンジンと電気モータのように、２種類の動力源を組合せて使用するパワートレインである。このシステムは、走行条件に応じて、ガソリンエンジンと電気モータとを使い分け、それぞれの持つ長所を活かしつつ、不得意な部分を補うことができる。そのため、滑らかでレスポンスの良い動力性能とともに、燃料消費や排出ガスを大幅に抑制できるという特徴を有する。このハイブリットシステムには、大別してシリーズハイブリットシステムおよびパラレルハイブリッドシステムの２種類がある。
【００７４】
シリーズ（直列）ハイブリッドシステムは、車輪の駆動を電気モータで行ない、エンジンは、電気モータへの動力供給源として作動する。小さな出力のエンジンを効率良い領域でほぼ一定回転で運転し、効率良く充電しながら走行できる。
【００７５】
パラレル（並列）ハイブリッドシステムは、エンジンと電気モータとで車輪を直接駆動する。このシステムでは、電気モータは、エンジンの動力のアシストを行なうとともに、発電機としてバッテリーを充電しながら走行することも可能である。
【００７６】
なお、ハイブリッドシステムに用いられるエンジンは、ガソリンエンジンに限らず、軽油や天然ガスにて駆動され得るエンジンであってもよく、他に知られている公知の内燃機関を用いることができよう。
【００７７】
図１に、パラレルハイブリッドシステムおよびシリーズハイブリッドシステムの両方の特徴を有するパラレルシリーズハイブリッドシステムを示す。図１に示すように、この車両のパワートレインは、トランスアクスル１００と、動力源としてのエンジン２００と、トランスアクスル１００およびエンジン２００を制御する制御装置３００とを含む。制御装置３００には、エンジン回転数センサ２５０および車速センサ８５０が接続されている。トランスアクスル１００の入力軸７００は、動力分割機構１０００を介してエンジン２００に接続され、トランスアクスル１００の出力軸７５０は、駆動輪８００に接続されている。この車両のパワートレインは、さらに、直流電力を供給するバッテリー１３００と、バッテリー１３００に接続されたインバータ１２００と、インバータ１２００に接続されたモータジェネレータ１１００および電気モータ１４００と、エンジン２００からの動力を、モータジェネレータ１１００への駆動力と、トランスアクスル１００を介して駆動輪８００への駆動力とに分割する動力分割機構１０００とを含む。
【００７８】
制御装置３００は、その内部にＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを有し、メモリはＣＰＵで実行されるプログラム、各種マップが記憶される。制御装置３００は、目標トルクを発生させるための指示トルクに基づいて、動力源であるエンジン２００および電気モータ１４００に接続されたインバータ１２００を制御する。このとき、制御装置３００は、トランスアクスル１００の入力軸７００にエンジン２００から所定の駆動力が入力されるように、動力分割機構１０００を制御する。
【００７９】
制御装置３００は、この車両の発進時や低速時には、エンジン効率が悪いときには、エンジン２００を使用しないで電気モータ１４００を回転させて走行する。この車両の通常走行時には、エンジン２００と電気モータ１４００とを回転させて最も効率良く走行する。この車両の加速時には、バッテリー１３００からの電力を加えて、加速走行する。この車両の減速制動時には、自動的にモータジェネレータ１１００により回生発電を行ない、バッテリー１３００を充電する。
【００８０】
制御装置３００は、インバータ１２００に、キャリア周波数の切換え指示を出力する。このキャリア周波数の切換え条件は、インバータ１２００が接続されたモータジェネレータ１１００および電気モータ１４００の回転数、モータジェネレータ１１００および電気モータ１４００に発生させるトルクおよびインバータ１２００の温度に間して予め設定される。これらの切換え条件に従って、予め準備された複数のキャリア周波数を選択して切換えるように制御装置３００がインバータ１２００に指示を出力する。なお、後述するように、インバータ１２００は、それぞれ別々にキャリア周波数を切換えることができる第１インバータ回路１２１０および第２インバータ回路１２２０を含む。
【００８１】
さらに、本実施の形態に係る制御装置３００は、インバータ１２００に起因するノイズの音量および周波数帯域が所望の状態になるように、インバータ１２００のキャリア周波数を制御する。キャリア周波数を上昇させると、スイッチング回数が多くなり、電流リプルが大きくならないので、モータジェネレータ１１００および電気モータ１４００のステータ（固定子）などにおいて発生する振動が大きくならずノイズの音量が小さくなる。一方、キャリア周波数を低下させると、電流リプルが大きくなり、それに起因してモータジェネレータ１１００および電気モータ１４００のステータ（固定子）などにおいて発生する振動が大きくなりノイズの音量が大きくなるとともに、スイッチング回数が少なくなりスイッチング損失が減少して変換効率が向上し車両の燃費が向上する。
【００８２】
制御装置３００は、インバータ１２００に起因する、ノイズの音量を大きくする場合にはキャリア周波数を下げて、ノイズの音量を小さくする場合にはキャリア周波数を上げて、ノイズの周波数帯域を下げる場合にはキャリア周波数を下げて、ノイズの周波数帯域を上げる場合にはキャリア周波数を上げるように、インバータ１２００に指示する。なお、実際には、制御装置３００は、モータジェネレータ１１００および電気モータ１４００に発生させるトルクや、モータジェネレータ１１００および電気モータ１４００の回転数に基づいて算出されるキャリア周波数を優先させる第１のモードと、インバータ１２００に起因して発生するノイズの音量および周波数帯域に基づいて算出されるキャリア周波数を優先させる第２のモードとに分けて、インバータ１２００を制御する。
【００８３】
インバータ１２００は、第１インバータ回路１２１０と第２インバータ回路１２２０とを含む。この第１インバータ回路１２１０は、モータジェネレータ１１００に接続される。この第２インバータ回路１２２０は、電気モータ１４００に接続される。
【００８４】
第１インバータ回路１２１０は、第１のモードの場合には、モータジェネレータ１１００において発生させるトルクなどに基づいて算出されるキャリア周波数に、制御装置３００により予め定められた切換え条件に従って、切換えられる。第１インバータ回路１２１０は、第２のモードの場合には、エンジン回転数センサ２５０により検知されたエンジン２００の回転数に応じて算出されるキャリア周波数に、制御回路３００により予め定められた切換え条件に従って、切換えられる。
【００８５】
第２インバータ回路１２２０は、車速センサ８５０により検知された車速に応じて、制御回路３００によりキャリア周波数が変更される。
【００８６】
第２インバータ回路１２２０は、第１のモードの場合には、電気モータ１４００において発生させるトルクなどに基づいて算出されるキャリア周波数に、制御装置３００により予め定められた切換え条件に従って、切換えられる。第２インバータ回路１２２０は、第２のモードの場合には、車速センサ８５０により検知された車速に応じて算出されるキャリア周波数に、制御回路３００により予め定められた切換え条件に従って、切換えられる。
【００８７】
なお、この電気モータ１４００は、車両の駆動時にはモータとして使用され、車両の制動時にはジェネレータとして使用される。また、モータジェネレータ１１００は、エンジン２００により駆動される発電機であって、発電された電力は、インバータ回路で変換されてバッテリー１３００に蓄えられたり、電気モータ１４００に供給される。なお、以下の説明では、モータジェネレータ１１００をＭＧ（１）、電気モータ１４００をＭＧ（２）と記載する。
【００８８】
本実施の形態に係る制御装置３００が適用されるパワートレインについては、図１に示したパワートレインは一例であって、上述した以外のパワートレインであってもよい。少なくとも２つの動力源を有する全てのパワートレインに、本実施の形態に係る制御装置３００を適用できる。なお、以下の説明では、図１に示したパワートレインを搭載した車両について説明する。
【００８９】
なお、本発明は、図１に示したパワートレインに変速装置を組み合わせたハイブリッドシステムに適用してもよい。このとき変速装置は、無段変速機であっても有段変速機であってもよい。さらに、他に公知のハイブリッドシステムに本発明を適用してもよい。
【００９０】
図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置３００がインバータ１２００に対して切換えるキャリア周波数に基づく特性について説明する。図２に示すように、キャリア周波数を高くすると、インバータ１２００の動作に起因して発生するノイズの音量は小さく、そのノイズの周波数は高くなる。このとき、スイッチング素子の損失が増加するため、車両の燃費は悪化する。その一方、キャリア周波数を低くすると、インバータ１２００に起因して発生するノイズの音量は大きく、ノイズの周波数は低くなる。このとき、スイッチング素子の損失が減少し、車両の燃費は向上する。
【００９１】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置３００のＣＰＵで実行されるプログラムは、以下のような制御構造を有する。
【００９２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、制御装置３００のＣＰＵは、エンジン回転数を検知する。このとき、ＣＰＵは、エンジン回転数センサ２５０から入力された信号に基づいてエンジン回転数を検知する。Ｓ１０２にて、ＣＰＵは、エンジン回転数が予め定められたしきい値よりも小さいか否かを判断する。このときのエンジン回転数に対するしきい値は、メモリに予め記憶されている。エンジン回転数が予め定められたしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６へ移される。
【００９３】
Ｓ１０４にて、ＣＰＵは、第１インバータ回路１２１０（ＭＧ（１）用）のキャリア周波数を高く設定する。Ｓ１０６にて、ＣＰＵは、第１インバータ回路（ＭＧ（１）用）のキャリア周波数を低く設定する。
【００９４】
このようにして設定されたモータジェネレータ１１００（ＭＧ（１））に接続された第１インバータ回路１２１０に対するキャリア周波数は、最終的に予め定められた条件に従って（第１のモードおよび第２のモードのいずれかを示すフラグ等により判断する）決定される。第１インバータ回路１２１０に起因して発生するノイズの音量および周波数に基づいて算出されるキャリア周波数が、モータジェネレータ１１００に発生させるトルク等により算出されるキャリア周波数よりも優先されるモードであるときには（すなわち第２のモード）、予め定められた切換え条件を満足したときに、インバータ１２００の第１インバータ回路１２１０（ＭＧ（１）用）のキャリア周波数が、Ｓ１０４およびＳ１０６にて設定されたキャリア周波数に切換えられる。
【００９５】
図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置３００のＣＰＵで実行されるプログラムは、以下のような制御構造を有する。
【００９６】
Ｓ１１０にて、ＣＰＵは、車速を検知する。このとき、ＣＰＵは、車速センサ８５０から入力された信号に基づいて車速を検知する。Ｓ１１２にて、ＣＰＵは、検知した車速が、予め定められた車速よりも小さいか否かを判断する。車速に対するしきい値は、予めメモリに記憶されている。車速が予め定められたしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１６へ移される。
【００９７】
Ｓ１１４にて、ＣＰＵは、第２インバータ回路１２２０（ＭＧ（２）用）のキャリア周波数を高く設定する。Ｓ１１６にて、ＣＰＵは、第２インバータ回路（ＭＧ（２）用）のキャリア周波数を低く設定する。
【００９８】
このようにして設定された電気モータ１４００（ＭＧ（２））に接続された第２インバータ回路１２２０に対するキャリア周波数は、最終的に予め定められた条件に従って（第１のモードおよび第２のモードのいずれかを示すフラグ等により判断する）決定される。第２インバータ回路１２２０に起因して発生するノイズの音量および周波数に基づいて算出されるキャリア周波数が、電気モータ１４００に発生させるトルク等により算出されるキャリア周波数よりも優先されるモードであるときには（すなわち第２のモード）、予め定められた切換え条件を満足したときに、インバータ１２００の第２インバータ回路１２２０（ＭＧ（２）用）のキャリア周波数が、Ｓ１１４およびＳ１１６にて設定されたキャリア周波数に切換えられる。
【００９９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置３００の動作について説明する。
【０１００】
［第１インバータ回路の動作］
エンジン回転数がエンジン回転数センサ２５０からの信号により検知され（Ｓ１００）、検知されたエンジン回転数が予め定められたしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ＭＧ（１）用の第１インバータ回路１２１０のキャリア周波数が高く設定される。一方、検知されたエンジン回転数が予め定められたしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、ＭＧ（１）用の第１インバータ回路１２１０のキャリア周波数が低く設定される（Ｓ１０６）。
【０１０１】
制御装置３００は、図５に示すように、エンジン回転数がしきい値未満であると、キャリア周波数を高くして、第１インバータ回路１２１０に起因するノイズを非可聴化領域にする。すなわち、図２に示すように、キャリア周波数を高くするとインバータに起因して発生するノイズの音量が小さくなるため、かつ、発生するノイズの周波数が高くなり非可聴領域に近づいたり入ったりするため、この車両の搭乗者の聴覚により検知されにくくなる。一方、エンジン回転数が予め定められたしきい値以上であると、制御装置３００はキャリア周波数を低くする。このとき、エンジン回転数が高く、エンジンから発生する騒音の音量が大きく、第１インバータ回路１２１０に起因して発生するノイズはエンジン音に重なるので、車両の搭乗者が違和感を感じることがない。このとき、図２に示すように、キャリア周波数を低くすることによりスイッチング損失が減少して、車両の燃費が向上する。
【０１０２】
［第２インバータ回路の動作］
車速が車速センサ８５０からの信号により検知され（Ｓ１１０）、検知された車速が予め定められたしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、ＭＧ（２）用の第２インバータ回路１２２０のキャリア周波数が高く設定される。一方、検知された車速が予め定められたしきい値以上であると（Ｓ１１２にてＮＯ）、ＭＧ（２）用の第２インバータ回路１２２０のキャリア周波数が低く設定される（Ｓ１１６）。
【０１０３】
制御回路３００は、図６に示すように、車速が予め定められたしきい値未満であると、キャリア周波数を高くして、第２インバータ回路１２２０に起因するノイズを非可聴化領域にする。すなわち、図２に示すように、キャリア周波数を高くするとインバータに起因して発生する騒音の音量が小さくなるため、かつ、発生するノイズの周波数が高くなり非可聴領域に近づいたり入ったりするため、この車両の搭乗者の聴覚により検知されにくくなる。一方、車速が予め定められたしきい値以上であると、制御装置３００はキャリア周波数を低くする。このとき、車両の走行抵抗などにより発生するロードノイズや風切り音による騒音の音量が大きく、第２インバータ回路１２２０に起因して発生するノイズは、これらの騒音に重なるので、車両の搭乗者が違和感を感じることがない。このとき、図２に示すように、キャリア周波数を低くすることによりスイッチング損失が減少して、車両の燃費が向上する。
【０１０４】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、エンジン回転数が低いとキャリア周波数を高くし、エンジン回転数が高いとキャリア周波数を低くする。キャリア周波数を高くすると、インバータに起因して発生する騒音の音量が下がるため、エンジン回転数が下がることによりエンジン音が低下するため、全体的に音のレベルが低下する。キャリア周波数を低くすると、インバータに起因して発生するノイズの音量は大きくなるが、スイッチング損失が減少して、燃費が向上する。このとき、エンジン回転数が高いことによりエンジンによる騒音の音量が大きくなっていて、その騒音にインバータに起因するノイズが重なるため、インバータに起因するノイズが目立たない。
【０１０５】
さらに、車速が低いとキャリア周波数を高く、車速が高いとキャリア周波数を低く設定する。車速が低いとキャリア周波数を高くして、車速が高いとキャリア周波数を低くする。このとき、キャリア周波数を高くすることにより前述と同じようにインバータに起因して発生するノイズの音量が下がり、全体として音のレベルを低下させることができる。キャリア周波数を低くすると、ロードノイズや風切り音などに重なるので、インバータに起因するノイズを目立たなくしつつ、車両の燃費を向上させることができる。
【０１０６】
なお、エンジンの回転数が低下すると、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が低下したものと判断して、インバータのキャリア周波数を低下させるようにしてもよい。さらに、エンジンの回転数が上昇して、エンジンから発生する騒音の周波数帯域が上昇したものと判断して、インバータのキャリア周波数を上昇させるようにしてもよい。このようにすると、エンジンの回転数を検知して、その回転数の変化に対してエンジンからの騒音の周波数帯域の変化を判断し、同じような周波数帯域になるようにインバータのキャリア周波数を設定できるようになる。
【０１０７】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る制御装置について説明する。なお、本実施の形態に係る制御装置が適用される車両のパワートレインは前述の第１の実施の形態のパワートレインと同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１０８】
図７〜図１２を用いて、本実施の形態に係る制御装置３００に内蔵されるメモリに記憶されるマップについて説明する。
【０１０９】
図７に示すように、エンジン回転数に対してエンジンから発生する騒音は、エンジン回転数の上昇に伴い、その騒音の周波数が上昇する特性を有する。制御装置３００に内蔵されるメモリには、図７に示すようなエンジン回転数−騒音周波数の関係を示すマップが記憶される。この図７に示すマップを参照して、制御装置３００のＣＰＵは、検知されたエンジン回転数から騒音の周波数を算出することができる。
【０１１０】
図８に示すように、エンジン回転数に対してエンジンから発生する騒音は、エンジンの回転数の上昇に伴い、その騒音の音量が上昇する特性を有する。制御装置３００に内蔵されるメモリには、図８に示すようなエンジン回転数−騒音音量の関係を示すマップが記憶される。この図８に示すマップを参照して、制御装置３００のＣＰＵは、検知されたエンジン回転数から騒音の音量を算出することができる。
【０１１１】
図９に示すように、車速に対してこの車両に発生する騒音は、車速の上昇に伴い、その騒音の周波数が上下動に変動する特性を有する。制御装置３００に内蔵されるメモリには、図９に示すような車速−騒音周波数の関係を示すマップが記憶される。この図９に示すマップを参照して、制御装置３００のＣＰＵは、検知された車速から騒音の周波数を算出することができる。
【０１１２】
図１０に示すように、車速に対してこの車両に発生する騒音は、車速の上昇に伴い、その騒音の音量が上昇する特性を有する。制御装置３００のメモリには、図１０に示すような車速−騒音音量の関係を示すマップが記憶される。この図１０に示すマップを参照して、制御装置３００のＣＰＵは、検知された車速から騒音の音量を算出することができる。
【０１１３】
なお、図７〜図１０に示した、エンジン回転数−騒音周波数、エンジン回転数−騒音音量、車速−騒音周波数および車速−騒音音量の関係は、一例であって、本発明がこれらに限定されるものではない。
【０１１４】
図１１を参照して、キャリア周波数に対して、インバータに起因して発生するノイズは、キャリア周波数の上昇に伴い、そのノイズの周波数が上昇する特性を有する。制御装置３００に内蔵されたメモリには、図１１に示すようなキャリア周波数−インバータに起因して発生する騒音周波数の関係を示すマップが記憶される。制御装置３００のＣＰＵは、インバータに起因して発生するノイズの周波数を、発生している騒音に対応させて算出すると、その算出された周波数から図１１に示すマップを参照して、キャリア周波数を決定する。
【０１１５】
図１２を参照して、キャリア周波数に対して、インバータに起因して発生するノイズは、キャリア周波数の上昇に伴い、そのノイズの音量が減少する特性を有する。制御装置３００に内蔵されるメモリには、図１２に示すようなキャリア周波数−インバータに起因して発生する騒音音量の関係を示すマップが記憶される。制御装置３００のＣＰＵは、インバータに起因して発生させるノイズの音量を発生している騒音に対応させて算出すると、その算出された周波数から図１２に示すマップを参照して、キャリア周波数を決定する。
【０１１６】
なお、図１１および図１２に示すキャリア周波数−インバータに起因して発生する騒音周波数およびキャリア周波数−インバータに起因して発生する騒音音量の関係は、一例であって、本発明がこれらに限定されるものではない。
【０１１７】
図１３を参照して、本実施の形態に係る制御装置３００のＣＰＵで実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【０１１８】
Ｓ２００にて、制御装置３００のＣＰＵはエンジン回転数を検知する。このとき、エンジン回転数センサ２５０からＣＰＵに入力された信号に基づいて、エンジン回転数が検知される。Ｓ２０２にて、ＣＰＵは、図７および図８に示すマップを参照して、検知したエンジン回転数から騒音周波数および騒音音量を算出する。
【０１１９】
Ｓ２０４にて、ＣＰＵは、図１１および図１２に示すマップを参照して、Ｓ２０２にて算出した騒音周波数および騒音音量に対応する（たとえば重畳するような）、インバータに起因して発生する騒音周波数および騒音音量を発生させるようなキャリア周波数を算出する。
【０１２０】
Ｓ２０６にて、ＣＰＵは、第１インバータ回路１２１０（ＭＧ（１）用）のキャリア周波数を算出する。このとき、図１１に示すマップに基づいて算出されたキャリア周波数および図１２に示すマップに基づいて算出されたキャリア周波数のいずれを優先して使用するのかを表わすフラグに基づいて、キャリア周波数が算出される。
【０１２１】
図１４を参照して、本実施の形態に係る制御装置３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【０１２２】
Ｓ２１０にて、制御装置３００のＣＰＵは、車速を検知する。このとき、車速センサ８５０からＣＰＵに入力された信号に基づいて、車速が検知される。Ｓ２１２にて、ＣＰＵは、図９および図１０に示すマップを参照して、検知した車速から騒音周波数および騒音音量を算出する。
【０１２３】
Ｓ２１４にて、ＣＰＵは、図１１および図１２に示すマップを参照して、Ｓ２１２にて算出した騒音周波数および騒音音量に対応する（たとえば重畳するような）、インバータに起因して発生する騒音周波数および騒音音量を発生させるようなキャリア周波数を算出する。
【０１２４】
Ｓ２１６にて、ＣＰＵは、第２インバータ回路１２２０（ＭＧ（２）用）のキャリア周波数を算出する。このとき、図１１に示すマップに基づいて算出されたキャリア周波数および図１２に示すマップに基づいて算出されたキャリア周波数のいずれを優先して使用するのかを表わすフラグに基づいて、キャリア周波数が算出される。
【０１２５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置３００の動作について説明する。
【０１２６】
エンジン２００の回転数が検知され（Ｓ２００）、図７に示すマップを参照して、検知されたエンジン回転数に基づいてエンジンにより発生している騒音の周波数が算出される（Ｓ２０２）。図８に示すマップを参照して、検知されたエンジン回転数に基づいて、エンジンにより発生している騒音の音量が算出される（Ｓ２０２）。
【０１２７】
図７に示すマップを参照して算出された騒音周波数に重なるようなノイズ周波数がインバータに起因して発生するように、図１１に示すマップを参照してキャリア周波数が算出される（Ｓ２０４）。図８に示すマップを参照して算出された騒音音量に対応するノイズ音量がインバータに起因して発生するように、図１２に示すマップを参照して、キャリア周波数が算出される（Ｓ２０４）。
【０１２８】
図１１および図１２に示すマップを参照して算出されたキャリア周波数に基づいて、第１インバータ回路１２１０（ＭＧ（１）用）のキャリア周波数が算出される（Ｓ２０６）。
【０１２９】
車速が検知され（Ｓ２１０）、図９に示すマップを参照して、検知された車速に基づいて、車両に発生している騒音の周波数が算出される（Ｓ２１０）。図１０に示すマップを参照して、検知された車速に基づいて、車両に発生している騒音の音量が算出される（Ｓ２１２）。
【０１３０】
図９に示すマップを参照して算出された騒音周波数に重なるようなノイズ周波数がインバータに起因して発生するように、図１１に示すマップを参照してキャリア周波数が算出される（Ｓ２１４）。図１０に示すマップを参照して算出された騒音音量に対応するノイズ音量がインバータに起因して発生するように、図１２に示すマップを参照して、キャリア周波数が算出される（Ｓ２１４）。
【０１３１】
図１１および図１２に示すマップを参照して算出されたキャリア周波数に基づいて、第２インバータ回路１２２０（ＭＧ（２）用）のキャリア周波数が算出される（Ｓ２１６）。
【０１３２】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、検知したエンジン回転数に基づいてエンジンから発生している騒音の周波数や音量を算出する。また、検知した車速に基づいて車両に発生している騒音の周波数や音量を算出する。騒音の周波数や音量に対応（周波数帯域が同じであったり、音量が同じであったりするように対応）させたノイズを発生させるように、インバータ回路のキャリア周波数を算出する。このようにすると、発生している騒音に重畳させて、インバータに起因するノイズを発生させることができる。
【０１３３】
なお、本実施の形態においては、Ｓ２０６およびＳ２１６の処理において、図１１に示すマップおよび図１２に示すマップを参照して、それぞれ算出されたキャリア周波数に基づいて、第１インバータ回路１２１０（ＭＧ（１）用）および第２インバータ回路１２２０（ＭＧ（２）用）のキャリア周波数をそれぞれ算出するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。図１１に示すキャリア周波数−インバータに起因して発生する騒音周波数のみに基づいて、キャリア周波数を算出するようにしてもよい。そのようにすることにより、周波数のみによってキャリア周波数が決定されるので、車両に発生している周波数と同じ周波数帯域のノイズを発生させることができる。また、図１５に示すように、２０〜２．０×１０⁴の可聴周波数帯域を避けて、非可聴周波数帯域になるように、図１１に示すマップを用いてキャリア周波数を算出するようにしてもよい。このようにすると、算出されたキャリア周波数によって発生するインバータに起因して発生する騒音周波数を、この車両の搭乗者の聴覚に検知しにくいようにすることができる。
【０１３４】
さらに、車両の運転状態により変化する騒音の位相を検出して、その位相と逆位相のノイズを発生させるノイズキャンセル装置を組み合わせて、より積極的に騒音を抑えこむようにしてもよい。
【０１３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を含むパワートレインのブロック図である。
【図２】 インバータ回路のキャリア周波数の特性を示す図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図５】 第１インバータ回路のキャリア周波数の特性を示す図である。
【図６】 第２インバータ回路のキャリア周波数の特性を示す図である。
【図７】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置のメモリに記憶されるエンジン回転数−騒音周波数マップである。
【図８】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置のメモリに記憶されるエンジン回転数−騒音音量マップである。
【図９】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置のメモリに記憶される車速−騒音周波数マップである。
【図１０】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置のメモリに記憶される車速−騒音音量マップである。
【図１１】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置のメモリに記憶されるキャリア周波数−騒音周波数マップである。
【図１２】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置のメモリに記憶されるキャリア周波数−騒音音量マップである。
【図１３】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図１４】 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図１５】 可聴周波数帯域を示す図である。
【符号の説明】
１００ トランスアクスル、２００ エンジン、３００ 制御装置、７００ 入力軸、７５０ 出力軸、８００ 駆動輪（前輪）、８５０ 車速センサ、１０００ 動力分割機構、１１００ モータジェネレータ、１２００ インバータ、１２１０ 第１インバータ回路、１２２０ 第２インバータ回路、１３００ バッテリー、１４００ 電気モータ。

Claims (10)

1. エンジンと、発電機と、駆動軸と、前記駆動軸に接続される電気モータと、電源とを搭載したハイブリット車両の制御装置であって、
   前記エンジン、前記発電機および前記駆動軸と接続され、前記エンジンからの動力を前記発電機と前記駆動軸とに分配する分配機構と、
   前記発電機と前記電源との間に設けられ、第１のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第１のインバータ回路と、
   前記電気モータと前記電源との間に設けられ、第２のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第２のインバータ回路と、
   前記エンジンの回転数を検知するための手段と、
   前記エンジンの回転数が低下して前記車両の運転状態に応じて変化する騒音の音量が減少すると、前記第１のキャリア周波数を上昇させ、前記エンジンの回転数が上昇して前記騒音の音量が増加すると、前記第１のキャリア周波数を低下させるための第１のノイズ音量制御手段と、
   前記車両の車速を検知するための手段と、
   前記車両の車速が低下して前記騒音の音量が減少すると、前記第２のキャリア周波数を上昇させ、前記車両の車速が上昇して前記騒音の音量が増加すると、前記第２のキャリア周波数を低下させるための第２のノイズ音量制御手段とを含む、制御装置。
2. 前記第１のノイズ音量制御手段は、前記騒音の音量が減少すると、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第１のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第１のキャリア周波数を上昇させるための手段を含み、
   前記第２のノイズ音量制御手段は、前記騒音の音量が減少すると、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第２のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第２のキャリア周波数を上昇させるための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. エンジンと、発電機と、駆動軸と、前記駆動軸に接続される電気モータと、電源とを搭載したハイブリット車両の制御装置であって、
   前記エンジン、前記発電機および前記駆動軸と接続され、前記エンジンからの動力を前記発電機と前記駆動軸とに分配する分配機構と、
   前記発電機と前記電源との間に設けられ、第１のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第１のインバータ回路と、
   前記電気モータと前記電源との間に設けられ、第２のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第２のインバータ回路と、
   前記エンジンの回転数を検知するための手段と、
   前記エンジンの回転数が低下して前記車両の運転状態に応じて変化する騒音の周波数帯域が低下すると、前記第１のキャリア周波数を低下させ、前記エンジンの回転数が上昇して前記騒音の周波数帯域が上昇すると、前記第１のキャリア周波数を上昇させるための第１のノイズ周波数制御手段と、
   前記車両の車速を検知するための手段と、
   前記車両の車速の変化に応じて前記騒音の周波数帯域が低下すると、前記第２のキャリア周波数を低下させ、前記車両の車速の変化に応じて前記騒音の周波数帯域が上昇すると、前記第２のキャリア周波数を上昇させるための第２のノイズ周波数制御手段とを含む、制御装置。
4. 前記第１のノイズ周波数制御手段は、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第１のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第１のキャリア周波数を変化させるための手段を含み、
   前記第２のノイズ周波数制御手段は、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第２のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第２のキャリア周波数を変化させるための手段を含む、請求項３に記載の制御装置。
5. エンジンと、発電機と、駆動軸と、前記駆動軸に接続される電気モータと、電源とを搭載したハイブリット車両の制御方法であって、前記車両は、前記エンジン、前記発電機および前記駆動軸と接続され、前記エンジンからの動力を前記発電機と前記駆動軸とに分配する分配機構と、前記発電機と前記電源との間に設けられ、第１のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第１のインバータ回路と、前記電気モータと前記電源との間に設けられ、第２のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第２のインバータ回路とを含み、
   前記制御方法は、
   前記エンジンの回転数を検知するステップと、
   前記エンジンの回転数が低下して前記車両の運転状態に応じて変化する騒音の音量が減少すると、前記第１のキャリア周波数を上昇させ、前記エンジンの回転数が上昇して前記騒音の音量が増加すると、前記第１のキャリア周波数を低下させる第１のノイズ音量制御ステップと、
   前記車両の車速を検知するステップと、
   前記車両の車速が低下して前記騒音の音量が減少すると、前記第２のキャリア周波数を上昇させ、前記車両の車速が上昇して前記騒音の音量が増加すると、前記第２のキャリア周波数を低下させる第２のノイズ音量制御ステップとを含む、制御方法。
6. 前記第１のノイズ音量制御ステップは、前記騒音の音量が減少すると、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第１のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第１のキャリア周波数を上昇させるステップを含み、
   前記第２のノイズ音量制御ステップは、前記騒音の音量が減少すると、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第２のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第２のキャリア周波数を上昇させるステップを含む、請求項５に記載の制御方法。
7. エンジンと、発電機と、駆動軸と、前記駆動軸に接続される電気モータと、電源とを搭載したハイブリット車両の制御方法であって、前記車両は、前記エンジン、前記発電機および前記駆動軸と接続され、前記エンジンからの動力を前記発電機と前記駆動軸とに分配する分配機構と、前記発電機と前記電源との間に設けられ、第１のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第１のインバータ回路と、前記電気モータと前記電源との間に設けられ、第２のキャリア周波数にて動作されるスイッチング素子を含む第２のインバータ回路とを含み、
   前記制御方法は、
   前記エンジンの回転数を検知するステップと、
   前記エンジンの回転数が低下して前記車両の運転状態に応じて変化する騒音の周波数帯域が低下すると、前記第１のキャリア周波数を低下させ、前記エンジンの回転数が上昇して前記騒音の周波数帯域が上昇すると、前記第１のキャリア周波数を上昇させる第１のノイズ周波数制御ステップと、
   前記車両の車速を検知するステップと、
   前記車両の車速の変化に応じて前記騒音の周波数帯域が低下すると、前記第２のキャリア周波数を低下させ、前記車両の車速の変化に応じて前記騒音の周波数帯域が上昇すると、前記第２のキャリア周波数を上昇させる第２のノイズ周波数制御ステップとを含む、制御方法。
8. 前記第１のノイズ周波数制御ステップは、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第１のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第１のキャリア周波数を変化させるステップを含み、
   前記第２のノイズ周波数制御ステップは、前記車両の搭乗者の聴覚を刺激する音の周波数帯域に前記第２のインバータ回路に起因して発生するノイズの周波数が含まれないように、前記第２のキャリア周波数を変化させるステップを含む、請求項７に記載の制御方法。
9. 請求項５〜８のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。

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