(57)【要約】【課題】二次電池の過充放電を起こすことなく、ドライバが要求するトルクを駆動モータが出力する車両用制御装置及び車両制御方法を提供する。【解決手段】車両の駆動軸へ動力を供給する駆動モータを備える車両の速度を検出する車速検出部１と、駆動モータへ電力を供給する二次電池の出力電力又は入力電力の制限値を検出する二次電池入出力制限値検出部２と、二次電池の出力電力又は入力電力の制限値及び車両の速度に基づいて、駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値又は下限値を算出する駆動モータトルク変化量上下限値算出部３とを備える。【選択図】図１
2006109650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動軸へ動力を供給する駆動モータを備える前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記駆動モータへ電力を供給する二次電池の出力電力又は入力電力の制限値を検出する二次電池入出力制限値検出手段と、
前記出力電力又は入力電力の制限値及び前記車両の速度に基づいて、前記駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値又は下限値を算出する駆動モータトルク変化量上下限値算出手段
とを備えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記車両は前記駆動モータへ電力を供給する燃料電池を搭載することを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記二次電池入出力制限値検出手段は、前記二次電池の出力電力の制限値を検出する二次電池出力制限値検出手段であり、
前記駆動モータトルク変化量上下限値算出手段は、前記出力電力の制限値及び前記車両の速度に基づいて、前記駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値を算出する駆動モータトルク変化量上限値算出手段であることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記二次電池入出力制限値検出手段は、前記二次電池の入力電力の制限値を検出する二次電池入力制限値検出手段であり、
前記駆動モータトルク変化量上下限値算出手段は、前記入力電力の制限値及び前記車両の速度に基づいて、前記駆動モータが生成するトルクの変化量の下限値を算出する駆動モータトルク変化量下限値算出手段であることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項５】
車両の駆動軸へ動力を供給する駆動モータを備える前記車両の速度を検出し、
前記駆動モータへ電力を供給する二次電池の出力電力又は入力電力の制限値を検出し、
前記出力電力又は入力電力の制限値及び前記車両の速度に基づいて、前記駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値又は下限値を算出する
ことを特徴とする車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用制御装置及び車両制御方法に関し、特に、ドライバの意思を反映して車両が搭載する駆動系の出力を制御する車両用制御装置及び車両制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータやエンジン等を動力源として走行する車両において、燃料電池やエンジンの制御をドライバの意思を反映して適正に行う制御技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された車両用制御装置では、ドライバのアクセル操作量から駆動モータの要求出力を算出し、該駆動モータ要求出力に基づき、二次電池の充電状態が目標状態に制御されるよう、燃料電池の目標発電電力を演算し、該目標発電力に基づき燃料電池システムの発電を行っている。
【特許文献１】特開２００１−２９８８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、二次電池の充電状態或いは二次電池の温度条件に基づき、二次電池の入出力電力が制限されている場合に、通常の駆動モータ制御を行うと、バッテリ（二次電池）の過充放電を起こす可能性がある。また、該バッテリの過充放電を検出した場合には、駆動モータのトルクを制限して、バッテリの充放電電力を制限する必要があるため、結果としてドライバが要求するトルクを出力することが出来ず、所望とする加速が行えない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の特徴は、車両の駆動軸へ動力を供給する駆動モータを備える車両の速度を検出する車速検出手段と、駆動モータへ電力を供給する二次電池の出力電力又は入力電力の制限値を検出する二次電池入出力制限値検出手段と、二次電池の出力電力又は入力電力の制限値及び車両の速度に基づいて、駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値又は下限値を算出する駆動モータトルク変化量上下限値算出手段とを備える車両用制御装置であることを要旨とする。
【０００５】
本発明の第２の特徴は、車両の駆動軸へ動力を供給する駆動モータを備える車両の速度を検出し、駆動モータへ電力を供給する二次電池の出力電力又は入力電力の制限値を検出し、二次電池の出力電力又は入力電力の制限値及び車両の速度に基づいて、駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値又は下限値を算出する車両制御方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、二次電池の入出力電力の制限値と車両の車速に基づき、駆動モータのトルク変化量の上下限値を算出することにより、二次電池の過充放電を起こすことなく、ドライバが要求するトルクを駆動モータが出力する車両用制御装置及び車両制御方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。
【０００８】
図１に示すように、本発明の第１及び第２の実施の形態に係わる車両用制御装置は、その基本構成として、車両の駆動軸へ動力を供給する駆動モータを備える車両の速度を検出する車速検出部１と、駆動モータへ電力を供給する二次電池（以後、「バッテリ」という）の出力電力又は入力電力の制限値を検出する二次電池入出力制限値検出部２と、出力電力又は入力電力の制限値及び車両の速度に基づいて、駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値又は下限値を算出する駆動モータトルク変化量上下限値算出部３とを備える。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係わる車両用制御装置は、その基本構成として、車速検出部１と、駆動モータへ電力を供給するバッテリの出力電力の制限値を検出する二次電池出力制限値検出部４と、出力電力の制限値及び車両の速度に基づいて、駆動モータが生成するトルクの変化量の上限値を算出する駆動モータトルク変化量上限値算出部５とを備える。即ち、図２の車両用制御装置を図１の車両用制御装置と比べると、図１の二次電池入出力制限値検出部２は、図２の二次電池出力制限値検出部４に相当し、図１の駆動モータトルク変化量上下限値算出部３は、図２の駆動モータトルク変化量上限値算出部５に相当する。
【００１０】
図３に示すように、第１の実施の形態において図２に示した車両用制御装置の制御対象となる車両は、燃料電池システム１６を主電源として及びバッテリ１４を補助電源として搭載した燃料電池車両である。駆動モータ１５が燃料電池システム１６及びバッテリ１４から得られる電力より生成される駆動力によって燃料電池車両は走行する。
【００１１】
燃料電池車両は、天然ガス等の燃料を改質して得られる水素と空気中の酸素とを電気化学的に反応させて直接発電する燃料電池システム１６と、燃料電池システム１６から出力を取り出す駆動ユニット１７と、ドライバのアクセル操作量を検出する手段としてのアクセル開度センサ１９と、車両の速度を検出する手段としての車速センサ１１と、駆動モータインバータ１８と、駆動モータ１５と、バッテリ１４と、バッテリ１４の充電状態を推定し、バッテリ１４の出力電力又は入力電力の制限値を演算するバッテリコントローラ１２と、アクセル開度センサ１９が検出するアクセル開度と車速センサ１１が検出する車速から駆動モータインバータ１８に指令する駆動モータトルクを演算し、駆動モータ１５の消費電力を推定して駆動ユニット１７に指令する発電電力を演算するコントローラ１３とを備える。ここで、図２の車両用制御装置と図３の燃料電池車両とを比較すると、図２の車速検出部１は図３の車速センサ１１に相当し、図２の二次電池出力制限値検出部４は図３のバッテリコントローラ１２に相当し、図２の駆動モータトルク変化量上限値算出部５は図３のコントローラに相当する。
【００１２】
図４に示すように、図３の燃料電池システム１６は、燃料ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素とを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池スタック２１と、燃料電池スタック２１へ供給される燃料ガスとしての水素ガスを貯蔵する水素タンク（高圧水素）２９と、高圧水素２９から供給される水素ガスの圧力及び流量を制御する可変バルブ２４と、可変バルブ２４を通過した水素ガスと燃料電池スタック２１から排出された未反応の水素ガス（排水素ガス）とを混合して燃料電池スタック２１の水素導入口へ供給するイジェクタ２８と、燃料電池スタック２１の水素ガスの排出口とイジェクタ２８とを繋ぐ水素循環流路と、燃料電池スタック２１の水素ガスの排出口に接続されたパージ弁２６と、燃料電池スタック２１へ供給される酸化剤ガスとしての空気を圧縮して燃料電池スタック２１の空気導入口へ供給する酸化ガス供給装置（例えば、コンプレッサ）２３と、燃料電池スタック２１の空気の排出口に接続された空気の流量/圧力制御弁としてのスロットル２５と、燃料電池スタック２１へ供給される空気及び水素を加湿する加湿器２２と、加湿器２２へ純水を供給する純水供給部２７と、燃料電池スタック２１の空気導入口での空気圧力を検出する空気圧力センサ３０と、燃料電池スタック２１の水素導入口での水素圧力を検出する水素圧力センサ３１と、燃料電池スタック２１へ流入する空気流量を検出する空気流量センサ３２と、燃料電池スタック２１へ流入する水素流量を検出する水素流量センサ３３と、コンプレッサ２３から送出される空気の圧力を測定する空気圧力センサ３６と、コンプレッサ２３から送出される空気の温度を検出す温度センサ３７と、燃料電池スタック２１を構成するセルあるいはセル群の電圧を検出するセル電圧検出部３５と、各センサの信号とセル電圧検出部３５の出力を取り込み、内蔵された制御ソフトウェアに基づいて各アクチュエータを駆動する制御部３４とを有する。燃料電池スタック２１と電気負荷（駆動モータ１５など）の間に駆動ユニット１７が配置されている。
【００１３】
酸化ガス供給装置２３では空気が圧縮されて加湿器２２へ送られ、加湿器２２では純水供給部２７から供給された純水で空気を加湿し、加湿された空気が燃料電池スタック２１へ送り込まれる。水素系では可変バルブ２４で水素ガスの流量を制御して、燃料電池スタック２１の水素極内の圧力を所望の値とする、また、イジェクタ２８で排水素ガスの還流量と合流し、加湿器２２へ送られる。加湿器２２では空気と同様に純水供給部２７で供給された純水で水素を加湿し、加湿された水素が燃料電池スタック２１へ送り込まれる。燃料電池スタック２１では送り込まれた空気と水素を反応させて発電を行い、電流（電力）を駆動ユニット１７を介して車両に搭載された外部システム（例えば、図３の駆動モータ１５）へ供給する。燃料電池スタック２１で反応に使用した残りの空気はスロットル２５を介して燃料電池システム１６外へ排出される。スロットル２５では空気の圧力制御が行われる。また、反応に使用した残りの水素は燃料電池システム１６外へ排出されるが、イジェクタ２８によって加湿器２２上流へ還流されて発電に再利用される。
【００１４】
燃料電池スタック２１の空気導入口での空気圧力を検出する空気圧力センサ３０、空気導入口での空気流量を検出する空気流量センサ３２、水素導入口での水素圧力を検出する水素圧力センサ３１と水素導入口での水素流量を検出する水素流量センサ３３、及びセル電圧検出部３５からの検出値は制御部３４へ読み込まれる。制御部３４では、読み込んだ各値がそのときの目標発電量から決まる所定の目標値になるように、酸化ガス供給装置２３、スロットル２５及び可変バルブ２４を制御するとともに、目標値に対して実際に実現されている水素/空気の圧力及び流量に応じて燃料電池スタック２１から駆動ユニット１７へ取り出す出力（電流値）を指令し制御を行う。
【００１５】
次に、図５を参照して、図３の車両用制御装置による燃料電池車両の制御方法を説明する。図３の車両用制御装置は、バッテリコントローラ１２から送られてきたバッテリ１４の出力電力の制限値に基づき、駆動モータ１５のトルク応答を補正する。以下にその詳細な手順を説明する。なお、以下の処理内容は、燃料電池システム１６の運転開始時より所定時間毎（例えば１０[ms]毎）に実行される。
【００１６】
（イ）Ｓ０１段階において車速センサ１１が車速を検出し、Ｓ０２段階においてアクセル開度センサ１９がアクセル開度を検出し、Ｓ０３段階においてバッテリコントローラ１２がバッテリ１４の出力電力の制限値を検出する。
【００１７】
（ロ）Ｓ０４段階において、Ｓ０１段階で検出した車速、Ｓ０２段階で検出したアクセル開度及びＳ０３段階で検出したバッテリ１４の出力電力の制限値に基づき、コントローラ１３が、駆動モータインバータ１８に指令する駆動モータトルク指令値の変化量の上限値を補正演算する。
【００１８】
（ハ）Ｓ０５段階において、Ｓ０４段階で演算した駆動モータトルクの変化量の上限値に基づき、コントローラ１３が、駆動モータインバータ１８に指令する駆動モータ指令トルクを算出する。Ｓ０６段階において、コントローラ１３が、Ｓ０５段階で算出した駆動モータ指令トルクを駆動モータインバータ１８に指令する。以上の手順が繰り返し実行される。
【００１９】
図６を参照して、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）と出力電力の制限値との関係を説明する。予め実験などにより、バッテリ１４の出力電力の制限値と、バッテリ１４の充電状態、バッテリ１４の劣化度及びバッテリ１４の温度との関係を調べる。バッテリ１４の充電状態が高くなるほど、バッテリ１４の出力電力の制限値も高くなる。バッテリ１４の劣化が進むほど、或いはバッテリ１４の温度が適正温度が外れるほど、バッテリ１４の出力電力の制限値は低くなる。このように、バッテリ出力電力制限値Ｂout [kW]は、バッテリ充電状態SOC1[%]とバッテリ劣化度及びバッテリ温度から推定される。
【００２０】
図７を参照して、図５のＳ０４段階の詳細な手順を説明する。図７に示すように、Ｓ０４段階はＳ４０１段階及びＳ４０２段階からなる。
【００２１】
（Ａ）Ｓ４０１段階では、Ｓ０１で検出した車速VSP1 [km/h]と、Ｓ０３段階で検出したバッテリ１４の出力電力の制限値Ｂout[kW]に基づき、駆動モータ１５のトルク変化量の上限値の補正係数ｋacc[-]を算出する。
【００２２】
（Ｂ）Ｓ４０２段階では、補正前の駆動モータ１５のトルク変化量の上限値に、Ｓ４０１段階で算出したトルク変化量の上限値の補正係数ｋacc[-]を積算して、補正後の駆動モータ１５のトルク変化量の上限値を算出する。
【００２３】
図８乃至図１０（ａ）を参照して、図７のＳ４０１段階での駆動モータ１５のトルク変化量の上限値の補正係数ｋacc[-]の演算方法について説明する。先ず、駆動モータ１５のトルク変化量の上限値を補正する必要性について説明する。図８は、所定の車速VSP1[km/h]で駆動モータ１５に最速応答を要求した場合の出力値の立ち上がりの様子を示すグラフである。
【００２４】
図８のプロファイルＡ1は、燃料電池システム１６及びバッテリ１４が駆動モータ１５へ出力することができる最大の電力（以後、「駆動モータ出力可能最大電力」という）[kW]を示す。駆動モータ出力可能最大電力は、燃料電池スタック２１が発電する電力（以後、「燃料電池発電電力」という）[kW]と、バッテリ１４が出力することができる最大の電力（以後、「バッテリ最大アシスト電力」という）[kW]とを加算したものである。
【００２５】
図８のプロファイルＢ1は、バッテリ１４が出力することができる電力が図６に示した温度又は劣化度により制限される場合における、燃料電池システム１６及びバッテリ１４が駆動モータ１５へ出力することができる電力（以後、「駆動モータ出力可能電力」という）[kW]を示す。駆動モータ出力可能電力は、燃料電池発電電力 [kW]と、Ｓ０３段階で検出したバッテリ１４の出力電力の制限値Ｂout[kW]とを加算したものである。
【００２６】
図８のプロファイルＣ1は、燃料電池発電電力 [kW]を示す。
【００２７】
図８のプロファイルα１は、駆動モータ１５の消費電力が駆動モータ出力可能最大電力（プロファイルＡ1）を上回らない範囲で、駆動モータ１５に最速応答を要求した場合の駆動モータ１５の出力を示す。プロファイルα１において設定された駆動モータ１５のトルク変化量の上限値（補正前）で駆動モータ１５へトルク指令を発してしまうと、図８の点Ｐ1において、駆動モータ１５の出力（プロファイルα１）が、駆動モータ出力可能電力（プロファイルＢ1）を上回り、バッテリ１４の過放電を起こす可能性がある。一方、図８のプロファイルβ１は、駆動モータ１５の消費電力が駆動モータ出力可能電力（プロファイルＢ1）を上回らない範囲で、駆動モータ１５に最速応答を要求した場合の駆動モータ１５の出力を示す。図８のプロファイルβ１に示すように、駆動モータ１５の消費電力が駆動モータ出力可能電力（プロファイルＢ1）を上回らない範囲で、駆動モータ１５のトルク変化量の上限値を補正演算する。これにより、バッテリ１４の過放電を回避できる。
【００２８】
今、所定の車速VSP1[km/h]で駆動モータ１５に最速応答を要求した場合について考える。バッテリ１４の過放電を防止するために、駆動モータトルク指令値[Nm]が駆動モータ出力可能最大トルク[Nm] （プロファイルＡ1）を上回らないように駆動モータトルク指令値[Nm]のトルク変化量上限値を予め決定する必要がある（プロファイルα1）。
【００２９】
しかし、バッテリアシスト電力[kW]が低下している場合に、トルク変化量上限値で駆動モータトルク指令値[Nm]を算出すると、駆動モータ出力可能トルク[Nm] （プロファイルＢ1）を駆動モータトルク指令値[Nm]が上回り（Ｐ1）、バッテリ過放電を起こしてしまう可能性がある。
【００３０】
そこで、駆動モータ出力可能トルク[Nm] （プロファイルＢ1）を上回らないように、トルク変化量上限値を補正して駆動モータトルク指令値[Nm]を算出する必要がある。このときのバッテリ出力電力制限値Ｂout、補正係数ｋacc[-]及び車速VSP1との関係を求める。
【００３１】
なお、図９は、図８の縦軸を駆動モータ１５のトルクに換算したグラフである。即ち、燃料電池発電電力[kW]とバッテリ最大アシスト電力[kW]を加算したもののトルク変換値を駆動モータ出力可能最大トルク[Nm]とし、バッテリアシスト電力[kW]が低下している場合に、燃料電池発電電力[kW]とバッテリ出力電力制限値[kW]を加算したもののトルク変換値を駆動モータ出力可能トルク[Nm]とする。
【００３２】
図１０（ａ）に示すように、バッテリ出力電力制限値Ｂoutが大きくなるほど、駆動モータトルク変化量上限値の補正係数ｋacc[-]は大きくなる。また、車速VSP1が速くなるほど、駆動モータトルク変化量上限値の補正係数ｋacc[-]は小さくなる。車速センサ１１が検出した車速VSP1[km/h]と、バッテリコントローラ１２が検出したバッテリ出力電力制限値Ｂout[kW]とから、図１０（ａ）を参照し、駆動モータトルク変化量上限値補正係数ｋacc[-]を算出する。
【００３３】
次に、図１０（ｂ）に基づいて、車速VSP1[km/h]のときの駆動モータトルク変化量上限値は△Trqup[Nm/10msec]であることがわかる。したがって、車速VSP1[km/h]及びバッテリ出力電力制限値Ｂout[kW]の時の、補正後の駆動モータトルク変化量上限値△Trqup’は、（１）式から求めることができる。
【００３４】
△Trqup’ =  ｋacc × △Trqup [Nm/10msec]      ・・・（１）
図１１を参照して、Ｓ０５段階における駆動モータ指令トルクの算出方法を説明する。車速センサ１１が検出した車速VSP1[km/h]及びアクセル開度センサ１９が検出したアクセル開度APO[deg]から、目標駆動モータトルクTrq[Nm]を求めることができる。今、アクセル操作の踏込み時間が、△Ｔ[10msec]であったとき、目標駆動モータトルク変化量△Trq[Nm]は、（２）式から求めることができる。
【００３５】
△Trq = Trq ／△Ｔ [Nm/10msec]              ・・・（２）
「目標駆動モータトルク変化量△Trq」が「補正後の駆動モータトルク変化量上限値△Trqup’」と等しい或いはより大きい場合、目標駆動モータトルクの変化量は補正後駆動モータトルク変化量上限値で制限し、それ以外であれば、ドライバの要求どおりの目標駆動モータトルク変化量として、駆動モータトルク指令値を算出する。
【００３６】
一般に駆動モータ１５の応答要求に対し、燃料電池システム１６の発電応答は遅い。そのため、バッテリ１４は、基本的に燃料電池システム１６の発電応答の遅れを補償するものである。しかし、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）が低下した場合や、バッテリ１４の熱保護を行う場合には、バッテリ１４の出力電力を制限する必要があるため、通常通りの駆動モータ１５の制御を行うとバッテリ１４の過放電を起こしてしまう。これを防止するためには駆動モータ１５のトルク制限を行う必要があり、結果として燃料電池システム１６の定格発電電力及びバッテリ１４の最大アシスト電力から求まる駆動モータ最大トルクを出力できない。そこで、本発明の第１の実施の形態では、バッテリ１４の出力電力の制限値Ｂoutに応じて、駆動モータ１５のトルク変化量の上限値△Trqupを修正することにより、燃料電池システム１６の定格発電電力及びバッテリ１４の最大アシスト電力から求まる駆動モータ最大トルクが出力される。よって、二次電池（バッテリ）１４の出力電力制限値が低下している場合に、駆動モータ１５のトルクを過剰に制限することなく、ドライバの要求に応じた最大トルクを出力させることができる。換言すれば、車速とバッテリ１４の出力電力を検出し、予めバッテリ１４の過放電を引き起こさないように駆動モータ１５のトルク変化量を補正することにより、ドライバが要求するトルクを駆動モータ１５が出力する燃料電池車両の制御システムを提供することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図１２に示すように、本発明の第２の実施の形態に係わる車両用制御装置は、その基本構成として、車速検出部１と、車両の制動時等に駆動モータからバッテリへ供給される回生電力（以後、「入力電力」という）の制限値を検出する二次電池入力制限値検出部６と、入力電力の制限値及び車両の速度に基づいて、駆動モータが生成するトルクの変化量の下限値を算出する駆動モータトルク変化量下限値算出部７とを備える。即ち、図１２の車両用制御装置を図１の車両用制御装置と比べると、図１の二次電池入出力制限値検出部２は、図１２の二次電池入力制限値検出部６に相当し、図１の駆動モータトルク変化量上下限値算出部３は、図１２の駆動モータトルク変化量下限値算出部７に相当する。
【００３８】
第２の実施の形態において図１２に示した車両用制御装置の制御対象となる車両は、図３に示した燃料電池車両と同じであり、図示及び説明を省略する。
【００３９】
次に、図５を参照して、図３の車両用制御装置による燃料電池車両の制御方法を説明する。図３の車両用制御装置は、バッテリコントローラ１２から送られてきたバッテリ１４の入力電力の制限値に基づき、駆動モータ１５のトルク応答を補正する。以下にその詳細な手順を説明する。なお、以下の処理内容は、燃料電池システム１６の運転開始時より所定時間毎（例えば１０[ms]毎）に実行される。
【００４０】
（イ）Ｓ０１段階において車速センサ１１が車速を検出し、Ｓ０２段階においてアクセル開度センサ１９がアクセル開度を検出し、Ｓ０３段階においてバッテリコントローラ１２がバッテリ１４の入力電力の制限値を検出する。
【００４１】
（ロ）Ｓ０４段階において、Ｓ０１段階で検出した車速、Ｓ０２段階で検出したアクセル開度及びＳ０３段階で検出したバッテリ１４の入力電力の制限値に基づき、コントローラ１３が、駆動モータインバータ１８に指令する駆動モータトルク指令値の変化量の下限値を補正演算する。
【００４２】
（ハ）Ｓ０５段階において、Ｓ０４段階で演算した駆動モータトルクの変化量の下限値に基づき、コントローラ１３が、駆動モータインバータ１８に指令する駆動モータ指令トルクを算出する。Ｓ０６段階において、コントローラ１３が、Ｓ０５段階で算出した駆動モータ指令トルクを駆動モータインバータ１８に指令する。以上の手順が繰り返し実行される。
【００４３】
図１３を参照して、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）と入力電力の制限値との関係を説明する。予め実験などにより、バッテリ１４の入力電力の制限値と、バッテリ１４の充電状態、バッテリ１４の劣化度及びバッテリ１４の温度との関係を調べる。バッテリ１４の充電状態が高くなるほど、バッテリ１４の入力電力の制限値は低くなる。バッテリ１４の劣化が進むほど、或いはバッテリ１４の温度が適正温度が外れるほど、バッテリ１４の入力電力の制限値は低くなる。このように、バッテリ入力電力制限値Ｂin [kW]は、バッテリ充電状態SOC1[%]とバッテリ劣化度及びバッテリ温度から推定される。
【００４４】
図１４を参照して、図５のＳ０４段階の詳細な手順を説明する。図１４に示すように、Ｓ０４段階はＳ４５１段階及びＳ４５２段階からなる。
【００４５】
（Ａ）Ｓ４５１段階では、Ｓ０１で検出した車速VSP1 [km/h]と、Ｓ０３段階で検出したバッテリ１４の入力電力の制限値Ｂin[kW]に基づき、駆動モータ１５のトルク変化量の下限値の補正係数ｋdec[-]を算出する。
【００４６】
（Ｂ）Ｓ４５２段階では、補正前の駆動モータ１５のトルク変化量の下限値に、Ｓ４５１段階で算出したトルク変化量の下限値の補正係数ｋdec[-]を積算して、補正後の駆動モータ１５のトルク変化量の下限値を算出する。
【００４７】
図１５乃至図１７（ａ）を参照して、図１４のＳ４５１段階での駆動モータ１５のトルク変化量の下限値の補正係数ｋdec [-]の演算方法について説明する。先ず、駆動モータ１５のトルク変化量の下限値を補正する必要性について説明する。図１５は、所定の車速VSP1[km/h]で駆動モータ１５に最速応答を要求した場合の出力値の立下りの様子を示すグラフである。
【００４８】
図１５のプロファイルＡ2は、駆動モータ１５がバッテリ１４へ入力することができる最大の電力（以後、「駆動モータ入力可能最大電力」という）[kW]を示す。駆動モータ入力可能最大電力は、燃料電池発電電力 [kW]と、バッテリ１４へ入力することができる最大の電力（以後、「バッテリ最大入力電力」という）[kW]とを加算したものである。
【００４９】
図１５のプロファイルＢ2は、バッテリ１４へ入力することができる電力が図１３に示したバッテリ１４の温度又は劣化度により制限される場合における、駆動モータ１５がバッテリ１４へ入力することができる電力（以後、「駆動モータ入力可能電力」という）[kW]を示す。駆動モータ入力可能電力は、燃料電池発電電力 [kW]と、Ｓ０３段階で検出したバッテリ１４の入力電力の制限値Ｂin[kW]とを加算したものである。
【００５０】
図１５のプロファイルＣ2は、燃料電池発電電力 [kW]を示す。
【００５１】
図１５のプロファイルα2は、駆動モータ１５の消費電力が駆動モータ入力可能最大電力（プロファイルＡ2）を下回らない範囲で、駆動モータ１５に最速応答を要求した場合の駆動モータ１５の出力を示す。プロファイルα2において設定された駆動モータ１５のトルク変化量の下限値（補正前）で駆動モータ１５へトルク指令を発してしまうと、図１５の点Ｐ2において、駆動モータ１５の出力（プロファイルα2）が、駆動モータ入力可能電力（プロファイルＢ2）を下回り、バッテリ１４の過充電を起こす可能性がある。一方、図１５のプロファイルβ2は、駆動モータ１５の消費電力が駆動モータ入力可能電力（プロファイルＢ2）を下回らない範囲で、駆動モータ１５に最速応答を要求した場合の駆動モータ１５の出力を示す。図１５のプロファイルβ2に示すように、駆動モータ１５の消費電力が駆動モータ入力可能電力（プロファイルＢ2）を下回らない範囲で、駆動モータ１５のトルク変化量の下限値を補正演算する。これにより、バッテリ１４の過充電を回避できる。
【００５２】
今、所定の車速VSP1[km/h]で駆動モータ１５に最速応答を要求した場合について考える。バッテリ１４の過充電を防止するために、駆動モータトルク指令値[Nm]が駆動モータ入力可能最大トルク[Nm] （プロファイルＡ2）を下回らないように駆動モータトルク指令値[Nm]のトルク変化量下限値を予め決定する必要がある（プロファイルα2）。
【００５３】
しかし、バッテリ最大入力電力[kW]が低下している場合に、トルク変化量下限値で駆動モータトルク指令値[Nm]を算出すると、駆動モータ入力可能トルク[Nm]（プロファイルＢ2）を駆動モータトルク指令値[Nm]が下回り（Ｐ2）、バッテリ１４の過充電を起こしてしまう可能性がある。
【００５４】
そこで、駆動モータ入力可能トルク[Nm]（プロファイルＢ2）を下回らないように、トルク変化量下限値を補正して駆動モータトルク指令値[Nm]を算出する必要がある。このときのバッテリ入力電力制限値Ｂin、補正係数ｋdec[-]及び車速VSP1との関係を求める。
【００５５】
なお、図１６は、図１５の縦軸を駆動モータ１５のトルクに換算したグラフである。即ち、燃料電池発電電力[kW]とバッテリ最大入力電力[kW]を加算したもののトルク変換値を駆動モータ入力可能最大トルク[Nm]とし、バッテリアシスト電力[kW]が低下している場合に、燃料電池発電電力[kW]とバッテリ入力電力制限値[kW]を加算したもののトルク変換値を駆動モータ入力可能トルク[Nm]とする。
【００５６】
図１７（ａ）に示すように、バッテリ入力電力制限値Ｂinが大きくなるほど、駆動モータトルク変化量下限値の補正係数ｋdec[-]は大きくなる。また、車速VSP1が速くなるほど、駆動モータトルク変化量下限値の補正係数ｋdec [-]は小さくなる。車速センサ１１が検出した車速VSP1[km/h]と、バッテリコントローラ１２が検出したバッテリ入力電力制限値Ｂin[kW]とから、図１７（ａ）を参照し、駆動モータトルク変化量下限値補正係数ｋdec[-]を算出する。
【００５７】
次に、図１７（ｂ）に基づいて、車速VSP1[km/h]のときの駆動モータトルク変化量下限値は△Trqlo[Nm/10msec]であることがわかる。したがって、車速VSP1[km/h]及びバッテリ入力電力制限値Ｂin[kW]の時の、補正後の駆動モータトルク変化量下限値△Trqlo’は、（３）式から求めることができる。
【００５８】
△Trqlo’ =  ｋdec × △Trqlo [Nm/10msec]      ・・・（３）
図１８を参照して、Ｓ０５段階における駆動モータ指令トルクの算出方法を説明する。車速センサ１１が検出した車速VSP1[km/h]及びアクセル開度センサ１９が検出したアクセル開度APO[deg]から、目標駆動モータトルクTrq[Nm]を求めることができる。今、アクセル操作の踏込み時間が、△Ｔ[10msec]であったとき、目標駆動モータトルク変化量△Trq[Nm]は、（４）式から求めることができる。
【００５９】
△Trq = Trq ／△Ｔ [Nm/10msec]              ・・・（４）
「目標駆動モータトルク変化量△Trq」が「補正後の駆動モータトルク変化量下限値△Trqlo’」と等しい或いはより大きい場合、目標駆動モータトルクの変化量は補正後駆動モータトルク変化量下限値で制限し、それ以外であれば、ドライバの要求どおりの目標駆動モータトルク変化量として、駆動モータトルク指令値を算出する。
【００６０】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態では、バッテリ１４の入力電力の制限値Ｂinに応じて、駆動モータ１５のトルク変化量の下限値△Trqloを修正することにより、燃料電池システム１６の定格発電電力及びバッテリ１４の最大入力電力から求まる駆動モータ最大トルクが出力される。よって、二次電池（バッテリ）１４の入力電力制限値が低下している場合に、駆動モータ１５のトルクを過剰に制限することなく、ドライバの要求に応じた最小トルクを出力させることができる。換言すれば、車速とバッテリ１４の入力電力を検出し、予めバッテリ１４の過充電を引き起こさないように駆動モータ１５のトルク変化量を補正することにより、ドライバが要求するトルクを駆動モータ１５が出力する燃料電池車両の制御システムを提供することができる。
【００６１】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係わる車両用制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる車両用制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる車両用制御装置及び制御対象となる燃料電池システム及び駆動モータを示すブロック図である。
【図４】図３の燃料電池システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図３の車両用制御装置による燃料電池車両の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】バッテリの温度及び劣化度をパラメータとするバッテリの充電状態（ＳＯＣ）と出力電力の制限値との関係を示すグラフである。
【図７】図５のＳ０４段階の詳細な手順を示すフローチャートである（その１）。
【図８】所定の車速VSP1での駆動モータの消費電力と駆動モータの出力可能電力との関係を示すグラフである。
【図９】図８の縦軸を駆動モータのトルクに換算したグラフである。
【図１０】図１０（ａ）はバッテリ出力電力制限値Ｂout、車速VSP1、及び補正係数ｋacc[-]の関係を示すグラフであり、図１０（ｂ）は車速VSP1と駆動モータトルク変化量上限値△Trqupとの関係を示すグラフである。
【図１１】車速VSP1[km/h]、アクセル開度[deg]、目標駆動モータトルクTrq[Nm]との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係わる車両用制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図１３】バッテリの温度及び劣化度をパラメータとするバッテリの充電状態（ＳＯＣ）と入力電力の制限値との関係を示すグラフである。
【図１４】図５のＳ０４段階の詳細な手順を示すフローチャートである（その２）。
【図１５】所定の車速VSP1での駆動モータの消費電力と駆動モータの入力可能電力との関係を示すグラフである。
【図１６】図１５の縦軸を駆動モータのトルクに換算したグラフである。
【図１７】図１７（ａ）はバッテリ入力電力制限値Ｂin、車速VSP1、及び補正係数ｋdec[-]の関係を示すグラフであり、図１７（ｂ）は車速VSP1と駆動モータトルク変化量下限値△Trqloとの関係を示すグラフである。
【図１８】車速VSP1[km/h]、アクセル開度[deg]、目標駆動モータトルクTrq[Nm]との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１…車速検出部
２…二次電池入出力制限値検出部
３…駆動モータトルク変化量上下限値算出部
４…二次電池出力制限値検出部
５…駆動モータトルク変化量上限値算出部
６…二次電池入力制限値検出部
７…駆動モータトルク変化量下限値算出部
１１…車速センサ
１２…バッテリコントローラ
１３…コントローラ
１４…バッテリ
１５…駆動モータ
１６…燃料電池システム
１７…駆動ユニット
１８…駆動モータインバータ
１９…アクセル開度センサ
２１…燃料電池スタック
２２…加湿器
２３…酸化ガス供給装置（コンプレッサ）
２４…可変バルブ
２５…スロットル
２６…パージ弁
２７…純水供給部
２８…イジェクタ
２９…高圧水素
３０…空気圧力センサ
３１…水素圧力センサ
３２…空気流量センサ
３３…水素流量センサ
３４…制御部
３５…セル電圧検出部
３６…空気圧力センサ
３７…温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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