(57)【要約】【課題】  特定の周波数域において、ゲインを増減させることで、ドライバー等の搭乗者に与える振動成分を選択可能にし、搭乗者に好まれる振動成分を意図的に実現することができる車両の駆動力制御装置を提供すること。【解決手段】  内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、(1) 基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度から、該頭部，頚部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償を加える第１ゲイン補償手段、(2) 基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の胴部に生じる加速度から、該胴部の共振周波数に相当する成分を強調する補償を加える第２ゲイン補償手段、のうち、少なくとも一方のゲイン補償手段を設ける手段とした。【選択図】        図１
2005130560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、
ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、該周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度から、該頭部，頚部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償を加える第１ゲイン補償手段を設けたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第１ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を制御する駆動力制御装置により実現することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第１ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を決定する過程で、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する成分を低減する周波数ゲイン特性を得るフィルタ内の低減補償器により補償を加えることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第１ゲイン補償手段の低減補償器は、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する領域として、周波数1.5Hz〜2.5Hz領域を設定し、その周波数ゲイン特性上のゲインを、前後加速時の加速の応答性を重視する微振動ゲイン以下で、前後加速時の加速の滑らかさを重視する非振動ゲイン以上のゲイン範囲内に設定することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、
ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、該周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の胴体に生じる加速度に対して、搭乗者の胴体の共振周波数に相当する成分を強調する補償を加える第２ゲイン補償手段を設けたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第２ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を制御する駆動力制御装置により実現することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第２ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を決定する過程で、搭乗者の胴体の共振周波数に相当する成分を強調した周波数ゲイン特性を得るフィルタ内の強調補償器により補償を加えることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第２ゲイン補償手段の強調補償器は、胴体の共振周波数に相当する領域として、周波数0.1Hz〜1.0Hz領域を設定し、その周波数ゲイン特性上のゲインを、０dB以上のゲイン設定とすることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項９】
内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、
ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、該周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する第１ゲイン補償領域と搭乗者の胴部の共振周波数に相当する第２ゲイン補償領域とをつなぐ領域についてなだらかにつながるゲイン特性とする第３ゲイン補償手段を設けたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第３ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を制御する駆動力制御装置により実現することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第３ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を決定する過程で、前記第１ゲイン補償領域と前記第２ゲイン補償領域の間がなだらかにつながっている周波数ゲイン特性をもつフィルタを用いることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記第３ゲイン補償手段のフィルタは、前記第１ゲイン補償領域と前記第２ゲイン補償領域の間の周波数に相当する領域として、周波数1.0Hz〜1.5Hz領域を設定し、その周波数ゲイン特性上のゲインを、周波数が高くなるにしたがって単調減少するゲインとすることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置において、
搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する第１ゲイン補償領域と、搭乗者の胴部の共振周波数に相当する第２ゲイン補償領域と、第１ゲイン補償領域と第２ゲイン補償領域とをつなぐ第３ゲイン補償領域と、の車両動特性の周波数ゲイン特性を、ドライバーの好みに応じて、調整可能にする周波数ゲイン特性調整手段を設けたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、第１ゲイン補償領域を、微振動ゲイン以下で非振動ゲイン以上のゲイン範囲内において周波数ゲイン特性を調整することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、第２ゲイン補償領域における調整領域の下限ゲインを０dBとすることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１６】
請求項１３または請求項１４に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、加速感側に調整した際、第２ゲイン補償領域のゲインを上げ、また、スムーズネス側に調整した際、第２ゲイン補償領域のゲインを下げる調整を行うことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１７】
請求項１３または請求項１４に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、加速感側に調整した際、第１ゲイン補償領域と第２ゲイン補償領域のゲインを連動して上げ、また、スムーズネス側に調整した際、第１ゲイン補償領域と第２ゲイン補償領域のゲインを連動して下げる調整を行うことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１８】
請求項１３ないし請求項１７の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、第３ゲイン補償領域のゲインを微振動ゲイン以上に調整することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項１９】
請求項１３ないし請求項１８の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、ドライバーが任意に調整可能な調整装置と連動させることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２０】
請求項１３ないし請求項１８の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、ドライバーのアクセルやブレーキ操作、ハンドル操作などに応じて、ドライバーの好みを判断し、調整する調整装置と連動させることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記周波数ゲイン特性調整手段は、自動変速機変速制御、サスペンション制御、VDC/TCS制御など、他のアクチュエータのドライバーの好みによる調整機構と連動して、調整することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２２】
請求項１ないし請求項２１の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記各ゲイン補償手段のフィルタは、ゲイン補償による所望の動特性を実現するため、パワートレイン系の動特性を打ち消すパワートレイン逆特性補償器を有することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と、より応答の早い原動機（モーター等）との組み合わせによるハイブリッド車、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ電気自動車や燃料電池車等に適用される車両の駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車の駆動力制御装置は、要求されるトルクを算出する要求トルク算出手段と、該要求トルク算出手段が算出した要求トルクに基づいて、エンジン及びモーターが発生するトルクを制御する制御手段とを有し、制御手段は、要求トルクからエンジンが発生するトルクを差し引いたトルクを、モーターから発生させるように構成することで、モーターによる応答遅れ補償をしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５７３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の車両の駆動力制御装置にあっては、ドライバーのアクセル操作にによる駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、0.4Hz程度まではゲインを０dBで与え、0.4Hz程度を超える周波数領域では周波数が高くなるにしたがってゲインが単調減少する特性にて与える、つまり、ドライバーにとっての違和感を抑えながら、所定の駆動力応答を確保する制御を行うのみである。このように、0.4Hz程度を超える周波数領域では所定の駆動力応答を確保するゲイン設定であるため、搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度のうち、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する成分が高くなり、搭乗者にとっては不快な振動なる。また、0.4Hz程度までの周波数領域では違和感を抑えるゲイン設定であるため、搭乗者の胴部に生じる加速度のうち、搭乗者の胴部の共振周波数に相当する成分が低くなり、搭乗者にとってはもの足りない加速感となってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、特定の周波数域において、ゲインを増減させることで、ドライバー等の搭乗者に与える振動成分を選択可能にし、搭乗者に好まれる振動成分を意図的に実現することができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、
ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、
(1) 基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度から、該頭部，頚部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償を加える第１ゲイン補償手段、
(2) 基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の胴部に生じる加速度から、該胴部の共振周波数に相当する成分を強調する補償を加える第２ゲイン補償手段、
のうち、少なくとも一方のゲイン補償手段を設け、両ゲイン補償手段を設けた場合、
(3) 基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する第１ゲイン補償領域と搭乗者の胴部の共振周波数に相当する第２ゲイン補償領域とをつなぐ領域についてなだらかにつながるゲイン特性とする第３ゲイン補償手段、
を設ける手段とした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明の車両の駆動力制御装置にあっては、第１ゲイン補償手段において、基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度から、該頭部，頚部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償が加えられるため、他の応答に影響を与えることなく、搭乗者に与える不快な振動のみを抑制することができる。また、第２ゲイン補償手段において、基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の胴部に生じる加速度から、該胴部の共振周波数に相当する成分を強調する補償が加えられるため、他の応答に影響を与えることなく、搭乗者に与える加速感のみを増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両の駆動力制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両の駆動力制御装置を示すブロック図である。実施例１の駆動力制御装置は、図示を省略するが、内燃機関と、モーター（内燃機関より応答の早い原動機）とを組み合わせたハイブリッド車、あるいは、モーターのみを持つ電気自動車や燃料電池車等に適用される。以下、実施例１〜実施例３では、モーターのみを持つ電気自動車のモータ制御装置を例にとる。
【０００９】
実施例１の電気自動車のモータ制御装置は、図１に示すように、モーターコントローラ１により構成され、このモーターコントローラ１は、静的目標値生成部２と、基本動特性生成部３と、２Hz低減補償器４（第１ゲイン補償手段）と、0.1〜1.0Hz強調補償器５（第２ゲイン補償手段）と、パワートレイン逆特性補償器６と、フィルタ７（第３ゲイン補償手段）と、を有する。
【００１０】
前記静的目標値生成部２は、図外のアクセル操作量検出手段からのアクセル操作量情報を入力し、アクセル操作量情報に応じた静的目標値を生成する。例えば、ドライバーが滑らかにアクセル操作したつもりでも、微視的には段差がついているため、静的目標値はアクセル操作の通り、段差をもつ特性として生成される（図３参照）。
【００１１】
前記基本動特性生成部３は、前記静的目標値生成部２により生成された静的目標値から高周波成分を取り除くことで動的目標値を生成する。例えば、段差を持つ静的目標値特性のままでは運転性の悪化が著しいので、静的目標値から高周波成分を取り除いて滑らかな特性となる動的目標値が生成される（図４参照）。
【００１２】
前記２Hz低減補償器４は、搭乗者が不快に感じるのは頭部，頚部の共振周波数に対してであり、この頭部，頚部の共振周波数が２Hz近傍の領域であるとの知見に基づき、前記基本動特性生成部３にて生成された動的目標値による基本動特性の周波数ゲイン特性から２Hz近傍の領域のゲインを低下させる。この２Hz低減補償器４でのゲイン低減幅は、図６に示すように、前後加速時の加速の応答性を重視する微振動ゲイン（＝-3dB）以下で、前後加速時の加速の滑らかさを重視する非振動ゲイン（＝-6dB）以上のゲイン範囲内に設定する。
【００１３】
前記0.1〜1.0Hz強調補償器５は、搭乗者が加速感を認識するのは胴部の共振周波数に対してであり、この胴部の共振周波数が0.1Hz〜1.0Hz近傍の領域であるとの知見に基づき、前記基本動特性生成部３にて生成された動的目標値による基本動特性の周波数ゲイン特性から0.1Hz〜1.0Hz近傍の領域のゲインを強調させる。この0.1〜1.0Hz強調補償器５でのゲイン増大幅は、図６に示すように、基本動特性の周波数ゲイン特性で与えられる０dB以上で、乗り心地や運転性が悪化したと感じる限界値である3.0dB以下のゲイン範囲内に設定する。
【００１４】
前記パワートレイン逆特性補償器６は、基本動特性によりモーターを駆動すると、ギアのバックラッシュやイナーシャなど、パワートレイン系の動特性を加えた形で実現されるため、このパワートレイン系の動特性を打ち消す補償を加える。すなわち、パワートレイン逆特性による補償を加えることで、２Hz低減補償器４及び0.1〜1.0Hz強調補償器５によるゲイン補償があっても車両として所望の動特性を実現することができる。
【００１５】
前記フィルタ７は、前記２Hz低減補償器４と前記0.1〜1.0Hz強調補償器５と前記パワートレイン逆特性補償器６とを有する補償手段であり、このフィルタ７においては、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する２Hz低減補償領域と搭乗者の胴部の共振周波数に相当する0.1〜1.0Hz強調補償領域とをつなぐ領域についてなだらかにつながるゲイン特性とする補償を加える。そして、フィルタ７から補償付き動的目標値によるモーター駆動指令が出力され、これにモーターの動特性が加味されて実トルクを得る駆動制御系が構成されることになる。
【００１６】
次に、作用を説明する。
【００１７】
［背景技術について］
従来の内燃機関の応答性は、吸入空気の応答遅れに制限されるため、人間の感覚に対して、十分遅く、また、より以上の改善が難しいこともあって、エンジンの成り行き応答に制限されていた。例えば、図２の内燃機関駆動による加速度波形例に示すように、アクセル操作時点から無駄時間だけ遅れて加速度が立ち上がるもので、無駄時間が大きい上に、加速度の立ち上がり勾配がなだらかである。
【００１８】
しかし、モーターの応答性は、電源の供給力を無視すれば、人間の感覚、要求に対して、十分以上に早く、むやみに早くすれば、むしろ不快感や扱い難さといった感覚を生じかねない。例えば、図２のモーター駆動による加速度波形例に示すように、無駄時間はほとんど無く、加速度の立ち上がり勾配も急峻にすることができる。
【００１９】
また、モーターによる駆動力応答を早くすればするほど、瞬時に大きな電力が要求されるため、電源の供給力による制限が加わる。したがって、機械的には、実現する加速度の応答性は極力遅くすべきである。
【００２０】
しかしながら、現状では、これらの問題が明確でないために、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車などにおいても、従来の内燃機関程度の応答性を実現するにとどまり、周波数特性について考慮しながら、従来以上の応答性を実現すべき検討されているものは無かった。
【００２１】
［本発明に至る経緯について］
人間の心理的、あるいは生理的要求に基づいて、モーター等、応答の早い原動機を使用した場合の応答特性を検討し、幾つかの指標を定める必要がある。
【００２２】
一般に、ドライバーのアクセル操作によるアクセル操作量の変化は、ステップ状、あるいはその連続した形をしており、これをこのまま駆動軸出力に反映させ、それを実現した場合、モーター等、応答の早い原動機は、ステップ状の応答をほぼそのまま実現してしまうため、例えば、図３の加速度特性に示すように、車体が共振を起こして、いわゆる「ガクガク振動」を誘発するなどして、運転性が著しく悪化することが考えられる。
【００２３】
したがって、モーター等、応答の早い原動機を前提にした場合、図４に示す電気自動車での駆動力応答補償制御例や図５の動的目標値特性に示すように、ドライバーの操作量から演算された目標出力と、実際に原動機に与える目標出力の間に、高周波数領域の成分を抑制する動特性を入れて、高周波数領域の成分を取り除き、運転性の悪化を抑制することとなる。
【００２４】
本件は、この動特性について、ステップ状の操作による運転性の悪化を抑制したことを前提として、より以上の加速感の向上のための必要要件を具現化するものである。
【００２５】
まず、注目したのが、頭部，頚部の共振周波数である。本発明者は、実験により、人間の頭部，頚部の共振周波数が２Hz近傍であることを知見した。このことは、「人体動特性を考慮した乗り心地評価とそのモデル化」（日本機械学会[No.99-7] Dynamics and Design Conference ' 99 講演論文集[' 99.3.16‐19]）というタイトルにて、小泉孝之（同志社大）らが発表した内容からも裏付けることができる。
【００２６】
この部位の共振成分が加速によって生じた前後加速度に含まれているということは、頭部，頚部を加振することとなり、極めて不快である。特に、頭部には、三半器官などの加速度を計測するセンサがあるため、振動に対して敏感で、また、乗車中に固定されていないので、起振力に対して振動が起きやすい、という特徴がある。したがって、この周波数成分を除去することが必要になる。
【００２７】
したがって、駆動系，車体系の特性も含めたアクセル操作量−前後加速度の周波数ゲイン特性において、この頭部，頚部の共振周波数近傍のゲインを適当なレベルまで下げたならば、加速による頭部，頚部を加振を抑制できることとなる。例えば、この領域の周波数ゲイン特性ゲインが非振動範囲（例えば、-4dB〜-5dBの範囲）に設定されるよう、先の基本動特性に補償を加えれば、より高周波数側の特性がどうであれ、加速による頭部，頚部を加振を抑制できることとなる。
【００２８】
また、この加振現象を検知させないように加速させる必要がある場合には、この非振動範囲にゲインを設定するが、ある程度の加振を許容することにより、車の加速をはっきりドライバーに伝えることが求められる場合には、加速による頭部，頚部の加振は検知可能ながら、許容範囲内となる微振動範囲（例えば、-3dB〜-4dBの範囲）に設定するというように、この領域の周波数ゲイン特性を操作することにより、他のパラメータとは独立して、乗り味のチューニングが可能である。
【００２９】
以上のように、頭部，頚部の共振周波数近傍の周波数ゲイン特性のゲインを抑制することにより、乗り心地の改善は可能であるが、応答性が悪化することが問題になる。
そこで、次に、胴体の共振周波数に注目する。本発明者の実験によれば、その周波数領域は0.1〜1.0Hz近傍であると知見した。なお、上記論文では、0.1〜1.0Hz近傍の周波数領域について、乗り心地への影響について述べられているが、加速感への寄与については語られていない。
【００３０】
胴体には、直接加速度を計測するセンサは存在しないものの、力を受けることにより加速度が生じていることを認識する能力は、筋肉等にも存在する。したがって、ここに対して加速度を作用させることにより、加速感を強調することができる。また、頭部，頚部とは異なり、胴体は、通常はほぼ固定状態にあるため、極端にゲインを上げなければ、共振による振動が生じ、乗り心地や運転性が悪化することを考慮する必要が無い。
【００３１】
よって、この胴体の共振周波数に相当する領域のゲインを先の基本動特性から増加側に補償することで、加速感を強調することができる。
また、その増加代を操作することにより、ドライバーの好みにあわせて変えることにより、力強い加速感と滑らかな加速感とを自由に切り替えるなど、他のパラメータとは独立して、乗り味のチューニングが可能である。
【００３２】
したがって、先の基本動特性に対して、図６に示すように、頭部，頚部の共振周波数である２Hz近傍の周波数ゲイン特性のゲインを抑制し、胴体の共振周波数域0.1〜1.0Hzの周波数ゲイン特性のゲインを持ち上げるよう補償を加えたならば、加速において、頭部に不要な振動が生じることなく、上体全体が強く押される加速フィーリングを実現でき、加速感を強調できることになる。
【００３３】
また、いくらモーターが高応答で精度よく目標トルクを実現できるとしても、モーターから車輪までの間には、バネ要素、イナーシャ要素など、動特性を形成する要因は存在する。
したがって、上記のような周波数成分に対する要件を盛り込んだ目標値を生成しても、そのとおりの加速度波形が実現されるわけではない。
これを実現する方法として、上記の要件を盛り込んだ目標値に対して、図１に示すように、パワートレイン系の物理的な動特性を打ち消すパワートレイン逆特性補償器７を設ける方法が考えられる。
【００３４】
以上述べたことを総合し、図１に示すように、実施例１の電気自動車のモータ制御装置を構成することにより、特定の周波数領域において、ゲインを増減させることで、ドライバーに与える振動成分を選択可能とした。そのため、応答性を損なうことなく、ドライバーに不快な振動を抑制し、かつ、ドライバーに好まれる振動成分を意図的に実現し、理想の加速度波形を提供できることとなった。
【００３５】
［ゲイン補償作用］
【００３６】
図７は実施例１装置における時系列の加速度過渡応答模式図であり、図７を用いてゲイン補償作用を説明する。
【００３７】
図６に示したように、2Hz成分のゲインを減少させたことにより、図７中a部で示さるように、目標値波形の収束間際の領域において、基本動特性による波形に対して、本件実施の補償付き動特性による波形は大きさが小さくなる。この分、応答性に関する評価を減ずるのだが、併せて、図６に示したように、0.1〜1.0Hz成分のゲインを増加させたことにより、図７中b部で示される領域では、本件実施の補償付き動特性による波形の方が大きくなる。この分、力強さを強調し、先の評価の減少分を相殺できる。
【００３８】
また、図７中の破線による目標値特性で示したように、パワートレイン逆特性補償器７により、目標値に対して、パワートレインの動特性により遅れるところを進め、進むところを遅らせてやることにより、図７の加速度特性に示すように、加速度波形を狙いの周波数ゲイン特性による応答波形とすることができる。
【００３９】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両の駆動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４０】
(1) 内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、該周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度から、該頭部，頚部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償を加える第１ゲイン補償手段を設けたため、加速発進時等において、ドライバーを含む搭乗者の頭部・頚部に生じる加速度から、搭乗者に与える不快な振動のみを抑制することができる。
【００４１】
(2)前記第１ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を制御する駆動力制御装置により実現するため、モーター等の駆動源そのものの出力制御により、基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、容易に、かつ、精度良くゲイン補償を加えることができる。
【００４２】
(3)前記第１ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を決定する過程で、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する成分を低減する周波数ゲイン特性を得るフィルタ７内の２Hz低減補償器４により補償を加えるため、確実に頭部，頚部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償を加えることができる。
【００４３】
(4)前記第１ゲイン補償手段の２Hz低減補償器４は、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する領域として、周波数1.5Hz〜2.5Hz領域を設定し、その周波数ゲイン特性上のゲインを、前後加速時の加速の応答性を重視する微振動ゲイン以下で、前後加速時の加速の滑らかさを重視する非振動ゲイン以上のゲイン範囲内に設定するため、前後加速時の加速の応答性重視や、前後加速時の加速の滑らかさの重視や、加速応答性と滑らかさの両立重視等、ドライバーの好みに合わせてゲイン低減量を設定することができる。
【００４４】
(5)内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、該周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の胴体に生じる加速度に対して、搭乗者の胴体の共振周波数に相当する成分を強調する補償を加える第２ゲイン補償手段を設けたため、他の応答に影響を与えることなく、搭乗者に与える加速感のみを増大させることができる。
【００４５】
(6)前記第２ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を制御する駆動力制御装置により実現するため、モーター等の駆動源そのものの出力制御により、基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、容易に、かつ、精度良くゲイン補償を加えることができる。
【００４６】
(7)前記第２ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を決定する過程で、搭乗者の胴体の共振周波数に相当する成分を強調した周波数ゲイン特性を得るフィルタ７内の0.1〜1.0Hz強調補償器５により補償を加えるため、確実に胴部の共振周波数に相当する成分を減ずる補償を加えることができる。
【００４７】
(8)前記第２ゲイン補償手段の強調補償器は、胴体の共振周波数に相当する領域として、周波数0.1Hz〜1.0Hz領域を設定し、その周波数ゲイン特性上のゲインを、０dB以上のゲイン設定としたため、ドライバーの加速感強調の好みに合わせてゲイン増大量を設定することができる。
【００４８】
(9)内燃機関と、より応答の早い原動機との組み合わせ、あるいは、内燃機関より応答の早い原動機のみを持つ車両において、ドライバーの駆動力要求値に対する基本動特性の周波数ゲイン特性を、周波数が高くなるにしたがって単調減少する特性に設定し、該周波数ゲイン特性に対し、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する第１ゲイン補償領域と搭乗者の胴部の共振周波数に相当する第２ゲイン補償領域とをつなぐ領域についてなだらかにつながるゲイン特性とする第３ゲイン補償手段を設けたため、第１ゲイン補償領域と第２ゲイン補償領域とをつなぐ周波数領域にて急激なゲイン変動が抑えられ、ドライバーを含む搭乗者に対し加速違和感を与えることを防止することができる。
【００４９】
(10)前記第３ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を制御する駆動力制御装置により実現するため、モーター等の駆動源そのものの出力制御により、基本動特性の周波数ゲイン特性に対し、容易に、かつ、精度良くゲイン補償を加えることができる。
【００５０】
(11)前記第３ゲイン補償手段は、前記原動機の出力を決定する過程で、前記第１ゲイン補償領域と前記第２ゲイン補償領域の間がなだらかにつながっている周波数ゲイン特性をもつフィルタ７を用いるため、確実に第１ゲイン補償領域と第２ゲイン補償領域とをつなぐ周波数領域でゲイン補償を加えることができる。
【００５１】
(12)前記第３ゲイン補償手段のフィルタ７は、前記第１ゲイン補償領域と前記第２ゲイン補償領域の間の周波数に相当する領域として、周波数1.0Hz〜1.5Hz領域を設定し、その周波数ゲイン特性上のゲインを、周波数が高くなるにしたがって単調減少するゲインとするため、第１ゲイン補償領域と第２ゲイン補償領域とをつなぐ周波数領域にてゲインの上下変動が抑えられ、ドライバーを含む搭乗者に対し滑らかな加速感を与えることができる。
【００５２】
(13)前記各ゲイン補償手段のフィルタ７は、ゲイン補償による所望の動特性を実現するため、パワートレイン系の動特性を打ち消すパワートレイン逆特性補償器６を有するため、モーターから車輪までの間のバネ要素、イナーシャ要素など、動特性を形成する要因の存在にかかわらず、狙いの周波数ゲイン特性による応答波形を実現することができる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２は、ドライバーの好みに応じて周波数ゲイン特性を調整することができる調整手段を有する例である。
【００５４】
実施例２の構成を説明すると、図８に示すように、モーターコントローラ１に、ドライバーから手が届く位置に設けられた加速感調整スライドスイッチ等から調整量を入力し、車両動特性の周波数ゲイン特性を、ドライバーの好みに応じて、調整可能にする加速感調整装置８（周波数ゲイン特性調整手段）を設けている。
【００５５】
前記加速感調整装置８は、搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当するゲインを低減する２Hz低減補償器４と、搭乗者の胴部の共振周波数に相当するゲインを強調する0.1〜1.0Hz強調補償器５と、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とをつなぐ周波数領域を滑らかにつなぐフィルタ７と、の車両動特性の周波数ゲイン特性を、ドライバーの好みに応じて、調整可能にする。そして、加速感調整装置８は、２Hz低減補償領域を、微振動ゲイン以下で非振動ゲイン以上のゲイン範囲内において周波数ゲイン特性を調整する。また、加速感調整装置８は、0.1〜1.0Hz強調補償領域における調整領域の下限ゲインを０dBとする。また、加速感調整装置８は、加速感側に調整した際、0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを上げ、また、スムーズネス側に調整した際、0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを下げる調整を行う。また、加速感調整装置８は、加速感側に調整した際、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを連動して上げ、また、スムーズネス側に調整した際、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを連動して下げる調整を行う。また、加速感調整装置８は、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とをつなぐ周波数補償領域のゲインを微振動ゲイン以上に調整する。
【００５６】
なお、静的目標値生成部２、基本動特性生成部３、２Hz低減補償器４、0.1〜1.0Hz強調補償器５、パワートレイン逆特性補償器６、フィルタ７等、他の構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
実施例２の作用を説明すると、ドライバーが加速感側に調整した際には、加速感調整装置８において、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とのゲインが連動して上げられることになり、頭部，頸部の共振振動による不快な振動の抑制効果は小さくなるものの、ドライバーは高い前後加速感を得ることができる。また、ドライバーがスムーズネス側に調整した際には、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインが連動して下げられることになり、ドライバーが感じる前後加速感は滑らかなものになるものの、頭部，頸部の共振振動による不快な振動を整然と抑制することができる。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
次に、効果を説明する。
この実施例２の車両の駆動力制御装置にあっては、実施例１の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５９】
(14)搭乗者の頭部・頚部の共振周波数に相当する２Hz低減補償領域と、搭乗者の胴部の共振周波数に相当する0.1〜1.0Hz強調補償領域と、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とをつなぐ補償領域と、の車両動特性の周波数ゲイン特性を、ドライバーの好みに応じて、調整可能にする加速感調整装置８を設けたため、ドライバーの好みに応じた最適の周波数ゲイン特性に調整することができる。
【００６０】
(15)前記加速感調整装置８は、２Hz低減補償領域を、微振動ゲイン以下で非振動ゲイン以上のゲイン範囲内において周波数ゲイン特性を調整するため、応答性を悪化させる限界範囲内において頭部，頸部の不快な加振を抑制することができる。
【００６１】
(16)前記加速感調整装置８は、0.1〜1.0Hz強調補償領域における調整領域の下限ゲインを０dBとするため、確実に加速感を強調するゲイン補償を行うことができる。
【００６２】
(17)前記加速感調整装置８は、加速感側に調整した際、0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを上げ、また、スムーズネス側に調整した際、0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを下げる調整を行うため、加速感の強調度合いをドライバーが与えた加速感調整量に対応して調整することができる。
【００６３】
(18)前記加速感調整装置８は、加速感側に調整した際、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調領域のゲインを連動して上げ、また、スムーズネス側に調整した際、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインを連動して下げる調整を行うため、ドライバーによる１つの調整操作により、２つのゲイン補償を同時に連動して加速感側への調整とスムーズネス側への調整を達成することができる。
【００６４】
(19)前記加速感調整装置８は、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とをつなぐ周波数補償領域のゲインを微振動ゲイン以上に調整するため、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とをつなぐ周波数補償領域でゲインのつながりが滑らかにすることができると共に、ゲイン低下による応答性悪化を防止することができる。
【実施例３】
【００６５】
実施例３は、ドライバー操作（アクセル操作、ハンドル操作、ブレーキ操作）や車載の他の制御システム（ＡＴ変速制御、サスペンション制御、VDC/TCS制御）によりドライバーの好みを判断し、判断されたドライバーの好みに応じて周波数ゲイン特性を調整することができる調整手段を有する例である。
【００６６】
実施例３の構成を説明すると、図９に示すように、モーターコントローラ１に、アクセル操作量、ハンドル操作量、ブレーキ操作量と共に、ＡＴ変速制御情報、サスペンション制御情報、VDC/TCS制御情報を入力し、これらの情報から加速要求を定量化する加速要求定量化装置９（調整装置）を設けている。そして、前記加速感調整装置８（周波数ゲイン特性調整手段）は、加速要求定量化装置９からの定量化された加速要求を入力し、車両動特性の周波数ゲイン特性を、加速要求量に応じて調整する。
【００６７】
つまり、前記加速感調整装置８は、加速要求定量化装置９を介し、ドライバーが任意に調整可能な調整装置（アクセル装置、ハンドル装置、ブレーキ装置）と連動させている。また、前記加速感調整装置８は、ドライバーのアクセルやブレーキ操作、ハンドル操作などに応じて、ドライバーの好みを判断し、調整する加速要求定量化装置９と連動させている。また、前記加速感調整装置８は、ＡＴ変速制御、サスペンション制御、VDC/TCS制御など、他のアクチュエータのドライバーの好みによる調整機構（ＡＴ変速制御装置、サスペンション制御装置、VDC/TCS制御装置）と連動して、調整している。
【００６８】
なお、静的目標値生成部２、基本動特性生成部３、２Hz低減補償器４、0.1〜1.0Hz強調補償器５、パワートレイン逆特性補償器６、フィルタ７等、他の構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６９】
実施例３の作用を説明すると、加速要求定量化装置９において、例えば、ドライバーのアクセル操作量の平均値が大きい値である場合やアクセル踏み込み操作速度が高い場合等では、ドライバーの好みが応答性の良い加速感要求であると判断し、例えば、ドライバーのブレーキ操作量が小さい場合やブレーキ操作頻度が低い場合には、ドライバーの好みが滑らかな加速感要求であると判断し、加速感要求に応じて加速要求が定量化される。
【００７０】
一方、加速要求定量化装置９において、例えば、ＡＴ変速制御においてローギヤ側の使用頻度が高い場合や、VDC/TCS制御においてVDC制御（車両挙動制御）やTCS制御（駆動力低減制御）の頻度が高い場合には、ドライバーの好みが応答性の良い加速感要求であると判断し、例えば、ＡＴ変速制御においてローギヤ側の使用頻度が低い場合や、VDC/TCS制御においてVDC制御やTCS制御の頻度が低い場合には、ドライバーの好みが滑らかな加速感要求であると判断し、加速感要求に応じて加速要求が定量化される。
【００７１】
そして、定量化された加速要求を入力する加速感調整装置８において、ドライバーの好みが応答性の良い加速感要求であると判断された場合には、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域とのゲインが連動して上げられることになり、頭部，頸部の共振振動による不快な振動の抑制効果は小さくなるものの、ドライバーは高い前後加速感を得ることができる。また、ドライバーの好みが滑らかな加速感要求であると判断された場合には、２Hz低減補償領域と0.1〜1.0Hz強調補償領域のゲインが連動して下げられることになり、ドライバーが感じる前後加速感は滑らかなものになるものの、頭部，頸部の共振振動による不快な振動を整然と抑制することができる。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７２】
次に、効果を説明する。
この実施例３の車両の駆動力制御装置にあっては、実施例１の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７３】
(20)前記加速感調整装置８は、ドライバーが任意に調整可能な調整装置と連動させるため、ドライバーによる手動調整操作を要することなく、周波数ゲイン特性を変更させることができる。
【００７４】
(21)前記加速感調整装置８は、ドライバーのアクセルやブレーキ操作、ハンドル操作などに応じて、ドライバーの好みを判断し、調整する調整装置と連動させるため、ドライバーの加速感の好みをドライバーの運転操作状況により判断でき、自動的にドライバーの好みに応じた最適の周波数ゲイン特性を得ることができる。
【００７５】
(22)前記加速感調整装置８は、ＡＴ変速制御、サスペンション制御、VDC/TCS制御など、他のアクチュエータのドライバーの好みによる調整機構と連動して、調整するため、ドライバーの加速感の好みを既設の制御システムの動作状況により判断でき、自動的にドライバーの好みに応じた最適の周波数ゲイン特性を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明の車両の駆動力制御装置を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７７】
例えば、実施例１，２，３では、ゲイン補償をモーターの出力を制御する駆動力制御装置により実現する例を示したが、駆動源から駆動輪に至る駆動系に設けられる駆動系部材の制御、例えば、変速機制御等によりゲイン補償を実現するようにしても良い。
【００７８】
実施例１，２，３では、第１ゲイン補償領域として２Hz近傍の領域、第２ゲイン補償領域として0.1〜1.0Hz近傍の領域、第３ゲイン補償領域として1.0〜1.5Hzの領域、とする例を示したが、車両の設計仕様や搭乗者の体型等により、頭部，頸部の共振周波数や胴部の共振周波数が変動するため、この変動範囲において、ゲイン補償の周波数領域をずらしたとしても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の車両の駆動力制御装置は、実施例１，２，３にて示した電気自動車のモーター制御装置以外に、内燃機関とモーターを搭載したハイブリッド車のモーター制御装置や燃料電池車のモーター制御装置の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１の電気自動車のモーター制御装置（車両の駆動力制御装置）を示す制御ブロック図である。
【図２】ステップ的にアクセル操作した場合の内燃機関とモーターとの前後加速度応答波形模式図である。
【図３】アクセル操作量に対する静的目標値と加速度の過渡応答例を示す図である。
【図４】電気自動車での駆動力応答補償制御例を示す制御ブロック図である。
【図５】アクセル操作による段差を解消した動的目標値と加速度の過渡応答例を示す図である。
【図６】基本特性との対比による実施例１の周波数ゲイン特性を示す図である。
【図７】実施例１での加速度過渡応答模式図である。
【図８】実施例２の電気自動車のモーター制御装置を示す制御ブロック図である。
【図９】実施例３の電気自動車のモーター制御装置を示す制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    モーターコントローラ
２    静的目標値生成部
３    基本動特性生成部
４    ２Hz低減補償器（第１ゲイン補償手段）
５    0.1〜1.0Hz強調補償器（第２ゲイン補償手段）
６    パワートレイン逆特性補償器
７    フィルタ（第３ゲイン補償手段）
８    加速感調整装置（周波数ゲイン特性調整手段）
９    加速要求定量化装置（調整装置）
【図１】
2005130560.tif 000003
【図２】
2005130560.tif 000004
【図３】
2005130560.tif 000005
【図４】
2005130560.tif 000006
【図５】
2005130560.tif 000007
【図６】
2005130560.tif 000008
【図７】
2005130560.tif 000009
【図８】
2005130560.tif 000010
【図９】
2005130560.tif 000011