(57)【要約】【課題】  加速要求時、蓄電容量が減少しているモータ電源の消費電力を最小限に抑えると共に、蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減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】  エンジン１とモータ／ジェネレータ３と組み合わせた原動機と、モータ／ジェネレータ３に電力を供給するバッテリ５を持つパラレル型ハイブリッド車において、前記モータ／ジェネレータ３に電力を供給するバッテリ５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータ／ジェネレータ３による遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第１駆動力応答補償制御手段を設けた。【選択図】        図２
2005287234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関とモータと組み合わせた原動機と、モータに電力を供給する電源を持つ車両において、
前記モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータによる遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第１駆動力応答補償制御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に記載された車両の駆動力制御装置において、
前記第１駆動力応答補償制御手段は、モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、内燃機関の駆動のみにより得るよう予め設定した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１または請求項２に記載された車両の駆動力制御装置において、
前記第１駆動力応答補償制御手段は、電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値１と閾値２に分け、電源容量が閾値１と閾値２との間の場合、電源容量が閾値１を下回るほど目標駆動力に対する内燃機関分担分補正率を徐々に大きくしてゆき、電源容量が閾値２以下の場合、目標駆動力を内燃機関のみにより分担する設定としたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
原動機はモータのみで構成されるが、モータに電力を供給する電源が、応答の遅いものと早いものの組み合わせで構成されている車両において、
応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の早い電源による電力供給が最小になるように駆動力の立ち上り勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第２駆動力応答補償制御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５】
請求項４に記載された車両の駆動力制御装置において、
前記第２駆動力応答補償制御手段は、応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の遅い電源によるモータ駆動のみにより得るよう予め設定し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４または請求項５に記載された車両の駆動力制御装置において、
前記第２駆動力応答補償制御手段は、応答の早い電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値１と閾値２に分け、応答の早い電源容量が閾値１と閾値２との間の場合、電源容量が閾値１を下回るほど目標駆動力の立ち上がり勾配を徐々に小さくしてゆき、応答の早い電源容量が閾値２以下の場合、目標駆動力の立ち上がり勾配を内燃機関レベルの勾配に設定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、ハイブリッド車や燃料電池車や電気自動車等に適用される車両の駆動力制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来においては、スロットル操作量から加速意思を判定し、加速要求が大きいときのみモータによるアシストを許可し、蓄電装置からの電力供給を最小限に抑えるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９１１０５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、加速要求が大きくてモータによる駆動力アシストが許可された場合には、蓄電装置が放電抑制モードであってもモータによるアシストを行う構成となっているため、加速要求が高い状態が連続すると結局、モータによるアシストが困難となるおそれがある、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、加速要求時、蓄電容量が減少しているモータ電源の消費電力を最小限に抑えると共に、蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減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、第１発明の車両の駆動力制御装置では、内燃機関とモータと組み合わせた原動機と、モータに電力を供給する電源を持つ車両において、前記モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータによる遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第１駆動力応答補償制御手段を設けた。
【０００６】
また、第２発明の車両の駆動力制御装置では、原動機はモータのみで構成されるが、モータに電力を供給する電源が、応答の遅いものと早いものの組み合わせで構成されている車両において、応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の早い電源による電力供給が最小になるように駆動力の立ち上り勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第２駆動力応答補償制御手段を設けた。
【発明の効果】
【０００７】
よって、第１発明の車両の駆動力制御装置にあっては、モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、モータによる遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定することで、駆動力の立ち上がり応答を主に内燃機関により得るというように、蓄電容量が減少しているモータ電源の消費電力を最小限に抑えることができる。そして、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とすることで、蓄電容量が十分な加速要求時に対し、駆動力の立ち上がり応答の遅れ感を緩和することができる。
【０００８】
第２発明の車両の駆動力制御装置にあっては、応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の早い電源による電力供給が最小になるように駆動力の立ち上り勾配を小さく設定することで、駆動力の立ち上がり勾配を、主に応答の遅い電源によるモータ駆動で得るというように、蓄電容量が減少している応答の早い電源の消費電力を最小限に抑えることができる。そして、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とすることで、蓄電容量が十分な加速要求時に対し、駆動力の立ち上がり応答の遅れ感を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の車両の駆動力制御装置を実施するための最良の形態を、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】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１は駆動装置としてパラレル型ハイブリッドシステムを搭載した車両に適用した例である。図１は実施例１の駆動力制御装置を示す全体システム図、図２は実施例１の統合コントローラにおける駆動力応答補償制御系を示すブロック図である。
【００１１】
実施例１のハイブリッド車は駆動装置として、図１に示すように、エンジン１（内燃機関）と、変速機２と、モータ／ジェネレータ３（モータ）と、インバータ４と、バッテリ５（電源）と、出力ギヤ機構６と、駆動輪７，７と、を備えている。
【００１２】
すなわち、実施例１では、エンジン１と駆動輪７，７は、変速機２を介して接続され、モータ／ジェネレータ３は、エンジン１と駆動輪７，７の駆動力伝達経路のいずれかに配置される、いわゆる、エンジン１とモータ／ジェネレータ３の両方が動力源として使用されるパラレル型ハイブリッドシステムである。
【００１３】
前記エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。前記変速機２は、遊星歯車を用いた自動変速機、遊星歯車を用いた無段変速機、ベルト方式もしくはトロイダル方式の無段変速機、自動ＭＴ等のいずれでもよい。前記モータ／ジェネレータ３は、直流モータ、交流モータ、非正弦波駆動モータ、いずれのモータでも利用可能であるが、実施例１では、三相交流同期型のモータ／ジェネレータ３を、蓄電装置であるバッテリ５からの直流電流をインバータ４により交流電流に変換して駆動する。
【００１４】
実施例１のハイブリッド車は駆動制御装置として、図１に示すように、エンジンコントローラ１０と、モータコントローラ１１と、統合コントローラ１２と、を備えている。
【００１５】
前記エンジンコントローラ１０は、統合コントローラ１２から目標エンジン回転数と目標エンジントルクを得る指令を受け、図外の電子制御スロットル装置に対し目標エンジン回転数と目標エンジントルクに応じた駆動制御指令を出力する。
【００１６】
前記モータコントローラ１１は、統合コントローラ１２からの目標モータトルクを得る指令を受け、インバータ４に対し目標モータトルクに応じた駆動制御指令を出力する。なお、インバータ４からバッテリ５の電源容量情報であるバッテリS.O.Cを受けたモータコントローラ１１は、このバッテリS.O.Cを統合コントローラ１２へ送出する。
【００１７】
前記統合コントローラ１２は、アクセル開度センサ１３からのアクセル開度情報、車速センサ１４からの車速情報、電源容量情報（バッテリS.O.C）等を入力し、これらの入力情報に基づいて演算処理し、その結果に応じて、エンジンコントローラ１０に対し目標エンジン回転数と目標エンジントルクを得る指令を出力し、モータコントローラ１１に対し目標モータトルクを得る指令を出力する。
【００１８】
実施例１の統合コントローラ１２における駆動力応答補償制御系は、静的目標駆動力生成部１２ａと、駆動力配分部１２ｂと、過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃと、エンジン応答推定部１２ｄと、差分器１２ｅと、動特性ゲイン演算部１２ｆと、エンジン分担分補正率演算部１２ｇと、を有する（第１駆動力応答補償制御手段）。
【００１９】
前記静的目標駆動力生成部１２ａは、ドライバーの加速要求（アクセル開度等）に応じて静的目標駆動力を生成する。
【００２０】
前記駆動力配分部１２ｂでは、静的目標駆動力からエンジン１によって実現されるべき目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める。
【００２１】
前記過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃは、静的目標駆動力に過渡的な応答特性を加えて動特性とし、この動特性を、電源の充放電要求に合わせて求めた動特性ゲインを用いて変える。
【００２２】
前記エンジン応答推定部１２ｄは、目標エンジントルクとエンジンの物理的特性から、エンジントルクの応答遅れを加味した推定駆動力エンジン分を求める。
【００２３】
前記差分器１２ｅは、過渡応答付き目標駆動力と、推定エンジントルクより求めた推定駆動力エンジン分との差分より、目標モータトルクを求める。
【００２４】
前記動特性ゲイン演算部１２ｆは、電源容量により、電源の充放電要求に合わせて動特性ゲインを演算する。
【００２５】
前記エンジン分担分補正率演算部１２ｇは、電源容量により、電源の充放電要求に合わせてエンジン分担分補正率を演算する。
【００２６】
次に、駆動力応答補償制御作用を説明する。
従来の内燃機関（エンジン）の応答性は、空気の応答遅れに制限されたが、例えば、モータの応答性は、電源の供給力を無視すれば、図３に示すように、人間の感覚、要求に対して、十分以上に早い。そして、例えば、図４に示すように、理想の過渡応答を実現するための目標駆動力に対して、エンジンの遅れ分をモータで補償制御することにより、エンジンの遅れを無くし、図５に示すように、理想的な応答波形を実現することができる。
【００２７】
しかし、モータへ電力を供給する電源の容量が減少している際には、有効な補償が行えないために、結果として、エンジン程度の応答性しか実現できなかった。
【００２８】
これに対し、実施例１では、図６に示すように、バッテリ５の容量が減少している場合には、駆動力の立ち上り応答遅れをエンジン並とすることで、エンジントルクが立ち上がるまでの放電量を最小限にし、かつ、立ち上り後に、電源容量が十分にあるときよりも大きな駆動力のピークを生成することで、初期の立ち上り応答が遅れたことより生じる加速感の不足を補う。よって、モータ／ジェネレータ３によるアシスト電力を抑えると共に、蓄電容量が十分な場合との違和感を抑えることができる。
【００２９】
以上を実現するために、まず、図２に示すように、ドライバーの加速要求に応じた静的目標駆動力から、エンジン１によって実現されるべき、目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める駆動力配分部１２ｂと、それに過渡的な応答特性を加える過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃと、目標エンジントルクとエンジンの物理的特性から、エンジントルクの応答遅れを加味した推定駆動力エンジン分を求めるエンジン応答推定部１２ｄと、過渡応答付き目標駆動力と、推定エンジントルクより求めた推定駆動力エンジン分と、の差分より（差分器１２ｅ）、目標モータトルクを求める制御装置を考える。
【００３０】
ここで、過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃは、電源容量により、バッテリ５の充放電要求に合わせて求めた動特性ゲイン演算を用いて、動特性を変える。バッテリ５の容量が十分にある場合には、モータ／ジェネレータ３による応答遅れ補償を前提とした応答を実現する（図５）。また、バッテリ５の容量が減少している場合には、この動特性ゲインを、目標駆動力の立ち上り遅れをエンジン並に設定し、同時に、立ち上り後に所定のオーバーシュートを生じさせるように変え、応答遅れが生じて損ねられるであろう加速感を補償し、応答遅れによる影響を減少させる（図６）。
ここで、オーバーシュートさせる所定量は限定されるものではないが、たとえば目標速度に到達するまでの時間を、理想の過渡応答の場合と同等になるようにするのが好ましい。
つまり、運転者のアクセル操作が急激でなく、エンジン応答に比較的近い場合はオーバーシュート量もオーバーシュート時間も小さくない、運転者のアクセル操作が急激でエンジン応答との差が大きい場合はオーバーシュート量を大きく設定し、オーバーシュート量が大きすぎる場合はオーバーシュート時間を長くしている。
【００３１】
このとき、駆動力配分部１２ｂは、電源容量により、バッテリ５の充放電要求に合わせて求めたエンジン分担分補正率を使って、静的目標駆動力に対して、充放電分を補正した目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める。よって、バッテリ５の容量が十分にある場合には、充電による駆動力エンジン分の減少を考慮することなく、目標エンジトルクと目標エンジン回転数を設定する。また、バッテリ５の容量が減少している場合には、エンジン１に対する目標値は、オーバーシュートのピークを十分に実現できるものとしておけば、短期的には充電量が減るものの、バッテリ５からの持ち出しは最小限に抑えられる。
【００３２】
なお、実施例１では、図６に示すように、立ち上がり後(目標駆動力実現後)のピークをエンジン１の駆動力により発生させているが、バッテリ５の蓄電容量に若干の余裕がある場合、モータ／ジェネレータ３の出力によりピークを発生させるようにしてもよい。この場合、バッテリ５に対する負担が大きくなるものの、エンジン回転数はバッテリ５の容量が十分な場合と変わらないので、エンジン回転数の増加により与える運転者への違和感を軽減することができる。
【００３３】
また、この制御を行う電源容量下限閾値を、１つの下限閾値より大きい閾値１と、１つの下限閾値より小さい閾値２の２つに分け、駆動力配分部１２ｂで用いるエンジン分担分補正率を、電源容量が閾値１以上の場合には、エンジン１による補正無しとし、電源容量が閾値１を下回ったときより、徐々に大きくし、閾値２以下になったとき、バッテリ５の容量が減少している場合に設定される目標駆動力のオーバーシュートのピークを十分に実現できるものとなるようにする。これは、バッテリ５の容量が減少している場合に設定される目標駆動力のオーバーシュートの大きさが予め分かっているので、電源容量に対するテーブルなどで容易に実現できる。
【００３４】
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。
【００３５】
(1) エンジン１とモータ／ジェネレータ３と組み合わせた原動機と、モータ／ジェネレータ３に電力を供給するバッテリ５を持つパラレル型ハイブリッド車において、前記モータ／ジェネレータ３に電力を供給するバッテリ５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータ／ジェネレータ３による遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第１駆動力応答補償制御手段を設けたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ５の消費電力を最小限に抑えると共に、バッテリ５の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
【００３６】
すなわち、必ずしもエンジン１を目標駆動力に対してオーバーシュートさせる必要はなく、モータ／ジェネレータ３のピークを少し遅らせることにより、エンジン１の立ち上がりとモータピークを協調させモータ／ジェネレータ３のアシスト量を最小限に抑える。且つ、目標駆動力に対して所定のオーバーシュートを生じさせることにより、モータ／ジェネレータ３のピークが遅れたことによる応答遅れ感を緩和させ、ドライバーの踏み増しを防止する。
【００３７】
(2) 前記第１駆動力応答補償制御手段は、モータ／ジェネレータ３に電力を供給するバッテリ５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、エンジン１の駆動のみにより得るよう予め設定した、つまり、駆動力の立ち上がり特性からオーバーシュート特性までの過渡応答特性を、エンジン１のみで発生する駆動力により達成するようにしたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ５の電力を消費することなく、バッテリ５の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
【００３８】
(3) 前記第１駆動力応答補償制御手段は、バッテリ５の電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値１と閾値２に分け、電源容量が閾値１と閾値２との間の場合、電源容量が閾値１を下回るほど目標駆動力に対するエンジン分担分補正率を徐々に大きくしてゆき、電源容量が閾値２以下の場合、目標駆動力をエンジン１のみにより分担する設定としたため、バッテリ５の電源容量に少し余裕がある時には、電源容量の低下幅に応じて、バッテリ５の電源容量が十分なときのモータ／ジェネレータ３による応答遅れ補償特性から、エンジン１の分担を増してゆく過渡応答特性まで徐々に移行させることができる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２は、原動機はモータ９のみで構成されるが、モータ９に電力を供給する電源が、応答の遅いもの（エンジン１＋ジェネレータ８）と応答の早いもの（バッテリ５）の組み合わせで構成されているシリーズ型ハイブリッド車とした例である。
【００４０】
まず、構成を説明する。
実施例２のハイブリッド車は駆動装置として、図７に示すように、エンジン１と、ジェネレータ８（応答の遅い電源）と、モータ９と、インバータ４と、バッテリ５（応答の早い電源）と、出力ギヤ機構６と、駆動輪７，７と、を備えている。すなわち、実施例２では、エンジン１は常にジェネレータ８を回して電気を蓄える充電システムを持ち、駆動輪７，７は、モータ９のみを動力源とする電気自動車に近いシリーズ型ハイブリッドシステムである。
【００４１】
実施例２のハイブリッド車は駆動制御装置として、図７に示すように、エンジンコントローラ１０と、モータコントローラ１１と、統合コントローラ１２と、アクセル開度センサ１３と、車速センサ１４と、を備えている。なお、これらの構成は、実施例１と同様である。
【００４２】
実施例２の統合コントローラ１２における駆動力応答補償制御系は、静的目標駆動力生成部１２ａと、駆動力配分部１２ｂと、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃ’と、低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃ"と、エンジン応答推定部１２ｄと、差分器１２ｅと、エンジン分担分補正率演算部１２ｇと、乗算器１２ｈと、内分比演算部１２ｉと、内分演算部１２ｊと、を有する（第２駆動力応答補償制御手段）。
【００４３】
前記駆動力配分部１２ｂでは、静的目標駆動力とエンジン分担分補正率と乗算器１２ｈにより掛け合わせた値からエンジン１によって実現されるべき目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める。
【００４４】
前記通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃ’は、バッテリ５の電源容量が十分であるとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性を加えて目標駆動力を生成する。
【００４５】
前記低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃ"は、バッテリ５の電源容量が減少しているとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性（通常電源容量時よりも立ち上がり勾配をエンジン並に小さく設定し、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性）を加えて目標駆動力を生成する。
【００４６】
前記内分比演算部１２ｉは、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力（以下、「通常電源目標駆動力」という。）と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力（以下、「低電源目標駆動力」という。）との内分比を決めるもので、電源容量が閾値１以上の値である場合には、通常電源目標駆動力：低電源目標駆動力＝１：０とし、電源容量が閾値１と閾値２との間の値である場合、通常電源目標駆動力：低電源目標駆動力＝１〜０：０〜１とし、電源容量が閾値２以下の値である場合には、通常電源目標駆動力：低電源目標駆動力＝０：１とする。
【００４７】
前記内分演算部１２ｊは、通常電源目標駆動力と低電源目標駆動力と内分比演算部１２ｉからの内分比とを入力し、内分比に応じて２つの特性間をなだらかに繋ぐことで過渡応答付き目標駆動力を決める。なお、他の構成は実施例１と同様であるので対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
次に、駆動力応答補償制御作用を説明する。
実施例２の場合、発電装置（エンジン１＋ジェネレータ８）と蓄電装置（バッテリ５)との応答性の違いにより、実施例１と同様の問題が発生する。
【００４９】
これに対し、バッテリ５の電源容量が閾値１を下回ったとき、過渡応答付き目標駆動力の立ち上り勾配を徐々にエンジン並に近づけ、閾値２以下になったとき、エンジン並となるように設定する。しかし、動特性をそのゲインを修正して、特性の変化をなだらかにつなぐのは難しいので、図８に示すように、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃ’と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１２ｃ"とを設け、常時両者を演算し、バッテリ５の電源容量に対して、前述のように２つに分けた電源容量の下限閾値である閾値１と閾値２に対して、内分比を求め、その内分比を用いて、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力とを内分することにより、２つの特性の間をなだらかにつなぐことができる。この内分比演算と内分演算に際して、バッテリ５の電源容量の値をそのまま使ったリニアな特性としても良いし、前述のエンジン分担分補正率のように、電源容量に対するテーブルなどを用いて、非線形な特性にすることもできる。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。
【００５０】
次に、効果を説明する。
実施例２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。
【００５１】
(4) 原動機はモータ９のみで構成されるが、モータ９に電力を供給する電源が、応答の遅いエンジン１＋ジェネレータ８と応答の早いバッテリ５の組み合わせで構成されているシリーズ型ハイブリッド車において、前記バッテリ５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、バッテリ５による電力供給が最小となるように駆動力の立ち上がり勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第２駆動力応答補償制御手段を設けたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ５の消費電力を最小限に抑えると共に、バッテリ５の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
【００５２】
すなわち、必ずしもエンジン１＋ジェネレータ８を電源とするモータ駆動力のみにより目標駆動力に対してオーバーシュートさせる必要はなく、駆動力の立ち上がり勾配を小さくすることにより、バッテリ５を電源とするモータ駆動力によるアシスト量を最小限に抑える。且つ、目標駆動力に対して所定のオーバーシュートを生じさせることにより、駆動力がピークに達する時期が遅れることによる応答遅れ感を緩和させ、ドライバーの踏み増しを防止する。
【００５３】
(5) 前記第２駆動力応答補償制御手段は、バッテリ５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、エンジン１＋ジェネレータ８を電源とするモータ駆動力のみにより得るよう予め設定した、つまり、駆動力の立ち上がり特性からオーバーシュート特性までの過渡応答特性を、エンジン１＋ジェネレータ８で発生する電力に追従するモータ駆動力のみで達成するようにしたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ５の電力を消費することなく、バッテリ５の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
【００５４】
(6) 前記第２駆動力応答補償制御手段は、バッテリ５の電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値１と閾値２に分け、バッテリ５の電源容量が閾値１と閾値２との間の場合、バッテリ５の電源容量が閾値１を下回るほど目標駆動力の立ち上がり勾配を徐々に小さくしてゆき、バッテリ５の電源容量が閾値２以下の場合、目標駆動力を立ち上がり勾配をエンジン並の勾配に設定したため、バッテリ５の電源容量に少し余裕がある時には、電源容量の低下幅に応じて、バッテリ５の電源容量が十分なときの高応答特性から、エンジン並の応答特性まで徐々に移行させることができる。
【実施例３】
【００５５】
実施例３は、原動機はモータ９，９のみで構成されるが、モータ９に電力を供給する電源が、応答の遅いもの（燃料電池２３）と応答の早いもの（リチウム２次電池２５）の組み合わせで構成されている燃料電池車とした例である。
【００５６】
まず、構成を説明する。
実施例３の駆動輪７，７にモータ駆動電流を印加する燃料電池システムは、図９に示すように、メタノール燃料タンク２１に貯留されている燃料のメタノールを、メタノール改質器２２で水と反応させて水素を取り出す。この水素を燃料電池２３（応答の遅い電源）で酸素と反応させて発電し、直流を交流に変換するインバータ４を介してモータ７，７を駆動する。前記燃料電池２３は、燃料ガス及び空気を加圧して燃料電池２３内に供給する加圧型であるため、加圧空気を作り出すコンプレッサ２４を備えている。そして、前記インバータ４は、アクセル開度センサ１３及び車速センサ１４等からの情報を入力し、モータ９，９の駆動制御を行うモータコントローラ１１からの指令に応じて動作する。また、燃料電池２３の始動性の悪さを補うためにリチウムイオン２次電池２５（応答の早い電源）を搭載している。なお、点線で囲まれた部分のメタノール改質器２２と燃料電池２３とコンプレッサ２４により燃料電池パワーユニット２６が構成されている。
【００５７】
実施例３のモータコントローラ１１における駆動力応答補償制御系は、図１０に示すように、静的目標駆動力生成部１１ａと、要求電力変換部１１ｂと、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１１ｃ’と、低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１１ｃ"と、燃料電池応答推定部１１ｄと、差分器１１ｅと、燃料電池分担分補正率演算部１１ｇと、乗算器１１ｈと、内分比演算部１１ｉと、内分演算部１１ｊと、要求電力変換部１１ｋと、を有する（第２駆動力応答補償制御手段）。
【００５８】
前記駆動力配分部１１ｂでは、静的目標駆動力生成部１１ａからの静的目標駆動力を燃料電池２３に対する要求電力に変換し、乗算器１１ｈでは、変換された要求電力と、２次電源揚力に基づく燃料電池分担分補正率と、を掛け合わせた値から燃料電池２３によって実現されるべき燃料電池要求電力を求める。
【００５９】
前記通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１１ｃ’は、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が十分であるとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性を加えて目標駆動力を生成する。
【００６０】
前記低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１１ｃ"は、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が減少しているとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性（通常電源容量時よりも立ち上がり勾配をエンジン並に小さく設定し、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性）を加えて目標駆動力を生成する。
【００６１】
前記内分比演算部１１ｉは、通常電源目標駆動力と低電源目標駆動力との内分比を決めるもので、２次電源容量が閾値１以上の値である場合には、通常電源目標駆動力：低電源目標駆動力＝１：０とし、２次電源容量が閾値１と閾値２との間の値である場合、通常電源目標駆動力：低電源目標駆動力＝１〜０：０〜１とし、２次電源容量が閾値２以下の値である場合には、通常電源目標駆動力：低電源目標駆動力＝０：１とする。
【００６２】
前記内分演算部１１ｊは、通常電源目標駆動力と低電源目標駆動力と内分比演算部１１ｉからの内分比とを入力し、内分比に応じて２つの特性間をなだらかに繋ぐことで過渡応答付き目標モータトルクを決める。
【００６３】
前記差分器１１ｅは、要求電力変換部１１ｋからの２次電池要求電力から、燃料電池応答推定部１１ｄからの燃料電池応答を差し引くことで、２次電池要求電力を決める。
【００６４】
次に、駆動力応答補償制御作用を説明する。
実施例３の場合、発電装置（燃料電池２３）と蓄電装置（リチウムイオン２次電池２５)との応答性の違いにより、実施例１と同様の問題が発生する。
【００６５】
これに対し、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が閾値１を下回ったとき、過渡応答付き目標駆動力の立ち上り勾配を徐々にエンジン並に近づけ、閾値２以下になったとき、エンジン並となるように設定する。しかし、動特性をそのゲインを修正して、特性の変化をなだらかにつなぐのは難しいので、図１０に示すように、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１１ｃ’と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部１１ｃ"とを設け、常時両者を演算し、リチウムイオン２次電池２５の電源容量に対して、前述のように２つに分けた電源容量の下限閾値である閾値１と閾値２に対して、内分比を求め、その内分比を用いて、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力とを内分することにより、２つの特性の間をなだらかにつなぐことができる。この内分比演算と内分演算に際して、リチウムイオン２次電池２５の電源容量の値をそのまま使ったリニアな特性としても良いし、前述のエンジン分担分補正率のように、電源容量に対するテーブルなどを用いて、非線形な特性にすることもできる。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。
【００６６】
次に、効果を説明する。
実施例３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。
【００６７】
(7) 原動機はモータ９，９のみで構成されるが、モータ９，９に電力を供給する電源が、応答の遅い燃料電池２３と応答の早いリチウムイオン２次電池２５の組み合わせで構成されている燃料電池車において、前記リチウムイオン２次電池２５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、リチウムイオン２次電池２５による電力供給が最小となるように駆動力の立ち上がり勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第２駆動力応答補償制御手段を設けたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているリチウムイオン２次電池２５の消費電力を最小限に抑えると共に、リチウムイオン２次電池２５の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
【００６８】
すなわち、必ずしも燃料電池２３を電源とするモータ駆動力のみにより目標駆動力に対してオーバーシュートさせる必要はなく、駆動力の立ち上がり勾配を小さくすることにより、リチウムイオン２次電池２５を電源とするモータ駆動力によるアシスト量を最小限に抑える。且つ、目標駆動力に対して所定のオーバーシュートを生じさせることにより、駆動力がピークに達する時期が遅れることによる応答遅れ感を緩和させ、ドライバーの踏み増しを防止する。
【００６９】
(8) 前記第２駆動力応答補償制御手段は、リチウムイオン２次電池２５の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、燃料電池２３を電源とするモータ駆動力のみにより得るよう予め設定した、つまり、駆動力の立ち上がり特性からオーバーシュート特性までの過渡応答特性を、燃料電池２３で発生する電力に追従するモータ駆動力のみで達成するようにしたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているリチウムイオン２次電池２５の電力を消費することなく、リチウムイオン２次電池２５の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
【００７０】
(9) 前記第２駆動力応答補償制御手段は、リチウムイオン２次電池２５の電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値１と閾値２に分け、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が閾値１と閾値２との間の場合、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が閾値１を下回るほど目標駆動力の立ち上がり勾配を徐々に小さくしてゆき、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が閾値２以下の場合、目標駆動力を立ち上がり勾配をエンジン並の勾配に設定したため、リチウムイオン２次電池２５の電源容量に少し余裕がある時には、電源容量の低下幅に応じて、リチウムイオン２次電池２５の電源容量が十分なときの高応答特性から、エンジン並の応答特性まで徐々に移行させることができる。
【００７１】
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、これら実施例１〜実施例３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。
【００７２】
実施例２では蓄電装置としてバッテリ５を示し、実施例３では蓄電装置としてリチウムイオン２次電池２５を示したが、応答の遅い発電装置（エンジン＋ジェネレータや燃料電池等）と組み合わされる蓄電池としては、ニッケル水素蓄電池やキャパシタ等を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
第１発明は、パラレル型ハイブリッドシステムへの適用例である第１実施例以外に、前後輪のうち、一方の輪をエンジンで駆動し、他方の輪をエンジン＋ジェネレータで発電した電力にてモータ駆動するモータ４輪駆動車にも適用することができる。
【００７４】
第２発明は、原動機はモータのみで構成されるが、モータに電力を供給する電源が、応答の遅い発電装置(エンジン+ジェネレータ、燃料電池等)と、応答の早い蓄電装置(バッテリ、２次電池、キャパシタ等)と、の組み合わせで構成されているものであれば、実施例２，３で示した以外の車両にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施例１のパラレル型ハイブリッド車に適用した駆動力制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の統合コントローラにおける駆動力応答補償制御系を示すブロック図である。
【図３】内燃機関とモータとの駆動力応答波形模式図である。
【図４】モータによるエンジン応答補償制御を示すブロック図である。
【図５】エンジンより応答の早いモータにより無駄時間分を補償した場合の駆動力応答波形模式図である。
【図６】実施例１での低電源容量時の過渡応答を示す駆動力応答波形模式図である。
【図７】実施例２のシリーズ型ハイブリッド車に適用した駆動力制御装置を示す全体システム図である。
【図８】実施例２の統合コントローラにおける駆動力応答補償制御系を示すブロック図である。
【図９】実施例３の燃料電池車に適用した駆動力制御装置を示す全体システム図である。
【図１０】実施例３のモータコントローラにおける駆動力応答補償制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  エンジン（内燃機関）
２  変速機
３  モータ／ジェネレータ（モータ）
４  インバータ
５  バッテリ（電源）
６  出力ギヤ機構
７，７  駆動輪
８  ジェネレータ
９  モータ
１０  エンジンコントローラ
１１  モータコントローラ
１２  統合コントローラ
１３  アクセル開度センサ
１４  車速センサ
２３  燃料電池
２５  リチウムイオン２次電池
【図１】
2005287234.tif 000003
【図２】
2005287234.tif 000004
【図３】
2005287234.tif 000005
【図４】
2005287234.tif 000006
【図５】
2005287234.tif 000007
【図６】
2005287234.tif 000008
【図７】
2005287234.tif 000009
【図８】
2005287234.tif 000010
【図９】
2005287234.tif 000011
【図１０】
2005287234.tif 000012