JP2004159422A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】目標駆動力の達成と良好な燃費とを両立させるための車両の制御装置に関する
【解決手段】電動モータ１と発電装置６と蓄電装置４とを備え、車両の運転条件を検出する運転条件検出手段と、運転条件に基づいて電動モータ１の消費電力を算出する消費電力算出手段と、該消費電力に対し所定の応答速度で追随するような電力を発電装置６に発生させるための目標発電電力を算出する目標発電電力算出手段と、蓄電装置４の入出力能力を検出する入出力能力検出手段と、入出力能力に基づいて目標発電電力の応答速度を決定する応答速度決定手段と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
車両の制御装置に関し、特に目標駆動力の達成と良好な燃費とを両立させるための車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両において、特開２０００−２５３５０７に記載の発明のように、車両を駆動するための電動モータと、電動モータに供給するための電力を発電する発電装置と、発電装置の発電した電力を蓄えるバッテリと、を搭載したハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両の制御装置として、電動モータの消費電力に追随するような電力を発電装置に発生させるものが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
消費電力に対する発電電力の応答速度を大きく設定しておくと、車両の運転条件（車速、アクセル開度等）が変化して消費電力が増加する過渡運転時に発電装置の発電効率が一時的に悪化することがあり、燃費性能上好ましくない。一方、消費電力に対する発電電力の応答速度を小さく設定しておくと、消費電力が増加する過渡運転時にバッテリから出力すべき電力が一時的に増加する。この電力がバッテリの許容出力を超えた場合は所望の車両駆動力が得られなくなり、車両運転者に違和感を与える。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車速やアクセル開度などの運転条件から電動モータの消費電力を算出し、前記電動モータの消費電力に所定の応答速度で追従するような電力を発電装置に発生させるための目標電力算出手段を算出し、蓄電装置の入出力能力に基づいて前記目標発電電力の応答速度を決定することを特徴とする。
【０００５】
【発明の作用及び効果】
本発明によると、目標駆動出力の達成と良好な燃費の両立を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００７】
図１は本発明の第１の実施形態の構成を示すシステム図である。
【０００８】
車両を駆動するための電動モータ１は、ファイナルギヤ２を介して車両の駆動軸３に連結される。この電動モータ１は三相交流電流を供給されることで駆動する同期電動機である。この三相交流はバッテリ４からの直流電流をインバータ５によって三相交流電流に変換され供給される。この電動モータ１には、電動モータ１の回転速度を検出する回転速度センサ２０が取り付けられている。駆動軸３には車両の速度を検出する車速センサ２５が、運転室（図示せず）には運転者のアクセル踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２６が、それぞれ備えられている。
【０００９】
バッテリ４には、燃料（水素）と酸素とを反応させて発電を行う燃料電池６が接続されている。電動モータ１の消費する電力が燃料電池６が発電する電力より小さい場合は余剰の電力によってバッテリ４が充電され、電動モータ１の消費する電力が燃料電池６の発電する電力より大きい場合は不足する電力がバッテリ４からの放電によって補われる。このバッテリ４には、バッテリ４の端子電圧を検出する電圧センサ２１、入出力電流を検出する電流センサ２２、バッテリ温度を検出する温度センサ２３が取り付けられている。
【００１０】
燃料電池６には、燃料電池６の発電セルに空気中の酸素を供給するためのポンプ７が取り付けられている。このポンプ７はポンプ駆動モータ８によって駆動される。ポンプ駆動モータ８にはバッテリ４から電力が供給されており、駆動回路９で供給電力を調整することによってポンプ駆動モータ８の出力を制御することができる。ポンプ駆動モータ８の出力を大きくすると燃料電池６に供給される酸素量が増加して燃料電池６の発電電力が大きくなる。従って、ポンプ駆動モータ８への供給電力を駆動回路９にて制御することで燃料電池６の発電電力を制御することができる。なお、燃料供給量は酸素供給量に応じた最適な量に調整されるようになっている。この燃料電池６には、燃料電池６の発電電力を検出する電力センサ２４が取り付けられている。
【００１１】
モータコントローラ３０は、回転速度センサ２０の検出信号と車両の目標駆動出力とに基づいて電動モータ１の目標トルクを算出し、これを実現するための制御信号をインバータ５へ送る制御装置である。
【００１２】
バッテリコントローラ３１は、電圧センサ２１及び電流センサ２２の検出信号の履歴と、温度センサ２３の検出信号とに基づいてバッテリ４の入出力可能電力を算出する制御装置である。
【００１３】
燃料電池コントローラ３２は、電力センサ２４の検出信号と目標発電電力とに基づいてポンプ駆動モータ８への供給電力を算出し、これを実現するための制御信号を駆動回路９へ送る制御装置である。
【００１４】
統合コントローラ３３は、車速センサ２５とアクセル開度センサ２６の検出信号とに基づいて車両の目標駆動出力を算出する他、目標駆動出力とバッテリコントローラ３１が算出した入出力可能電力とに基づいて燃料電池の目標発電電力を算出する制御装置である。
【００１５】
図２は、統合コントローラ３３が所定時間毎に実行する処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００１６】
まず、統合コントローラ３３内に備えられたメモリに保存されたデータから、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＳ、バッテリ４の入力可能電力Ｐｂｌｃ、バッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄ、それぞれの値を読み出す（処理Ｓ１）。車速ＶＳＰはアクセル開度センサ２６の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。アクセル開度ＡＰＳはアクセル開度センサ２６の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。バッテリ４の入力可能電力Ｐｂｌｃ及び出力可能電力Ｐｂｌｄはバッテリコントローラ３１から所定時間毎に送られてくる値である。いずれも最新の値が統合コントローラ３３内のメモリに保存されている。
【００１７】
次に、読み出した車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＳとに基づいて、車両の目標駆動出力ｔＰｄを算出する（処理Ｓ２）。具体的には、ＶＳＰとＡＰＳとを対応させた制御マップから目標駆動出力ｔＰｄの値を読み出す。読み出した目標駆動出力ｔＰｄの値は、本フローチャートの処理が終了した時点でモータコントローラ３０に送られる。
【００１８】
次に、目標駆動出力ｔＰｄを電動モータ１の効率値で除算して電動モータ１の消費電力Ｐｍを算出する（処理Ｓ３）。
【００１９】
次に、算出された消費電力Ｐｍに基づいて、燃料電池６の目標発電電力の基本値ｔＰｇｂを算出する（処理Ｓ４）。本実施の形態では、基本的に電動モータ１で消費される電力を過不足がないように燃料電池６で発電させる。従って、目標発電電力基本値ｔＰｇｂを消費電力Ｐｍに一致させるよう制御する。ただし、バッテリ４の蓄電状態に応じて目標発電電力基本値ｔＰｇｂを多少オフセットさせてもよい。例えば、バッテリ４の蓄電状態が望ましい範囲より満充電側にある場合は目標発電電力基本値ｔＰｇｂを消費電力Ｐｍよりマイナス側にオフセットさせ、消費電力Ｐｍよりも少ない値で発電を行う。これとは逆に、バッテリ４の蓄電状態が少ない場合は目標発電電力基本値ｔＰｇｂを消費電力Ｐｍよりプラス側にオフセットさせ、消費電力Ｐｍよりも大きな値で発電を行う。このオフセットによってより効率の良い車両の駆動が行える。
【００２０】
次に、目標発電電力基本値ｔＰｇｂから現在の目標発電電力ｔＰｇ（前回本ルーチンを実行した際に算出した値を目標発電電力ｔＰｇとする）を減じて、偏差ｄＰｇを算出する（処理Ｓ５）。
【００２１】
次に、演算された偏差ｄＰｇが０より大きいか（目標発電電力ｔＰｇが増加している場合）否か（目標発電電力ｔＰｇが減少している場合）を判断する（処理Ｓ６）。偏差ｄＰｇが０より大きい場合は処理Ｓ７に進み、偏差ｄＰｇが０以下の場合は処理Ｓ９に進む。
【００２２】
偏差ｄＰｇが０より大きい場合は目標発電電力ｔＰｇが増加している、すなわち電動モータ１が偏差ｄＰｇと出力可能電力Ｐｂｌｄとに基づいて遅れ処理フィルタの時定数τを算出する（処理Ｓ７）。具体的には、ｄＰｇとＰｂｌｄとを対応させた制御マップから時定数τの値を読み出す。この時定数τは偏差ｄＰｇが小さいほど値が大きくなり、出力可能電力Ｐｂｌｄが大きいほど値が大きくなる。なお、前述したように目標発電電力基本値ｔＰｇｂをオフセットさせている場合は出力可能電力Ｐｂｌｄの代わりに出力可能電力Ｐｂｌｄからオフセット値を減じた値を使用する。
【００２３】
次に、目標発電電力基本値ｔＰｇｂを、時定数τを用いたフィルタ処理を施して目標発電電力ｔＰｇを算出する（処理Ｓ８）。このフィルタ処理は入力波形の高周波成分を除去するためのものであり、時定数τによって除去する周波数帯域が定まる。このフィルタ処理によって目標発電電力基本値ｔＰｇｂに対し時定数τによって定まる応答速度で追随する目標発電電力ｔＰｇが算出される。
【００２４】
この時定数τは値が大きいほど目標発電電力ｔＰｇの応答速度は小さくなる（図３参照）。
【００２５】
なお、算出した目標発電電力ｔＰｇは、本フローチャートの処理が終了した時点で燃料電池コントローラ３２へ送られる。
【００２６】
処理Ｓ６で偏差ｄＰｇが０以下だった場合は、目標発電電力基本値ｔＰｇｂにフィルタ処理を施して目標発電電力ｔＰｇを算出する（処理Ｓ９）。このフィルタ処理で用いるフィルタは処理Ｓ８のフィルタ処理と同様であるが、時定数は一定値に固定されている。例えば、Ｓ７の処理と同様に偏差ｄＰｇと入力可能電力Ｐｂｌｃとに基づいた時定数τを求めるようにしても良いが、偏差ｄＰｇが負である場合（目標発電電力ｔＰｇの減少時である場合）は応答速度が常に大きくても問題はないので、本実施の形態では時定数の値を固定したフィルタを使用している。なお、より簡易的にするために目標発電電力基本値ｔＰｇｂをそのまま目標発電電力ｔＰｇとしてもよい。また、算出した目標発電電力ｔＰｇの値は、本フローチャートの処理が終了した時点で燃料電池コントローラ３２へ送られる。
【００２７】
図４は、燃料電池コントローラ３２が所定時間毎に実行する処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００２８】
まず、燃料電池コントローラ３２内に備えられたメモリに保存された燃料電池６の発電電力Ｐｇ、目標発電電力ｔＰｇ、それぞれの値を読み込む（処理Ｓ２０）。発電電力Ｐｇは電力センサ２４の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。目標発電電力ｔＰｇは統合コントローラ３３から所定時間毎に送られてくる値である。いずれも最新の値が燃料電池コントローラ３３内のメモリに保存されている。
【００２９】
次に、目標発電電力ｔＰｇから発電電力Ｐｇを減算した値（偏差）に、比例ゲインＫｐを乗じて得た補正電力値を、現在のポンプ駆動モータ８の供給電力Ｐｐｍに加算して、供給電力Ｐｐｍを算出する（処理Ｓ２１）。燃料電池コントローラ３３は、算出した供給電力Ｐｐｍを実現するせるための制御信号を生成する。この制御信号を駆動回路９に送りポンプ駆動モータ８へ供給電力Ｐｐｍを出力することで、燃料電池６の発生する電力を制御する。
【００３０】
なお、本実施の形態では上記のように比例補正のみを行うフィードバック制御を示したが、比例積分補正あるいは比例積分微分補正を行うフィードバック制御を行ってもよい。
【００３１】
図５は、バッテリコントローラ３１が所定時間毎に実行する処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００３２】
まず、バッテリコントローラ３１内に備えられたメモリに保存されたバッテリ４の端子電圧Ｅｂ、入出力電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ、それぞれの値を読み込む（処理Ｓ３０）。端子電圧Ｅｂは電圧センサ２１の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。入出力電流Ｉｂは電流センサ２２の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。バッテリ温度Ｔｂは温度センサ２３の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。いずれも最新の値がバッテリコントローラ３１内のメモリに保存されている。
【００３３】
次に、端子電圧Ｅｂに入出力電流Ｉｂを乗算して得られた入出力電力値を積算した値からバッテリ４の蓄電状態ＳＯＣを算出する（処理Ｓ３１）。
【００３４】
次に、蓄電状態ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ４の入力可能電力Ｐｂｌｃと出力可能電力Ｐｂｌｄとを算出する（処理Ｓ３２）。具体的には、蓄電状態ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとを対応させた制御マップから入力可能電力Ｐｂｌｃと出力可能電力Ｐｂｌｄとの値を読み出す。入力可能電力Ｐｂｌｃは、蓄電状態ＳＯＣが低いほど値が大きくなり、バッテリ温度Ｔｂが高いほど値が大きくなる。出力可能電力Ｐｂｌｄは、蓄電状態ＳＯＣが高いほど値が大きくなり、バッテリ温度Ｔｂが高いほど値が大きくなる。算出された入力可能電力Ｐｂｌｃと出力可能電力Ｐｂｌｄは、本フローチャートの処理が終わると統合コントローラ３３に送られる。
【００３５】
図６は、モータコントローラ３０が所定時間毎に実行する処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００３６】
まず、モータコントローラ３０内に備えられたメモリに保存された駆動モータ１の回転速度Ｎｍ、目標駆動出力ｔＰｄ、の値を読み込む（処理Ｓ４０）。回転速度Ｎｍは回転速度センサ２０の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。目標駆動出力ｔＰｄは統合コントローラ３３から所定時間毎に送られてくる値である。いずれもモータコントローラ３０内のメモリに最新の値が保存されている。
【００３７】
次に、目標駆動出力ｔＰｄを回転速度Ｎｍで除算して駆動モータ１の目標トルクｔＴｍを算出する（処理Ｓ４１）。モータコントローラ３０は、算出された目標トルクｔＴｍを実現するための制御信号（ＰＷＭ信号）を生成し、この制御信号をインバータ５に送ることで駆動モータ１のトルクを制御する。
【００３８】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態の車両の制御装置では、従来の車両の制御装置において、例えば車両の運転条件（車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＳ）が変化して目標発電電力基本値ｔＰｇｂが増加したときに、応答速度を大きくして目標発電電力ｔＰｇを追随させると、目標発電電力ｔＰｇと発電電力Ｐｇとの偏差が一時的に大きくなるため、偏差に応じてポンプ駆動モータ８への供給電力Ｐｐｍも一時的に大きく（オーバーシュート）なる（図７参照）。発電電力Ｐｇが目標発電電力ｔＰｇに到達すると供給電力Ｐｐｍも定常値に収束するが、偏差が大きく供給電力Ｐｐｍが過渡的にオーバーシュートしている間は、システム全体の効率は定常時よりも悪化しているので、燃費上好ましくない。
【００３９】
これに対して、目標発電電力ｔＰｇを小さな応答速度で追随させると、供給電力Ｐｐｍのオーバーシュートを回避することができるが、駆動モータ１の消費電力Ｐｍに対する発電電力Ｐｇの不足分が一時的に大きくなるため、バッテリ４から出力すべき電力も一時的に大きくなる。この電力がバッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄを超えると目標駆動出力ｔＰｄを達成することができなくなり、やはり効率が悪化してしまう。
【００４０】
以上のように構成した第１の実施の形態の車両の制御装置では、バッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄに応じた時定数τを算出し、この時定数τを用いたフィルタ処理を行って目標発電電力ｔＰｇの応答速度を決定するので、過渡的なオーバーシュートを起こりにくくし、さらに、バッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄから目標発電電力変化量の上限値ｄＰｇｌを算出し、この上限値を超えないよう制御するので、目標駆動出力ｔＰｄの達成と良好な燃費の両立を図ることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態の車両の制御装置について、図面を参照に説明する。
【００４２】
図８は本発明の第２の実施形態の構成を示すシステム図である。
【００４３】
第２の実施の形態の車両では、第１の実施形態と比較すると、燃料電池６の代わりにエンジン１０と発電機１１とを備え、エンジン１０の駆動力によって発電機１１を駆動し発電を行うことで電力を供給する点が相違する。なお、第１の実施の形態と同一の動作をする構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
エンジン１０の出力軸１４には発電機１１が連結されている。このエンジン１０は吸入空気量を任意に調整可能な電制スロットル弁１３を備えており、電制スロットル弁１３によって吸入空気量を制御することでエンジン１０の出力を制御することができる。
【００４５】
発電機１１はインバータ１２を介してバッテリ４に電気的に接続されている。この発電機１１の回転速度を検出する回転速度センサ２７が取り付けられている。
【００４６】
発電コントローラ３４は、回転速度センサ２０の検出信号と車両の目標駆動出力とに基づいて電動モータ１の目標トルクを算出し、これを実現するための制御信号をインバータ５に送る。
【００４７】
統合コントローラ３３は、車速センサ２５とアクセル開度センサ２６の検出信号とに基づいて車両の目標駆動出力を算出する他、目標駆動出力と発電機１１の発電電力とバッテリコントローラ３１が算出した入出力可能電力とに基づいて燃料電池６の目標発電電力を算出する。
【００４８】
図９は、統合コントローラ３３が所定時間毎に実行する処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００４９】
まず、統合コントローラ３３内に備えられたメモリから、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＳ、バッテリ４の入力可能電力Ｐｂｌｃ、バッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄを読み込む（処理Ｓ５１）。前述したように、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＳ、バッテリ４の入力可能電力Ｐｂｌｃ、バッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄの各値は最新の値が保存されている。
【００５０】
次に、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＳとに基づいて車両の目標駆動出力ｔＰｄを算出する（処理Ｓ５２）。これは前述した図２の処理Ｓ２と同様の処理を行い算出する。
【００５１】
次に、目標駆動出力ｔＰｄを電動モータ１の効率で除算して電動モータ１の消費電力Ｐｍを算出する（処理Ｓ５３）。
【００５２】
次に、消費電力Ｐｍに基づいて燃料電池６の目標発電電力の基本値ｔＰｇｂを算出する（処理Ｓ５４）。これは前述した図２の処理Ｓ４と同様の処理を行い算出する。
【００５３】
次に、目標発電電力基本値ｔＰｇｂから現在の目標発電電力ｔＰｇ（前回本ルーチンを実行した際に算出した値を目標発電電力ｔＰｇとする）を減じて、偏差ｄＰｇを算出する（処理Ｓ５５）。
【００５４】
次に、偏差ｄＰｇが０より大きいか否かを判断する（処理Ｓ５６）。偏差ｄＰｇが０より大きい場合は処理Ｓ５７に進み、偏差ｄＰｇが０以下である場合は処理Ｓ６１に進む。
【００５５】
偏差ｄＰｇが０より大きい場合は、偏差ｄＰｇと出力可能電力Ｐｂｌｄとに基づいて目標発電電力変化量の上限値ｄＰｇｌを算出する（処理Ｓ５７）。具体的には、偏差ｄＰｇと出力可能電力Ｐｂｌｄとを対応させた制御マップから目標発電電力変化量の上限値ｄＰｇｌの値を読み出す。目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌは、偏差ｄＰｇが小さいほど値が小さくなり、出力可能電力Ｐｂｌｄが小さいほど値が小さくなる。
【００５６】
次に、偏差ｄＰｇが目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌより小さいか否かを判断する（処理Ｓ５８）。偏差ｄＰｇが目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌより小さい場合は処理Ｓ５９に進み、偏差ｄＰｇが目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌ以上である場合は処理Ｓ６０に進む。
【００５７】
偏差ｄＰｇが目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌより小さい場合は、目標発電電力基本値ｔＰｇｂをそのまま目標発電電力ｔＰｇとする（処理Ｓ５９）。
【００５８】
偏差ｄＰｇが目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌ以上である場合には、現在の目標発電電力ｔＰｇに目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌを加算して新たな目標発電電力ｔＰｇを算出する（処理Ｓ６０）。目標発電電力ｔＰｇの応答速度は、目標発電電力変化量上限値ｄＰｇｌが小さいほど小さくなる。
【００５９】
処理Ｓ５６で偏差ｄＰｇが０以下であった場合は、目標発電電力基本値ｔＰｇｂをそのまま目標発電電力ｔＰｇとする（処理Ｓ６１）。
【００６０】
図１０は、発電コントローラ３４が所定時間毎に実行する処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００６１】
まず、発電コントローラ３４内に備えられたメモリから発電機１１の回転速度Ｎｇ、目標発電電力ｔＰｇを読み込む（処理Ｓ７０）。回転速度Ｎｇは回転速度センサ２７の検出信号を所定時間毎にサンプリングした値である。目標発電電力ｔＰｇは統合コントローラ３３から所定時間毎に送られてくる値である。いずれも最新の値が発電コントローラ３４のメモリに保存されている。
【００６２】
次に、目標発電電力ｔＰｇを発電機１１の効率で除算してエンジン１０の目標出力ｔＰｅを算出する（処理Ｓ７１）。
【００６３】
次に、目標出力ｔＰｅを回転速度Ｎｇで除算してエンジン１０の目標トルクｔＴｅを算出する（処理Ｓ７２）。発電コントローラ３４は、算出した目標トルクｔＴｅを実現するためのスロットル開度制御信号を生成し、この制御信号を電制スロットル１３に送ることでエンジン１０の出力を制御する。
【００６４】
次に、目標出力ｔＰｅに基づいて発電機１１の目標回転速度（エンジン１０の目標回転速度）ｔＮｇを算出する（処理Ｓ７３）。具体的には、ｔＰｅに対応した制御マップからｔＮｇを読み出す。この目標回転速度ｔＮｇは、目標出力ｔＰｅを最小の燃料消費で実現するときのエンジン回転速度である。
【００６５】
次に、回転速度Ｎｇを目標回転速度ｔＮｇに一致させるための発電機１１の目標トルクｔＴｇを算出する（処理Ｓ７４）。発電コントローラ３４は、算出した目標トルクｔＴｇを実現するための制御信号（ＰＷＭ信号）を生成し、この制御信号をインバータ１２に送ることで発電機１１のトルクを制御する。
【００６６】
上記のように構成された第２の実施の形態の車両の制御装置では、従来の車両の制御装置において、例えば、車両の運転条件（車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＳ）が変化して目標発電電力基本値ｔＰｇｂが増加したときに、応答速度を大きくして目標発電電力ｔＰｇを追随させると、目標発電電力ｔＰｄと発電電力Ｐｇの偏差が一時的に大きくなりエンジン１０の負荷が増大するので、運転条件が一時的に最適燃費線から大きく外れてしまう（図１１参照）。このような運転は燃費上好ましくない。
【００６７】
これに対し、小さな応答速度で目標発電電力ｔＰｇを追随させると、エンジン１の運転条件は最適燃費線の近傍を推移するが、駆動モータ１の消費電力Ｐｍに対する発電電力の不足分が一時的に大きくなり、目標駆動出力ｔＰｄを達成することができなくなる。
【００６８】
以上のように構成した第２の実施の形態の車両の制御装置では、第１の実施の形態の効果と同様に、出力可能電力Ｐｂｌｄに応じて目標発電電力ｔＰｇの上限値を算出し、この上限値によって目標発電電力ｔＰｇの応答速度を決定するのでエンジンの過渡的な負荷を起こりにくし、さらに、バッテリ４の出力可能電力Ｐｂｌｄから目標発電電力変化量の上限値ｄＰｇｌを算出し、この上限値を超えないよう制御するので、目標駆動出力ｔＰｄの達成と良好な燃費の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の車両の構成を表すシステム図。
【図２】総合コントローラ３２の制御の流れを表すフローチャート。
【図３】時定数τと目標発電電力ｔＰｇとの応答速度の関係を表すグラフ。
【図４】燃料電池コントローラ３２の処理ルーチンの流れを示すフローチャート。
【図５】バッテリコントローラ３１の処理ルーチンの流れを示すフローチャート。
【図６】モータコントローラ３０の処理ルーチンの流れを示すフローチャート。
【図７】偏差とポンプ駆動モータ８への供給電力Ｐｐｍとの関係を表すグラフ。
【図８】第２実施の形態の構成を示すシステム図である。
【図９】第２の実施の形態の統合コントローラ３３の処理ルーチンの流れを示すフローチャート。
【図１０】第２の実施の形態の発電コントローラ３４の処理ルーチンの流れを示すフローチャート。
【図１１】第２の実施の形態の偏差ｄＰｇｌとエンジン１０の負荷の関係を表すグラフ。
【符号の説明】
１ 電動モータ
２ ファイナルギア
３ 駆動軸
４ バッテリ
５ インバータ
６ 燃料電池
７ ポンプ
８ ポンプ駆動モータ
９ 駆動回路
１０ エンジン
１１ 発電機
１２ インバータ
１３ 電制スロットル弁
１４ エンジン出力軸
２０ 回転速度センサ
２１ 電圧センサ
２２ 電流センサ
２３ 温度センサ
２４ 電力センサ
２５ 車速センサ
２６ アクセル開度センサ
３０ モータコントローラ
３１ バッテリコントローラ
３２ 燃料電池コントローラ
３３ 統合コントローラ
３４ 発電コントローラ

Claims (8)

  1. 車両の駆動軸に連結され車両を駆動する電動モータと、発電装置と、前記電動モータに電気的に接続される蓄電装置と、を備え、前記発電装置で発電した電力を前記蓄電装置に蓄積し、前記発電装置で発電した電力又は前記蓄電装置に蓄積された電力の少なくとも一方の電力によって前記電動モータを駆動する車両の制御装置において、
    車両の運転条件を検出する運転条件検出手段と、
    前記運転条件に基づいて前記電動モータの消費電力を算出する消費電力算出手段と、
    前記消費電力に対し所定の応答速度で追随するような電力を前記発電装置に発生させるための目標発電電力を算出する目標発電電力算出手段と、
    前記蓄電装置の入出力能力を検出する入出力能力検出手段と、
    前記入出力能力に基づいて前記目標発電電力の応答速度を決定する応答速度決定手段と、
    を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記応答速度決定手段は、前記蓄電装置の入出力能力が高くなるにしたがって前記応答速度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 前記入出力能力検出手段は、前記蓄電装置の温度状態によって前記蓄電装置の入出力能力を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
  4. 前記入出力能力検出手段は、前記蓄電装置の蓄電状態によって前記蓄電装置の入出力能力を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
  5. 前記応答速度決定手段は、前記蓄電装置の入出力能力に基づいて前記目標発電電力の応答時定数を決定し、
    前記目標発電電力算出手段は、前記消費電力に対し前記応答時定数を用いた遅れ処理を施して前記目標発電電力を算出することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の車両の制御装置。
  6. 前記応答速度決定手段は、前記蓄電装置の入出力能力に基づいて前記目標発電電力の変化量の上限値を決定し、
    前記目標発電電力算出手段は、前記目標発電電力の現在値と前記消費電力との偏差を算出し、この偏差と前記目標発電電力変化量上限値の何れか小さい方を前記目標発電電力現在値に加算して新たな目標発電電力を算出することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の車両の制御装置。
  7. 前記発電装置は、燃料電池と、前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給装置と、前記酸素供給装置を駆動するモータと、前記モータの出力を制御して前記燃料電池の発電電力の制御を行うモータ制御手段と、から構成されることを特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の車両の制御装置。
  8. 前記発電装置は、発電機と、前記発電機を駆動するエンジンと、前記エンジンの出力を制御して前記発電機の発電電力を制御するエンジン制御手段と、から構成されることを特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の車両の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8275512B2 (en) 2006-11-08 2012-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Input/output controller for secondary battery and vehicle

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