JP2006109650A - Vehicle control unit and vehicle control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle control unit and a vehicle control method that make a drive motor output the torque required by a driver, without causing overcharging or overdischarging of a secondary battery. <P>SOLUTION: This vehicle control unit is provided with a car-speed detecting portion 1 that detects the speed of a vehicle provided with a driving motor that supplies power to the driving shaft of the vehicle, a secondary battery output limit value detecting portion 2, that detects a limit value of the output power or input power of the secondary battery that supplies electric power to the drive motor, and a driving motor torque variation upper and lower limit value calculating portion 3 that calculates the upper or the lower limit value of the variations of the torque generated by the drive motor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method, and more particularly, to a vehicle control device and a vehicle control method for controlling an output of a drive system mounted on a vehicle reflecting a driver's intention.

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。
特開２００１−２９８８０６号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a control technology for appropriately controlling a fuel cell and an engine in consideration of a driver's intention in a vehicle that travels using a motor, an engine, or the like as a power source (for example, see Patent Document 1). In the vehicle control device disclosed in Patent Document 1, the required output of the drive motor is calculated from the accelerator operation amount of the driver, and the charged state of the secondary battery is controlled to the target state based on the required drive motor output. The target generated power of the fuel cell is calculated, and the fuel cell system generates power based on the target generated power.
JP 2001-298806 A

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。   However, when the input / output power of the secondary battery is limited based on the charging state of the secondary battery or the temperature condition of the secondary battery, if the normal drive motor control is performed, the battery (secondary battery) Charging / discharging may occur. In addition, when overcharge / discharge of the battery is detected, it is necessary to limit the charge / discharge power of the battery by limiting the torque of the drive motor. As a result, the torque requested by the driver can be output. Therefore, the desired acceleration cannot be performed.

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。   The first feature of the present invention is vehicle speed detection means for detecting the speed of a vehicle including a drive motor that supplies power to the drive shaft of the vehicle, and output power or input power of a secondary battery that supplies power to the drive motor. Secondary battery input / output limit value detection means for detecting limit value, upper limit value or lower limit of torque change amount generated by drive motor based on output value or input power limit value of secondary battery and vehicle speed The gist of the present invention is a vehicle control device including drive motor torque change amount upper / lower limit value calculating means for calculating a value.

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。   The second feature of the present invention is to detect the speed of a vehicle including a drive motor that supplies power to the drive shaft of the vehicle, and to detect a limit value of output power or input power of a secondary battery that supplies power to the drive motor. The vehicle control method calculates the upper limit value or the lower limit value of the amount of change in torque generated by the drive motor based on the output power or input power limit value of the secondary battery and the vehicle speed. .

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。   According to the present invention, the upper and lower limit values of the torque change amount of the drive motor are calculated based on the limit value of the input / output power of the secondary battery and the vehicle speed of the vehicle without causing overcharge / discharge of the secondary battery. The vehicle control device and the vehicle control method in which the drive motor outputs the torque required by the driver can be provided.

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。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

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。   As shown in FIG. 1, the vehicle control apparatus according to the first and second embodiments of the present invention detects the speed of a vehicle having a drive motor that supplies power to the drive shaft of the vehicle as its basic configuration. A vehicle speed detection unit 1 that performs output, a secondary battery input / output limit value detection unit 2 that detects a limit value of output power or input power of a secondary battery (hereinafter referred to as “battery”) that supplies power to the drive motor, A drive motor torque change amount upper / lower limit value calculation unit 3 that calculates an upper limit value or a lower limit value of a change amount of torque generated by the drive motor based on a limit value of electric power or input power and a vehicle speed;

（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。 (First embodiment)
As shown in FIG. 2, the vehicle control apparatus according to the first embodiment of the present invention has, as its basic configuration, a limit value for the output power of the vehicle speed detector 1 and the battery that supplies power to the drive motor. A secondary battery output limit value detection unit 4 to be detected, and a drive motor torque change amount upper limit calculation unit that calculates an upper limit value of a torque change amount generated by the drive motor based on the output power limit value and the vehicle speed. 5. That is, when the vehicle control device in FIG. 2 is compared with the vehicle control device in FIG. 1, the secondary battery input / output limit value detection unit 2 in FIG. 1 corresponds to the secondary battery output limit value detection unit 4 in FIG. 1 is equivalent to the drive motor torque change upper limit calculation unit 5 in FIG.

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。   As shown in FIG. 3, the vehicle to be controlled by the vehicle control device shown in FIG. 2 in the first embodiment is a fuel cell equipped with the fuel cell system 16 as a main power source and the battery 14 as an auxiliary power source. It is a vehicle. The fuel cell vehicle travels by the driving force generated by the drive motor 15 from the electric power obtained from the fuel cell system 16 and the battery 14.

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。   The fuel cell vehicle directly generates power by electrochemically reacting hydrogen obtained by reforming a fuel such as natural gas and oxygen in the air, and driving to extract output from the fuel cell system 16 A unit 17, an accelerator opening sensor 19 as a means for detecting the accelerator operation amount of the driver, a vehicle speed sensor 11 as a means for detecting the speed of the vehicle, a drive motor inverter 18, a drive motor 15, and a battery 14; The battery controller 12 that estimates the state of charge of the battery 14 and calculates the limit value of the output power or input power of the battery 14, the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 19, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 11 is driven. The drive motor torque commanded to the motor inverter 18 is calculated, the power consumption of the drive motor 15 is estimated, and the drive unit is estimated. And a controller 13 for computing the generated power to command 17. 2 is compared with the fuel cell vehicle of FIG. 3, the vehicle speed detection unit 1 of FIG. 2 corresponds to the vehicle speed sensor 11 of FIG. 3, and the secondary battery output limit value detection of FIG. The unit 4 corresponds to the battery controller 12 in FIG. 3, and the drive motor torque change amount upper limit calculation unit 5 in FIG. 2 corresponds to the controller in FIG. 3.

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。   As shown in FIG. 4, the fuel cell system 16 of FIG. 3 includes a fuel cell stack 21 that generates electricity by electrochemically reacting hydrogen in fuel gas and oxygen in oxidant gas, and a fuel cell stack 21. A hydrogen tank (high-pressure hydrogen) 29 for storing hydrogen gas as a fuel gas to be supplied to, a variable valve 24 for controlling the pressure and flow rate of the hydrogen gas supplied from the high-pressure hydrogen 29, and hydrogen that has passed through the variable valve 24 An ejector 28 that mixes the gas and unreacted hydrogen gas (exhaust hydrogen gas) discharged from the fuel cell stack 21 and supplies the mixed gas to the hydrogen inlet of the fuel cell stack 21, and a hydrogen gas outlet of the fuel cell stack 21 And a hydrogen circulation passage connecting the fuel cell and the ejector 28, a purge valve 26 connected to a hydrogen gas discharge port of the fuel cell stack 21, and an oxidation supplied to the fuel cell stack 21 An oxidizing gas supply device (for example, a compressor) 23 that compresses air as gas and supplies it to the air inlet of the fuel cell stack 21, and air flow / pressure control connected to the air outlet of the fuel cell stack 21 A throttle 25 as a valve, a humidifier 22 that humidifies air and hydrogen supplied to the fuel cell stack 21, a pure water supply unit 27 that supplies pure water to the humidifier 22, and an air inlet of the fuel cell stack 21 An air pressure sensor 30 for detecting the air pressure at the fuel cell stack 21, a hydrogen pressure sensor 31 for detecting the hydrogen pressure at the hydrogen inlet of the fuel cell stack 21, and an air flow rate sensor 32 for detecting the flow rate of air flowing into the fuel cell stack 21. A hydrogen flow rate sensor 33 that detects the flow rate of hydrogen flowing into the fuel cell stack 21, and an empty space that measures the pressure of air sent from the compressor 23. A pressure sensor 36; a temperature sensor 37 that detects the temperature of air sent from the compressor 23; a cell voltage detector 35 that detects the voltage of a cell or a group of cells constituting the fuel cell stack 21; And a control unit 34 that takes in the output of the cell voltage detection unit 35 and drives each actuator based on the built-in control software. A drive unit 17 is disposed between the fuel cell stack 21 and an electric load (such as the drive motor 15).

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。   In the oxidizing gas supply device 23, the air is compressed and sent to the humidifier 22. The humidifier 22 humidifies the air with pure water supplied from the pure water supply unit 27, and the humidified air is sent to the fuel cell stack 21. It is. In the hydrogen system, the flow rate of the hydrogen gas is controlled by the variable valve 24 to set the pressure in the hydrogen electrode of the fuel cell stack 21 to a desired value. The ejector 28 merges with the recirculation amount of the exhaust hydrogen gas, and the humidifier 22 is sent. In the humidifier 22, hydrogen is humidified with pure water supplied by the pure water supply unit 27 in the same manner as air, and the humidified hydrogen is sent to the fuel cell stack 21. The fuel cell stack 21 generates electric power by reacting the supplied air and hydrogen, and supplies current (electric power) to an external system (for example, the drive motor 15 in FIG. 3) mounted on the vehicle via the drive unit 17. . The remaining air used for the reaction in the fuel cell stack 21 is discharged out of the fuel cell system 16 through the throttle 25. The throttle 25 performs air pressure control. The remaining hydrogen used for the reaction is discharged out of the fuel cell system 16, but is returned to the upstream side of the humidifier 22 by the ejector 28 and reused for power generation.

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。   An air pressure sensor 30 for detecting an air pressure at the air inlet of the fuel cell stack 21, an air flow sensor 32 for detecting an air flow rate at the air inlet, a hydrogen pressure sensor 31 for detecting a hydrogen pressure at the hydrogen inlet, The hydrogen flow sensor 33 for detecting the hydrogen flow rate at the hydrogen inlet and the detection value from the cell voltage detection unit 35 are read into the control unit 34. The control unit 34 controls the oxidizing gas supply device 23, the throttle 25, and the variable valve 24 so that each read value becomes a predetermined target value determined from the target power generation amount at that time, and actually controls the target value. The output (current value) to be taken out from the fuel cell stack 21 to the drive unit 17 is commanded and controlled in accordance with the hydrogen / air pressure and flow rate realized in the above.

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。   Next, a control method of the fuel cell vehicle by the vehicle control device of FIG. 3 will be described with reference to FIG. The vehicle control device in FIG. 3 corrects the torque response of the drive motor 15 based on the limit value of the output power of the battery 14 sent from the battery controller 12. The detailed procedure will be described below. The following processing content is executed every predetermined time (for example, every 10 [ms]) from the start of operation of the fuel cell system 16.

（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。   (A) The vehicle speed sensor 11 detects the vehicle speed in step S01, the accelerator opening sensor 19 detects the accelerator opening in step S02, and the battery controller 12 detects the limit value of the output power of the battery 14 in step S03.

（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。   (B) In step S04, the controller 13 commands the drive motor inverter 18 based on the vehicle speed detected in step S01, the accelerator opening detected in step S02, and the output power limit value of the battery 14 detected in step S03. The upper limit value of the change amount of the drive motor torque command value is corrected and calculated.

（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。   (C) In step S05, the controller 13 calculates the drive motor command torque commanded to the drive motor inverter 18 based on the upper limit value of the change amount of the drive motor torque calculated in step S04. In step S06, the controller 13 commands the drive motor inverter 18 with the drive motor command torque calculated in step S05. The above procedure is repeatedly executed.

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。 With reference to FIG. 6, the relationship between the state of charge (SOC) of battery 14 and the limit value of output power will be described. The relationship between the output power limit value of the battery 14, the state of charge of the battery 14, the degree of deterioration of the battery 14, and the temperature of the battery 14 is examined in advance through experiments or the like. The higher the state of charge of the battery 14, the higher the limit value of the output power of the battery 14. The limit value of the output power of the battery 14 decreases as the deterioration of the battery 14 progresses or the temperature of the battery 14 deviates from an appropriate temperature. Thus, the battery output power limit value B out [kW] is estimated from the battery charge state SOC 1 [%], the battery deterioration level, and the battery temperature.

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。   With reference to FIG. 7, the detailed procedure of step S04 in FIG. 5 will be described. As shown in FIG. 7, step S04 comprises steps S401 and S402.

（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。 (A) In step S401, based on the vehicle speed VSP 1 [km / h] detected in step S01 and the output power limit value B out [kW] of the battery 14 detected in step S03, the torque change amount of the drive motor 15 is calculated. An upper limit correction coefficient k acc [-] is calculated.

（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。 (B) In step S402, the correction coefficient k acc [−] of the upper limit value of the torque change amount calculated in step S401 is added to the upper limit value of the torque change amount of the drive motor 15 before correction, and the drive after correction is performed. The upper limit value of the torque change amount of the motor 15 is calculated.

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。 A method for calculating the correction coefficient k acc [−] of the upper limit value of the torque change amount of the drive motor 15 in step S401 in FIG. 7 will be described with reference to FIGS. First, the necessity of correcting the upper limit value of the torque change amount of the drive motor 15 will be described. FIG. 8 is a graph showing how the output value rises when the drive motor 15 is requested to respond to the fastest speed at a predetermined vehicle speed VSP 1 [km / h].

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。 A profile A 1 in FIG. 8 indicates the maximum power (hereinafter referred to as “maximum power that can be output to the drive motor”) [kW] that the fuel cell system 16 and the battery 14 can output to the drive motor 15. The maximum power that can be output from the drive motor includes the power generated by the fuel cell stack 21 (hereinafter referred to as “fuel cell generated power”) [kW] and the maximum power that can be output by the battery 14 (hereinafter referred to as “battery maximum assist”). It is the sum of [kW] (referred to as “electric power”).

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。 The profile B 1 in FIG. 8 indicates that the fuel cell system 16 and the battery 14 output to the drive motor 15 when the electric power that the battery 14 can output is limited by the temperature or the degree of deterioration shown in FIG. The electric power that can be generated (hereinafter referred to as “drive motor output possible electric power”) [kW]. The drive motor output possible power is the sum of the fuel cell power generation [kW] and the output power limit value B out [kW] detected in step S03.

図８のプロファイルＣ1は、燃料電池発電電力 [kW]を示す。 A profile C 1 in FIG. 8 shows fuel cell generated power [kW].

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。 A profile α 1 in FIG. 8 indicates the output of the drive motor 15 when the drive motor 15 requests the fastest response in a range where the power consumption of the drive motor 15 does not exceed the maximum output power (profile A 1 ) of the drive motor. . When the torque variation of the upper limit value of the drive motor 15 which is set in the profile alpha 1 in (before correction) will issue a torque instruction to the drive motor 15, at a point P 1 in FIG. 8, the output of the driving motor 15 (profile alpha 1 ) exceeds the drive motor output possible power (profile B 1 ), and the battery 14 may be overdischarged. On the other hand, the profile β 1 in FIG. 8 represents the output of the drive motor 15 when the drive motor 15 requests the fastest response in a range where the power consumption of the drive motor 15 does not exceed the drive motor output possible power (profile B 1 ). Show. As shown in profile beta 1 in FIG. 8, in a range where the power consumption of the drive motor 15 does not exceed the drive motor output power (profile B 1), corrects operation of the upper limit value of the torque change amount of the drive motor 15. Thereby, overdischarge of the battery 14 can be avoided.

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）。 Consider a case where the drive motor 15 is requested to respond at a predetermined speed at a predetermined vehicle speed VSP 1 [km / h]. In order to prevent overdischarge of the battery 14, the torque change of the drive motor torque command value [Nm] so that the drive motor torque command value [Nm] does not exceed the maximum torque [Nm] (profile A 1 ) that can be output to the drive motor. The amount upper limit value needs to be determined in advance (profile α 1 ).

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。 However, when the battery assist power [kW] is decreasing and the drive motor torque command value [Nm] is calculated with the torque change amount upper limit value, the drive motor output possible torque [Nm] (profile B 1 ) is used as the drive motor. The torque command value [Nm] exceeds (P 1 ), and battery overdischarge may occur.

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。 Therefore, it is necessary to calculate the drive motor torque command value [Nm] by correcting the torque change amount upper limit value so as not to exceed the drive motor output possible torque [Nm] (profile B 1 ). At this time, the relationship between the battery output power limit value B out , the correction coefficient k acc [−], and the vehicle speed VSP 1 is obtained.

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。   FIG. 9 is a graph in which the vertical axis of FIG. 8 is converted into the torque of the drive motor 15. That is, when the fuel cell generated power [kW] and the battery maximum assist power [kW] are added, the torque conversion value is set to the drive motor output possible maximum torque [Nm], and the battery assist power [kW] is reduced. The torque conversion value obtained by adding the fuel cell generated power [kW] and the battery output power limit value [kW] is defined as the drive motor output possible torque [Nm].

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。 As shown in FIG. 10A, the correction coefficient k acc [−] of the drive motor torque change amount upper limit value increases as the battery output power limit value B out increases. Further, as the vehicle speed VSP 1 increases, the correction coefficient k acc [−] of the drive motor torque change upper limit value decreases. Based on the vehicle speed VSP 1 [km / h] detected by the vehicle speed sensor 11 and the battery output power limit value B out [kW] detected by the battery controller 12, referring to FIG. The value correction coefficient k acc [-] is calculated.

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。 Next, based on FIG. 10B, it can be seen that the upper limit value of the drive motor torque change amount at the vehicle speed VSP 1 [km / h] is ΔTrq up [Nm / 10 msec]. Accordingly, the corrected drive motor torque change upper limit value ΔTrq up ′ at the vehicle speed VSP 1 [km / h] and the battery output power limit value B out [kW] can be obtained from the equation (1). .


△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。
△ Trq up '= k acc × △ Trq up [Nm / 10msec] (1)

With reference to FIG. 11, the calculation method of the drive motor command torque in step S05 will be described. The target drive motor torque Trq [Nm] can be obtained from the vehicle speed VSP 1 [km / h] detected by the vehicle speed sensor 11 and the accelerator opening APO [deg] detected by the accelerator opening sensor 19. Now, when the accelerator operation depression time is ΔT [10 msec], the target drive motor torque change amount ΔTrq [Nm] can be obtained from the equation (2).


△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。
△ Trq = Trq / △ T [Nm / 10msec] (2)

When “target drive motor torque change amount ΔTrq” is equal to or greater than “corrected drive motor torque change amount upper limit value ΔTrq up '”, the target drive motor torque change amount is the upper limit of corrected drive motor torque change amount. Otherwise, the drive motor torque command value is calculated as the target drive motor torque change amount as requested by the driver.

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。 In general, the power generation response of the fuel cell system 16 is slower than the response request of the drive motor 15. Therefore, the battery 14 basically compensates for a delay in the power generation response of the fuel cell system 16. However, when the state of charge (SOC) of the battery 14 is reduced or when the battery 14 is thermally protected, it is necessary to limit the output power of the battery 14, and thus the drive motor 15 is controlled as usual. And overdischarge of the battery 14 will occur. In order to prevent this, it is necessary to limit the torque of the drive motor 15, and as a result, the drive motor maximum torque obtained from the rated generated power of the fuel cell system 16 and the maximum assist power of the battery 14 cannot be output. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the fuel cell system 16 is corrected by correcting the upper limit value ΔTrq up of the torque change amount of the drive motor 15 in accordance with the limit value B out of the output power of the battery 14. The drive motor maximum torque obtained from the rated generated power and the maximum assist power of the battery 14 is output. Therefore, when the output power limit value of the secondary battery (battery) 14 is lowered, the maximum torque according to the driver's request can be output without excessively limiting the torque of the drive motor 15. In other words, the drive motor 15 outputs the torque required by the driver by detecting the vehicle speed and the output power of the battery 14 and correcting the torque change amount of the drive motor 15 in advance so as not to cause overdischarge of the battery 14. It is possible to provide a control system for a fuel cell vehicle.

（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。 (Second Embodiment)
As shown in FIG. 12, the vehicle control device according to the second embodiment of the present invention has, as its basic configuration, a vehicle speed detection unit 1 and a regeneration supplied from the drive motor to the battery when the vehicle is braked. The secondary battery input limit value detection unit 6 that detects a limit value of power (hereinafter referred to as “input power”), and the amount of change in torque generated by the drive motor based on the limit value of input power and the vehicle speed. And a drive motor torque change amount lower limit calculation unit 7 for calculating a lower limit. That is, when the vehicle control device in FIG. 12 is compared with the vehicle control device in FIG. 1, the secondary battery input / output limit value detection unit 2 in FIG. 1 corresponds to the secondary battery input limit value detection unit 6 in FIG. 1 is equivalent to the drive motor torque change lower limit calculation unit 7 shown in FIG.

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。   The vehicle to be controlled by the vehicle control device shown in FIG. 12 in the second embodiment is the same as the fuel cell vehicle shown in FIG.

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。   Next, a control method of the fuel cell vehicle by the vehicle control device of FIG. 3 will be described with reference to FIG. The vehicle control device of FIG. 3 corrects the torque response of the drive motor 15 based on the limit value of the input power of the battery 14 sent from the battery controller 12. The detailed procedure will be described below. The following processing content is executed every predetermined time (for example, every 10 [ms]) from the start of operation of the fuel cell system 16.

（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。   (A) The vehicle speed sensor 11 detects the vehicle speed in step S01, the accelerator opening sensor 19 detects the accelerator opening in step S02, and the battery controller 12 detects the limit value of the input power of the battery 14 in step S03.

（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。   (B) In step S04, the controller 13 commands the drive motor inverter 18 based on the vehicle speed detected in step S01, the accelerator opening detected in step S02, and the input power limit value of the battery 14 detected in step S03. The lower limit value of the change amount of the drive motor torque command value is corrected and calculated.

（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。   (C) In step S05, the controller 13 calculates the drive motor command torque commanded to the drive motor inverter 18 based on the lower limit value of the change amount of the drive motor torque calculated in step S04. In step S06, the controller 13 commands the drive motor inverter 18 with the drive motor command torque calculated in step S05. The above procedure is repeatedly executed.

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。 With reference to FIG. 13, the relationship between the state of charge (SOC) of battery 14 and the limit value of input power will be described. The relationship between the limit value of the input power of the battery 14 and the state of charge of the battery 14, the degree of deterioration of the battery 14, and the temperature of the battery 14 is examined in advance through experiments or the like. As the state of charge of the battery 14 increases, the limit value of the input power of the battery 14 decreases. The limit value of the input power of the battery 14 decreases as the deterioration of the battery 14 progresses or the temperature of the battery 14 deviates from the appropriate temperature. Thus, the battery input power limit value B in [kW] is estimated from the battery charge state SOC 1 [%], the battery deterioration level, and the battery temperature.

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。   With reference to FIG. 14, the detailed procedure of step S04 in FIG. 5 will be described. As shown in FIG. 14, step S04 comprises steps S451 and S452.

（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。 (A) In step S451, based on the vehicle speed VSP 1 [km / h] detected in step S01 and the input power limit value B in [kW] detected in step S03, the torque change amount of the drive motor 15 is changed. A lower limit correction coefficient k dec [-] is calculated.

（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。 (B) In step S452, the correction coefficient k dec [−] of the lower limit value of the torque change amount calculated in step S451 is added to the lower limit value of the torque change amount of the drive motor 15 before correction, and the drive after correction is performed. The lower limit value of the torque change amount of the motor 15 is calculated.

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。 With reference to FIG. 15 to FIG. 17A, a method of calculating the correction coefficient k dec [−] of the lower limit value of the torque change amount of the drive motor 15 in step S451 in FIG. 14 will be described. First, the necessity of correcting the lower limit value of the torque change amount of the drive motor 15 will be described. FIG. 15 is a graph showing how the output value falls when the drive motor 15 is requested to respond to the fastest speed at a predetermined vehicle speed VSP 1 [km / h].

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。 Profile A 2 in FIG. 15 indicates the maximum power (hereinafter referred to as “maximum power that can be input to the drive motor”) [kW] that the drive motor 15 can input to the battery 14. The maximum power that can be input to the drive motor is the sum of the fuel cell generated power [kW] and the maximum power that can be input to the battery 14 (hereinafter referred to as “battery maximum input power”) [kW].

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。 The profile B 2 in FIG. 15 indicates the power that the drive motor 15 can input to the battery 14 when the power that can be input to the battery 14 is limited by the temperature or the degree of deterioration of the battery 14 illustrated in FIG. (Hereinafter referred to as “drive motor input possible power”) [kW]. The power input to the drive motor is obtained by adding the fuel cell power generation [kW] and the limit value B in [kW] of the input power of the battery 14 detected in step S03.

図１５のプロファイルＣ2は、燃料電池発電電力 [kW]を示す。 A profile C 2 in FIG. 15 shows fuel cell generated power [kW].

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。 A profile α 2 in FIG. 15 indicates an output of the drive motor 15 when the drive motor 15 requests the fastest response in a range where the power consumption of the drive motor 15 does not fall below the maximum power that can be input to the drive motor (profile A 2 ). . If a torque command is issued to the drive motor 15 at the lower limit value (before correction) of the torque change amount of the drive motor 15 set in the profile α 2 , the output (profile α) of the drive motor 15 at the point P 2 in FIG. 2 ) may be less than the drive motor input power (profile B 2 ), and the battery 14 may be overcharged. On the other hand, the profile β 2 in FIG. 15 shows the output of the drive motor 15 when the drive motor 15 requests the fastest response in a range where the power consumption of the drive motor 15 does not fall below the drive motor input possible power (profile B 2 ). Show. As shown in the profile β 2 in FIG. 15, the lower limit value of the torque change amount of the drive motor 15 is corrected and calculated within a range where the power consumption of the drive motor 15 does not fall below the drive motor input possible power (profile B 2 ). Thereby, overcharge of the battery 14 can be avoided.

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）。 Consider a case where the drive motor 15 is requested to respond at a predetermined speed at a predetermined vehicle speed VSP 1 [km / h]. In order to prevent overcharging of the battery 14, the torque change of the drive motor torque command value [Nm] so that the drive motor torque command value [Nm] does not fall below the maximum torque [Nm] (profile A 2 ) that can be input to the drive motor. It is necessary to determine the lower limit of the amount in advance (profile α 2 ).

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。 However, if the drive motor torque command value [Nm] is calculated with the torque change amount lower limit value when the battery maximum input power [kW] is decreasing, the drive motor input allowable torque [Nm] (profile B 2 ) is driven. There is a possibility that the motor torque command value [Nm] is lower (P 2 ) and the battery 14 is overcharged.

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。 Therefore, it is necessary to calculate the drive motor torque command value [Nm] by correcting the lower limit value of the torque change amount so as not to fall below the drive motor input possible torque [Nm] (profile B 2 ). At this time, the relationship between the battery input power limit value B in , the correction coefficient k dec [−], and the vehicle speed VSP 1 is obtained.

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。   FIG. 16 is a graph in which the vertical axis of FIG. 15 is converted into the torque of the drive motor 15. That is, when the fuel cell generated power [kW] and the battery maximum input power [kW] are added, the torque conversion value is set as the drive motor input possible maximum torque [Nm], and the battery assist power [kW] is reduced. The torque conversion value obtained by adding the fuel cell power generation [kW] and the battery input power limit value [kW] is defined as the drive motor input possible torque [Nm].

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。 As shown in FIG. 17A, the correction coefficient k dec [−] of the drive motor torque change lower limit value increases as the battery input power limit value B in increases. Further, as the vehicle speed VSP 1 increases, the correction coefficient k dec [−] of the drive motor torque change lower limit value decreases. Based on the vehicle speed VSP 1 [km / h] detected by the vehicle speed sensor 11 and the battery input power limit value B in [kW] detected by the battery controller 12, the lower limit of the drive motor torque change amount is referred to with reference to FIG. A value correction coefficient k dec [-] is calculated.

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。 Next, based on FIG. 17B, it can be seen that the lower limit value of the drive motor torque change amount at the vehicle speed VSP 1 [km / h] is ΔTrq lo [Nm / 10 msec]. Accordingly, the corrected lower limit value ΔTrq lo ′ of the drive motor torque after the vehicle speed VSP 1 [km / h] and the battery input power limit value B in [kW] can be obtained from the equation (3). .


△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。
△ Trq lo '= k dec × △ Trq lo [Nm / 10msec] (3)

With reference to FIG. 18, the calculation method of the drive motor command torque in step S05 will be described. The target drive motor torque Trq [Nm] can be obtained from the vehicle speed VSP 1 [km / h] detected by the vehicle speed sensor 11 and the accelerator opening APO [deg] detected by the accelerator opening sensor 19. Now, when the accelerator operation depression time is ΔT [10 msec], the target drive motor torque change amount ΔTrq [Nm] can be obtained from the equation (4).


△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。
△ Trq = Trq / △ T [Nm / 10msec] (4)

If “target drive motor torque change amount ΔTrq” is equal to or greater than “corrected drive motor torque change amount lower limit value ΔTrq lo ′”, the target drive motor torque change amount is the lower limit of corrected drive motor torque change amount. Otherwise, the drive motor torque command value is calculated as the target drive motor torque change amount as requested by the driver.

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。 As described above, in the second embodiment of the present invention, by correcting the lower limit value ΔTrq lo of the torque change amount of the drive motor 15 according to the limit value B in of the input power of the battery 14, The drive motor maximum torque obtained from the rated generated power of the fuel cell system 16 and the maximum input power of the battery 14 is output. Therefore, when the input power limit value of the secondary battery (battery) 14 is reduced, the minimum torque according to the driver's request can be output without excessively limiting the torque of the drive motor 15. In other words, the drive motor 15 outputs the torque required by the driver by detecting the vehicle speed and the input power of the battery 14 and correcting the torque change amount of the drive motor 15 in advance so as not to cause overcharge of the battery 14. It is possible to provide a control system for a fuel cell vehicle.

（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。 (Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first and second embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. That is, it should be understood that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from this disclosure.

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。It is a block diagram which shows the basic composition of the control apparatus for vehicles concerning the 1st and 2nd embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the basic composition of the control apparatus for vehicles concerning the 1st Embodiment of this invention. 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。1 is a block diagram illustrating a vehicle control device, a fuel cell system to be controlled, and a drive motor according to a first embodiment of the present invention. 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。It is a block diagram which shows the detailed structure of the fuel cell system of FIG. 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。4 is a flowchart showing a control method of a fuel cell vehicle by the vehicle control device of FIG. 3. 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。It is a graph which shows the relationship between the charge condition (SOC) of a battery which uses the temperature and deterioration degree of a battery as parameters, and the limit value of output power. 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）。6 is a flowchart showing a detailed procedure in step S04 of FIG. 5 (No. 1). 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。5 is a graph showing a relationship between power consumption of a drive motor and output power of the drive motor at a predetermined vehicle speed VSP 1 ; 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。It is the graph which converted the vertical axis | shaft of FIG. 8 into the torque of the drive motor. 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。FIG. 10A is a graph showing the relationship between the battery output power limit value B out , the vehicle speed VSP 1 , and the correction coefficient k acc [−], and FIG. 10B is the vehicle speed VSP 1 and the drive motor torque change upper limit. it is a graph showing the relationship between the value △ Trq Stay up-. 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。5 is a graph showing a relationship between vehicle speed VSP 1 [km / h], accelerator opening [deg], and target drive motor torque Trq [Nm]. 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。It is a block diagram which shows the basic composition of the control apparatus for vehicles concerning the 2nd Embodiment of this invention. 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。It is a graph which shows the relationship between the charge state (SOC) of a battery which uses the temperature and deterioration degree of a battery as parameters, and the limit value of input power. 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）。6 is a flowchart showing a detailed procedure in step S04 of FIG. 5 (part 2). 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。4 is a graph showing a relationship between power consumption of a drive motor and input power of the drive motor at a predetermined vehicle speed VSP 1 ; 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。It is the graph which converted the vertical axis | shaft of FIG. 15 into the torque of a drive motor. 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。FIG. 17A is a graph showing the relationship between the battery input power limit value B in , the vehicle speed VSP 1 , and the correction coefficient k dec [−], and FIG. 17B is the vehicle speed VSP 1 and the drive motor torque change lower limit. it is a graph showing the relationship between the value △ Trq lo. 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。5 is a graph showing a relationship between vehicle speed VSP 1 [km / h], accelerator opening [deg], and target drive motor torque Trq [Nm].

符号の説明Explanation of symbols

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle speed detection part 2 ... Secondary battery input / output limit value detection part 3 ... Drive motor torque change amount upper / lower limit value calculation part 4 ... Secondary battery output limit value detection part 5 ... Drive motor torque change amount upper limit value calculation part 6 ... Secondary battery input limit value detection unit 7 ... Driving motor torque change lower limit calculation unit 11 ... Vehicle speed sensor 12 ... Battery controller 13 ... Controller 14 ... Battery 15 ... Drive motor 16 ... Fuel cell system 17 ... Drive unit 18 ... Drive Motor inverter 19 Accelerator opening sensor 21 Fuel cell stack 22 Humidifier 23 Oxidizing gas supply device (compressor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 24 ... Variable valve 25 ... Throttle 26 ... Purge valve 27 ... Pure water supply part 28 ... Ejector 29 ... High pressure hydrogen 30 ... Air pressure sensor 31 ... Hydrogen pressure sensor 32 ... Air flow sensor 33 ... Hydrogen flow sensor 34 ... Control part 35 ... Cell voltage detector 36 ... Air pressure sensor 37 ... Temperature sensor

Claims (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。 Vehicle speed detection means for detecting the speed of the vehicle, comprising a drive motor for supplying power to the drive shaft of the vehicle;
A secondary battery input / output limit value detecting means for detecting a limit value of output power or input power of a secondary battery that supplies power to the drive motor;
Drive motor torque change upper / lower limit value calculating means for calculating an upper limit value or a lower limit value of a change amount of torque generated by the drive motor based on the limit value of the output power or input power and the speed of the vehicle. A control apparatus for a vehicle. 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。   The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle is equipped with a fuel cell that supplies electric power to the drive motor. 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。 The secondary battery input / output limit value detecting means is a secondary battery output limit value detecting means for detecting a limit value of the output power of the secondary battery,
The drive motor torque change amount upper and lower limit value calculating means calculates a drive motor torque change amount upper limit value for calculating an upper limit value of a torque change amount generated by the drive motor based on the output power limit value and the vehicle speed. 2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a value calculating means. 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。 The secondary battery input / output limit value detecting means is a secondary battery input limit value detecting means for detecting a limit value of input power of the secondary battery,
The drive motor torque change upper / lower limit value calculation means calculates a lower limit value of a change amount of torque generated by the drive motor based on the limit value of the input power and the speed of the vehicle. 2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a value calculating means. 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。 Detecting the speed of the vehicle comprising a drive motor for supplying power to the drive shaft of the vehicle;
Detecting a limit value of output power or input power of a secondary battery that supplies power to the drive motor;
An upper limit value or a lower limit value of a change amount of torque generated by the drive motor is calculated based on the output power or the limit value of the input power and the speed of the vehicle.
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