JP2015231771A - 駆動力制御装置及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等において、遅れを生じることなく駆動力を適切に制御して加速時における加速フィーリング(加速感)を向上させる。
【解決手段】車両制御ＥＣＵ１００は、アクセル開度及び車速に基づき、マップを用いて目標駆動力を算出してＭＧ制御ＥＣＵ及びエンジンＥＣＵに指令を出力する。車両制御ＥＣＵ１００は、アクセル開度が一定であり、かつ、車両加速度がピークに達した場合に、それ以降の目標駆動力をマップではなく、当該車両の運動方程式に基づいて算出することで加速度の過大な減少を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動力制御装置に関し、特に、加速時の駆動力制御に関する。

自動車において、目標駆動力の設定は、アクセル開度と車速からなるマップ等により定める場合がある。このマップは、例えばアクセル全開時には最大駆動力となり、アクセル開度が小さくなるにつれ駆動力が小さくなるように設定される。アクセル開度が一定の場合には、車速の上昇に伴い目標駆動力は概ね減少していく。

特許文献１には、加速ピーク後の立下り時の加速度を制御することで、トルク感のある加速度波形（Ｇ波形）を演出して、運転者の加速感を向上させる制御装置が記載されている。すなわち、アクセル踏込操作に対して独立に出力制御可能なエンジンと、エンジンをトルクアシストする駆動モータを備えたハイブリッド車両の制御装置に、発進あるいは加速の際のアクセル踏込操作による加速ピーク以降における時系列の目標車両加速度を設定する目標車両加速度設定手段と、実車両加速度が目標車両加速度に追従するようにエンジン出力を制御するエンジン出力制御手段と、目標車両加速度と実車両加速度とに所定量以上の差分があるときに駆動モータを制御する駆動モータ制御手段を備えることが記載されている。

特開２０１０−１６３０２０号公報

しかしながら、マップを用いて一律に目標駆動力を決定する場合、車速の増加による駆動力の減少度合いは当該車両の仕様で決定されるところ、減少度合いが過大であると運転者が期待する加速感が得られない場合がある。

また、加速ピーク以降の目標車両加速度と実車両加速度との差分に応じて適宜駆動モータを制御する構成では、フィードバック制御であるため原理上、遅れが生じることになる。さらに、実車両加速度を加速度センサで検出する場合には、ノイズ混入の問題が生じ、フィルタ処理によりセンサノイズを除去しても遅れが生じてしまう。

本発明の目的は、ハイブリッド自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等において、遅れを生じることなく駆動力を適切に制御して加速時における加速フィーリング(加速感)を向上させることにある。

本発明は、アクセル開度に基づき動力源の駆動力を制御する駆動力制御装置であって、アクセル開度が一定であるか否かを判定する手段と、車両加速度がピーク値に達したか否かを判定する手段と、車両加速度がピーク値に達した後にアクセル開度が一定の場合に、目標とする加速度を達成するための駆動力を車両の運動方程式に基づき算出する演算手段とを備えることを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記演算手段は、前記運動方程式として、車両の重量、目標加速度、駆動軸トルク、及び走行抵抗を用いた運動方程式を用いて駆動力を算出する。具体的には、一例として、
ｍ・α＝Ｋ１・τｄｒｖ−走行抵抗
但し、
ｍ：車両の重量
α：加速度
Ｋ１：駆動軸トルクから駆動力への換算係数
τｄｒｖ：駆動軸トルク
を用いて次式で駆動軸トルクの目標値を算出する。
τｄｒｖ＝１／Ｋ１（ｍ・αｒｅｆ＋走行抵抗）
但し、
αｒｅｆ：目標加速度
である。この場合の目標加速度αｒｅｆは、所望の関数ないし値を設定し得る。所望の関数の一例は時間の関数であるが、これに限定されない。

他の例として、前記演算手段は、
τｄｒｖ＝τｏ＋１／Ｋ１｛ｍ・（−ｆ１（ｔ））＋走行抵抗（Ｖ）−走行抵抗（Ｖｏ）｝
但し、
τｏ：車両加速度がピーク値に達したときの駆動力
ｔ：車両加速度がピーク値に達してからの経過時間
ｆ１（ｔ）：経過時間ｔの関数としての目標加速度
Ｖ：車速
Ｖｏ：車両加速度がピーク値に達したときの車速
を用いて駆動軸トルクの目標値を算出してもよい。この場合の目標加速度は、時間の関数である。

さらに他の例では、前記演算手段は、
τｄｒｖ＝τｄｒｖ（ｋ−１）−ｋａ
τｄｒｖ（１）＝τｏ−ｋａ
但し、
ｋ：制御サンプルパラメータ
ｋａ：所定値
τｏ：車両加速度がピーク値に達したときの駆動力
を用いて駆動軸トルクの目標値を算出する。この場合の目標加速度は、直線的に変化する。このように、本発明における目標加速度は、時間の関数である場合、時間の関数でない場合、直線的に変化する場合のいずれも含まれる。

また、本発明のさらに他の実施形態では、前記演算手段は、車両加速度がピーク値に達するまでは、アクセル開度と車速と駆動力（駆動軸トルク）との関係を規定する所定のマップに基づき駆動力（駆動軸トルク）を設定する。

また、本発明の自動車は、アクセル開度を検出する手段と、前記アクセル開度が一定であるか否かを判定する手段と、車両加速度がピーク値に達したか否かを判定する手段と、車両加速度がピーク値に達した後にアクセル開度が一定の場合に、目標とする加速度を達成するための駆動軸トルクを車両の運動方程式に基づき算出する演算手段と、算出された駆動軸トルクで駆動源を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記演算手段は、前記運動方程式として、車両の重量、目標加速度、駆動軸トルク、及び走行抵抗を用いた運動方程式を用いて駆動力を算出する。

本発明の他の実施形態では、前記演算手段は、車両加速度がピーク値に達するまでは、アクセル開度と車速と駆動力（駆動軸トルク）との関係を規定する所定のマップに基づき駆動力（駆動軸トルク）を設定する。

本発明のさらに他の実施形態では、前記駆動源は、エンジンとモータ、あるいはモータであり、ハイブリッド自動車、電気自動車、及び燃料電池車が含まれる。

本発明の駆動力制御装置及び自動車は、以下の実施形態を参照することでより明確に理解される。但し、以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明によれば、ハイブリッド自動車等において、遅れを生じることなく駆動力を適切に制御して加速時における加速フィーリング(加速感)を向上させることができる。特に、本発明によれば、車両の運動方程式を用いて駆動力を算出することで、アクセル開度一定の条件での加速度の過大な減少を抑制し得る。

実施形態のハイブリッド自動車（ＨＶ）の構成図である。 実施形態の車両制御ＥＣＵの機能ブロック図である。 実施形態の目標駆動力設定部の機能ブロック図である。 実施形態の処理フローチャートである。 車速とアクセル開度とトルクの関係を規定するマップ説明図である。 実施形態の車両加速度、トルク、車速の時間変化を示すグラフ図である。 他の実施形態のハイブリッド自動車の構成図である。 他の実施形態のハイブリッド自動車の構成図である。 他の実施形態のハイブリッド自動車の構成図である。 他の実施形態の目標駆動力設定部の機能ブロック図である。 他の実施形態の目標駆動力設定部の機能ブロック図である。 他の実施形態の目標駆動力設定部の機能ブロック図である。 他の実施形態の電気自動車（ＥＶ）の構成図である。 他の実施形態の燃料電池車（ＦＣＶ）の構成図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１は、２つの回転電機を備えるハイブリッド自動車の構成を示す。ハイブリッド自動車には、ＥＣＵ１０、エンジン１２、発電機２０、モータ２４、電池（バッテリ）２６が搭載される。エンジン１２、発電機２０、モータ２４及びタイヤ（駆動輪）１６は、動力分配機構１４を介して連結される。

動力分配機構１４は、公知の遊星歯車機構により構成される。サンギヤには発電機２０が連結され、リングギヤにモータ２４が連結され、サンギヤとリングギヤに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリヤにエンジン１２が連結される。また、リングギヤには出力軸を介してデファレンシャルが連結され、デファレンシャルから左右のタイヤ１６に動力が伝達される。

発電機２０及びモータ２４は、それぞれインバータ１８，２２に接続され、インバータ１８，２２は電池２６に電気的に接続されて電力送受が行われる。電池２６とインバータ１８，２２との間にコンバータが設けられていてもよい。発電機２０は、エンジン１２の動力により発電するとともに、発電した電力をモータ２４及びインバータ１８を介して電池２６に供給する。モータ２４は、電池２６からの電力と発電機２０からの電力を用いて走行用駆動力を発生してタイヤ１６を駆動する。発電機２０は、エンジン１２のモータリング（クランキング）のためにモータとして機能させることも可能である。また、モータ２４は、ハイブリッド自動車が惰性走行あるいは減速している場合に、エンジン１２に対する燃料の供給及び点火を停止させ、モータ２４を出力軸から伝達されるトルクで駆動させて発電機として機能させることもできる。エンジン１２と発電機２０は動力分配機構１４を介して接続されているから、発電機２０を発電機能させる場合、発電機２０の回転数に応じてエンジン１２の回転数を変化させることができる。エンジン１２が動力を出力して走行している場合、リングギヤには走行抵抗等の負のトルクが作用し、キャリヤにはエンジン１２が出力した正のトルクが作用する。このときサンギヤに負のトルクを作用させると、リングギヤにはエンジントルクを増幅した正のトルクが作用する。サンギヤに作用させる負のトルクは、サンギヤに連結されている発電機２０を発電機能させることにより生じる。発電機２０の回転数を低下させればエンジン１２の回転数が低下し、発電機２０の回転数を増大させればエンジン１２の回転数も増大する。発電機２０及びモータ２４は、ＥＣＵ１０、特に車両制御ＥＣＵ１００によりインバータ１８，２２を介して駆動制御される。ＥＣＵ１０は、車両制御ＥＣＵ１００に加え、ＭＧ制御ＥＣＵと、エンジンＥＣＵと、電池監視ＥＣＵを備える。勿論、これらのＥＣＵは必ずしも別個のものである必要はなく、少なくともいずれか複数もしくは全てが単一のＥＣＵで構成されていてもよい。

車両制御ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ及びメモリを備えるマイクロコンピュータで構成され、各種検出信号を入力して発電機２０及びモータ２４を制御する。すなわち、車両制御ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサからのアクセル開度、モータ２４からのモータ回転数、電池監視ＥＣＵからの電池２６の充電率ＳＯＣを入力し、発電機／モータ指令トルクを演算してＭＧ制御ＥＣＵに出力する。ＭＧ制御ＥＣＵは、供給された指令トルクで発電機２０、モータ２４を駆動すべくそれぞれのインバータ１８，２２に駆動信号（スイッチング信号）を出力する。インバータ１８，２２の状態や発電機２０、モータ２４の状態はＭＧ制御ＥＣＵで監視される。また、車両制御ＥＣＵ６００は、アクセル信号、モータ回転数、ＳＯＣに基づいてエンジン１２の目標出力を演算し、エンジンＥＣＵに出力する。エンジンＥＣＵは、供給された目標出力でエンジン１２を駆動すべく制御する。ここで、車両制御ＥＣＵ１００は、車速に比例するモータ回転数から車速を算出してエンジン１２の目標出力を演算する。また、電池２６の充電率（ＳＯＣ）は、電流センサ等により検出された電池２６の充放電電流の積算値に基づいて電池監視ＥＣＵで算出される。

図２は、車両制御ＥＣＵ１００の機能ブロック図を示す。車両制御ＥＣＵ１００は、機能ブロックとして、目標駆動力設定部１０２と、充電量設定部１０４と、ユニット配分部１０６を備える。それぞれの機能ブロックは、単一あるいは複数のプロセッサとメモリ、入出力インタフェースで構成される。

目標駆動力設定部１０２は、演算手段として機能し、アクセル開度及び車速（モータ回転数から算出される車速）に基づき、ハイブリッド自動車の目標駆動力を設定する。目標駆動力設定部１０２は、基本的にはアクセル開度と車速からなるマップを用いて目標駆動力を設定するが、加速度がピークに達した後の目標駆動力には、マップの値と所定の車両駆動系の運動方程式による算出値のいずれか大きい方を設定する。

充電量設定部１０４は、電池監視ＥＣＵからの電池２６の充電率（ＳＯＣ）に基づき、充電量を演算して出力する。通常、電池２６は過充電や過放電により劣化することを防止すべく、その使用状況や温度等に応じて上限値と下限値の間の中間域となるように充放電制御される。

ユニット配分部１０６は、目標駆動力と充電促進度に基づいて、目標駆動力を実現しつつ、充電促進度を満たすような、エンジン１２、発電機２０、及びモータ２４の動作点を設定して出力する。すなわち、目標駆動力に応じたパワーと、電池２６の充電促進度に応じた電力との和に見合う動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を運転制御するとともに、電池２６の充放電を伴ってエンジン１２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配機構１４と発電機２０とモータ２４によるトルク変換を伴って出力されるように発電機２０、モータ２４を駆動制御する。

図３は、図２の目標駆動力設定部１０２の機能ブロック図を示す。目標駆動力設定部１０２は、機能ブロックとして、基本駆動力算出部１０８と、修正駆動力算出部１１０と、目標駆動力選定部１１２と、加速ピーク判定部１１４を備える。

基本駆動力算出部１０８は、車速とアクセル開度に基づき、マップを用いて基本の目標駆動力を算出する。なお、車速は、既述したようにモータ回転数から算出される。

修正駆動力算出部１１０は、加速度がピークとなる以降において目標とする加速度を実現するための目標駆動力を運動方程式により算出する。加速度がピークとなる以前では、修正駆動力算出部１１０は、目標駆動力として０を出力する。加速度がピークであるか否かは、加速ピーク判定部１１４からの信号により判定する。

加速ピーク判定部１１４は、アクセル開度と目標駆動力に基づいて加速度がピークに達したか否かを判定する。具体的には、アクセル開度が減少していない（アクセル開度が一定）にも拘わらず目標駆動力（基本駆動力算出部１０８で算出された目標駆動力）が減少し始めたときに加速度がピークに達したと判定する。勿論、このような判定方法は一例であり、他の判定方法を用いても良い。

目標駆動力選定部１１２は、基本駆動力算出部１０８からの基本目標駆動力と、修正駆動力算出部１１０からの修正目標駆動力のいずれかを切り換えて最終的な目標駆動力として出力する。具体的には、基本目標駆動力と修正目標駆動力のうち、いずれか値の大きい方を出力する。後述するように、本実施形態では、基本的には、（基本目標駆動力）＜（修正目標駆動力）となるように修正目標駆動力を算出するから、結果的に、加速度がピークに達した以降は常に修正目標駆動力を選択して出力する。このことは、加速度がピークに達する以前はマップに基づき目標駆動力を算出し、加速度がピークに達した以降は運動方程式により算出するといえる。勿論、このように大小を比較するのではなく、一律に加速度がピークに達する以前は基本目標駆動力を常に選択して出力し、加速度がピークに達した以降は修正目標駆動力を常に選択して出力してもよい。

図４は、本実施形態における車両制御ＥＣＵ１００（特に、目標駆動力設定部１０２）の処理フローチャートを示す。車両制御ＥＣＵ１００は、加速度がピークに達したか否かを判定する（Ｓ１０１）。この判定は、既述したようにアクセル開度の変化と目標駆動力の変化に基づき行われるが、他の方法によって判定してもよい。

加速度が未だピークに達していない場合には、基本目標駆動力、すなわち車速とアクセル開度のマップから目標駆動力を算出する（Ｓ１０４）。

図５は、車両制御ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶される、車速とアクセル開度と目標駆動力（要求トルク）の関係を示すマップの一例である。アクセル開度（Ａｃｃ）として、いくつかの場合を例示的に示す。アクセル全開（１００％）時に最大駆動力となり、アクセル開度が小さくなるに従い駆動力も小さくなる。アクセル開度が一定の場合、車速が増大するに従って駆動力は減少するが、その減少度合いが図中Ａで示すように顕著ないし過大な場合には、目標となる加速度を実現することができない。このことは、車速とアクセル開度のマップから常に目標駆動力を算出したのでは、アクセル開度一定の条件では目標となる加速度を実現できないことを意味する。

再び図４に戻り、加速度がピークに達した場合には、さらにアクセル開度が一定か否かを判定する（Ｓ１０２）。アクセル開度が一定か否かは、例えば加速度がピーク時のアクセル開度からの変化量で判定する。加速度がピーク時のアクセル開度をＰａｃｃｏ、それ以降のアクセル開度をＰａｃｃとして、その差分Ｐａｃｃ−Ｐａｃｃｏの大きさが所定の閾値δ以下であればアクセル開度は一定と判定する。アクセル開度が一定でない場合には、同様に車速とアクセル開度に基づき、アクセル開度に応じた目標駆動力を算出するが（Ｓ１０４）、アクセル開度が一定の場合には、車速の増大に伴う駆動力の過大な減少を解消すべく、修正目標駆動力を算出する（Ｓ１０３）。この修正目標駆動力は、所定の駆動系の運動方程式を用いて算出される。以下、これについて説明する。
車両の運動方程式は、
ｍ・α＝Ｋ１・τｄｒｖ−走行抵抗（Ｖ） ・・・（１）
走行抵抗（Ｖ）＝転がり抵抗＋空気抵抗＋勾配係数
＝転がり抵抗係数・ｍ
＋空気抵抗係数・前面投影面積・Ｖ^２
＋ｍ・ｓｉｎθ
で与えられる。
ここで、
ｍ：車両の重量
α：加速度
Ｋ１：駆動軸トルクから駆動力への換算係数
τｄｒｖ：駆動軸トルク（指令値）
Ｖ：車速
θ：路面の傾斜角
である。

そこで、加速度がピークに達した時点の駆動力をτｏ、車速をＶｏとし、目標加速度の減少成分をｆ１（ｔ）として、（１）式より、加速度がピークに達した以後は、
τｄｒｖ＝τｏ＋１／Ｋ１｛ｍ・（−ｆ１（ｔ））＋走行抵抗（Ｖ）
−走行抵抗（Ｖｏ）｝ ・・・（２）
により算出する。

ここで、ｔは加速度がピークに達してからの経過時間である。（２）式を用いて修正駆動力を算出することで、マップにより算出された基本駆動力に対して連続的につながり、かつ、マップにより算出された基本駆動力の過大な減少を抑制して目標加速度を実現することができる。

なお、目標加速度が直線的に減少する場合には、加速度と比例関係にある駆動トルクも直線的に減少させればよいので、１サンプル前の駆動トルクから一定量（ｋａ）を減じるような漸化式を用いて簡易に算出してもよい。すなわち、
τｄｒｖ（ｋ）＝τｄｒｖ（ｋ−１）−ｋａ
τｄｒｖ（１）＝τｏ−ｋａ ・・・（３）
である。

本実施形態では、（２）式からも分かるように、加速度がピーク値に達した以降の駆動力は、当該車両の車重ｍ、走行抵抗（Ｖ）、ピーク時の駆動力τｏ、ピーク時の車速Ｖｏに応じて設定される。従って、駆動力はマップによる場合のように一律ではなく、当該車両の特性に応じて適応的に設定される。ゆえに、本実施形態における駆動力は、車両の仕様に応じて変化し得る。また、本実施形態における駆動力は、（２）式に示すように設定されるため、フィードバック制御による遅れの問題も生じない。

図６は、本実施形態における加速度、駆動力（駆動トルク）、車速の時間変化を示す。図６（ａ）は、加速度の時間変化であり、時刻ｔ１で運転者がアクセル操作を開始した場合である。時刻ｔ１から加速度が増大し始め、時刻ｔ２でピーク値α０に達するものとする。また、図６（ｂ）は、駆動トルクの時間変化であり、同様に時刻ｔ１で駆動トルクが増大し始め、時刻ｔ２でピーク値τｏに達する。加速度がピーク値に達するまでは、既述したように駆動トルクはアクセル開度と車速のマップに基づき設定される。そして、加速度が時刻ｔ２でピーク値に達した場合（＝駆動トルクがピーク値に達した場合）、アクセル開度が一定であることを条件として、（２）式で示す運動方程式に従い修正駆動トルクを算出する。この修正駆動トルクは、目標加速度の減少成分が−ｆ１（ｔ）となるようなトルクであり、マップで設定した場合の駆動トルクの過大な減少を抑制したトルクである。図６（ａ）、（ｂ）において、本実施形態における加速度及び駆動トルクの時間変化を実線で、マップで設定した場合の時間変化を破線で示す。加速度は、ピーク値αｏから−ｆ１（ｔ）の割合で徐々に減少していく。すなわち、ピーク値αｏ以降の加速度＝αｏ−ｆ１（ｔ）で穏やかに減少していく。これに対し、マップで設定した場合には、図５に示すように、アクセル開度一定の場合には駆動トルクが車速の増大に伴って急峻に減少するため、加速度も過大に減少してしまう。図６（ｃ）は、車速の時間変化であり、加速度がピーク値αｏに達したときの車速Ｖｏ以降において、アクセル開度が一定でもマップで設定した場合に比べて円滑に車速が増大していく。従って、運転者は、マップで設定した場合に比べてより良好な加速フィーリングを得ることができる。

なお、目標加速度の減少成分−ｆ１（ｔ）は、加速度がピーク値に達してからの時間ｔの任意の関数とすることができ、時間ｔの一次関数（リニア関数）としてもよい。また、減少成分−ｆ１（ｔ）は、車両制御ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶されている他、運転者が適宜変更可能なように構成してもよい。−ｆ１（ｔ）は、加速度がピーク値に達して以降の任意の時刻ｔ３において、
αｏ−ｆ１（ｔ３）＞マップで設定された加速度
を満たすように設定されるが、仮に運転者がーｆ１（ｔ）を変更し、
αｏ―ｆ１（ｔ３）＜マップで設定された加速度
になったとしても、既述したように目標駆動力選定部１１２は、基本駆動力と修正駆動力のうち、いずれか大きい方を最終的な目標駆動力として出力するため、少なくとも従来と同程度の駆動力（駆動トルク）は常に確保し得る。

以上のように、本実施形態によれば、加速度がピーク値に達した以降は、予め設定された車速とアクセル開度のマップに基づいて駆動力（駆動トルク）を設定するのではなく、当該車両の各種特性（車重、転がり抵抗、空気抵抗、走行抵抗等）を反映させた運動方程式に基づいて駆動力（駆動トルク）を設定するので、車速が増大しても駆動トルクが過大に減少することを抑制し、所望の加速度で走行できる。

本実施形態では、図４に示すように、まず加速度がピークに達したか否かを判定し、その後にアクセル開度が一定であるか否かを判定しているが、まずアクセル開度が一定か否かを判定し、その後に加速度がピークに達したか否かを判定してもよい。また、アクセル開度が一定か否かを判定すると同時に、加速度がピークに達したか否かを判定してもよい。要するに、本実施形態では、アクセル開度が一定の条件の下で加速度がピークに達した場合に、加速度がピークに達した以降の駆動力を車両の特性が反映された運動方程式で駆動力を算出するものである。勿論、加速度がピークに達した後において、運転者が再びアクセル操作を行ってアクセル開度が変化した場合には、変化後の当該アクセル開度（及び車速）に応じた駆動力をマップに基づき設定し得る。また、アクセル開度が一定か否か、及び加速度がピークに達したか否かは、加速ピーク判定部１１４で判定しているが、それぞれ別の機能ブロックで判定してもよい。図４の処理に先立ち、車両が加速中であるか否かを判定し、加速中である場合においてアクセル開度が一定か否か、及び加速度がピークに達したか否かを判定してもよい。

また、本実施形態では、アクセル開度が一定の条件で加速度がピークに達した場合に、それ以降の目標駆動力の算出方法をそれ以前の算出方法から変化させ、車速の増大に伴う加速度の減少の度合いを緩和するものといえる。

図７は、他の実施形態におけるハイブリッド自動車の構成ブロック図を示す。図１と異なる点は、モータ回転数の代わりにタイヤ１６に設けられた車輪速センサで検出した車輪速度を車両制御ＥＣＵ１００に供給する点である。車両制御ＥＣＵ１００は、モータ回転数に代えて車輪速度を車速として目標駆動力を算出し、ＭＧ制御ＥＣＵ及びエンジンＥＣＵに指令を出力する。

図８は、さらに他の実施形態におけるハイブリッド自動車の構成ブロック図を示す。図１と異なる点は、図１の構成に加えて車両に加速度センサ２８を設け、検出した加速度を車両制御ＥＣＵ１００に供給する点である。車両制御ＥＣＵ１００は、加速度センサ２８で検出された加速度に基づいて加速度がピークに達したか否かを判定し、ピーク値に達した以降は目標駆動力としてマップによる設定から運動方程式による算出に切り替えて出力する。この例では、加速度センサ２８を用いているが、検出された加速度はピーク値に達したか否かを判定するために用いられ、従来技術のように目標加速度と実加速度とに所定量以上の差分があるときに駆動モータを制御するような構成ではないので、制御信号がノイジーになることもない。

図９は、さらに他の実施形態におけるハイブリッド自動車の構成ブロック図を示す。図１と異なる点は、モータ回転数の代わりにタイヤ１６に設けられた車輪速センサで検出した車輪速度を車両制御ＥＣＵ１００に供給するとともに、加速度センサ２８で検出した加速度を車両制御ＥＣＵ１００に供給する点である。

図１０は、さらに他の実施形態における目標駆動力選定部１０２の機能ブロック図を示す。図１あるいは図７の全体構成に対応するものである。図３と異なる点は、微分器１１６を設け、車速の微分を算出して加速ピーク判定部１１４に供給する点である。加速ピーク判定部１１４は、アクセル開度が減少していないにも拘わらず車速の微分として算出される加速度が減少に転じたタイミングで加速度がピークに達したと判定する。

図１１は、さらに他の実施形態における目標駆動力設定部１０２の機能ブロック図を示す。図８あるいは図９の全体構成に対応するものである。図３と異なる点は、加速度センサ２８で検出された加速度を加速ピーク判定部１１４に供給する点である。加速ピーク判定部１１４は、アクセル開度が減少していないにも拘わらず加速度が減少に転じたタイミングで加速度がピークに達したと判定する。

図１２は、さらに他の実施形態における目標駆動力設定部１０２の機能ブロック図を示す。図１あるいは図８の全体構成に対応するものである。図３と異なる点は、微分器１１８を設け、モータ回転数の微分を算出して加速ピーク判定部１１４に供給する点である。加速ピーク判定部１１４は、アクセル開度が減少していないにも拘わらず、モータ回転数の微分として算出される角加速度が減少に転じたタイミングで加速度がピークに達したと判定する。

図１３は、さらに他の実施形態における電気自動車（ＥＶ）の構成ブロック図を示す。図１と異なる点は、エンジン１２が存在せず、モータ２４のみでタイヤ１６を駆動する点である。モータ２４はトランスミッション（Ｔ／Ｍ）３０を介してタイヤ１６を駆動する。モータ２４はインバータ２２に接続され、インバータ２２は電池２６と電気的に接続される。ＥＣＵ１０内のモータ制御ＥＣＵはインバータ２２にトルク指令を出力してモータ２４を制御する。モータ２４の回転数は車両制御ＥＣＵ１００及びモータ制御ＥＣＵに供給される。また、電池監視ＥＣＵは電池２６の状態を監視し、電池２６の充電率（ＳＯＣ）を算出して車両制御ＥＣＵ１００に供給する。車両制御ＥＣＵ１００は、モータ回転数から車速を算出し、アクセル開度と車速に基づいてモータ２４の駆動トルクを算出する。加速度がピーク値に達するまではアクセル開度と車速に基づくマップを用いて要求トルクを設定し、加速度がピーク値に達した以降は車両の運動方程式に基づいて要求トルクを算出する。

図１３に示す電気自動車の場合でも、ハイブリッド自動車の場合と同様にモータ回転数の代わりに車輪速センサを用いて車輪速度を検出してもよく、加速度センサを設けて加速度を検出して加速度がピークに達したか否かを判定してもよい。

図１４は、さらに他の実施形態における燃料電池車（ＦＣＶ）の構成ブロック図を示す。図１３の構成に加え、燃料電池セル（ＦＣ）スタック３２が設けられ、ＦＣ制御ＥＣＵがＦＣスタック３２の動作を制御する。インバータ２２には電池２６及びＦＣスタック３２が電気的に接続され、ＦＣスタック３２からの電力及び／又は電池２６からの電力が供給される。車両制御ＥＣＵ１００には、モータ２４の回転数が供給され、モータ制御ＥＣＵ及びＦＣ制御ＥＣＵに指令を出力する。加速度がピーク値に達するまではアクセル開度と車速に基づくマップを用いて要求トルクを設定し、加速度がピーク値に達した以降は車両の運動方程式に基づいて要求トルクを算出する。

図１４に示す燃料電池車の場合でも、ハイブリッド自動車の場合と同様にモータ回転数の代わりに車輪速センサを用いて車輪速度を検出してもよく、加速度センサを設けて加速度を検出して加速度がピークに達したか否かを判定してもよい。

図１、図１３及び図１４に示すように、本発明は、アクセル操作により駆動力を調整する動力源（エンジンとモータ、あるいはモータのみ）を備える任意の自動車に適用することが可能である。

１０ ＥＣＵ、１２ エンジン、１４ 動力分配機構、１６ タイヤ、１８，２２ インバータ、２０ 発電機、２４ モータ、２６ 電池、２８ 加速度センサ、３０ トランスミッション（Ｔ／Ｍ）、３２ ＦＣスタック、１００ 車両制御ＥＣＵ。

Claims (9)

1. アクセル開度に基づき動力源の駆動力を制御する駆動力制御装置であって、
   アクセル開度が一定であるか否かを判定する手段と、
   車両加速度がピーク値に達したか否かを判定する手段と、
   車両加速度がピーク値に達した後にアクセル開度が一定の場合に、目標とする加速度を達成するための駆動力を車両の運動方程式に基づき算出する演算手段と、
   を備えることを特徴とする駆動力制御装置。
2. 請求項１記載の駆動力制御装置において、
   前記演算手段は、前記運動方程式として、車両の重量、目標加速度、駆動軸トルク、及び走行抵抗を用いた運動方程式を用いて駆動力を算出することを特徴とする駆動力制御装置。
3. 請求項２記載の駆動力制御装置において、
   前記演算手段は、前記目標加速度を時間の関数として設定して駆動力を算出することを特徴とする駆動力制御装置。
4. 請求項２記載の駆動力制御装置において、
   前記演算手段は、前記目標加速度を直線的に変化するように設定して駆動力を算出することを特徴とする駆動力制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の駆動力制御装置において、
   前記演算手段は、車両加速度がピーク値に達するまでは、アクセル開度と車速と駆動力との関係を規定する所定のマップに基づき駆動力を設定する
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
6. アクセル開度を検出する手段と、
   前記アクセル開度が一定であるか否かを判定する手段と、
   車両加速度がピーク値に達したか否かを判定する手段と、
   車両加速度がピーク値に達した後にアクセル開度が一定の場合に、目標とする加速度を達成するための駆動力を車両の運動方程式に基づき算出する演算手段と、
   算出された駆動力で駆動源を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする自動車。
7. 請求項６記載の自動車において、
   前記演算手段は、前記運動方程式として、車両の重量、目標加速度、駆動軸トルク、及び走行抵抗を用いた運動方程式を用いて駆動力を算出することを特徴とする自動車。
8. 請求項６，７のいずれかに記載の自動車において、
   前記演算手段は、車両加速度がピーク値に達するまでは、アクセル開度と車速と駆動力との関係を規定する所定のマップに基づき駆動力を設定する
   ことを特徴とする自動車。
9. 請求項６〜８のいずれかに記載の自動車において、
   前記駆動源は、エンジンとモータ、あるいはモータであることを特徴とする自動車。
   

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