JP6146396B2 - 電動モーターによって駆動する車両、および、その車両の制御方法 - Google Patents

電動モーターによって駆動する車両、および、その車両の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、電動モーターによって駆動する車両、および、その車両の制御方法に関する。
従来から、燃料電池車両や電気自動車など、電動モーターによって駆動する車両が知られている（特許文献１）。これらの車両は、アクセル踏込量に応じて電動モーターの要求トルクを算出し、電動モーターの実行トルクが要求トルクに近づくように電動モーターの制御をおこなう。
特開２０１１−００３２７８号公報 特開２００９−３０１７３９号公報 特開２００５−０９３１２０号公報 国際公開第２０１１／００４４８８号
しかしながら、一般に、電動モーターは内燃機関に比べてトルクの出力応答性が高く、低速時から、アクセル踏込量に対する実行トルクの増加速度が大きいトルク特性を有している。そのため、低速時にアクセルを踏み込んだ際に運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を与える問題があった。一方、この問題を解消するために、アクセル踏込量に対する実行トルクの増加速度を常に小さくする設定をおこなうと、アクセル踏込量に対する加速感が悪化する問題があった。このように、アクセル踏込量に対する実行トルクの増加速度を決定する方法については、なお改善の余地があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態は、
電動モーターによって駆動する車両であって、
前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、
前記車両の車速を検出する速度検出部と、
前記アクセル踏込量および車速に基づいて前記電動モーターの要求トルクを算出し、前記要求トルクに基づいて、前記電動モーターを駆動する実行トルクの必要な増加速度であるトルク増加速度を算出するとともに、算出した前記トルク増加速度に基づいて前記電動モーターを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記実行トルクが所定の閾値トルクに達するまでは、所定のトルク増加速度で運転し、前記実行トルクが前記閾値トルクに達した後は、前記所定のトルク増加速度よりも、トルク増加速度を低下させ、
前記制御部は、前記アクセル踏込量と、前記車速と、前記トルク増加速度の上限値との対応関係が示された第１のマップを備えており、
前記実行トルクが前記閾値トルク以上、かつ、前記トルク増加速度が前記上限値以上の場合、前記トルク増加速度を前記上限値まで低下させる、
車両である。また、本発明は以下の形態としても実現できる。
（１）本発明の一形態によれば、電動モーターによって駆動する車両が提供される。この車両は、前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、前記車両の車速を検出する速度検出部と、前記アクセル踏込量および車速に基づいて前記電動モーターの要求トルクを算出し、前記要求トルクに基づいて、前記電動モーターを駆動する実行トルクの必要な増加速度であるトルク増加速度を算出するとともに、算出した前記トルク増加速度に基づいて前記電動モーターを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記実行トルクが所定の閾値トルクに達するまでは、所定のトルク増加速度で運転し、前記実行トルクが前記所定の閾値トルクに達した後は、前記所定のトルク増加速度よりも、トルク増加速度を低下させるように構成されている。この構成によれば、例えば、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク応答性が確保されるため、踏み込みはじめのもたつき感を抑制できる。一方で、実行トルクが閾値トルクを上回ると、トルク増加速度を低下させるため、運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。
（２）上記形態の車両において、前記制御部は、前記アクセル踏込量と、前記車速と、前記トルク増加速度の上限値との対応関係が示された第１のマップを備えており、
前記実行トルクが閾値トルク以上、かつ、前記トルク増加速度が前記上限値以上の場合、前記トルク増加速度を前記上限値まで低下させるように構成されている。この構成によれば、第１のマップによって、アクセル踏込量および車速に応じたトルク増加速度の上限値を容易に設定することができる。例えば、第１のマップにおいて、低速かつアクセル踏込量が小さいときにトルク増加速度の上限値を低くし、アクセル踏込量が大きくなるにつれて上限値が高くなるようにしてもよい。この場合、低速時にアクセルを踏み込んだ際に運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を容易に低減させることができる。一方、アクセルを大きく踏み込んだときのアクセル踏込量に対する加速感が悪化を抑制することができる。また、この構成によれば、例えば、車速ごとに、運転者が最適と感じるトルク増加速度の上限値を容易に設定することができる。これにより、ドライバビリティ（運転性）の向上を図ることができる。
（３）上記形態の車両において、前記制御部は、前記車速と、前記閾値トルクとの対応関係が示された第２のマップを備えており、前記第２のマップは、相対的に前記車速が大きいときの前記閾値トルクの値が、相対的に前記車速が小さいときの前記閾値トルクの値以上となるように設定されていてもよい。この構成によれば、車速が上がるほど、閾値トルクが上がるように構成される。よって、車速ごとに、実行トルクが閾値トルクに達するまでトルク増加速度は設定された上限値を超えることができるため、車両の加速感の向上を図ることができる。これにより、例えば、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク応答性が確保されるため、踏み込みはじめのもたつき感を抑制できる。一方で、実行トルクが閾値トルクを上回ると、トルク増加速度を設定された上限値まで低下させるため、運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。
（４）上記形態の車両において、前記第１のマップは、相対的に前記アクセル踏込量が大きいときの前記上限値が、相対的に前記アクセル踏込量が小さいときの前記上限値以上となるように設定されていてもよい。この構成によれば、アクセルを大きく踏み込んだときのアクセル踏込量に対する加速感が悪化を抑制することができる。
（５）上記形態の車両において、前記第１のマップは、前記アクセル踏込量が閾値踏込量以下の場合において、前記車速が第１の閾値車速以上第２の閾値車速以下のときの前記上限値が、前記車速が前記第１の閾値車速よりも小さいとき、および、前記第２の閾値車速よりも大きいときの前記上限値よりも小さくなるように設定されていてもよい。この構成によれば、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク増加速度の上限値が相対的に高いため、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク応答性が確保され、踏み込みはじめのもたつき感を抑制できる。一方、低速かつアクセル踏込量が小さいときのトルク増加速度の上限値が相対的に低いため、運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。また、高速時のトルク増加速度の上限値が相対的に高いため、アクセルを踏み込んだときのアクセル踏込量に対する加速感が悪化を抑制することができる。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、燃料電池車両、ハイブリッド自動車、電気自動車、電動モーターによって駆動する車両の制御方法、この制御方法を実行する制御装置、この制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの形態で実現することができる。
第１実施形態の燃料電池車両の構成を示す概略図である。 加速度管理制御を説明するためのフローチャートである。 燃料電池車両の状態を例示したタイミングチャートである。 加速度管理Ｔｐレートマップを説明するための図である。
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態の燃料電池車両１０の構成を示す概略図である。燃料電池車両１０は、燃料電池１１０と、ＦＣ昇圧コンバーター１２０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１３０と、トラクションモーター１３６と、エアコンプレッサー（ＡＣＰ）１３８と、車速検出部１３９と、二次電池１４０と、ＳＯＣ検出部１４２と、アクセル位置検出部１７５と、制御装置１８０と、車輪ＷＬと、を備える。燃料電池車両１０は、燃料電池１１０および二次電池１４０から供給される電力によってトラクションモーター１３６を駆動させて走行する。
燃料電池１１０は、反応ガスとして水素と酸素の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。なお、燃料電池１１０としては、固体高分子形燃料電池に限らず、他の種々のタイプの燃料電池を採用することができる。燃料電池１１０は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して高圧直流配線ＤＣＨに接続され、高圧直流配線ＤＣＨを介してＰＣＵ１３０に含まれるモータードライバー１３２及びＡＣＰドライバー１３７に接続されている。ＦＣ昇圧コンバーター１２０は、燃料電池１１０の出力電圧ＶＦＣをモータードライバー１３２及びＡＣＰドライバー１３７で利用可能な高圧電圧ＶＨに昇圧する。
モータードライバー１３２は、三相インバーター回路によって構成され、トラクションモーター１３６に接続されている。モータードライバー１３２は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して供給される燃料電池１１０の出力電力、および、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して供給される二次電池１４０の出力電力を三相交流電力に変換してトラクションモーター１３６に供給する。トラクションモーター１３６は、三相コイルを備える同期モーターによって構成され、ギア等を介して車輪ＷＬを駆動する。また、トラクションモーター１３６は、燃料電池車両１０の制動時において、燃料電池車両１０の運動エネルギーを回生させて回生電力を発生させる発電機としても機能する。車速検出部１３９は、燃料電池車両１０の車速ＳＶＨＣＬ［ｋｍ／ｈ］を検出し、制御装置１８０に送信する。
ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４は、制御装置１８０からの駆動信号に応じて高圧直流配線ＤＣＨの電圧レベルを調整し、二次電池１４０の充電／放電の状態を切り替える。なお、トラクションモーター１３６において回生電力が発生する場合には、その回生電力は、モータードライバー１３２によって直流電力に変換され、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して二次電池１４０に充電される。
ＡＣＰドライバー１３７は、三相インバーター回路によって構成され、ＡＣＰ１３８に接続されている。ＡＣＰドライバー１３７は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して供給される燃料電池１１０の出力電力、および、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して供給される二次電池１４０の出力電力を三相交流電力に変換してＡＣＰ１３８に供給する。ＡＣＰ１３８は、三相コイルを備える同期モーターによって構成され、供給された電力に応じてモーターを駆動させ、発電に使用される酸素（空気）を燃料電池１１０に供給する。
二次電池１４０は、電力エネルギーを蓄え、充電と放電を繰り返すことができる蓄電装置であり、例えば、リチウムイオン電池で構成することができる。なお、二次電池１４０としては、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池など他の種類の電池であってもよい。二次電池１４０は、低圧直流配線ＤＣＬを介してＰＣＵ１３０に含まれるＤＣ／ＤＣコンバーター１３４に接続され、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して高圧直流配線ＤＣＨに接続されている。
ＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の蓄電量（ＳＯＣ）を検出し、制御装置１８０に送信する。ＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の温度Ｔや、出力電圧Ｖ、出力電流Ｉを検出し、それらの検出値に基づき、蓄電量（ＳＯＣ）を検出する。アクセル位置検出部１７５は、運転者によるアクセルの踏み込み量（アクセル踏込量ＤＡＣＣ）［％］を検出し、制御装置１８０に送信する。なお、燃料電池車両１０は、燃料ポンプや冷媒ポンプ等の燃料電池１１０の発電のための補機類や、エアコンなどの空調機器を備えていてもよい。
制御装置１８０は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。制御装置１８０は、運転者によるアクセル操作などの操作を検出すると、その操作内容に応じて、燃料電池１１０の発電や二次電池１４０の充放電を制御する。制御装置１８０は、モータードライバー１３２と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４とにそれぞれ、アクセル踏込量ＤＡＣＣに応じた駆動信号を生成して送信する。モータードライバー１３２は、制御装置１８０の駆動信号に応じて、交流電圧のパルス幅を調整するなどして、トラクションモーター１３６にアクセル踏込量ＤＡＣＣに応じた回転駆動をさせる。
制御装置１８０は、アクセル位置検出部１７５が検出するアクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速検出部１３９が検出する車速ＳＶＨＣＬと、から要求トルクＴＲＱ［Ｎ・ｍ］を算出する。要求トルクＴＲＱは、トラクションモーター１３６の必要なトルク量（目標トルク）であり、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速ＳＶＨＣＬと、要求トルクＴＲＱとの関係を示したマップによって算出することができる。また、制御装置１８０は、トラクションモーター１３６に実際に生じるトルク（実行トルク）ＴＡＣ［Ｎ・ｍ］が算出した要求トルクＴＲＱに近づくように、トラクションモーター１３６を制御する。ここでの実行トルクＴＡＣとは、ペラ軸のトルク（Ｔｐ）である。このとき、制御装置１８０は、実行トルクＴＡＣの増加速度を制御する加速度管理制御を実行する。ここでは、実行トルクＴＡＣの増加速度を「ＴｐレートＲＡＴｐ」とも呼ぶ。ＴｐレートＲＡＴｐは、制御装置１８０による演算周期ごとの実行トルクＴＡＣの増加量である。加速度管理制御では、制御装置１８０は、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速ＳＶＨＣＬからＴｐレートＲＡＴｐを算出し、算出したＴｐレートＲＡＴｐとなるようにトラクションモーター１３６の実行トルクＴＡＣを制御する。本実施形態の「ＴｐレートＲＡＴｐ」は、特許請求の範囲の「トルク増加速度」に該当する。
図２は、加速度管理制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１８０は、運転者によるイグニッションのＯＮによって、以下の加速度管理制御を所定の周期で繰り返し実行する。制御装置１８０は、まず、ＴｐレートＲＡＴｐを算出する上でのベース値となるＴｐレートベース値ＢＲＡＴｐの算出をおこなう（ステップＳ１１０）。Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐは、以下の式（１）から算出することができる。
ＢＲＡＴｐ＝ＴＤＩＦ＋ＴＯＦＳＴ＋ＴＲＴＨ ・・・（１）
ここで、ＴＤＩＦは、要求トルクＴＲＱと実行トルクＴＡＣとの差分（ＴＲＱ−ＴＡＣ）である。ＴＯＦＳＴは、ＲＡＴｐのオフセット値として予め設定された値（＞０）である。ＴＲＴＨは、実行トルクＴＡＣがマイナスからプラスに移行したときのギアの歯打ち音を抑制するために設定される値（≦０）であって、実行トルクＴＡＣの値に応じて予め設定されている。ここでは、ＴＲＴＨは、実行トルクＴＡＣがゼロに近い所定の範囲のときに値がマイナスとなり、実行トルクＴＡＣの値がそれ以外の時にはゼロになる。
続いて、制御装置１８０は、ＴｐレートＲＡＴｐの算出に用いられる実行トルクＴＡＣの閾値であるＴｐレート切換トルクＴＣＨＧの算出をおこなう（ステップＳ１２０）。制御装置１８０は、車速ＳＶＨＣＬと、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧとの対応関係が示されたマップ（ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップ）を備えており、車速ＳＶＨＣＬと、ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップからＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを算出する。ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップは、車速ＳＶＨＣＬが上がるほど、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧが上がるように設定されている。すなわち、制御装置１８０は、車速ＳＶＨＣＬの上昇にともなってＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを切り替える。なお、ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップは、相対的に車速ＳＶＨＣＬが大きいときのＴｐレート切換トルクＴＣＨＧの値が、相対的に車速ＳＶＨＣＬが小さいときのＴｐレート切換トルクＴＣＨＧの値以上となるように設定されていればよい。すなわち、ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップにおいて、車速ＳＶＨＣＬが上がってもＴｐレート切換トルクＴＣＨＧが変わらない部分が存在していてもよい。例えば、ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップは、車速ＳＶＨＣＬに対応する速度範囲（例えば、０〜１０、１０〜２０、・・・［ｋｍ／ｈ］）ごとに、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧの値が設定されていてもよい。本実施形態の「Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧ」は、特許請求の範囲の「閾値トルク」に該当する。「ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップ」は、特許請求の範囲の「第２のマップ」に該当する。
続いて、制御装置１８０は、ＴｐレートＲＡＴｐの上限値として用いられる加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐの算出をおこなう（ステップＳ１３０）。制御装置１８０は、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速ＳＶＨＣＬと、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐとの対応関係が示されたマップ（加速度管理Ｔｐレートマップ）を備えており、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速ＳＶＨＣＬと、加速度管理Ｔｐレートマップから加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを算出する。加速度管理Ｔｐレートマップの具体的な構成については後述する。本実施形態の「加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐ」は、特許請求の範囲の「トルク増加速度の上限値」に該当する。「加速度管理Ｔｐレートマップ」は、特許請求の範囲の「第１のマップ」に該当する。
制御装置１８０は、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを越えたか否かの判定をおこなう（ステップＳ１４０）。実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを越えていない（ＴＡＣ≦ＴＣＨＧ）の場合、制御装置１８０は、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐの値をＴｐレートＲＡＴｐとして算出する（ステップＳ１４５）。そして、制御装置１８０は、算出したＴｐレートＲＡＴｐとなるようにトラクションモーター１３６の実行トルクＴＡＣを制御する。
一方、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを越えている（ＴＡＣ＞ＴＣＨＧ）場合、制御装置１８０は、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐが加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを越えているか否かの判定をおこなう（ステップＳ１５０）。Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐが加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを越えていない（ＢＲＡＴｐ≦ＭＲＡＴｐ）場合、制御装置１８０は、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐの値をＴｐレートＲＡＴｐとして算出し（ステップＳ１４５）、算出したＴｐレートＲＡＴｐとなるようにトラクションモーター１３６の実行トルクＴＡＣを制御する。
一方、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐが加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを越えている（ＢＲＡＴｐ＞ＭＲＡＴｐ）場合、制御装置１８０は、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐの値をＴｐレートＲＡＴｐとして算出する（ステップＳ１６０）。ここでは、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐは、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐの上限値（ガード値）として機能する。なお、ステップＳ１６０において、制御装置１８０は、算出するＴｐレートＲＡＴｐの急激な減少を抑制するために、ＴｐレートＲＡＴｐの減少速度が所定以上とならないように、ＴｐレートＲＡＴｐの減少速度に対してレート処理（なまし処理）をおこなってＴｐレートＲＡＴｐを算出してもよい。すなわち、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐと加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐとの差分が徐々に減少するようにＴｐレートＲＡＴｐを算出してもよい。これにより、トルクショックの発生を抑制することができる。
このように、加速度管理制御において、制御装置１８０は、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを越えていない場合には、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐの値が加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを越えているか否かにかかわらず、Ｔｐレートベース値ＢＲＡＴｐの値をＴｐレートＲＡＴｐとして算出する。これにより、実行トルクＴＡＣを速やかに要求トルクＴＲＱに近づけることができ、アクセルを踏み込んだときの車両のもたつき感を抑制できる。一方、制御装置１８０は、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを上回ると、ＴｐレートＲＡＴｐを加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐまで低下させる。そのため、アクセルの踏み込み時に運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。
図３は、本実施形態の燃料電池車両１０の状態を例示したタイミングチャートである。図３には、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速ＳＶＨＣＬと、要求トルクＴＲＱと、実行トルクＴＡＣと、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧと、ＴｐレートＲＡＴｐと、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐとの時系列変化が例示されている。ここでは、Ｔ０〜Ｔ１期間において運転者はアクセルを踏んでおらず、Ｔ１時点においてアクセルの踏み込みを開始し、Ｔ３時点以降、アクセルの踏み込み量が一定となっているものとして説明する。また、ここでは、車速ＳＶＨＣＬの変化量が小さく、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧの値が切り替わらないものとして説明する。また、ここでは、Ｔ２〜Ｔ４期間において、ＴｐレートＲＡＴｐの算出にあたり、式（１）のＴＲＴＨがマイナスになるものとして説明する。
Ｔ０〜Ｔ１期間において、制御装置１８０は、アクセル踏込量ＤＡＣＣがゼロのため、要求トルクＴＲＱを値がマイナスとなるように算出する。これにより、燃料電池車両１０に負の加速度を発生させる。また、制御装置１８０は、アクセル踏込量ＤＡＣＣおよび車速ＳＶＨＣＬがほぼ変化しないため、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを値がほぼ一定となるように算出する。制御装置１８０は、式（１）のＴＤＩＦとＴＲＴＨがゼロとなるため、ＴＯＦＳＴの値をＴｐレートＲＡＴｐとして算出するが、実行トルクＴＡＣがすでに上限値としての要求トルクＴＲＱと等しいため、ＴｐレートＲＡＴｐに基づいて実行トルクＴＡＣを増加させない。
Ｔ１〜Ｔ３期間において、制御装置１８０は、アクセル踏込量ＤＡＣＣが急増するため、算出する要求トルクＴＲＱおよび加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを急増させる。実行トルクＴＡＣは要求トルクＴＲＱに対して遅れて増加するため、要求トルクＴＲＱと実行トルクＴＡＣとの差分（ＴＲＱ−ＴＡＣ）が増大する。Ｔ３時点以降において、アクセル踏込量ＤＡＣＣおよび車速ＳＶＨＣＬがほぼ変化しないため、制御装置１８０は、要求トルクＴＲＱおよび加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを値が一定となるように算出する。Ｔ３〜Ｔ７期間において、実行トルクＴＡＣは徐々に要求トルクＴＲＱに近づき、Ｔ７時点において、実行トルクＴＡＣが要求トルクＴＲＱと等しくなる。
Ｔ１〜Ｔ２期間において、制御装置１８０は、式（１）のＴＤＩＦが増加し、ＴＲＴＨがゼロとなるため、算出するＴｐレートＲＡＴｐを増加させ、ＴｐレートＲＡＴｐに対応するように実行トルクＴＡＣを増加させる。Ｔ２〜Ｔ４期間において、制御装置１８０は、式（１）のＴＤＩＦが増加する一方、ＴＲＴＨが大きくマイナスになるため、算出するＴｐレートＲＡＴｐを減少させ、実行トルクＴＡＣの立ち上がりを緩める。Ｔ４時点において、制御装置１８０は、式（１）のＴＲＴＨが再度ゼロになるため、算出するＴｐレートＲＡＴｐを増加させ、ＴｐレートＲＡＴｐに対応するように実行トルクＴＡＣを増加させる。なお、Ｔ４時点においては、まだ、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを越えていないため（図２、ステップＳ１４０：Ｎｏ）、ＴｐレートＲＡＴｐの値は、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを越えることができる。これにより、実行トルクＴＡＣの増加速度を高いまま維持することができ、車両の加速感の向上を図ることができる。
Ｔ５時点のように、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを越え（図２、ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、ＴｐレートＲＡＴｐが加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを越えている（図２、ステップＳ１５０：Ｙｅｓ）場合、制御装置１８０は、ＴｐレートＲＡＴｐの値を上限値の加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐまで低下させる（図２、ステップＳ１６０）。ここでは、制御装置１８０は、ＴｐレートＲＡＴｐの減少速度に対してレート処理（なまし処理）をおこなってＴｐレートＲＡＴｐを算出している。そのため、算出されたＴｐレートＲＡＴｐは加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐよりも大きい値となっている。制御装置１８０は、Ｔ５〜Ｔ６期間において、算出するＴｐレートＲＡＴｐの値を減少させ、Ｔ６時点において、ＴｐレートＲＡＴｐの値を加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐと等しくする。このように、制御装置１８０は、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを上回ると、実行トルクＴＡＣの増加速度（ＴｐレートＲＡＴｐ）を設定された上限値（加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐ）まで低下させる。そのため、アクセルの踏み込み時に運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。なお、Ｔ７時点において、制御装置１８０は、式（１）のＴＤＩＦがゼロになるため、算出するＴｐレートＲＡＴｐを減少させる。
図４は、加速度管理Ｔｐレートマップを説明するための図である。図４には、アクセル踏込量ＤＡＣＣごとの、車速ＳＶＨＣＬと加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐとの関係が示されている。制御装置１８０は、図４に対応する加速度管理Ｔｐレートマップを備えており、アクセル踏込量ＤＡＣＣと車速ＳＶＨＣＬと、加速度管理Ｔｐレートマップから加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを算出する。本実施形態の燃料電池車両１０は、この加速度管理Ｔｐレートマップによって、アクセル踏込量ＤＡＣＣおよび車速ＳＶＨＣＬに応じた加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを容易に設定することができる。これにより、車速ＳＶＨＣＬやアクセル踏込量ＤＡＣＣごとに、運転者が最適と感じる加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを容易に設定でき、ドライバビリティ（運転性）の向上を図ることができる。
加速度管理Ｔｐレートマップにおいて、アクセル踏込量ＤＡＣＣが大きくなるほど、加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐは値が大きくなるように設定されている。これにより、アクセルを大きく踏み込んだときのアクセル踏込量ＤＡＣＣに対する加速感の悪化を抑制できる。なお、加速度管理Ｔｐレートマップは、相対的にアクセル踏込量ＤＡＣＣが大きいときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが、相対的にアクセル踏込量ＤＡＣＣが小さいときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐ以上となるように設定されていればよい。すなわち、加速度管理Ｔｐレートマップにおいて、車速ＳＶＨＣＬが上がっても加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが変わらない部分が存在していてもよい。
また、加速度管理Ｔｐレートマップでは、アクセル踏込量ＤＡＣＣが閾値踏込量ＴＨＤ以下において、車速ＳＶＨＣＬが第１の閾値車速ＴＨＳ１以上第２の閾値車速ＴＨＳ２以下のときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが、車速ＳＶＨＣＬが第１の閾値車速ＴＨＳ１よりも小さいとき、および、第２の閾値車速ＴＨＳ２よりも大きいときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐよりも相対的に小さくなるように設定されている。閾値踏込量ＴＨＤ、第１の閾値車速ＴＨＳ１、および、第２の閾値車速ＴＨＳ２は、運転者が最適と感じる値が適宜設定される。例えば、閾値踏込量ＴＨＤは、６０〜８０％程度、第１の閾値車速ＴＨＳ１は、２０〜４０ｋｍ／ｈ程度、第２の閾値車速ＴＨＳ２は、６０〜８０ｋｍ／ｈ程度を例示することができる。これにより、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが相対的に高いため、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク応答性が確保され、踏み込みはじめのもたつき感を抑制できる。一方、低速かつアクセル踏込量が小さいときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが相対的に低いため、運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。また、高速時の加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが相対的に高いため、アクセルを踏み込んだときのアクセル踏込量ＤＡＣＣに対する加速感が悪化を抑制することができる。
以上説明した、本実施形態の燃料電池車両１０は、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧに達するまでは、所定のＴｐレートＲＡＴｐで運転し、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧに達した後は、ＴｐレートＲＡＴｐを低下させるように構成されている。この構成によれば、例えば、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク応答性が確保されるため、踏み込みはじめのもたつき感を抑制できる。一方で、実行トルクが閾値トルクを上回ると、トルク増加速度を低下させるため、運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。
また、本実施形態の燃料電池車両１０は加速度管理Ｔｐレートマップを備えているため、アクセル踏込量ＤＡＣＣおよび車速ＳＶＨＣＬに応じた加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを容易に設定することができる。これにより、車速ＳＶＨＣＬやアクセル踏込量ＤＡＣＣごとに、運転者が最適と感じる加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを容易に設定することができる。例えば、低速かつアクセル踏込量が小さいときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを相対的に低くすることで、低速時にアクセルを踏み込んだ際に運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。また、例えば、アクセル踏込量ＤＡＣＣが大きくなるほど加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを大きくすることで、アクセルを大きく踏み込んだときのアクセル踏込量ＤＡＣＣに対する加速感の悪化を抑制できる。
また、本実施形態の燃料電池車両１０はＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップを備えているため、車速ごとに、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧに達するまでＴｐレートＲＡＴｐは設定された加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを超えることができ、車両の加速感の向上を図ることができる。これにより、例えば、停車状態からアクセルを踏み込みはじめたときのトルク応答性が確保されるため、踏み込みはじめのもたつき感を抑制できる。一方で、実行トルクＴＡＣがＴｐレート切換トルクＴＣＨＧを上回ると、ＴｐレートＲＡＴｐをＴｐレート切換トルクＴＣＨＧまで低下させるため、運転者の意図に反して車両が飛び出す感覚を抑制できる。
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
Ｂ−１．変形例１：
本実施形態では、燃料電池車両１０として実現されているが、本発明は、燃料電池を備えていない車両に対しても適用が可能である。例えば、本発明は電気自動車やハイブリッド車両にも適用が可能である。
Ｂ−２．変形例２：
本実施形態では、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧは、車速ＳＶＨＣＬと、ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップから算出されるものとして説明した。しかし、Ｔｐレート切換トルクＴＣＨＧは、１つの固定値であってもよい。この場合、燃料電池車両１０は、ＳＶＨＣＬ−ＴＣＨＧマップを備えていなくてもよい。
Ｂ−３．変形例３：
加速度管理Ｔｐレートマップの内容は、上記に限定されない。例えば、アクセル踏込量ＤＡＣＣが大きくなるほど、アクセル踏込量ＤＡＣＣが閾値踏込量ＴＨＤ以下において、車速ＳＶＨＣＬが第１の閾値車速ＴＨＳ１以上第２の閾値車速ＴＨＳ２以下のときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐが、車速ＳＶＨＣＬが第１の閾値車速ＴＨＳ１よりも小さいとき、および、第２の閾値車速ＴＨＳ２よりも大きいときの加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐよりも相対的に小さくなるように設定されていなくてもよい。この場合であっても、車速ＳＶＨＣＬやアクセル踏込量ＤＡＣＣに応じて運転者が最適と感じる他の加速度管理ＴｐレートＭＲＡＴｐを容易に設定できる。
１０…燃料電池車両
１１０…燃料電池
１２０…ＦＣ昇圧コンバーター
１３０…パワーコントロールユニット
１３２…モータードライバー
１３４…ＤＣ／ＤＣコンバーター
１３６…トラクションモーター
１３７…ＡＣＰドライバー
１３８…エアコンプレッサー
１３９…車速検出部
１４０…二次電池
１４２…ＳＯＣ検出部
１７５…アクセル位置検出部
１８０…制御装置
ＷＬ…車輪

Claims (5)

  1. 電動モーターによって駆動する車両であって、
    前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、
    前記車両の車速を検出する速度検出部と、
    前記アクセル踏込量および車速に基づいて前記電動モーターの要求トルクを算出し、前記要求トルクに基づいて、前記電動モーターを駆動する実行トルクの必要な増加速度であるトルク増加速度を算出するとともに、算出した前記トルク増加速度に基づいて前記電動モーターを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記実行トルクが所定の閾値トルクに達するまでは、所定のトルク増加速度で運転し、前記実行トルクが前記閾値トルクに達した後は、前記所定のトルク増加速度よりも、トルク増加速度を低下させ、
    前記制御部は、前記アクセル踏込量と、前記車速と、前記トルク増加速度の上限値との対応関係が示された第１のマップを備えており、
    前記実行トルクが前記閾値トルク以上、かつ、前記トルク増加速度が前記上限値以上の場合、前記トルク増加速度を前記上限値まで低下させる、車両。
  2. 請求項１に記載の車両であって、
    前記制御部は、前記車速と、前記閾値トルクとの対応関係が示された第２のマップを備えており、前記第２のマップは、相対的に前記車速が大きいときの前記閾値トルクの値が、相対的に前記車速が小さいときの前記閾値トルクの値以上となるように設定されている、車両。
  3. 請求項１または請求項２に記載の車両であって、
    前記第１のマップは、相対的に前記アクセル踏込量が大きいときの前記上限値が、相対的に前記アクセル踏込量が小さいときの前記上限値以上となるように設定されている、車両。
  4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の車両であって、
    前記第１のマップは、前記アクセル踏込量が閾値踏込量以下の場合において、前記車速が第１の閾値車速以上第２の閾値車速以下のときの前記上限値が、前記車速が前記第１の閾値車速よりも小さいとき、および、前記第２の閾値車速よりも大きいときの前記上限値よりも小さくなるように設定されている、車両。
  5. 電動モーターによって駆動する車両の制御方法であって、
    前記車両のアクセル踏込量、および、車速を検出し、前記アクセル踏込量および前記車速に基づいて前記電動モーターの要求トルクを算出し、前記要求トルクに基づいて、前記電動モーターを駆動する実行トルクの必要な増加速度であるトルク増加速度を算出するとともに、算出した前記トルク増加速度に基づいて前記電動モーターを制御し、前記実行トルクが所定の閾値トルクに達するまでは、所定のトルク増加速度で運転し、前記実行トルクが前記閾値トルクに達した後は、前記所定のトルク増加速度よりも、トルク増加速度を低下させ、
    前記車両は、前記アクセル踏込量と、前記車速と、前記トルク増加速度の上限値との対応関係が示された第１のマップを有し、前記実行トルクが前記閾値トルク以上、かつ、前記トルク増加速度が前記上限値以上の場合、前記トルク増加速度を前記上限値まで低下させる、制御方法。
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