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【発明の名称】 燃料電池を有する車両の制御装置
【発明者】 【氏名】森沢 邦夫
【要約】 【課題】燃料電池が電動機の電気エネルギ源として用いられても、駆動輪のスリップ時の車両の挙動や車両の走行性が損なわれることのない燃料電池を有する車両の制御装置を提供する。

【解決手段】本実施例によれば、所定のトラクション制御開始条件が成立した場合には、車両の牽引力を高めるために駆動輪すなわち前輪６６、６８が路面をグリップするように、たとえばスリップ率ＲS 〔＝（ΔＶ／ＶF ）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率ＲS1内に入るようにその前輪６６、６８の回転或いは駆動力を抑制するトラクション制御装置１０８或いはトラクション制御手段１１２が設けられているので、燃料電池ＦＣを有する車両でも、たとえば低μ路での発進或いは加速時において、トラクション制御装置１０８により前輪６６、６８のスリップ率ＲS が目標スリップ率ＲS1内とされて車両の牽引力が高められるとともに、横抗力が高められて車両の安定性が高められる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料電池と、該燃料電池から出力される電気エネルギにより車両の駆動輪を駆動する電動機とを有する車両の制御装置であって、所定のトラクション制御開始条件が成立した場合には、車両の牽引力を確保するために前記駆動輪の出力を抑制するトラクション制御手段を、含むことを特徴とする燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項２】 前記トラクション制御手段によるトラクション制御時に前記燃料電池の出力を制御する燃料電池出力制御手段が設けられたものである請求項１の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項３】 前記燃料電池出力制御手段は、前記トラクション制御手段によるトラクション制御時に前記電動機の出力を低下させるために前記燃料電池の出力を低下させるものであり、その後の電動機出力の増大時には蓄電装置からの電気エネルギを用いて該電動機の出力トルクを増大させる電動機出力制御手段がさらに設けられた請求項２の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項４】 前記車両は、前輪および後輪のうちの一方を原動機が駆動し、他方を電動機が駆動する前後輪駆動車両である請求項１乃至３のいずれかの燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項５】 前記車両は前輪および後輪のうちの一方を第１の電動機が駆動し、他方を第２の電動機が駆動する前後輪駆動車両である請求項１乃至３のいずれかの燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項６】 前記トラクション制御手段は、トラクション制御するために前記一方の車輪を駆動する原動機の出力を低下させるものであり、前記電動機出力制御手段は、蓄電装置および燃料電池からの電気エネルギにより前記電動機を駆動するものである請求項４の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項７】 前記前後輪駆動車両には前記原動機により駆動される発電機が備えられ、前記他方の車輪を駆動する電動機は該発電機から発生される電気エネルギにより駆動され、該発電機の発電が制限される場合には、前記燃料電池からの電気エネルギにより前記電動機が駆動されるものである請求項４の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項８】 前記燃料電池および原動機へ燃料を分配する燃料分配装置が設けられ、トラクション制御手段によるトラクション制御時に該燃料分配装置を制御するものである請求項４の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項９】 前記トラクション制御時に前記燃料電池の出力により電動機を駆動制御する場合、該燃料電池の出力を制限するものである請求項４の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項１０】 前記燃料が所定量以下となった場合には前記原動機の作動が制限されるものである請求項６の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項１１】 前記トラクション制御手段は、車輪に制動力を付与する車輪ブレーキを作動させることによりトラクション制御を実行するものである請求項１の燃料電池を有する車両の制御装置。
【請求項１２】 前記燃料電池の作動状態に基づいて前記トラクション制御手段によるトラクション制御を補正する補正手段をさらに備えたものである請求項１の燃料電池を有する車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池と、その燃料電池から出力された電気エネルギにより作動させられる電動機とを備えた車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池と、その燃料電池から出力される電気エネルギにより車両の駆動輪を駆動する電動機とを有する車両が知られている（特開昭５０−３１５１６号公報）。また、互いに独立した前輪駆動系および後輪駆動系にそれぞれ設けられた複数の原動機の少なくとも１部に、燃料電池から出力される電気エネルギにより車両の駆動輪を駆動する電動機を用いた４輪駆動車両が知られている（特開平９−２９８８０３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の燃料電池を有する車両が記載された公報には、駆動輪にスリップが発生したときにおいて、駆動系や燃料電池などを適切に制御することができる技術が開示されておらず、種々の改良の余地があった。たとえば、燃料電池を電動機の電気エネルギ源として用いた車両は、たとえば４輪駆動実行時に電動機の電気エネルギ源として蓄電装置を有する従来の車両に比較すると、燃料電池が比較的応答性が低い性質を有することに起因して駆動輪のスリップ時の車両の挙動や車両の走行性が損なわれる場合があったのである。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、燃料電池が電動機の電気エネルギ源として用いられても、駆動輪のスリップ時の車両の挙動や車両の走行性が損なわれることのない燃料電池を有する車両の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、燃料電池と、その燃料電池から出力される電気エネルギにより車両の駆動輪を駆動する電動機とを有する車両の制御装置であって、所定のトラクション制御開始条件が成立した場合には、車両の牽引力を確保または高めるために前記駆動輪の出力を抑制するトラクション制御手段を、含むことにある。
【０００６】
【第１発明の効果】このようにすれば、燃料電池を有する車両でも、たとえば低μ路での発進或いは加速時において駆動輪のスリップが発生した場合には、トラクション制御手段によりその駆動輪の出力すなわち駆動輪の回転が抑制されて車両の牽引力が確保されまたは高められるとともに、横抗力も確保されて車両の安定性が高められる。
【０００７】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記トラクション制御手段によるトラクション制御時に前記燃料電池の出力を制御する燃料電池出力制御手段が、さらに設けられる。このようにすれば、トラクション制御装置によるトラクション制御時には、燃料電池出力制御手段によって燃料電池の出力が制御されるので、トラクション制御に対応して燃料電池が適切に作動させられる。たとえば、トラクション制御開始直後には、アシストトルクを出力させるために蓄電装置からの電気エネルギにより電動機が直ちに作動させられ、その蓄電装置の充電残量が不足状態となるなどの所定時間後において燃料電池から出力される電気エネルギにより電動機が作動させられるように燃料電池の出力が制御される。これにより、トラクション制御が長引いてもアシスト駆動すなわち４輪駆動が継続的に得られる。
【０００８】また、好適には、前記燃料電池出力制御手段は、前記トラクション制御手段によるトラクション制御時に前記電動機の出力を低下させるために前記燃料電池の出力を低下させるものであり、その後の電動機出力の増大時には蓄電装置からの電気エネルギを用いて該電動機の出力トルクを増大させる電動機出力制御手段が設けられたものである。このようにすれば、トラクション制御が開始されると、燃料電池出力制御手段により燃料電池の出力が低下させられるとともに、電動機出力制御手段により、その後の電動機出力の増大時には蓄電装置からの電気エネルギを用いて該電動機の出力トルクを増大させられるので、高い加速応答性が得られる。
【０００９】また、好適には、前記車両は、前輪および後輪のうちの一方を原動機が駆動し、他方を電動機が駆動する４輪駆動車両すなわち前後輪駆動車両である。このようにすれば、トラクション制御手段を備えた４輪駆動車両において、燃料電池の出力が好適に制御される。
【００１０】また、好適には、前記車両は、前輪および後輪の一方を第１の電動機が駆動し、他方を第２の電動機が駆動する前後輪駆動車両すなわち４輪駆動車両である。このようにすれば、トラクション制御手段を備えた４輪駆動車両において、燃料電池の出力が好適に制御される。
【００１１】また、好適には、前記トラクション制御手段は、トラクション制御するために前記一方の車輪を駆動する原動機の出力を低下させるものであり、前記電動機出力制御手段は、蓄電装置および燃料電池からの電気エネルギにより前記他方の車輪を駆動する電動機を駆動するものである。このようにすれば、トラクション制御手段を備えた４輪駆動車両において、他方の車輪を駆動する電動機が蓄電装置および燃料電池からの電気エネルギにより作動させられるため、その電動機の作動の応答性が高められる。
【００１２】また、好適には、前記前後輪駆動車両には前記原動機により駆動される発電機が備えられ、前記他方の車輪を駆動する電動機はその発電機から発生される電気エネルギにより駆動され、その発電機の発電がその発熱などにより制限される場合には、前記燃料電池からの電気エネルギにより前記電動機が駆動されるものである。このようにすれば、上記電動機による他方の車輪の駆動期間が制限されず、その電動機の作動が継続的に実行される利点がある。
【００１３】また、好適には、前記燃料電池および原動機へ燃料を分配する燃料配分装置が設けられ、トラクション制御手段によるトラクション制御時にその燃料分配装置を制御するものである。このようにすれば、トラクション制御時においては、燃料電池および原動機へ燃料を分配する燃料配分装置が制御されるので、その燃料の分配制御によっても前記トラクション制御および４輪駆動制御が可能となる。
【００１４】また、好適には、前記トラクション制御時に前記燃料電池の出力により電動機を駆動制御する場合、その燃料電池の出力を制限するものである。このようにすれば、トラクション制御時において燃料電池の発熱が好適に防止される利点がある。この燃料電池の出力が制限されるトラクション制御期間では、原動機により駆動される発電機から出力される電気エネルギが電動機に供給されるので、燃料電池の出力制限に拘らず電動機によるアシスト作動が制限されず、発電機の駆動により同時に原動機の負荷が増加する分、一方の車輪の駆動力が低下して上記トラクション制御効果が一層高められる。
【００１５】また、好適には、前記燃料が所定量以下となった場合には前記原動機の作動が制限されるものである。このようにすれば、燃料の残量が少なくなったときには、相対的に効率の低い原動機の作動が制限され、効率の高い燃料電池で電動機が駆動されるので、燃料効率が一層高められる。
【００１６】また、好適には、前記トラクション制御手段は、駆動輪に制動力を付与する車輪ブレーキを作動させてその駆動輪の回転を抑制してトラクション制御を実行するものである。このようにすれば、上記トラクション制御手段によるトラクション制御において高い制御応答が得られる。
【００１７】また、好適には、前記燃料電池の作動状態に基づいて前記トラクション制御手段によるトラクション制御を補正するトラクション制御補正手段をさらに備えたものである。このようにすれば、燃料電池の作動状態に基づいてトラクション制御が補正されるので、燃料電池の出力状態に適合したトラクション制御が行われる利点がある。たとえば、燃料電池から電動機へ出力される電気エネルギの大きさすなわち電動機から出力されるアシストトルクが大きくなるほど、トラクション制御による一方の車輪の駆動力（回転）抑制が緩和され、車両が容易に走行できるようになる。
【００１８】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明が適用された４輪駆動車両すなわち前後輪駆動車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。この前後輪駆動車両は、内燃機関および電動機を原動機として備えた所謂ハイブリッド車両であって、前輪駆動系を前輪駆動装置すなわち主駆動装置１０にて駆動し、後輪駆動系を後輪駆動装置すなわち副駆動装置１２にて駆動する形式の駆動装置である。
【００２０】上記主駆動装置１０は、空気および燃料の混合気が燃焼させられることにより作動させられる内燃機関であるエンジン１４と、第１電動機および発電機として選択的に機能するモータジェネレータＭＧ１（以下、ＭＧ１という）と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置１８と、変速比が連続的に変化させられる無段変速機２０とを同心に備えている。上記エンジン１４は第１原動機すなわち主原動機として機能している。上記エンジン１４は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度θTHを変化させるためにそのスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ２１を備えている。
【００２１】上記遊星歯車装置１８は、機械的に力を合成し或いは分配する合成分配機構であって、共通の軸心まわりに独立して回転可能に設けられた３つの回転要素、すなわち上記エンジン１４にダンパ装置２２を介して連結されたサンギヤ２４と、第１クラッチＣ１を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つ上記ＭＧ１の出力軸が連結されたキャリヤ２８と、第２クラッチＣ２を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つブレーキＢ１を介して非回転部材たとえばハウジング３０に連結されるリングギヤ３２とを備えている。上記キャリヤ２８は、サンギヤ２４およびリングギヤ３２とかみ合い且つ相互にかみ合う１対のピニオン（遊星歯車）３４および３６を、それらの自転可能に支持している。上記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１は、いずれも互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより係合させられたり、その押圧解除により解放されたりする油圧式摩擦係合装置である。
【００２２】上記遊星歯車装置１８とそのキャリヤ２８に連結されたＭＧ１は、第２クラッチＣ２が係合されてエンジン１４の作動（運転）状態すなわちサンギヤ２４の回転状態においてＭＧ１の発電量を制御することすなわちＭＧ１の回転駆動トルクであるキャリヤ２８の反力を受けつつ回転を制御してＭＧ１に発電させると同時に出力メンバーであるリングギヤ３２の回転数を０から滑らかに増加させて車両の滑らかな発進加速を可能とする電気トルコン（ＥＴＣ）装置を構成している。このとき、遊星歯車装置１８のギヤ比ρ（サンギヤ２４の歯数／リングギヤ３２の歯数）がたとえば一般的な値である０．５とすると、リングギヤ３２のトルク：キャリヤ２８のトルク：サンギヤ２４のトルク＝１／ρ：（１−ρ）／ρ：１の関係から、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえば約２倍近くに増幅されて無段変速機２０へ伝達されるので、トルク増幅モードと称される。また、第１クラッチＣ１が係合されることにより、エンジン１４が停止状態でＭＧ１のみでの前輪６６、６８の駆動を行うことも可能である。
【００２３】また、上記無段変速機２０は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ設けられた有効径が可変の１対の可変プーリ４０および４２と、それ１対の可変プーリ４０および４２に巻き掛けられた無端環状の伝動ベルト４４とを備えている。それら１対の可変プーリ４０および４２は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ固定された固定回転体４６および４８と、その固定回転体４６および４８との間にＶ溝を形成するように入力軸２６および出力軸３８に対して軸心方向に移動可能且つ軸心まわりに相対回転不能に取付られた可動回転体５０および５２と、それら可動回転体５０および５２に推力を付与して可変プーリ４０および４２の掛かり径すなわち有効径を変化させることにより変速比γ（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を変更する１対の油圧シリンダ５４および５６とを備えている。
【００２４】上記無段変速機２０の出力軸３８から出力されたトルクは、減速装置５８、差動歯車装置６０、および１対の車軸６２、６４を介して１対の前輪６６、６８へ伝達されるようになっている。なお、本実施例では、前輪６６、６８の舵角を変更する操舵装置が省略されている。
【００２５】前記副駆動装置１２は、第２電動機および発電機として機能するリヤモータジェネレータＭＧ２（以下、ＭＧ２という）を備え、そのＭＧ２から出力されたトルクは、減速装置７２、差動歯車装置７４、および１対の車軸７６、７８を介して１対の後輪８０、８２へ伝達されるようになっている。
【００２６】上記の前後輪駆動車両には、ガソリンなどの液体燃料やＬＰＧなどを貯留するための燃料タンク８８、電源として機能する燃料電池ＦＣ、液体燃料から燃料電池ＦＣにおいて消費される水素ガスへ改質する改質器９０、燃料タンク８８内の液体燃料をエンジン１４および改質器９０へ分配する燃料配分装置９２、ＭＧ１或いはＭＧ２から回生により発生した電気エネルギ又は燃料電池ＦＣから発生した電気エネルギを貯えるためのキャパシタ或いは蓄電池などの蓄電装置９４、その蓄電装置９４から供給された電気エネルギを用いて燃料電池ＦＣから発生した水を電気分解して水素を発生し、その水素を燃料電池ＦＣ或いは水素貯蔵器９６へ供給する水素発生装置９８、ＭＧ１と蓄電装置９４との間で授受される電流を制御する第１インバータ１００、ＭＧ２と蓄電装置９４と燃料電池ＦＣとの間で授受される電流を制御する第２インバータ１０２が設けられている。
【００２７】また、上記前後輪駆動車両には、図示しないエンジン駆動装置、変速制御装置、ハイブリッド制御装置に加えて、トラクション制御装置１０８および駆動制御装置１１０などが設けられている。それら制御装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えた所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々の制御を実行する。また、上記の制御装置は、相互に通信可能に接続されており、所定の制御装置から必要な信号が要求されると、他の制御装置からその所定の制御装置へ適宜送信されるようになっている。
【００２８】上記トラクション制御装置すなわちＴＲＣ制御装置１０８は、圧雪路や凍結路などのような路面摩擦係数μの低い低μ路における発進或いは加速走行時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を確保して高めるために、エンジン１４或いはＭＧ１の出力と、図示しない油圧ブレーキ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設けられたホイールブレーキ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBの制動力とを制御し、駆動輪である前輪６６、６８の出力すなわち回転を抑制する。たとえば、各車輪に設けられた回転センサからの信号に基づいて、車輪車速（車輪回転速度に基づいて換算される車体速度）たとえば右前輪車輪車速ＶFR、左前輪車輪車速ＶFL、右後輪車輪車速ＶRR、左後輪車輪車速ＶRL、前輪車速〔＝（ＶFR＋ＶFL）／２〕、後輪車速〔＝（ＶRR＋ＶRL）／２〕、および車体車速（ＶFR、ＶFL、ＶRR、ＶRLのうちの最も遅い速度）を算出する一方で、たとえば主駆動輪である前輪車速と非駆動輪である後輪車速との差であるスリップ速度ΔＶが予め設定された制御開始判断基準値ΔＶ1 を越えると、前輪にスリップ判定をし、且つスリップ率ＲS 〔＝（ΔＶ／ＶF ）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率ＲS1内に入るようにＭＧ１の出力トルクを低下させると同時にホイールブレーキ６６WB、６８WBを用いて前輪６６、６８の駆動力を低下させる。また、燃料電池ＦＣからの出力に従ってＭＧ１或いはＭＧ２が作動させられて車両を走行させている場合には、その燃料電池ＦＣへ供給される燃料を制限することにより、駆動輪である前輪６６、６８或いは後輪８０、８２の駆動力や回転を抑制してその駆動輪のグリップ力を高め、車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高める。すなわち、ＭＧ１或いはＭＧ２に対する燃料電池ＦＣの出力を制限することによってもトラクション制御を実行する。
【００２９】駆動制御装置１１０は、２輪駆動状態と４輪駆動状態との間の切換のために前輪６６、６８および／または後輪８０、８２の駆動力を制御する。通常走行では、専ら前輪６６、６８を駆動するためのエンジン１４およびＭＧ１を有する主駆動装置１０を用いて車両を駆動する。たとえば、シフトレバーの操作位置ＰSH、スロットル開度θ（スロットル弁開度或いはアクセルペダルの操作量ＡCC）、車速Ｖ、蓄電装置９４の蓄電量ＳＯＣに基づいて、予め設定された複数の運転モードのうちからいずれか１つの選択を行うとともに、スロットル開度θ、ブレーキペダルの操作量ＢF に基づいて、ＭＧ１或いはＭＧ２の発電に必要なトルクにより制動力を発生させるトルク回生制動モード、或いはエンジン１４の回転抵抗トルクにより制動力を発生させるエンジンブレーキモードを選択する。上記複数の運転モードは、たとえば、比較的低負荷の発進或いは定速走行において第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることによりＭＧ１のみで走行させるモータ走行モード、比較的中負荷走行または高負荷走行において第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が共に係合させられ且つブレーキＢ１が解放されることによりエンジン１４およびＭＧ１で走行させる直結モード、第２クラッチＣ２が係合させられ且つ第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１が共に解放された状態でＭＧ１が反力（ＭＧ１を回生作動させる駆動トルク）を受けつつ回転が徐々に制御（増加）されることによりエンジン１４が所定の回転数に維持された状態で車両が滑らかに零発進させられるＥＴＣモードである。しかし、車両の加速性或いは走破性が要求される場合には高μ路アシスト制御が実行され、凍結路、圧雪路のような低摩擦係数路（低μ路）における発進走行時において車両の発進能力を高める場合には低μ路アシスト制御が実行され、専ら後輪８０、８２を駆動するためのＭＧ２を有する副駆動装置１２をさらに用いて、前後輪の荷重配分比に対応する駆動力配分比となるようにＭＧ２を作動させ、ＭＧ２のアシストトルクによる４輪駆動状態で車両を一時的に駆動する。
【００３０】図２および図３は、上記アシスト制御に際して、ＭＧ２或いは後輪から出力されるアシストトルクすなわちＭＧ２へ供給される電気エネルギ（電気量或いは電力）の一例を示し、図２は比較的短いアシスト期間の場合、図３は比較的長いアシスト期間を示している。図２および図３において、Ａ領域はアシスト開始時点ｔ0 以後蓄電装置（キャパシタ）９４から速やかに供給される電気量を示し、Ｂ領域はアシスト開始時点ｔ0 以後ＭＧ１から供給される電気量を示している。このＭＧ１から供給される電気量がアシストトルクに対応する値まで立ち上がった後に蓄電装置９４から供給される電気量が所定量以下に低下するので、以後はアシスト終了時点ｔ2 までＭＧ１からの電気量でＭＧ２が駆動される。図２のＣ領域は蓄電装置９４を再充電するためにＭＧ１から供給される電気量を示している。図３のＤ領域は、燃料電池ＦＣからＭＧ２へ供給される電気量を示している。この燃料電池ＦＣから出力される電気量の立上がりに伴ってＭＧ１から供給される電気量が減少させられる一方で、その燃料電池ＦＣから出力される電気量はそれまでＭＧ１から供給されていた電気量よりも所定値増加させられている。
【００３１】また、上記駆動制御装置１１０は、以下に詳述するように、ＴＲＣ制御装置１０８や燃料電池ＦＣの作動状態に関連してＭＧ２の作動などを制御する。
【００３２】図４は、トラクション制御装置１０８や駆動制御装置１１０などの制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。トラクション制御手段１１２は、トラクション制御開始条件が成立した場合には、エンジン１４或いはＭＧ１の出力と、図示しない油圧ブレーキ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設けられたホイールブレーキ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBの制動力とを制御し、駆動輪である前輪６６、６８の駆動力すなわち回転を抑制させ、圧雪路や凍結路などのような路面摩擦抵抗の低い低μ路における発進或いは加速走行時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高める。また、燃料電池ＦＣからの出力に従ってＭＧ１或いはＭＧ２が作動させられて車両を走行させている場合には、後述の燃料制御手段１１４によりその燃料電池ＦＣへ供給される燃料を制限することにより、駆動輪である前輪６６、６８或いは後輪８０、８２の駆動力や回転を抑制してその駆動輪のグリップ力を高め、車両の安定性を高めたり或いは牽引力を確保する（高める）。すなわち、ＭＧ１或いはＭＧ２に対する燃料電池ＦＣの出力を制限することによってもトラクション制御を実行する。
【００３３】燃料制御手段１１４は、燃料配分装置９２を制御して、エンジン１４や燃料電池ＦＣへ供給される燃料流量を制御する。たとえば、前記トラクション制御装置１０８によるトラクション制御中には、エンジン１４の出力を抑制するためにそのエンジン１４へ供給される燃料が減少するように燃料配分装置９２を制御する。また、トラクション制御装置１０８によるトラクション制御中に、アシスト駆動のための電気エネルギを発生させるためにエンジン１４によりＭＧ１が駆動される場合には、そのＭＧ１を駆動するために消費されるトルクと同等のトルクを発生させるための補償用燃料を燃料配分装置９２からエンジン１４へ供給させ、エンジン１４によるＭＧ１の駆動が停止された場合にはその補償用燃料の供給を停止させる。さらに、たとえばトラクション制御手段１１２からの指令に従って燃料電池ＦＣに供給される燃料を制限してその燃料電池ＦＣの出力を抑制する。この意味において、上記燃料制御手段１１４は、燃料電池出力制限手段としても機能している。
【００３４】アシスト制御開始判定手段１１６は、アシスト制御の開始条件が成立した否か、たとえば、低μ路アシスト制御の場合には、車速Ｖが所定値ＶX1以下であり、アクセルペダルによる加速操作が行われ、且つ駆動輪である前輪６６、６８のスリップが発生したか否かを判定する。アシスト制御手段１１８は、ＭＧ２の出力を制御するための電動機出力制御手段として機能するものであり、上記アシスト制御開始判定手段１１６によりアシスト制御の開始条件が成立したと判定されると、車両の加速性或いは低μ路における走破性や発進能力を高めるために、専ら後輪８０、８２を駆動するためのＭＧ２を有する副駆動装置１２をさらに用いて、前後輪の荷重配分比に対応する駆動力配分比となるように定められたアシストトルクが基本的に出力されるようにＭＧ２を作動させ、ＭＧ２のアシストトルクによる４輪駆動状態で車両を一時的に駆動する。このため、アシスト制御手段１１８は、アシスト制御の開始条件が成立したと判定されると直ちに、エンジン１４により駆動されるＭＧ１、蓄電装置９４、燃料電池ＦＣから上記アシストトルクを発生させるための電気エネルギをＭＧ２へ出力させる指令を行い、ＭＧ１の駆動に消費されるトルクと同等のトルクを発生させるための補償用燃料を燃料配分装置９２からエンジン１４へ供給させる。
【００３５】また、上記アシスト制御手段１１８は、車両のアシスト駆動のための蓄電装置９４の出力、ＭＧ１の発電作動、および燃料電池ＦＣの出力をそれぞれ協調的に制御する協調制御手段１２０、および燃料電池ＦＣからＭＧ２への出力状態に応じてトラクション制御を補正するトラクション制御補正手段１２２を備えている。上記協調制御手段１２０は、アシスト制御開始点以後の蓄電装置９４の出力割合および出力時間を設定し、蓄電装置９４の充電量ＳＯＣが設定値ＳＯＣO を下回ると蓄電装置９４からの出力を停止するとともにＭＧ１からの出力を継続させ、アシスト制御開始点以後の経過時間ｔが予め設定されたＭＧ１の許容作動時間ｔA を越えるか或いはＭＧ１の温度が予め設定された許容温度を越えると、ＭＧ１の発電を停止させ、燃料電池ＦＣからの出力に切り換える。運転者の加速要求操作にしたがって後輪８０、８２の出力の増加要求がある場合には、上記燃料電池ＦＣからＭＧ２へ出力される電気量は、それまでのＭＧ１からの値よりも所定値増量される。前記図３はこのような出力状態を示している。
【００３６】また、上記トラクション制御補正手段１２２は、燃料電池ＦＣの作動状態に基づいて前記トラクション制御装置１０８により行われているトラクション制御を補正する。すなわち、上記のように燃料電池ＦＣからＭＧ２へ出力される電気量をそれまでのＭＧ１からの値よりも所定値増量する場合には、前輪６６、６８がトラクション制御によって回転速度上昇すなわち車速上昇が抑制されているため、ＭＧ２のアシストトルクの増加に応じて前輪６６、６８の駆動トルク或いは回転の抑制を緩め、４輪駆動状態の車両が走行し易くされる。
【００３７】再スリップ判定手段１２４は、アシスト制御の終了判定が行われた直後における駆動輪の再スリップが発生したか否かを判定する。供給源切換手段１２６は、たとえば燃料電池ＦＣからの電気エネルギによりＭＧ２すなわち後輪８０、８２が駆動される４輪走行状態において上記アシスト制御に燃料電池ＦＣの出力によってＭＧ２のアシスト作動が行われていた場合に上記再スリップ判定手段１２４により再スリップが発生したと判定されたときには、燃料配分装置９２から燃料電池ＦＣへの燃料供給を停止させてその燃料電池ＦＣからのＭＧ２への電気エネルギの供給を停止させると同時に、エンジン１４により駆動されるＭＧ１からＭＧ２への電気エネルギの供給を開始させることにより、燃料電池ＦＣの発熱を抑制する。
【００３８】燃料不足状態判定手段１２８は、燃料タンク８８内の液体燃料或いは気体燃料などの燃料の残量が予め設定した不足判定基準値以下となったか否かを、図示しないレベルセンサからの信号に基づいて判定する。前記供給源切換手段１２６は、たとえばエンジン１４により駆動されるＭＧ１からＭＧ２へ電気エネルギが供給されることにより後輪８０、８２が駆動されている後輪走行状態たとえば４輪駆動走行状態において上記燃料不足状態判定手段１２８により燃料タンク８８内の液体燃料或いは気体燃料などの燃料の残量が予め設定した不足判定基準値以下となったと判定された場合には、エンジン１４によるＭＧ１の駆動を停止させると同時に、燃料配分装置９２から燃料電池ＦＣへの燃料供給を開始させてその燃料電池ＦＣからの電気エネルギをＭＧ２へ供給させることにより後輪駆動走行或いは４輪駆動走行を継続させる。
【００３９】充電不可状態判定手段１３０は、蓄電装置９４が充電不可状態であるか否かを、たとえば充電残量ＳＯＣが予め設定された値ＳＯＣO より多い充電不可状態であるか否かを判定する。電気分解制御手段１３２は、回生により得られた電気エネルギを用いて燃料電池ＦＣから排出された水または図示しないエヤコンから排出された除湿時の水等を電気分解し、得られた水素を燃料電池制御手段１３４を経て作動中の燃料電池ＦＣへ供給するか或いは水素貯蔵器９６へ供給して貯蔵させる。この水素貯蔵器９６において水素の貯蔵が満杯となった場合には、上記その余剰水素を用いて燃料電池ＦＣから得られた電気エネルギを、このとき同時に協調作動している図示しない電気制動装置の電気アクチュエータまたは電気ＰＳ、車両駆動システムに供給する。
【００４０】図５は、前記駆動制御装置１１０などの制御作動の要部を説明するフローチャートであって低μ路におけるアシスト制御ルーチンを示し、図６は、図５の協調制御ルーチンを示している。
【００４１】図５のステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１では、車速Ｖが所定値ＶX1以下であるか否かが判断される。このＳＡ１の判断が肯定される場合は、ＳＡ２において所定以上の加速操作が行われたか否かがアクセル開度θが増加したか否かに基づいて判断される。このＳＡ２の判断が肯定される場合は、ＳＡ３において、駆動輪すなわち前輪６６、６８のスリップが発生したか否かがスリップ速度ΔＶが所定値ΔＶ2 を上まわったか否かに基づいて判断される。上記ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３の判断のいずれかが否定される場合は図示しない走行時制御が実行されるが、すべて肯定される場合は、前記トラクション制御手段１１２に対応するＳＡ４において、上記前輪６６、６８の回転或いは駆動力を抑制するためのトラクション制御が実行される。すなわち、上記ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３がトラクション制御開始条件成立判定手段に対応している。このトラクション制御では、前輪６６、６８のスリップ率ＲS 〔＝（ΔＶ／ＶF ）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率ＲS1内に入るようにエンジン１４或いはＭＧ１の出力トルクが低下させられると同時にホイールブレーキ６６WB、６８WBにより前輪６６、６８の駆動力が低下させられる。また、トラクション制御効果を高めるために、燃料配分装置９２によりエンジン１４へ配分される燃料が減少されることによってエンジン１４の出力トルクが低下させられる。
【００４２】次いで、ＳＡ５においては、上記トラクション制御の効果が十分に発生したか否か、すなわちそのトラクション制御により牽引力が増加して前輪６６、６８のグリップ力が高められた結果、車速Ｖが増加したか否かが判断される。このＳＡ５の判断が肯定される場合は、ＳＡ６以下のアシスト制御が回避されて他の制御ルーチンが実行される。すなわち、上記ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ５は、低μ路アシスト制御の開始条件が成立したか否かを判断する前記アシスト制御開始判定手段１１６に対応している。
【００４３】上記ＳＡ５の判断が否定される場合は、ＳＡ６において低μ路アシスト制御が開始される。この低μ路アシスト制御は、たとえば数秒程度の比較的短期間内に後輪８０、８２の駆動力を発生させるためにＭＧ２を駆動するものであり、基本的には前後輪の荷重配分に対応した大きさのトルクを発生させるが、たとえば坂路の傾斜度合いに応じてゲインを変更することにより基本値が変更される。
【００４４】次いで、ＳＡ７では、エンジン１４により駆動されるＭＧ１、蓄電装置９４、燃料電池ＦＣから上記アシストトルクを発生させるための電気エネルギをＭＧ２へ出力させる指令が出されるとともに、ＭＧ１の駆動に消費されるトルクと同等のトルクを発生させるための補償用燃料が燃料配分装置９２からエンジン１４へ供給される。したがって、このＳＡ７は燃料制御手段１１４にも対応している。
【００４５】前記協調制御手段１２０に対応するＳＡ８では、上記ＭＧ１、蓄電装置９４、燃料電池ＦＣの作動を相互に組み合わせることにより、図３に示されるように電気量が出力され、ＭＧ２からアシストトルクが出力される。すなわち、図６の協調制御ルーチンに示すように、アシスト制御開始点以後の蓄電装置９４の出力割合および出力時間が設定され（ＳＡ８１、ＳＡ８２）、蓄電装置９４の充電量ＳＯＣが設定値ＳＯＣO を下回ると蓄電装置９４からの出力が停止されるとともにＭＧ１からの出力が継続され（ＳＡ８３、ＳＡ８４）、アシスト制御開始点以後の経過時間ｔが予め設定されたＭＧ１の許容作動時間ｔA を越えるか或いはＭＧ１の温度が予め設定された許容温度を越えると、ＭＧ１の発電が停止させられて燃料電池ＦＣからの出力に切り換えられる（ＳＡ８５、ＳＡ８６）。また、登坂路などにより運転者の加速要求が増加するにしたがって後輪８０、８２の出力の増加要求がある場合には、上記燃料電池ＦＣからＭＧ２へ出力される電気量は、それまでのＭＧ１からの値よりも所定値増量される（ＳＡ８７）。
【００４６】次いで、前記トラクション制御補正手段１２２に対応するＳＡ９では、上記のように燃料電池ＦＣからＭＧ２へ出力される電気量をそれまでのＭＧ１からの値よりも所定値増量される場合には、ＭＧ２のアシストトルクの増加に応じて前輪６６、６８の駆動トルク或いは回転の抑制が緩められて４輪駆動状態の車両走行が容易とされる。また、前記燃料制御手段１１４に対応するＳＡ１０では、上記ＳＡ８においてＭＧ１の発電が中止された場合には、そのＭＧ１の発電のために必要なトルクを更に発生させるためにエンジン１４に供給されていた補償用燃料が燃料配分装置９２によって供給停止される。
【００４７】次に、アシスト制御終了条件が成立するか否かがＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３において判断される。アクセル開度θが全閉状態である場合はＳＡ１１の判断が肯定されてアシスト制御が終了させられ、他の制御が実行される。また、ＳＡ１１においてアクセル開度θが全閉状態でないと判断されてもＳＡ１２においてスリップ速度ΔＶが所定値ΔＶ1 を下まわると判断されるかまたはＳＡ１３において車速Ｖがある程度の値ＶX2より上に確保されていると判断される場合は、ＳＡ１４においてアシスト制御終了指令が出されれる。しかし、スリップ速度ΔＶが所定値ΔＶ1 （但し、ΔＶ1 ≦ΔＶ2 ）以上であり（ＳＡ１２）且つ車速Ｖがある程度の値ＶX2より上に確保されていない（ＳＡ１３）場合は、ＳＡ１以下が繰り返し実行されて、低μ路アシスト制御が継続される。
【００４８】上記ＳＡ１４に続くＳＡ１５では燃料電池ＦＣからＭＧ２への電気エネルギの供給が逓減され、ＳＡ１６ではトラクション制御装置１０８へトラクション補正制御の中止指令が出力され、ＳＡ１７では前輪ブレーキ６６B 、６８B が緩められて前輪６６、６８の駆動トルクが回復させられ、ＳＡ１８では２輪駆動のために燃料配分が前輪寄りに変更され、燃料電池ＦＣへの燃料供給が停止される。そして、ＳＡ１９では、駆動輪すなわち前輪６６、６８のスリップが終了したか否かがスリップ速度ΔＶが所定値ΔＶ2 を下まわったか否かに基づいて判断される。このＳＡ１９の判断が否定される場合は前記ＳＡ４以下が繰り返し実行されるが、肯定される場合は他の制御たとえば高μ路アシスト制御などが実行される。
【００４９】図７は、上記制御と同時に或いは独立に実行される燃料電池出力制御ルーチンを示している。図７のＳＢ１では、燃料電池ＦＣの出力が供給されるＭＧ１或いはＭＧ２により車両が走行させられる状態においてそのＭＧ１或いはＭＧ２により駆動される駆動輪である前輪６６、６８或いは後輪８０、８２にたとえば低μ路によりスリップが発生したか否かが判断される。ドライ路などにより当初からスリップが発生しておらずＳＢ１の判断が否定される場合はＳＢ４、ＳＢ５の判断が共に否定され且つＳＢ６の判断が肯定されるので、ＳＢ８において燃料電池ＦＣの出力が維持される。しかし、低μ路などによりスリップが発生して上記ＳＢ１の判断が肯定されると、前記トラクション制御手段１１２に対応するＳＢ２において、燃料電池ＦＣのＭＧ１或いはＭＧ２に対する電気エネルギの供給量が制限されることにより、前輪６６、６８或いは後輪８０、８２のスリップが抑制されて車両の牽引力が確保され車両の安定性が高められる。次いで、前記燃料制御手段１１４に対応するＳＢ３において、燃料電池ＦＣに対する燃料供給量が制限されてその燃料電池ＦＣの出力が低下させられる。
【００５０】以上のサイクルが繰り返し実行されるうちにＳＢ１の判断が否定されると、ＳＢ４において、上記ＳＢ２によりＭＧ１或いはＭＧ２の出力が低下させられてからの経過時間が予め設定された所定の時間を経過したか否かが判断される。この所定の時間は、ＳＢ２によるトラクション制御作動が許容される最大時間である。当初は上記ＳＢ４の判断が否定されるので、ＳＢ５において車両の出力増大操作が行われたか否かがたとえばスロットル開度θの変化に基づいて判断される。車両の出力増大操作が行われない場合は、このＳＢ５の判断が否定されるとともに、ＳＢ６において前回のサイクルで燃料電池ＦＣの出力が低下させられていたと判断されるので、ＳＢ８において、燃料電池ＦＣの出力が本来の値すなわちスリップ発生前の通常の出力値に復帰させられる。しかし、車両の出力増大操作が行われた場合は、上記ＳＢ５の判断が肯定されるので、前記供給源切換手段１２６に対応するＳＢ７において蓄電装置（キャパシタ）９４からの出力が直ちにＭＧ１或いはＭＧ２に供給されて車両の駆動力が速やかに増量させられる。たとえばＭＧ２の場合には、アシストトルクが速やかに増加させられて加速応答性が高められる。そして、所定時間経過すると、燃料電池ＦＣの出力が本来の値すなわちスリップ発生前の通常の出力値に復帰させられる。
【００５１】上述のように、本実施例によれば、所定のトラクション制御開始条件が成立した場合には、車両の牽引力を高めるために駆動輪すなわち前輪６６、６８が路面をグリップするように、たとえばスリップ率ＲS 〔＝（ΔＶ／ＶF ）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率ＲS1内に入るようにその前輪６６、６８の回転或いは駆動力を抑制するトラクション制御装置１０８或いはトラクション制御手段１１２が設けられているので、燃料電池ＦＣを有する車両でも、たとえば低μ路での発進或いは加速時において、トラクション制御装置１０８により前輪６６、６８のスリップ率ＲS が目標スリップ率ＲS1内とされて車両の牽引力が確保され（高められ）るとともに、横抗力が高められて車両の安定性が高められる。
【００５２】また、本実施例によれば、トラクション制御手段１１２によるトラクション制御時に燃料電池ＦＣの出力を制御する燃料（電池出力）制御手段１１４が、さらに設けられる。このようにすれば、トラクション制御手段１１２によるトラクション制御時には、燃料（電池出力）制御手段１１４によって燃料電池ＦＣの出力が制御されるので、トラクション制御に対応して燃料電池ＦＣが適切に作動させられる。たとえば、トラクション制御開始直後には、アシストトルクを出力させるために蓄電装置９４からの電気エネルギによりＭＧ２が直ちに作動させられ、その蓄電装置９４の充電残量ＳＯＣが不足状態となるなどの所定時間後において燃料電池ＦＣから出力される電気エネルギによりＭＧ２が作動させられるように燃料電池ＦＣの出力が制御される。これにより、トラクション制御が長引いてもアシスト駆動すなわち４輪駆動が継続的に得られる。
【００５３】また、好適には、前記燃料（電池出力）制御手段１１４は、トラクション制御手段１１２によるトラクション制御時にＭＧ２の出力を低下させるために燃料電池ＦＣの出力を低下させるものであり、その後のＭＧ２出力の増大時には蓄電装置９４からの電気エネルギを用いてＭＧ２の出力トルクを増大させるアシスト制御手段（電動機出力制御手段）１１８が設けられたものであることから、トラクション制御が開始されると、燃料（電池出力）制御手段１１４により燃料電池ＦＣの出力が低下させられるとともに、アシスト制御手段（電動機出力制御手段）１１８により、その後のＭＧ２出力の増大時には蓄電装置９４からの電気エネルギを用いてＭＧ２の出力トルクを増大させられるので、高い加速応答性が得られる。
【００５４】また、本実施例によれば、車両が、前輪６６、６８を原動機として機能するエンジン１４が駆動し、後輪８０、８２を電動機として機能するＭＧ２が駆動する形式の４輪駆動車両すなわち前後輪駆動車両であるので、トラクション制御装置１０８が備えられた４輪駆動車両において、駆動輪である前輪６６、６８のスリップに好適に対応したトラクション制御やアシスト制御が得られ、車両の安定性が高められる。
【００５５】また、本実施例によれば、トラクション制御装置１０８は、トラクション制御するために前記一方の車輪を駆動する原動機の出力を低下させるものであり、アシスト制御手段（電動機出力制御手段）１１８は、蓄電装置９４および燃料電池ＦＣからの電気エネルギにより後輪８０、８２を駆動するＭＧ２を駆動するものであるので、トラクション制御装置１０８を備えた４輪駆動車両において、後輪８０、８２を駆動するＭＧ２が蓄電装置９４および燃料電池ＦＣからの電気エネルギにより作動させられるため、そのＭＧ２の作動の応答性が高められる。
【００５６】また、本実施例によれば、前後輪駆動車両にはエンジン１４により駆動されるＭＧ１（発電機）が備えられ、後輪８０、８２を駆動するＭＧ２はそのＭＧ１から発生される電気エネルギにより駆動され、そのＭＧ１の発電がその発熱などにより制限される場合には、燃料電池ＦＣからの電気エネルギによりＭＧ２が駆動されるものであるので、上記ＭＧ２による後輪８０、８２のアシスト駆動期間が制限されず、そのＭＧ２の作動が継続的に実行される利点がある。
【００５７】また、本実施例によれば、燃料電池ＦＣおよびエンジン１４へ燃料を分配する燃料配分装置９２が設けられ、トラクション制御装置１０８によるトラクション制御時にその燃料配分装置９２を制御するものであることから、トラクション制御装置１０８においては、トラクション制御中やアシスト制御中において燃料電池ＦＣおよびエンジン１４へ燃料を分配する燃料配分装置９２が制御されるので、その燃料の配分制御によっても前記トラクション制御や４輪駆動のためのアシスト制御が好適に実施される。トラクション制御効果を得るためにエンジン１４へ分配する燃料を減少させる場合には、ブレーキ６６B 、６８B による制動力が軽減されるか或いは解消されるので、ブレーキ６６B 、６８B に頼る場合に比較して燃料の損失が低減される。
【００５８】また、本実施例によれば、トラクション制御装置１０８は、前輪６６、６８に制動力を付与する前輪ブレーキ６６B 、６８B を作動させてその前輪６６、６８の回転を抑制することによりトラクション制御を実行するものであるので、上記トラクション制御装置１０８によるトラクション制御において高い制御応答が得られる。
【００５９】また、本実施例によれば、燃料電池ＦＣの作動状態に基づいてトラクション制御装置１０８によるトラクション制御を補正するトラクション制御補正手段１２２をさらに備えたものであることから、燃料電池ＦＣの作動状態に基づいてトラクション制御が補正されるので、燃料電池ＦＣの出力状態に適合したトラクション制御が行われる利点がある。たとえば、燃料電池ＦＣからＭＧ２へ出力される電気エネルギの大きさすなわちＭＧ２から出力されるアシストトルクが大きくなるほど、トラクション制御による前輪６６、６８の駆動力（回転）抑制が緩和されるので、車両が一層容易に走行できるようになる。
【００６０】また、本実施例によれば、燃料電池ＦＣの出力によりＭＧ１或いはＭＧ２を駆動制御する車両の走行中において、トラクション制御時にはその燃料電池ＦＣからＭＧ１或いはＭＧ２への出力が制限されることにより駆動輪のスリップが抑制され（トラクション制御手段１１２、ＳＢ２）、その後の出力増大時には蓄電装置９４からの出力が上記ＭＧ１或いはＭＧ２へ供給され（供給源切換手段１２６、ＳＢ７）、その後に立上がりの遅い燃料電池ＦＣの出力が供給される（ＳＢ８）ので、好適な発進、加速応答性が得られる。
【００６１】次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】図８および図９は、前記図５のアシスト制御ルーチンおよび図６の協調制御ルーチンに代わる制御ルーチンをそれぞれ示す図である。図８のアシスト制御ルーチンは、図５のものに比較して、ＳＡ９が除去され、ＳＡ１５乃至ＳＡ１９に代えてＳＡ２０乃至ＳＡ２２が設けられている点において相違する。図９の協調制御ルーチンは、図６のものに比較して、ＳＡ８７に代えてＳＡ８８乃至ＳＡ９０が設けられている点において相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６３】図８のトラクション制御手段１１２に対応するＳＡ４では、燃料配分装置９２による燃料配分制御によってエンジン１４へ配分される燃料が減少され、エンジン１４の出力トルクが低下させられることにより駆動輪すなわちＭＧ１の回転が抑制される。図９に示すＳＡ８の協調制御においては、ＳＡ８８において、燃料電池ＦＣの実際の温度が予め設定された許容温度以上となったか否かが図示しない温度センサからの信号に基づいて判断される。このＳＡ８８の判断が肯定される場合は、ＳＡ８９において、燃料電池ＦＣおよびＭＧ１の双方の負荷を軽減するために、それまで燃料電池ＦＣからＭＧ２へ専ら供給された電気エネルギのうちの一部がジェネレータとして機能するＭＧ１から供給されて４輪駆動走行が継続される。しかし、上記ＳＡ８８の判断が否定される場合は、ＳＡ９０においてＭＧ１からの供給が停止させられるとともに、専ら燃料電池ＦＣからＭＧ２へ電気エネルギが供給される。
【００６４】アシスト終了指令が出された後に実行される図８のＳＡ２０では、燃料電池ＦＣからＭＧ２への電気エネルギの供給量すなわちＭＧ２のアシストトルク（後輪８０、８２の駆動力）が徐々に減少されるとともに、その過程で車両全体の駆動力が維持されるようにエンジン１４に対する燃料供給が増加させられて前輪６６、６８の駆動力が高められる。次いで、前記再スリップ判定手段１２４に対応するＳＡ２１では、アシスト制御直後に駆動輪である前輪６６、６８のスリップが再び発生しているか否かが判断される。このＳＡ２１の判断が否定される場合は、ＳＡ１以下が繰り返し実行されるが、肯定される場合すなわち再スリップが発生したと判定される場合は、前記供給源切換手段１２６に対応するＳＡ２２において、燃料電池ＦＣからＭＧ２への電気エネルギの出力を中止してその燃料電池ＦＣの発熱を抑制するとともに、ＭＧ１からＭＧ２への電気エネルギの供給に切り換えられ、且つそのＭＧ２から出力されるアシストトルクが徐々に減少させられる。
【００６５】上述のように、本実施例によれば、前述の実施例と同様の効果が得られる。また、トラクション制御時に燃料電池ＦＣの出力でＭＧ２が駆動されて４輪駆動走行されるとき、スリップが再発生してそのトラクション制御が行われる場合には燃料電池ＦＣからＭＧ２への供給が制限されるので、燃料電池ＦＣの発熱が好適に防止される利点がある。この燃料電池ＦＣの出力が制限されるトラクション制御期間では、エンジン１４により駆動されるＭＧ１から出力される電気エネルギがＭＧ２に供給されるので、燃料電池ＦＣの出力制限に拘らずＭＧ２によるアシスト作動が制限されず、ＭＧ１の駆動により同時にエンジン１４の負荷が増加する分、前輪６６、６８の駆動力が低下して上記トラクション制御効果が一層高められる。
【００６６】図１０は、前記図５のアシスト制御ルーチンに代わる制御ルーチンを示す図である。図１０のアシスト制御ルーチンは、走行中の加速操作により前輪６６、６８がスリップしたときのアシスト制御を考慮したものであって、図５のものに比較して、ＳＡ４、ＳＡ５、ＳＡ７乃至ＳＡ１０、ＳＡ１５乃至ＳＡ１９が除去され、それに代えてＳＡ２９乃至ＳＡ３４が設けられている点において相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６７】図１０において、ＳＡ６において低μ路アシスト制御が開始されると、前記トラクション制御手段１１２に対応するＳＡ３０において、エンジン１４によって駆動されるＭＧ１からＭＧ２へ電気エネルギが供給されて後輪８０、８２からアシストトルクが出力されるので、車両が４輪駆動走行状態とされる。このとき、エンジン１４の出力トルクからはＭＧ１を駆動するためのトルクが消費されるので、前輪６６、６８の駆動トルクがその分だけ低下させられ、スリップ中の前輪６６、６８の回転が抑制される。すなわち、実質的にトラクション制御が実行される。次いで、ＳＡ３１では、ＳＡ５と同様に車速の増加が生じたか否かが判断される。
【００６８】このＳＡ３１の判断が否定される場合はＳＡ３以下が繰り返し実行されることにより後輪アシスト走行が継続される。しかし、上記ＳＡ３１の判断が肯定される場合は、上記トラクション制御の効果が発生して車速増加した状態であるので、ＳＡ３２において、走行中加速操作によるシフトダウン指令が出力或いは実行されたか否かが判断される。このＳＡ３２の判断が否定される場合はＳＡ３以下が繰り返し実行されることによりアシスト制御が継続される。しかし、ＳＡ３２の判断が肯定される場合すなわちシストダウン指令が出力或いは実行された場合には、ＳＡ３３において、ＳＡ３と同様に駆動輪のスリップが発生したか否かが判断される。このＳＡ３３の判断が否定される場合はＳＡ３或いはＳＡ６以下が実行されてアシスト制御が継続される。
【００６９】しかし、ＳＡ３３の判断が肯定される場合は、パワーオンシフトダウンによるスリップが発生した状態であるので、前記トラクション制御手段１１２に対応するＳＡ３４において、ＭＧ１からＭＧ２へ供給される電気エネルギによるアシスト（トラクション制御）中に、それが中止され、且つ燃料配分のみによる駆動力配分制御が実行される。すなわち、アクセルが所定以上踏み込まれてシフトダウンが発生し、エンジン１４の回転速度が上昇してＭＧ１によるエンジン負荷が低下してスリップが発生した状態であるので、燃料配分装置９２によるエンジン１４への燃料が抑制されて前輪６６、６８の回転（スリップ）が抑制されると同時に、燃料配分装置９２により燃料電池ＦＣへ燃料が供給され、車両全体の駆動力を維持するためにその燃料電池ＦＣからＭＧ２へ供給される電気エネルギによるアシストが実行される。
【００７０】本実施例によれば、燃料電池ＦＣおよびエンジン１４へ燃料を分配する燃料配分装置９２が設けられ、トラクション制御手段１１２によるトラクション制御時にその燃料分配装置９２を制御するものであることから、その燃料配分装置９２による分配制御によってもトラクション制御および４輪駆動制御が可能となる。すなわち、駆動輪スリップ時において、パワーオンシフトダウン時にスリップした場合には、エンジン１４の出力が低下させられて前輪６６、６８の回転が抑制されると同時に、燃料配分装置９２により燃料電池ＦＣへ燃料が供給され、車両全体の駆動力を維持するためにその燃料電池ＦＣからＭＧ２へ供給される電気エネルギによるアシストが実行されるので、好適なトラクション制御および４輪駆動走行が得られる。
【００７１】図１１は、前記図５のアシスト制御ルーチンに代わる制御ルーチンを示す図である。図１１のアシスト制御ルーチンは、走行中に燃料が所定量以下となった場合に燃焼効率の良い燃料電池ＦＣを優先的に作動させるものであって、図５のものに比較して、ＳＡ９、ＳＡ１５乃至ＳＡ１９が除去され、それに代えてＳＡ３５乃至ＳＡ３６がＳＡ５の次に設けられている点において相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００７２】図１１において、前記燃料不足判定手段１２８に対応するＳＡ３５では、燃料タンク８８内の液体燃料或いは気体燃料などの燃料の残量が予め設定された不足判定基準値以下となったか否かが判断される。このＳＡ３５の判断が否定される場合は前記ＳＡ７以下が実行されるが、肯定される場合は、前記供給源切換手段１２６に対応するＳＡ３６において、４輪駆動のためにエンジン１４により駆動されるＭＧ１からＭＧ２への電気エネルギの供給（直行）を停止するために、燃料配分装置９２によりエンジン１４への燃料供給が抑制或いは停止されてエンジン１４のアイドル回転或いは停止させられ、且つクラッチＣ１、Ｃ２が解放されてエンジン１４から前輪６６、６８までの動力伝達経路が解放される一方で、その燃料配分装置９２により燃料電池ＦＣへ燃料が供給されて、この燃料電池ＦＣからＭＧ２への電気エネルギの供給により、機械的伝達効率の高いＭＧ２を原動機とする後輪駆動系で２輪駆動走行が行われる。また、４輪駆動が必要な状態では第１クラッチＣ１を係合し、ＭＧ１にも燃料電池ＦＣから電気エネルギを供給し、前輪６６、６８が駆動される。
【００７３】本実施例によれば、燃料タンク８８内の液体燃料或いは気体燃料などの燃料の残量が所定量以下となった場合には、相対的に効率の低いエンジン１４の作動が停止または制限される一方で相対的に効率の高い燃料電池ＦＣが作動させられるとともに、機械的伝達効率の高いＭＧ２を原動機とする後輪駆動系で又はＭＧ１による前輪駆動を加えた４輪駆動系で車両が走行させられるので、燃料効率が一層高められ、残された液体燃料で可及的長距離を走行させられることができる。
【００７４】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００７５】たとえば、前述の実施例の前後輪駆動車両では、前輪６６、６８をエンジン１４およびＭＧ１を備えた主駆動装置１０が駆動し、後輪８０、８２をＭＧ２を備えた副駆動装置１２が駆動する形式であったが、後輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよい。また、前輪６６、６８または後輪８０、８２を駆動するための１または２個の電動機（モータジェネレータ）を設けた車両や、無段変速機２０に代えて、有段変速機が設けられた車両であってもよい。
【００７６】また、前述の図５、図７、図８、図１０、図１１の実施例は、同じ車両の制御装置により同時に実行されてもよい。
【００７７】また、前述の車両において所定負荷以下の発進の場合には、発進に必要な燃料をエンジン１４へ全量供給せず、一部を燃料電池ＦＣに供給し、効率のよいＭＧ１またはＭＧ２による駆動の割合を高めて効率を高めてもよい。
【００７８】また、前述の車両において、発進時或いは加速時において蓄電装置９４からの電気エネルギの供給によりアシスト駆動されるが、加速指向或いはパワー指向の運転や積載重量増加などで加速不足状態の場合には、上記蓄電装置９４に加えて燃料電池ＦＣの出力がアシスト駆動に用いられてもよい。
【００７９】また、前述の車両において、渋滞走行時には、前輪動力伝達経路をニュートラル状態とし、ＭＧ１からの電気エネルギでＭＧ２による２輪走行で発進させ、所定アクセル開度では燃料電池ＦＣからの電気エネルギでＭＧ２による２輪走行を行って発進加速感を上昇させてもよい。また、発進後の中高速では、上記ＭＧ２の出力不足を補うようにエンジン１４の出力を制御して双方で加速するようにしてもよい。
【００８０】また、前述の車両において、回生時に蓄電装置９４の充電残量ＳＯＣが１００％であるために充電余地がない場合には、回生により得られた電気エネルギを用いて燃料電池ＦＣから排出された水又はエヤコン除湿時に排出された水等を電気分解し、得られた水素を燃料電池ＦＣ或いは水素貯蔵器９６へ供給するようにしてもよい。
【００８１】また、前述の車両において、低μ路アシスト走行の加速時において高回転によりエンジン１４の負荷が低下してトラクション効果が低下した場合には、エンジン１４への燃料供給を制限すると同時に燃料電池ＦＣへ燃料を供給してＭＧ２の出力を上昇させるようにしてもよい。
【００８２】また、前述の車両において、経済走行のために、ＭＧ１および／またはＭＧ２により車両を発進させ、走行後にエンジン１４を作動させて発進のタイムラグを防止し、エンジン始動しないときには燃料電池ＦＣからＭＧ１および／またはＭＧ２への供給を継続させるようにしてもよい。
【００８３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成１２年１月１９日（２０００．１．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００８５３６１
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸 （外２名）
【公開番号】 特開２００１−２０４１０７（Ｐ２００１−２０４１０７Ａ）
【公開日】 平成１３年７月２７日（２００１．７．２７）
【出願番号】 特願２０００−１０８３６（Ｐ２０００−１０８３６）