JP2007245895A

JP2007245895A - 電動モータ式４輪駆動車両のモータ駆動制御装置

Info

Publication number: JP2007245895A
Application number: JP2006071283A
Authority: JP
Inventors: Rei Masuda; 麗増田; Hideki Kawashima; 英樹川島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】モータトルク指令値を出力可能上限トルクに制限している間、車速上昇に伴うモータトルク指令値の低下が急になって電圧が異常上昇するのを防止する。
【解決手段】モータ回転数Nmに対するモータ出力可能上限トルクの変化割合が最も大きく、これに基づくモータトルク指令値の制限中、車速上昇に伴うモータトルク指令値の低下が急になって異常電圧上昇を生じやすいモータ回転数域Nm1〜Nm2の特性を変化割合の緩やかな実線特性に変更して仮想上限モータトルクを設定し、他の特性は出力可能上限トルク線と同じにした許容上限トルク線を求める。モータトルク指令値を制限するに際し、異常電圧上昇を生ずるモータ回転加速度のもとでは、波線図示の出力可能上限トルク線に代えて、実線で示す許容上限トルク線を基にモータトルク指令値の制限を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、前後輪の一方を内燃機関（エンジン）などの主動力源により駆動し、他方の車輪を電動モータからの動力により駆動する電動モータ式4輪駆動車両に関し、特に、電動モータのトルク指令値がモータ回転数ごとの出力可能上限トルクを超えないよう制限されることで急低下した場合の異常な電圧上昇を防止する技術に関するものである。

内燃機関（エンジン）などの主動力源からの動力により駆動される主駆動輪のほかに、主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動される電動モータ駆動車輪を具えた、電動モータ式4輪駆動車両としては従来、例えば特許文献１に記載されたごときものがある。

この車両は、前２輪（または後２輪）をエンジン駆動し、後２輪（または前２輪）を電動モータにより駆動可能とし、エンジンに駆動結合した４輪駆動専用の発電機からの電力により電動モータを直接駆動する。
なお電動モータの駆動制御に当たっては、車両の運転状態に応じて電動モータのトルク指令値を決定し、これに対応するよう発電機から電動モータへの電気エネルギーを制御することにより、モータトルクを指令値となして所期の目的を達成する。
特開平０７−２３１５０８号公報

ところで、モータトルク指令値が急低下して実モータトルクがこの指令値となるよう制御する間は、モータ駆動用の電力も急減して、エンジン駆動されている発電機の発電電力が急に余剰となり、この急増した余剰電力が電圧の異常上昇を惹起する。
かかる電圧の異常上昇は、電動モータ式4輪駆動車両の制御システムに悪影響を及ぼすだけでなく、この悪影響を未然に防ぐための安全装置が作動するなどして煩わしいという問題が懸念される。

なおこの懸念を回避するためには、モータトルク指令値の低下中に発電機の発電状況をモニターしながら、電圧の異常上昇を生ずるようなら、モータトルク指令値の低下をゆっくり行わせることも考えられるが、
以下に説明するように、ハードウェア限界などに起因してモータトルク指令値に制限を施す必要が生じた結果、モータトルク指令値を急低下させなければならない場合においては、当該モータトルク指令値の制限を優先させなければならず、上記の対策を用いることができず、余剰電力による電圧の異常上昇を回避し得ない。

つまり電動モータには、図10に例示するごとく、回転数Nm（車速VSPに対応する）ごとの出力可能上限トルクが存在し、電動モータのモータトルク指令値として、これを超える指令値を与えても、電動モータは対応したトルクを出力し得ないし、制御上も好ましくない。
よって、モータトルク指令値が図10に例示する出力可能上限トルク線を越えたトルク値であるときは、モータトルク指令値を出力可能上限トルクに制限するのが一般的である。

しかし、かかるモータトルク指令値の制限中に、モータ回転数Nm（車速VSP）に対する出力可能上限トルクの変化割合が比較的大きな例えば図10に示すNm1〜Nm2間のモータ回転数域でモータ回転数Nm（車速VSP）が上昇する場合は、これに伴うモータトルク指令値の低下速度が急になり、かかるモータトルク指令値の急低下により、発電機の発電電力が余剰となって、電圧の異常上昇を惹起する。

この問題解決のためにモータトルク指令値の低下をゆっくり行わせようとしても、上記ハードウェア限界に基づくモータトルク指令値の制限はこれを優先させなければならないことから、この場合、モータトルク指令値の低下をゆっくり行わせるという上記の対策を用いることができず、モータトルク指令値の急低下による電圧の異常上昇に関した問題を回避し得ない。

本発明は、ハードウェア限界に基づくモータトルク指令値の制限を行っても、その低下速度が電圧の異常上昇を生ずるほど急なものにならないよう、モータトルク指令値の制限に際して用いるハードウェア限界マップを操作すれば、
ハードウェア限界に基づくモータトルク指令値の制限中におけるモータトルク指令値の急低下を防止して、電圧の異常上昇に関した前記の問題を回避し得るとの事実認識にもとづき、
この着想を具体化して従来の問題を解消し得るようにした電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のごとき以下の構成とする。
先ず前提となる電動モータ式4輪駆動車両は、
主動力源からの動力により駆動される主駆動輪と、
上記主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動される電動モータ駆動車輪とを具え、
上記電動モータのモータトルク指令値を、モータ回転数ごとの出力可能上限トルクを超えないよう制限するものである。

本発明は、かかる電動モータ式4輪駆動車両において、
上記モータトルク指令値の制限による該モータトルク指令値の低下速度が、上記発電電力の余剰に起因して電圧の異常上昇を生ずるような急低下である場合、上記モータ回転数に対する上記出力可能上限トルクの変化割合よりも緩やかな変化割合の仮想上限トルクを上記出力可能上限トルクの代わりに用いて前記モータトルク指令値の制限を行うよう構成したことを特徴とするものである。

かかる本発明のモータ駆動制御装置によれば、
上記モータトルク指令値の制限による該モータトルク指令値の低下速度が電圧の異常上昇を生ずるような急低下である場合、上記の仮想上限トルクを出力可能上限トルクの代わりに用いてモータトルク指令値の制限を行うため、そして、モータ回転数に対する仮想上限トルクの変化割合が、モータ回転数に対する出力可能上限トルクの変化割合よりも緩やかであることから、
モータトルク指令値の制限を行っている間にその低下速度が電圧の異常上昇を生ずるほど急なものになるのを緩和することができ、かかる電圧の異常上昇による電動モータ式4輪駆動車両の制御システムへの悪影響を回避し得ると共に、この悪影響を未然に防ぐための安全装置が作動する煩わしさを解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になるモータ駆動制御装置を具えた電動モータ式４輪駆動車両の駆動系を略示し、
本実施例においてはこの車両を、左右前輪1L,1Rを主動力源としてのエンジン（内燃機関）2によって駆動されるフロントエンジン・フロントホイールドライブ車（F／F車）をベース車両とし、左右後輪3L,3Rを必要に応じ電動モータである後輪駆動モータ4によって駆動可能とした、所謂電動モータ式４輪駆動車両とする。

エンジン2は通常通り、運転者がアクセル操作手段としてのアクセルペダル（図示せず）を踏み込む程度に応じて出力を増大されるものとする。
そしてこのエンジン2は、自動変速機5およびディファレンシャルギヤ装置6を一体ユニットに構成したトランスアクスルを介し左右前輪（主駆動輪）1L,1Rに駆動結合し、エンジン2の出力トルクが自動変速機5およびディファレンシャルギヤ装置6を経て左右前輪1L,1Rに伝達されて車両の走行に供されるものとする。

次に電動モータ4による後輪駆動系を説明するに、これは、エンジン2の出力トルクの一部により無端ベルト7を介して駆動される専用発電機8を具え、この発電機8は、エンジン2の回転数にベルトプーリ比を乗じた回転数でエンジン駆動されており、４輪駆動コントローラ9によって調整される界磁電流Ifhに応じた発電負荷をエンジン2にかけて負荷トルクに応じた電力を発電する。

発電機8が発電した電力は、電力線10によりリレー11を経て後輪駆動モータ4に供給する。
リレー11はコントローラ9からの指令により、発電機8が制御不良になった時に電力線10を遮断したり、後輪駆動が不要でコントローラ9が発電機8に発電負荷をかけないようにした時も永久磁石による若干の発電があることから、これがモータ4に供給されないようにするために電力線10を遮断する。

後輪駆動モータ4の駆動軸は、減速機12およびこれに内蔵された4WDクラッチ13を介して左右後輪（電動モータ駆動車輪）3L,3Rのディファレンシャルギヤ装置14に結合し、モータ4の出力トルクが減速機12によりギヤ比分で増大され、4WDクラッチ13が締結状態であれば、この増大されたトルクがディファレンシャルギヤ装置14により左右後輪3L,3Rに分配出力されるようになす。

4WDクラッチ13の締結・解放、および電動モータ4の回転方向・駆動トルクも４輪駆動コントローラ9によって制御する。
電動モータ4の制御に当たってコントローラ9は、車両運転状態に応じて決まる左右後輪（電動モータ駆動車輪）3L,3Rの目標駆動力に対応した電動モータ4のモータトルク指令値を必要に応じ後述するごとく修正して求め、電動モータ4への界磁電流Ifmの調整によってモータ駆動トルクをこの指令値に一致するよう制御し、界磁電流Ifmの方向によってモータ回転方向を制御する。

モータ4、発電機8、リレー11、4WDクラッチ13の上記した制御を行うために４輪駆動コントローラ9には、４輪駆動スイッチ21からの信号を入力するほかに、
左右前輪1L,1Rの車輪速（前輪速）Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲおよび左右後輪3L,3Rの車輪速（後輪速）Ｖ_ＷＲＬ，Ｖ_ＷＲＲを個々に検出する車輪速センサ群22からの信号と、
後輪駆動モータ4の回転速度Nmを検出するモータ回転センサ23からの信号と、
アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ25からの信号とを入力する。

なお４輪駆動コントローラ9は、運転者が４輪駆動スイッチ21をONにしている間、後で説明するごとく４輪駆動の必要を判断して自動的にモータ４輪駆動を行い、
運転者が４輪駆動スイッチ21をOFFにしている間、前２輪のエンジン駆動のみによる２輪駆動を継続的に行わせるものとする。

以下、コントローラ9が行う基本的な４輪駆動制御を説明する。
まず図2に示す処理により、主駆動輪（エンジン駆動輪）である前輪1L,1Rの駆動（加速）スリップを生起させる原因となるエンジン2の余剰トルクを演算する。
ステップＳ１において、車輪速センサ群２２で検出した前輪速Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲから求め得る平均前輪速Vwfより、同じく車輪速センサ群22で検出した後輪速Ｖ_ＷＲＬ，Ｖ_ＷＲＲから求め得る平均後輪速Vwrを減算して、主駆動輪である左右前輪1L,1Rの加速スリップ量ΔVfを求める。

次のステップＳ２では、上記左右前輪1L,1Rの加速スリップ量ΔVfが所定値、例えば３km/h以上か否かにより、加速スリップが発生しているか否かを判定する。
加速スリップ量ΔVfが３km/h未満と判定する場合は、加速スリップが発生しておらず、エンジン出力の余剰がないとして制御をそのまま終了する。

ステップＳ２で加速スリップ量ΔVfが３km/h以上と判定する加速スリップ発生時は、ステップＳ３において、前輪1L,1Rの加速スリップを発生させるエンジンの余剰トルク、つまり加速スリップを抑制するのに必要な吸収トルクＴ（ΔVf）を、Ｔ（ΔVf）＝K1×ΔVfにより演算する。
なおK1は、実験などによって求めたゲインである。

次のステップＳ４では現在の発電機8の負荷トルクTgを求め、更にステップＳ５において、現在の発電機負荷トルクTgと、前記の余剰トルクＴ（ΔVf）との合算により発電機8の目標発電負荷トルクThを求める。
そしてステップＳ６で、前記車輪速Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲ，Ｖ_ＷＲＬ，Ｖ_ＷＲＲから求め得る車速VSPが、4WDクラッチ13の締結時にモータ4を過回転させる車速域の下限値であるモータ過回転車速（例えば30km/h）未満か否かをチェックする。

車速VSPがモータ過回転車速以上である場合、モータ4が過回転してその耐久性が低下することから４輪駆動を行わせないよう制御をそのまま終了するが、車速VSPがモータ過回転車速未満ならステップＳ7において、発電機8の最大負荷トルクThmaxを求める。
次いでステップＳ８において、発電機8の目標発電負荷トルクTh（ステップＳ５）が最大負荷トルクThmax以上か否かをチェックし、以上ならステップＳ９でTh＝Thmaxとして目標発電負荷トルクThを実現可能な限界であるThmaxに制限し、Th<Thmaxなら制御を終了して目標発電負荷トルクThをステップＳ５で求めたままの値とする。

なお図２では、エンジン駆動輪1L,1Rが加速スリップを発生した場合のみについて、発電機8の目標発電負荷トルクThを求める方法を説明したが、
エンジン駆動輪1L,1Rが加速スリップする虞のある場合や、或いは、所定以下の低速状態である時も、電動モータ４輪駆動を実現するために発電機8の目標発電負荷トルクThを運転状況に応じて求めるものとする。

コントローラ9は、上記のようにして求めた発電機8の目標発電負荷トルクThを基に図３の制御プログラムにより発電機8およびモータ4を制御する。
ステップＳ１１においては、発電機8の目標発電負荷トルクThが正か否かにより発電要求があるか否かをチェックする。
発電要求がなければ制御を終了して、発電機8の発電負荷をエンジン2にかけないようにすると共に、4WDクラッチ13を解放状態にしておく。
発電要求があればステップＳ１２において、予定のマップをもとにモータ回転速度Nmから目標モータ界磁電流Ifmを算出する。
なお図示しなかったが同時に、4WDクラッチ13の入出力回転速度が一致した時に4WDクラッチ13を締結してモータ4の回転を後輪3L,3Rへ伝達可能にする。

ここで、モータ4の回転数Nmに対する目標モータ界磁電流IfmはステップＳ１２内に図示するごとく、モータ回転数Nmが所定回転数以下の場合には一定の所定電流値とし、それ以上のモータ回転数になった場合には、公知の弱め界磁制御方式でモータ4の界磁電流Ifmを小さくする。
その理由は、モータ4が高速回転になるとモータ逆起電圧Ｅの上昇によりモータトルクが低下することから、モータ回転数Nmが所定値以上になったらモータ4の界磁電流Ifmを小さくして逆起電圧Ｅを低下させることにより、モータ4に流れる電流を増加させて所要のモータトルクTmが得られるようにするためである。

次いでステップＳ１３において、上記のようにして求めた目標モータ界磁電流Ifmおよびモータ4の回転数Nmから、予定のマップをもとにモータ4の逆起電圧Ｅを算出する。
更にステップＳ１４で、前記した発電負荷トルクThに基づき対応するモータトルク指令値tTmを算出し、これを、基本的には図10につき前述したように制限した後、或いは必要に応じ、図4〜9につき後述するごとく修正した許容上限トルクマップに基づき制限した後、当該モータトルク指令値tTmに対応する目標モータ界磁電流Ifmを電動モータ4に指令して、電動モータ4がモータトルク指令値tTmに対応したトルクを出力するようになす。

次にステップＳ１５では、モータトルク指令値tTmおよび目標モータ界磁電流Ifmの関数である目標電機子電流Iaを算出し、
その後ステップＳ１６において、目標電機子電流Ia、総合抵抗Ｒ、および逆起電圧Ｅから発電機8の目標電圧ＶをＶ＝Ia×Ｒ＋Ｅの演算により求める。
コントローラ9は、発電機8の発電電圧が、このようにして求めた目標電圧Ｖとなるよう、発電機8の界磁電流Ifhをフィードバック制御する。

かかる発電機8および電動モータ4の制御とは別に４輪駆動コントローラ9は、図3のステップＳ14でモータトルク指令値tTmを制限するに際して用いる許容上限トルク線を、図4の制御プログラムにより求める。
先ずステップＳ21において、車速VSPが、電動モータ4による4輪駆動を許可すべき低車速域か否かをチェックし、車速VSPが4輪駆動許可車速域でなければ、電動モータ4の制御が不要であるから、制御をそのまま終了する。

ステップＳ21で車速VSPが4輪駆動許可車速域と判定するときは、ステップＳ22において、モータ回転数Nmの微分により求め得るモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が、図10に例示する出力可能上限トルク線のどこかで、前記した異常電圧上昇を惹起するような出力可能上限トルクの急低下が生ずるのを判定するための異常電圧上昇判定加速度以上か否かをチェックする。
図10の出力可能上限トルク線の場合、モータ回転数Nmに対する出力可能上限トルクの変化割合がNm1〜Nm2のモータ回転数域で最も大きくてここで最も異常電圧上昇を生じやすいことから、ここを基準に上記の異常電圧上昇判定加速度を決めるのがよい。

ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が、異常電圧上昇判定加速度以上であると判定しない場合は、本発明が解決しようとする課題を生じないから、制御をそのまま終了して図10に例示する出力可能上限トルク線を基にモータトルク指令値tTmの制限（図3のステップＳ14）を行う。

しかし、ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が、異常電圧上昇判定加速度以上であると判定する場合は、本発明が解決しようとする課題を生ずるから、制御をステップＳ23に進めて以下のごとくに仮想上限モータトルクを設定し、許容上限トルク線を求める。
つまり、図10の出力可能上限トルク線を波線のように移記した図5に実線で示すごとく、モータ回転数Nmに対する出力可能上限トルクの変化割合が最も大きくて異常電圧上昇を生じやすいモータ回転数域Nm1〜Nm2の特性を変化割合の緩やかな特性に変更して仮想上限モータトルクを設定し、他の特性は出力可能上限トルク線と同じにした許容上限トルク線を求める。

これにより本実施例では、図3のステップＳ14でモータトルク指令値tTmを制限するに際しては、図10に示す出力可能上限トルク線に代えて、図5に実線で示す許容上限トルク線を基にモータトルク指令値tTmの制限を行うことになる。

これがため本実施例においては、ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が、異常電圧上昇判定加速度以上であると判定する場合でも、モータトルク指令値tTmが勾配の緩やかな図5の仮想上限モータトルク線に沿って制限されることとなり、モータ回転数Nm（車速VSP）の上昇に伴うモータトルク指令値tTmの低下も緩やかなものとなる。
このため、モータトルク指令値tTmの制限を行っている間にその低下速度が電圧の異常上昇を生ずるほど急なものになるのを緩和することができ、かかる電圧の異常上昇による電動モータ式4輪駆動車両の制御システムへの悪影響を回避し得ると共に、この悪影響を未然に防ぐための安全装置が作動する煩わしさを解消することができる。

ところで、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度、つまり、電圧の異常上昇を生ずる程度は、モータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり車両加速度が大きいほど顕著となり、
従って、かかるモータトルク指令値tTmの制限中における低下速度を緩やかにして電圧の異常上昇を防止するために図5のごとく設定する低勾配の仮想上限モータトルク線は、モータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり車両加速度が大きいほど勾配を緩やかにするのが良い。

この意味合いにおいて、図5のごとく1本の仮想上限モータトルク線を設定するのみでは、特定の車両加速度に対応したモータ回転加速度(d/dt)Nmのときしか仮想上限モータトルク線の勾配が適切でなく、これよりも大きなモータ回転加速度（車両加速度）のときは、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度が十分にゆっくりでなくて電圧の異常上昇を確実には防止し得ないし、これよりも小さなモータ回転加速度（車両加速度）のときは、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度が必要以上にゆっくりで、電圧の異常上昇は防止し得ても、不必要なモータトルク指令値tTmの制限により4輪駆動性能の低下を招く。

図6および図7は、この点に関する問題をも解消し得るようにした本発明の他の実施例を示す。
本実施例においては、図6のステップＳ21およびステップＳ22で、図4の同符号で示すステップにおけると同様の判定を行い、ステップＳ21で車速VSPが4輪駆動許可車速域以外と判定するか、或いは、ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が異常電圧上昇判定加速度未満であると判定する場合、図4の場合と同様の処理を行うが、
ステップＳ21で車速VSPが4輪駆動許可車速域と判定し、且つ、ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が異常電圧上昇判定加速度以上であると判定する場合、制御を図4のステップＳ23に代わるステップＳ24へ進めて、以下のごとくに仮想上限モータトルクを設定し、許容上限トルク線を求める。

つまり、図10の出力可能上限トルク線を波線のように移記した図7に実線および二点鎖線で示すごとく、モータ回転数Nmに対する出力可能上限トルクの変化割合が最も大きくて異常電圧上昇を生じやすいモータ回転数域Nm1〜Nm2の特性を、モータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度に応じた変化割合の緩やかな特性に変更して仮想上限モータトルクを設定し、他の特性は出力可能上限トルク線と同じにした許容上限トルク線を求める。

なお仮想上限モータトルクは図7から明らかなように、モータ回転加速度(d/dt)Nmが大きいほど、モータ回転数Nmに対する変化が緩やかなものになるよう設定し、好ましくは、モータ回転数Nmに対する仮想上限トルクの変化割合を、モータ回転加速度(d/dt)Nmごとに、仮想上限トルクに基づくモータトルク指令値tTmの前記制限による該モータトルク指令値tTmの低下速度が、前記した電圧の異常上昇を生ずることのない範囲で最も速い低下速度となるよう決定する。

これにより本実施例では、図3のステップＳ14でモータトルク指令値tTmを制限するに際しては、図10に示す出力可能上限トルク線に代えて、モータ回転加速度(d/dt)Nmに応じた図7に実線または何れかの二点鎖線で示す許容上限トルク線を基にモータトルク指令値tTmの制限を行う。

これがため本実施例においては、ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が、異常電圧上昇判定加速度以上であると判定する場合でも、モータトルク指令値tTmが勾配の緩やかな図7の仮想上限モータトルク線に沿って制限されることとなり、モータ回転数Nm（車速VSP）の上昇に伴うモータトルク指令値tTmの低下も緩やかなものとなる。
このため、モータトルク指令値tTmの制限を行っている間にその低下速度が電圧の異常上昇を生ずるほど急なものになるのを緩和することができ、かかる電圧の異常上昇による電動モータ式4輪駆動車両の制御システムへの悪影響を回避し得ると共に、この悪影響を未然に防ぐための安全装置が作動する煩わしさを解消することができる。

しかも本実施例においては、図7に示すように仮想上限モータトルク線のモータ回転数Nmに対する変化勾配をモータ回転加速度(d/dt)Nmが大きいほど緩やかに設定したから、そして好ましくは、モータ回転数Nmに対する仮想上限トルクの変化割合を、モータ回転加速度(d/dt)Nmごとに、仮想上限トルクに基づくモータトルク指令値tTmの上記制限による該モータトルク指令値tTmの低下速度が、電圧の異常上昇を生ずることのない範囲で最も速い低下速度となるよう決定したから、
如何なるモータ回転加速度(d/dt)Nmのもとでも、仮想上限モータトルク線の勾配が適切なものとなり、
大きなモータ回転加速度（車両加速度）のときに、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度が十分にゆっくりでなくて電圧の異常上昇を確実に防止し得ないかったり、
小さなモータ回転加速度（車両加速度）のときに、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度が必要以上にゆっくりで、不必要なモータトルク指令値tTmの制限により4輪駆動性能の低下を招くという問題を回避することができる。

ところで、上記各実施例においてはモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり車両加速度が大きくなってから、低勾配の仮想上限モータトルク線を設定して許容上限トルク線を求めるようにしたが、この場合、アクセル開度APOの増大操作（場合よっては自動変速機5を加速用レンジへ切り替えた後にアクセル開度APOを増大させる操作）から、実際に車両の加速が発生するまでの間における加速応答遅れ中に前記した作用効果を望み得ない。

図8および図9は、この点に関する問題をも解消し得るようにした本発明の更に他の実施例を示す。
これがため本実施例は、上記各実施例におけると同様、モータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり車両加速度が大きくなってから、低勾配の仮想上限モータトルク線を設定して許容上限トルク線を求めるのに加え、運転者による加速度要求に応じても低勾配の仮想上限モータトルク線を設定するようになしたもので、
図6におけると同様なステップＳ21、ステップＳ22およびステップＳ24に付加して、ステップＳ25およびステップＳ26を設ける。

本実施例においては、図8のステップＳ21およびステップＳ22で、図4および図6の同符号で示すステップにおけると同様の判定を行い、
ステップＳ21で車速VSPが4輪駆動許可車速域以外と判定する場合、図4および図6の場合と同様の処理を行い、
ステップＳ21で車速VSPが4輪駆動許可車速域と判定し、且つ、ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が異常電圧上昇判定加速度以上であると判定する場合、ステップＳ24において、図6の同符号で示すステップにおけると同様の処理により仮想上限モータトルクを設定する。

ステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nm、つまり、車両加速度が異常電圧上昇判定加速度以上でないと判定する場合に選択されるステップＳ25においては、運転者による車両の加速要求があるか否かをチェックする。
このチェックに当たっては、車両の加速要求が、エンジン2の要求負荷指令手段に相当するアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度APO）の増大によってなされることから、また、場合よっては自動変速機5を加速用レンジへ切り替えた後にアクセル開度APOを増大させて加速要求がなされることから、アクセル開度APOの増大時間変化割合ΔAPOや、これと自動変速機5の加速用レンジ切り替え操作との組み合わせにより加速要求の有無をチェックする。

ステップＳ25で加速要求がないと判定する場合は制御をそのまま終了して仮想上限モータトルクの設定を行わないことにより、図4および図6のステップＳ22でモータ回転加速度(d/dt)Nmが異常電圧上昇判定加速度未満であると判定した場合と同様、図3のステップＳ14でのモータトルク指令値tTmの制限を図10の出力可能上限トルク線に基づき行わせる。

しかしステップＳ25で加速要求があると判定する場合は、制御をステップＳ26に進めて、以下のごとくに仮想上限モータトルク設定し、許容上限トルク線を求める。
つまり、図10の出力可能上限トルク線を波線のように移記した図9に実線および二点鎖線で示すごとく、モータ回転数Nmに対する出力可能上限トルクの変化割合が最も大きくて異常電圧上昇を生じやすいモータ回転数域Nm1〜Nm2の特性を、アクセル開度APOの増大速度ΔAPOおよび車速VSPから判る車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）に応じ、この加速要求度（ΔAPO,VSP）が大きいほど変化割合の緩やかな特性に変更して仮想上限モータトルクを設定し、他の特性は出力可能上限トルク線と同じにした許容上限トルク線を求める。

なお仮想上限モータトルクは上記したとおり、また図9から明らかなように、車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）が大きいほど、モータ回転数Nmに対する変化が緩やかなものになるよう設定するが、このとき好ましくは、モータ回転数Nmに対する仮想上限トルクの変化割合を、車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）ごとに（実際は、これにより達成される車両加速度ごとに）、仮想上限トルクに基づくモータトルク指令値tTmの前記制限による該モータトルク指令値tTmの低下速度が、前記した電圧の異常上昇を生ずることのない範囲で最も速い低下速度となるよう決定する。

これにより本実施例では、図3のステップＳ14でモータトルク指令値tTmを制限するに際し、アクセルペダルの踏み込みによる加速要求から実際に加速が行われるまでの加速応答遅れ中から、図10の出力可能上限トルク線に代えて、図9に実線または何れかの二点鎖線で示す許容上限トルク線に基づくモータトルク指令値tTmの制限が行われることとなり、この制限中にモータトルク指令値tTmの低下速度が電圧の異常上昇を生ずるほど急なものになるのを緩和することができ、かかる電圧の異常上昇による電動モータ式4輪駆動車両の制御システムへの悪影響を回避し得ると共に、この悪影響を未然に防ぐための安全装置が作動する煩わしさを解消することができる。

しかも、図9に示すように仮想上限モータトルク線のモータ回転数Nmに対する変化勾配を車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）が大きいほど緩やかに設定したから、そして好ましくは、モータ回転数Nmに対する仮想上限トルクの変化割合を、車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）ごとに、仮想上限トルクに基づくモータトルク指令値tTmの上記制限による該モータトルク指令値tTmの低下速度が、電圧の異常上昇を生ずることのない範囲で最も速い低下速度となるよう決定したから、
如何なる車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）のもとでも、仮想上限モータトルク線の勾配が適切なものとなり、
大きな車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）のときに、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度が十分にゆっくりでなくて電圧の異常上昇を確実に防止し得ないかったり、
小さな車両の加速要求度（ΔAPO,VSP）のときに、モータトルク指令値tTmの上記制限中における低下速度が必要以上にゆっくりで、不必要なモータトルク指令値tTmの制限により4輪駆動性能の低下を招くという問題を回避することができる。

なお本実施例において、加速応答遅れの後に実際に車両の加速が行われる間は、図8のステップＳ22が制御をステップＳ24に進めて、図6の同符号で示すステップと同様の処理により、図7に示すごとくモータ回転加速度(d/dt)Nmに応じた実線または何れかの二点鎖線で示す仮想上限モータトルクを設定して、同図に示すような許容上限トルク線を求めるため、
図3のステップＳ14でモータトルク指令値tTmを制限するに際し、図10に示す出力可能上限トルク線に代えて、モータ回転加速度(d/dt)Nmに応じた図7に実線または何れかの二点鎖線で示す許容上限トルク線を基にモータトルク指令値tTmの制限を行って、図6および図7につき前述したと同様の作用効果を奏し得ることは言うまでもない。

本発明の一実施例になるモータ駆動制御装置を具えた電動モータ式４輪駆動車両の駆動制御系を示す略線図である。同モータ４輪駆動車両の駆動制御系における４輪駆動コントローラが実行するエンジン余剰トルク演算プログラムを示すフローチャートである。同４輪駆動コントローラが実行する発電機およびモータの制御プログラムを示すフローチャートである。同４輪駆動コントローラが実行するモータ許容上限トルク線演算プログラムを示すフローチャートである。図4の演算プログラムにより求めたモータ許容上限トルク線を示す特性線図である。本発明の他の実施例になるモータ駆動制御装置を示す、図4に代わるモータ許容上限トルク線演算プログラムを示すフローチャートである。図6の演算プログラムにより求めたモータ許容上限トルク線を示す特性線図である。本発明の更に他の実施例になるモータ駆動制御装置を示す、図6に代わるモータ許容上限トルク線演算プログラムを示すフローチャートである。図8の演算プログラムにより求めたモータ許容上限トルク線を示す特性線図である。電動モータの一般的な出力可能上限トルク線を示す特性線図である。

符号の説明

1L 左前輪（主駆動輪）
1R 右前輪（主駆動輪）
２エンジン（主動力源）
3L 左後輪（電動モータ駆動車輪）
3R 右後輪（電動モータ駆動車輪）
４後輪駆動モータ（電動モータ）
５自動変速機
６ディファレンシャルギヤ装置
７無端ベルト
８発電機
９４輪駆動コントローラ
10 電力線
11 リレー
12 減速機
13 4WDクラッチ
14 ディファレンシャルギヤ装置
21 ４輪駆動スイッチ
22 車輪速センサ群
23 モータ回転センサ
25 アクセル開度センサ

Claims

主動力源からの動力により駆動される主駆動輪と、
前記主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動される電動モータ駆動車輪とを具え、
前記電動モータのモータトルク指令値を、モータ回転数ごとの出力可能上限トルクを超えないよう制限する電動モータ式4輪駆動車両において、
前記モータトルク指令値の制限による該モータトルク指令値の低下速度が、前記発電電力の余剰に起因して電圧の異常上昇を生ずるような急低下である場合、前記モータ回転数に対する前記出力可能上限トルクの変化割合よりも緩やかな変化割合の仮想上限トルクを前記出力可能上限トルクの代わりに用いて前記モータトルク指令値の制限を行うよう構成したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置。
請求項１に記載の、電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置において、
前記モータ回転数に対する前記仮想上限トルクの変化割合を、モータ回転数の上昇時間変化割合が大きいほど緩やかにしたことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置。
請求項2に記載の、電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置において、
前記モータ回転数に対する前記仮想上限トルクの変化割合を、モータ回転数の上昇時間変化割合ごとに、前記仮想上限トルクに基づく前記モータトルク指令値の制限による該モータトルク指令値の低下速度が、前記電圧の異常上昇を生ずることのない範囲で最も速い低下速度となるよう決定したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置。
請求項１〜3のいずれか1項に記載の、電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置において、
前記モータ回転数に対する前記仮想上限トルクの変化割合を、前記主動力源の要求負荷指令手段による主動力源の要求負荷増大時間変化割合が大きいほど緩やかにしたことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置。
請求項4に記載の、電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置において、
前記モータ回転数に対する前記仮想上限トルクの変化割合を、前記主動力源の要求負荷増大時間変化割合ごとに、前記仮想上限トルクに基づく前記モータトルク指令値の制限による該モータトルク指令値の低下速度が、前記電圧の異常上昇を生ずることのない範囲で最も速い低下速度となるよう決定したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置。