JP2008126867A - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータロックが発生した場合のＭＯＳの温度の上昇を効果的に抑制する。
【解決手段】車両用駆動力制御装置は、モータ４のモータロックの発生を検出し（ステップＳ１）、かつインバータ９のＭＯＳ温度が第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上の場合（ステップＳ２）、クラッチ１２を滑らせる（ステップＳ３）。
【選択図】図８

Description

本発明は、モータで駆動輪を駆動する車両用駆動力制御装置に関する。

前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータ（電動機）で駆動する４輪駆動制御装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この装置は、エンジンによって発電機を駆動し、その発電機が供給する電力によってモータを駆動しており、車両の状態に応じて、発電機からモータに供給する電力を制御している。
特開平７−２３１５０８号公報

ところで、モータで駆動輪を駆動している場合に、モータがモータロック状態になる場合がある。例えば、路発進時や穴からの脱出時に駆動輪に外力が作用して、モータの駆動軸が回転できない、モータロックが発生する。
モータロックが発生して、特にこのときモータに大トルクの出力を要求している場合、１相のみ大電流が流れ、インバータのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）の温度が高温になってしまう。このような場合、モータに要求するトルク（トルク指令値）を減少させることも考えられるが、モータに要求するトルクを急激に減少させてしまうと、発電機の供給電力が余剰となり、電圧が跳ね上がってしまうので、モータに要求するトルクを徐々に減少させなければならない。
しかし、モータに要求するトルクの徐々に減少させた場合、ＭＯＳの温度の上昇の抑制することができず、そのままＭＯＳの温度が上昇して、ＭＯＳが破壊してしまうことが考えられる。
本発明の課題は、モータロックが発生した場合のＭＯＳの温度の上昇を効果的に抑制することである。

前記課題を解決するために、本発明は、モータのモータロックの発生をモータロック検出手段により検出し、前記モータロックが発生している場合の、インバータが受けている負荷状態をインバータ負荷状態検出手段により検出し、クラッチ制御手段は、前記モータロック検出手段がモータロックの発生を検出し、かつ前記インバータ負荷状態検出手段が前記インバータの負荷が所定の負荷状態を越えていることを検出した場合、交流モータから前記従動輪までのトルク伝達経路に介装されたクラッチを開放方向に制御する。

本発明によれば、モータロックが発生し、かつインバータの負荷が所定の負荷状態を越えている場合、交流モータから従動輪までのトルク伝達経路に介装されたクラッチを開放方向に制御することで、交流モータが回転できるようになり、モータロックに起因してインバータが受けている負荷を軽減できる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
第１の実施形態は、本発明を適用した４輪駆動車両である。
図１は、本発明を４輪駆動車両に適用した場合の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、熱機関（内燃機関）であるエンジン２によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、モータ４によって駆動可能な従駆動輪である。ここで、モータ４は交流モータである。

エンジン２の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。従って、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下等に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジンの出力トルクを減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度調整が、エンジン２による前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制する駆動力制御となる。

エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション及びデファレンスギヤ５を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部は、無端ベルト６を介して発電機７に伝達されることで、発電機７は、エンジン２の回転数（以下、エンジン回転数という。）Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数（以下、発電機回転数という。）Ｎｇで回転する。

発電機７は、４ＷＤコントローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｇに応じてエンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機７の発電電力の大きさは、発電機回転数Ｎｇと界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより決定される。なお、発電機７の発電機回転数Ｎｇは、エンジン２のエンジン回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。

図２は発電機７の界磁電流駆動回路の構造を示す図である。
図２（ａ）に示すように、この回路は、界磁電流電源として車両の１４Ｖバッテリ７ａのような定電圧電源と発電機自身の出力電圧とを選択する構成を適用し、界磁電流電源のプラス側を界磁コイル７ｂに繋げて、トランジスタ７ｃをスイッチングするように構成されている。この場合、発電機出力がバッテリ電圧Ｖｂを下回っている状態では、他励領域となってバッテリ電圧Ｖｂが界磁コイル７ｂの電源となり、発電機出力が増加して出力電圧Ｖｇがバッテリ電圧Ｖｂ以上となると、自励領域となって発電機の出力電圧Ｖｇが選ばれて界磁コイル７ｂの電源となる。即ち、界磁電流値を発電機の電源電圧により増大することができるので、大幅な発電機出力の増加が可能である。

なお、界磁電流駆動回路は、図２（ｂ）に示すように界磁電流電源として車両の１４Ｖバッテリ７ａのみ（他励領域のみ）を適用するようにしてもよい。
発電機７が発電した電力は、ジャンクションボックス１０及びインバータ９を介してモータ４に供給可能となっている。モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。なお、本実施形態のモータ４は交流モータである。また、図中の符号１３はデファレンスギヤを示す。

ジャンクションボックス１０内には、インバータ９と発電機７とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態で、発電機７から図示しない整流器を介して供給された直流の電力は、インバータ９内で三相交流に変換されてモータ４を駆動する。
また、ジャンクションボックス１０内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサと、インバータ９の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサとが設けられ、これらの検出信号は４ＷＤコントローラ８に出力される。また、モータ４の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ４の磁極位置信号θを出力する。

また、クラッチ１２は、例えば湿式多板クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。

４ＷＤコントローラ８は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、前記各車輪速度センサ２７ＦＬ〜２７ＲＲで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス１０内の電圧センサ及び電流センサの出力信号、モータ４に連結されたレゾルバの出力信号及びアクセルペダル（不図示）の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。

図３は、４ＷＤコントローラ８の構成を示す。
図３に示すように、４ＷＤコントローラ８は、目標モータトルク演算部８Ａ、モータ必要電力演算手段としての発電機供給電力演算部８Ｂ、発電電流指令演算部８Ｃ、発電機制御手段としての発電機制御部８Ｄ、負荷固定手段としてのモータ制御部８Ｅ、ＴＣＳ制御部８Ｆ、クラッチ制御部８Ｇを備える。
目標モータトルク演算部８Ａは、従駆動輪である後輪３Ｌ，３Ｒの要求駆動力、例えば、４輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ｔｔを算出する。

発電機供給電力演算部８Ｂは、トルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍに基づいて、次式をもとに発電機供給電力Ｐｇを演算する。
Ｐｇ＝Ｔｔ×Ｎｍ／Иｍ ・・・（１）
ここで、Иｍはインバータ効率である。すなわち、発電機供給電力Ｐｇは、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとの積により求められるモータに必要な電力Ｐｍ（＝Ｔｔ×Ｎｍ）よりインバータ効率Иｍ分多い値となる。
発電電流指令演算部８Ｃは、発電機供給電力演算部８Ｂで算出された発電機供給電力Ｐｇと、後述するモータ制御部８Ｅで算出される発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊とに基づいて、次式をもとに発電電流指令値Ｉｄｃ^＊を演算する。
Ｉｄｃ^＊＝Ｐｇ／Ｖｄｃ^＊ ・・・（２）

図４は、発電機７の発電制御を行う発電機制御部８Ｄの詳細を示すブロック図である。
発電機制御部８Ｄは、Ｐ制御部１０１と、Ｉ制御部１０２と、ＦＦ制御部１０３と、制御量加算部１０４と、界磁制御部１０５とで構成され、界磁電圧ＰＷＭデューティ比Ｃ１を決定して発電機７の界磁電流ＩｆｇをＰＷＭ制御する。
Ｐ制御部１０１では、前記（２）式により算出された発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差に基づいてＰ制御を行う。先ず、発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差に所定のゲインを乗算する。そして、発電機の回転数変動に対してゲインの感度を一定にするために、この値に発電機回転数Ｎｇの逆数を乗算し、これをＰ制御における制御量Ｖｐとして後述する制御量加算部１０４に出力する。

Ｉ制御部１０２では、前記（２）式により算出された発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差に基づいてＩ制御を行う。つまり、発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差を積分していく。ここで、積分値は上限値及び下限値をもつ。そして、上記Ｐ制御同様、この積分値に発電機回転数Ｎｇの逆数を乗算し、これをＩ制御における制御量Ｖｉとして後述する制御量加算部１０４に出力する。

ＦＦ制御部１０３では、図５に示すように予め格納された回転数毎の発電機特性マップを参照し、発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊と発電電流指令値Ｉｄｃ^＊とに基づいて、フィードフォワードで発電機界磁電圧のＰＷＭデューティ比Ｄ１を求める。この図５において、曲線ａ１〜ａ４は、発電機７の自励領域において界磁電圧ＰＷＭデューティ比Ｄ１を固定とし、発電機７の負荷を徐々に変化させた場合の動作点の軌跡であり、曲線ａ１〜ａ４はデューティ比Ｄ１の違いを示している。

そして、このＰＷＭデューティ比Ｄ１と発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊とに基づいて、次式をもとにＦＦ制御における制御量Ｖｆｆを算出し、制御量加算部１０４に出力する。
Ｖｆｆ＝Ｄ１×Ｖｄｃ^＊ ・・・（３）
なお、本実施形態においては、ＰＷＭデューティ比Ｄ１と発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊とに基づいて制御量Ｖｆｆを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機７の界磁電流Ｉｆと界磁コイル抵抗Ｒｆとに基づいて制御量Ｖｆｆを算出するようにしてもよい。

この場合、先ず、モータ回転数Ｎｍとトルク指令値Ｔｔとから予め格納されたマップを参照して発電機７に必要な必要発電電圧Ｖ0及び必要発電電流Ｉ_０を算出し、これらをもとに図６に示すように予め格納された回転数毎の発電機７の界磁電流特性マップを参照し、必要界磁電流Ｉｆ_０を算出する。そして、このようにして算出された必要界磁電流Ｉｆ_０に基づいて、Ｖｆｆ＝Ｉｆ_０×Ｒｆにより制御量Ｖｆｆを算出するようにすればよい。

制御量加算部１０４では、制御量Ｖｐと制御量Ｖｉと制御量Ｖｆｆとを加算し、これを界磁コイルにかける電圧Ｖｆとして界磁制御部１０５に出力する。
界磁制御部１０５では、実発電電圧値Ｖｄｃが発電機７の界磁電流電源としてのバッテリ電圧Ｖｂ以下であるか否かを判定し、Ｖｄｃ≦Ｖｂであるときには下記（４）式をもとに界磁電圧ＰＷＭのデューティ比Ｃ１を算出する。
Ｃ１＝Ｖｆ／Ｖｂ ・・・（４）
一方、Ｖｄｃ＞Ｖｂであるときには、下記（５）式をもとに界磁電圧ＰＷＭデューティ比Ｃ１を算出する。
Ｃ１＝Ｖｆ／Ｖｄｃ ・・・（５）
そして、このようにして算出されたデューティ比Ｃ１に応じて、発電機７の界磁電流Ｉｆｇを制御する。

つまりこの発電機制御部８Ｄでは、トルク指令値Ｔｔから決まる発電機供給電力Ｐｇを実現する発電機動作点をフィードフォワードで指定すると共に、発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差をＰＩ補償にてフィードバックすることにより、実発電電流値Ｉｄｃを発電電流指令値Ｉｄｃ^＊に追従させる。これにより、モータ４の要求に応じた電力をインバータ９に供給するように発電機７の界磁電流Ｉｆｇが制御される。
なお、ここではフィードバック制御に用いる制御手法としてＰＩ補償を適用しているが、これに限定されるものではなく、系を安定にする制御手法であればよい。

図７は、インバータ９によりモータ４を制御するモータ制御部８Ｅの詳細を示すブロック図である。
このモータ制御部８Ｅは、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１と、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２と、Ｖｄｃ^＊指令値演算部２０３と、２相／３相変換部２０４と、ＰＷＭ制御部２０５と、界磁電流指令値演算部２０６と、界磁磁束演算部２０７とで構成され、目標モータトルク演算部８Ａで算出されたトルク指令値Ｔｔが入力されて実モータトルクＴがトルク指令値Ｔｔとなるようにインバータ９の３相のパワー素子をスイッチング制御する。

Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１では、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、このトルク指令値Ｔｔに一致するトルクを出力するためのｄ軸（磁束成分）電流とｑ軸（トルク成分）電流との指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊を演算し、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２に出力する。
Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２では、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１から入力される電流指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊と、モータ回転数Ｎｍと、後述する界磁磁束演算部２０７から入力されるモータパラメータ（インダクタンスＬｄ，Ｌｑ、界磁磁束Φ）とに基づいて、ｄ軸電流値Ｉｄをｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊にするためのｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊と、ｑ軸電流値Ｉｑをｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊にするためのｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊とを演算する。

Ｖｄｃ^＊指令値演算部２０３では、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２で算出された電圧指令値Ｖｄ^＊、Ｖｑ^＊に基づいて、発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊を演算し、前述した図３の発電機制御部８Ｄに出力する。
Ｖｄｃ^＊＝２√２／√３・√（Ｖｄ^＊２＋Ｖｑ^＊２） ・・・（６）
また、２相／３相変換部２０４では、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２で演算されたｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊を３相正弦波指令値である３相座標系のＵ相電圧指令値Ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ^＊、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ^＊に変換し、ＰＷＭ制御部２０５に出力する。

ＰＷＭ制御部２０５では、２相／３相変換部２０４から入力される３相正弦波指令値をもとに三角波との大小比較をしてＰＷＭ指令を演算し、インバータ９に出力するスイッチング信号を生成する。インバータ９は、このスイッチング信号に応じたＰＷＭ波電圧を生成してモータ４へ印加し、これによりモータ４が駆動される。
上記三角波比較の際、本実施形態では、直流電圧指令値である発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊を用いて、例えばＵ相の場合、Ｖｕ^＊／Ｖｄｃ^＊により正弦波振幅の正規化を行い、この正弦波指令値と三角波とを比較することでＵ相のスイッチング信号を出力する。これにより、発電機から見たインバータのインピーダンスは、トルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍの組み合わせ毎に固定となる。つまりこれは、ＰＷＭ波電圧のパルス幅をトルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍごとに固定することに相当する。

また、界磁電流指令値演算部２０６では、モータ回転数Ｎｍに基づいて界磁電流指令値Ｉｆ^＊を演算して界磁磁束演算部２０７に出力し、この界磁磁束演算部２０７で界磁磁束を演算して前述したＶｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２に出力する。
したがって、このモータ制御部８Ｅでは、要求されるモータ出力に対し、インバータの動作を、要求電圧が満足されたときに行われるスイッチングパターンで固定している。

また、図３のＴＣＳ制御部８Ｆは、図示しないエンジントルク制御コントローラ（ＥＣＭ）からのエンジン発生駆動トルクデマンド信号Ｔｅｔ、左右前輪の回転速度Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＦＬ、車速Ｖに基づいて、公知の方法によりＥＣＭに対してエンジン発生駆動トルクデマンド信号Ｔｅを送り返すことにより前輪トラクションコントロール制御を行う。
クラッチ制御部８Ｇは、クラッチ１２の状態を制御し、４輪駆動状態と判定している間はクラッチ１２を接続状態に制御する。
また、クラッチ制御部８Ｇは、本発明を実現する制御として、インバータ９のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）の温度（以下、ＭＯＳ温度という。）が所定のしきい値以上になった場合、クラッチ１２の締結状態を弱くする（開放方向に制御する）。

図８は、クラッチ制御部８Ｇによるその制御手順を示す。
図８に示すように、処理を開始すると、ステップＳ１において、モータロックが発生しているか否かを判定する。
ここで、モータ４の駆動軸と後輪３Ｌ、３Ｒとが直接連結している場合に、坂路発進時や穴からの脱出時に駆動輪に外力が作用して、該後輪３Ｌ、３Ｒがロックされると、モータ４の駆動軸も回転しなくなり、モータ４がロックする、モータロック状態になる。モータロックになった場合、モータ４へ駆動電流が供給されているのにもかかわらず、モータ４の駆動軸が回転しないので、特定相に電流が流れ続けるようになり、モータ４が発熱してしまう。

ステップＳ１では、このようなモータロックが発生しているか否かを判定する。ここで、モータロックが発生している場合（モータロックの発生を検出した場合）、ステップＳ２に進み、モータロックが発生していない場合、当該図８に示す処理を終了する。
また、モータロックの検出方法としては、モータ４の回転数を検出し、この回転数が所定値よりも小さくなったら、モータロックが発生していると判断するなどの方法を採ることができる。

ステップＳ２では、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値（ＭＯＳ温度保護しきい値、例えば７０℃）Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上か否かを判定する。ここで、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上の場合、ステップＳ３に進み、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}未満の場合、当該図８に示す処理を終了する。
ステップＳ３では、クラッチ１２を滑らせる。具体的には、クラッチ１２の状態を制御するデューティ比（クラッチＤｕｔｙ）を低くして、クラッチ１２の締結状態を弱くする（開放方向に制御する）。例えば、通常の締結状態に対して５０％低下させる。そして、当該図８に示す処理を終了する。
このとき、同時に、目標モータトルク演算部８Ａでは、トルク指令値Ｔｔを減少させる（減少補正する）。

（動作及び作用）
動作及び作用は次のようになる。
今、車両が４輪駆動状態と判定されて、車輪速及びアクセルペダル開度に基づいてモータトルク指令値Ｔｔが算出されたものとする。この場合には、発電機制御部８Ｄにおいて、モータトルク指令値Ｔｔにより算出される発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と発電電流値Ｉｄｃとの偏差に対してＰＩ制御が施され、発電電流値Ｉｄｃが発電電流指令値Ｉｄｃ^＊に追従するように発電機７の界磁電流Ｉｆｇが制御される。

そして、モータ制御部８Ｅにおいて、トルク指令値Ｔｔやモータ回転数Ｎｍに基づいてインバータ９の３相のパワー素子をスイッチング制御するために３相正弦波指令を演算し、この３相正弦波指令に基づいてＰＷＭ指令を演算しインバータ９に出力する。
このとき、モータ制御部８Ｅは、Ｕ相電圧指令値Ｖｕから発電電圧値Ｖｄｃを演算し、これを発電機制御部８Ｄに出力する。また、モータ制御部８Ｅでは、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｒ，ＩｑｒをもとにＵ相電流値Ｉｕを求め、このＵ相電流値Ｉｕから発電電流値Ｉｄｃ演算し、これを発電機制御部８Ｄに出力する。そして、発電機制御部８Ｄでは、モータ制御部８Ｅで演算した発電電圧値Ｖｄｃ及び発電電流値Ｉｄｃを用いて発電制御を実行する。
一方、モータ４のモータロックの発生を検出し、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値以上の場合、クラッチ１２を滑らせる。また、トルク指令値Ｔｔを減少させる。

図９は、このときのトルク指令値Ｔｔ（同図（ａ））、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳ（同図（ｂ））、クラッチＤｕｔｙ（同図（ｃ））及びモータ回転数（同図（ｄ））のタイムチャートを示す。
図９に示すように、モータロックの発生を検出した場合に、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}に達したとき（同図（ｂ））、クラッチＤｕｔｙを減少させて（同図（ｃ））、クラッチ１２を滑らせる。同時に、トルク指令値Ｔｔを減少させる（同図（ａ））。これにより、モータロック後にクラッチ１２を滑らせることで、モータ４のモータ回転数が増加するようになる（同図（ｄ））。この結果、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが減少する（同図（ｂ））。

（効果）
効果は次のようになる。
前述のように、モータ４のモータロックの発生を検出し、かつインバータ（具体的にはＭＯＳ）が受けている負荷状態の指標としてのＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値以上の場合、クラッチ１２を滑らせている。これにより、モータ４のモータ回転数が増加し、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが減少する。これにより、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが高温になることでＭＯＳが破壊されてしまうのを防止できる。
また、モータ４のトルク指令値Ｔｔを減少させているので、これによってもＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを減少させることができる。そして、そのモータ４のトルク指令値Ｔｔを減少させる操作を、発電機７の供給電力が余剰となることがないように、徐々に行う場合でも、クラッチ１２を滑らせる操作により、確実にＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを減少させることができる。

（第２の実施形態）
次の第２の実施形態を説明する。
（構成）
第２の実施形態では、クラッチ制御部８Ｇによる制御手順に特徴があり、その制御手順が第１の実施形態のものと異なっている。
図１０は、第２の実施形態におけるクラッチ制御部８Ｇの制御手順を示す。
図１０に示すように、処理を開始すると、前記第１の実施形態と同様に、ステップＳ１１において、モータロックが発生しているか否かを判定する。ここで、モータロックが発生している場合（モータロックの発生を検出した場合）、ステップＳ１２に進み、モータロックが発生していない場合、当該図１０に示す処理を終了する。

ステップＳ１２では、モータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１以上か否かを判定する。ここで、モータトルクＴＱは、例えばモータ４を駆動するためのトルク指令値Ｔｔである。
このステップＳ１２において、モータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１以上の場合、ステップＳ１３に進み、モータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１未満の場合、当該図１０に示す処理を終了する。

ステップＳ１３では、前記第１の実施形態と同様に、クラッチ１２を滑らせる。具体的には、クラッチ１２の状態を制御するデューティ比（クラッチＤｕｔｙ）を低くして、クラッチ１２の締結状態を弱くする（開放方向に制御する）。例えば、通常の締結状態に対して５０％低下させる。そして、当該図１０に示す処理を終了する。
このとき、同時に、目標モータトルク演算部８Ａでは、トルク指令値Ｔｔを減少させる（減少補正する）。

（動作及び作用）
動作及び作用は次のようになる。
特に第２の実施形態では、モータ４のモータロックの発生を検出し、かつモータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１以上の場合、クラッチ１２を滑らせる。また、トルク指令値Ｔｔを減少させる。
図１１は、このときのモータトルクＴＱとしてのトルク指令値Ｔｔ（同図（ａ））、クラッチＤｕｔｙ（同図（ｂ））及びモータ回転数（同図（ｃ））のタイムチャートを示す。

図１１に示すように、モータロックの発生を検出した場合に、モータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１に達したとき（同図（ａ））、クラッチＤｕｔｙを減少させて（同図（ｂ））、クラッチ１２を滑らせる。同時に、トルク指令値Ｔｔを減少させる（同図（ａ））。これにより、モータロック後にクラッチ１２を滑らせることで、モータ４のモータ回転数が増加するようになる（同図（ｃ））。この結果、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが減少する。

（効果）
効果は次のようになる。
前述のように、モータ４のモータロックの発生を検出し、かつモータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１以上の場合、クラッチ１２を滑らせている。
ここで、モータロックの発生時のモータトルクＴＱがある程度大きいと、モータロックの発生に起因するＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳの上昇割合が大きくなることから、モータトルクＴＱをインバータ（具体的にはＭＯＳ）が受けている負荷状態の指標とし、モータロック発生時にモータトルクＴＱが第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１以上の場合、クラッチ１２を滑らせることで、モータ４のモータ回転数を増加させて、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを減少させている。これにより、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが高温になることでＭＯＳが破壊されてしまうのを防止できる。
以上のようなことから、第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１については、モータロックの発生に起因してＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが上昇した場合でも、ＭＯＳを破壊してしまうような温度にならない程度のモータトルク値にする。

（第３の実施形態）
次の第３の実施形態を説明する。
（構成）
第３の実施形態では、クラッチ制御部８Ｇによる制御手順に特徴があり、その制御手順が前記第１及び第２の実施形態のものと異なっている。
図１２は、第３の実施形態におけるクラッチ制御部８Ｇの制御手順を示す。
図１２に示すように、処理を開始すると、前記第１の実施形態と同様に、ステップＳ２１において、モータロックが発生しているか否かを判定する。ここで、モータロックが発生している場合（モータロックの発生を検出した場合）、ステップＳ２２に進み、モータロックが発生していない場合、当該図１２に示す処理を終了する。

ステップＳ２２では、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上か否かを判定する。ここで、第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２は、前記第２の実施形態における第１トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ１と同じ値又はそれよりも大きい値である。このステップＳ２２において、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上の場合、ステップＳ２３に進み、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２未満の場合、当該図１２に示す処理を終了する。

ステップＳ２３では、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上か否かを判定する。ここで、第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}は、前記第１の実施形態における第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}よりも大きい値、例えば１００℃である。このステップＳ２３において、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上の場合、ステップＳ２４に進み、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}未満の場合、当該図１２に示す処理を終了する。
ステップＳ２４では、クラッチ１２の完全に開放するようなデューティ比（クラッチＤｕｔｙ＝０％）にする。そして、当該図１２に示す処理を終了する。
このとき、同時に、目標モータトルク演算部８Ａでは、トルク指令値Ｔｔを減少させる（減少補正する）。

（動作及び作用）
動作及び作用は次のようになる。
特に第３の実施形態では、モータ４のモータロックの発生を検出し、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上で、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上の場合、クラッチ１２を完全に開放している（切っている）。すなわち、前記第１及び第２の実施形態と異なり、クラッチ１２を滑らせるのではなく、完全に開放している。また、このとき、トルク指令値Ｔｔを減少させている。

図１３は、このときのモータトルクＴＱとしてのトルク指令値Ｔｔ（同図（ａ））、ＭＯＳ温度（同図（ｂ））、クラッチＤｕｔｙ（同図（ｃ））及びモータ回転数（同図（ｄ））のタイムチャートを示す。
図１３に示すように、モータロックの発生を検出した場合に、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２に達しており（同図（ａ））、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値以上の場合（同図（ｂ））、クラッチＤｕｔｙを０にして（同図（ｃ））、クラッチ１２を完全に開放する。同時に、トルク指令値Ｔｔを減少させる（同図（ａ））。これにより、モータロック後にクラッチ１２を完全に開放することで、モータ４のモータ回転数が増加するようになる（モータ４が一気に吹け上がるようになる、同図（ｄ））。この結果、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが減少する。

（効果）
効果は次のようになる。
前述のように、モータ４のモータロックの発生を検出し、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上で、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上の場合、クラッチ１２を完全に開放している。
ここで、モータロックの発生時のモータトルクＴＱがある程度大きいと、モータロックの発生に起因するＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳの上昇割合が大きくなる。さらに、そのときのＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳがＭＯＳを破壊してしまうような温度に近づいている場合には、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが急激に増加してしまうと、ＭＯＳが破壊されてしまう可能性がより高くなる。

このようなことから、モータ４のモータロックの発生を検出し、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上で、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上の場合には、クラッチ１２を滑らせるのではなく、クラッチ１２を完全に開放することで、モータ４のモータ回転数を急増させて、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを急激に減少させるようにしている。これにより、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが高温になることでＭＯＳが破壊されてしまうのを防止できる。

以上のようなことから、第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２については、モータロックの発生に起因してＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを急激に増加させてしまうようなモータトルク値である。
なお、前記第１及び第２の実施形態では、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを減少させる目的として、クラッチ１２を滑らせているが、これのようにすることで、従動輪での駆動力が必要になったときに、クラッチ１２を完全に締結した状態に短時間で復帰させることができる等の効果がある。すなわち、前記第１及び第２の実施形態では、クラッチ１２を必要最小限で動作させて、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを減少させている。

（第４の実施形態）
次の第４の実施形態を説明する。
（構成）
第４の実施形態では、クラッチ制御部８Ｇによる制御手順に特徴があり、その制御手順が前記第１〜第３の実施形態のものと異なっている。
図１４は、第４の実施形態におけるクラッチ制御部８Ｇの制御手順を示す。
図１４に示すように、処理を開始すると、前記第１の実施形態と同様に、ステップＳ３１において、モータロックが発生しているか否かを判定する。ここで、モータロックが発生している場合（モータロックの発生を検出した場合）、ステップＳ３２に進み、モータロックが発生していない場合、当該図１４に示す処理を終了する。

ステップＳ３２では、モータトルクＴＱが、前記第３の実施形態と同値の第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上か否かを判定する。ここで、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上の場合、ステップＳ３３に進み、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２未満の場合、当該図１４に示す処理を終了する。
ステップＳ３３では、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが、前記第１の実施形態と同値の第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上か否かを判定する。ここで、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上の場合、ステップＳ３４に進み、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}未満の場合、当該図１４に示す処理を終了する。

ステップＳ３４では、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが、前記第３の実施形態と同値の第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上か否かを判定する。ここで、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上の場合、ステップＳ３５に進み、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}未満の場合、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３５では、前記第１及び第２の実施形態と同様に、クラッチ１２の状態を制御するデューティ比（クラッチＤｕｔｙ）を低くして、クラッチ１２の締結状態を弱くする（開放方向に制御する）。そして、当該図１４に示す処理を終了する。

このとき、同時に、目標モータトルク演算部８Ａでは、トルク指令値Ｔｔを減少させる（減少補正する）。
また、ステップＳ３６では、前記第３の実施形態と同様に、クラッチ１２の完全に開放するようなデューティ比（クラッチＤｕｔｙ＝０％）にする。そして、当該図１４に示す処理を終了する。
このとき、同時に、目標モータトルク演算部８Ａでは、トルク指令値Ｔｔを減少させる（減少補正する）。

（動作及び作用）
動作及び作用は次のようになる。
特に第４の実施形態では、モータ４のモータロックの発生を検出し、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上で、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}から第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}の間にある場合、保護モードに遷移して、クラッチ１２を滑らせている。このとき、トルク指令値Ｔｔを減少させている。

また、モータ４のモータロックの発生を検出し、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上で、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上の場合、保護モードに遷移して、クラッチ１２を完全に開放している。このとき、トルク指令値Ｔｔを減少させている。
図１５は、このときのモータトルクＴＱとしてのトルク指令値Ｔｔ（同図（ａ））、ＭＯＳ温度（同図（ｂ））、クラッチＤｕｔｙ（同図（ｃ））及びモータ回転数（同図（ｄ））のタイムチャートを示す。

図１５に示すように、モータロックの発生を検出した場合に、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２に達しており（同図（ａ））、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値以上の場合（同図（ｂ））、クラッチＤｕｔｙを減少させて（同図（ｃ））、クラッチ１２を滑らせる。そして、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値以上になった場合、クラッチＤｕｔｙを減少（クラッチＤｕｔｙ＝０％）させて（同図（ｃ））、クラッチ１２を完全に開放する。

（効果）
効果は次のようになる。
前述のように、モータ４のモータロックの発生を検出し、モータトルクＴＱが第２トルク判定用しきい値ＴＱ_ＴＨ２以上で、かつＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上の場合、先ず始めにクラッチ１２を滑らせている。このようにすることで、クラッチ１２を必要最小限で動作させて、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを減少させている。
そして、クラッチ１２を滑らせてもなお、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが増加し続けるような場合には、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上に達したとき、クラッチ１２を完全に開放している。このようにすることで、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳを急激に減少させて、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが高温になることでＭＯＳが破壊されてしまうのを防止している。

例えば、モータトルクＴＱが非常に大きく、モータロックの発生に起因するＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳの上昇割合が大きいような場合や、図１５（ａ）に示すように、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第１温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ１}以上になった場合でも、なんらかの理由によりトルク指令値Ｔｔ（モータトルクＴＱ）を減少させることができないような場合には、クラッチ１２を滑らせても、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが増加し続ける場合がある。このような場合に、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが第２温度判定用しきい値Ｔ_{ＭＯＳＴＨ２}以上に達したときに、クラッチ１２を完全に開放することで、ＭＯＳ温度Ｔ_ＭＯＳが高温になることでＭＯＳが破壊されてしまうのを防止することができる。
なお、前記実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、前記実施形態では、具体的な例を挙げて車両の構成を説明している。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、車両は、モータの駆動トルクにより駆動輪が駆動されるものであれば良い。

また、前記実施形態の説明において、エンジン２は、主駆動輪を駆動する主駆動源を実現しており、発電機７は、主駆動源で駆動される発電機を実現しており、モータ４は、当該発電機の電力がインバータを介して供給されて従駆動輪を駆動する交流モータを実現しており、クラッチ１２は、前記交流モータから前記従動輪までのトルク伝達経路に介装されたクラッチを実現しており、クラッチ制御部８Ｇは、前記クラッチの締結及び開放を制御するクラッチ制御手段を実現しており、クラッチ制御部８ＧのステップＳ１の処理は、前記交流モータのモータロックの発生を検出するモータロック検出手段を実現しており、クラッチ制御部８ＧのステップＳ２の処理は、前記モータロックが発生している場合の、前記インバータが受けている負荷状態を検出するインバータ負荷状態検出手段を実現しており、クラッチ制御部８ＧのステップＳ３の処理は、前記クラッチ制御手段が、前記モータロック検出手段がモータロックの発生を検出し、かつ前記インバータ負荷状態検出手段が前記インバータの負荷状態が所定の負荷状態を越えていることを検出した場合、前記クラッチを開放方向に制御することを実現している。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。 発電機の構造を示す図である。 ４ＷＤコントローラの詳細を示すブロック図である。 発電機制御部の詳細を示すブロック図である。 回転数毎の発電機特性マップである。 回転数毎の界磁電流特性マップである。 モータ制御部の詳細を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるモータ制御部の処理内容を示すフローチャートである。 第１の実施形態における動作及び作用の説明に使用した特性図である。 第２の実施形態におけるモータ制御部の処理内容を示すフローチャートである。 第２の実施形態における動作及び作用の説明に使用した特性図である。 第３の実施形態におけるモータ制御部の処理内容を示すフローチャートである。 第３の実施形態における動作及び作用の説明に使用した特性図である。 第４の実施形態におけるモータ制御部の処理内容を示すフローチャートである。 第４の実施形態における動作及び作用の説明に使用した特性図である。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ 前輪、２ エンジン、３Ｌ、３Ｒ 後輪、３ａ 駆動軸、４ モータ、４ａ 駆動軸、６ ベルト、７ 発電機、８ ４ＷＤコントローラ、８Ａ 目標モータトルク演算部、８Ｂ 発電機供給電力演算部、８Ｃ 発電電流指令演算部、８Ｄ 発電機制御部、８Ｅ モータ制御部、８Ｆ ＴＣＳ制御部、８Ｇ クラッチ制御部、８Ｈ 負荷固定判断部、８Ｉ モータ制御部、９ インバータ、１０ ジャンクションボックス、１１ 減速機、１２ クラッチ、２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ 車輪速センサ

Claims (5)

1. 主駆動輪を駆動する主駆動源と、主駆動源で駆動される発電機と、当該発電機の電力がインバータを介して供給されて従駆動輪を駆動する交流モータと、前記交流モータから前記従動輪までのトルク伝達経路に介装されたクラッチと、前記クラッチの締結及び開放を制御するクラッチ制御手段とを備える車両用駆動力制御装置であって、
   前記交流モータのモータロックの発生を検出するモータロック検出手段と、
   前記モータロックが発生している場合の、前記インバータが受けている負荷状態を検出するインバータ負荷状態検出手段と、を備え、
   前記クラッチ制御手段は、前記モータロック検出手段がモータロックの発生を検出し、かつ前記インバータ負荷状態検出手段が前記インバータの負荷状態が所定の負荷状態を越えていることを検出した場合、前記クラッチを開放方向に制御することを特徴とする車両用駆動力制御装置。
2. 前記クラッチ制御手段は、前記インバータが受けている負荷が大きいほど、前記クラッチを開放状態に近づけることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
3. 前記インバータ負荷状態検出手段は、前記インバータが受けている負荷状態の指標として、前記インバータのＭＯＳ温度を検出しており、前記クラッチ制御手段は、前記インバータ負荷状態検出手段が前記インバータのＭＯＳ温度が、該ＭＯＳ温度に対応して設定した所定のしきい値以上となることを検出した場合、前記クラッチを開放方向に制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
4. 前記インバータ負荷状態検出手段は、前記インバータが受けている負荷状態の指標として、前記交流モータを駆動するための駆動トルク値を検出しており、前記クラッチ制御手段は、前記インバータ負荷状態検出手段が前記駆動トルク値が、該駆動トルク値に対応して設定した所定のしき値以上となることを検出した場合、前記クラッチを開放方向に制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
5. 前記インバータ負荷状態検出手段は、前記インバータが受けている負荷状態の指標として、前記インバータのＭＯＳ温度を検出しており、前記クラッチ制御手段は、前記インバータ負荷状態検出手段が前記インバータのＭＯＳ温度が第１のしきい値以上となることを検出した場合、前記クラッチを滑らせ、前記インバータ負荷状態検出手段が前記インバータのＭＯＳ温度が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値以上となることを検出した場合、前記クラッチを開放することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。

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