JP2009173160A - 車両用駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジントルクを主駆動輪側及び電気変換部への配分を最適化する。
【解決手段】前輪を駆動するエンジン２と、エンジン２から入力するトルクで駆動される発電機７と、発電機７の電力で駆動されて後輪を駆動するモータ４と、を備え、トルクコンバータ５１を介してエンジン２から前輪にトルクを伝達する車両において、電気変換トルク比がトルクコンバータ５１のトルク比以上であると判定したときに、モータトルク指令を出力する。つまり、電気変換部がトルクコンバータよりもエンジントルクを大きく増幅するときに、モータトルク指令を出力する。これにより、同じエンジントルクから大きなトルクを発生させることができ、またエンジントルクを低減できるので低燃費化が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は主駆動軸を熱機関で駆動し、従駆動軸をモータで駆動する車両の駆動制御装置に関する。

従来から、特許文献１に示すように、前輪及び後輪の一方を駆動するエンジンと、そのエンジンで駆動される発電機と、その発電機の電力で駆動されて他方の車輪を駆動するモータとを備えた車両が知られている。このような車両では、雪道などの低μ路で安定した駆動力を得るために、前後輪の速度差が所定値以上になると、すなわち加速スリップ量が所定値以上になったときにモータを駆動する技術が知られている。
特開２０００−３１８４７４号公報

上記のように、加速スリップ量に基づいてモータを駆動することで、低μ路で安定した駆動力を得ることができる。しかしながら、例えば、タイヤグリップ力が大きなドライ路やウェット路（泥道など）の場合に、駆動力確保や燃料消費量の低減という観点から、モータを駆動する方法としては最適とはいえなかった。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、エンジントルクを車輪側及び発電機側により効率的に配分することで、駆動力を増大し又は低燃費化を実現できる車両用駆動制御装置を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用駆動制御装置は、主駆動輪にトルクコンバータを介してトルクを伝達する熱機関と、その熱機関から入力するトルクで駆動される発電機と、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータと、前記モータを駆動制御するモータ制御手段と、を備える車両の駆動制御装置において、前記トルクコンバータの運転状態から演算されるトルクコンバータのトルク比と、前記発電機及び前記モータの運転状態から演算される値であって、前記熱機関から発電機に入力されるトルクに対する前記モータのモータトルクの比である電気変換トルク比と、を比較する演算手段を備え、前記モータ制御手段は、前記演算手段によって、前記電気変換トルク比が前記トルクコンバータのトルク比以上であると判定されたときに、前記モータを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、電気変換トルク比がトルクコンバータのトルク比以上になるときに、モータトルクを発生させることで、熱機関のトルクを適切に配分するので、より大きなトルクを発生し、又は、熱機関のトルクを低減して低燃費化できる。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。この図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。

前記エンジン２の吸気管路には、スロットルバルブ１３が設けられており、エンジントルク制御コントローラ（ＥＣＭ）１４がスロットルバルブ１３の開度を調節することで、エンジン２の出力トルクＴｅが制御されている。エンジントルク制御コントローラ１４は、アクセルセンサ１５で検出されるアクセル開度Ａｃｃに応じて目標エンジントルクＴｅ^＊を算出し、この目標エンジントルクＴｅ^＊を実現するようにスロットルバルブ１３に連結されたスロットルモータ１７の回転角を制御する。また、後述するように、エンジントルク制御コントローラ１４は、４ＷＤコントローラ８に目標エンジントルクＴｅ^＊を出力し、目標エンジントルクＴｅ^＊を、４ＷＤコントローラ８から送り返されるエンジントルクの上限値Ｔｅｍ以下に設定する。

上記エンジン２の出力トルクＴｅは、トルクコンバータ５１、自動変速機５２及びデファレンシャルギヤ５３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、発電機７がエンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｇで回転する。
上記発電機７の出力電圧は、４ＷＤコントローラ８によって制御される。４ＷＤコントローラ８は、発電機７に内蔵されたレギュレータを介して界磁電流Ｉｇを調整することにより、発電機７の出力電圧Ｖｇを制御する。

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。上記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から供給された交流の電力は、図示しない整流器により直流に変換され、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式のインバータ９内で三相交流に変換されてモータ４を駆動する。

前記モータ４の駆動軸は、減速機１１及び電磁クラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。電磁クラッチ１２は、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じて励磁電流の通電が制御され、モータ４から左右後輪３Ｌ、３Ｒへの動力伝達が制御される。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。なお、図中の符号１３はデファレンシャルギヤを示す。

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、図３に示すように、モータトルク演算部８Ａ、エンジントルク制限部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、発電機制御部８Ｄ及びクラッチ制御部８Ｅを備える。なお、モータトルク演算部８Ａが本発明の演算手段に相当し、モータ制御部８Ｃが本発明のモータ制御手段に相当し、エンジントルク制限部８Ｂが本発明のトルク制限手段に相当する。

前記モータトルク演算部８Ａは、４ＷＤコントローラ８に入力される車輪速検出信号やアクセル開度信号等の各種信号に基づいて、モータトルク指令値Ｔｍを算出する。モータトルク演算部８Ａの演算処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。このモータトルク演算部８Ａによる演算処理は、所定時間毎のタイマ割り込み処理によって実行される。

まず、ステップＳ１０１において、トルクコンバータトルク比Ｔｔｃを演算する。トルクコンバータトルク比Ｔｔｃは、トルクコンバータ５１への入力トルクに対するトルクコンバータ５１の出力トルクの比（＝出力トルク／入力トルク）であり、図５に示すように、トルクコンバータ５１の速度比ｅｔに応じて一義に定まる。従って、トルクコンバータ５１の速度比ｅｔを下記式（１）により算出することで、トルクコンバータトルク比Ｔｔｃを算出する。
ｅｔ＝（Ｖｆ／Ｉａｔ）／Ｎｅ …（１）

式中、Ｎｅはエンジン回転数であり、エンジン２に設けられたエンジン回転数センサ２６から出力される。また、Ｖｆは前輪速であり、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲから出力された前左右輪１Ｌ、１Ｒの車輪速検出値に基づいて算出される。また、Ｉａｔは自動変速機５２の変速比（ＡＴギヤ比）であり、自動変速機５を制御するＡＴコントローラ（不図示）から出力される現在の変速段数値に基づいて算出される。

次に、ステップＳ１０２で、アクセルセンサ１５から出力されるアクセル開度Ａｃｃに基づいて、図６に示す制御マップより要求モータトルクＴを算出する。図６の制御マップでは、アクセル開度Ａｃｃを横軸とし、要求モータトルクＴを縦軸として、アクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど要求モータトルクＴが大きくなるように設定されている。また、アクセル開度Ａｃｃがゼロのときは、アクセルペダルが操作されなくてもクリープ発進可能な要求モータトルクＴ（＞０）が設定されるほか、モータ４の最大出力トルクが要求モータトルクＴの上限値として設定されている。

次に、ステップＳ１０３において、上記ステップＳ１０２で算出した要求モータトルクＴを出力させる場合の電気変換トルク比Ｔｇｍを算出する。
ここで、電気変換トルク比Ｔｇｍについて説明する。図２に本実施形態にかかる車両のトルクフローを示す。発電機７への機械入力からモータ４の機械出力（モータトルク）までの部分を、電気による動力変換を行っている１つの電気変換部（図２中太枠）とみなした場合、当該電気変換部の動力変換の特性は、トルクコンバータ５１と同様に速度比とトルク比によって表すことができる。この関係を下記式（２）に示す。
出力トルク＝入力トルク×速度比×効率 ・・・（２）

ここで、速度比及び効率は、電気変換部全体の速度比及び効率である。従って、上記式（２）に示すように、入力トルクに対する出力トルクの比（＝出力トルク／入力トルク）である電気変換トルク比Ｔｇｍは、速度比と効率の乗算によって算出され、下記式（３）によって算出される。
Ｎｇ
Ｔｇｍ＝――――×ηｇ×ηｍ …（３）
Ｎｍ
式中、Ｎｇは発電機回転数であり、エンジン回転数Ｎｅをプーリ比で除して算出される。また、Ｎｍはモータ回転数であり、上記レゾルバの検出信号から算出される。また、ηｇは発電機効率である。

ここで、ηｍはモータ効率であり、図７に示すように、各モータ回転数ＮｍにおいてモータトルクＴｍに応じた値をとる。従って、図１０に示すように、トルクコンバータトルク比Ｔｔｃは、モータトルクＴｍの値にかかわらず、ステップＳ１０１で算出された値をとるのに対し、電気変換トルク比Ｔｇｍは、モータトルクＴｍの値によって異なる値をとる。これは、モータトルクＴｍは通電電流値に比例するが、発熱量は電流値の２乗に比例するため、モータトルクＴｍが大きくなるにつれ上昇傾向にあったモータ効率ηｍは、ある地点を境に再び小さくなることによる。ここでは、上記のようにステップＳ１０２で算出した要求モータトルクＴを出力する場合の電気変換トルク比Ｔｇｍを算出することから、要求モータトルクＴのときのモータ効率ηｍを図７より求め、式（３）に代入する。

ステップＳ１０４においては、上記のようにしてステップＳ１０１及びＳ１０３で算出されたトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ及び電気変換トルク比Ｔｇｍを比較する。そして、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ以上である場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）には、目標モータトルクＴｍ^＊を要求モータトルクＴに設定する（ステップＳ１０５）。一方、電気変換トルク比Ｔｇｍの方が小さい場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）には、目標モータトルクＴｍ^＊をゼロに設定する。以上のようにして目標モータトルクＴｍ^＊を算出後、所定のメインプログラムに復帰する。

モータ制御部８Ｃは、モータトルク演算部８Ａで算出された目標モータトルクＴｍ^＊とモータ回転数Ｎｍとに応じて公知のベクトル制御を行い、目標モータトルクＴｍ^＊が出力されるように、インバータ９に内蔵されたスイッチング素子のデューティ比を調整する。
具体的には、図８に示すように、先ず、目標モータトルクＴｍ^＊とモータ回転数Ｎｍとに基づいて、この目標モータトルクＴｍ^＊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Ｉｄｒ、Ｉｑｒを演算する。

次に、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｒ，Ｉｑｒと、ｄｑ軸電流値Ｉｄ，Ｉｑとの偏差にＰＩＤ制御を施す電流フィードバック制御を行い、ｄ軸電流値Ｉｄをｄ軸電流指令値Ｉｄｒ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Ｉｑｒにするためのｑ軸電圧指令値Ｖｑとを演算する。
そして、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、３相正弦波指令値と三角波とを比較して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。

また、電流センサによって検出された３相の交流電流値であるＵ相電流値Ｉｕ、Ｖ相電流値Ｉｖ、Ｗ相電流値Ｉｗを２相の直流電流値であるｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑに変換し、前述した電流フィードバック制御に用いる。
図３に戻り、発電機制御部８Ｄは、モータトルク演算部８Ａで算出された目標モータトルクＴｍ^＊、モータ回転数Ｎｍ及びモータ効率ηｍに応じて発電機７の目標電力Ｐｇ^＊を算出し、当該目標電力Ｐｇ^＊が出力されるように、発電機７の界磁電流Ｉｇを制御する。

クラッチ制御部８Ｅは、目標モータトルクＴｍ^＊が０のときには、電磁クラッチ１２を非締結状態に制御することにより、モータ４から後輪３Ｌ、３Ｒへの動力の伝達を遮断し、目標モータトルクＴｍ^＊が０より大きくなるときには、電磁クラッチ１２を締結状態に制御することにより、モータ４から後輪３Ｌ、３Ｒへの動力の伝達を行う。
エンジントルク制限部８Ｂは、エンジントルク制御コントローラ１４から出力される目標エンジントルクＴｅ^＊とモータトルク演算部８Ａで算出した目標モータトルクＴｍ^＊とに応じ、エンジントルクの上限値Ｔｅｍを算出し、エンジントルク制御コントローラ１４に送り返す。具体的には、モータトルク演算部８Ａから呼び出され、図９のフローチャートに示す演算処理を行う。すなわち、まず、ステップＳ３０１で、超過トルク演算値ΔＴｅを下記式（４）により算出する。
ΔＴｅ＝Ｐ−Ｑ …（４）

ここで、Ｐは、モータトルク演算部８Ａで算出された目標モータトルクＴｍ^＊で後輪を駆動した場合の後輪駆動トルク（＝Ｉｆｄ×Ｔｍ^＊）と同じ大きさのトルクを、前輪で得ようとする場合に必要なエンジントルクであり、下記式（５）のように算出される。
Ｐ＝（Ｉｆｄ×Ｔｍ^＊）／（Ｔｔｃ×Ｉａｔ） …（５）
式中、Ｉｆｄは減速機１１のギヤ比である。
また、上記式（４）中のＱは、エンジントルクのうち、前記目標モータトルクＴｍ^＊を発生するために発電機７に出力される分であり、下記式（６）のように算出される。
Ｑ＝Ｔｍ^＊／Ｔｇｍ …（６）
つまり、超過トルク演算値ΔＴｅは、エンジントルクから電気変換することなく車両に要求されるトルクを発生させる場合に、少なくとも一部を電気変換させる場合よりも多く必要となるエンジントルク、すなわち電気変換させた場合には不要となるエンジントルクの超過分である。

次に、ステップＳ３０２において、下記式（７）のように目標エンジントルクＴｅ^＊から超過トルク演算値ΔＴｅを差し引いて、エンジントルクの上限値Ｔｅｍを設定する。
Ｔｅｍ＝Ｔｅ^＊−ΔＴｅ …（７）
その後、算出したエンジントルクの上限値Ｔｅｍをエンジントルク制御コントローラ１４に出力し、所定のプログラムに復帰する。なお、エンジントルク制御コントローラ１４は、前述のように、４ＷＤコントローラ８からエンジントルクの上限値Ｔｅｍが出力されると、目標エンジントルクＴｅ^＊をエンジントルクの上限値Ｔｅｍ以下に設定する。

次に、上記第１実施形態の車両の動作や作用効果について説明する。
今、車両が停止した状態から発進操作が行われたものとする。このとき、４ＷＤコントローラ８において、目標モータトルクＴｍ^＊が演算され、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃよりも大きくなるときにのみ、モータトルク指令が出力され、モータ４が駆動される。

例えば、目標モータトルクＴｍ^＊の演算時に、車両の状態により、図１０に示すようにモータトルクＴｍ１〜Ｔｍ２（Ｔｍ１＜Ｔｍ２）の範囲で、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ以上になる関係にあるものとする。この場合には、図１１の実線に示すように、アクセル開度Ａｃｃに応じて算出される要求モータトルクＴがＴｍ１〜Ｔｍ２の範囲にあるときにのみ、当該要求モータトルクＴを目標モータトルクＴｍ^＊としてモータトルク指令を出力し、後輪３Ｌ，３Ｒを駆動する。このように、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ以上である場合、電気変換部では、トルクコンバータ５１よりも少ないエンジントルクで同じ大きさのモータトルクを出力できるため、車両全体に要求される駆動力を後輪駆動分により多く振り分けることで、エンジントルクを低減できる。

上記モータトルク指令の出力後、エンジントルク制限部８Ｂで、モータトルクに振り分けたことでエンジントルクが低減される分を超過トルク演算値ΔＴｅとして算出し、これに基づきエンジントルクの上限値Ｔｅｍを算出し、エンジントルク制御コントローラ１４に出力する。これに基づいてエンジントルク制御コントローラ１４がエンジントルクＴｅを制御することで、エンジントルクが低減される。図１２に本発明の効果を示す。同図（ａ）は全てのエンジントルクをトルクコンバータ５１を介して前輪に伝達した場合、同図（ｂ）は電気変換トルク比Ｔｇｍの方が大きいときにエンジントルクＴｅを電気変換部に配分した場合を示す。同図（ｂ）では、車両に要求される駆動力が全てモータトルクによって満たせるため、エンジントルクＴｅが全て電気変換部に配分され、前輪１Ｌ，１Ｒの駆動トルクはゼロとなっている。同図（ａ）及び（ｂ）を比較すると、車輪に出力されたトルクの大きさが同じでも、モータ４を駆動させた場合にはエンジントルクが低減され、このため燃料消費量が低減されている。

図１０に戻り、アクセル開度Ａｃｃに応じて算出される要求モータトルクＴがＴｍ１〜Ｔｍ２の範囲外にあるときは、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃよりも小さくなるため、エンジントルクは電気変換部に配分されず、トルクコンバータ５１を介して前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される。これにより、モータ４を駆動させるよりも、低エンジントルクで車両に要求される駆動力を得ることができるので、低燃費で走行できる。

一方、目標モータトルクＴｍ^＊の演算時に車両の状態により（例えば、車速が高い場合）、どのようなモータトルクＴｍを出力させたとしても、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比よりも大きくなることがない場合には、モータトルク指令は出力しない（図４ステップＳ１０６）。これにより、モータ４を駆動させるよりも、低エンジントルクで車両に要求される駆動力を得ることができるので、低燃費で走行できる。

なお、本発明の適用は上記実施形態に限定されない。
例えば、モータ４は交流モータに限らず直流モータであってもよい。この場合、インバータ９を用いずに、例えば発電機の界磁電流を制御することで、モータトルクを制御するが、発電機への機械入力からモータの機械出力までを１つの電気変換部として捉え、電気変換トルク比は、発電機への入力トルクに対するモータトルクの比として表される。また、モータ４で駆動する従駆動輪が前輪、主駆動輪が後輪であってもよい。また、モータトルク演算部８Ａによる演算処理で、第１実施形態では、まず要求モータトルクＴを算出し、その要求モータトルクＴを出力する場合の電気変換トルク比Ｔｇｍを算出して、トルクコンバータトルク比Ｔｔｃと比較している。しかし、これに限らず、現在の電気変換部の運転状態から現在の電気変換トルクＴｇｍを演算し、トルクコンバータトルク比Ｔｔｃと比較してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の車両は第１実施形態と略同様の構成であるが、モータトルク演算部８Ａの演算処理及びエンジントルク制限部８Ｂの演算処理が少し異なっている。以下、この点を中心に説明する。
図１３に、第２実施形態のモータトルク演算部８Ａにおける演算フローを示す。まず、ステップＳ２０１においてトルクコンバータトルク比Ｔｔｃの演算を行う。この処理内容は、第１実施形態の図４のステップＳ１０１と同様であるので説明を省略する。次に、ステップＳ２０２において、電気変換トルク比Ｔｇｍ（Ｔｍ）を演算する。電気変換トルク比Ｔｇｍは前記式（３）のようにして求められるが、ここではモータトルクＴｍの値を特定せずに、図７に示すようなモータトルクＴｍに関する関数として電気変換トルク比Ｔｇｍ（Ｔｍ）を得る。

次に、ステップＳ２０３で、電気変換トルク比Ｔｇｍ（Ｔｍ）がトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ以上の値を取りうるか否かを判定する。どのようなモータトルクＴｍであったとしても、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ以上となることがない場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０４に移行する。ステップＳ２０４では、目標モータトルクＴｍ^＊をゼロに設定する。

一方、図１０に示すように、モータトルクＴｍの値によっては、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃ以上になる場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）には、ステップＳ２０５に移行して制限モータトルクＴｍ１〜Ｔｍ３を算出する。Ｔｍ１及びＴｍ２は、電気変換トルク比Ｔｇｍがトルクコンバータトルク比Ｔｔｃと等しいときのモータトルクＴｍであり（図１０中の交点Ａ及びＢ）、トルク指令を出力するときの目標モータトルクＴｍ^＊を設定する際の下限及び上限値となる。Ｔｍ３は、前記式（４）に示した超過トルク演算値ΔＴｅを最大にするモータトルクＴｍとして算出される。

次に、ステップＳ２０６で、アクセルセンサ１５から出力されるアクセル開度Ａｃｃに応じて、図１４に示すように目標モータトルクＴｍ^＊を設定する。図１４中、破線部（Ｔｍ１〜Ｔｍ２で実線と重複）は、図６の制御マップと同様にアクセル開度Ａｃｃに応じた要求モータトルクＴを示す。従って、アクセル開度Ａｃｃに基づき要求モータトルクＴを図６の制御マップより求め、当該要求モータトルクＴがＴｍ１以下となる場合には、目標モータトルクＴｍ^＊をゼロに設定し、要求モータトルクＴがＴｍ１〜Ｔｍ２の範囲にある場合には、目標モータトルクＴｍ^＊を要求モータトルクＴの値に設定する。また、要求モータトルクＴがＴｍ２よりも大きくなるときであって、かつ、アクセル開度Ａｃｃが所定閾値Ａｃｃ１（例えば、最大時の５０％）よりも小さいときは、目標モータトルクＴｍ^＊をＴｍ２に設定し、アクセル開度ＡｃｃがＡｃｃ１以上であるときは、Ｔｍ^＊をＴｍ３に設定する。つまり、アクセル開度Ａｃｃに応じて定まる要求モータトルクＴがＴｍ２を超えるときの目標モータトルクＴｍ^＊の設定内容が、第１実施形態と異なっている。

次に、エンジントルク制限部８Ｂの演算処理について説明する。この演算フローを図１５に示す。まず、ステップＳ３０１において、超過トルク演算値ΔＴｅを算出するのは第１実施形態のステップＳ３０１と同じである。続くステップＳ３０３では、アクセル開度ＡｃｃとステップＳ３０１で算出した超過トルク演算値ΔＴｅとに基づいて、図１６に示す制御マップにより超過トルク指令値ΔＴｂを算出する。そして、続くステップＳ３０４で、目標エンジントルクＴｅ^＊から超過トルク指令値ΔＴｂを差し引いて、エンジントルクの上限値Ｔｅｍを設定する。図１６の制御マップは、横軸がアクセル開度Ａｃｃ、縦軸が超過トルク指令値ΔＴｂであり、アクセル開度ＡｃｃがＡｃｃ１未満のときに超過トルク指令値ΔＴｂをΔＴｅに、Ａｃｃ１以上のときは超過トルク指令値ΔＴｂをゼロに設定する。つまり、アクセル開度Ａｃｃが大きく、運転者のトルク要求や加速要求が大きいときには、超過トルク指令値ΔＴｂをゼロとし、エンジントルクを抑制しない点で、第１実施形態と異なっている。

次に、上記２つの相違点のもたらす作用効果について説明する。
前記のように、第２実施形態では、アクセル開度Ａｃｃに応じて定まる要求モータトルクＴがＴｍ２を超えた場合に、目標モータトルクＴｍ^＊を第１実施形態のようにゼロにすることなく、Ｔｍ２又はＴｍ３に設定している。この状態では、モータトルク指令が出力され、エンジントルクが前輪側及び電気変換部側の両方に配分され、前後輪が共に駆動されている状態となる。

ここで、アクセル開度ＡｃｃがＡｃｃ１以上の場合について考える。このような場合は、例えば坂道発進や急発進時などで運転者のトルク要求が大きいことから、これを満たす大きなトルクを発生させる必要がある。そこで、本実施形態では、アクセル開度ＡｃｃがＡｃｃ１以上となった場合には、エンジントルク制限部８Ｂで目標エンジントルクからの減算をせずに（超過トルク指令値ΔＴｂ＝０）、超過分のエンジントルクも発生させ、前輪に伝達することで、前後輪の総トルクを増大させている。

これと共に、エンジントルクをトルクコンバータ５１側と電気変換側への配分を工夫することで、同じエンジントルクから最も大きな前後輪の総トルクを得るべく、目標モータトルクＴｍ^＊を上限のＴｍ２でなく、Ｔｍ３に設定している。つまり、前記のように、Ｔｍ３に設定した場合には、超過トルク演算値ΔＴｅが最大であり、ここでは超過分のエンジントルクを抑えることなく発生させ、前輪側に伝達させている。このため、目標モータトルクＴｍ^＊をＴｍ３に設定することで、超過分のエンジントルクによって前輪に追加されるトルクが最大となり、前後輪の総トルクを最大にすることができる。本実施形態の効果を図１７に示す。図１７では、同じエンジントルクを、（ａ）ではトルクコンバータ５１を介して前輪側にのみ伝達し、（ｂ）では上記のように前後輪を駆動しており、前後輪の総トルクが（ａ）よりも大きくなっている。

なお、本発明の適用は上記実施形態に限定されない。
例えば、図１３のステップＳ２０６において要求モータトルクＴがＴｍ２を超える場合に、目標モータトルクＴｍ^＊をＴｍ３に設定しているが、これに限定されず、例えば電気変換トルク比が最も大きくなるモータトルク値など、Ｔｍ１からＴｍ２の範囲の値を設定すれば、車輪のトルクを増大する効果を得られる。また、第２実施形態では、アクセル開度ＡｃｃがＡｃｃ１以上の場合に、目標モータトルクＴｍ^＊をＴｍ３に設定するとともに、超過トルク指令値ΔＴｂをゼロとしているが、超過トルク指令値ΔＴｂをゼロとせずに目標モータトルクＴｍ^＊をＴｍ３に設定するだけでもよく、この場合には低燃費化の効果が得られる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態の車両は第１実施形態と略同様の構成であるが、図１に示すトルクコンバータ５１の代わりにクラッチ（不図示）を用いてる点で、異なっている。以下、この点を中心に説明する。
クラッチを用いた場合、トルクコンバータ５１のようにトルクの増幅作用はなく、入力トルクに対する出力トルクの比は、１である。従って、モータトルク演算部８Ａでは、車両状態にかかわらずトルクコンバータトルク比Ｔｔｃを１に固定することで、第１実施形態と同様に、電気変換トルク比Ｔｇｍと比較した目標モータトルクＴｍ^＊の演算が可能である。図１８に、第３実施形態に係るモータトルク演算部８Ａの演算処理のフローチャートを示す。

具体的には、まずステップＳ１０１′で、トルクコンバータトルク比Ｔｔｃを１に設定し、図４のステップＳ１０２と同様に要求モータトルクＴを演算する。そして、図４のステップＳ１０３と同様に、ステップＳ１０２で算出した要求モータトルクＴを出力する際の電気変換トルク比Ｔｇｍを車両状態に基づいて算出する。ステップＳ１０４′では、ステップＳ１０３で算出した電気変換トルク比ＴｇｍがステップＳ１０１で設定したトルクコンバータトルク比（＝１）よりも小さいか否かを判定する。そして、小さい場合（ステップＳ１０４′：Ｙｅｓ）には目標モータトルクＴｍ^＊をゼロに設定し、１以上である場合には目標モータトルクＴｍ^＊を要求モータトルクＴの値に設定する。

以上により、トルクコンバータ５１の代わりに、クラッチを用いた車両にも本発明が適用できる。つまり、電気変換トルク比Ｔｇｍの方が、エンジントルクをそのまま車輪側に伝達する場合のトルク比よりも大きくなる場合には、モータトルク指令を出力することで、必要なエンジントルク及び燃料消費量を低減でき、あるいは、同じエンジントルクから大きなトルクを発生できる。

本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。 本実施形態にかかる車両のトルクフローを説明する図である。 ４ＷＤコントローラの機能ブロック図である。 モータトルク演算部の処理を示すフローチャートである。 トルクコンバータの速度比−トルク比特性を示すグラフである。 要求モータトルクの算出方法を説明する図である。 モータ効率とモータトルクの関係を説明する図である。 モータ制御部による処理を説明する機能ブロック図である。 エンジントルク制限部の処理を説明するフローチャートである。 トルクコンバータトルク比と電気変換トルク比の関係を示す図である。 図１０の場合における目標モータトルクの設定を説明する図である。 第１実施形態の効果を説明する図である。 第２実施形態にかかるモータトルク演算部の処理を示すフローチャートである。 目標モータトルクの算出方法を説明する図である。 エンジントルク制限部の処理を示すフローチャートである。 超過トルク指令値の算出方法を説明する図である。 第２実施形態の効果を説明する図である。 第３実施形態のモータトルク演算部の処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１Ｌ，１Ｒ，３Ｌ，３Ｒ 車輪
２ エンジン
４ モータ
５ 自動変速機
５１ トルクコンバータ
５２ 自動変速機
５３ デファレンシャルギヤ
６ 無端ベルト
７ 発電機
８Ｂ エンジントルク制限部
８ コントローラ
８Ａ モータトルク演算部
８Ｃ モータ制御部
８Ｄ 発電機制御部
８Ｅ クラッチ制御部
９ インバータ
１０ ジャンクションボックス
１１ 減速機
１２ 電磁クラッチ
１３ スロットルバルブ
１４ エンジントルク制御コントローラ
１５ アクセルセンサ
１７ スロットルモータ
２６ エンジン回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ 車輪速センサ

Claims (4)

1. 主駆動輪にトルクコンバータを介してトルクを伝達する熱機関と、その熱機関から入力するトルクで駆動される発電機と、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータと、前記モータを駆動制御するモータ制御手段と、を備える車両の駆動制御装置において、
   前記トルクコンバータの運転状態から演算されるトルクコンバータのトルク比と、前記発電機及び前記モータの運転状態から演算される値であって、前記熱機関から発電機に入力されるトルクに対する前記モータのモータトルクの比である電気変換トルク比と、を比較する演算手段を備え、
   前記モータ制御手段は、前記演算手段によって、前記電気変換トルク比が前記トルクコンバータのトルク比以上であると判定されたときに、前記モータを駆動することを特徴とする車両用駆動制御装置。
2. 前記演算手段は、前記電気変換トルク比が前記トルクコンバータのトルク比以上になるときのモータトルク値を算出し、前記モータ制御手段は、前記演算手段によって算出されたモータトルク値を目標モータトルクとして前記モータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
3. 前記モータトルクを発生させることで、前記トルクコンバータを介して同じ大きさのトルクを出力させる場合よりも、必要な前記熱機関のトルクが小さくなる分だけ、前記熱機関で発生させる総トルクを抑制するトルク制限手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動制御装置。
4. 前記トルクコンバータの代わりにクラッチが用いられた車両の前記駆動制御装置において、
   前記演算手段は、前記トルクコンバータのトルク比を１に設定して、前記電気変換トルク比と比較することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動制御装置。

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