JP3610850B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、前後輪の一方をエンジンや電動機といった駆動源で駆動すると共に、他方を電動機で駆動するようにしたハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド車両としては、例えば特開平８−１７５２１０号公報に記載されているように、エンジンに加え、発進時のアシストのみを目的とした電動モータを設けることにより前後輪駆動車両を実現し、発進確認時のみ電動モータを駆動して駆動アシストを得るようにしたものが知られている。
【０００３】
この公報に記載の車両においては、電動モータの作動時間を制限するタイマーが設けられ、発進時に電動モータの駆動開始と共にタイマーを起動し、電動モータによる駆動アシスト開始からの経過時間が所定時間経過したときに、タイマーが作動して自動的に電動モータを停止させるようになっている。また、電動モータの負荷を検出する負荷検出手段を設け、発進時に電動モータを起動し、電動モータの負荷が一旦増加してから減少した時に車両が発進し動き始めたものと判定して、電動モータを停止させて電動モータによるアシストを解除するようになっている。
【０００４】
このように、電動モータによるアシストを、車速が低く短時間のみ生じる発進アシスト領域に限定することによって、セルモータに使用されている安価でインバータ制御の必要のないＤＣブラシモータを用いることが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の車両においては、例えば発進後電動モータによるアシストが行われない車速域にある状態から上りの急勾配にさしかかった時には、車速の低下に伴って車両発進時と誤認識されて電動モータが駆動され、これによって、二輪駆動車両の状態から四輪駆動車両として機能することになり、ドライバに不連続感を与える場合がある。
【０００６】
また、決して大トルクは必要ではないが、数分間の駆動アシストが要求されるような降雪時の急勾配（２０％レベル）での連続登坂シーンや、徐行の多い渋滞シーン等においては、タイマーで規定される時間のみしか電動モータを駆動することができないため、十分な駆動力を確保することができないという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、常時必要最小限の連続運転能力を確保し、且つ原価低減を図ることの可能なハイブリッド車両を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るハイブリッド車両は、機械エネルギを発生し前後輪のうちの一方を駆動する駆動源と、前後輪のうちの他方を駆動する電動機と、前記前後輪の車輪速差を検出する車輪速差検出手段と、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、前記前後輪の車輪速差又は前記アクセルペダル踏込量検出手段で検出したアクセルペダルの踏込量に基づいて前記電動機の目標トルクを決定する目標トルク決定手段と、前記車速検出手段で検出した車速に応じて前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値を設定、又は前記車速検出手段で検出した車速及び前記電動機温度検出手段で検出した電動機温度に応じて前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値を設定する上限値設定手段と、前記目標トルク決定手段で検出した前記車輪速差に基づく目標トルク又は前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクを、前記上限値設定手段で設定した上限値に制限する制限手段と、当該制限手段で制限した目標トルクを発生するように前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、を備え、前記上限値設定手段は、前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値を、同一車速における前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さな値に設定することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２に係るハイブリッド車両は、前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値は、前記電動機の瞬間最大出力に基づいて設定されることを特徴としている。さらに、請求項３に係るハイブリッド車両は、前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値は、前記電動機の連続定格出力に基づいて設定されることを特徴としている。
【００１４】
この請求項１から請求項３に係る発明では、前後輪の一方は駆動源により駆動され、他方は電動機によって駆動される。このとき、目標トルク決定手段によって、前後輪の車輪速差又はアクセルペダルの踏込量に基づいて、電動機で発生すべき目標トルクが決定される。そして、この目標トルクはさらに制限手段によってその上限が、上限値設定手段で設定した上限値に制限される。ここで、上限値設定手段では、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値が、同一車速における前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さな値となるように上限値を設定する。
【００１５】
よって、電動機の発生トルクは、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクに応じて電動機を制御するときには、最大でも前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値となり、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクに応じて電動機を制御するときには、最大でも、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さい、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値となる。
【００１６】
したがって、例えば、車両がスリップしている場合等その継続時間が短時間のときに前後輪の車輪速差に基づいて電動機を駆動制御し、通常走行時等継続時間が長い場合には、アクセルペダルの踏込量に基づいて電動機を駆動制御するようにし、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクについては電動機の瞬間最大出力（短時間定格出力）によって対応させ、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクについては電動機の連続定格出力によって対応させるようにすることによって、電動機を最適化することが可能となる。
【００１７】
また、このとき、アクセルペダル踏込量に基づく目標トルクの上限値は、電動機温度検出手段で検出した電動機の温度と、車速検出手段で検出した車速とに応じて設定される。よって、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクを電動機の瞬間最大出力によって対応させた場合、電動機温度が上昇するにつれて電動機の負荷が上昇しこれに起因して所定の瞬間最大出力を発生させることができない場合があるが、電動機温度の上昇に伴って、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値をより小さく設定し、電動機の連続定格出力で対応させて電動機を駆動しているときに電動機温度上昇を抑制することによって、電動機の連続定格出力で対応させて電動機を駆動している状態から、電動機の瞬間最大出力で対応させて電動機を駆動する状態に移行した場合でも、確実に所定の瞬間最大出力を発生させることが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の請求項１から請求項３に係るハイブリッド車両によれば、前後輪の車輪速差又はアクセルペダルの踏込量に基づいて目標トルクを決定し、さらにこの上限値を制限し、このとき、上限値設定手段では、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値が、同一車速における前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さくなるように上限値を設定するから、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクについては電動機の瞬間最大出力によって対応させ、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクについては電動機の連続定格出力によって対応させることによって、電動機を最適化することができ、かつ常時連続運転能力を確保することができる。
【００２０】
特に、アクセルペダル踏込量に基づく目標トルクの上限値を、電動機温度検出手段で検出した電動機の温度と、車速検出手段で検出した車速とに応じて設定するようにしたから、電動機の温度上昇に起因して、電動機が所定の瞬間最大出力を発生できなくなることを回避し、確実に所定の瞬間最大出力を発生させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示す概略構成図であって、図中、１ＦＬ，１ＦＲはそれぞれ左右の前輪、１ＲＬ，１ＲＲはそれぞれ左右の後輪である。また図中、５は、前輪１ＦＬ，１ＦＲを回転駆動させるための機械エネルギを発生する駆動源としてのエンジンであって、前輪１ＦＬ，１ＦＲは、前輪側の車輪駆動軸３を介してエンジン５に連結され、このエンジン５が発生する駆動力が車輪駆動軸３を介して前輪１ＦＬ，１ＦＲに伝達され、これによって前輪１ＦＬ，１ＦＲが駆動されるようになっている。前記エンジン５には、このエンジン５によって駆動されて発電する発電機６が設けられ、この発電機６で得られた電気エネルギは後述の電動機９に供給されるようになっている。
【００２２】
一方、後輪１ＲＬ，１ＲＲは、後輪側の車輪駆動軸７、終減速装置８を介して電動機９に連結されている。この電動機９は、例えばＤＣブラシモータで構成され、前記発電機６で得られた電気エネルギを受けて制御装置１０によって駆動制御され、電動機９の動力が、終減速装置８、車輪駆動軸７を介して後輪１ＲＬ，１ＲＲに伝達され、これによって後輪１ＲＬ，１ＲＲが駆動されるようになっている。
【００２３】
また、車両の適所には、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲが設けられ、さらに、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ１２、電動機９の温度を検出する温度センサ９ａが設けられている。そして、これら各センサの検出信号は、制御装置１０に出力されるようになっている。
【００２４】
この制御装置１０は、例えばマイクロコンピュータ等を含んで構成され、前記車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号に基づいて、前後輪の車輪速差ΔＮを算出し、この車輪速差ΔＮをもとに前輪１ＦＬ，１ＦＲがスリップしていると判定されるときには、前後輪速差制御モードで電動機９を制御し、車輪速差ΔＮに基づいて制御トルクを決定する。一方、前輪がスリップしていないと判定されるときには、アクセル開度制御モードで電動機９を制御し、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて制御トルクを決定する。また、このとき、前記制御トルクを車速及び温度センサ９ａで検出した電動機温度に応じた上限値に制限し、現在の車速で必要とする制御トルクに制限するようになっている。
【００２５】
図２は、前記制御装置１０における、電動機９を制御するための、電動機制御処理の処理手順を示したものである。
すなわち、制御装置１０では、まず、ステップＳ１で、各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号を読み込む。次いで、ステップＳ２に移行し、各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号をもとに、前輪及び後輪の車輪速を算出し、これらの差から前後輪の車輪速差ΔＮを算出する。
【００２６】
次いで、ステップＳ３に移行し、ステップＳ２で算出した車輪速差ΔＮがしきい値ΔＮαよりも大きいか否か（ΔＮ＞ΔＮα）を判定する。このしきい値ΔＮαは、予め実験等によって設定されたものであって、前輪がスリップしていると判定することの可能な値に設定される。
そして、ステップＳ３で、前後輪の車輪速差ΔＮ＞しきい値ΔＮαでないときにはステップＳ１１に移行してアクセル開度制御モードで電動機９を制御し、車輪速差ΔＮ＞しきい値ΔＮαであるときにはステップＳ２１に移行して前後輪速差制御モードで電動機９を制御する。
【００２７】
つまり、前記ステップＳ１１では、アクセルペダルセンサ１２のアクセルペダル踏込量ＰＳ及び温度センサ９ａで検出した電動機温度を読み込む。次いでステップＳ１２に移行して、所定の記憶領域に格納している図３の制御マップに基づいて、アクセルペダル踏込量ＰＳに応じた目標トルクＴＦＦを決定する。
前記図３に示す制御マップは、予め設定されて所定の記憶領域に格納されたものであって、例えば、アクセルペダル踏込量ＰＳが零からしきい値ＰＳ０ までの間はアクセルペダル踏込量ＰＳの増加に比例して目標トルクＴＦＦが増加し、アクセルペダル踏込量ＰＳがしきい値ＰＳ０ を越えると、目標トルクＴＦＦは所定値となるように設定されている。
【００２８】
そして、ステップＳ１２で目標トルクＴＦＦが決定されると、ステップＳ１３に移行し、図４に示すトルク制限マップと、ステップＳ１１で決定した目標トルクＴＦＦと、温度センサ９ａからの電動機温度と、例えば各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号をもとに算出した車速とをもとに、トルク制限値ＬＴを決定する。
【００２９】
前記図４に示すトルク制限マップは、電動機９の温度が常温であるときの、車速とこのときに必要とするトルクの最大値を表すトルク制限値との対応を表したものである。図中、ＬＦは、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて設定した目標トルクＴＦＦを制限する制限ラインであって、ＬＢは、前後輪の車輪速差ΔＮに基づいて設定した目標トルクＴＦＢを制限する制限ラインである。
【００３０】
前記目標トルクＴＦＦの制限ラインＬＦは、電動機９の連続定格出力特性に応じて設定され且つこの時点の車速で必要とする最小トルクに応じて設定され、前記目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢは、電動機９の瞬間最大出力特性（短時間出力特性）に基づいて設定されている。
そして、前記制限ラインＬＦは、車速がＶ１ となるまでは、制限値ＬＴ３ を維持し、車速がＶ１ からＶ３ までの間は、車速の増加に応じて制限値は二次元的にＬＴ１ まで低下し、車速がＶ３ を越えると制限値は零になるようになっている。また、制限ラインＬＢは、車速が前記Ｖ１ よりも大きいＶ２ となるまでは、前記制限値ＬＴ３ よりも大きい制限値ＬＴ４ を維持し、車速がＶ２ から前記車速Ｖ３ よりも大きいＶ４ となるまでの間は、車速の増加に応じて制限値は二次元的に前記制限値ＬＴ１ よりも大きいＬＴ２ まで低下し、車速がＶ４ を越えると制限値は零になるようになっている。
【００３１】
さらに、前記制限ラインＬＦは、電動機９の温度上昇に伴う熱的負荷を考慮して設定され、図５に示すように、電動機９の温度が高温になるに応じて、トルク制限値が減少するように設定され、温度上昇が生じた場合でも電動機９が所定の瞬間最大出力を発生することの可能な値に設定される。
このようにしてステップＳ１３でトルク制限値ＬＴが決定されると、ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１２で決定したアクセルペダル踏込量ＰＳに基づく目標トルクＴＦＦとステップＳ１３で検出したトルク制限値ＬＴとを比較する。そして、目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴよりも大きいときには、ステップＳ１５に移行して、トルク制限値ＬＴを駆動トルクＴ＊ として設定する。一方、目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴ以下であるときにはステップＳ１６に移行し、目標トルクＴＦＦを駆動トルクＴ＊ として設定する。
【００３２】
そして、ステップＳ１５又はＳ１６で駆動トルクＴ＊ が設定されると、ステップＳ３０に移行し、駆動トルクＴ＊ に基づいて電動機９を駆動制御する。
一方、前記ステップＳ２１では、所定の記憶領域に格納している図６の制御マップに基づいて、前後輪の車輪速差ΔＮに応じた目標トルクＴＦＢを決定する。前記図６に示す制御マップは、予め設定されて所定の記憶領域に格納されたものであって、例えば、前後輪の車輪速差ΔＮが増加するにつれて目標トルクＴＦＢが二次元的に増加し且つ、前後輪の車輪速差ΔＮが小さいほどその増加割合が大きく、車輪速差ΔＮが大きくなるにつれてその増加割合が減少するように設定されている。
【００３３】
次いで、ステップＳ２２に移行し、前記図４に示すトルク制限マップと、ステップＳ２１で決定した目標トルクＴＦＢと、例えば各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号をもとに算出した車速とをもとに、トルク制限値ＬＴを決定する。なお、制限ラインＬＢは、電動機９の温度に関わらず一定に設定されている。
【００３４】
次いで、ステップＳ２３に移行し、ステップＳ２１で決定した前後輪の車輪速差ΔＮに基づく目標トルクＴＦＢとステップＳ２２で検出したトルク制限値ＬＴとを比較する。そして、目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴよりも大きいときには、ステップＳ２４に移行して、トルク制限値ＬＴを駆動トルクＴ＊ として設定する。一方、目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴ以下であるときにはステップＳ２５に移行し、目標トルクＴＦＢを駆動トルクＴ＊ として設定する。
【００３５】
そして、ステップＳ２４又はＳ２５で駆動トルクＴ＊ が設定されると、ステップＳ３０に移行し、駆動トルクＴ＊ に基づいて電動機９を駆動制御する。
ここで、エンジン５が駆動源に対応し、図２のステップＳ２の処理が車輪速差検出手段に対応し、アクセルペダルセンサ１２がアクセルペダル踏込量検出手段に対応し、図２のステップＳ１２及びステップＳ２２で車輪速センサの検出信号等をもとに車速を検出する処理が車速検出手段に対応し、ステップＳ１２及びＳ２１の処理が目標トルク決定手段に対応し、ステップＳ１３及びＳ２２の処理が上限値設定手段に対応し、ステップＳ１５及びＳ２４の処理が制限手段に対応し、ステップＳ３０の処理が駆動制御手段に対応し、温度センサ９ａが電動機温度検出手段に対応している。
【００３６】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
今、車両が停車している状態から発進すると、制御装置１０において電動機制御処理が実行され、まず、各車輪速センサの検出値をもとに、前後の車輪速差ΔＮが算出される（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、このとき、例えば高μ路に停車している状態等であって車輪速差ΔＮがしきい値ΔＮαよりも小さいときには、前輪がスリップしていないことから、ステップＳ３からＳ１１に移行し、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて制御トルクを決定するアクセル開度制御モードで電動機９が制御される。
【００３７】
つまり、制御装置１０では、まずステップＳ１１で、アクセルペダル踏込量ＰＳをアクセルペダルセンサ１２から読み込むと共に、温度センサ９ａから電動機温度を読み込む。そして、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて図３の制御マップから目標トルクＴＦＦを決定する（ステップＳ１２）。さらに、各車輪速センサの検出値をもとに車速を算出し、この車速及び電動機温度と、前記図４及び図５の制御マップから、トルク制限値ＬＴを決定する。
【００３８】
ここで、電動機温度が常温であるとすると、図５の制御マップの目標トルクＴＦＦの制限ラインＬＦから、車速が小さい間はトルク制限値ＬＴは比較的大きな値に設定される。よって、アクセルペダル踏込量ＰＳに応じた目標トルクＴＦＦが駆動トルクＴ＊ として設定され、これに基づいて電動機９が駆動制御されて、発進時に十分な駆動トルクが発生される。
【００３９】
そして、車速が増加しＶ１ を越えると、制限ラインＬＦに示すように、車速の増加に伴って目標トルクＴＦＦのトルク制限値ＬＴは小さくなり、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づく目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴを越えると、駆動トルクＴ＊ はトルク制限値ＬＴに制限される。
ここで、制限ラインＬＦは、この時点における車速で必要とする最小トルクに基づいて設定されているから、アクセルペダル踏込量ＰＳを踏み込んでも、駆動トルクＴ＊ は、この時点の車速における必要最小トルクに制限されることになり、よって、必要以上のトルクが発生されることが回避される。
【００４０】
そして、この状態から、車両が上りの急勾配にさしかかったときには、アクセルペダル踏込量ＰＳが増加するから、これに伴って、目標トルクＴＦＦが増加し、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づく目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴを越えたときにはトルク制限値ＬＴに制限されて電動機９の駆動制御が行われ、十分な駆動力を得ることができる。
【００４１】
この状態から、電動機９の駆動に伴って、電動機温度が上昇してくると、図５の制御マップに示すように、トルク制限値は、常温における同一車速でのトルク制限値よりも小さくなるように設定されているから、電動機温度が上昇するにつれて電動機９での最大出力トルクは、より小さく制限されることになる。つまり、電動機温度の上昇に伴って電動機９の熱的環境が低下するにつれて、電動機９の負荷が軽減されて電動機９の温度上昇が抑制される。このとき、前記目標トルクＴＦＦの制限ラインＬＦは、電動機９の連続定格出力に応じて設定されているから、電動機９は、温度上昇による影響をうけない状態に維持されることになる。
【００４２】
したがって、この状態から、車両が低μ路に進入し、前輪にスリップが生じた場合には、前後輪の車輪速差ΔＮがしきい値ΔＮαを越えることから、ステップＳ２１に移行し、前後輪速差ΔＮに応じて図６の制御マップから目標トルクＴＦＢが決定され、この時点における車速に基づいて図４の制御マップの制限ラインＬＢからトルク制限値ＬＴが決定され、駆動トルクＴ＊ はトルク制限値ＬＴに制限される。
【００４３】
そして、駆動トルクＴ＊ としてトルク制限値ＬＴが設定された場合、電動機９はその瞬間最大出力を発生するように駆動制御される。ここで、電動機９の温度上昇等が生じている場合等には、瞬間最大出力を発生するように電動機９を駆動制御したとしても、所定の瞬間最大出力を発生させることができない場合があるが、アクセル開度制御モードにおいては、電動機９が瞬間最大出力を発生することができるように、その上限値を制限ラインＬＦで制限するようにしているから、連続定格出力以内で電動機９を駆動制御している状態から瞬間最大出力を発生させるように駆動したとしても、確実に所定のトルクを発生させることができる。
【００４４】
一方、降雪時等、車両が低μ路に停車している状態から発進し、前輪がスリップしたときには、前後の車輪速差ΔＮが算出され（ステップＳ１，Ｓ２）、これがしきい値ΔＮαを越えると、ステップＳ３からステップＳ２１に移行し、車輪速差ΔＮに基づいて制御トルクを決定する前後輪速差制御モードで電動機９が制御される。つまり、制御装置１０では、ステップＳ２１で、前後の車輪速差ΔＮに基づいて図６の制御マップから目標トルクＴＦＢを決定する。
【００４５】
そして、各車輪速センサの検出値をもとに車速を算出し、この車速と前記図４の制御マップから、目標トルクＴＦＢのトルク制限値ＬＴを決定する（ステップＳ２２）。
そして、車速が小さい間は、トルク制限値ＬＴは、図４の制御マップの目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢから比較的大きな値に設定されるため、目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴを越えない間は、目標トルクＴＦＢが駆動トルクＴ＊ として設定されこの駆動トルクＴ＊ に基づいて電動機９が駆動制御され比較的大きな駆動トルクが発生されて、前後の車輪速差ΔＮに応じた十分な駆動トルクが発生されることになる。
【００４６】
そして、車速が増加しＶ２ を越えると、目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢにおいてトルク制限値が小さく抑制され、前後輪の車輪速差ΔＮに基づく目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴを越えると、駆動トルクＴ＊ はトルク制限値ＬＴに抑制される。つまり、前記目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢは、電動機９の瞬間最大出力に基づいて設定されているから、前後輪速差制御モードでは、電動機９は、その出力が最大でも、瞬間最大出力となるように駆動制御される。
【００４７】
このとき、トルク制限値ＬＴは、電動機９の瞬間最大出力に応じて設定された制限ラインＬＢに基づいて設定されることになるため、最大でも電動機９の瞬間最大出力を発生するように駆動されることになる。しかしながら、このように、前輪にスリップが生じる状態はそれほど長い時間生じるわけではないから、瞬間最大出力で対応させることが十分可能である。また、この状態から車両が急勾配を登り始めた場合でも、前後輪速差制御モード又はアクセル開度制御モードで引き続いて電動機９が駆動されるから、急勾配の登坂シーンや、徐行の多い渋滞シーン等であっても、十分な駆動力を継続して確保することができる。
【００４８】
また、低μ路での発進時等、低μ路面で大きなトルクが要求される場面は、その継続時間が比較的短く、且つ、その発生頻度が少ない。よって、瞬間最大出力を発生するように電動機９を駆動制御したとしても、電動機９に影響を及ぼすことはない。
また、アクセル開度制御モードにおいては、その駆動トルクＴ＊ を、この時点で瞬間最大出力を発生させた場合でも電動機９に影響を与えないようなトルクに制限するようにしているから、アクセル開度制御モードから前後輪速差制御モードに移行した場合であっても、確実に所定の駆動トルクＴ＊ を発生させることができる。
【００４９】
また、アクセル開度制御モードにおいては、アクセルペダルを踏み込んでも、この時点における車速で必要とする最小トルクを発生するように駆動トルクＴ＊ が設定されるから、必要以上のトルクが発生されることはない。よって、電動機９を駆動させるための電気エネルギが低減され、燃費向上が図られることになる。
【００５０】
また、このとき、アクセル開度制御モードにおいては、電動機９の電動機温度が上昇するにつれてトルク制限値ＬＴを減少させ、電動機９の温度上昇を押さえるようにしたから、電動機温度が上昇した場合であっても、電動機９に影響を与えることなく、確実に瞬間最大出力を発生させることができ、電動機９によるアシストの信頼性向上を図ることができる。
【００５１】
したがって、このように、比較的大きなトルクを必要とするが頻度が少なくまたその継続時間の短いスリップ時には前後輪速度差制御モードで制御を行い、且つこのときには電動機９の瞬間最大出力で対応させ、非スリップ時にはアクセル開度制御モードで制御を行い、このときには、電動機９の連続定格出力で対応させるようにしたから、電動機９を選定する際には、各車速における必要最小トルクを発生し得る連続定格出力を有し、且つその瞬間最大出力が前後輪の車輪速差に基づく目標トルクＴＦＢに相当する電動機を選定すればよい。よって、電動機９を最適化することができ、原価低減を図ることができると共に、常時電動機９によるアシストを行うことができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態においては、力行機能のみを有する電動機９を用いた場合について説明したが、例えば図７に示すように、回生機能と力行機能とを有する電動機９を用い、発電機６と電動機９との間に蓄電装置１３を設け、制動時には、回生機能によって発電させこの電気エネルギを蓄電装置１３に蓄えるようにし、電動機９を駆動するときには、電動機９に蓄電装置１３から電気エネルギを供給するようにしてもよい。このようにすることによって、発電機６の負荷を低減させることが可能となり燃費向上を図ることができる。
【００５３】
前記蓄電装置１３としては、リチウムイオン電池のような二次電池や、充放電特性に優れる電解コンデンサや、電解コンデンサよりも電機エネルギの貯蔵能力に優れる電気二重層キャパシタ等を適用することができる。
また、上記実施の形態においては、前輪側をエンジン、後輪側を電動機で駆動するようにした場合について説明したが、これに限らず、前輪側を電動機によって駆動し、後輪側をエンジンによって駆動するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、図３、図４、図５及び図６に示す制御マップを用いて、目標トルクＴＦＢ，ＴＦＦ，トルク制限値を設定するようにした場合について説明したが、これに限らず、例えば関数式等の対応情報として記憶しておき、これに基づき設定するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号に基づいて車速を検出するようにした場合について説明したが、これに限らず例えば車速センサを設けるようにしてもよく、要は、車速を検出することのできる車速検出手段であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】制御装置における電動機制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセルペダル踏込量ＰＳから目標トルクＴＦＦを求めるための制御マップである。
【図４】制限トルクを決定するためのトルク制限マップである。
【図５】制限トルクを決定するためのトルク制限マップである。
【図６】前後の車輪速差ΔＮから目標トルクＴＦＢを求めるための制御マップである。
【図７】その他の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲ 車輪
５ エンジン
９ 電動機
９ａ 温度センサ
１０ 制御装置
１１ＦＬ〜１１ＲＲ 車輪速センサ
１２ アクセルペダルセンサ
【発明の属する技術分野】
この発明は、前後輪の一方をエンジンや電動機といった駆動源で駆動すると共に、他方を電動機で駆動するようにしたハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド車両としては、例えば特開平８−１７５２１０号公報に記載されているように、エンジンに加え、発進時のアシストのみを目的とした電動モータを設けることにより前後輪駆動車両を実現し、発進確認時のみ電動モータを駆動して駆動アシストを得るようにしたものが知られている。
【０００３】
この公報に記載の車両においては、電動モータの作動時間を制限するタイマーが設けられ、発進時に電動モータの駆動開始と共にタイマーを起動し、電動モータによる駆動アシスト開始からの経過時間が所定時間経過したときに、タイマーが作動して自動的に電動モータを停止させるようになっている。また、電動モータの負荷を検出する負荷検出手段を設け、発進時に電動モータを起動し、電動モータの負荷が一旦増加してから減少した時に車両が発進し動き始めたものと判定して、電動モータを停止させて電動モータによるアシストを解除するようになっている。
【０００４】
このように、電動モータによるアシストを、車速が低く短時間のみ生じる発進アシスト領域に限定することによって、セルモータに使用されている安価でインバータ制御の必要のないＤＣブラシモータを用いることが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の車両においては、例えば発進後電動モータによるアシストが行われない車速域にある状態から上りの急勾配にさしかかった時には、車速の低下に伴って車両発進時と誤認識されて電動モータが駆動され、これによって、二輪駆動車両の状態から四輪駆動車両として機能することになり、ドライバに不連続感を与える場合がある。
【０００６】
また、決して大トルクは必要ではないが、数分間の駆動アシストが要求されるような降雪時の急勾配（２０％レベル）での連続登坂シーンや、徐行の多い渋滞シーン等においては、タイマーで規定される時間のみしか電動モータを駆動することができないため、十分な駆動力を確保することができないという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、常時必要最小限の連続運転能力を確保し、且つ原価低減を図ることの可能なハイブリッド車両を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るハイブリッド車両は、機械エネルギを発生し前後輪のうちの一方を駆動する駆動源と、前後輪のうちの他方を駆動する電動機と、前記前後輪の車輪速差を検出する車輪速差検出手段と、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、前記前後輪の車輪速差又は前記アクセルペダル踏込量検出手段で検出したアクセルペダルの踏込量に基づいて前記電動機の目標トルクを決定する目標トルク決定手段と、前記車速検出手段で検出した車速に応じて前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値を設定、又は前記車速検出手段で検出した車速及び前記電動機温度検出手段で検出した電動機温度に応じて前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値を設定する上限値設定手段と、前記目標トルク決定手段で検出した前記車輪速差に基づく目標トルク又は前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクを、前記上限値設定手段で設定した上限値に制限する制限手段と、当該制限手段で制限した目標トルクを発生するように前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、を備え、前記上限値設定手段は、前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値を、同一車速における前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さな値に設定することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２に係るハイブリッド車両は、前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値は、前記電動機の瞬間最大出力に基づいて設定されることを特徴としている。さらに、請求項３に係るハイブリッド車両は、前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値は、前記電動機の連続定格出力に基づいて設定されることを特徴としている。
【００１４】
この請求項１から請求項３に係る発明では、前後輪の一方は駆動源により駆動され、他方は電動機によって駆動される。このとき、目標トルク決定手段によって、前後輪の車輪速差又はアクセルペダルの踏込量に基づいて、電動機で発生すべき目標トルクが決定される。そして、この目標トルクはさらに制限手段によってその上限が、上限値設定手段で設定した上限値に制限される。ここで、上限値設定手段では、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値が、同一車速における前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さな値となるように上限値を設定する。
【００１５】
よって、電動機の発生トルクは、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクに応じて電動機を制御するときには、最大でも前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値となり、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクに応じて電動機を制御するときには、最大でも、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さい、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値となる。
【００１６】
したがって、例えば、車両がスリップしている場合等その継続時間が短時間のときに前後輪の車輪速差に基づいて電動機を駆動制御し、通常走行時等継続時間が長い場合には、アクセルペダルの踏込量に基づいて電動機を駆動制御するようにし、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクについては電動機の瞬間最大出力（短時間定格出力）によって対応させ、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクについては電動機の連続定格出力によって対応させるようにすることによって、電動機を最適化することが可能となる。
【００１７】
また、このとき、アクセルペダル踏込量に基づく目標トルクの上限値は、電動機温度検出手段で検出した電動機の温度と、車速検出手段で検出した車速とに応じて設定される。よって、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクを電動機の瞬間最大出力によって対応させた場合、電動機温度が上昇するにつれて電動機の負荷が上昇しこれに起因して所定の瞬間最大出力を発生させることができない場合があるが、電動機温度の上昇に伴って、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値をより小さく設定し、電動機の連続定格出力で対応させて電動機を駆動しているときに電動機温度上昇を抑制することによって、電動機の連続定格出力で対応させて電動機を駆動している状態から、電動機の瞬間最大出力で対応させて電動機を駆動する状態に移行した場合でも、確実に所定の瞬間最大出力を発生させることが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の請求項１から請求項３に係るハイブリッド車両によれば、前後輪の車輪速差又はアクセルペダルの踏込量に基づいて目標トルクを決定し、さらにこの上限値を制限し、このとき、上限値設定手段では、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値が、同一車速における前後輪の車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さくなるように上限値を設定するから、前後輪の車輪速差に基づく目標トルクについては電動機の瞬間最大出力によって対応させ、アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクについては電動機の連続定格出力によって対応させることによって、電動機を最適化することができ、かつ常時連続運転能力を確保することができる。
【００２０】
特に、アクセルペダル踏込量に基づく目標トルクの上限値を、電動機温度検出手段で検出した電動機の温度と、車速検出手段で検出した車速とに応じて設定するようにしたから、電動機の温度上昇に起因して、電動機が所定の瞬間最大出力を発生できなくなることを回避し、確実に所定の瞬間最大出力を発生させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示す概略構成図であって、図中、１ＦＬ，１ＦＲはそれぞれ左右の前輪、１ＲＬ，１ＲＲはそれぞれ左右の後輪である。また図中、５は、前輪１ＦＬ，１ＦＲを回転駆動させるための機械エネルギを発生する駆動源としてのエンジンであって、前輪１ＦＬ，１ＦＲは、前輪側の車輪駆動軸３を介してエンジン５に連結され、このエンジン５が発生する駆動力が車輪駆動軸３を介して前輪１ＦＬ，１ＦＲに伝達され、これによって前輪１ＦＬ，１ＦＲが駆動されるようになっている。前記エンジン５には、このエンジン５によって駆動されて発電する発電機６が設けられ、この発電機６で得られた電気エネルギは後述の電動機９に供給されるようになっている。
【００２２】
一方、後輪１ＲＬ，１ＲＲは、後輪側の車輪駆動軸７、終減速装置８を介して電動機９に連結されている。この電動機９は、例えばＤＣブラシモータで構成され、前記発電機６で得られた電気エネルギを受けて制御装置１０によって駆動制御され、電動機９の動力が、終減速装置８、車輪駆動軸７を介して後輪１ＲＬ，１ＲＲに伝達され、これによって後輪１ＲＬ，１ＲＲが駆動されるようになっている。
【００２３】
また、車両の適所には、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲが設けられ、さらに、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ１２、電動機９の温度を検出する温度センサ９ａが設けられている。そして、これら各センサの検出信号は、制御装置１０に出力されるようになっている。
【００２４】
この制御装置１０は、例えばマイクロコンピュータ等を含んで構成され、前記車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号に基づいて、前後輪の車輪速差ΔＮを算出し、この車輪速差ΔＮをもとに前輪１ＦＬ，１ＦＲがスリップしていると判定されるときには、前後輪速差制御モードで電動機９を制御し、車輪速差ΔＮに基づいて制御トルクを決定する。一方、前輪がスリップしていないと判定されるときには、アクセル開度制御モードで電動機９を制御し、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて制御トルクを決定する。また、このとき、前記制御トルクを車速及び温度センサ９ａで検出した電動機温度に応じた上限値に制限し、現在の車速で必要とする制御トルクに制限するようになっている。
【００２５】
図２は、前記制御装置１０における、電動機９を制御するための、電動機制御処理の処理手順を示したものである。
すなわち、制御装置１０では、まず、ステップＳ１で、各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号を読み込む。次いで、ステップＳ２に移行し、各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号をもとに、前輪及び後輪の車輪速を算出し、これらの差から前後輪の車輪速差ΔＮを算出する。
【００２６】
次いで、ステップＳ３に移行し、ステップＳ２で算出した車輪速差ΔＮがしきい値ΔＮαよりも大きいか否か（ΔＮ＞ΔＮα）を判定する。このしきい値ΔＮαは、予め実験等によって設定されたものであって、前輪がスリップしていると判定することの可能な値に設定される。
そして、ステップＳ３で、前後輪の車輪速差ΔＮ＞しきい値ΔＮαでないときにはステップＳ１１に移行してアクセル開度制御モードで電動機９を制御し、車輪速差ΔＮ＞しきい値ΔＮαであるときにはステップＳ２１に移行して前後輪速差制御モードで電動機９を制御する。
【００２７】
つまり、前記ステップＳ１１では、アクセルペダルセンサ１２のアクセルペダル踏込量ＰＳ及び温度センサ９ａで検出した電動機温度を読み込む。次いでステップＳ１２に移行して、所定の記憶領域に格納している図３の制御マップに基づいて、アクセルペダル踏込量ＰＳに応じた目標トルクＴＦＦを決定する。
前記図３に示す制御マップは、予め設定されて所定の記憶領域に格納されたものであって、例えば、アクセルペダル踏込量ＰＳが零からしきい値ＰＳ０ までの間はアクセルペダル踏込量ＰＳの増加に比例して目標トルクＴＦＦが増加し、アクセルペダル踏込量ＰＳがしきい値ＰＳ０ を越えると、目標トルクＴＦＦは所定値となるように設定されている。
【００２８】
そして、ステップＳ１２で目標トルクＴＦＦが決定されると、ステップＳ１３に移行し、図４に示すトルク制限マップと、ステップＳ１１で決定した目標トルクＴＦＦと、温度センサ９ａからの電動機温度と、例えば各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号をもとに算出した車速とをもとに、トルク制限値ＬＴを決定する。
【００２９】
前記図４に示すトルク制限マップは、電動機９の温度が常温であるときの、車速とこのときに必要とするトルクの最大値を表すトルク制限値との対応を表したものである。図中、ＬＦは、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて設定した目標トルクＴＦＦを制限する制限ラインであって、ＬＢは、前後輪の車輪速差ΔＮに基づいて設定した目標トルクＴＦＢを制限する制限ラインである。
【００３０】
前記目標トルクＴＦＦの制限ラインＬＦは、電動機９の連続定格出力特性に応じて設定され且つこの時点の車速で必要とする最小トルクに応じて設定され、前記目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢは、電動機９の瞬間最大出力特性（短時間出力特性）に基づいて設定されている。
そして、前記制限ラインＬＦは、車速がＶ１ となるまでは、制限値ＬＴ３ を維持し、車速がＶ１ からＶ３ までの間は、車速の増加に応じて制限値は二次元的にＬＴ１ まで低下し、車速がＶ３ を越えると制限値は零になるようになっている。また、制限ラインＬＢは、車速が前記Ｖ１ よりも大きいＶ２ となるまでは、前記制限値ＬＴ３ よりも大きい制限値ＬＴ４ を維持し、車速がＶ２ から前記車速Ｖ３ よりも大きいＶ４ となるまでの間は、車速の増加に応じて制限値は二次元的に前記制限値ＬＴ１ よりも大きいＬＴ２ まで低下し、車速がＶ４ を越えると制限値は零になるようになっている。
【００３１】
さらに、前記制限ラインＬＦは、電動機９の温度上昇に伴う熱的負荷を考慮して設定され、図５に示すように、電動機９の温度が高温になるに応じて、トルク制限値が減少するように設定され、温度上昇が生じた場合でも電動機９が所定の瞬間最大出力を発生することの可能な値に設定される。
このようにしてステップＳ１３でトルク制限値ＬＴが決定されると、ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１２で決定したアクセルペダル踏込量ＰＳに基づく目標トルクＴＦＦとステップＳ１３で検出したトルク制限値ＬＴとを比較する。そして、目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴよりも大きいときには、ステップＳ１５に移行して、トルク制限値ＬＴを駆動トルクＴ＊ として設定する。一方、目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴ以下であるときにはステップＳ１６に移行し、目標トルクＴＦＦを駆動トルクＴ＊ として設定する。
【００３２】
そして、ステップＳ１５又はＳ１６で駆動トルクＴ＊ が設定されると、ステップＳ３０に移行し、駆動トルクＴ＊ に基づいて電動機９を駆動制御する。
一方、前記ステップＳ２１では、所定の記憶領域に格納している図６の制御マップに基づいて、前後輪の車輪速差ΔＮに応じた目標トルクＴＦＢを決定する。前記図６に示す制御マップは、予め設定されて所定の記憶領域に格納されたものであって、例えば、前後輪の車輪速差ΔＮが増加するにつれて目標トルクＴＦＢが二次元的に増加し且つ、前後輪の車輪速差ΔＮが小さいほどその増加割合が大きく、車輪速差ΔＮが大きくなるにつれてその増加割合が減少するように設定されている。
【００３３】
次いで、ステップＳ２２に移行し、前記図４に示すトルク制限マップと、ステップＳ２１で決定した目標トルクＴＦＢと、例えば各車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号をもとに算出した車速とをもとに、トルク制限値ＬＴを決定する。なお、制限ラインＬＢは、電動機９の温度に関わらず一定に設定されている。
【００３４】
次いで、ステップＳ２３に移行し、ステップＳ２１で決定した前後輪の車輪速差ΔＮに基づく目標トルクＴＦＢとステップＳ２２で検出したトルク制限値ＬＴとを比較する。そして、目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴよりも大きいときには、ステップＳ２４に移行して、トルク制限値ＬＴを駆動トルクＴ＊ として設定する。一方、目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴ以下であるときにはステップＳ２５に移行し、目標トルクＴＦＢを駆動トルクＴ＊ として設定する。
【００３５】
そして、ステップＳ２４又はＳ２５で駆動トルクＴ＊ が設定されると、ステップＳ３０に移行し、駆動トルクＴ＊ に基づいて電動機９を駆動制御する。
ここで、エンジン５が駆動源に対応し、図２のステップＳ２の処理が車輪速差検出手段に対応し、アクセルペダルセンサ１２がアクセルペダル踏込量検出手段に対応し、図２のステップＳ１２及びステップＳ２２で車輪速センサの検出信号等をもとに車速を検出する処理が車速検出手段に対応し、ステップＳ１２及びＳ２１の処理が目標トルク決定手段に対応し、ステップＳ１３及びＳ２２の処理が上限値設定手段に対応し、ステップＳ１５及びＳ２４の処理が制限手段に対応し、ステップＳ３０の処理が駆動制御手段に対応し、温度センサ９ａが電動機温度検出手段に対応している。
【００３６】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
今、車両が停車している状態から発進すると、制御装置１０において電動機制御処理が実行され、まず、各車輪速センサの検出値をもとに、前後の車輪速差ΔＮが算出される（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、このとき、例えば高μ路に停車している状態等であって車輪速差ΔＮがしきい値ΔＮαよりも小さいときには、前輪がスリップしていないことから、ステップＳ３からＳ１１に移行し、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて制御トルクを決定するアクセル開度制御モードで電動機９が制御される。
【００３７】
つまり、制御装置１０では、まずステップＳ１１で、アクセルペダル踏込量ＰＳをアクセルペダルセンサ１２から読み込むと共に、温度センサ９ａから電動機温度を読み込む。そして、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づいて図３の制御マップから目標トルクＴＦＦを決定する（ステップＳ１２）。さらに、各車輪速センサの検出値をもとに車速を算出し、この車速及び電動機温度と、前記図４及び図５の制御マップから、トルク制限値ＬＴを決定する。
【００３８】
ここで、電動機温度が常温であるとすると、図５の制御マップの目標トルクＴＦＦの制限ラインＬＦから、車速が小さい間はトルク制限値ＬＴは比較的大きな値に設定される。よって、アクセルペダル踏込量ＰＳに応じた目標トルクＴＦＦが駆動トルクＴ＊ として設定され、これに基づいて電動機９が駆動制御されて、発進時に十分な駆動トルクが発生される。
【００３９】
そして、車速が増加しＶ１ を越えると、制限ラインＬＦに示すように、車速の増加に伴って目標トルクＴＦＦのトルク制限値ＬＴは小さくなり、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づく目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴを越えると、駆動トルクＴ＊ はトルク制限値ＬＴに制限される。
ここで、制限ラインＬＦは、この時点における車速で必要とする最小トルクに基づいて設定されているから、アクセルペダル踏込量ＰＳを踏み込んでも、駆動トルクＴ＊ は、この時点の車速における必要最小トルクに制限されることになり、よって、必要以上のトルクが発生されることが回避される。
【００４０】
そして、この状態から、車両が上りの急勾配にさしかかったときには、アクセルペダル踏込量ＰＳが増加するから、これに伴って、目標トルクＴＦＦが増加し、アクセルペダル踏込量ＰＳに基づく目標トルクＴＦＦがトルク制限値ＬＴを越えたときにはトルク制限値ＬＴに制限されて電動機９の駆動制御が行われ、十分な駆動力を得ることができる。
【００４１】
この状態から、電動機９の駆動に伴って、電動機温度が上昇してくると、図５の制御マップに示すように、トルク制限値は、常温における同一車速でのトルク制限値よりも小さくなるように設定されているから、電動機温度が上昇するにつれて電動機９での最大出力トルクは、より小さく制限されることになる。つまり、電動機温度の上昇に伴って電動機９の熱的環境が低下するにつれて、電動機９の負荷が軽減されて電動機９の温度上昇が抑制される。このとき、前記目標トルクＴＦＦの制限ラインＬＦは、電動機９の連続定格出力に応じて設定されているから、電動機９は、温度上昇による影響をうけない状態に維持されることになる。
【００４２】
したがって、この状態から、車両が低μ路に進入し、前輪にスリップが生じた場合には、前後輪の車輪速差ΔＮがしきい値ΔＮαを越えることから、ステップＳ２１に移行し、前後輪速差ΔＮに応じて図６の制御マップから目標トルクＴＦＢが決定され、この時点における車速に基づいて図４の制御マップの制限ラインＬＢからトルク制限値ＬＴが決定され、駆動トルクＴ＊ はトルク制限値ＬＴに制限される。
【００４３】
そして、駆動トルクＴ＊ としてトルク制限値ＬＴが設定された場合、電動機９はその瞬間最大出力を発生するように駆動制御される。ここで、電動機９の温度上昇等が生じている場合等には、瞬間最大出力を発生するように電動機９を駆動制御したとしても、所定の瞬間最大出力を発生させることができない場合があるが、アクセル開度制御モードにおいては、電動機９が瞬間最大出力を発生することができるように、その上限値を制限ラインＬＦで制限するようにしているから、連続定格出力以内で電動機９を駆動制御している状態から瞬間最大出力を発生させるように駆動したとしても、確実に所定のトルクを発生させることができる。
【００４４】
一方、降雪時等、車両が低μ路に停車している状態から発進し、前輪がスリップしたときには、前後の車輪速差ΔＮが算出され（ステップＳ１，Ｓ２）、これがしきい値ΔＮαを越えると、ステップＳ３からステップＳ２１に移行し、車輪速差ΔＮに基づいて制御トルクを決定する前後輪速差制御モードで電動機９が制御される。つまり、制御装置１０では、ステップＳ２１で、前後の車輪速差ΔＮに基づいて図６の制御マップから目標トルクＴＦＢを決定する。
【００４５】
そして、各車輪速センサの検出値をもとに車速を算出し、この車速と前記図４の制御マップから、目標トルクＴＦＢのトルク制限値ＬＴを決定する（ステップＳ２２）。
そして、車速が小さい間は、トルク制限値ＬＴは、図４の制御マップの目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢから比較的大きな値に設定されるため、目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴを越えない間は、目標トルクＴＦＢが駆動トルクＴ＊ として設定されこの駆動トルクＴ＊ に基づいて電動機９が駆動制御され比較的大きな駆動トルクが発生されて、前後の車輪速差ΔＮに応じた十分な駆動トルクが発生されることになる。
【００４６】
そして、車速が増加しＶ２ を越えると、目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢにおいてトルク制限値が小さく抑制され、前後輪の車輪速差ΔＮに基づく目標トルクＴＦＢがトルク制限値ＬＴを越えると、駆動トルクＴ＊ はトルク制限値ＬＴに抑制される。つまり、前記目標トルクＴＦＢの制限ラインＬＢは、電動機９の瞬間最大出力に基づいて設定されているから、前後輪速差制御モードでは、電動機９は、その出力が最大でも、瞬間最大出力となるように駆動制御される。
【００４７】
このとき、トルク制限値ＬＴは、電動機９の瞬間最大出力に応じて設定された制限ラインＬＢに基づいて設定されることになるため、最大でも電動機９の瞬間最大出力を発生するように駆動されることになる。しかしながら、このように、前輪にスリップが生じる状態はそれほど長い時間生じるわけではないから、瞬間最大出力で対応させることが十分可能である。また、この状態から車両が急勾配を登り始めた場合でも、前後輪速差制御モード又はアクセル開度制御モードで引き続いて電動機９が駆動されるから、急勾配の登坂シーンや、徐行の多い渋滞シーン等であっても、十分な駆動力を継続して確保することができる。
【００４８】
また、低μ路での発進時等、低μ路面で大きなトルクが要求される場面は、その継続時間が比較的短く、且つ、その発生頻度が少ない。よって、瞬間最大出力を発生するように電動機９を駆動制御したとしても、電動機９に影響を及ぼすことはない。
また、アクセル開度制御モードにおいては、その駆動トルクＴ＊ を、この時点で瞬間最大出力を発生させた場合でも電動機９に影響を与えないようなトルクに制限するようにしているから、アクセル開度制御モードから前後輪速差制御モードに移行した場合であっても、確実に所定の駆動トルクＴ＊ を発生させることができる。
【００４９】
また、アクセル開度制御モードにおいては、アクセルペダルを踏み込んでも、この時点における車速で必要とする最小トルクを発生するように駆動トルクＴ＊ が設定されるから、必要以上のトルクが発生されることはない。よって、電動機９を駆動させるための電気エネルギが低減され、燃費向上が図られることになる。
【００５０】
また、このとき、アクセル開度制御モードにおいては、電動機９の電動機温度が上昇するにつれてトルク制限値ＬＴを減少させ、電動機９の温度上昇を押さえるようにしたから、電動機温度が上昇した場合であっても、電動機９に影響を与えることなく、確実に瞬間最大出力を発生させることができ、電動機９によるアシストの信頼性向上を図ることができる。
【００５１】
したがって、このように、比較的大きなトルクを必要とするが頻度が少なくまたその継続時間の短いスリップ時には前後輪速度差制御モードで制御を行い、且つこのときには電動機９の瞬間最大出力で対応させ、非スリップ時にはアクセル開度制御モードで制御を行い、このときには、電動機９の連続定格出力で対応させるようにしたから、電動機９を選定する際には、各車速における必要最小トルクを発生し得る連続定格出力を有し、且つその瞬間最大出力が前後輪の車輪速差に基づく目標トルクＴＦＢに相当する電動機を選定すればよい。よって、電動機９を最適化することができ、原価低減を図ることができると共に、常時電動機９によるアシストを行うことができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態においては、力行機能のみを有する電動機９を用いた場合について説明したが、例えば図７に示すように、回生機能と力行機能とを有する電動機９を用い、発電機６と電動機９との間に蓄電装置１３を設け、制動時には、回生機能によって発電させこの電気エネルギを蓄電装置１３に蓄えるようにし、電動機９を駆動するときには、電動機９に蓄電装置１３から電気エネルギを供給するようにしてもよい。このようにすることによって、発電機６の負荷を低減させることが可能となり燃費向上を図ることができる。
【００５３】
前記蓄電装置１３としては、リチウムイオン電池のような二次電池や、充放電特性に優れる電解コンデンサや、電解コンデンサよりも電機エネルギの貯蔵能力に優れる電気二重層キャパシタ等を適用することができる。
また、上記実施の形態においては、前輪側をエンジン、後輪側を電動機で駆動するようにした場合について説明したが、これに限らず、前輪側を電動機によって駆動し、後輪側をエンジンによって駆動するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、図３、図４、図５及び図６に示す制御マップを用いて、目標トルクＴＦＢ，ＴＦＦ，トルク制限値を設定するようにした場合について説明したが、これに限らず、例えば関数式等の対応情報として記憶しておき、これに基づき設定するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、車輪速センサ１１ＦＬ〜１１ＲＲの検出信号に基づいて車速を検出するようにした場合について説明したが、これに限らず例えば車速センサを設けるようにしてもよく、要は、車速を検出することのできる車速検出手段であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】制御装置における電動機制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセルペダル踏込量ＰＳから目標トルクＴＦＦを求めるための制御マップである。
【図４】制限トルクを決定するためのトルク制限マップである。
【図５】制限トルクを決定するためのトルク制限マップである。
【図６】前後の車輪速差ΔＮから目標トルクＴＦＢを求めるための制御マップである。
【図７】その他の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲ 車輪
５ エンジン
９ 電動機
９ａ 温度センサ
１０ 制御装置
１１ＦＬ〜１１ＲＲ 車輪速センサ
１２ アクセルペダルセンサ
Claims (3)
- 機械エネルギを発生し前後輪のうちの一方を駆動する駆動源と、
前後輪のうちの他方を駆動する電動機と、
前記前後輪の車輪速差を検出する車輪速差検出手段と、
アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段と、
前記前後輪の車輪速差又は前記アクセルペダル踏込量検出手段で検出したアクセルペダルの踏込量に基づいて前記電動機の目標トルクを決定する目標トルク決定手段と、
前記車速検出手段で検出した車速に応じて前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値を設定、又は前記車速検出手段で検出した車速及び前記電動機温度検出手段で検出した電動機温度に応じて前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値を設定する上限値設定手段と、
前記目標トルク決定手段で検出した前記車輪速差に基づく目標トルク又は前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクを、前記上限値設定手段で設定した上限値に制限する制限手段と、
当該制限手段で制限した目標トルクを発生するように前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、を備え、
前記上限値設定手段は、前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値を、同一車速における前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値よりも小さな値に設定することを特徴とするハイブリッド車両。 - 前記車輪速差に基づく目標トルクの上限値は、前記電動機の瞬間最大出力に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
- 前記アクセルペダルの踏込量に基づく目標トルクの上限値は、前記電動機の連続定格出力に基づいて設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
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