JP3886718B2 - Control device for four-wheel drive vehicle - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪および後輪の一方を第1原動機で駆動し、他方の車輪を第2原動機により駆動する4輪駆動車の制御装置に関し、特に第2原動機として電動機が用いられている場合に、4輪駆動の性能を損なうことなくその過熱を可及的に防止する制御技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
前輪を第1原動機として機能するエンジンにより駆動し、後輪を第2原動機として機能する電動機により駆動する4輪駆動車両において、アクセル開度に応じて、エンジンの出力トルクに対して電動機の出力トルクを増大させる制御装置が知られている。たとえば、特開昭63−188528号公報に記載された電動機付4輪駆動車がそれである。
【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4輪駆動車両においては、電動機の出力トルクの使用領域をどのように設定するかが不明であり、電動機の過熱により使用が制限されることにより車両の走行性能が十分に得られなくなるという問題があった。すなわち、電動機はその温度によって出力トルクが制限されないと過熱をきたすおそれがあり、電動機のトルクが無制限に出力されると、電動機が損なわれるおそれがあるからである。
【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、所定の走行条件下で第2原動機の使用が制限されることが少なくなり、車両の走行性能が可及的に得られる前後輪駆動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手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、前輪および後輪の一方を第1原動機で駆動可能とし、他方を第2原動機により駆動可能とし、該前輪を駆動するための原動機としてモータジェネレータをさらに設け、該第2原動機は前記後輪を駆動するために設けられた電動機である形式の4輪駆動車の制御装置において、前記電動機の出力トルク領域として該電動機の短時間定格に対応する高トルク側の領域と該電動機の長時間定格に対応する低トルク側の領域とを含む複数の出力トルク領域を設け、運転状態に基づいてその複数の出力トルク領域のうちの1つを選択し、その選択された1つの出力トルク領域に基づいてその電動機を作動させることにある。
【0006】
【発明の効果】
このようにすれば、車両の運転状態に基づいて電動機の短時間定格に対応する高トルク側の領域と該電動機の長時間定格に対応する低トルク側の領域とを含む複数の出力トルク領域から選択された1つの出力トルク領域に基づいて電動機が作動させられることから、車両の運転状態に応じた必要かつ十分な出力トルク範囲で電動機が作動させられるので、所定の走行条件下における電動機の使用が制限されることが少なくなり、車両の走行性能が可及的に得られる。
【0007】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、上記発明は、前輪および後輪の一方を第1原動機で駆動し、他方の車輪を第2原動機により駆動する前後輪駆動車両の制御装置であって、(a) 前記第2原動機を作動させるために予め設定された複数種類の出力トルク領域から、車両の運転状態に基づいて1つの出力トルク領域を選択する出力トルク領域選択手段と、(b) 予め記憶された複数種類の出力トルク領域から車両の運転状態に基づいて選択された1つの出力トルク領域に基づいて、前記第2原動機を作動させる第2原動機作動制御手段とを、含んで構成される。このようにすれば、第2原動機作動制御手段によって、出力トルク領域選択手段により車両の運転状態に基づいて選択された1つの出力トルク領域に基づいて第2原動機が作動させられることから、車両の運転状態に応じた必要かつ十分な出力トルク範囲で第2原動機が作動させられるので、所定の走行条件下における第2原動機の使用が制限されることが少なくなり、車両の走行性能が可及的に得られる。
【0008】
また、好適には、前記複数種類の出力トルク領域は、少なくとも高トルク側の領域と低トルク側の領域とを含むものである。このようにすれば、低トルク側の領域でも第2原動機が作動可能とされるので、高トルク側での常時作動が回避されて第2原動機の過熱が防止され、第2原動機の作動が確保される。たとえば、前記複数種類の出力トルク領域は、前記第2原動機の回転速度を表す回転速度軸とその第2原動機の出力トルクを表す出力トルク軸との二次元座標内に設定された複数種類の領域であって、最大トルク値が相対的に高い第1出力トルク領域と、最大トルク値が相対的に低い第2出力トルク領域とを含むものであることから、4輪駆動の必要度合いにより、最大トルク値が相対的に高い第1出力トルク領域と最大トルク値が相対的に低い第2出力トルク領域とから車両の運転状態或いは走行状態に応じて必要かつ十分な出力トルク領域が選択されることができるので、最大トルク値が高い第1出力トルク領域での常時作動が防止され、第2原動機の作動が確保される。
【0009】
また、好適には、前記第2原動機を作動させるために用いられる出力トルク領域を高トルク側の領域から低トルク側の領域へ変更する場合、低トルク側の領域から高トルク側の領域へ変更する場合に比較して、緩やかに第2原動機の出力トルクが低下させられるものである。このようにすれば、他方の車輪の駆動力の急減が防止され、車両挙動の安定性が確保される。たとえば、前記第2原動機作動制御手段は、前記出力トルク領域選択手段により選択された出力トルク領域がそれまでのものの最大トルク値よりも低い最大トルク値の出力トルク領域である場合すなわちその出力トルク領域選択手段により、前記第2出力トルク領域が選択された場合は、その出力トルク領域選択手段により選択された出力トルク領域がそれまでのものの最大トルク値よりも高い最大トルク値の出力トルク領域である場合すなわちその出力トルク領域選択手段により前記第1出力トルク領域が選択された場合に比較して、緩やかに前記第2原動機の出力トルクを低下させるものであるので、第2原動機により駆動される他方の車輪の駆動力の急減が防止され、車両挙動の安定性が高められる。
【0010】
また、好適には、車両の運転状態に基づいて複数種類の出力トルク領域から1つの出力トルク領域が選択されるに際し、車両発進時、駆動輪スリップ時、またはアンダーステア時には高トルク側の領域が選択され、その他の場合には低トルク側の領域が選択されるものである。このようにすれば、車両発進時、駆動輪スリップ時、またはアンダーステア時には第2原動機の出力トルクが確保される。たとえば、前記出力トルク領域選択手段は、前記車両の発進状態、第1原動機により駆動される一方の車輪のスリップ状態、或いはアンダーステア状態では、そのような車両状態ではない場合に比較して、最大トルク値が高い出力トルク領域を選択するものである。このようにすれば、車両の発進状態、第1原動機により駆動される一方の車輪のスリップ状態、或いはアンダーステア状態では、第2原動機により駆動される他方の車輪の駆動力が十分に高められることができ、発進加速、第1原動機により駆動される一方の車輪のスリップの解消、アンダーステアの解消が好適に得られる。
【0011】
また、好適には、路面勾配が大きい場合には高トルク側の領域が使用され、路面勾配が小さい場合には低トルク側の領域が使用されるものである。このようにすれば、車両の後退を抑制することができるとともに、低トルク側使用頻度を多くすることができるので、効率が向上し、第2原動機が電動機(電機モータ)の場合にはその過熱が好適に防止される。
【0012】
また、好適には、路面勾配が大きい場合には、道路勾配が小さい場合に比較して高い車速まで4輪駆動状態が継続される。このようにすれば、車両の後退が好適に抑制される。
【0013】
また、好適には、各車輪速センサからの車輪車速を利用して車両の制動操作時において車輪のスリップ率が予め設定されたスリップ率範囲内となるようにその車輪の制動力を制御するABS制御手段と、車両の旋回中においてステアリングホイールの舵角から車体方向が外れないように左右の車輪の制動力或いは車輪の駆動力を制御してアンダーステア或いはオーバステアを防止するVSC制御手段とが備えられ、前記第2原動機作動制御手段は、上記車輪速センサの異常時、またはそのABS制御手段或いはVSC制御手段によるABS制御或いはVSC制御の作動時には、前記第2原動機の作動を休止させるものである。このようにすれば、車輪速センサの異常時、またはそのABS制御手段或いはVSC制御手段の作動時には、自動的に一方の車輪による2輪駆動状態となり、ABS制御或いはVSC制御の異常、或いは制御干渉が防止されて、安全性が高められる。
【0014】
また、好適には、外気温が走行路面の摩擦係数の変化が予測される予め定められた温度を下まわった低温状態を判定する低温状態判定手段が設けられ、前記第2原動機作動制御手段は、その低温状態判定手段により低温状態が判定された場合には、前記第2原動機を優先的に作動させるものである。このようにすれば、低温状態となると自動的に第2原動機が作動させられるので、車両の安定性が確保される。
【0015】
また、好適には、車両の発進走行であるか否かを判定する車両発進判定手段と、車輪のスリップの発生を判定する車輪スリップ判定手段と、舵角およびヨーレートに基づいて車両の旋回走行におけるアンダーステアを判定するアンダーステア判定手段と、舵角が所定値よりも大きいことを判定する旋回走行判定手段と、アクセルペダル操作速度が所定値以上であることを判定する加速操作判定手段と、アクセルペダル操作量が所定値以上であることを判定する高負荷走行判定手段と、車両の減速走行を判定する減速走行判定手段とを備え、前記第2原動機作動制御手段は、車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速操作、高負荷走行のいずれかが判定された場合には、4輪駆動が必要な状態と判定して第2原動機を作動させる。また、この第2原動機作動制御手段は、上記車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速操作、高負荷走行のいずれも判定されない場合には、4輪駆動の不要と判定して予め設定された遅れ時間後に第2原動機の作動を休止させる。このようにすれば、4輪駆動の必要状態となると自動的に第2原動機が作動させられるので、車両の安定性が確保される。また、4輪駆動不要が判定されてから所定の遅れ時間後に第2原動機の作動が休止されるので、判定のばたつきが防止される。
【0016】
また、好適には、ステアリングホイールの舵角を検出する舵角センサの異常を判定する舵角センサ異常判定手段、または、ヨーレートを検出するヨーレートセンサの異常を判定するヨーレートセンサ異常判定手段が備えられ、前記第2原動機作動制御手段は、その舵角センサ異常判定手段により舵角センサの異常が判定された場合、またはヨーレートセンサ異常判定手段によりヨーレートセンサの異常が判定された場合は、前記アンダーステア判定手段によりアンダーステアが判定されても第2原動機を作動させないものである。このようにすれば、舵角センサ異常或いはヨーレートセンサ異常により誤ってアンダーステアが判定された場合は4輪駆動とされない利点がある。
【0017】
また、他の発明の要旨とするところは、前輪および後輪の一方を駆動する第1原動機と、他方の車輪を駆動する第2原動機と、その一方の車輪のスリップ率を一方の車輪の目標スリップ率領域内とするために一方の車輪の駆動力を低減させるトラクション制御手段とを備えた前後輪駆動車両の制御装置であって、(a) 前後輪間の実スリップ状態が前後輪間の目標スリップ状態となるように、前輪および後輪のトルク配分を制御するトルク配分フィードバック制御手段と、(b) 前記トラクション制御手段によるトラクション制御の実行中と非実行中とにおいて、前記トルク配分フィードバック制御手段によるフィードバック制御作動を変更するフィードバック制御作動変更手段とを、含むことにある。このようにすれば、トルク配分フィードバック制御手段により前後輪間の実スリップ状態が前後輪間の目標スリップ状態となるように前輪および後輪のトルク配分がフィードバック制御されるので、前後輪駆動車両の前後輪において適切なトルク配分とされる。また、フィードバック制御作動変更手段により、トラクション制御の実行中と非実行中との間において、前記トルク配分フィードバック制御手段によるフィードバック制御作動が変更されるので、トラクション制御の実行により第1原動機により駆動される車輪のスリップを小さくするためにその駆動力が抑制されても、第2原動機に対する制御操作量が確保されて車両の動力性能が得られる。
【0018】
また、好適には、上記トルク配分フィードバック制御手段から出力されたトルク配分に基づいて第2原動機を作動させる第2原動機作動制御手段が設けられる。このようにすれば、第2原動機が作動させられることにより、実際のスリップ率を目標スリップ率とするための車両のトルク配分が達成される。
【0019】
また、好適には、上記フィードバック制御作動変更手段は、前記トラクション制御の実行中において、前記トルク配分フィードバック制御手段によるフィードバック制御の制御偏差値、または該制御偏差値を算出するための制御目標値および実際値の少なくとも一方を、第2原動機により駆動される他方の車輪のトルク分担率を上昇させるように変更するものである。このようにすれば、トルク配分フィードバック制御手段の制御偏差値、またはその制御偏差値を算出するための制御目標値および実際値の少なくとも一方が、第2原動機により駆動される他方の車輪のトルク分担率を上昇させるように変更されるので、トラクション制御手段によるトラクション制御の実行中においても、第2原動機に対する制御操作量が確保されて車両の動力性能が得られる。
【0020】
また、好適には、上記フィードバック制御作動変更手段は、前記トラクション制御の実行中は、前記トルク配分フィードバック制御手段により用いられるフィードバック制御式のフィードバックゲインを、第2原動機により駆動される他方の車輪のトルク分担率を上昇させるように変更するものである。このようにすれば、トルク配分フィードバック制御手段のフィードバックゲイン目標が、第2原動機により駆動される他方の車輪のトルク分担率を上昇させるように変更されるので、トラクション制御手段によるトラクション制御の実行中においても、第2原動機に対する制御操作量が確保されて車両の動力性能が得られる。
【0021】
また、好適には、上記フィードバック制御作動変更手段は、前記トラクション制御の実行中は、前記トルク配分フィードバック制御手段により用いられるフィードバック制御式から得られた制御出力値を、第2原動機により駆動される他方の車輪のトルク分担率を上昇させるように変更するものである。このようにすれば、フィードバック制御式から得られた制御出力値が第2原動機により駆動される他方の車輪のトルク分担率を上昇させるように変更されるので、トラクション制御手段によるトラクション制御の実行中においても、第2原動機に対する制御操作量が確保されて車両の動力性能が得られる。
【0022】
また、好適には、上記トラクション制御は、たとえば圧雪路や凍結路のような低μ路の発進時において、第1原動機の出力および/または一方の車両の駆動力を低減するものである。このようにすれば、第1原動機の出力および/または一方の車輪の制動力が制御されるトラクション制御中において、前記トルク配分フィードバック制御手段によるフィードバック制御の作動が変更される。
【0023】
また、他の発明の要旨とするところは、前輪を駆動するための第1電動機と、後輪を駆動するための第2電動機とを備えた前後輪駆動車両であって、前記第1電動機と前記第2電動機とにおいてそれらの熱定格の相互関係が特定の状態とされていることにある。このようにすれば、第1電動機と第2電動機との熱定格の相互関係が特定の状態とされるため、前後輪駆動車両がその駆動力バランスを考慮したものとされることができ、走行安定性が保持されることができる。
【0024】
好適には、上記第1電動機の熱定格が前記第2電動機の熱定格よりも高くされたものである。このようにすれば、後輪を駆動する第2電動機の熱定格が前輪を駆動する第1電動機の熱定格よりも低いため、後輪側の第2電動機の出力が先に制限されるが、後輪であるために比較的車両の安定性が保持される利点がある。
【0025】
また、他の発明の要旨とするところは、前輪を駆動するための第1電動機と、後輪を駆動するための第2電動機とを備えた前後輪駆動車両の制御装置であって、その第2電動機の作動制限時において前記第1電動機の作動を増大させる第1電動機作動増大手段を有することにある。このようにすれば、後輪を駆動するための第2電動機の作動制限時において、前輪を駆動する第1電動機の作動が増大させられるため、比較的車両の安定性を保ちつつ、車両の全駆動力或いは回生制動力が確保される。たとえば、第2電動機の出力制限時においては車両の全駆動力を変化させないように第1電動機の出力が増大させられ、第2電動機の回生制限時においては車両の全回生制動力を変化させないように第1電動機の回生が増大させられることにより、車両の安定性が保持されるとともに、車両の全駆動力或いは回生制動力が確保される。
【0026】
好適には、前記第1電動機の熱定格が前記第2電動機の熱定格よりも高くされたものである。このようにすれば、後輪を駆動する第2電動機の熱定格が前輪を駆動する第1電動機の熱定格よりも低いため、後輪側の第2電動機の出力が先に制限されるが、後輪であるために比較的車両の安定性が保持される利点がある。
【0027】
また、他の発明の要旨とするところは、前輪を駆動するための第1電動機と、後輪を駆動するための第2電動機とを備えた前後輪駆動車両の制御装置であって、上記第1電動機の作動制限時において、前後輪の駆動力或いは制動力の分配比を予め定められた目標分配比とするために前記第2電動機の作動を低減する第2電動機出力低減手段を有することにある。このようにすれば、前輪を駆動するための第1電動機の作動制限時において、後輪を駆動する第2電動機の作動が低減されることにより、前後輪の駆動力分配比または制動力分配比が予め定められた目標分配比とされるため、車両の安定性が確保される。たとえば、第1電動機の出力制限時においては後輪トルク分担比が維持されるようにまたはそれより前輪駆動側(FF側)となるように第2電動機の出力が低減させられ、また、第1電動機の回生制限時においても同様に第2電動機の回生が低減させられることにより、車両の安定性が保持されつつ、車両の全駆動力或いは回生制動力が確保される。
【0028】
好適には、前記第1電動機の熱定格が前記第2電動機の熱定格よりも高くされたものである。このようにすれば、後輪を駆動する第2電動機の熱定格が前輪を駆動する第1電動機の熱定格よりも低いため、後輪側の第2電動機の出力が先に制限されるが、後輪であるために比較的車両の安定性が保持される利点がある。
【0029】
【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。
【0030】
図1は、本発明の一実施例の駆動制御装置が適用された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、前輪系を第1原動機を備えた第1駆動装置すなわち主駆動装置10にて駆動し、後輪系を第2原動機を備えた第2駆動装置すなわち副駆動装置12にて駆動する形式の車両である。
【0031】
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、電気モータ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(以下、MGという)16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、MG16も車両の駆動源である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。
【0032】
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MG16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。
【0033】
上記遊星歯車装置18とそのキャリヤ28に連結されたMG16は、エンジン14の作動状態すなわちサンギヤ24の回転状態においてMG16の発電量を制御することすなわちMG16の回転駆動トルクである反力が逐次大きくなるようにキャリヤ28に発生させられることにより、リングギヤ32の回転数を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2倍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。
【0034】
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、それら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。
【0035】
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。
【0036】
前記副駆動装置12は、第2原動機すなわち副原動機として機能するリヤモータジェネレータ(以下、RMGという)70を備え、そのRMG70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。
【0037】
図2は、前記主駆動装置10の遊星歯車装置18を種々の作動モードに切り換えるための油圧制御回路の構成を簡単に示す図である。運転者によりP、R、N、D、Bの各レンジ位置へ操作されるシフトレバー90に機械的に連結されたマニアル弁92は、シャトル弁93を利用しつつ、シフトレバー90の操作に応答して、Dレンジ、Bレンジ、Rレンジにおいて第1クラッチC1の係合圧を調圧する第1調圧弁94へ図示しないオイルポンプから出力された元圧を供給し、Dレンジ、BレンジにおいてクラッチC2の係合圧を調圧する第2調圧弁95へ元圧を供給し、Nレンジ、Pレンジ、RレンジにおいてブレーキB1の係合圧を調圧する第3調圧弁96へ元圧を供給する。上記第2調圧弁95、第3調圧弁96は、ハイブリッド制御装置104によって駆動されるリニヤソレイド弁97からの出力信号に従って第2クラッチC2およびブレーキB1の係合圧を制御し、第1調圧弁94は、ハイブリッド制御装置104によってデューティー駆動される三方弁である電磁開閉弁98からの出力信号に従って第1クラッチC1の係合圧を制御する。
【0038】
図3は、本実施例の前後輪駆動車両に設けられた制御装置の構成を説明する図である。エンジン制御装置100、変速制御装置102、ハイブリッド制御装置104、蓄電制御装置106、ブレーキ制御装置108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。
【0039】
エンジン制御装置100は、エンジン14のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射量制御のために図示しない燃料噴射弁を制御し、点火時期制御のために図示しないイグナイタを制御し、トラクション制御ではスリップ中の前輪66、68が路面をグリップするようにエンジン14の出力を一時的に低下させるためにスロットルアクチュエータ21を制御する。
【0040】
上記変速制御装置102は、たとえば、無段変速機20の伝動ベルト44の張力が必要かつ十分な値となるように予め設定された関係から、実際の変速比γおよび伝達トルクすなわちエンジン14およびMG16の出力トルクに基づいて、ベルト張力圧を調圧する調圧弁を制御し、伝動ベルト44の張力を最適な値とするとともに、エンジン14が最小燃費率曲線或いは最適曲線に沿って作動するように予め記憶された関係から、実際の車速Vおよびエンジン負荷たとえばスロットル開度θとして表現されるスロットル弁開度θTH或いはアクセルペダル操作量ACCに基づいて目標変速比γm を決定し、実際の変速比γがその目標変速比γm と一致するように無段変速機20の変速比γを制御する。
【0041】
また、上記エンジン制御装置100および変速制御装置102は、たとえば図4に示す最良燃費運転線に沿ってエンジン14の作動点すなわち運転点が移動するように、たとえば上記スロットルアクチュエータ21や燃料噴射量を制御するとともに無段変速機20の変速比γを変更する。また、ハイブリッド制御装置104からの指令に応じて、上記エンジン14の出力トルクTE または回転数NE を変更するために上記スロットルアクチュエータ21や変速比γを変更し、エンジン14の運転点を移動させる。
【0042】
上記ハイブリッド制御装置104は、電池などから成る蓄電装置112からMG16に供給される駆動電流或いはそのMG16から蓄電装置112へ出力される発電電流を制御するインバータ114を制御するためのMG制御装置116と、蓄電装置112からRMG70に供給される駆動電流或いはそのRMG70から蓄電装置112へ出力される発電電流を制御するインバータ118を制御するためのRMG制御装置120とを含み、シフトレバー90の操作位置PSH、スロットル(アクセル)開度θ(アクセルペダル122の操作量ACC)、車速V、蓄電装置112の蓄電量SOCに基づいて、たとえば図5に示す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124の操作量BF に基づいて、MG16或いはRMG70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。
【0043】
シフトレバー90がBレンジ或いはDレンジへ操作された場合、たとえば比較的低負荷の発進或いは定速走行ではモータ走行モードが選択され、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、専らMG16により車両が駆動される。なお、このモータ走行モードにおいて、蓄電装置112の蓄電量SOCが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合や、駆動力をさらに必要とするためにエンジン14を始動させる場合には、後述のETCモード或いは直結モードへ切り換えられて、それまでの走行を維持しながらMG16或いはRMG70が駆動され、そのMG16或いはRMG70により蓄電装置112が充電される。
【0044】
また、比較的中負荷走行または高負荷走行では直結モードが選択され、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遊星歯車装置18が一体的に回転させられ、専らエンジン14によりまたはそのエンジン14およびMG16により車両が駆動されたり、或いは専らエンジン14により車両が駆動されると同時にMG16により蓄電装置112の充電が行われる。この直結モードでは、サンギヤ24の回転数即ちエンジン回転数NE (rpm )とキャリヤ部材28の回転数すなわちMG16の回転数NMG(rpm )とリングギヤ32の回転数即ち無段変速機20の入力軸26の回転速度NIN(rpm )とは同じ値であるから、二次元平面内において3本の回転数軸(縦軸)すなわちサンギヤ回転数軸S、リングギヤ回転数軸R、およびキャリヤ回転数軸Cと変速比軸(横軸)とから描かれる図6の共線図では、たとえば1点鎖線に示されるものとなる。なお、図6において、上記サンギヤ回転数軸Sとキャリヤ回転数軸Cとの間隔は1に対応し、リングギヤ回転数Rとキャリヤ回転数軸Cとの間隔はダブルピニオン型遊星歯車装置18のギヤ比ρに対応している。
【0045】
また、たとえば発進加速走行では、ETCモードすなわちトルク増幅モードが選択され、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MG16の発電量(回生量)すなわちそのMG16の反力(MG16を回転させる駆動トルク)が徐々に増加させられることにより、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。このようにエンジン14によって車両およびMG16が駆動される場合には、エンジン14のトルクが1/ρ倍たとえばρ=0.5とすると2倍に増幅されて無段変速機20へ伝達される。すなわち、MG16の回転数NMGが図6のA点(負の回転速度すなわち発電状態)である場合には、無段変速機20の入力軸回転数NINは零であるため車両は停止しているが、図6の破線に示すように、そのMG16の発電量が増加させられてその回転数NMGがその正側のB点へ変化させられることにともなって無段変速機20の入力軸回転数NINが増加させられて、車両が発進させられるのである。
【0046】
シフトレバー90がNレンジ或いはPレンジへ操作された場合、基本的にはニュートラルモード1または2が選択され、第1クラッチC1、第2クラッチC2、およびブレーキB1が共に解放され、遊星歯車装置18において動力伝達経路が解放される。この状態において、蓄電装置112の蓄電量SOCが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合などにおいては、充電・エンジン始動モードとされ、ブレーキB1が係合させられた状態で、MG16によりエンジン14が始動させられる。シフトレバー90がRレンジへ操作された場合、たとえば軽負荷後進走行ではモータ走行モードが選択され、第1クラッチC1が係合させられるとともに第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、専らMG16により車両が後進走行させられる。しかし、たとえば中負荷或いは高負荷後進走行ではフリクション走行モードが選択され、第1クラッチC1が係合させられ且つ第2クラッチC2が解放されるとともに、ブレーキB1がスリップ係合させられる。これにより、車両を後進させる駆動力としてMG16の出力トルクにエンジン14の出力トルクが加えられる。
【0047】
また、前記ハイブリッド制御装置104は、前輪66、68の駆動力に従った車両の発進時或いは急加速時において、車両の駆動力を一時的に高めるために、所定の駆動力配分比に従ってRMG70を作動させ、後輪80、82からも駆動力を発生させる高μ路アシスト制御や、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ために、RMG70により後輪80、82を駆動すると同時に、たとえば無段変速機20の変速比γを低くさせて前輪66、68の駆動力を低下させる低μ路アシスト制御を実行する。
【0048】
蓄電制御装置106は、電池、コンデンサなどの蓄電装置112の蓄電量SOCが予め設定された下限値SOCD を下回った場合には、MG16或いはRMG70により発電された電気エネルギで蓄電装置112を充電あるいは蓄電するが、蓄電量SOCが予め設定された上限値SOCU を上まわった場合には、そのMG16或いはRMG70からの電気エネルギで充電することを禁止する。また、上記蓄電に際して、蓄電装置112の温度TB の関数である電力或いは電気エネルギの受入制限値WINと持出制限値WOUT との間の範囲を、実際の電力見込み値Pb 〔=発電電力PMG+消費電力PRMG (負)〕が越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。
【0049】
ブレーキ制御装置108は、たとえばTRC制御、ABS制御、VSC制御などを実行し、低μ路などにおける発進走行時、制動時、旋回時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高めるために、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を制御する。たとえば、TRC制御では各車輪に設けられた車輪回転(車輪速)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内に入るようにスロットルアクチュエータ21、ホイールブレーキ66WB、68WBなどを用いて前輪66、68の駆動力を低下させる。また、ABS制御では、制動操作時において、各車輪のスリップ率が所定の目標スリップ範囲内になるように ホイールブレーキ66WB、68WB、80WB、82WBを用いて前輪66、68、後輪80、82の制動力を維持し、車両の方向安定性を高める。また、VSC制御では、車両の旋回走行時において、図示しない舵角センサからの舵角、ヨーレートセンサからのヨーレート、2軸Gセンサからの前後加速度および左右(横)加速度などに基づいて車両のオーバステア傾向或いはアンダーステア傾向を判定し、そのオーバステア或いはアンダーステアを抑制するように、ホイールブレーキ66WB、68WB、80WB、82WBのいずれか、およびスロットルアクチュエータ21を制御する。
【0050】
図7は、上記ハイブリッド制御装置104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。図7において、出力トルク領域記憶手段130は、たとえばハイブリッド制御装置104のRAM内に設けられたものであり、RMG70の出力トルクを制限するための特性を表す複数種類の出力トルク領域が記憶されている。この複数種類の出力トルク領域には、本実施例では図8に示されるように、RMG70の回転速度NRMG を表す回転速度軸132とRMG70の出力トルクTRMG を表す出力トルク軸134との二次元座標内に設定された複数種類の領域であって、A1 線により示される最大トルク値がA2 線よりも相対的に高い第1出力トルク領域(第1出力トルク特性)すなわちA1 線の内側の領域と、トルク値が低いA2 線により示される最大トルク値がA1 線よりも相対的に低い第2出力トルク領域(第2出力トルク特性)すなわちA2 線の内側の領域とが含まれる。上記第1出力トルク領域は、たとえばRMG70の最大定格(5分定格のような短時間定格)を表すものであり、上記第2出力トルク領域はたとえば30分定格のような長時間定格を表すものである。
【0051】
車両運転状態判定手段136は、シフトレバー90の位置、アクセル開度θ、車速Vなどに基づいて車両の発進走行であるか否かを判定する車両発進判定手段138と、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に基づいて車輪特に主駆動輪である前輪66、68のスリップの発生を判定する車輪スリップ判定手段140と、舵角およびヨーレートなどに基づいて車両の旋回走行におけるアンダーステアを判定するアンダーステア判定手段142と、舵角が所定値よりも大きいことなどに基づいて車両の旋回走行を判定する旋回走行判定手段144と、アクセル開度変化率dθ/dtすなわちアクセルペダル122の操作速度が所定値以上であることに基づいて車両の加速操作を判定する加速操作判定手段146と、アクセル開度θが所定値以上であることに基づいて車両の高負荷走行を判定する高負荷走行判定手段148と、アクセル開度θおよび車速Vに基づいて車両の減速走行(非制動)を判定する減速走行判定手段150とを備え、車両の運転(走行)状態、すなわち、車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速操作、高負荷走行、減速走行のいずれかを判定する。
【0052】
出力トルク領域選択手段152は、車両の運転状態たとえば車両発進、車輪スリップ、又はアンダステアの有無に基づいて、上記出力トルク領域記憶手段130に予め記憶された複数種類の出力トルク領域から1つの出力トルク領域を選択する。出力トルク領域選択手段152は、車両の発進状態、エンジン14により駆動される前輪66、68のスリップ状態、或いはアンダーステア状態では、そのような車両状態ではない場合に比較して、最大トルク値が高い出力トルク領域を選択する。すなわち、車両運転状態判定手段136により、車両発進、車輪スリップ、アンダステアのいずれかが判定された場合には、図8の第1出力トルク領域が選択され、旋回走行、加速操作、高負荷走行、減速走行のいずれかが判定された場合には、図8の第2出力トルク領域が選択される。すなわち、4輪駆動を行うRMG70の出力トルクの程度を運転状態に応じて切り換えるために、出力トルク領域が選択される。
【0053】
第2原動機作動制御手段154は、上記出力トルク領域選択手段152により車両の運転状態に基づいて選択された1つの出力トルク領域に基づいて、RMG70を作動させる。第2原動機作動制御手段154は、基本的には、前後輪の静的荷重分配比或いは動的荷重分配比に対応した大きさの駆動力分配比で後輪80、82から駆動力を発生させるように、選択された出力トルク領域内でRMG70を作動させる。すなわち、選択された出力トルク領域から外れないように、換言すれば選択された出力トルク領域の最大トルク値を越えないようにRMG70を作動させるのである。第2原動機作動制御手段154は、車両発進、車輪スリップ、アンダステアのいずれかの車両状態である場合には、4輪駆動効果を高く得るために、出力トルク領域選択手段152により選択された第1出力トルク領域に基づいてRMG70を作動させ、旋回走行、加速操作、高負荷走行、減速走行のいずれかの車両状態である場合には、4輪駆動効果を長く得るために、出力トルク領域選択手段152により選択された第2出力トルク領域に基づいてRMG70を作動させる。
【0054】
また、上記第2原動機作動制御手段154は、車両運転状態判定手段136により、車両の発進走行、前輪66、68のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速操作、高負荷走行のいずれも判定されない場合には、4輪駆動の不要と判定し、判定のばたつきを防止するために、予め設定された遅れ時間後にRMG70の作動を休止させる。
【0055】
また、上記第2原動機作動制御手段154は、出力トルク領域選択手段152により選択された出力トルク領域がそれまでのものの最大トルク値よりも低い最大トルク値の出力トルク領域である場合すなわち第1出力トルク領域に代えて第2出力トルク領域が選択された場合は、出力トルク領域がそれまでのものの最大トルク値よりも高い最大トルク値の出力トルク領域が選択された場合すなわち第2出力トルク領域に代えて第1出力トルク領域が選択された場合に比較して、緩やかにRMG70の出力トルクを低下させ、後輪80、82の駆動力の急減を防止する。
【0056】
ABS制御判定手段158は、前記ブレーキ制御装置108によるABS制御の実行中、すなわち前記車輪速センサからの信号を利用して車両の制動操作時において車輪のスリップ率が予め設定されたスリップ率範囲内となるように各車輪の制動力を制御する制御の実行中であるか否かを判定する。VSC制御判定手段160は、前記ブレーキ制御装置108によるVSC制御の実行中、すなわち車両の旋回中においてステアリングホイールの舵角から車体方向が外れないように左右の車輪の制動力或いは車輪の駆動力を制御してアンダーステア或いはオーバステアを防止する制御の実行中であるか否かを判定する。車輪速センサ異常判定手段164は、上記車輪速センサの異常を、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の相対値に基づいて判定する。低温状態判定手段162は、図示しない温度センサにより検出された外気温度が予め設定された判断基準値を下回った低温状態たとえば路面凍結が発生し得る温度状態となったか否かを判定する。舵角センサ異常判定手段166は、VSC制御に用いるステアリングホイールの舵角を検出するための舵角センサの異常を判定する。ヨーレートセンサ異常判定手段168は、VSC制御に用いるヨーレートを検出するためのヨーレートセンサの異常を判定する。
【0057】
第2原動機作動制御手段154は、車輪速センサ異常判定手段164により車輪速センサの異常が判定された時、ABS制御判定手段158によるABS制御の作動判定時或いはVSC制御判定手段160によるVSC制御の作動判定時には、たとえ4輪駆動の作動条件が成立して実行している状態であってもRMG70の作動を休止させる。また、第2原動機作動制御手段154は、低温状態判定手段162によって低温状態であると判定された場合には、RMG70を優先的に作動させて4輪駆動状態とする。さらに、上記第2原動機作動制御手段154は、舵角センサ異常判定手段166により舵角センサの異常が判定される場合、または、ヨーレートセンサ異常判定手段168によりヨーレートセンサの異常が判定された場合は、たとえアンダーステア判定手段142によりアンダーステアが判定されたとしてもRMG70を作動させず、4輪駆動を開始しない。
【0058】
図9および図10は、ハイブリッド制御装置104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、図9は4輪駆動を行うRMG70の出力トルク領域を切り換えるための出力トルク領域切換ルーチンを示し、図10は、異常時或いは制御干渉時において4輪駆動を中止或いは禁止する4輪駆動中止ルーチンを示している。
【0059】
図9の出力トルク領域切換および後輪切換制御ルーチンでは、前記低温状態判定手段162に対応するSA1において、外気温度が路面摩擦係数変化を生じ得るような低温状態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、SA16において4WD不要カウンタがリセットされるとともに、前記出力トルク領域選択手段152に対応するSA17において、RMG70の出力トルク領域として最大トルク値がA1 線により示された第1出力トルク領域が選択される。次いで、前記第2原動機作動制御手段154に対応するSA18において、4輪駆動を実行するためにRMG70が第1出力トルク領域内において作動させられる。
【0060】
前記SA1の判断が否定される場合は、前記車両発進判定手段138に対応するSA2において、車両の発進状態であるか否かが、シフトレバー90の位置、スロットル開度θ、車速Vなど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、SA16以下が実行されて4輪駆動を実行するためにRMG70が第1出力トルク領域内において作動させられる。しかし、上記SA2の判断が否定される場合は、前記車輪スリップ判定手段140に対応するSA3において、エンジン14により駆動される主駆動輪である前輪66、68のスリップが発生したか否かが判断される。このSA3の判断が肯定される場合は、SA14において、前輪66、68のスリップ率が所定値よりも大きいか否かが判断される。この所定値は、出力トルク領域の切り換えに対応するスリップの程度を判断するためのものである。このSA14の判断が肯定される場合は、SA16以下が実行されて4輪駆動を実行するためにRMG70が第1出力トルク領域内において作動させられるが、SA14の判断が否定される場合は、SA19において4WD不要カウンタがリセットされ、SA20において現在のRMG70の使用点すなわち図8の二次元図表内に表される作動点がA2 線以上であるか否かが判断される。このSA20の判断が否定される場合はSA21において第2出力トルク領域が選択されるが、肯定される場合はSA22において、RMG70の出力トルクを徐々に減少させるために第1出力トルク領域から第2出力トルク領域へすなわちA1 線からA2 線へ徐々に変化させられる。本実施例では、上記SA20乃至SA22も前記出力トルク領域選択手段152に対応している。
【0061】
SA3の判断が否定される場合は、前記アンダステア判定手段142に対応するSA4において、アンダステアが発生しているか否かが舵角、前後左右の2軸加速度、ヨーレートなどに基づいて判断される。このSA4の判断が肯定される場合は、SA15において、アンダステアが所定値以上の大きさであるか否かが判断される。この所定値は出力トルク領域の切り換えに対応するアンダステアの程度を判断するためのものである。このSA15の判断が肯定される場合は前記SA16以下が実行され、4輪駆動を実行するためにRMG70が第1出力トルク領域内において作動させられる。しかし、SA15の判断が否定される場合は、上記SA19以下が実行され、4輪駆動を実行するためにRMG70が第2出力トルク領域内において作動させられる。
【0062】
SA4の判断が否定される場合は、前記旋回走行判定手段144に対応するSA5において、ステアリングホイールの舵角が所定値よりも大きいか否かが判断される。この所定値は4輪駆動を必要とする程の舵角を判断するための値である。上記SA5の判断が否定される場合は、前記加速操作判定手段146に対応するSA6において、アクセル要求駆動力すなわちスロットル開度の変化率dθ/dtが所定値よりも大きいか否かが判断される。この所定値も4輪駆動を必要とする程のスロットル開度変化率を判断するための値である。このSA6の判断が否定される場合は、前記高負荷走行判定手段148に対応するSA7において、スロットル開度θが所定値よりも大きいか否かが判断される。この所定値も4輪駆動を必要とする程のスロットル開度θを判断するための値である。このSA7の判断が否定される場合は、前記減速走行判定手段150に対応するSA8において、車両の減速走行すなわちブレーキ操作しない非加速走行であるか否かが、シフトレバー90の操作位置、スロットル開度θ、車速Vなどに基づいて判断される。
【0063】
上記SA5乃至SA8の判断のいずれかが肯定された場合は、前記SA19以下が実行されることにより、4輪駆動を実行するためにRMG70が第2出力トルク領域内において作動させられる。しかし、SA1乃至SA8の判断がいずれも否定された場合、すなわち低温状態でなく、車両の発進中ではなく、前輪66、68のスリップおよびアンダステアが発生せず、旋回走行中ではなく、加速要求操作がなく、高負荷走行ではなく、減速走行でもない場合は、SA9において4WDカウンタがインクリメントされた後、SA10において、その4WDカウンタの内容が数秒程度の所定値以上となったか否かが判断される。この4WDカウンタは、上記SA8の判断が否定されてからの経過時間を計数するためのものであり、その所定値が、4輪駆動状態から2輪(FF)駆動状態へ切り換える際のばたつきを防止するために設定された遅れ時間に対応している。
【0064】
当初は上記SA10の判断が否定されることから、SA20以下が実行される。このとき、第1出力トルク領域が選択されしかもRMG70の作動点がA2 線以上の位置である場合は、第1出力トルク領域から第2出力トルク領域へ徐々に変更され、第1出力トルク領域が選択され且つRMG70の作動点がA2 線より下である場合は、第1出力トルク領域から第2出力トルク領域へ直ちに切り換えられ、第2出力トルク領域が選択されている場合はそれが維持される。
【0065】
以上のステップが繰り返し実行されるうちに4WDカウンタの内容が所定値以上となってSA10の判断が肯定されると、SA11において、車両の現在の駆動状態が2輪(FF)駆動状態であるか否かが判断される。このSA11の判断が否定される場合は、前記第2原動機作動制御手段154に対応するSA12において、RMG70の駆動力が零に向かって緩やかに低下させられることにより4輪駆動状態から2輪(FF)駆動状態へ徐々に変化させられる。しかし、SA11の判断が肯定される場合は、2輪(FF)駆動状態が維持される。
【0066】
図10の4輪駆動中止制御ルーチンでは、前記車輪速センサ異常判定手段164に対応するSB1において、各車輪毎に設けられた車輪速センサのいずれかが異常であるか否かが判断される。このSB1の判断が否定される場合は、前記ABS制御判定手段158に対応するSB2においてABS制御中が判定されているか否かが判断される。このSB2の判断が否定される場合は、前記VSC制御判定手段160に対応するSB3においてVSC制御中が判定されているか否かが判断される。上記SB1乃至SB3の判断のいずれかが肯定される場合は、前記第2原動機作動制御手段154に対応するSB4において、4輪駆動作動すなわちRMG70の作動が中止或いは禁止される。
【0067】
しかし、上記SB1乃至SB3の判断がいずれも否定される場合は、前記舵角センサ異常判定手段166に対応するSB5において舵角センサが異常であるか否かが判断され、このSB5の判断が否定される場合は、前記ヨーレートセンサ異常判定手段168に対応するSB6においてヨーレートセンサが異常であるか否かが判断される。上記SB5およびSB6の判断のいずれかが肯定される場合は、前記第2原動機作動制御手段154に対応するSB7において、4輪駆動作動すなわちRMG70の作動が中止或いは禁止される。しかし、上記SB5およびSB6の判断のいずれもが否定される場合は本ルーチンが終了させられる。
【0068】
上述のように、本実施例によれば、車両の運転状態に基づいて選択された1つの出力トルク領域に基づいて第2原動機として機能するRMG70が作動させられることから、車両の運転状態に応じた必要かつ十分な出力トルク範囲でRMG70が作動させられるので、所定の走行条件下におけるRMG70の使用が制限されることが少なくなり、車両の走行性能が可及的に得られる。すなわち、第2原動機作動制御手段154(SA18)によって、出力トルク領域選択手段152(SA17、SA21、SA22)により記憶された複数種類の出力トルク領域から車両の運転状態に基づいて選択された1つの出力トルク領域に基づいてRMG70が作動させられることから、車両の運転状態に応じた必要かつ十分な出力トルク範囲でRMG70が作動させられるので、所定の走行条件下におけるRMG70の使用が制限されることが少なくなり、4輪駆動としての車両の走行性能が可及的に得られる。
【0069】
また、本実施例によれば、予め記憶された複数種類の出力トルク領域は、少なくとも高トルク側の領域と低トルク側の領域とを含むものであることから、低トルク側の領域でもRMG70が作動可能とされるので、高トルク側での常時作動が回避されて第2原動機の過熱が防止され、RMG70の作動が確保される。たとえば、出力トルク領域記憶手段130に記憶された複数種類の出力トルク領域は、RMG70の回転速度NRMG を表す回転速度軸132とそのRMG70の出力トルクTRMG を表す出力トルク軸134との二次元座標内に設定された複数種類の領域であって、図8に示すような、最大トルク値が相対的に高い第1出力トルク領域と、最大トルク値が相対的に低い第2出力トルク領域とを含むものであることから、4輪駆動の必要度合いにより、最大トルク値が相対的に高い第1出力トルク領域と最大トルク値が相対的に低い第2出力トルク領域とから車両の運転状態或いは走行状態に応じて必要かつ十分な出力トルク領域が選択されることができるので、最大トルク値が高い第1出力トルク領域での常時作動が防止され、RMG70の作動が確保される。
【0070】
また、本実施例によれば、RMG70を作動させるために用いられる出力トルク領域を高トルク側の領域から低トルク側の領域へ変更する場合、低トルク側の領域から高トルク側の領域へ変更する場合に比較して、緩やかにRMG70の出力トルクが低下させられるものであるので、後輪80、82の駆動力の急減が防止され、車両挙動の安定性が確保される。たとえば、第2原動機作動制御手段154(SA18)は、出力トルク領域選択手段152(SA17、SA21、SA22)により選択された出力トルク領域がそれまでのものの最大トルク値よりも低い最大トルク値の出力トルク領域である場合すなわち第1出力トルク領域に代えて第2出力トルク領域が選択された場合は、その出力トルク領域選択手段152により選択された出力トルク領域がそれまでのものの最大トルク値よりも高い最大トルク値の出力トルク領域である場合すなわち第2出力トルク領域に代えて第1出力トルク領域が選択された場合に比較して、緩やかにRMG70の出力トルクを低下させることから、第1出力トルク領域に代えて第2出力トルク領域が選択された場合のMG70により駆動される後輪80、82の駆動力の急減が防止され、車両挙動の安定性が高められる。
【0071】
また、本実施例によれば、第2原動機作動制御手段154(SA12)は、4輪駆動状態からRMG70を作動させない2輪駆動状態へ切り換える場合には、RMG70の出力トルクを零に向かって緩やかに或いは徐々に低下させることから、4輪駆動状態から2輪駆動状態への切り換え時における後輪80、82の駆動力の急減が防止され、車両挙動の安定性が高められる。
【0072】
また、本実施例によれば、車両の運転状態に基づいて複数種類の出力トルク領域から1つの出力トルク領域が選択されるに際し、車両発進時、駆動輪スリップ時、またはアンダーステア時には高トルク側の領域が選択され、その他の場合には低トルク側の領域が選択されるので、車両発進時、駆動輪スリップ時、またはアンダーステア時にはRMG70の出力トルクが確保される。たとえば、出力トルク領域選択手段152(SA17、SA21、SA22)は、車両の発進状態、エンジン14により駆動される前輪66、68のスリップが大きい状態、或いはアンダーステアが大きい状態では、そのような車両状態ではない場合に比較して、最大トルク値が高い第1出力トルク領域を選択するものであることから、車両の発進状態、エンジン14により駆動される前輪66、68のスリップが大きい状態、或いはアンダーステアが大きい状態では、RMG70により駆動される後輪80、82の駆動力が十分に高められることができるので、4輪駆動の必要度合いに応じてRMG70が作動させられることにより、発進時には十分な駆動力が得られるとともに、発生した前輪66、68のスリップの解消、車両のアンダーステアの解消が好適に得られると同時に、可及的にRMG70の過熱が抑制されて、その使用機会が拡大される利点がある。
【0073】
また、本実施例によれば、各車輪速センサの異常を判定する車輪速センサ異常判定手段164(SB1)と、各車輪速センサからの信号を利用し、車両の制動操作時において車輪のスリップ率が予め設定されたスリップ率範囲内となるようにその車輪の制動力を制御するABS制御を判定するABS制御判定手段158(SB2)と、車両の旋回中においてステアリングホイールの舵角から車体方向が外れないように左右の車輪の制動力或いは車輪の駆動力を制御してアンダーステア或いはオーバステアを防止するVSC制御を判定するVSC制御判定手段162(SB3)とが備えられ、第2原動機作動制御手段154(SA12)は、上記車輪速センサの異常時、またはそのABS制御判定手段158或いはVSC制御判定手段160によるABS制御或いはVSC制御の作動判定時には、RMG70の作動を休止させるものであることから、車輪速センサの異常時、またはそのABS制御手段或いはVSC制御手段の作動時には、自動的に前輪66、68による前輪駆動状態に切り換えられるので、車輪車速VFR、VFL、VRR、VRLのいずれかの異常に起因するABS制御或いはVSC制御の異常が回避され、或いは制御干渉が防止されて、安全性が高められる。
【0074】
また、本実施例によれば、外気温が走行路面の摩擦係数の変化が予測される予め定められた温度を下まわった低温状態を判定する低温状態判定手段162(SA1)が設けられ、第2原動機作動制御手段154(SA17)は、その低温状態判定手段162により低温状態が判定された場合には、第1出力トルク領域に基づいてRMG70を優先的に作動させるものであることから、低温状態となると自動的にRMG70が作動させられて4輪駆動状態となるので、車両の安定性が確保される。
【0075】
また、本実施例によれば、車両の発進走行であるか否かを判定する車両発進判定手段138(SA2)と、主駆動輪である前輪66、68のスリップの発生を判定する車輪スリップ判定手段140(SA3)と、舵角およびヨーレートに基づいて車両の旋回走行におけるアンダーステアを判定するアンダーステア判定手段142(SA4)と、舵角が所定値よりも大きいことを判定する旋回走行判定手段144(SA5)と、アクセルペダル操作速度すなわちdθ/dtが所定値以上であることなどに基づいて加速操作を判定する加速操作判定手段146(SA6)と、アクセルペダル操作量すなわちスロットル開度θが所定値以上である高負荷走行を判定する高負荷走行判定手段148(SA7)と、車両の減速走行を判定する減速走行判定手段150(SA8)とを備え、第2原動機作動制御手段154は、車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速操作、高負荷走行のいずれかが判定された場合には、4輪駆動が必要な状態と判定してRMG70を作動させるので、4輪駆動の必要状態となると自動的に第2原動機が作動させられるので、車両の安定性が確保される。
【0076】
また、本実施例によれば、第2原動機作動制御手段154は、上記車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速操作、高負荷走行のいずれも判定されない場合には、4輪駆動の不要と判定して予め設定された遅れ時間後にRMG70の作動を休止させて2輪駆動状態とすることから、可及的にRMG70の作動が少なくされてその過熱が防止されるとともに、4輪駆動不要が判定されてから所定の遅れ時間後に第2原動機の作動が休止されることによって判定のばたつきが防止される。
【0077】
また、本実施例によれば、ステアリングホイールの舵角を検出する舵角センサの異常を判定する舵角センサ異常判定手段166(SB5)、または、ヨーレートを検出するヨーレートセンサの異常を判定するヨーレートセンサ異常判定手段168(SB6)が備えられ、第2原動機作動制御手段154は、その舵角センサ異常判定手段166により舵角センサの異常が判定された場合、またはヨーレートセンサ異常判定手段168によりヨーレートセンサの異常が判定された場合は、前記アンダーステア判定手段142によりアンダーステアが判定されてもRMG70を作動させないので、舵角センサ異常或いはヨーレートセンサ異常により誤ってアンダーステアが判定された場合は4輪駆動とされない利点がある。
【0078】
図11は、上記ハイブリッド制御装置104などに設けられた他の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図11において、4WD開始判定手段230は、4輪駆動状態の開始条件すなわち2輪駆動状態から4輪駆動状態への切換条件が成立したか否かを、車両の運転走行状態に基づいて判定する。たとえば、車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速走行、高負荷走行、減速走行のいずれかに基づいて4輪駆動開始条件が成立したと判定する。実スリップ率算出手段232は、主駆動輪である前輪66、68の回転速度NF を左前輪車輪66の回転速度NFLと右前輪車輪68の回転速度NFRとの平均値を求めることにより算出するとともに、副駆動輪である後輪80、82の回転速度NR を左後輪車輪80の回転速度NRLと右後輪車輪82の回転速度NRRとの平均値を求めることにより算出し、それら前輪66、68の回転速度NF と後輪80、82の回転速度NR との差(NF −NR )を前輪回転速度NF および後輪回転速度NR のいずれか低い値で除することに基づいて実スリップ率S〔=100%×(NF −NR )/min (NF 、NR )〕を逐次算出する。また、目標スリップ率設定手段234には、望ましい4輪駆動を得るために予め求められた目標スリップ率SO が設定され、記憶されている。この目標スリップ率SO は一定値でもよいが、4輪駆動の走行状態に応じて相互に異なる値とされてもよい。
【0079】
トルク配分フィードバック制御手段236は、上記実スリップ率Sと目標スリップ率SO とのスリップ率偏差δsr1 (=S1 −SO 1 )を算出し、たとえば数式1に示す予め設定されたフィードバック制御式を用いて上記スリップ率偏差δsr1 が解消するようにすなわち実スリップ率Sと目標スリップ率SO 1 とが一致するように、制御操作量である後輪トルク分担比Rr を算出する。この後輪トルク分担比Rr は、4輪駆動時において運転者要求トルクに対応する車両の駆動力(駆動トルク)のうちの後輪80、82が分担する比率であり、1より小さい値である。したがって、前輪トルク分担比は(1−Rr )となる。
【0080】
(数式1)
Rr =WRr +Kp1・δsr1 +Kd1・dδsr1 /dt+Ki1・∫δsr1 dt+C1
但し、WRr は後輪荷重分担比、Kp1は比例定数すなわち比例項ゲイン、Kd1は微分定数すなわち微分項ゲイン、Ki1は積分定数すなわち積分ゲイン、C1 は定数である。
【0081】
そして、第2原動機作動制御手段238は、前記トルク配分フィードバック制御手段236から出力されたトルク配分たとえば後輪トルク分担比Rr と運転者要求駆動力Tdrv とに基づいて、そのトルク配分が達成されるようにRMG70を作動させる。すなわち、運転者要求トルクTdrv と後輪トルク分担比Rr とから後輪トルク(Tdrv ×Rr )を算出し、その後輪トルクが出力されるようにRMG70を駆動するのである。この運転者要求トルクTdrv は、たとえば図13に示す予め記憶された関係から車速Vおよびスロットル開度θに基づいて算出される。
【0082】
トラクション制御中判定手段240は、前記ブレーキ制御装置108によるトラクション(TRC)制御の実行中であるか否かを判定する。フィードバック制御作動変更手段242は、トラクション制御中判定手段240によりトラクション制御中であると判定された場合には、上記トルク配分フィードバック制御手段236によるフィードバック制御作動を、後輪トルク分担比Rr すなわちRMG70の駆動力が数式1の場合よりも増加するように、好ましくは、4輪駆動状態の車両の駆動力が低下しないように、或いは運転者要求トルクTdrv が略維持されるように変更する。
【0083】
たとえば、フィードバック制御作動変更手段242は、トラクション制御中において、数式1のフィードバック制御式の制御偏差値である前記スリップ率偏差δsr1 (=S1 −SO 1 )、またはそのスリップ率偏差δsr1 を算出するための制御目標値である目標スリップ率SO 1 および実際値である実スリップ率S1 の少なくとも一方を、制御式の出力値である後輪80、82のトルク分担率(後輪トルク分担比Rr )を数式1の場合よりも上昇させるように変更する。たとえば、スリップ率偏差δsr1 或いは実スリップ率S1 を所定値だけ増加させた値δsr2 或いはS2 としたり、目標スリップ率SO 1 を所定値だけ減少させた値SO 2 とすることにより、数式1により算出される後輪トルク分担比Rr を増加させる。
【0084】
或いは、フィードバック制御作動変更手段242は、上記とは別に或いは上記に併せて、トラクション制御の実行中は、トルク配分フィードバック制御手段236により用いられるフィードバック制御式のフィードバックゲインKp1、Kd1、Ki1を、RMG70により駆動される後輪80、82のトルク分担率(後輪トルク分担比Rr )を上昇させるように変更する。たとえば、フィードバックゲインKp1、Kd1、Ki1の少なくとも1つを、それらよりも所定値だけ大きい値Kp2、Kd2、Ki2に更新し、定数C1 をC2 に変更することにより、数式1により算出される後輪トルク分担比Rr を数式1の場合よりも増加させる。
【0085】
或いは、フィードバック制御作動変更手段242は、上記とは別に或いは上記に併せて、トラクション制御の実行中は、トルク配分フィードバック制御手段236により用いられる数式1のフィードバック制御式から得られた制御出力値である後輪トルク分担比Rr を、所定値だけ増加側に補正することにより逐次変更する。
【0086】
図12は、前記ハイブリッド制御装置104などに設けられた他の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図12において、前記4WD開始判定手段230に対応するSC1では、4輪駆動の開始条件が成立したか否かが車両の運転状態に基づいて判断される。このSC1の判断が否定される場合は、後輪トルク分担比Rr が零に設定された後、前記第2原動機作動制御手段238に対応するSC6において、運転者の要求駆動トルクTdrv および上記後輪トルク分担比Rr に基づいて後輪80、82の駆動トルクが算出され、RMG70からその駆動トルクが出力される。この場合は、上記SC2において後輪トルク分担比Rr が零に設定されているので、RMG70の出力トルクは零とされ、専ら前輪66、68の駆動力で走行する2輪走行が行われる。
【0087】
しかし、上記SC1の判断が肯定されると、前記トラクション制御中判定手段240に対応するSC3において、前記ブレーキ制御装置108によるトラクション制御の実行中であるか否かが判断される。このSC3の判断が否定される場合は、前記トルク配分フィードバック制御手段236に対応するSC4において、実スリップ率Sと目標スリップ率SO とのスリップ率偏差δsr1 (=S1 −SO 1 )が算出され、たとえば数式1に示す予め設定されたフィードバック制御式から実際のスリップ率偏差δsr1 に基づいてそれが解消するような後輪トルク分担比Rr が算出される。次いで、前記第2原動機作動制御手段238に対応するSC6において、運転者の要求駆動トルクTdrv および上記後輪トルク分担比Rr に基づいて後輪80、82の駆動トルク(Tdrv ×Rr )が算出され、後輪80、82からその駆動トルクが出力されるようにRMG70が駆動される。
【0088】
トラクション制御中は上記SC3の判断が肯定されるので、前記フィードバック制御作動変更手段242に対応するSC5において、上記SC4の場合よりも後輪トルク分担比Rr が大きい値となるように、フィードバック制御作動が変更される。たとえば、数式1のフィードバックゲインKp1、Kd1、Ki1をそれよりも所定値だけ大きい値Kp2、Kd2、Ki2に変更したフィードバック制御式が用いられることにより後輪トルク分担比Rr が算出される。そして、SC6では、運転者の要求駆動トルクTdrv および上記後輪トルク分担比Rr に基づいて後輪80、82の駆動トルク(Tdrv ×Rr )が算出され、後輪80、82からその駆動トルクが出力されるようにRMG70が駆動される。これにより、トラクション制御中において車両の駆動力を確保するために、数式1を用いた場合よりも大きな駆動トルクが後輪80、82から出力される。
【0089】
以下において、上記本実施例の作動を図14のタイムチャートを用いて説明する。たとえば凍結路などの低μ路のためにt1 時点において4輪駆動走行が開始されたとすると、トラクション制御が実行されない場合は、実線に示すように、前輪66、68のスリップにより前輪回転速度NF および実スリップ率Sが変化し、運転者要求トルクTdrv が維持されるように数式1のフィードバック制御式に従って後輪トルク分担比Rr が実線に示すように増加させられる。そして、この走行が継続するうちに前輪66、68のスリップが収束して前輪回転速度NF が低下するにともなって後輪トルク分担比Rr も本来の値たとえば0.5程度に低下させられる。しかし、トラクション制御が実行される場合は、そのトラクション制御の効果によって前輪回転速度NF および実スリップ率Sの上昇が抑制されるので、数式1のフィードバック制御式を用いた場合には、スリップ率偏差δsr1 (=S1 −SO 1 )が小さくなって後輪トルク分担比Rr がそれほど増加させられず、車両全体の駆動力が小さくなって運転者要求トルクTdrv を下回り、車両の動力性能が得られなかったのである。すなわち、トルク配分フィードバック制御236によるフィードバック制御作動によりRMG70のトルク配分が調節されると、トラクション制御の実行によりエンジン14により駆動される前輪66、68のスリップが抑制されて前後輪の実スリップ率が目標値に接近させられるので、制御装置104は上記トルク配分のフィードバック制御効果が得られたように見て、RMG70の出力すなわち後輪80、82へのトルク配分を小さくするので、車両の動力性能が低下させられてしまうのである。
【0090】
しかしながら、本実施例によれば、フィードバック制御作動変更手段242(SC5)において、たとえば、数式1のフィードバックゲインKp1、Kd1、Ki1をそれよりも所定値だけ大きい値Kp2、Kd2、Ki2に変更したフィードバック制御式が用いられることにより、数式1のフィードバック制御式の場合よりも大きな値の後輪トルク分担比Rr が算出されるので、トルク分担比Rr が大きい値となるように、フィードバック制御作動が変更される。このため、トラクション制御中において数式1の場合よりも大きな駆動トルクが後輪80、82から出力され、車両の動力性能が確保されるのである。図14には、理解を容易にするために、フィードバック制御作動変更手段242により目標スリップ率SO 2 が小さく変更された場合が示されている。この場合でも、スリップ率偏差δsr2 (=S2 −SO 2 )が大きく得られることから、フィードバック制御式により算出される後輪トルク分配比Rr も大きくなるので、大きな駆動トルクが後輪80、82から出力され、車両の動力性能が得られるのである。実スリップ率S1 がそれよりも大きいS2 に変更されたり、算出されたスリップ率偏差δsr2 を所定値だけ大きくなるように補正したりしても上記と同様の効果が得られるし、数式1のフィードバック制御式により算出された制御出力値である後輪トルク分配比Rr を直接所定値だけ大きくなるように補正したりしても上記と同様の効果が得られる。
【0091】
図15は、前記ハイブリッド制御装置104などに設けられた他の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図15において、第1電動機作動制御手段330は、4輪駆動状態では、運転者要求トルクTdrv のうちの前輪荷重分担比である前輪トルク分担比(1−Ktr)に相当する前輪駆動トルクを算出し、その前輪駆動トルクが前輪66、68から出力されるようにMG16を制御する。たとえば直結モードにおいてエンジン14とMG16とが同時に作動する場合には、そのエンジン14の出力と併せて上記前輪トルクとなるようにMG16を制御する。また、第1電動機作動制御手段330は、制動時においても、ブレーキペダル124の操作量や惰行走行時の車速変化量などに基づいて決まる要求制動トルクのうちの前輪トルク分担比(1−Ktr)に相当する前輪回生トルクを算出し、その前輪回生トルクが前輪66、68から出力されるようにMG16を制御する。
【0092】
第2電動機作動制御手段332は、4輪駆動状態では、運転者要求トルクTdrv のうちの後輪荷重分担比である後荷重トルク分担比Ktrに相当する後輪駆動トルクを算出し、その後輪駆動トルクが後輪80、82から出力されるようにRMG70を制御する。また、第2電動機作動制御手段332は、制動時においても、ブレーキペダル124の操作量や惰行走行時の車速変化量などに基づいて決まる要求制動トルクのうちの後輪トルク分担比Ktrに相当する後輪回生トルクを算出し、その後輪回生トルクが後輪80、82から出力されるようにRMG70を制御する。なお、上記運転者要求トルクTdrv は、たとえば図13に示す予め記憶された関係から実際の車速Vおよびスロットル開度θに基づいて決定される。また、上記前輪荷重分担比(1−Ktr)および後輪トルク分担比Ktrは、目標値でもあり、静的な前後輪荷重分担比(一定値)、或いは車両の前後加速度(前後G)を加味した動的な前後輪荷重分担比(前後Gの関数)に基づいて決定される。
【0093】
上記MG16およびRMG70は、そのコイルを絶縁する材料の絶縁性能を確保するなどのために、その温度TMGおよびTRMG によって使用が制限されるものであり、たとえば図16に示す出力トルク領域内で作動させられる必要がある。MG16の温度TMGまたはRMG70の温度TRMG がTa 度である場合は、図16のT=Ta に示される最大トルク線の内側の領域内すなわち出力制限値と回生制限値との範囲内で作動させられればよいが、Tc 度である場合は、図16のT=Tc に示される最大トルク線の内側の小さな領域内で作動させられねばならないのである。また、前記蓄電装置112は、その電解質の劣化、内部損傷、或いは寿命の低下を防止するなどのために、その温度TB によってその持出電力或いは受入電力が制限されるものであり、たとえば図17に示すような、持出制限値WOUT と受入制限値WINとの間の範囲内で使用される必要がある。
【0094】
このため、第1電動機作動制限手段334は、たとえば図16の関係からMG16の温度TMGで決まる出力制限値或いは回生制限値や、たとえば図17の関係から蓄電装置112の温度TB で決まる持出制限値WOUT および受入制限値WINに基づいて、MG16の駆動作動或いは回生作動を制限する。同様に、第2電動機作動制限手段336は、たとえば図16の関係からRMG70の温度TRMG で決まる出力制限値或いは回生制限値や、たとえば図17の関係から蓄電装置112の温度TB で決まる持出制限値WOUT 或いは受入制限値WINに基づいて、RMG70の駆動作動或いは回生作動を制限する。
【0095】
第1電動機作動増大手段338は、上記第2電動機作動制限手段336によってRMG70の駆動作動或いは回生作動が制限された場合は、車両全体の駆動力或いは回生制動力を維持するためにすなわち変化させないために、その制限に相当する分だけMG16の駆動出力或いは回生出力を増大させる。また、第2電動機作動低減手段340は、前記第1電動機作動制限手段334によってMG16の駆動作動或いは回生作動が制限された場合は、車両の前後輪のトルク分担率を維持するためにすなわち前後輪の駆動力配分比或いは制動力配分比を予め定められた目標配分比とするために、その制限に相当する分だけRMG70の駆動出力或いは回生出力を低減させる。
【0096】
図18は、前記ハイブリッド制御装置104の他の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、エンジン14およびMG16を用いた直結走行モードにおける前後輪トルク分配制御ルーチンを示している。図18において、SD1の前処理では、図17の関係から蓄電装置112の実際の温度TB に基づいて受入制限値WIN、持出制限値WOUT が算出され、図16の関係からMG16の温度TMGに基づいて温度制限済のMG16の最大許容トルクTMGmax および最小許容トルクTMGmin が算出され、図16の関係からRMG70の温度TRMG に基づいて温度制限済のRMG70の最大許容トルクTRMGmaxおよび最小許容トルクTRMGminが算出され、図示しない回転センサからの信号に基づいて、MG16の回転速度NMG、RMG70の回転速度NRMG 、および無段変速機20の入力軸回転速度NINが算出され、たとえば図13に示す関係から実際の車速Vおよびスロットル開度θに基づいて運転者要求トルクTdrv が算出され、その運転者要求トルクTdrv 、補機駆動トルク、必要充電トルクなどに基づいて必要エンジン出力PV が算出される。ここで、上記運転者要求トルクTdrv や後述の出力或いは出力トルクは、回生制動力或いはトルクを表す負の値をも含むものであり、それらの増加或いは減少という表現はそれらの絶対値に基づいている。
【0097】
続いて、SD2では、エンジン14に出力させるトルクの指令値を算出するために、図19のエンジン指令トルク算出ルーチンが実行される。すなわち、SD21では、上記必要エンジン出力PV およびエンジン回転速度NE に基づいて、エンジン14に出力させるためのエンジン出力トルク基本値TEbase (=PV /NE )が算出される。次いで、SD22では、そのエンジン出力トルク基本値TEbase に対してエンジン14の仕様に関連する上限値TEmaxおよび下限値「0」の制限が加えられ(0≦TEbase ≦TEmax)、制限済の値がエンジン出力トルク指令値TE とされる。エンジン14は、その出力トルクがそのエンジン出力トルク指令値TE となるように制御される。
【0098】
続くSD3では、たとえば図20に示すリヤモータトルク仮決定ルーチンが実行されることにより、RMG70の出力トルク仮決定値TRMGtmpが算出される。すなわち、図20のSD31では、持出制限値WOUT に基づいてRMG70の出力トルクの上限値TRMGmaxp が算出される。すなわち、数式2および数式3からPRMG が求められ、これがRMG70の最大出力PRMGmaxp とされる。次いで、このPRMGmaxp とRMG70の回転速度NRMG から数式4を満足するTRMG が求められ、これがRMG70の最大出力トルクTRMGmaxp とされる。数式3において、EFMGはMG16の効率、EFCVT は無段変速機20の効率、EFRMG はRMG70の効率である。数式4において、PRMGloss (NRMG ,TRMG )はRMG70のパワー損失である。
【0099】
【0100】
SD32では、受入制限値WINに基づいてRMG70の出力トルクの下限値TRMGminp が算出される。すなわち、数式5および数式6からPRMG が求められ、これがRMG70の最小出力PRMGminp とされる。次いで、このPRMGminp とRMG70の回転速度NRMG から数式7を満足するTRMG が求められ、これがRMG70の最小出力トルクTRMGminp とされる。
【0101】
【0102】
続いて、前記第2電動機作動制御手段332に対応するSD33では、RMG70の出力トルク基本値TRMGbase を、数式8から算出する。この出力トルク基本値TRMGbase は、RMG70から出力される基本トルクであり、原則的にはこの値が出力されるようにRMG70が駆動されるが、実際には、後述の上下限ガード処理後の値が出力されるようにRMG70が駆動される。数式8において、GRRは副駆動装置12(減速装置72)の減速比である。
【0103】
(数式8)
TRMGbase =Tdrv ×Ktr/GRR
【0104】
そして、前記第2電動機作動制限手段336に対応するSD34では、上記出力トルク基本値TRMGbase に対して、蓄電装置112に由来する制限およびRMG70の温度に由来する制限を行うための、上記TRMGmaxp およびTRMGminp 、前記TRMGmaxおよびTRMGminによる上下限ガード処理が数式9および数式10に従って実行され、上下限ガード処理後の値がRMG70の出力トルク仮決定値TRMGtmpとして決定される。
【0105】
(数式9)
TRMGminp ≦TRMGbase ≦TRMGmaxp
(数式10)
TRMGmin≦TRMGbase ≦TRMGmax
【0106】
図18に戻って、SD4では、たとえば図21に示すフロントモータトルク仮決定ルーチンが実行されることにより、MG16の出力トルク仮決定値TMGtmp が算出される。すなわち、図21のSD41では、持出制限値WOUT に基づいてMG16の出力トルクの上限値TMGmax が算出される。すなわち、数式11から上記RMG70の出力トルク仮決定値TRMGtmpに基づいてRMG70の出力PRMG が算出され、そのRMG70の出力PRMG からMG16の最大出力PMG(=WOUT −PRMG )が算出され、数式12からそのMG16の最大出力PMG(=WOUT −PRMG )に基づいてMG16の最大出力トルクTMGが求められ、これがTMGmaxpとされる。また、RMG70の出力PRMG からMG16の最小出力PMG(=WIN−PRMG )が算出され、数式12からそのMG16の最小出力PMG(=WIN−PRMG )に基づいてMG16の最小出力トルクTMGが求められ、これがTMGminpとされる。数式12において、PMGloss(NMG,TMG)はMG16の損失である。
【0107】
(数式11)
PRMG =NRMG ×TRMGtmp+PRMGloss (NRMG ,TRMG )
(数式12)
NMG×TMG+PMGloss(NMG,TMG)=PMG
【0108】
次いで、前記第1電動機作動制御手段330に対応するSD42では、MG16の出力トルク基本値TMGbaseを、数式13から運転者要求トルクTdrv およびRMG70の出力トルク仮決定値TRMGtmp、エンジン出力トルク基本値TEbase に基づいて算出し、その出力トルク基本値TMGbaseがMG16から出力されるように指令する。数式13において、GRFは主駆動装置(遊星歯車装置18および無段変速機20)の減速比である。数式13では、運転者要求トルクTdrv からRMG70の出力トルク仮決定値TRMGtmpに減速比GRRを差し引いた値に基づいてMG16の出力トルク基本値TMGbaseが算出されているので、たとえばSD34においてRMG70の出力トルクが制限されたときは、その分だけMG16の出力トルク基本値TMGbaseが増加させられて、車両の合計駆動力或いは回生制動力が一定に保持されるようになっている。したがって、本実施例では、このSD42は、前記第1電動機作動増大手段338にも対応している。
【0109】
(数式13)
TMGbase=(Tdrv −TRMGtmp×GRR)/GRF−TEbase
【0110】
続いて、前記第1電動機作動制限手段334に対応するSD43では、上記出力トルク基本値TMGbaseに対して、蓄電装置112に由来する制限およびMG16の温度に由来する制限を行うための、上記TMGmaxpおよびTMGminp、前記TMGmax およびTMGmin による上下限ガード処理が数式14および数式15に従って実行され、上下限ガード処理後の値がMG16の出力トルク仮決定値TMGtmp として決定される。
【0111】
(数式14)
TMGminp≦TMGbase≦TMGmaxp
(数式15)
TMGmin ≦TMGbase≦TMGmax
【0112】
図18に戻って、SD5では、前輪(車軸)の仮トルクTftmpが数式16から算出され、後輪(車軸)の仮トルクTrtmpが数式17から算出される。
【0113】
(数式16)
Tftmp=(TMG+TEbase )×(NIN/NOUT )×EFCVT ×GRF
(数式17)
Trtmp=TRMGtmp×GRR
【0114】
次に、SD6において、上記後輪の仮トルク|Trtmp|が、前輪の仮トルクTftmpと後輪の仮トルクTrtmpとの合計値|Tftmp+Trtmp|に後輪トルク分配比Ktrを掛けた値以下であるか否か、すなわち、合計値|Tftmp+Trtmp|に対する後輪の仮トルク|Trtmp|の割合(|Trtmp|/|Tftmp+Trtmp|)が後輪トルク分配比Ktr以下であるか否かが判断される。このSD6の判断が肯定される場合は、SD7において、上記後輪の仮トルクTRMGtmpがRMG70の出力トルクTRMG として決定される。
【0115】
しかし、上記SD6の判断が否定される場合は、SD8において、RMG70の出力トルクが再計算された後、上記SD7が実行される。このSD8では、たとえば図22に示すリヤモータ出力トルク再計算ルーチンが実行される。図22のSD81では、数式18から前輪仮トルクTftmpと前輪トルク配分比(1−Ktr)および後輪トルク配分比Ktrの割合〔Ktr/(1−Ktr)〕とに基づいて後輪のトルクTrtmpが算出され、SD82では、数式19からその後輪のトルクTrtmpと副駆動装置12の減速比GRRとに基づいてRMG70の仮出力トルク値TRMGtmpが算出される。ここで、たとえば、前記SD43によりMG16の出力トルクが制限されたために、前輪の仮トルクTftmpと後輪の仮トルクTrtmpとの合計値|Tftmp+Trtmp|に対する後輪の仮トルク|Trtmp|の割合(|Trtmp|/|Tftmp+Trtmp|)が後輪トルク分配比Ktrを上まわった場合には、上記数式18によって、前輪仮トルクTftmpおよび後輪仮トルクTrtmpの分配比(Trtmp/Tftmp)が予め定められた目標分配比である前輪トルク配分比(1−Ktr)および後輪トルク配分比Ktrの分配比〔Ktr/(1−Ktr)〕となるように、すなわち実際の前後輪の駆動力配分比或いは回生制動力配分比が目標分配比〔Ktr/(1−Ktr)〕となるように後輪仮トルクTrtmpが上記MG16の出力トルクの制限量に対応して低減されるので、上記SD8は前記第2電動機作動低減手段340に対応している。
【0116】
(数式18)
Trtmp=Tftmp×〔Ktr/(1−Ktr)〕
(数式19)
TRMGtmp=Trtmp×GRR
【0117】
上述のように、本実施例によれば、MG16(第1電動機)とRMG70(第2電動機)との熱定格の相互関係が特定の状態とされるため、前後輪駆動車両がその駆動力バランスを考慮したものとされることができ、走行安定性が保持されることができる。
【0118】
また、本実施例によれば、MG16(第1電動機)の熱定格がRMG70(第2電動機)の熱定格よりも高くされたものであることから、後輪80、82を駆動するRMG70の熱定格が前輪66、68を駆動するMG16の熱定格よりも低く、後輪側のRMG70の出力が先に制限されるが、後輪80、82であるために比較的車両の安定性が保持される利点がある。
【0119】
また、本実施例によれば、第2電動機作動制限手段336(SD34)によるRMG70の作動制限時(駆動作動制限時或いは回生作動制限時)において、第1電動機作動増大手段338(SD42)によりMG16の作動(駆動作動或いは回生作動)が増大させられるため、比較的車両の安定性を保ちつつ、車両の全駆動力或いは回生制動力が確保される。たとえば、RMG70の出力制限時においては運転者要求トルクTdrv に対応する車両の全駆動力を変化させないようにMG16の出力が増大させられ、RMG70の回生制限時においては車両の全回生制動トルクを変化させないようにMG16の回生が増大させられることにより、車両の安定性が保持されつつ、車両の全駆動力或いは回生制動力が確保される。
【0120】
また、本実施例によれば、第1電動機作動制限手段334(SD43)によるMG16の作動制限時において、第2電動機出力低減手段340(SD8)により前後輪の分配比を目標分配比とするためにすなわち後輪80、82のトルク分配比をKtrとするためにRMG70の作動が低減させられるため、車両の安定性が確保される。たとえば、MG16の出力制限時においては前後輪のトルク分担比すなわち後輪トルク分担比Ktrが維持されるように、またはそれよりも前輪駆動(FF)となるようにRMG70の出力が低減させられ、また、MG16の回生制限時においても同様にRMG70の回生が低減させられることにより、車両の安定性が保持されつつ、車両の全駆動力或いは回生制動力が確保される。
【0121】
図23は、図9の他の制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートにおいては、図9に比較して、SA1が削除され、且つSA2の判断が肯定されたときに実行されるSA30が設けられている点において相違し、他は同様である。図9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。
【0122】
上記SA30では、外気温度が路面摩擦係数変化を生じ得るような所定温度以下の低温状態であり、且つ路面勾配が所定角度以上の登坂走行であるか否かが判断される。この登坂走行は、たとえば図示しない前後Gセンサからの信号に基づいて判断される。或いは、車両の停止時或いはアクセルペダル122が操作されない惰行走行時に記憶された前後加速度と発進直前の加速度との加速度差が路面勾配に対応することを利用して、その加速度差が所定値を越えた場合に登坂走行を判定してもよい。この場合、平坦路における高加速度発進においても登坂と誤判定されない利点がある。
【0123】
上記SA30の判断が肯定される場合は、SA16以下が実行されることにより相対的に大きな駆動力を得ることができる第1出力トルク領域が選択され、その第1出力トルク領域に従ってRMG70が駆動される。これにより、大きな駆動力が得られる4輪駆動走行が行われる。しかし、上記SA30の判断が否定される場合は、SA19以下が実行されることにより、第1出力トルク領域よりは最大トルクが小さく設定された第2出力トルク領域が選択されるので、その第2出力トルク領域に従ってRMG70が駆動される。これにより、平坦路や高μ路においては十分であるが、電力消費が抑制された4輪駆動走行が行われ、RMG70の駆動負荷が軽減される。
【0124】
なお、上記SA30において、外気温度が路面摩擦係数変化を生じ得るような所定温度以下の低温状態であるか、或いは路面勾配が所定角度以上の登坂走行であるか否かが判断されるようにしてもよい。この場合、外気温度が路面摩擦係数変化を生じ得るような所定温度以下の低温状態であるとき、および路面勾配が所定角度以上の登坂走行であるときには、共にSA16以下が実行されることにより相対的に大きな駆動力を得ることができる第1出力トルク領域が選択され、その第1出力トルク領域に従ってRMG70が駆動される。しかし、外気温度が路面摩擦係数変化を生じ得るような所定温度以下の低温状態でなく、しかも路面勾配が所定角度以上の登坂走行でない場合に、SA19以下が実行されることにより、第1出力トルク領域よりは最大トルクが小さく設定された第2出力トルク領域が選択されるので、その第2出力トルク領域に従ってRMG70が駆動される。
【0125】
図24は、前記ハイブリッド制御装置104などに設けられた他の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図であって、図7の変形例を示している。以下、図7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。図24の機能ブロック線図では、図7の機能ブロック線図の車両発進判定手段138および低温状態判定手段162に替えて、車速判定手段151および急登坂判定手段153が設けられている。この車速判定手段151は、車速Vが発進状態を判定するためにたとえば5km/h程度に予め設定された第1判断車速V1 、および急登坂走行などを判定するためにその第1判断車速V1 よりも高い値たとえば10km/h程度に予め設定されたに第2判断車速V2 とを比較し、実際の車速Vがその第2判断車速V2 より低いか否か、および第1判断車速V1 よりも低いか否かをそれぞれ判定する。急登坂判定手段153は、アクセル開度θA および車速Vから算出される車両の加速よりも図示しない前後加速センサにより検出される実際の車両の加速が予め設定された所定値以上下回ったこと、傾斜計の出力値、或いは停車中の前後加速センサにより検出される停車時前後加速度Gxstpなどに基づいて車両の急登坂走行を判定する。
【0126】
出力トルク領域選択手段152は、上記車速判定手段151により車速Vが上記第2判断車速V2 よりも低いと判定され、且つ上記急登坂判定手段153により車両の急登坂が判定された場合には、急登坂発進走行であるので、後輪66、68が駆動される4輪駆動状態とするRMG70を駆動するために、最大トルク値が相対的に高い高水準側使用域である図8の第1出力トルク領域を選択する。すなわち急登坂発進走行では、第1出力トルク領域を選択する。すなわち、道路勾配が大きい急登坂走行では高トルク側の領域が選択され、道路勾配が小さい平坦走行では低トルク側の領域が選択される。また、急登坂発進から車速Vが上記第2判断車速V2 以上となるまでその4輪駆動状態とするRMG70の駆動が継続される。上記出力トルク領域選択手段152は、上記急登坂判定手段153により車両の急登坂が判定されず、上記車速判定手段151により車速Vが上記第2判断車速V2 よりも低く且つ第1判断車速V1 よりも高いと判定された場合は、5〜10km/h程度の平坦路微速走行であるので、最大トルク値が相対的に低い低水準側使用域である図8の第2出力トルク領域を選択する。また、上記出力トルク領域選択手段152は、上記車速判定手段151により車速Vが上記第2判断車速V2 以上であると判定された場合は、平坦路発進走行であるので、エンジン14により駆動される前輪66、68のスリップの発生時、アンダーステア状態を除いて、第2出力トルク領域を選択する。
【0127】
第2原動機作動制御手段154は、車両の運転状態たとえば車速状態や急登坂状態に基づいて上記出力トルク領域選択手段152により選択された1つの出力トルク領域に従ってRMG70を作動させる。たとえば、第2原動機作動制御手段154は、車速Vが第2判断車速V2 よりも低く且つ急登坂走行が判定された場合は、基本的には前後輪の荷重配分比に対応した駆動力配分比で後輪80、82から駆動力を発生させるように、図8のA1 で示される第1出力トルク領域に従ってすなわちその第1出力トルク領域を越えないようにRMG70の作動を制御し、車速Vが第2判断車速V2 以上となるまで急登坂のための第1出力トルク領域に従ったRMG70の作動制御を継続する。また、第2原動機作動制御手段154は、車両の急登坂が判定されず、車速Vが上記第2判断車速V2 よりも低く且つ第1判断車速V1 よりも高いと判定された場合は、5〜10km/h程度の平坦路微速走行であるので、前後輪の荷重配分比に対応した駆動力配分比で後輪80、82から駆動力を発生させるように、図8のA2 で示される第2出力トルク領域に従ってすなわちその第2出力トルク領域を越えないようにRMG70の作動を制御する。また、第2原動機作動制御手段154は、車速Vが上記第2判断車速V2 以上であると判定された場合は、平坦路発進走行であるので、前後輪の荷重配分比に対応した駆動力配分比で後輪80、82から駆動力を発生させるように、図8の第2出力トルク領域に従ってすなわちその第2出力トルク領域を越えないようにRMG70の作動を制御する。
【0128】
図25は、本実施例のハイブリッド制御装置104の制御作動の要部を説明するフローチャートである。この図25の制御作動は、図9に示すフローチャートの低温判定のためのSA1および車両発進判定のためのSA2に替えて、車速判定のためのSA40、急登坂判定のためのSA41、車速判定のためのSA42が設けられている点において相違する。
【0129】
図25において、前記車速判定手段151に対応するSA40では、車速Vがたとえば10km/h程度の予め設定された第2判断車速V2 よりも低いか否かが判断される。このSA40の判断が肯定される場合は、前記急登坂判定手段153に対応するSA41において車両の急登坂走行であるか否かが判断される。このSA41の判断が肯定される場合は、SA16以下が実行されることにより、RMG70の作動域として図8のA1 で示される第1出力トルク領域が選択され、4輪駆動のために駆動されるRMG70が高水準側の第1出力トルク領域内で制御される。しかし、SA41の判断が否定される場合は、前記車速判定手段151に対応するSA42において、車速Vがたとえば5km/h程度の予め設定された第1判断車速V1 よりも低いか否かが判断される。このSA42の判断が肯定される場合はSA19以下が実行されることにより、RMG70の作動域として図8のA2 で示される第2出力トルク領域が選択され、4輪駆動のために駆動されるRMG70が低水準側の第2出力トルク領域内で制御される。また、SA42の判断が否定される場合はSA4以下が実行される。この場合、SA3およびSA14において駆動輪(前輪66、68)のスリップが大きいと判断されたり、SA4およびSA15において旋回中のアンダーステアが大きいと判断された場合は、SA16以下が実行されてRMG70が高水準側の第1出力トルク領域内で制御されるが、それ以外の場合の4輪駆動走行では、SA19以下においてRMG70は低水準側の第2出力トルク領域内で制御される。
【0130】
上述のように、本実施例によれば、急登坂判定手段153(SA41)により登坂路面の勾配が大きい急登坂と判定された場合にはRMG70の作動を制御するために高トルク側(高水準側)の領域である第1出力トルク領域が選択され、急登坂判定手段153により急登坂でないと判定された場合すなわち路面勾配が小さい場合には低トルク側(低水準側)の領域である第2出力トルク領域が選択されるものであることから、車両の後退を抑制することができるとともに、低トルク側使用頻度を多くすることができるので、効率が向上し、第2の原動機として機能するRMG70の過熱が好適に防止される。
【0131】
また、本実施例によれば、上記急登坂判定手段153(SA41)により登坂路面の勾配が大きい急登坂と判定されると、高トルク側(高水準側)の領域である第1出力トルク領域が使用され、車速判定手段151(SA40)により車速Vが第2判断車速V2 以上となるまでその第1出力トルク領域が使用されて4輪駆動が継続されることから、路面勾配が大きい場合には、道路勾配が小さい場合に比較して高い車速まで4輪駆動状態が継続されるので、車両の後退が好適に抑制される。
【0132】
要するに、本実施例によれば、急登坂路では高トルク側(高水準側)の領域である第1出力トルク領域が使用されることから、比較的高い車速V2 までRMG70により大きな後輪駆動トルクが用いられるので、凍結路面や圧雪路などの低摩擦係数(μ)路面では高い発進性能が得られる。登坂路では一瞬のスリップで車体速度が極端に低下するので、4輪駆動を低速で前輪駆動に移行させると駆動輪(前輪66、68)がスリップして車両が停止となる恐れがあるからである。また、使用条件としては高頻度の平坦路或いは緩登坂路では低トルク側(低水準側)の領域である第2出力トルク領域が使用されることから、RMG70により比較的低い後輪駆動トルクが用いられるので、RMG70やそれを制御するインバータ118の電流量が少なくなるとともに、比較的低い車速V1 で4輪駆動から前輪駆動に移行させることでRMG70やそれを制御するインバータ118に電流を流す時間も短くなる。したがって、RMG70の温度上昇が抑制され、インバータ118の電流制御素子の寿命が長くなり、インバータ118の冷却構造が単純化され、RMG70の消費電力が低減されて燃費が向上する。
【0133】
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、本発明はその他の態様においても適用される。
【0134】
たとえば、前述の実施例の車両は、前輪66、68をエンジン14およびMG16を備えた主駆動装置10が駆動し、後輪80、82をRMG70を備えた副駆動装置12が駆動する前後輪駆動(4輪駆動)形式であったが、前輪および後輪は反対であってもよく、副駆動装置12は電動機から構成されたものであってもよい。
【0135】
また、前述の実施例の車両は、エンジン14の出力エネルギがMG16により電気エネルギに変換され、後輪80、82を駆動するRMG70がその電気エネルギにより作動させられていたが、エンジン14の出力エネルギが油圧ポンプにより油圧エネルギに変換され、後輪80、82を駆動する油圧モータがその油圧エネルギにより作動させられる形式の車両であっても差し支えない。
【0136】
また、前述の実施例では、図8に示すような、二次元座標内に表された2種類の出力トルク領域が用いられていたが、その出力トルク領域は3以上の種類が用いられてもよく、また、必要に応じて種々の形状とされ得るとともに、一次元で表された出力トルク領域であってもよいし、三次元で表された出力トルク領域であってもよい。
【0137】
また、図11乃至図14の制御が行われる4輪駆動車両では、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、電気モータ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(以下、MGという)16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とを同心に備えた主駆動装置10により主駆動輪である前輪66、68が駆動されていたが、専らエンジン14により、或いは専らモータジェネレータにより前輪66、68が駆動される4輪駆動車両であってもよい。
【0138】
また、前述の実施例では、複数種類の制御例が説明されていたが、それらの制御例は所定の車両において相互に適宜組み合わせて実施され得るものである。
【0139】
また、前述の実施例の車両は、その動力伝達経路に無段変速機20を備えたものであったが、遊星歯車式或いは常時噛み合い型平行2軸式の有段変速機を備えたものであってもよい。
【0140】
また、前述の実施例では、ハイブリッド制御装置104により図24、図25に示す車両の駆動力制御が行われていたが、他の制御装置により実行されても差し支えない。
【0141】
また、前述の実施例において、前輪66、68の舵角として、イグニションキーのオフ操作時の舵角零点補正値をそのオフ期間中でも記憶させ、その舵角零点補正値とステアリングセンサからの相対舵角とから算出された値すなわち絶対舵角が用いられてもよい。
【0142】
また、前述の実施例において、第2原動機作動制御手段154は、ブレーキ制御装置108によるABS制御作動中或いはVSC制御作動中において、4輪駆動を休止して前輪駆動とするものであってもよい。
【0143】
また、前述の実施例において、第2原動機作動制御手段154は、低温時において一律にRMG70を駆動するものであってもよい。
【0144】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の制御装置を備えた4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。
【図2】図1の遊星歯車装置を制御する油圧制御回路の要部を説明する図である。
【図3】図1の4輪駆動車両に設けられた制御装置を説明する図である。
【図4】図3のエンジン制御装置により制御されるエンジンの運転点の目標である最良燃費率曲線を示す図である。
【図5】図3のハイブリッド制御装置により選択される制御モードを示す図表である。
【図6】図3のハイブリッド制御装置により制御されるETCモードにおける遊星歯車装置の作動を説明する共線図である。
【図7】図3のハイブリッド制御装置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。
【図8】図7の出力トルク領域記憶手段において記憶された複数種類の出力トルク領域を示す図である。
【図9】図3のハイブリッド制御装置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、出力トルク領域切換および後輪切換制御ルーチンを示す図である。
【図10】図3のハイブリッド制御装置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、4輪駆動中止制御ルーチンを示す図である。
【図11】図3のハイブリッド制御装置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。
【図12】図3のハイブリッド制御装置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、出力トルク領域切換および後輪切換制御ルーチンを示す図である。
【図13】図11の第2原動機作動制御手段において、運転者要求トルクを算出するための予め記憶された関係を示す図である。
【図14】図12の制御作動を説明するタイムチャートである。
【図15】図3のハイブリッド制御装置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。
【図16】図1または図3のMG或いはRMGの温度をパラメータとする出力トルク領域を示す図である。
【図17】図3の蓄電装置における受入制限値WINおよび持出制限値WOUT の温度特性を示す図である。
【図18】図3のハイブリッド制御装置などの制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図19】図18のSD2のエンジン指令トルク算出ルーチンを示す図である。
【図20】図18のSD3のRMG出力トルク仮決定ルーチンを示す図である。
【図21】図18のSD4のMG出力トルク決定ルーチンを示す図である。
【図22】図18のSD8のRMG出力トルク再計算ルーチンを示す図である。
【図23】図9のフローチャートの他の例を示す図である。
【図24】図7の実施例の変形例におけるハイブリッド制御装置の制御機能を示す機能ブロック線図である。
【図25】図24の実施例の作動を説明するのフローチャートである。
【符号の説明】
14:エンジン(第1原動機)
66、68:前輪
70:リヤモータジェネレータ(第2原動機)
80、82:後輪
152:出力トルク領域選択手段
154:第2原動機作動制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a four-wheel drive vehicle in which one of a front wheel and a rear wheel is driven by a first prime mover and the other wheel is driven by a second prime mover, particularly when an electric motor is used as the second prime mover. The present invention relates to a control technique for preventing overheating as much as possible without impairing the performance of a four-wheel drive.
[0002]
[Prior art]
In a four-wheel drive vehicle in which the front wheels are driven by an engine that functions as a first prime mover and the rear wheels are driven by an electric motor that functions as a second prime mover, the output torque of the motor with respect to the engine output torque according to the accelerator opening There is known a control device for increasing the value. For example, this is a four-wheel drive vehicle with an electric motor described in JP-A-63-188528.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional four-wheel drive vehicle, it is unclear how to set the use range of the output torque of the electric motor, and the use of the electric motor is limited due to overheating of the electric motor. There was a problem that it was impossible. That is, if the output torque of the electric motor is not limited by its temperature, there is a risk of overheating, and if the motor torque is output without limitation, the electric motor may be damaged.
[0004]
The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to reduce the use of the second prime mover under a predetermined traveling condition and to improve the traveling performance of the vehicle as much as possible. It is another object of the present invention to provide a front and rear wheel drive vehicle control device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention for achieving this object is that one of the front wheels and the rear wheels can be driven by the first prime mover, and the other can be driven by the second prime mover. A motor generator is further provided as a prime mover for driving the front wheels, and the second prime mover is an electric motor provided for driving the rear wheels. In the control device for a four-wheel drive vehicle, Electric Motivation output torque range Including a region on the high torque side corresponding to the short-time rating of the motor and a region on the low torque side corresponding to the long-time rating of the motor. Multiple Output torque range of Providing one of the plurality of output torque regions based on the operating state, and selecting one of the selected output torque regions based on the selected output torque region Electric Activating the motivation.
[0006]
【The invention's effect】
In this way, based on the driving state of the vehicle From a plurality of output torque regions including a region on the high torque side corresponding to the short-time rating of the motor and a region on the low torque side corresponding to the long-time rating of the motor Based on one selected output torque region Electric Because the motive is activated, the necessary and sufficient output torque range according to the driving state of the vehicle Electric Because the motive is activated, Electric The use of motivation is less restricted, and the running performance of the vehicle is obtained as much as possible.
[0007]
Other aspects of the invention
Preferably, the above invention is a control device for a front and rear wheel drive vehicle in which one of a front wheel and a rear wheel is driven by a first prime mover, and the other wheel is driven by a second prime mover. Output torque region selecting means for selecting one output torque region from a plurality of types of output torque regions set in advance for operating the second prime mover based on the driving state of the vehicle, and (b) a plurality of pre-stored And a second prime mover operation control means for actuating the second prime mover based on one output torque region selected based on the driving state of the vehicle from the various output torque regions. In this way, the second prime mover operation control means causes the second prime mover to operate based on one output torque region selected based on the driving state of the vehicle by the output torque region selection means. Since the second prime mover is operated within the necessary and sufficient output torque range according to the driving state, the use of the second prime mover under a predetermined traveling condition is less restricted, and the running performance of the vehicle is made possible. Is obtained.
[0008]
Preferably, the plurality of types of output torque regions include at least a high torque side region and a low torque side region. In this way, the second prime mover can be operated even in the low torque side region, so that the normal operation on the high torque side is avoided, the overheating of the second prime mover is prevented, and the operation of the second prime mover is ensured. Is done. For example, the plurality of types of output torque regions are a plurality of types of regions set in two-dimensional coordinates of a rotation speed axis representing the rotation speed of the second prime mover and an output torque shaft representing the output torque of the second prime mover. Since the first output torque region having a relatively high maximum torque value and the second output torque region having a relatively low maximum torque value are included, the maximum torque value depends on the degree of necessity for four-wheel drive. A necessary and sufficient output torque region can be selected from the first output torque region having a relatively high value and the second output torque region having a relatively low maximum torque value according to the driving state or the traveling state of the vehicle. Therefore, the normal operation in the first output torque region where the maximum torque value is high is prevented, and the operation of the second prime mover is ensured.
[0009]
Preferably, when the output torque region used for operating the second prime mover is changed from the high torque side region to the low torque side region, the low torque side region is changed to the high torque side region. The output torque of the second prime mover can be gradually reduced as compared with the case where it is performed. In this way, a sudden decrease in the driving force of the other wheel is prevented, and the stability of the vehicle behavior is ensured. For example, the second prime mover operation control means is configured so that the output torque area selected by the output torque area selection means is an output torque area having a maximum torque value lower than the maximum torque value of the output torque area so far, that is, the output torque area. When the second output torque region is selected by the selection means, the output torque region selected by the output torque region selection means is an output torque region having a maximum torque value higher than the maximum torque value of the output torque region so far. In other words, since the output torque of the second prime mover is gradually reduced as compared with the case where the first output torque region is selected by the output torque region selection means, the other driven by the second prime mover A sudden decrease in the driving force of the wheels is prevented, and the stability of the vehicle behavior is enhanced.
[0010]
Preferably, when one output torque region is selected from a plurality of types of output torque regions based on the driving state of the vehicle, the region on the high torque side is selected at the time of vehicle start, drive wheel slip, or understeer. In other cases, the low torque side region is selected. In this way, the output torque of the second prime mover is ensured when the vehicle starts, when the drive wheels slip or understeer. For example, the output torque region selecting means may have a maximum torque in a starting state of the vehicle, a slip state of one wheel driven by the first prime mover, or an understeer state as compared with a case where such a vehicle state is not present. An output torque region having a high value is selected. In this way, in the starting state of the vehicle, the slip state of one wheel driven by the first prime mover, or the understeer state, the driving force of the other wheel driven by the second prime mover can be sufficiently increased. It is possible to suitably obtain start acceleration, elimination of slipping of one wheel driven by the first prime mover, and elimination of understeer.
[0011]
Preferably, the high torque side region is used when the road surface gradient is large, and the low torque side region is used when the road surface gradient is small. In this way, the backward movement of the vehicle can be suppressed and the frequency of use on the low torque side can be increased. Therefore, the efficiency is improved, and when the second prime mover is an electric motor (electric motor), the overheating thereof is increased. Is preferably prevented.
[0012]
Preferably, when the road surface gradient is large, the four-wheel drive state is continued up to a higher vehicle speed than when the road gradient is small. In this way, the backward movement of the vehicle is suitably suppressed.
[0013]
Preferably, an ABS that controls the braking force of a wheel by using the wheel speed from each wheel speed sensor so that the slip ratio of the wheel is within a preset slip ratio range during a braking operation of the vehicle. Control means and VSC control means for preventing understeer or oversteer by controlling the braking force of the left and right wheels or the driving force of the wheels so that the vehicle body direction does not deviate from the steering angle of the steering wheel during turning of the vehicle. The second prime mover operation control means stops the operation of the second prime mover when the wheel speed sensor is abnormal or when the ABS control or VSC control is activated by the ABS control means or the VSC control means. In this way, when the wheel speed sensor is abnormal or when its ABS control means or VSC control means is activated, it automatically enters a two-wheel drive state with one wheel, and ABS control or VSC control abnormality or control interference. Is prevented and safety is improved.
[0014]
Preferably, a low temperature state determining means for determining a low temperature state in which the outside air temperature falls below a predetermined temperature at which a change in the friction coefficient of the traveling road surface is predicted is provided, and the second prime mover operation control means is When the low temperature state is determined by the low temperature state determination means, the second prime mover is operated with priority. In this way, since the second prime mover is automatically activated when the temperature becomes low, the stability of the vehicle is ensured.
[0015]
Preferably, the vehicle start determination means for determining whether or not the vehicle is starting traveling, the wheel slip determination means for determining the occurrence of wheel slip, and the vehicle in turning traveling based on the rudder angle and the yaw rate. Understeer determination means for determining understeer, turning traveling determination means for determining that the steering angle is greater than a predetermined value, acceleration operation determination means for determining that the accelerator pedal operation speed is equal to or greater than a predetermined value, and accelerator pedal operation A high-load travel determination unit that determines that the amount is equal to or greater than a predetermined value; and a deceleration travel determination unit that determines deceleration travel of the vehicle. The second prime mover operation control unit is configured to start the vehicle, slip the wheel , Understeer, turning, acceleration, or high-load driving, it is determined that four-wheel drive is required and the second prime mover To be dynamic. Further, the second prime mover operation control means determines that the four-wheel drive is unnecessary when none of the vehicle start-up traveling, wheel slip, understeer, turning traveling, acceleration operation, and high-load traveling is determined. The operation of the second prime mover is stopped after a preset delay time. In this way, the second prime mover is automatically activated when the four-wheel drive is required, so that the stability of the vehicle is ensured. In addition, since the operation of the second prime mover is stopped after a predetermined delay time after it is determined that the four-wheel drive is unnecessary, flapping of the determination is prevented.
[0016]
Preferably, steering angle sensor abnormality determining means for determining abnormality of the steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel or yaw rate sensor abnormality determining means for determining abnormality of the yaw rate sensor for detecting the yaw rate is provided. When the steering angle sensor abnormality is determined by the steering angle sensor abnormality determination means, or when the abnormality of the yaw rate sensor is determined by the yaw rate sensor abnormality determination means, the second prime mover operation control means determines the understeer determination. Even if understeer is determined by the means, the second prime mover is not operated. In this way, when understeer is erroneously determined due to a steering angle sensor abnormality or a yaw rate sensor abnormality, there is an advantage that the four-wheel drive is not performed.
[0017]
Another aspect of the present invention is that a first prime mover that drives one of the front wheels and the rear wheels, a second prime mover that drives the other wheel, and a slip ratio of the one wheel is a target of the one wheel. A control device for a front and rear wheel drive vehicle provided with a traction control means for reducing the driving force of one wheel so as to be within a slip ratio region, wherein (a) the actual slip state between the front and rear wheels is between the front and rear wheels. Torque distribution feedback control means for controlling the torque distribution of the front wheels and the rear wheels so as to achieve the target slip state; and (b) the torque distribution feedback control during execution and non-execution of the traction control by the traction control means. And feedback control operation changing means for changing the feedback control operation by the means. In this way, the torque distribution feedback control means feedback-controls the torque distribution of the front wheels and the rear wheels so that the actual slip state between the front and rear wheels becomes the target slip state between the front and rear wheels. The torque distribution is appropriate for the front and rear wheels. Further, since the feedback control operation by the torque distribution feedback control means is changed between the execution and non-execution of the traction control by the feedback control operation changing means, the feedback motor is driven by the first prime mover by executing the traction control. Even if the driving force is suppressed in order to reduce the slip of the wheel, the control operation amount for the second prime mover is ensured and the power performance of the vehicle is obtained.
[0018]
Preferably, a second prime mover operation control means for operating the second prime mover based on the torque distribution output from the torque distribution feedback control means is provided. In this way, when the second prime mover is operated, the vehicle torque distribution for setting the actual slip ratio to the target slip ratio is achieved.
[0019]
Preferably, the feedback control operation changing means includes a control deviation value of feedback control by the torque distribution feedback control means or a control target value for calculating the control deviation value during execution of the traction control, and At least one of the actual values is changed so as to increase the torque sharing ratio of the other wheel driven by the second prime mover. In this way, at least one of the control deviation value of the torque distribution feedback control means or the control target value for calculating the control deviation value and the actual value is the torque sharing of the other wheel driven by the second prime mover. Since the rate is changed so as to increase, the amount of control operation for the second prime mover is ensured even during execution of traction control by the traction control means, and the power performance of the vehicle is obtained.
[0020]
Preferably, the feedback control operation changing means is configured to increase a feedback gain of a feedback control type used by the torque distribution feedback control means to the other wheel driven by the second prime mover during execution of the traction control. The torque sharing rate is changed to increase. In this way, the feedback gain target of the torque distribution feedback control means is changed so as to increase the torque sharing rate of the other wheel driven by the second prime mover, so that the traction control means is executing traction control. In this case, the control operation amount for the second prime mover is ensured, and the power performance of the vehicle is obtained.
[0021]
Preferably, the feedback control operation changing means is driven by the second prime mover with a control output value obtained from a feedback control equation used by the torque distribution feedback control means during execution of the traction control. The torque sharing ratio of the other wheel is changed to increase. In this way, the control output value obtained from the feedback control equation is changed so as to increase the torque sharing ratio of the other wheel driven by the second prime mover, so that the traction control means is executing the traction control. In this case, the control operation amount for the second prime mover is ensured, and the power performance of the vehicle is obtained.
[0022]
Preferably, the traction control is to reduce the output of the first prime mover and / or the driving force of one of the vehicles when starting on a low μ road such as a snowy road or a freezing road. In this way, during the traction control in which the output of the first prime mover and / or the braking force of one wheel is controlled, the operation of the feedback control by the torque distribution feedback control means is changed.
[0023]
Another aspect of the present invention is a front and rear wheel drive vehicle including a first electric motor for driving front wheels and a second electric motor for driving rear wheels, the first electric motor and The second motor has a specific relationship between the thermal ratings of the second motor. In this way, since the correlation between the thermal ratings of the first motor and the second motor is in a specific state, the front and rear wheel drive vehicle can be considered in consideration of its driving force balance, and traveling Stability can be maintained.
[0024]
Preferably, the thermal rating of the first electric motor is higher than the thermal rating of the second electric motor. In this way, since the thermal rating of the second motor that drives the rear wheels is lower than the thermal rating of the first motor that drives the front wheels, the output of the second motor on the rear wheel side is limited first. Since it is a rear wheel, there is an advantage that the stability of the vehicle is relatively maintained.
[0025]
Another aspect of the invention is a control device for a front and rear wheel drive vehicle including a first electric motor for driving the front wheels and a second electric motor for driving the rear wheels. The second motor has a first motor operation increasing means for increasing the operation of the first motor when the operation of the motor is limited. In this way, when the operation of the second electric motor for driving the rear wheels is restricted, the operation of the first electric motor for driving the front wheels is increased. Therefore, while maintaining the stability of the vehicle relatively, Driving force or regenerative braking force is ensured. For example, when the output of the second motor is limited, the output of the first motor is increased so as not to change the total driving force of the vehicle, and when the regeneration of the second motor is limited, the total regenerative braking force of the vehicle is not changed. Further, the regeneration of the first electric motor is increased, so that the stability of the vehicle is maintained and the full driving force or the regenerative braking force of the vehicle is ensured.
[0026]
Preferably, the thermal rating of the first electric motor is higher than the thermal rating of the second electric motor. In this way, since the thermal rating of the second motor that drives the rear wheels is lower than the thermal rating of the first motor that drives the front wheels, the output of the second motor on the rear wheel side is limited first. Since it is a rear wheel, there is an advantage that the stability of the vehicle is relatively maintained.
[0027]
Another aspect of the invention is a control device for a front and rear wheel drive vehicle including a first electric motor for driving a front wheel and a second electric motor for driving a rear wheel. When the operation limit of one motor is limited, there is provided a second motor output reduction means for reducing the operation of the second motor in order to set the distribution ratio of the driving force or braking force of the front and rear wheels to a predetermined target distribution ratio. is there. In this way, when the operation of the first electric motor for driving the front wheels is limited, the operation of the second electric motor for driving the rear wheels is reduced, so that the driving force distribution ratio or the braking force distribution ratio of the front and rear wheels is reduced. Is set to a predetermined target distribution ratio, so that the stability of the vehicle is ensured. For example, when the output of the first motor is limited, the output of the second motor is reduced so that the rear wheel torque sharing ratio is maintained or the front wheel drive side (FF side) is maintained. Similarly, when the regeneration of the electric motor is limited, the regeneration of the second electric motor is reduced, so that the vehicle's stability is maintained and the full driving force or regenerative braking force of the vehicle is secured.
[0028]
Preferably, the thermal rating of the first electric motor is higher than the thermal rating of the second electric motor. In this way, since the thermal rating of the second motor that drives the rear wheels is lower than the thermal rating of the first motor that drives the front wheels, the output of the second motor on the rear wheel side is limited first. Since it is a rear wheel, there is an advantage that the stability of the vehicle is relatively maintained.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a power transmission device for a four-wheel drive vehicle, that is, a front-rear wheel drive vehicle to which a drive control device according to an embodiment of the present invention is applied. In this front and rear wheel drive vehicle, a front wheel system is driven by a first drive device having a first prime mover, that is, a
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The continuously
[0035]
The torque output from the
[0036]
The
[0037]
FIG. 2 is a diagram simply showing the configuration of a hydraulic control circuit for switching the
[0038]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a control device provided in the front and rear wheel drive vehicle of the present embodiment. The
[0039]
The
[0040]
For example, the
[0041]
Further, the
[0042]
The
[0043]
When the
[0044]
Further, in the relatively medium load traveling or the high load traveling, the direct connection mode is selected, the first clutch C1 and the second clutch C2 are both engaged, and the brake B1 is released, so that the
[0045]
Further, for example, in starting acceleration running, the ETC mode, that is, the torque amplification mode is selected, the second clutch C2 is engaged, and both the first clutch C1 and the brake B1 are released, and the amount of power generation (regeneration amount) of the
[0046]
When the
[0047]
Further, the
[0048]
The power
[0049]
The
[0050]
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating the main part of the control function of the
[0051]
The vehicle driving state determination means 136 includes vehicle start determination means 138 for determining whether or not the vehicle is starting based on the position of the
[0052]
The output torque region selection means 152 is configured to output one output torque from a plurality of types of output torque regions stored in advance in the output torque region storage means 130 based on the vehicle driving state, for example, whether or not there is vehicle start, wheel slip, or understeer. Select an area. The output torque region selection means 152 has a higher maximum torque value in the starting state of the vehicle, the slip state of the
[0053]
The second prime mover
[0054]
Further, the second prime mover operation control means 154 determines that the vehicle driving state determination means 136 does not determine any of the vehicle start running, the
[0055]
The second prime mover operation control means 154 is configured to output the first output when the output torque area selected by the output torque area selection means 152 is an output torque area having a maximum torque value lower than the maximum torque value of the output torque area so far. When the second output torque region is selected instead of the torque region, when the output torque region having the maximum torque value higher than the maximum torque value of the output torque region so far is selected, that is, in the second output torque region. Instead, as compared with the case where the first output torque region is selected, the output torque of the
[0056]
The ABS control determining means 158 is configured to set the wheel slip ratio within a preset slip ratio range during execution of the ABS control by the
[0057]
The second prime mover operation control means 154 performs VSC control when the wheel speed sensor abnormality is determined by the wheel speed sensor abnormality determination means 164, when the ABS control determination means 158 determines the ABS control operation, or when the VSC control determination means 160 performs VSC control. At the time of operation determination, the operation of the
[0058]
FIGS. 9 and 10 are flowcharts for explaining a main part of the control operation of the
[0059]
In the output torque region switching and rear wheel switching control routine of FIG. 9, it is determined in SA1 corresponding to the low temperature state determination means 162 whether or not the outside air temperature is a low temperature state that can cause a change in the road surface friction coefficient. . If the determination of SA1 is affirmative, the 4WD unnecessary counter is reset in SA16, and the maximum torque value is indicated by the A1 line as the output torque region of the
[0060]
If the determination in SA1 is negative, whether or not the vehicle is in a starting state in SA2 corresponding to the vehicle start determination means 138 is based on the position of the
[0061]
If the determination in SA3 is negative, in SA4 corresponding to the understeer determination means 142, it is determined whether or not understeer has occurred based on the steering angle, the front / rear left / right biaxial acceleration, the yaw rate, and the like. If the determination at SA4 is affirmative, it is determined at SA15 whether or not the understeer is greater than or equal to a predetermined value. This predetermined value is for determining the degree of understeer corresponding to the switching of the output torque region. If the determination at SA15 is affirmative, SA16 and subsequent steps are executed, and the
[0062]
If the determination at SA4 is negative, it is determined at SA5 corresponding to the turning travel determination means 144 whether the steering angle of the steering wheel is greater than a predetermined value. This predetermined value is a value for determining a steering angle that requires four-wheel drive. If the determination in SA5 is negative, it is determined in SA6 corresponding to the acceleration operation determination means 146 whether or not the accelerator required driving force, that is, the rate of change dθ / dt of the throttle opening is greater than a predetermined value. . This predetermined value is also a value for determining the rate of change in throttle opening that requires four-wheel drive. If the determination at SA6 is negative, it is determined at SA7 corresponding to the high load travel determination means 148 whether the throttle opening θ is larger than a predetermined value. This predetermined value is also a value for determining the throttle opening degree θ that requires four-wheel drive. If the determination in SA7 is negative, in SA8 corresponding to the deceleration travel determination means 150, whether the vehicle is decelerating, that is, whether it is non-accelerated travel without brake operation, is the operation position of the
[0063]
When any of the determinations of SA5 to SA8 is affirmed, the
[0064]
Since the determination of SA10 is initially denied, SA20 and subsequent steps are executed. At this time, when the first output torque region is selected and the operating point of the
[0065]
If the contents of the 4WD counter become the predetermined value or more and the determination of SA10 is affirmed while the above steps are repeatedly executed, whether the current driving state of the vehicle is the two-wheel (FF) driving state in SA11. It is determined whether or not. If the determination of SA11 is negative, in SA12 corresponding to the second prime mover operation control means 154, the driving force of the
[0066]
In the four-wheel drive stop control routine of FIG. 10, in SB1 corresponding to the wheel speed sensor abnormality determining means 164, it is determined whether any of the wheel speed sensors provided for each wheel is abnormal. When the determination of SB1 is negative, it is determined whether or not the ABS control is determined in SB2 corresponding to the ABS control determination means 158. When the determination of SB2 is negative, it is determined whether or not VSC control is being determined in SB3 corresponding to the VSC control determination means 160. If any of the determinations in SB1 to SB3 is affirmed, the four-wheel drive operation, that is, the operation of the
[0067]
However, if any of the determinations of SB1 to SB3 is negative, it is determined whether or not the steering angle sensor is abnormal in SB5 corresponding to the steering angle sensor abnormality determination means 166, and the determination of SB5 is negative. If so, it is determined in SB6 corresponding to the yaw rate sensor abnormality determining means 168 whether or not the yaw rate sensor is abnormal. When either of the above determinations of SB5 and SB6 is affirmed, the four-wheel drive operation, that is, the operation of the
[0068]
As described above, according to the present embodiment, the
[0069]
In addition, according to the present embodiment, the plurality of types of output torque regions stored in advance include at least the high torque side region and the low torque side region, so that the
[0070]
Further, according to this embodiment, when the output torque region used to operate the
[0071]
Further, according to the present embodiment, when the second prime mover operation control means 154 (SA12) switches from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state in which the
[0072]
Further, according to the present embodiment, when one output torque region is selected from a plurality of types of output torque regions based on the driving state of the vehicle, when the vehicle starts, when driving wheels slip, or understeer, Since the region is selected and the region on the low torque side is selected in other cases, the output torque of the
[0073]
Further, according to the present embodiment, the wheel slip sensor abnormality determining means 164 (SB1) for determining abnormality of each wheel speed sensor and a signal from each wheel speed sensor are used to slip the wheel during the braking operation of the vehicle. ABS control determining means 158 (SB2) for determining ABS control for controlling the braking force of the wheel so that the ratio falls within a preset slip ratio range, and the vehicle body direction from the steering angle of the steering wheel during turning of the vehicle VSC control determination means 162 (SB3) for determining VSC control for preventing understeer or oversteer by controlling the braking force of the left and right wheels or the driving force of the wheels so as not to deviate, and the second prime mover operation control means 154 (SA12) is when the wheel speed sensor is abnormal or when the ABS control determining means 158 or the VSC control determining means 160 When the operation of the ABS control or the VSC control is determined, the operation of the
[0074]
Further, according to the present embodiment, the low temperature state determination means 162 (SA1) is provided for determining a low temperature state in which the outside air temperature is below a predetermined temperature at which a change in the friction coefficient of the traveling road surface is predicted. 2 The prime mover operation control means 154 (SA17) operates the
[0075]
In addition, according to the present embodiment, vehicle start determination means 138 (SA2) for determining whether or not the vehicle is starting running, and wheel slip determination for determining occurrence of slip of the
[0076]
Further, according to the present embodiment, the second prime mover operation control means 154 determines that the four-wheel drive is not performed when none of the vehicle start-up traveling, wheel slip, understeer, turning traveling, acceleration operation, or high-load traveling is determined. Since it is determined that driving is not required and the operation of the
[0077]
Further, according to the present embodiment, the steering angle sensor abnormality determining means 166 (SB5) that determines abnormality of the steering angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel, or the yaw rate that determines abnormality of the yaw rate sensor that detects the yaw rate. The sensor abnormality determination means 168 (SB6) is provided, and the second prime mover operation control means 154 determines that the steering angle sensor abnormality is determined by the steering angle sensor abnormality determination means 166, or the yaw rate sensor abnormality determination means 168 determines the yaw rate. If a sensor abnormality is determined, the
[0078]
FIG. 11 is a functional block diagram illustrating a main part of another control function provided in the
[0079]
The torque distribution feedback control means 236 calculates a slip ratio deviation δsr1 (= S1−SO 1) between the actual slip ratio S and the target slip ratio S0, for example, using a preset feedback control formula shown in Formula 1. The rear wheel torque sharing ratio Rr, which is a control operation amount, is calculated so that the slip ratio deviation δsr1 is eliminated, that is, the actual slip ratio S and the target slip ratio SO 1 coincide. The rear wheel torque sharing ratio Rr is a ratio that the
[0080]
(Formula 1)
Rr = WRr + Kp1 · δsr1 + Kd1 · dδsr1 / dt + Ki1 · ∫δsr1 dt + C1
Here, WRr is a rear wheel load sharing ratio, Kp1 is a proportional constant, that is, a proportional term gain, Kd1 is a differential constant, that is, a differential term gain, Ki1 is an integral constant, that is, an integral gain, and C1 is a constant.
[0081]
The second prime mover operation control means 238 achieves the torque distribution based on the torque distribution output from the torque distribution feedback control means 236, for example, the rear wheel torque sharing ratio Rr and the driver-requested driving force Tdrv. The
[0082]
The traction control in-
[0083]
For example, the feedback control operation changing means 242 calculates the slip ratio deviation δsr1 (= S1−SO1) or the slip ratio deviation δsr1 which is the control deviation value of the feedback control expression of Formula 1 during traction control. At least one of the target slip ratio SO 1, which is the control target value, and the actual slip ratio S 1, which is the actual value, is the torque sharing ratio (rear wheel torque sharing ratio Rr), which is the output value of the control equation. It changes so that it may raise rather than the case of Numerical formula 1. For example, the slip ratio deviation δsr1 or the actual slip ratio S1 is increased by a predetermined value δsr2 or S2, or the target slip ratio SO1 is decreased by a predetermined value SO2 to be calculated by Equation 1. The rear wheel torque sharing ratio Rr is increased.
[0084]
Alternatively, the feedback control operation changing means 242 separately or in addition to the above, the feedback gains Kp1, Kd1, Ki1 of the feedback control formula used by the torque distribution feedback control means 236 during the execution of the traction control, RMG70 The torque sharing ratio (rear wheel torque sharing ratio Rr) of the
[0085]
Alternatively, the feedback control
[0086]
FIG. 12 is a flowchart for explaining a main part of another control operation provided in the
[0087]
However, if the determination at SC1 is affirmative, it is determined at SC3 corresponding to the traction control in-progress determination means 240 whether or not traction control by the
[0088]
Since the determination of SC3 is affirmed during the traction control, the feedback control operation is performed so that the rear wheel torque sharing ratio Rr becomes larger in SC5 corresponding to the feedback control operation changing means 242 than in the case of SC4. Is changed. For example, the rear wheel torque sharing ratio Rr is calculated by using a feedback control equation in which the feedback gains Kp1, Kd1, Ki1 of Equation 1 are changed to values Kp2, Kd2, Ki2 that are larger than the feedback gains Kp1, Kd1, Ki1. In SC6, the driving torque (Tdrv × Rr) of the
[0089]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. For example, if four-wheel drive running is started at time t1 due to a low μ road such as a frozen road, when the traction control is not executed, the front wheel rotational speed NF and the
[0090]
However, according to the present embodiment, in the feedback control operation changing means 242 (SC5), for example, feedback obtained by changing the feedback gains Kp1, Kd1, Ki1 of Equation 1 to values Kp2, Kd2, Ki2 that are larger than the feedback gains Kp1, Kd1, Ki1. By using the control expression, the rear wheel torque sharing ratio Rr having a larger value than that in the case of the feedback control expression of Expression 1 is calculated, so that the feedback control operation is changed so that the torque sharing ratio Rr becomes a large value. Is done. For this reason, during the traction control, a larger driving torque than the case of Formula 1 is output from the
[0091]
FIG. 15 is a functional block diagram illustrating a main part of another control function provided in the
[0092]
In the four-wheel drive state, the second motor operation control means 332 calculates a rear wheel drive torque corresponding to a rear load torque share ratio Ktr that is a rear wheel load share ratio of the driver required torque Tdrv, and then drives the rear wheel. The
[0093]
The
[0094]
For this reason, the first motor operation limiting means 334 is, for example, an output limit value or a regeneration limit value determined by the temperature TMG of the
[0095]
When the driving operation or regenerative operation of the
[0096]
FIG. 18 is a flowchart for explaining a main part of another control operation of the
[0097]
Subsequently, in SD2, an engine command torque calculation routine of FIG. 19 is executed in order to calculate a command value of torque to be output to the
[0098]
In the subsequent SD3, for example, the rear motor torque provisional determination routine shown in FIG. 20 is executed, whereby the output torque provisional determination value TRMGtmp of the
[0099]
[0100]
In SD32, the lower limit value TRMGminp of the output torque of the
[0101]
[0102]
Subsequently, in SD33 corresponding to the second motor operation control means 332, the output torque basic value TRMGbase of the
[0103]
(Formula 8)
TRMGbase = Tdrv × Ktr / GRR
[0104]
In SD34 corresponding to the second motor operation limiting means 336, the above-mentioned TRMGmaxp and TRMGminp for limiting the output torque basic value TRMGbase derived from the
[0105]
(Formula 9)
TRMGminp ≤ TRMGbase ≤ TRMGmaxp
(Formula 10)
TRMGmin ≤ TRMGbase ≤ TRMGmax
[0106]
Returning to FIG. 18, in SD4, for example, the temporary torque determination routine TMGtmp of the
[0107]
(Formula 11)
PRMG = NRMG × TRMGtmp + PRMGloss (NRMG, TRMG)
(Formula 12)
NMG x TMG + PMGloss (NMG, TMG) = PMG
[0108]
Next, in SD42 corresponding to the first electric motor operation control means 330, the output torque basic value TMGbase of MG16 is changed from the equation 13 to the driver required torque Tdrv, the output torque temporary determination value TRMGtmp of RMG70, and the engine output torque basic value TEbase. The output torque basic value TMGbase is commanded to be output from the
[0109]
(Formula 13)
TMGbase = (Tdrv−TRMGtmp × GRR) / GRF−TEbase
[0110]
Subsequently, in SD43 corresponding to the first motor operation restriction means 334, the TMGmaxp and the above-described TMGmaxp for performing the restriction derived from the
[0111]
(Formula 14)
TMGminp ≦ TMGbase ≦ TMGmaxp
(Formula 15)
TMGmin ≦ TMGbase ≦ TMGmax
[0112]
Returning to FIG. 18, in SD5, the provisional torque Tftmp of the front wheels (axle) is calculated from
[0113]
(Formula 16)
Tftmp = (TMG + TEbase) x (NIN / NOUT) x EFCVT x GRF
(Formula 17)
Trtmp = TRMGtmp × GRR
[0114]
Next, in SD6, the rear wheel temporary torque | Trtmp | is not more than a value obtained by multiplying the total value | Tftmp + Trtmp | of the front wheel temporary torque Tftmp and the rear wheel temporary torque Trtmp by the rear wheel torque distribution ratio Ktr. That is, it is determined whether the ratio of the rear wheel temporary torque | Trtmp | to the total value | Tftmp + Trtmp | (| Trtmp | / | Tftmp + Trtmp |) is equal to or less than the rear wheel torque distribution ratio Ktr. If the determination in SD6 is affirmative, in SD7, the rear wheel temporary torque TRMGtmp is determined as the output torque TRMG of the
[0115]
However, if the determination at SD6 is negative, SD7 is executed after the output torque of
[0116]
(Formula 18)
Trtmp = Tftmp × [Ktr / (1-Ktr)]
(Formula 19)
TRMGtmp = Trtmp × GRR
[0117]
As described above, according to the present embodiment, the correlation between the thermal ratings of the MG 16 (first electric motor) and the RMG 70 (second electric motor) is set to a specific state. The driving stability can be maintained.
[0118]
Further, according to the present embodiment, the thermal rating of the MG 16 (first electric motor) is higher than the thermal rating of the RMG 70 (second electric motor), so the heat of the
[0119]
Further, according to the present embodiment, when the
[0120]
Further, according to this embodiment, when the operation of the
[0121]
FIG. 23 is a flowchart for explaining another control operation of FIG. This flowchart is different from FIG. 9 in that SA1 is executed when SA1 is deleted and the determination of SA2 is affirmed, and the others are the same. Portions common to those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0122]
In SA30, it is determined whether or not the outside air temperature is a low temperature state that is equal to or lower than a predetermined temperature that may cause a change in the road surface friction coefficient, and whether the road surface gradient is traveling uphill with a predetermined angle or more. This uphill traveling is determined based on, for example, signals from front and rear G sensors (not shown). Alternatively, using the fact that the acceleration difference between the longitudinal acceleration and the acceleration just before starting stored when the vehicle is stopped or when the
[0123]
If the determination at SA30 is affirmative, a first output torque region capable of obtaining a relatively large driving force is selected by executing SA16 and subsequent steps, and the
[0124]
In SA30, it is determined whether or not the outside air temperature is a low temperature state that is a predetermined temperature or less that can cause a change in the friction coefficient of the road surface, or whether or not the road surface gradient is traveling uphill by a predetermined angle or more. Also good. In this case, when the outside air temperature is a low temperature state that is lower than a predetermined temperature that can cause a change in the road surface friction coefficient, and when the road surface gradient is traveling uphill with a predetermined angle or more, SA16 or lower is executed. The first output torque region capable of obtaining a large driving force is selected, and the
[0125]
FIG. 24 is a functional block diagram illustrating a main part of another control function provided in the
[0126]
The output torque region selection means 152 is configured so that the vehicle speed V is determined by the vehicle speed determination means 151 to the second determination vehicle speed V. 2 If it is determined that the vehicle is steeply climbing and the steeply climbing slope determining means 153 determines that the vehicle is steeply climbing, the vehicle is in a four-wheel drive state in which the
[0127]
The second prime mover operation control means 154 operates the
[0128]
FIG. 25 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
[0129]
In FIG. 25, in SA40 corresponding to the vehicle speed determination means 151, a preset second determination vehicle speed V in which the vehicle speed V is, for example, about 10 km / h. 2 It is determined whether or not it is lower. If the determination at SA40 is affirmative, it is determined at SA41 corresponding to the steep climb determination means 153 whether the vehicle is traveling on a steep climb. If the determination at SA41 is affirmative, SA16 and subsequent steps are executed, and as an operating range of
[0130]
As described above, according to the present embodiment, in order to control the operation of the RMG 70 (high level) in order to control the operation of the
[0131]
Further, according to the present embodiment, when it is determined by the steep climb determination means 153 (SA41) that the slope of the climb road surface is large, the first output torque region that is a region on the high torque side (high level side). Is used, and the vehicle speed V is determined by the vehicle speed determination means 151 (SA40) as the second determination vehicle speed V. 2 Since the first output torque region is used and the four-wheel drive is continued until the above is reached, the four-wheel drive state continues to a higher vehicle speed when the road gradient is large than when the road gradient is small. Therefore, the backward movement of the vehicle is suitably suppressed.
[0132]
In short, according to the present embodiment, the first output torque region which is the region on the high torque side (high level side) is used on the steeply uphill road, so that the vehicle speed V is relatively high. 2 Since a large rear wheel driving torque is used by the
[0133]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
[0134]
For example, in the vehicle of the above-described embodiment, the
[0135]
In the vehicle of the above-described embodiment, the output energy of the
[0136]
Further, in the above-described embodiment, two types of output torque regions represented in two-dimensional coordinates as shown in FIG. 8 are used, but three or more types of output torque regions may be used. In addition, the shape may be various shapes as necessary, and may be an output torque region expressed in one dimension or an output torque region expressed in three dimensions.
[0137]
Further, in the four-wheel drive vehicle in which the control in FIGS. 11 to 14 is performed, the
[0138]
In the above-described embodiments, a plurality of types of control examples have been described. However, these control examples can be implemented in appropriate combinations in a predetermined vehicle.
[0139]
Further, the vehicle of the above-described embodiment is provided with the continuously
[0140]
In the above-described embodiment, the vehicle driving force control shown in FIGS. 24 and 25 is performed by the
[0141]
In the above-described embodiment, the steering angle zero point correction value at the time of turning off the ignition key is stored as the steering angle of the
[0142]
Further, in the above-described embodiment, the second prime mover operation control means 154 may be one in which the four-wheel drive is suspended and the front wheel drive is performed during the ABS control operation or the VSC control operation by the
[0143]
In the above-described embodiment, the second prime mover operation control means 154 may uniformly drive the
[0144]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention implements in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a power transmission device of a four-wheel drive vehicle including a control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of a hydraulic control circuit that controls the planetary gear device of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining a control device provided in the four-wheel drive vehicle of FIG. 1;
4 is a graph showing a best fuel consumption rate curve that is a target of an engine operating point controlled by the engine control device of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a chart showing control modes selected by the hybrid control device of FIG. 3;
6 is an alignment chart for explaining the operation of the planetary gear device in the ETC mode controlled by the hybrid control device of FIG. 3; FIG.
7 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the hybrid control device of FIG.
8 is a diagram showing a plurality of types of output torque regions stored in the output torque region storage means of FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the hybrid control device of FIG.
FIG. 10 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the hybrid control device of FIG. 3, and is a diagram showing a four-wheel drive stop control routine.
11 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the hybrid control device of FIG.
12 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the hybrid control device of FIG. 3 and the like, and showing an output torque region switching and rear wheel switching control routine.
13 is a diagram showing a pre-stored relationship for calculating a driver request torque in the second prime mover operation control means of FIG. 11. FIG.
14 is a time chart illustrating the control operation of FIG.
15 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the hybrid control device of FIG.
16 is a diagram showing an output torque region in which the temperature of MG or RMG of FIG. 1 or FIG. 3 is used as a parameter.
FIG. 17 is a graph showing temperature characteristics of acceptance limit value WIN and take-out limit value WOUT in the power storage device of FIG. 3;
18 is a flowchart illustrating a main part of a control operation of the hybrid control device of FIG.
FIG. 19 is a diagram showing an engine command torque calculation routine of SD2 in FIG.
FIG. 20 is a diagram showing an RMG output torque provisional determination routine of SD3 in FIG. 18;
FIG. 21 is a diagram showing an MG output torque determination routine of SD4 in FIG.
FIG. 22 is a diagram showing an RMG output torque recalculation routine of SD8 in FIG. 18;
FIG. 23 is a diagram showing another example of the flowchart of FIG. 9;
24 is a functional block diagram showing a control function of the hybrid control device in a modification of the embodiment of FIG.
FIG. 25 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of FIG. 24;
[Explanation of symbols]
14: Engine (first prime mover)
66, 68: Front wheel
70: Rear motor generator (second prime mover)
80, 82: Rear wheel
152: Output torque region selection means
154: Second prime mover operation control means
Claims (7)
前記電動機の出力トルク領域として該電動機の短時間定格に対応する高トルク側の領域と該電動機の長時間定格に対応する低トルク側の領域とを含む複数の出力トルク領域を設け、運転状態に基づいて該複数の出力トルク領域のうちの1つを選択し、該選択された1つの出力トルク領域に基づいて該電動機を作動させることを特徴とする4輪駆動車の制御装置。One of the front wheels and the rear wheels can be driven by the first prime mover, the other can be driven by the second prime mover, and a motor generator is further provided as a prime mover for driving the front wheels, and the second prime mover drives the rear wheels. In a control device for a four-wheel drive vehicle of the type that is an electric motor provided to
A plurality of output torque range for a long time and a low torque side of the region corresponding to the rating of the high torque side of the region and the electric motor for a short period of time corresponding to the rating of the electric motor as an output torque range of the electric motive provided, operating conditions one select, the selected four-wheel drive vehicle control apparatus characterized by actuating the electric motive based on one of the output torque range of the output torque range of the plurality of based on.
前記電動機の出力トルク領域として該電動機の短時間定格に対応する最大トルクが相対的に高い第1出力トルク領域と該電動機の長時間定格に対応する相対的に低い第2出力トルク領域とを含む複数の出力トルク領域を設け、
前記第1原動機の駆動輪のスリップ量の大小に基づいて該複数の出力トルク領域のうちの1つを選択し、該選択された1つの出力トルク領域に基づいて前記電動機を作動させることを特徴とする4輪駆動車の制御装置。In a control device for a four-wheel drive vehicle in which one of the front wheels and the rear wheels can be driven by a first prime mover and the other can be driven by an electric motor as a second prime mover.
And a relatively low second output torque region corresponding to the long rated maximum torque is relatively high first output torque region and the electric motor corresponding to a short time rating of the electric motor as an output torque range of the electric motive A plurality of output torque regions including
The actuating said electric motive based on select one, the selected one of the output torque regions of said first amount of slip of magnitude output torque range of the plurality of based on the driving wheels of the prime mover A control device for a four-wheel drive vehicle.
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