JP3927342B2 - 前後輪駆動車両およびその制御装置 - Google Patents

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駆動する第１電動機と、他方を駆動する第２電動機とを有する車両において、その第１電動機および第２電動機とそれを制御する制御装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車輪を駆動するために複数の電動機を備える形式の４輪駆動車両が知られている。このような４輪駆動車両は、各電動機の温度が高くなるに伴って、その温度が高くなった電動機の駆動力を低減して電動機を保護するようにして４輪駆動車両の制御装置が提案されている。たとえば、特開平３−２０３５０２号公報に記載されたものがそれである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の４輪駆動車両の制御装置によれば、温度上昇による電動機出力の低減のために、車両全体としての駆動力配分を考慮していないため、電動機の出力が制限されると、駆動力配分のバランスがくずれて車両挙動すなわち走行安定性に影響が出るおそれがあった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、前輪を駆動するための第１電動機および後輪を駆動するための第２電動機のいずれかの作動が制限されたとしても車両の駆動力配分が得られて走行安定性が保持される前後輪駆動車両およびその制御装置を提供することにある。
【０００８】
【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、その第１電動機の熱定格がその第２電動機の熱定格よりも高くされた前後輪駆動車両の制御装置であって、（ａ）その第２電動機の作動がその熱定格により制限された時において車両の全駆動力または全回生制動力を変化させないように前記第１電動機の作動を増大させる第１電動機作動増大手段と、 ( ｂ）前記第１電動機の作動が制限された時において車両の前後輪駆動力配分比または回生制動力配分比が予め決定された目標配分比となるよう前記第２電動機の作動を低減させる第２電動機作動低減手段とを、含むことにある。
【０００９】
【発明の効果】
このようにすれば、前輪を駆動するための第１電動機の熱定格が後輪を駆動するための第２電動機の熱定格よりも高くされた前後輪駆動車両において、後輪を駆動するための第２電動機の作動がその熱定格により制限された時において車両の全駆動力または全回生制動力を変化させないように前輪を駆動する第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。また、第１電動機の作動が制限された時において車両の前後輪駆動力配分比または回生制動力配分比が予め決定された目標配分比となるよう前記第２電動機の作動が低減させられるため、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。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は、本発明が適用された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。
【００１６】
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第１電動機であ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θ_TH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。
【００１７】
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。
【００１８】
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の発電量を逐次増加させることすなわち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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。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。
【００２１】
前記副駆動装置１２は、第２原動機すなわち第２電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。
【００２２】
第１電動機に対応するＭＧ１６と第２電動機に対応するＲＭＧ７０とは、それらの熱定格の相互関係が特定の状態とされている。たとえば、ＭＧ１６の熱定格はＲＭＧ７０の熱定格よりも高く設定されている。ＭＧ１６の熱定格がＲＭＧ７０の熱定格よりも高いとは、前輪６６、６８のスリップを伴う登坂発進走行のような走行抵抗の大きな発進走行の繰り返しのように４輪駆動走行の中で最も車両の動力性能が要求される使用条件下において、ＲＭＧ７０の方がＭＧ１６よりも早く温度上昇し、熱による作動制限（使用停止を含む）を行う必要に迫られる関係を意味している。この熱定格の相互関係は、たとえば、ＭＧ１６の連続定格がＲＭＧ７０の連続定格よりも高く設定されていること、ＭＧ１６の短時間定格がＲＭＧ７０のそれと同じ長さの短時間定格よりも高く設定されていること、同じ定格であってもＭＧ１６の冷却性能すなわち電熱性或いは放熱性がＲＭＧ７０の冷却性能よりも高く（優れている）なるように構成されていることなどによって通常は実現され、４輪駆動状態で最大動力性能が要求された運転状態において、ＭＧ１６の温度上昇がＲＭＧ７０よりも低くなるように設定されていることを意味している。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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θ_TH或いはアクセルペダル操作量Ａ_CCに基づいて目標変速比γ_m を決定し、実際の変速比γがその目標変速比γ_m と一致するように無段変速機２０の変速比γを制御する。
【００２７】
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Ｔ_E または回転数Ｎ_E 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。
【００２８】
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Ｐ_SH、スロットル（アクセル）開度θ（アクセルペダル１２２の操作量Ａ_CC）、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Ｂ_F 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。
【００２９】
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、上記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。
【００３０】
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Ｎ_E （rpm ）とキャリヤ部材２８の回転数すなわちＭＧ１６の回転数Ｎ_MG（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Ｎ_IN（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。
【００３１】
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Ｎ_MG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Ｎ_IN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Ｎ_MG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Ｎ_INが増加させられて、車両が発進させられるのである。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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ＳＯＣ_D 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ＳＯＣ_U 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Ｔ_B の関数である電力或いは電気エネルギの受入制限値Ｗ_INと持出制限値Ｗ_OUT との間の範囲を、実際の電力見込み値Ｐ_b 〔＝発電電力Ｐ_MG＋消費電力Ｐ_RMG （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。
【００３５】
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６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBを制御する。たとえば、ＴＲＣ制御では、各車輪に設けられた回転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Ｖ_FR、左前輪車輪車速Ｖ_FL、右後輪車輪車速Ｖ_RR、左後輪車輪車速Ｖ_RL、前輪車速〔＝（Ｖ_FR＋Ｖ_FL）／２〕、後輪車速〔＝（Ｖ_RR＋Ｖ_RL）／２〕、および車体車速（Ｖ_FR、Ｖ_FL、Ｖ_RR、Ｖ_RL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Ｒ_S 〔＝（ΔＶ／Ｖ_F ）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率Ｒ_S1内に入るようにスロットルアクチュエータ２１、ＭＧ１６の出力トルクを低下させると同時にホイールブレーキ６６_WB、６８_WB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、制動時において、各車輪のスリップ率が所定の目標スリップ率範囲内になるように、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WB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センサからの前後左右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ステア傾向を判定し、そのオーバステア或いはアンダステアを抑制するように、ホイールブレーキ６６_WB、６８_WB、８０_WB、８２_WBのいずれか、およびスロットルアクチュエータ２１やＲＭＧ７０を制御する。
【００３６】
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、第１電動機作動制御手段１３０は、４輪駆動状態では、運転者要求トルクＴ_drv のうちの前輪荷重分担比である前輪トルク分担比（１−Ｋ_tr）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１３０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−Ｋ_tr）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。
【００３７】
第２電動機作動制御手段１３２は、４輪駆動状態では、運転者要求トルクＴ_drv のうちの後輪荷重分担比である後荷重トルク分担比Ｋ_tr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１３２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Ｋ_tr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Ｔ_drv は、たとえば図１０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−Ｋ_tr）および後輪トルク分担比Ｋ_tr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。
【００３８】
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Ｔ_MGおよびＴ_RMG によって使用が制限されるものであり、たとえば図８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Ｔ_MGまたはＲＭＧ７０の温度Ｔ_RMG がＴ_a 度である場合は、図８のＴ＝Ｔ_a 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、Ｔ_c 度である場合は、図８のＴ＝Ｔ_c 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Ｔ_B 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９に示すような、持出制限値Ｗ_OUT と受入制限値Ｗ_INとの間の範囲内で使用される必要がある。
【００３９】
このため、第１電動機作動制限手段１３４は、たとえば図８の関係からＭＧ１６の温度Ｔ_MGで決まる出力制限値或いは回生制限値や、たとえば図９の関係から蓄電装置１１２の温度Ｔ_B で決まる持出制限値Ｗ_OUT および受入制限値Ｗ_IN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１３６は、たとえば図８の関係からＲＭＧ７０の温度Ｔ_RMG で決まる出力制限値或いは回生制限値や、たとえば図９の関係から蓄電装置１１２の温度Ｔ_B で決まる持出制限値Ｗ_OUT 或いは受入制限値Ｗ_INに基づいて、ＲＭＧ７０の駆動作動或いは回生作動を制限する。
【００４０】
第１電動機作動増大手段１３８は、上記第２電動機作動制限手段１３６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１４０は、前記第１電動機作動制限手段１３４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え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。
【００４１】
図１１は、前記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１１において、ＳＡ１の前処理では、図９の関係から蓄電装置１１２の実際の温度Ｔ_B に基づいて受入制限値Ｗ_IN、持出制限値Ｗ_OUT が算出され、図８の関係からＭＧ１６の温度Ｔ_MGに基づいて温度制限済のＭＧ１６の最大許容トルクＴ_MGmax および最小許容トルクＴ_MGmin が算出され、図８の関係からＲＭＧ７０の温度Ｔ_RMG に基づいて温度制限済のＲＭＧ７０の最大許容トルクＴ_RMGmaxおよび最小許容トルクＴ_RMGmin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Ｎ_MG、ＲＭＧ７０の回転速度Ｎ_RMG 、および無段変速機２０の入力軸回転速度Ｎ_INが算出され、たとえば図１０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Ｔ_drv が算出され、その運転者要求トルクＴ_drv 、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Ｐ_V が算出される。ここで、上記運転者要求トルクＴ_drv 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。
【００４２】
続いて、ＳＡ２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１２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、ＳＡ２１では、上記必要エンジン出力Ｐ_V およびエンジン回転速度Ｎ_E 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Ｔ_Ebase （＝Ｐ_V ／Ｎ_E ）が算出される。次いで、ＳＡ２２では、そのエンジン出力トルク基本値Ｔ_Ebase に対してエンジン１４の仕様に関連する上限値Ｔ_Emaxおよび下限値「０」の制限が加えられ（０≦Ｔ_Ebase ≦Ｔ_Emax）、制限済の値がエンジン出力トルク指令値Ｔ_E 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Ｔ_E となるように制御される。
【００４３】
続くＳＡ３では、たとえば図１３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Ｔ_RMGtmpが算出される。すなわち、図１３のＳＡ３１では、持出制限値Ｗ_OUT に基づいてＲＭＧ７０の出力トルクの上限値Ｔ_RMGmaxp が算出される。すなわち、数式２および３からＰ_RMG が求められ、これがＲＭＧ７０の最大出力Ｐ_RMGmaxp とされる。次いで、このＰ_RMGmaxp とＲＭＧ７０の回転速度Ｎ_RMG から数式４を満足するＴ_RMG が求められ、これがＲＭＧ７０の最大出力トルクＴ_RMGmaxp とされる。数式３において、ＥＦ_MGはＭＧ１６の効率、ＥＦ_CVT は無段変速機２０の効率、ＥＦ_RMG はＲＭＧ７０の効率である。数式４において、Ｐ_RMGloss （Ｎ_RMG ，Ｔ_RMG ）はＲＭＧ７０のパワー損失である。
【００４４】
（数式２）
Ｐ_MG＋Ｐ_RMG ＝Ｗ_OUT
（数式３）
〔（Ｐ_MG×ＥＦ_MG＋Ｎ_E ×Ｔ_Ebase ）×ＥＦ_CVT 〕：（Ｐ_RMG ×ＥＦ_RMG ）
＝（１−Ｋ_tr）：Ｋ_tr
（数式４）
Ｎ_RMG ×Ｔ_RMG ＋Ｐ_RMGloss （Ｎ_RMG ，Ｔ_RMG ）＝Ｐ_RMGmaxp
【００４５】
ＳＡ３２では、受入制限値Ｗ_INに基づいてＲＭＧ７０の出力トルクの下限値Ｔ_RMGminp が算出される。すなわち、数式５および６からＰ_RMG が求められ、これがＲＭＧ７０の最小出力Ｐ_RMGminp とされる。次いで、このＰ_RMGminp とＲＭＧ７０の回転速度Ｎ_RMG から数式７を満足するＴ_RMG が求められ、これがＲＭＧ７０の最小出力トルクＴ_RMGminp とされる。
【００４６】
（数式５）
Ｐ_MG＋Ｐ_RMG ＝Ｗ_IN
（数式６）
〔（Ｐ_MG×ＥＦ_MG＋Ｎ_E ×Ｔ_Ebase ）×ＥＦ_CVT 〕：（Ｐ_RMG ×ＥＦ_RMG ）
＝（１−Ｋ_tr）：Ｋ_tr
（数式７）
Ｎ_RMG ×Ｔ_RMG ＋Ｐ_RMGloss （Ｎ_RMG ，Ｔ_RMG ）＝Ｐ_RMGminp
【００４７】
続いて、前記第２電動機作動制御手段１３２に対応するＳＡ３３では、ＲＭＧ７０の出力トルク基本値Ｔ_RMGbase を、数式８から算出する。この出力トルク基本値Ｔ_RMGbase 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。
【００４８】
（数式８）
Ｔ_RMGbase ＝Ｔ_drv ×Ｋ_tr／ＧＲＲ
【００４９】
そして、前記第２電動機作動制限手段１３６に対応するＳＡ３４では、上記出力トルク基本値Ｔ_RMGbase 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Ｔ_RMGmaxp およびＴ_RMGminp 、前記Ｔ_RMGmaxおよびＴ_RMGmin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Ｔ_RMGtmpとして決定される。
【００５０】
（数式９）
Ｔ_RMGminp ≦Ｔ_RMGbase ≦Ｔ_RMGmaxp
（数式１０）
Ｔ_RMGmin≦Ｔ_RMGbase ≦Ｔ_RMGmax
【００５１】
図１１に戻って、ＳＡ４では、たとえば図１４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Ｔ_MGtmp が算出される。すなわち、図１４のＳＡ４１では、持出制限値Ｗ_OUT に基づいてＭＧ１６の出力トルクの上限値Ｔ_MGmax 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Ｔ_RMGtmpに基づいてＲＭＧ７０の出力Ｐ_RMG が算出され、そのＲＭＧ７０の出力Ｐ_RMG からＭＧ１６の最大出力Ｐ_MG（＝Ｗ_OUT −Ｐ_RMG ）が算出され、数式１２からそのＭＧ１６の最大出力Ｐ_MG（＝Ｗ_OUT −Ｐ_RMG ）に基づいてＭＧ１６の最大出力トルクＴ_MGが求められ、これがＴ_MGmaxpとされる。また、ＲＭＧ７０の出力Ｐ_RMG からＭＧ１６の最小出力Ｐ_MG（＝Ｗ_IN−Ｐ_RMG ）が算出され、数式１２からそのＭＧ１６の最小出力Ｐ_MG（＝Ｗ_IN−Ｐ_RMG ）に基づいてＭＧ１６の最小出力トルクＴ_MGが求められ、これがＴ_MGminpとされる。数式１２において、Ｐ_MGloss（Ｎ_MG，Ｔ_MG）はＭＧ１６の損失である。
【００５２】
（数式１１）
Ｐ_RMG ＝Ｎ_RMG ×Ｔ_RMGtmp＋Ｐ_RMGloss （Ｎ_RMG ，Ｔ_RMG ）
（数式１２）
Ｎ_MG ×Ｔ_MG＋Ｐ_MGloss（Ｎ_MG，Ｔ_MG）＝Ｐ_MG
【００５３】
次いで、前記第１電動機作動制御手段１３０に対応するＳＡ４２では、ＭＧ１６の出力トルク基本値Ｔ_MGbaseを、数式１３から運転者要求トルクＴ_drv およびＲＭＧ７０の出力トルク仮決定値Ｔ_RMGtmp、エンジン出力トルク基本値Ｔ_Ebase に基づいて算出し、その出力トルク基本値Ｔ_MGbase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Ｔ_drv からＲＭＧ７０の出力トルク仮決定値Ｔ_RMGtmp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Ｔ_MGbaseが算出されているので、たとえばＳＡ３４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Ｔ_MGbase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ＳＡ４２は、前記第１電動機作動増大手段１３８にも対応している。
【００５４】
（数式１３）
Ｔ_MGbase＝（Ｔ_drv −Ｔ_RMGtmp×ＧＲＲ）／ＧＲＦ−Ｔ_Ebase
【００５５】
続いて、前記第１電動機作動制限手段１３４に対応するＳＡ４３では、上記出力トルク基本値Ｔ_MGbase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Ｔ_MGmaxpおよびＴ_MGminp、前記Ｔ_MGmax およびＴ_MGmin 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Ｔ_MGtmp として決定される。
【００５６】
（数式１４）
Ｔ_MGminp≦Ｔ_MGbase≦Ｔ_MGmaxp
（数式１５）
Ｔ_MGmin ≦Ｔ_MGbase≦Ｔ_MGmax
【００５７】
図１１に戻って、ＳＡ５では、前輪（車軸）の仮トルクＴ_ftmpが数式１６から算出され、後輪（車軸）の仮トルクＴ_rtmpが数式１７から算出される。
【００５８】
（数式１６）
Ｔ_ftmp＝（Ｔ_MG＋Ｔ_Ebase ）×（Ｎ_IN／Ｎ_OUT ）×ＥＦ_CVT ×ＧＲＦ
（数式１７）
Ｔ_rtmp＝Ｔ_RMGtmp×ＧＲＲ
【００５９】
次に、ＳＡ６において、上記後輪の仮トルク｜Ｔ_rtmp｜が、前輪の仮トルクＴ_ftmpと後輪の仮トルクＴ_rtmpとの合計値｜Ｔ_ftmp＋Ｔ_rtmp｜に後輪トルク分配比Ｋ_trを掛けた値以下であるか否か、すなわち、合計値｜Ｔ_ftmp＋Ｔ_rtmp｜に対する後輪の仮トルク｜Ｔ_rtmp｜の割合（｜Ｔ_rtmp｜／｜Ｔ_ftmp＋Ｔ_rtmp｜）が後輪トルク分配比Ｋ_tr以下であるか否かが判断される。このＳＡ６の判断が肯定される場合は、ＳＡ７において、上記後輪の仮トルクＴ_RMGtmpがＲＭＧ７０の出力トルクＴ_RMG として決定される。
【００６０】
しかし、上記ＳＡ６の判断が否定される場合は、ＳＡ８において、ＲＭＧ７０の出力トルクが再計算された後、上記ＳＡ７が実行される。このＳＡ８では、たとえば図１５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１５のＳＡ８１では、数式１８から前輪仮トルクＴ_ftmpと前輪トルク配分比（１−Ｋ_tr）および後輪トルク配分比Ｋ_trの割合〔Ｋ_tr／（１−Ｋ_tr）〕とに基づいて後輪のトルクＴ_rtmpが算出され、ＳＡ８２では、数式１９からその後輪のトルクＴ_rtmp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Ｔ_RMGtmpが算出される。ここで、たとえば、前記ＳＡ４３によりＭＲ１６の出力トルクが制限されたために、前輪の仮トルクＴ_ftmpと後輪の仮トルクＴ_rtmpとの合計値｜Ｔ_ftmp＋Ｔ_rtmp｜に対する後輪の仮トルク｜Ｔ_rtmp｜の割合（｜Ｔ_rtmp｜／｜Ｔ_ftmp＋Ｔ_rtmp｜）が後輪トルク分配比Ｋ_tr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Ｔ_ftmpおよび後輪仮トルクＴ_rtmpの分配比（Ｔ_rtmp／Ｔ_ftmp）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−Ｋ_tr）および後輪トルク配分比Ｋ_trの分配比〔Ｋ_tr／（１−Ｋ_tr）〕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〔Ｋ_tr／（１−Ｋ_tr）〕となるように後輪仮トルクＴ_rtmp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ＳＡ８は前記第２電動機作動低減手段１４０に対応している。
【００６１】
（数式１８）
Ｔ_rtmp＝Ｔ_ftmp×〔Ｋ_tr／（１−Ｋ_tr）〕
（数式１９）
Ｔ_RMGtmp＝Ｔ_rtmp×ＧＲＲ
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
また、本実施例によれば、第２電動機作動制限手段１３６（ＳＡ３４）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１３８（ＳＡ４２）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Ｔ_drv 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。
【００６５】
また、本実施例によれば、第１電動機作動制限手段１３４（ＳＡ４３） 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１４０（ＳＡ８）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Ｋ_tr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Ｋ_tr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。
【００６６】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００６７】
たとえば、前述の実施例の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、専らモータ（電動機）、或いは専らＭＧ１６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。
【００６８】
また、前述の実施例の車両では、前輪６６、６８が主駆動装置１０により駆動され、後輪８０、８２が副駆動装置１２により駆動される４輪駆動車両であったが、逆に、前輪６６、６８が副駆動装置１２により駆動され、後輪８０、８２が主駆動装置１０により駆動される４輪駆動車両であってもよい。
【００６９】
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９】図３の蓄電装置における受入制限値Ｗ_INおよび持出制限値_OUT の温度特性を示す図である。
【図１０】車速Ｖおよびスロットル開度θから運転者要求トルクＴ_drv を決定するための関係を示す図である。
【図１１】図３のハイブリッド制御装置などの制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図１２】図１１のＳＡ２のエンジン指令トルク算出ルーチンを示す図である。
【図１３】図１１のＳＡ３のＲＭＧ出力トルク仮決定ルーチンを示す図である。
【図１４】図１１のＳＡ４のＭＧ出力トルク決定ルーチンを示す図である。
【図１５】図１１のＳＡ８のＲＭＧ出力トルク再計算ルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１６：ＭＧ（第１電動機）
６６、６８：前輪
７０：リヤモータジェネレータ（第２電動機）
８０、８２：後輪
１３４（ＳＡ４３）：第１電動機作動制限手段
１３６（ＳＡ３４）：第２電動機作動制限手段
１３８（ＳＡ４２）：第１電動機作動増大手段
１４０（ＳＡ８）：第２電動機作動低減手段

Claims (2)

1. 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、該第１電動機の熱定格が該第２電動機の熱定格よりも高くされた前後輪駆動車両の制御装置であって、
   前記第２電動機の作動がその熱定格により制限された時において車両の全駆動力または全回生制動力を変化させないように前記第１電動機の作動を増大させる第１電動機作動増大手段と、
   前記第１電動機の作動が制限された時において車両の前後輪駆動力配分比または回生制動力配分比が予め決定された目標配分比となるよう前記第２電動機の作動を低減させる第２電動機作動低減手段と
   を、含むことを特徴とする前後輪駆動車両の制御装置。
2. 前記目標配分比は、静的な前後輪荷重分担比または車両の前後加速度を加味した動的な前後輪荷重分担比に基づいて決定される請求項１に記載の前後輪駆動車両の制御装置。

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