JP4035930B2 - 電動発電機を備えた車両の制御装置 - Google Patents
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- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる電動発電機を備えた車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる電動発電機を備えた車両が知られている。たとえば、特開平３−２０３５０２号公報に記載された車両がそれである。この電動発電機は車両の車輪に作動的に連結されたものであり、力行時すなわち電動機として機能させられるときには車両を駆動し、回生時すなわち発電機として機能させられるときにはその車両により回転駆動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような電動発電機は、温度のような環境条件に従ってどのように駆動制限すなわち負荷制限したらよいかが不明であり、車両を駆動するときの駆動力不足、或いは車両により回転駆動されるときの回生不足を招くおそれがあった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両に適した負荷制限を電動発電機に対して行うことにより車両の機能を好適に発揮できるようにした電動発電機を備えた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、駆動輪にそれぞれ連結され、電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる第１電動発電機および第２電動発電機を備えた車両の制御装置であって、(a) 前記第１電動発電機が電動機として機能させられるとき、環境状態に関連して予め設定された負荷制限値を用いてその第１電動発電機の駆動作動を制限する駆動時制限手段と、(b) 前記第１電動発電機が発電機として機能させられるとき、環境状態に関連して予め設定された負荷制限値を用いてその第１電動発電機の回生作動を制限する回生時制限手段と、(c) 前記第１電動発電機が電動機として機能させられる場合とその第１電動発電機が発電機として機能させられる場合とにおいて、その第１電動発電機に対して用いられる負荷制限値を異なる値に決定する負荷制限値決定手段と、 (d) 前記駆動時制限手段および回生時制限手段の制限を受けつつ前記第１電動発電機の駆動作動および回生作動を制御するとともに、前記回生時制限手段によるその第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合には、その制動力の低下分を補うように前記第２電動発電機の回生を実行させる電動発電機作動制御手段とを、含み、 (e) 前記負荷制限値決定手段は、前記第１電動発電機が発電機として機能させられる場合は、その第１電動発電機が電動機として機能させられる場合に比較して、前記負荷制限値を小さい値とするものであることにある。
【０００６】
【発明の効果】
このようにすれば、負荷制限値決定手段により、前記電動発電機が電動機として機能させられる場合とその電動発電機が発電機として機能させられる場合とにおいて、その電動発電機に対して用いられる負荷制限値が異なる値に決定されるので、車両に適した電動発電機に対する負荷制限が行われる。また、電動発電機作動制御手段により、前記回生時制限手段によるその第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合には、その制動力の低下分を補うように前記第２電動発電機の回生が実行されるので、車両の走行中における制動力の急激な変化が抑制されて良好な運転性が確保されるとともに、車両全体での回生量が十分に高い値に維持される。また、第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合にその制動力の低下分を補うように第２電動発電機の回生を実行させるとともに、第１電動発電機が発電機として機能させられる場合は、電動機として機能させられる場合に比較して負荷制限値を小さい値とされることから、第１電動発電機の回生制動時の発熱が抑制されるので、回生量が確保されるとともに、車両の走行状態が変化したときに第１電動発電機を確実に駆動作動に転じることができ、高い走破性が得られる。
【０００７】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記環境状態は、前記電動発電機またはその電動発電機に供給される電流を制御するインバータの温度状態である。このようにすれば、電動発電機またはその電動発電機に供給される電流を制御するインバータの温度状態に応じた適切な負荷制限値が用いられる。
【００１０】
また、好適には、前記負荷制限値決定手段は、前記電動発電機の温度に対応する負荷制限値とその電動発電機に対する電流を制御するインバータの温度に対応する負荷制限値とのいずれか小さい方の値を、上記電動発電機の負荷制限値として決定するものである。このようにすれば、電動発電機およびインバータのうちの温度的に厳しい方の負荷制限値が採用されるので、確実に電動発電機の力行作動或いは回生作動が確保される利点がある。
【００１１】
また、好適には、前記電動発電機は、前記車両の前輪または後輪に作動的に連結され、車両を駆動し或いはその車両により回転駆動されるものである。このようにすれば、車両において、力行優先或いは回生優先とすることが可能となる。
【００１２】
また、好適には、前記電動発電機は、内燃機関と共に遊星歯車式合成分配機構を介して車両の駆動輪を駆動するものである。このようにすれば、所謂ハイブリッド車両に適した電動発電機に対する負荷制限が行われる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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複数の駆動装置を有するものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を制御するための第１ＭＧ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を制御するための第２ＭＧ制御装置１２０とを含み、シフトレバー９０の操作位置ＰSH、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つを選択を行うとともに、アクセルペダル１２２の操作量ＡCC、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。
【００２７】
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、後述する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。
【００２８】
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。
【００２９】
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伴って無段変速機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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を駆動させると同時に、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。
【００３２】
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、実際の電力見込み値（＝消費電力＋充電電力）Ｐb が、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 との範囲を越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。
【００３３】
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、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）Ｖ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、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、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等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６６WB、６８WB、８０WB、８２WBの何れか、およびスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００３４】
図７は、上記ハイブリッド制御装置１０４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、負荷制限率決定手段１２６は、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の近傍にそれぞれ設けられた温度センサ１２８、１３０によって検出された各々の温度thm 、thmiに基づき、ＲＭＧ７０の駆動時負荷制限率klmminおよび回生時負荷制限率klmminrgをそれぞれ決定する。前者の駆動時負荷制限率klmminは、ＲＭＧ７０が電動機として機能させられることにより車両を駆動する力行時において、許容される出力トルク或いは駆動電流の上限を最大定格に対する割合で表したものである。また、後者の回生時負荷制限率klmminrgは、ＲＭＧ７０が後輪８０、８２によって回転させられることにより発電機として機能させられる回生時において、許容される出力トルク或いは発電電流の上限を最大定格に対する割合で表したものである。これら駆動時負荷制限率klmminおよび回生時負荷制限率klmminrgは相互に異なる値、例えば前者の方が大きい値となるように設定されている。なお、本実施例において、負荷制限率を設定するために参照される環境状態は、ＲＭＧ７０或いはインバータ１１８の温度である。
【００３５】
また、駆動時制限手段１３２は、上記の駆動時負荷制限率klmminを用いてＲＭＧ７０の駆動時における出力トルク或いは駆動電流を制限、すなわちその制限率klmminから算出される許容出力トルク許容駆動電流を用いてその駆動作動を制限する。また、回生時制限手段１３４は、上記の回生時負荷制限率klmminrgを用いて回生時におけるＲＭＧ７０の出力トルク或いは発電電流を制限、すなわちその制限率klmminrgから算出される許容出力トルク或いは許容発電電流を用いてその回生作動を制限する。そして、電動発電機作動制御手段１３６は、それら制限手段１３２、１３４による制限を受けつつ、インバータ１１８を介してＲＭＧ７０の駆動（力行）作動或いは回生（発電）作動を制御する。すなわち、上記許容出力トルク或いは許容電流値を上回ることの無いように、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。この結果、ＲＭＧ７０の出力トルク或いは電流値は、駆動時および回生時の何れにおいても、それぞれに対して決定された負荷制限率klmmin、klmminrgを最大定格にそれぞれ乗じた値に制限される。
【００３６】
図８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、ＲＭＧ７０の作動制限ルーチンを示している。図８において、本ルーチンの実行時には、車両はモータ走行モードにおける高μ路アシスト制御や低μ路アシスト制御で走行させられ、蓄電制御装置１０６の要請によってモータ走行モードからＥＴＣモードまたは直結モードに切り換えられ、アクセルペダル１２２およびブレーキペダル１２４が共に踏み込まれず、或いは、ブレーキ制御装置１０８が作動して制動させられることにより、ＲＭＧ７０の駆動或いは回生状態にある。ステップＳ１においては、前記の温度センサ１２８、１３０によってＲＭＧ７０の温度thm 、およびインバータ１１８の温度thmiが検出される。ステップＳ２においては、その検出温度thm およびthmiから力行時負荷制限率klm およびklmiがそれぞれ算出される。
【００３７】
これら力行時負荷制限率klm およびklmiは、ＲＭＧ７０の定格に基づいて温度thm およびthmiが高くなるほど小さい値になるように予め記憶された関係（式或いはマップ等）から、それらの温度thm およびthmiに対応する値が求められる。図９および図１０に示される実線θ1a、θ1bは、上記関係の一例を示したものである。これらの曲線上において上記温度thm およびthmiにそれぞれ対応する値θ1a(thm) 、θ1b(thmi)が、上記の力行時負荷制限率klm およびklmiに相当する。
【００３８】
図９において、θ1aはＲＭＧ７０の温度thm を基準とした力行時負荷制限率klm を表すものであり、例えばthm ＝１５０ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thm ＝１５０ (℃) 以上になると、温度上昇するに従って負荷制限率klm が直線的に低下し、例えばthm ＝１７０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klm は０ (％) になる。すなわち、図９の場合では、温度thm が１７０ (℃) 以上の範囲においてＲＭＧ７０の駆動が禁止される。この負荷制限率klm は、モータコイルの断線や焼きつき、或いは絶縁被膜の損傷による短絡等が生じ得ない温度範囲にＲＭＧ７０の温度thm を留め、且つＲＭＧ７０の継続的な使用が可能となるように、温度がthm が高くなるほど負荷が小さくなるように設定されているのである。
【００３９】
また、図１０において、θ1bはインバータ１１８の温度thmiを基準とした力行時負荷制限率klmiを表すものであり、例えばthmi＝１００ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thmi＝１００ (℃) 以上になると温度上昇するに従って負荷制限率klmiが直線的に低下し、例えばthmi＝１２０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klmiは０ (％) になる。すなわち、図１０の場合では、温度thmiが１２０ (℃) 以上の範囲においてＲＭＧ７０の駆動が禁止される。この負荷制限率klmiは、インバータ１１８の温度thmiを、そのパワートランジスタの機能延いてはインバータ１１８の機能が維持される温度範囲に留め、且つこれによって制御されるＲＭＧ７０の継続的な使用が可能となるように、そのＲＭＧ７０と同様に温度がthmiが高くなるほど負荷が小さくなるように設定されているのである。
【００４０】
図８に戻って、ステップＳ３では、算出された２つの力行時負荷制限率klm およびklmiのうちの小さい方を実際にＲＭＧ７０の制御に用いられる力行時負荷制限率klmminとして決定する。上述したようにＲＭＧ７０はインバータ１１８の機能が損なわれても作動し得ないことから、両者の温度thm 、thmiが何れも上述した許容範囲（作動可能な温度範囲）を越えないように、相対的に低い方の値を採用するのである。
【００４１】
続くステップＳ４では、前記の温度thm およびthmiから回生時負荷制限率klmrg およびklmirgがそれぞれ算出される。これら回生時負荷制限率klmrg およびklmirgも、前述した力行時負荷制限率klm およびklmiと同様に、ＲＭＧ７０の定格に基づいて温度thm およびthmiが高くなるほど小さい値になるように予め記憶された関係（式或いはマップ等）から、それらの温度thm およびthmiに対応する値が求められる。但し、この回生時負荷制限率klmrg およびklmirgは、同一温度thm およびthmiに対する力行時負荷制限率klm およびklmiと異なる値であって、それよりも小さい値になる。
【００４２】
図９および図１０に示される破線θ2a、θ2bは、上記の温度thm 、thmiと負荷制限率klmrg 、klmirgとの関係の一例を示している。これらの曲線上において上記温度thm およびthmiにそれぞれ対応する値θ2a(thm) 、θ2b(thmi)が、上記の回生時負荷制限率klmrg およびklmirgに相当する。図９において、θ2aは、例えばthm ＝１２０ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thm ＝１２０ (℃) 以上になると、温度上昇するに従って負荷制限率klmrg が直線的に低下し、例えばthm ＝１４０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klmrg は０ (％) になる。また、図１０において、θ2bは、例えばthmi＝７０ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thmi＝７０ (℃) 以上になると温度上昇するに従って負荷制限率klmirgが直線的に低下し、例えばthmi＝９０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klmirgは０ (％) になる。
【００４３】
すなわち、回生時負荷制限率klmrg 、klmirgは、一定温度以上の温度範囲において力行時負荷制限率klm およびklmiと同様に直線的に低下させられるが、その低下の開始する温度thm 、thmiは、図９、１０に示される例では３０ (℃) 程度だけ力行時の場合よりも低く設定されている。なお、図９、１０では図示の都合上実線と破線とを上下にずらして描いているが、θ1a、θ1bは１２０ (℃) 以下および１７０ (℃) 以上の範囲で、θ2a、θ2bは７０ (℃) 以下および１００ (℃) 以上の範囲でそれぞれ同じ値（１００或いは０）をとる。
【００４４】
図８に戻って、ステップＳ５においては、ステップＳ３の場合と同様に、算出された２つの回生時負荷制限率klmrg およびklmirgのうちの小さい方を、実際にＲＭＧ７０の制御に用いられる回生時負荷制限率klmminrgとして決定する。本実施例においては、ステップＳ２乃至Ｓ５が、負荷制限率決定手段１２６に対応する。
【００４５】
そして、ステップＳ６において、ＲＭＧ７０が力行状態であるか否か、すなわちＲＭＧ７０が電動機として機能させられているか、発電機として機能させられているかが判断される。車両がＲＭＧ７０の駆動状態にあるときは、この判断が肯定されるので駆動時制限手段１３２に対応するステップＳ７に進み、ＲＭＧ７０の出力トルク或いは駆動電流値が最大定格に力行時負荷制限率klmminを乗じた値となるように、電動発電機作動制御手段１３６の制御作動が制限される。しかしながら、車両がＲＭＧ７０の回生状態にあるときは、上記の判断が否定されるので回生時制限手段１３４に対応するステップＳ８に進み、ＲＭＧ７０の出力トルク或いは駆動電流値が最大定格に回生時負荷制限率klmminrgを乗じた値となるように、電動発電機作動制御手段１３６の制御作動が制限される。すなわち、ＲＭＧ７０が駆動状態であるか回生状態であるかの別により、その回生状態である場合の方が低くなるように温度thm 、thmiに応じてそれぞれ設定された負荷制限率klmminおよびklmminrgのうちのその状態に対応する値によって、ＲＭＧ７０の駆動作動或いは回生作動が制限される。
【００４６】
そのため、回生作動時の方が負荷制限率klmminrgを低く設定されていることから、そのときのＲＭＧ７０およびインバータ１１８の発熱が制限され、それらの温度thm 、thmiは、駆動作動時の負荷制限が実質的に開始される温度、すなわちthm ＝１５０ (℃) 、thmi＝１００ (℃) よりも、何れも十分に低い値に留められる。したがって、車両の走行状態等の変化に応じてＲＭＧ７０が回生作動から駆動作動に転じたとき、駆動作動可能状態の温度範囲が確保されているため、直ちにＲＭＧ７０を高い負荷制限率klmminすなわち高いモータ出力トルクで駆動して高い走破性（良好な運転性）を確保することができる。
【００４７】
なお、回生作動時には、図９、１０から明らかなように比較的低い温度でもモータ出力トルクが低い値に制限されることになるため、回生時負荷制限率klmminrgの低下分だけエネルギの回生量および制動力が低下する。しかしながら、このようなＲＭＧ７０の制動力の低下が生じた場合にも、ＭＧ１６の発電電流（或いは出力トルク）をＲＭＧ７０による制動力の低下に相当する量だけ増加させることにより、車両の走行中における制動力の急激な変化を抑制して良好な運転性を確保することができる。また、この結果、ＭＧ１６による回生量が増大させられるため、車両全体での回生量も十分に高い値に維持される。したがって、回生作動時の負荷制限率klmminrgを駆動作動時の負荷制限率klmminよりも低くしても、それに起因するエネルギの損失および制動力の低下は殆ど問題にならない。
【００４８】
但し、ＭＧ１６は、前輪６６、６８に無段変速機２０を介して接続されているため、その無段変速機２０のエネルギ伝達効率が高くないことに起因して、ＲＭＧ７０よりも回生効率が低い。そのため、厳密にいえば、上記のようにＲＭＧ７０の出力トルク制限による制動力の低下をＭＧ１６で補う場合には、車両全体としての回生量は低下する。しかしながら、長降坂等で制動が継続するような場合にＲＭＧ７０をその熱負荷限界まで回生作動させると、車両の走行状態等が変化したときにＲＭＧ７０を駆動作動に転じようとしても過熱していて使用不能となることもあり得る。すなわち、４輪駆動で走行しようとしても、後輪８０、８２を駆動し得ず前輪駆動になることが起こり得る。このような場合に、本実施例では、ＲＭＧ７０の回生作動時にはその発熱が抑制されることから、無段変速機２０のエネルギ伝達効率に応じた僅かな回生量の低下はあるものの、ＲＭＧ７０を確実に駆動作動に転じることができるため、高い走破性が得られる利点がある。また、このようにＲＭＧ７０による制動力の低下がＭＧ１６側で補うように構成されることにより、ＲＭＧ７０の過熱や故障が生じた場合等にも、車両の走行性やエネルギ回収率を維持できる。
【００４９】
上述のように、本実施例によれば、負荷制限値決定手段１２６（ステップＳ２〜Ｓ５）により、ＲＭＧ７０が電動機として機能させられる場合とそのＲＭＧ７０が発電機として機能させられる場合とにおいて、そのＲＭＧ７０に対して用いられる負荷制限率klmmin、klmminrgが異なる値に決定されるので、車両に適したＲＭＧ７０に対する負荷制限が行われる。
【００５０】
また、本実施例によれば、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の温度thm 、thmiが負荷制限率klmmin、klmminrgを設定するために参照される環境状態として用いられているため、それらの温度状態に応じた適切な負荷制限率klmmin、klmminrgが用いられる利点がある。
【００５１】
また、本実施例においては、負荷制限値決定手段１２６によって、回生時負荷制限率klmminrgの方が力行時負荷制限率klmminよりも小さい値に設定される、すなわち負荷制限程度が大きく（強く）されて相対的に低い温度から実質的な制限を開始することから、ＲＭＧ７０が発電機として機能する時すなわち回生時の方が電動機として機能する時すなわち力行時よりも出力トルクおよび電流値の上限値が小さくされるので、回生時の発熱が制限され、力行可能状態の範囲が確保される利点がある。
【００５２】
また、本実施例においては、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８のうちの温度的に厳しい方の負荷制限率、すなわち力行時においては駆動時負荷制限率klm およびklmiのうちの小さい方が、回生時においては回生時負荷制限率はklmrg およびklmirgのうちの小さい方が、それぞれ制御のために実際に用いられる負荷制限率klmmin、klmminrgとして決定されるので、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の何れの過熱に起因するＲＭＧ７０の作動不良も確実に抑制される利点がある。特に、回生時においてＲＭＧ７０の作動不良が抑制される結果、回生作動から力行作動に確実に転じ得る利点がある。
【００５３】
また、本実施例においては、ＲＭＧ７０は、車両の後輪８０、８２に作動的に連結され、車両を駆動し或いはその車両により回転駆動されるため、前述したように回生作動時の負荷制限率を力行作動時の負荷制限率に比較して低く設定することによって、車両において力行優先とすることが可能となっている。
【００５４】
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。
【００５５】
たとえば、前述の実施例の車両では、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が駆動する形式であったが、後輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよい。
【００５６】
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。
【００５７】
また、前述の実施例では、温度センサ１２８、１３０によってＲＭＧ７０およびインバータ１１８の温度thm 、thmiを検出してこれらに基づいて負荷制限率klmmin、klmminrgを決定していたが、請求の範囲にいう「環境状態」としては、実施例で示したＲＭＧ７０（電動発電機）およびインバータ１１８（電流制御装置）の温度の他に、電動発電機の近傍における種々の熱的状態を用い得る。例えば、主駆動装置１０側においては、潤滑油の油温、前輪側の変速機（無段変速機２０）の油温、内燃機関（エンジン１４）の冷却水温、電動発電機の冷却装置の作動状態（水或いは油等の冷却媒体の温度、異常状態等）等も用いられ得る。また、副駆動装置１２においては、後輪側の差動装置（差動歯車装置７４）の油温等も用い得る。
【００５８】
また、実施例の車両では、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の温度thm 、thmiすなわち２つの環境状態から算出した２つの負荷制限率、力行時においてはklm およびklmi、回生時においてはklmrg およびklmirgのうちの小さい方を実際に制御に用いる負荷制限率klmmin、klmminrgとして決定していたが、負荷制限率を決定するに当たって参照される環境状態は、最小の負荷制限率を与える環境状態が１つに特定される場合や、１つの環境状態に基づいて決定してもＲＭＧ７０の作動不良等が生じないように余裕を以て制御できる場合等には１つだけでもよい。例えば、実施例の場合では、ＲＭＧ７０の温度thm から算出される負荷制限率klm 、klmrg 、およびインバータ１１８の温度thmiから算出される負荷制限率klmi、klmirgの一方が常に相対的に低い値となるのであれば、その一方だけを算出してそれをそのまま制御に用いる値として決定することができる。
【００５９】
また、実施例においては、駆動時制御手段１３２、回生時制御手段１３４は、最大定格に対する割合を表す負荷制限率klmmin、klmminrgを用いてＲＭＧ７０の作動を制限していたが、出力トルクや電流値等の絶対値を用いてそのＲＭＧ７０の作動を制限してもよい。すなわち、請求の範囲にいう負荷制限値は、割合等の相対値或いは上記のような絶対値の何れであっても差し支えない。
【００６０】
また、実施例においては、力行時負荷制限率klmminおよび回生時負荷制限率klmminrgをそれぞれ決定した後、ＲＭＧ７０が力行状態であるか否かを判断し、その作動状態に応じた方の負荷制限率を用いてＲＭＧ７０の出力トルクを制限していたが、これらの順序は反対であってもよい。すなわち、図８のステップＳ１において温度を検出した後、直ちにステップＳ６の力行状態であるか否かの判断を実施し、ステップＳ２、３およびステップＳ４、５を択一的に実施して、ＲＭＧ７０の作動状態に応じて用いられる一方の負荷制限率だけを算出・決定してもよい。
【００６１】
また、実施例においては、図９に示されるように回生時負荷制限率klmminrgが駆動時負荷制限率klmminよりも小さい値に設定されていたが、反対に回生時負荷制限率klmminrgの方が大きい値になるように設定することもできる。このようにする場合には、ＲＭＧ７０の駆動時における温度上昇が抑制されることから、駆動作動から回生作動に転じた場合に確実に回生作動をさせ得るため、燃費が改善される利点がある。
【００６２】
また、実施例においては、本発明がＲＭＧ７０の作動制御に適用された場合について説明したが、ＭＧ１６の作動制御にも同様に適用できる。
【００６３】
また、実施例で示した図９、図１０の温度と負荷制限率との関係、特に、負荷制限が実質的に開始される温度やその時の傾き等は、負荷制限を実施しようとするＲＭＧ７０等の定格、温度特性、熱容量等の種々の条件に応じて適宜変更される。また、負荷制限率を算出および決定するに際しては、外気温度等で補正してもよい。例えば、電動発電機を空冷する場合等には、外気温度がＲＭＧ７０およびインバータ１１８の放熱特性等に影響を与える要因となり得るため、補正する効果が顕著に得られる。
【００６４】
また、実施例の車両では、前輪６６、６８および後輪８０、８２が共に駆動輪として機能し得る４輪駆動車両に本発明が適用された場合について説明したが、２輪駆動車両においてその駆動輪を駆動するための電動発電機にも本発明は同様に適用され得る。
【００６５】
また、実施例においては、エンジン１４およびＭＧ１６を備えたハイブリッド車両において、アシスト用にＲＭＧ７０を更に備えたハイブリッド４輪駆動車両に本発明が適用された場合について説明したが、ＭＧ１６およびＲＭＧ７０の如き電動発電機だけを備えた４輪駆動車両や、一方の駆動輪がエンジン１４だけで駆動されると共に他方の駆動輪が電動発電機で駆動されるような４輪駆動車両、或いは、前輪６６、６８また後輪８０、８２の一方だけに電動発電機だけを備えたような２輪駆動車両（２輪駆動の電気自動車）等にも本発明は同様に適用できる。
【００６６】
また、実施例においては、エンジン１４およびＭＧ１６と前輪６６、６８との間に無段変速機２０が備えられていたが、有段変速機がこれに代えて設けられていてもよい。
【００６７】
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ダブルピニオン型遊星歯車装置を備えた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】エンジン制御装置および変速制御装置の制御作動を説明する最良燃費運転線である。
【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】遊星歯車装置の各要素の回転数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等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３のハイブリッド制御装置等によるＲＭＧの負荷制限ルーチンである。
【図９】図８の負荷制限ルーチンで利用されるＲＭＧの温度と負荷制限率との関係を示した図である。
【図１０】図８の負荷制限ルーチンで利用されるインバータの温度と負荷制限率との関係を示した図である。
【符号の説明】
７０：ＲＭＧ(電動発電機)
１２６：負荷制限値決定手段
１３２：駆動時制限手段
１３４：回生時制限手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる電動発電機を備えた車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる電動発電機を備えた車両が知られている。たとえば、特開平３−２０３５０２号公報に記載された車両がそれである。この電動発電機は車両の車輪に作動的に連結されたものであり、力行時すなわち電動機として機能させられるときには車両を駆動し、回生時すなわち発電機として機能させられるときにはその車両により回転駆動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような電動発電機は、温度のような環境条件に従ってどのように駆動制限すなわち負荷制限したらよいかが不明であり、車両を駆動するときの駆動力不足、或いは車両により回転駆動されるときの回生不足を招くおそれがあった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両に適した負荷制限を電動発電機に対して行うことにより車両の機能を好適に発揮できるようにした電動発電機を備えた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、駆動輪にそれぞれ連結され、電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる第１電動発電機および第２電動発電機を備えた車両の制御装置であって、(a) 前記第１電動発電機が電動機として機能させられるとき、環境状態に関連して予め設定された負荷制限値を用いてその第１電動発電機の駆動作動を制限する駆動時制限手段と、(b) 前記第１電動発電機が発電機として機能させられるとき、環境状態に関連して予め設定された負荷制限値を用いてその第１電動発電機の回生作動を制限する回生時制限手段と、(c) 前記第１電動発電機が電動機として機能させられる場合とその第１電動発電機が発電機として機能させられる場合とにおいて、その第１電動発電機に対して用いられる負荷制限値を異なる値に決定する負荷制限値決定手段と、 (d) 前記駆動時制限手段および回生時制限手段の制限を受けつつ前記第１電動発電機の駆動作動および回生作動を制御するとともに、前記回生時制限手段によるその第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合には、その制動力の低下分を補うように前記第２電動発電機の回生を実行させる電動発電機作動制御手段とを、含み、 (e) 前記負荷制限値決定手段は、前記第１電動発電機が発電機として機能させられる場合は、その第１電動発電機が電動機として機能させられる場合に比較して、前記負荷制限値を小さい値とするものであることにある。
【０００６】
【発明の効果】
このようにすれば、負荷制限値決定手段により、前記電動発電機が電動機として機能させられる場合とその電動発電機が発電機として機能させられる場合とにおいて、その電動発電機に対して用いられる負荷制限値が異なる値に決定されるので、車両に適した電動発電機に対する負荷制限が行われる。また、電動発電機作動制御手段により、前記回生時制限手段によるその第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合には、その制動力の低下分を補うように前記第２電動発電機の回生が実行されるので、車両の走行中における制動力の急激な変化が抑制されて良好な運転性が確保されるとともに、車両全体での回生量が十分に高い値に維持される。また、第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合にその制動力の低下分を補うように第２電動発電機の回生を実行させるとともに、第１電動発電機が発電機として機能させられる場合は、電動機として機能させられる場合に比較して負荷制限値を小さい値とされることから、第１電動発電機の回生制動時の発熱が抑制されるので、回生量が確保されるとともに、車両の走行状態が変化したときに第１電動発電機を確実に駆動作動に転じることができ、高い走破性が得られる。
【０００７】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記環境状態は、前記電動発電機またはその電動発電機に供給される電流を制御するインバータの温度状態である。このようにすれば、電動発電機またはその電動発電機に供給される電流を制御するインバータの温度状態に応じた適切な負荷制限値が用いられる。
【００１０】
また、好適には、前記負荷制限値決定手段は、前記電動発電機の温度に対応する負荷制限値とその電動発電機に対する電流を制御するインバータの温度に対応する負荷制限値とのいずれか小さい方の値を、上記電動発電機の負荷制限値として決定するものである。このようにすれば、電動発電機およびインバータのうちの温度的に厳しい方の負荷制限値が採用されるので、確実に電動発電機の力行作動或いは回生作動が確保される利点がある。
【００１１】
また、好適には、前記電動発電機は、前記車両の前輪または後輪に作動的に連結され、車両を駆動し或いはその車両により回転駆動されるものである。このようにすれば、車両において、力行優先或いは回生優先とすることが可能となる。
【００１２】
また、好適には、前記電動発電機は、内燃機関と共に遊星歯車式合成分配機構を介して車両の駆動輪を駆動するものである。このようにすれば、所謂ハイブリッド車両に適した電動発電機に対する負荷制限が行われる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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複数の駆動装置を有するものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を制御するための第１ＭＧ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を制御するための第２ＭＧ制御装置１２０とを含み、シフトレバー９０の操作位置ＰSH、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つを選択を行うとともに、アクセルペダル１２２の操作量ＡCC、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。
【００２７】
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、後述する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。
【００２８】
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。
【００２９】
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伴って無段変速機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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を駆動させると同時に、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。
【００３２】
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、実際の電力見込み値（＝消費電力＋充電電力）Ｐb が、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 との範囲を越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。
【００３３】
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、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）Ｖ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、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、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等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６６WB、６８WB、８０WB、８２WBの何れか、およびスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００３４】
図７は、上記ハイブリッド制御装置１０４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、負荷制限率決定手段１２６は、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の近傍にそれぞれ設けられた温度センサ１２８、１３０によって検出された各々の温度thm 、thmiに基づき、ＲＭＧ７０の駆動時負荷制限率klmminおよび回生時負荷制限率klmminrgをそれぞれ決定する。前者の駆動時負荷制限率klmminは、ＲＭＧ７０が電動機として機能させられることにより車両を駆動する力行時において、許容される出力トルク或いは駆動電流の上限を最大定格に対する割合で表したものである。また、後者の回生時負荷制限率klmminrgは、ＲＭＧ７０が後輪８０、８２によって回転させられることにより発電機として機能させられる回生時において、許容される出力トルク或いは発電電流の上限を最大定格に対する割合で表したものである。これら駆動時負荷制限率klmminおよび回生時負荷制限率klmminrgは相互に異なる値、例えば前者の方が大きい値となるように設定されている。なお、本実施例において、負荷制限率を設定するために参照される環境状態は、ＲＭＧ７０或いはインバータ１１８の温度である。
【００３５】
また、駆動時制限手段１３２は、上記の駆動時負荷制限率klmminを用いてＲＭＧ７０の駆動時における出力トルク或いは駆動電流を制限、すなわちその制限率klmminから算出される許容出力トルク許容駆動電流を用いてその駆動作動を制限する。また、回生時制限手段１３４は、上記の回生時負荷制限率klmminrgを用いて回生時におけるＲＭＧ７０の出力トルク或いは発電電流を制限、すなわちその制限率klmminrgから算出される許容出力トルク或いは許容発電電流を用いてその回生作動を制限する。そして、電動発電機作動制御手段１３６は、それら制限手段１３２、１３４による制限を受けつつ、インバータ１１８を介してＲＭＧ７０の駆動（力行）作動或いは回生（発電）作動を制御する。すなわち、上記許容出力トルク或いは許容電流値を上回ることの無いように、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。この結果、ＲＭＧ７０の出力トルク或いは電流値は、駆動時および回生時の何れにおいても、それぞれに対して決定された負荷制限率klmmin、klmminrgを最大定格にそれぞれ乗じた値に制限される。
【００３６】
図８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、ＲＭＧ７０の作動制限ルーチンを示している。図８において、本ルーチンの実行時には、車両はモータ走行モードにおける高μ路アシスト制御や低μ路アシスト制御で走行させられ、蓄電制御装置１０６の要請によってモータ走行モードからＥＴＣモードまたは直結モードに切り換えられ、アクセルペダル１２２およびブレーキペダル１２４が共に踏み込まれず、或いは、ブレーキ制御装置１０８が作動して制動させられることにより、ＲＭＧ７０の駆動或いは回生状態にある。ステップＳ１においては、前記の温度センサ１２８、１３０によってＲＭＧ７０の温度thm 、およびインバータ１１８の温度thmiが検出される。ステップＳ２においては、その検出温度thm およびthmiから力行時負荷制限率klm およびklmiがそれぞれ算出される。
【００３７】
これら力行時負荷制限率klm およびklmiは、ＲＭＧ７０の定格に基づいて温度thm およびthmiが高くなるほど小さい値になるように予め記憶された関係（式或いはマップ等）から、それらの温度thm およびthmiに対応する値が求められる。図９および図１０に示される実線θ1a、θ1bは、上記関係の一例を示したものである。これらの曲線上において上記温度thm およびthmiにそれぞれ対応する値θ1a(thm) 、θ1b(thmi)が、上記の力行時負荷制限率klm およびklmiに相当する。
【００３８】
図９において、θ1aはＲＭＧ７０の温度thm を基準とした力行時負荷制限率klm を表すものであり、例えばthm ＝１５０ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thm ＝１５０ (℃) 以上になると、温度上昇するに従って負荷制限率klm が直線的に低下し、例えばthm ＝１７０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klm は０ (％) になる。すなわち、図９の場合では、温度thm が１７０ (℃) 以上の範囲においてＲＭＧ７０の駆動が禁止される。この負荷制限率klm は、モータコイルの断線や焼きつき、或いは絶縁被膜の損傷による短絡等が生じ得ない温度範囲にＲＭＧ７０の温度thm を留め、且つＲＭＧ７０の継続的な使用が可能となるように、温度がthm が高くなるほど負荷が小さくなるように設定されているのである。
【００３９】
また、図１０において、θ1bはインバータ１１８の温度thmiを基準とした力行時負荷制限率klmiを表すものであり、例えばthmi＝１００ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thmi＝１００ (℃) 以上になると温度上昇するに従って負荷制限率klmiが直線的に低下し、例えばthmi＝１２０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klmiは０ (％) になる。すなわち、図１０の場合では、温度thmiが１２０ (℃) 以上の範囲においてＲＭＧ７０の駆動が禁止される。この負荷制限率klmiは、インバータ１１８の温度thmiを、そのパワートランジスタの機能延いてはインバータ１１８の機能が維持される温度範囲に留め、且つこれによって制御されるＲＭＧ７０の継続的な使用が可能となるように、そのＲＭＧ７０と同様に温度がthmiが高くなるほど負荷が小さくなるように設定されているのである。
【００４０】
図８に戻って、ステップＳ３では、算出された２つの力行時負荷制限率klm およびklmiのうちの小さい方を実際にＲＭＧ７０の制御に用いられる力行時負荷制限率klmminとして決定する。上述したようにＲＭＧ７０はインバータ１１８の機能が損なわれても作動し得ないことから、両者の温度thm 、thmiが何れも上述した許容範囲（作動可能な温度範囲）を越えないように、相対的に低い方の値を採用するのである。
【００４１】
続くステップＳ４では、前記の温度thm およびthmiから回生時負荷制限率klmrg およびklmirgがそれぞれ算出される。これら回生時負荷制限率klmrg およびklmirgも、前述した力行時負荷制限率klm およびklmiと同様に、ＲＭＧ７０の定格に基づいて温度thm およびthmiが高くなるほど小さい値になるように予め記憶された関係（式或いはマップ等）から、それらの温度thm およびthmiに対応する値が求められる。但し、この回生時負荷制限率klmrg およびklmirgは、同一温度thm およびthmiに対する力行時負荷制限率klm およびklmiと異なる値であって、それよりも小さい値になる。
【００４２】
図９および図１０に示される破線θ2a、θ2bは、上記の温度thm 、thmiと負荷制限率klmrg 、klmirgとの関係の一例を示している。これらの曲線上において上記温度thm およびthmiにそれぞれ対応する値θ2a(thm) 、θ2b(thmi)が、上記の回生時負荷制限率klmrg およびklmirgに相当する。図９において、θ2aは、例えばthm ＝１２０ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thm ＝１２０ (℃) 以上になると、温度上昇するに従って負荷制限率klmrg が直線的に低下し、例えばthm ＝１４０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klmrg は０ (％) になる。また、図１０において、θ2bは、例えばthmi＝７０ (℃) 程度の温度までは１００ (％) の値に維持されて実質的に出力トルクおよび駆動電流は制限されない。しかしながら、thmi＝７０ (℃) 以上になると温度上昇するに従って負荷制限率klmirgが直線的に低下し、例えばthmi＝９０ (℃) 以上の温度範囲では負荷制限率klmirgは０ (％) になる。
【００４３】
すなわち、回生時負荷制限率klmrg 、klmirgは、一定温度以上の温度範囲において力行時負荷制限率klm およびklmiと同様に直線的に低下させられるが、その低下の開始する温度thm 、thmiは、図９、１０に示される例では３０ (℃) 程度だけ力行時の場合よりも低く設定されている。なお、図９、１０では図示の都合上実線と破線とを上下にずらして描いているが、θ1a、θ1bは１２０ (℃) 以下および１７０ (℃) 以上の範囲で、θ2a、θ2bは７０ (℃) 以下および１００ (℃) 以上の範囲でそれぞれ同じ値（１００或いは０）をとる。
【００４４】
図８に戻って、ステップＳ５においては、ステップＳ３の場合と同様に、算出された２つの回生時負荷制限率klmrg およびklmirgのうちの小さい方を、実際にＲＭＧ７０の制御に用いられる回生時負荷制限率klmminrgとして決定する。本実施例においては、ステップＳ２乃至Ｓ５が、負荷制限率決定手段１２６に対応する。
【００４５】
そして、ステップＳ６において、ＲＭＧ７０が力行状態であるか否か、すなわちＲＭＧ７０が電動機として機能させられているか、発電機として機能させられているかが判断される。車両がＲＭＧ７０の駆動状態にあるときは、この判断が肯定されるので駆動時制限手段１３２に対応するステップＳ７に進み、ＲＭＧ７０の出力トルク或いは駆動電流値が最大定格に力行時負荷制限率klmminを乗じた値となるように、電動発電機作動制御手段１３６の制御作動が制限される。しかしながら、車両がＲＭＧ７０の回生状態にあるときは、上記の判断が否定されるので回生時制限手段１３４に対応するステップＳ８に進み、ＲＭＧ７０の出力トルク或いは駆動電流値が最大定格に回生時負荷制限率klmminrgを乗じた値となるように、電動発電機作動制御手段１３６の制御作動が制限される。すなわち、ＲＭＧ７０が駆動状態であるか回生状態であるかの別により、その回生状態である場合の方が低くなるように温度thm 、thmiに応じてそれぞれ設定された負荷制限率klmminおよびklmminrgのうちのその状態に対応する値によって、ＲＭＧ７０の駆動作動或いは回生作動が制限される。
【００４６】
そのため、回生作動時の方が負荷制限率klmminrgを低く設定されていることから、そのときのＲＭＧ７０およびインバータ１１８の発熱が制限され、それらの温度thm 、thmiは、駆動作動時の負荷制限が実質的に開始される温度、すなわちthm ＝１５０ (℃) 、thmi＝１００ (℃) よりも、何れも十分に低い値に留められる。したがって、車両の走行状態等の変化に応じてＲＭＧ７０が回生作動から駆動作動に転じたとき、駆動作動可能状態の温度範囲が確保されているため、直ちにＲＭＧ７０を高い負荷制限率klmminすなわち高いモータ出力トルクで駆動して高い走破性（良好な運転性）を確保することができる。
【００４７】
なお、回生作動時には、図９、１０から明らかなように比較的低い温度でもモータ出力トルクが低い値に制限されることになるため、回生時負荷制限率klmminrgの低下分だけエネルギの回生量および制動力が低下する。しかしながら、このようなＲＭＧ７０の制動力の低下が生じた場合にも、ＭＧ１６の発電電流（或いは出力トルク）をＲＭＧ７０による制動力の低下に相当する量だけ増加させることにより、車両の走行中における制動力の急激な変化を抑制して良好な運転性を確保することができる。また、この結果、ＭＧ１６による回生量が増大させられるため、車両全体での回生量も十分に高い値に維持される。したがって、回生作動時の負荷制限率klmminrgを駆動作動時の負荷制限率klmminよりも低くしても、それに起因するエネルギの損失および制動力の低下は殆ど問題にならない。
【００４８】
但し、ＭＧ１６は、前輪６６、６８に無段変速機２０を介して接続されているため、その無段変速機２０のエネルギ伝達効率が高くないことに起因して、ＲＭＧ７０よりも回生効率が低い。そのため、厳密にいえば、上記のようにＲＭＧ７０の出力トルク制限による制動力の低下をＭＧ１６で補う場合には、車両全体としての回生量は低下する。しかしながら、長降坂等で制動が継続するような場合にＲＭＧ７０をその熱負荷限界まで回生作動させると、車両の走行状態等が変化したときにＲＭＧ７０を駆動作動に転じようとしても過熱していて使用不能となることもあり得る。すなわち、４輪駆動で走行しようとしても、後輪８０、８２を駆動し得ず前輪駆動になることが起こり得る。このような場合に、本実施例では、ＲＭＧ７０の回生作動時にはその発熱が抑制されることから、無段変速機２０のエネルギ伝達効率に応じた僅かな回生量の低下はあるものの、ＲＭＧ７０を確実に駆動作動に転じることができるため、高い走破性が得られる利点がある。また、このようにＲＭＧ７０による制動力の低下がＭＧ１６側で補うように構成されることにより、ＲＭＧ７０の過熱や故障が生じた場合等にも、車両の走行性やエネルギ回収率を維持できる。
【００４９】
上述のように、本実施例によれば、負荷制限値決定手段１２６（ステップＳ２〜Ｓ５）により、ＲＭＧ７０が電動機として機能させられる場合とそのＲＭＧ７０が発電機として機能させられる場合とにおいて、そのＲＭＧ７０に対して用いられる負荷制限率klmmin、klmminrgが異なる値に決定されるので、車両に適したＲＭＧ７０に対する負荷制限が行われる。
【００５０】
また、本実施例によれば、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の温度thm 、thmiが負荷制限率klmmin、klmminrgを設定するために参照される環境状態として用いられているため、それらの温度状態に応じた適切な負荷制限率klmmin、klmminrgが用いられる利点がある。
【００５１】
また、本実施例においては、負荷制限値決定手段１２６によって、回生時負荷制限率klmminrgの方が力行時負荷制限率klmminよりも小さい値に設定される、すなわち負荷制限程度が大きく（強く）されて相対的に低い温度から実質的な制限を開始することから、ＲＭＧ７０が発電機として機能する時すなわち回生時の方が電動機として機能する時すなわち力行時よりも出力トルクおよび電流値の上限値が小さくされるので、回生時の発熱が制限され、力行可能状態の範囲が確保される利点がある。
【００５２】
また、本実施例においては、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８のうちの温度的に厳しい方の負荷制限率、すなわち力行時においては駆動時負荷制限率klm およびklmiのうちの小さい方が、回生時においては回生時負荷制限率はklmrg およびklmirgのうちの小さい方が、それぞれ制御のために実際に用いられる負荷制限率klmmin、klmminrgとして決定されるので、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の何れの過熱に起因するＲＭＧ７０の作動不良も確実に抑制される利点がある。特に、回生時においてＲＭＧ７０の作動不良が抑制される結果、回生作動から力行作動に確実に転じ得る利点がある。
【００５３】
また、本実施例においては、ＲＭＧ７０は、車両の後輪８０、８２に作動的に連結され、車両を駆動し或いはその車両により回転駆動されるため、前述したように回生作動時の負荷制限率を力行作動時の負荷制限率に比較して低く設定することによって、車両において力行優先とすることが可能となっている。
【００５４】
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。
【００５５】
たとえば、前述の実施例の車両では、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が駆動する形式であったが、後輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよい。
【００５６】
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。
【００５７】
また、前述の実施例では、温度センサ１２８、１３０によってＲＭＧ７０およびインバータ１１８の温度thm 、thmiを検出してこれらに基づいて負荷制限率klmmin、klmminrgを決定していたが、請求の範囲にいう「環境状態」としては、実施例で示したＲＭＧ７０（電動発電機）およびインバータ１１８（電流制御装置）の温度の他に、電動発電機の近傍における種々の熱的状態を用い得る。例えば、主駆動装置１０側においては、潤滑油の油温、前輪側の変速機（無段変速機２０）の油温、内燃機関（エンジン１４）の冷却水温、電動発電機の冷却装置の作動状態（水或いは油等の冷却媒体の温度、異常状態等）等も用いられ得る。また、副駆動装置１２においては、後輪側の差動装置（差動歯車装置７４）の油温等も用い得る。
【００５８】
また、実施例の車両では、ＲＭＧ７０およびインバータ１１８の温度thm 、thmiすなわち２つの環境状態から算出した２つの負荷制限率、力行時においてはklm およびklmi、回生時においてはklmrg およびklmirgのうちの小さい方を実際に制御に用いる負荷制限率klmmin、klmminrgとして決定していたが、負荷制限率を決定するに当たって参照される環境状態は、最小の負荷制限率を与える環境状態が１つに特定される場合や、１つの環境状態に基づいて決定してもＲＭＧ７０の作動不良等が生じないように余裕を以て制御できる場合等には１つだけでもよい。例えば、実施例の場合では、ＲＭＧ７０の温度thm から算出される負荷制限率klm 、klmrg 、およびインバータ１１８の温度thmiから算出される負荷制限率klmi、klmirgの一方が常に相対的に低い値となるのであれば、その一方だけを算出してそれをそのまま制御に用いる値として決定することができる。
【００５９】
また、実施例においては、駆動時制御手段１３２、回生時制御手段１３４は、最大定格に対する割合を表す負荷制限率klmmin、klmminrgを用いてＲＭＧ７０の作動を制限していたが、出力トルクや電流値等の絶対値を用いてそのＲＭＧ７０の作動を制限してもよい。すなわち、請求の範囲にいう負荷制限値は、割合等の相対値或いは上記のような絶対値の何れであっても差し支えない。
【００６０】
また、実施例においては、力行時負荷制限率klmminおよび回生時負荷制限率klmminrgをそれぞれ決定した後、ＲＭＧ７０が力行状態であるか否かを判断し、その作動状態に応じた方の負荷制限率を用いてＲＭＧ７０の出力トルクを制限していたが、これらの順序は反対であってもよい。すなわち、図８のステップＳ１において温度を検出した後、直ちにステップＳ６の力行状態であるか否かの判断を実施し、ステップＳ２、３およびステップＳ４、５を択一的に実施して、ＲＭＧ７０の作動状態に応じて用いられる一方の負荷制限率だけを算出・決定してもよい。
【００６１】
また、実施例においては、図９に示されるように回生時負荷制限率klmminrgが駆動時負荷制限率klmminよりも小さい値に設定されていたが、反対に回生時負荷制限率klmminrgの方が大きい値になるように設定することもできる。このようにする場合には、ＲＭＧ７０の駆動時における温度上昇が抑制されることから、駆動作動から回生作動に転じた場合に確実に回生作動をさせ得るため、燃費が改善される利点がある。
【００６２】
また、実施例においては、本発明がＲＭＧ７０の作動制御に適用された場合について説明したが、ＭＧ１６の作動制御にも同様に適用できる。
【００６３】
また、実施例で示した図９、図１０の温度と負荷制限率との関係、特に、負荷制限が実質的に開始される温度やその時の傾き等は、負荷制限を実施しようとするＲＭＧ７０等の定格、温度特性、熱容量等の種々の条件に応じて適宜変更される。また、負荷制限率を算出および決定するに際しては、外気温度等で補正してもよい。例えば、電動発電機を空冷する場合等には、外気温度がＲＭＧ７０およびインバータ１１８の放熱特性等に影響を与える要因となり得るため、補正する効果が顕著に得られる。
【００６４】
また、実施例の車両では、前輪６６、６８および後輪８０、８２が共に駆動輪として機能し得る４輪駆動車両に本発明が適用された場合について説明したが、２輪駆動車両においてその駆動輪を駆動するための電動発電機にも本発明は同様に適用され得る。
【００６５】
また、実施例においては、エンジン１４およびＭＧ１６を備えたハイブリッド車両において、アシスト用にＲＭＧ７０を更に備えたハイブリッド４輪駆動車両に本発明が適用された場合について説明したが、ＭＧ１６およびＲＭＧ７０の如き電動発電機だけを備えた４輪駆動車両や、一方の駆動輪がエンジン１４だけで駆動されると共に他方の駆動輪が電動発電機で駆動されるような４輪駆動車両、或いは、前輪６６、６８また後輪８０、８２の一方だけに電動発電機だけを備えたような２輪駆動車両（２輪駆動の電気自動車）等にも本発明は同様に適用できる。
【００６６】
また、実施例においては、エンジン１４およびＭＧ１６と前輪６６、６８との間に無段変速機２０が備えられていたが、有段変速機がこれに代えて設けられていてもよい。
【００６７】
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ダブルピニオン型遊星歯車装置を備えた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】エンジン制御装置および変速制御装置の制御作動を説明する最良燃費運転線である。
【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】遊星歯車装置の各要素の回転数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等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３のハイブリッド制御装置等によるＲＭＧの負荷制限ルーチンである。
【図９】図８の負荷制限ルーチンで利用されるＲＭＧの温度と負荷制限率との関係を示した図である。
【図１０】図８の負荷制限ルーチンで利用されるインバータの温度と負荷制限率との関係を示した図である。
【符号の説明】
７０：ＲＭＧ(電動発電機)
１２６：負荷制限値決定手段
１３２：駆動時制限手段
１３４：回生時制限手段
Claims (3)
- 駆動輪にそれぞれ連結され、電気エネルギが供給されることにより電動機として機能させられるとともに回転駆動されることにより発電機として機能させられる第１電動発電機および第２電動発電機を備えた車両の制御装置であって、
前記第１電動発電機が電動機として機能させられるとき、環境状態に関連して予め設定された負荷制限値を用いて該第１電動発電機の駆動作動を制限する駆動時制限手段と、
前記第１電動発電機が発電機として機能させられるとき、環境状態に関連して予め設定された負荷制限値を用いて該第１電動発電機の回生作動を制限する回生時制限手段と、
前記第１電動発電機が電動機として機能させられる場合と該第１電動発電機が発電機として機能させられる場合とにおいて、該第１電動発電機に対して用いられる負荷制限値を異なる値に決定する負荷制限値決定手段と、
前記駆動時制限手段および回生時制限手段の制限を受けつつ前記第１電動発電機の駆動作動および回生作動を制御するとともに、前記回生時制限手段による該第１電動発電機の回生作動の制限により制動力が低下した場合には、該制動力の低下分を補うように前記第２電動発電機の回生を実行させる電動発電機作動制御手段とを、含み
前記負荷制限値決定手段は、前記第１電動発電機が発電機として機能させられる場合は、該第１電動発電機が電動機として機能させられる場合に比較して、前記負荷制限値を小さい値とするものであることを特徴とする電動発電機を備えた車両の制御装置。 - 前記環境状態は、前記第１電動発電機または該第１電動発電機に供給される電流を制御するインバータの温度である請求項１の電動発電機を備えた車両の制御装置。
- 前記第１電動発電機は、前記車両の前輪または後輪に作動的に連結されたものであり、該車両を駆動し或いは該車両により回転駆動されるものである請求項１または２の電動発電機を備えた車両の制御装置。
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