WO2007136122A1

WO2007136122A1 - 四輪駆動式車両の駆動力制御装置

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Publication number: WO2007136122A1
Application number: PCT/JP2007/060664
Authority: WO
Inventors: Ryoji Mizutani; Michitaka Tsuchida; Yasuaki Tahara; Tomohiro Fukushima; Masafumi Sakuma
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha; Aisin Seiki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US8195348B2; EP2025570A1; US20090088914A1; EP2025570A4; CN101454188A; CN101454188B; JP2007313982A; JP4390785B2

Abstract

左右前車輪（ＦＬ，ＦＲ）は、エンジン（ＥＮＧ）およびモータジェネレータ（ＭＧ２）により駆動される。左右後車輪（ＲＬ，ＲＲ）は、インホイールモータ形式のモータジェネレータ（ＭＧＲ，ＭＧＬ）により独立に駆動される。モータジェネレータ（ＭＧ２）とモータジェネレータ（ＭＧＲ，ＭＧＬ）とは、定格出力が互いに異なり、かつ駆動輪との間の減速比が互いに異なるように構成されるため、トルクおよび車両速度に対する効率特性において互いに異なる出力域で高効率を示す。ＥＣＵ（３０）は、走行モードが燃費重視モードに選択されたとき、モータ要求駆動トルクおよび車両速度と、各モータジェネレータの効率特性とに基づいて、モータジェネレータ全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータ（ＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬ）の間の駆動トルク配分を決定する。

Description

明細書四輪駆動式車両の駆動力制御装置技術分野

この発明は、四輪駆動式車両の駆動力制御装置に関し、特に、左右の従駆動輪が個々の駆動源で独立に駆動される四輪駆動式車両の駆動力制御装置に関する。背景技術

最近、環境に配慮した自動車として、ハイプリッド自動車（Hybrid Vehicle) および電気自動車（Electric Vehicle) が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電¾1により駆動されるモータを-動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源かちの直流電圧をィンバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。

また、電気自動車は、インバータを介して直流電源によって駆動されるモータを動力源とする自動車である。

たとえば特開平 5— 3 2 8 5 2 9号公報は、車両本体のフロント側に配設された電動モータ装置が発生したトルクによってリャ側の駆動輪を回転させる電気自動車であって、電動モータ装置が互いに異なる動作領域で効率が高くなる第 1モ一タと第 2モータとで構成される電気自動車を開示する。

これによれば、第 1モータと第 2モータとは、各々のロータが単一の出力軸に共通に固定されており、同じ軸を中心に回転する。第 1モータおよび第 2モータが発生したトルクは共通の出力軸に出力され、かつ、当該出力軸に連結されるプ口ペラシャフトを介してデイブァレンシャル装置に伝達される。ディファレンシャル装置は、伝達されたトルクを回転を差動して左右の駆動輪へ伝達する。

+このとき、第 1モータとしては、外径が大きく、かつ軸方向寸法が短い低回転 '高トルク型のものが使用される。第 2モータとしては、外径が小さく、かつ軸方向寸法が長い高回転 ·低トルク側のものが使用される。そして、電気自動車の走行条件に基づいて走行に必要な要求トルクが演算されると、要求トルクに対する第 1モータの出力トルク T 1および第 2モータの出力トルク T 2の配分が決定される。

各モータの出力トルク配分の決定方法については、配分された出力トルク T 1 を出力するときの第 1モータの率と、出力トルク T 2を出力するときの第 2モ一タの効率とから電源から第 1および第 2モータに供給されるエネルギー量が演算され、その演算されたエネルギー量が最小となるように出力トルク T 1， T 2 が決定される。これによれば、電動モータ装置全体の効率を最大値とすることができる。また、第 1モータと第 2モータとを駆動制御することによって走行に必要な要求トルクを発生するようにしており、トランスミッションを不要にしている。

また、特開平 2— 1 3 3 0 0 5号公報は、駆動力源として複数のモータを搭載した電動車両を開示する。電動車両は、搭載モータの効率を決定付ける車両速度すなわちモータ回,転速度と、車両に要求される駆動力値とに基づいて、各モータの駆動力の総和が要求駆動力を満足するとともに、各モータに与えるべきェネルギー量の総和が最小となるように駆動力指令値をモータごとに決定する。

これによれば、たとえば前輪と後輪とをそれぞれ別個に設けた 2台のモータで駆動する場合において、 1つのモータで駆動した方がモータ全体の効率が最大になると判断されたときには 1つのモータのみが駆動される。一方、 2つのモータで駆動した方がモータ全体の効率が最大となると判断されたときには、 2つのモータが駆動される。すなわち、モータ全体の効率が最大となるように、そのときに要求される駆動力が複数のモータに配分される。この結果、一充電あたりの走行距離を増加させることができる。また、バッテリの容量が小さくて済むため、車両の重量を軽減することができる。

しかしながら、上記特開平 5— 3 2 8 5 2 9号公報の電気自動車によれば、第 1モータと第 2モータとは共通の出力軸に連結されるため、互いに異なる出力領域（出力トルク、回転数）で効率が高くなるようにするためには、個々のモータの体格に違いを設けるしか手立てがない。 ' 図 1 4は、特開平 5— 3 2 8 5 2 9号公報に記載される電動モータ装置の効率マップを示す図である。図 1 4から分かるように、第 1モータと第 2モータとでは、モータ特性に占める高効率領域が異なっている。ところが、その差は両者の体格の違いで一義的に決まるため、電動モータ装置全体として高効率が得られる出力領域には限界が生じてしまう。たとえば図 1 4の効率マップでは、低出力域での効率が第 1モータと第 2モータとでいずれも低いことから、電動モータ装置全体として低出力域に至るまで高い効率を維持することが難しいとされる。一方、上記特開平 2— 1 3 3 0 0 5号公報の電動車両によれば、 2台のモータは別個の駆動輪にそれぞれ連結されているものの、体格が互いに等しく、故に出力特性が同等のものが適用されるため、それぞれの効率が高くなる動作領域は略一致しこものとなる。

そのため、各モータの出力トルクの配分にあたっては、 2台のモータのそれぞれに要求駆動トルクの 1 / 2を均等に出力させる力 \ または 1台のモータに要求駆動トルクの全部を出力させるかのいずれかを選択せざるを得ない。そのため、実現可能なモータ全体の効率には自ずと上限が生じる。

それゆえ、この発明は、力かる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、幅広い出力領域で高効率を実現可能な四輪駆動式車両の駆動力制御装：置を提供することである。発明の開示

この発明によれば、四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、第 1の左右駆動輪および第 2の左右駆動輪を有する四輪駆動式車両の駆動力制御装置である。四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、第 1の電動機と、第 1の電動機の発生した動力を第 1の駆動軸に連結される第 1の左右駆動輪に伝達する第 1の動力伝達機構と、第 2の左右駆動輪にそれぞれ連結されて互いに独立駆動が可能であり、かつ、第 1の電動機とは定格出力が異なる 2個の第 2の電動機と、 2個の第 2の電動機が発生した動力を第 2の左右駆動輪にそれぞれ伝達する第 2の動力伝達機構と、電源から電力の供給を受けて第 1の電動機を駆動制御する第 1の駆動回路と、電源から電力の供給を受けて 2個の第 2の電動機をそれぞれ駆動制御する 2個の第 2 の駆動回路と、第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動力について、第 1 および第 2の電動機の間で出力配分を決定する駆動力配分決定部と、第 1および第 2の電動機がそれぞれ配分された駆動力を出力するように、第 1および第 2の駆動回路を制御する駆動制御部とを備える。第 1および第 2の動力伝達機構は、少なくとも一方が対応する電動機が発生した動力をその回転速度を減速させて対応する駆動輪に伝達する減速機を含む。駆動力配分決定部は、第 1および第 2の電動機の各々について、トルクおよび回転速度に対する効率特性をトルクおよび車両速度に対する効率特性に予め変換して格納する格納手段と、第 1および第 2 の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度と、格納された第 1および第 2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、第 1および第 2の電動機の出力トルクの総和が第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクを満たすとともに、第 1および第 2の電動機全体の効率が所定の閾値以上となるように、第 1および第 2の電動機の間で出力配分を決定する第 1の配分決定手段とを含む。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、第 1および第 2の電動機は、定格出力が異なり、かつ、一定の車両速度の下で互いに異なる回転速度で駆動可能なように構成される。そのため、トルクおよび車両速度に対する効率特性において高効率となる領域は、両者間で相違する。したがって、電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度に応じて、電動機全体の効率が高くなるように第 1および第 2の電動機間の出力配分を適宜決定することにより、高出力域から低出力域までの幅広い出力領域において電動機全体の効率を高効率に保つことができる。この結果、四輪駆動式車両の燃費の向上が可能となる。

好ましくは、四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動力を検出する駆動力検出部と、車両速度を検出する車両速度検出部とをさらに備える。第 1の酉己分決定手段は、第 1およぴ第 2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度ごとに、第 1および第 2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特^ "生に基づいて第 1および第 2の電動機全体の効率が最も高くなるときの第 1および第 2の電動機の出力配分を予め設定して記憶する記憶手段を含む。第 1の配分決定手段は、検出された第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度に対応する第 1および第 2の電動機間の出力配分を記憶手段から抽出する。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、電動機全体に要求される駆動力の大きさに拘らず、電動機全体の効率が最も高くなるように予め設定された配分に従って第 1および第 2の電動機間の出力配分が行なわれることから、幅広い出力領域において電動機全体の効率を高効率に保つことができる。

好ましくは、四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、車両の操舵角を検出する操舵角検出部をさらに備える。第 1の配分決定手段は、検出された車両の操舵角に基づいて、決定された第 1および第 2の電動機間の出力配分を補正する。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、車両の走行安定性と良好な燃費性能との両立を図ることができる。

好ましくは、四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、第 1および第 2の左右駆動輪のスリップを検出する車輪スリップ検出部をさらに備える。第 1の配分決定手段は、第 1および第 2の左右駆動輪の一方にスリップが検出されたとき、決定された第 1および第 2の電動機間の出力配分を補正する。

好ましくは、駆動力配分決定部は、第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度ごとに、第 1および第 2の電動機間の出力配分と車両の走行状態とに基づいて、車両の挙動の安定度を示す評価値を取得する評価値取得手段と、第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルタおよぴ車両速度と、変換された第 1および第 2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、第 1および第 2の電動機の出力トルクの総和が第 1および第 2 の電動機全体に要求される駆動トルクを満たし、かつ、第 1および第 2の電動機全体の効率が所定の閾値を上回るときの第 1および第 2の電動機間の出力配分を選出するとともに、車両の走行状態に応じて、選出された第 1および第 2の電動機間の出力配分の中から評価値が最も高くなるときの出力配分を第 1および第 2 の電動機間の出力配分に決定する第 2の配分決定手段と、外部から操作可能に設けられ、操作状態に応じて第 1および第 2の配分決定手段のいずれか一方を選択する選択手段とをさらに含む。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、車両の運動性能の確保と燃費の向上との両立を図ることができる。

好ましくは、四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、電源と第 1の駆動回路との間で電圧変換を行なう電圧変換回路と、閉状態において電源からの電圧を第 2の駆動回路に直接的に供給可能に設けられた第 1のスィッチ回路と、閉状態において電圧変換回路の出力電圧を第 2の駆動回路に供給可能に設けられた第 2のスィツチ回路とをさらに備える。駆動力配分決定部は、第 2の電動機が配分された駆動力に基づいて第 2の駆動回路の入力電圧の目標値を演算する演算手段と、演算された目標値が電源からの電圧以下となるとき、第 1のスイツチ回路を閉状態とするとともに、第 2のスィッチ回路を開状態とする第 1の開閉制御手段と、演算された目標直が電源からの電圧よりも高いとき、第 1のスィッチ回路を開状態とするとともに、第 2のスィツチ回路を閉状態とする第 2の開閉制御手段とをさらに含む。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、第 2の電動機からの駆動力を確保しながら、電圧変換器で発生する電力損失を低減することができる。この結果、電動機全体の効率をより一層高めることができる。

好ましくは、第 1の左右駆動輪は、車両の前輪を構成し、かつ、第 2の左右駆動輪は、車両の後輪を構成する。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、従駆動輪となる後輪は、左右の一方のみを駆動可能なように構成される。そのため、車両の走行状態に応じて後輪の一方のみを駆動して車両を一輪走行させることにより、駆動力源となる第 2の電動機を高効率で駆動できる。この結果、電動機全体の効率を高めることができる。

好ましくは、第 1の左右駆動輪は、車両の後輪を構成し、かつ、第 2の左右駆動輪は、車両の前輪を構成する。

.上記の四輪駆動式の駆動力制御装置によれば、後輪を主駆動輪とし、かつ、前輪を従駆動輪とする車両では、前輪を主駆動輪とし、力つ、後輪を従駆動輪とする車両に対して、車両の運動性能による前輪への駆動力配分の制限が緩和される。そのため、駆動力配分の自由度が高められることから、電動機全体の効率をより一層向上することが可能となる。

好ましくは、 2個の第 2の電動機の各々は、インホイールモータである。上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、第 2の電動機を第 2の左右駆動輪の各々に組込まれたィンホイールモータとすることにより、装置全体の省スペース化を図ることができる。

好ましくは、車両は、ハイブリッド車両である。第 1の動力伝達機構は、內燃機関の発生した動力に第 1の電動機が発生した動力を合成して第 1の駆動軸に連結される第 1の左右駆動輪に伝達する。駆動力配分決定部は、車両に要求される駆動力について、内燃機関および第 1および第 2の電動機全体との間の出力配分を決定するとともに、決定された第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動力について、第 1および第 2の電動機の間で出力配分を決定する。

上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、ハイプリッド車両においても、電動機全体を高効率で駆動できることから、燃費のさらなる向上を図ることができる。

この発明によれば、定格出力が異なり、かつ、一定の車両速度の下で互いに異なる回転速度で駆動可能なように構成された複数の電動機を動力源とする四輪駆動式車両において、高出力域から低出力域までの幅広い出力領域において電動機全体の効率を高効率に保つことができる。この結果、四輪駆動式車両の燃費の向上が可能となる。図面の簡単な説明

'図 1は、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略プロック図である。

図 2は、図 1の車両における駆動装置の概略ブロック図である。

図 3は、図 2における E C Uの機能ブロック図である。

図 4は、図 3のコンバータ制御手段およびィンバータ制御手段の機能プロック図である。

図 5は、モータジェネレータ MG 2 , MG R , MG Lの出力トルクおよび車両速度 Vに対する効率特性を示す図である。

図 6は、モータジェネレータ MG 2, MGR, MG Lの駆動トルク配分とモータジェネレータ全体の効率との関係を示す図である。

図 7は、モータジェネレータ MG 2, MGR, MG Lの駆動トルク配分とモータジェネレータ全体の効率との関係を示す図である。

図 8は、燃費重視モードにおけるモータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vと駆動トルク配分との関係を示す図である。

図 9は、運動性能重視モードにおけるモータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vと駆動トルク配分との関係を示す図である。

図 10は、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。

図 1 1は、この発明の実施の形態の変更例 1に係るモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLのトルクおよび車両速度に対する効率特性を示す図である。

図 12は、この発明の実施の形態の変更例 2による駆動力制御装置における駆動装置の概略ブロック図である。

図 13は、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略ブロック図である。

図 14は、特開平 5— 328529号公報に記載される電動モータ装置の効率マップを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図 1は、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略ブロック図である。

図 1を参照して、車両 100は、たとえば左右前車輪 F L， FRを主駆動輪とし、_&右後車輪 RL, RRを従駆動輪とする FFベースのハイブリッ四輪駆動車からなる。ハイブリッド四輪駆動車は、左右前車輪 FL， FRがエンジン EN Gおよびモータジェネレータ MG 2により駆動され、かつ、左右後車輪 RL， R Rがモータジェネレータ MGL, MGRにより独立に駆動される、二輪独立駆動方式を採用する。

なお、ハイブリッド四輪駆動車は、図 1の構成以外に、左右前車輪 FL, FR を従駆動輪としてモータジェネレータ MGL, MGRにより独立に駆動し、かつ、左右後車輪 RL, RRを主駆動輪としてエンジン ENGおよびリャモータジエネレータにより駆動する、 FRベースの構成としても良レ、。

車両 100は、左右後車輪 RL， RRの駆動装置として、モータジェネレータ MGL, MGRと、減速機 6, 8と、インバタ 20 L， 2 ORと、電子制御ュニット（Electronic Control Unit： ECU) 30と、ノッテリ Bとを備える。モータジェネレータ MGL, MGRは、左右後車輪 RL， RRの駆動軸 2， 4 にそれぞれ連結され、それぞれを独立に駆動する。モータジェネレータ MGL， MGRは、対応する車輪のホイールの内側に組み込まれたインホールモータ形式が採用される。

モータジェネレータ MGR， MGLは、たとえば三相交流電動機であり、バッテリ Bに蓄えられた電力によって駆動される。モータジェネレータ MGRの駆動力は、減速機 8を介して右後車輪 RRの駆動軸 4に伝達される。モータジエネレータ MGLの駆動力は、減速機 6を介して左後車輪 RLの駆動軸 2に伝達される。また、車両 100の回生制動時には、モータジェネレータ MGL， MGRはそれぞれ、減速機 6， 8を介して左右後車輪 RL， RRにより回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータ MGL, MGRにより発電された回生電力は、インバータ 20 L, 2 ORを介してバッテリ Bに充電される。

ここで、左右後車輪 RL， RRに設けられた減速機 6， 8と、後述する左右前車輪 FL， FRに設けられた減速機 RDとは、対応するモータジェネレータに要求される出力特性を満たすように各々の減速比が個別に設定される。これにより、モータジェネレータ MG 2と、モータジェネレータ MGR, MGLとは、一定の車両速度に対して互いに異なる回転速度で駆動可能である。なお、減速機 6， 8， RDの全てを設ける構成に限定されず、減速機 6， 8および減速機 RDのいずれか一方を設けるように構成しても良い。

バッテリ Bは、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。また、バッテリ Bに代わる蓄電装置として、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを用いてもよい。

インバータ 20 L, 20 Rは、モータジェネレータ MGL, MGRをそれぞ;^ 駆動制御する。インバータ 20 Lは、囡示は省略するが、 U相アームと、 V相ァームと、 W相アームとからなる。各相アームは、電源ラインとアースラインとの間に直列接続された 2個のパワー素子からなる。各相アームの中間点は、電力線によりモータジェネレータ MGLの各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータ MGLは、 U, V, W相の 3つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、 U相コイルの他端が U相アームの中間点に、 V相コイルの他端が V相アームの中間点に、 W相コイルの他端が W相アームの中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ 2 ORは、インバ^ "タ 20 Lと同様の構成からなり、各相アームの中間点が電力線によりモータジヱネレータ MG Rの各相コィルの各相端に接続されている。

インバータ 20 L， 2 ORは、バッテリ Bから直流電圧が供給されると ECU

30からの信号 PWMI L, PWMI Rに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MGL， MGRをそれぞれ駆動する。これにより、モータジェネレータ MGL, MGRは、要求駆動トルクに従ったトルクを発生するように駆動される。 '

また、インバータ 20 L, 20 Rは、車両 100の回生制動時、モータジエネレータ MGL， MGRが発電した交流電圧を ECU 30からの信号 PWMI L, PWMI Rに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ Bへ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、車両 100を運転するドライバーによるフットプレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

車両 100は、さらに、左右前車輪 FL， FRの駆動装置として、エンジン E NGと、モータジェネレータ MG 1, MG2と、動力分割機構 PSDと、減速機 RDと、モータジェネレータ MG 1, MG 2の駆動制御を行なうインバータ 14 31と、昇圧コンバータ 12とを備える。

エンジン ENGは、ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギ^ "を源として駆動力を発生する。エンジン ENGの発生する駆動力は、動力分割機構 PSDにより、直流電力を発電するモータジェネレータ MG 1へ伝達される経路と、減速機 RDを介して左右前車輪 FL， FRを駆動する駆動軸に伝達する経路とに分割される。モータジェネレータ MG 1は、動力分割機構 P SDを介して伝達されたェンジン ENGからの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータ MG 1 の発電した電力は、電力線を介してインバータ 14に供給され、バッテリ Bの充電電力として、あるいは、モータジェネレータ MG 2の駆動電力として用いられる。

モータジェネレータ MG2は、インバータ 31から電力線に供給された交流電力によつて回転駆動される。モータジェネレータ MG 2によつて生じた駆動力は、減速機 RDを介して左右前車輪 F L， FRの駆動軸へ伝達される。

また、回生制動動作時にモータジェネレータ MG 2が車輪 F L， FRの減速に伴なつて回転される場合には、モータジェネレータ MG 2に生じた起電力が電力線に供給される。この場合には、インバータ 31が電力線に供給された電力を直流電力に変換し、昇圧コンバータ 12を介してバッテリ Bを充電する。

車両 100は、さらに、ァクセノレペダルポジション APを検出するアクセルポジシヨンセンサ 50と、ブレーキペダルポジション B Pを検出するブレーキぺダルポジションセンサ 52と、シフトポジシヨン S Pを検出するシフトポジションセンサ 54と、ハンドル 7と、ハンドル 7の操舵角 Θ sを検出する操舵角センサ 56と、ョーレート γを検出するョーレートセンサ 58とを備える。車両 100 は、さらに、車輪 FL， FR, RL, RRの回転速度 coFL， ω FR, ωRL, ω RRを検出する車輪速センサ 40， 42， 44， 46を備える。これらのセンサからの検出信号は、 ECU 30へ入力される。

ECU30は、エンジン ENG、インバータ 20 L， 20 R, 14， 31およびバッテリ Bと電気的に接続されており、エンジン ENGの運転状態と、モータジェネレータ MGR， MGLおよびモータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動状態と、バッテリ Bの充電状態とを統合的に制御する。図 2は、図 1の車両 100における駆動装置の概略プロック図である。

図 2を参照して、駆動装置は、バッテリ Bと、昇圧コンバータ 12と、インバータ 14， 31, 20 R, 20 Lと、電圧センサ 10， 1 3と、電流センサ 22, 24， 26， 28と、 ECU30とを備える。

モータジェネレータ MGR， MGLは、インホイールモータ形式の三相交流電動機であり、バッテリ Bに蓄えられた電力によって駆動される。モータジエネレ —タ MGRの駆動力は、減速機を介して右後車輪 RRの駆動軸（ともに図示せず）に伝達される。モータジェネレータ MGLの駆動力は、减速機を介して左後車輪 RLの駆動軸（ともに図示せず）に伝達される。

モータジェネレータ MG 1， MG2は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータ MG 1は主として発電機として動作し、モータジェネレータ MG 2は、主として電動機として動作する。

詳細には、モータジェネレータ MG 1は、三相交流電動機であり、加速時においてエンジン ENGを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータ MG1ば、バッテリ Bから電力の供給を受けて電動機として駆動し、ェンジン ENGをクランキングして始動させる。

さらに、エンジン ENGの始動後において、モータジェネレータ MG 1は動力分割機構 P S Dを介して伝達されたエンジン E N..Gの駆動力によって回転されて発電する。 ' '

モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、車両の運転状態ゃバッテリ Bの充電量によって使い分けられる。たとえば、通常走行時や加速時においては、モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、そのままモータジェネレータ MG 2 を駆動させる電力となる。一方、バッテリ Bの充電量が所定値よりも低いときには、モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、インバータ 14によって交流電力から直流電力に変換されてバッテリ Bに蓄えられる。

モータジェネレータ MG 2は、三相交流電動機であり、バッテリ. Bに蓄えられた電力およびモータジェネレータ MG 1の発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。モータジェネレータ MG 2の駆動力は、減速機 RDを介してその回転速度が所定の減速比で減速されて左右前車輪 F L， FRの駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータ MG 2は、エンジン ENGをァシストして車両 100を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両 100を走行させたりする。

また、車両 100の回生制動時には、モータジェネレータ MG 2は、減速機 R Dを介して左右前車輪 F L, FRにより回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータ MG 2により発電された回生電力は、インバータ 3 1 を介してバッテリ Bに充電される。

昇圧コンバータ 12は、バッテリ Bとインバータ 14， 31との間に設けられ、リアタトル L 1と、 10 丁素子 1， Q2と、ダイオード D l， D 2とを含む。リアタトル L 1の一方端はバッテリ Bの電源ラインに接続され、他方端は I GB T素子 Q 1と I GBT素子 Q 2との中間点、すなわち、 10ョ丁素子<31のェミッタと I GBT素子 Q2のコレクタとの間に接続される。 I GBT素子 Ql， Q 2は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、 I GBT 素子 Q 1のコレクタは電源ラインに接続され、 I GBT素子 Q 2のエミッタはァースラインに接続される。また、各 I GBT素子 Q 1， Q2のコレクタ一ェミツタ間には、ェミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオード D 1， D 2が接続されている。

インパータ 14は、 U相アーム 15と、 V相アーム 1 6と、 W相アーム 17とから成る。 U相アーム 15、 V相アーム 16、および W相アーム 1 7は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。

U相アーム 15は、直列接続された I GBT素子 Q3， Q 4から成り、 V相ァーム 16は、直列接続された I GBT素子 Q 5， Q 6から成り、 W相アーム 1 7 は、直列接続された I GBT素子 Q 7, Q 8力ら成る。また、各 I GBT素子 Q 3〜Q8のコレクターエミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 3〜D 8がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、モータジェネレータ MG 1の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータ MG 1は、 U, V, W相の 3つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、 U相コイルの他端が I GBT 素子 Q3, Q4の中間点に、 V相コイルの他端が I GBT素子 Q5， Q6の中間点に、 W相コイルの他端が I GB T素子 Q 7， Q 8の中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ 31は、インバータ 14と同様の構成から成る。

昇圧コンバータ 12は、バッテリ Bから供給された直流電圧 Vbを昇圧してコンデンサ C2へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ 12は、 ECU30 から信号 PWMCを受けると、信号 PWMCによって I GBT素子 Q 2がオンされた期間に応じて直流電圧 V bを昇圧してコンデンサ C 2に供給する。

また、昇圧コンバータ 12は、 ECU 30から信号 PWMCを受けると、コンデンサ C 2を介してインバータ 14および/またはィンバータ 31から供給された直流電圧を降圧してバッテリ Bを充電する。

コンデンサ C2は、昇圧コンバータ 12からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ 14， 31へ供給する。電圧センサ 13は、コンデンサ C 2の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vm (インバータ 14， 31への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧 Vfnを ECU 30へ出力する。

インバータ 14は、コンデンサ C 2を介してバッテリ Bから直流電圧が供給されると ECU 30からの信号 PWMI 1に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 1を駆動する。これにより、モータジェネレータ MG 1は、トルク指令値 TR 1に従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ 14は、駆動装置が搭載された車両 100の回生制動時、モータジェネレータ MG 1が発電した交流電圧を ECU 30からの信号 PWMI 1 に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 12へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、車両 100を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。インバータ 31は、コンデンサ C 2を介してバッテリ Bから直流電圧が供給されると ECU 30からの信号 PWMI 2に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 2を駆動する。これにより、モータジェネレータ MG 2は、トルク指令値 TR 2に従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ 3 1は、車両 1◦ 0の回生制動時、モータジェネレータ MG 2が亮電した交流電圧を ECU 30からの信号 PWMI 2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 12へ供給する。

電流センサ 24は、モータジェネレータ MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1 を検出し、その検出したモータ電流 MCRT 1を ECU 30へ出力する。電流センサ 28は、モータジェネレータ MG 2に流れるモータ電流 MCRT 2を検出し、その検出したモータ電流 MCRT 2を ECU 30へ出力する。

インバータ 20R, 20 Lは、上述したインバータ 14, 31と同様の構成から成る。ただし、昇圧コンバータ 1 2を介さず、バッテリ Bに直接的に接続されている点において、インバータ 14， 3 1とは相違する。

すなわち、インバータ 2 ORは、バッテリ Bから直接的に直流電圧が供給されると、 ECU 30からの信号 PWMI Rに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MGRを駆動する。これにより、モータジェネレータ MG Rは、トルク指令ィ直 TRRに従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ 2 ORは、車両 100の回生制動時、モータジェネレータ M GRが発電した交流電圧を ECU 30からの信号 PWMI Rに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を直接的にバッテリ Bへ供給する。

インバータ 20Lについても同様に、バッテリ Bから直接的に直流電圧が供給されると ECU 30力ゝらの信号 PWMI Lに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MGLを駆動する。これにより、モータジェネレータ M GLは、トルク指令値 TRLに従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ 20 Lは、車両 100の回生制動時、モータジェネレータ M GLが発電した交流電圧を ECU 30からの信号 PWMI Lに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を直接的にバッテリ Bへ供給する。

電流センサ 22は、モータジェネレータ MGRに流れるモータ電流 MCRTR を検出し、その検出したモータ電流 MCRT Rを ECU 30へ出力する。電流センサ 26は、モータジェネレータ MGLに流れるモータ電流 MCRT Lを検出し、その検出したモータ電流 MCRTLを ECU 30へ出力する。

図 3は、図 2における ECU 30の機能ブロック図である。

図 3を参照して、 ECU30は、車両要求駆動力演算部 60と、駆動力配分決定部 62と、走行モード設定部 64と、エンジン ECU 66と、コンバータ制御手段 68と、インパータ制御手段 70， 72, 74, 76とを含む。

ECU 20は、図示しないアクセルポジションセンサ 50からアクセルペダルポジション A Pを受け、ブレーキペダルポジションセンサ 52からプレーキぺダノレポジション B Pを受け、シフトポジションセンサ 54からシフトポジション S Pを受け、操舵角センサ 56からハンドル 7の操舵角 0 sを受け、ョーレートセンサ 58からョーレート γを受け、車輪速センサ 40， 42， 44， 46から車輪 FL， FR, RL， RRの回転速度 coFL, ω FR, coRL, coRRを受ける。さらに、 ECU 30は、電圧センサ 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサ 1 3から昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vm (すなわち、インバータ 14への入力 , 電圧）を受け、電流センサ 24， 28， 22, 26からモータ電流 MCRT 1， MCRT 2, MCRTR, MC R T Lをそれぞれ受ける。

そして、車両要求駆動力演算部 60は、アクセルペダルポジション A P、ブレーキペダルポジシヨン B P、シフトポジシヨン SP、ョーレート γおよび車両速度 Vに基づいて、車両 100全体に要求される駆動力（以下、車両要求駆動力とも称する。） P t t 1を演算する。車両速度 Vとしては、例えば車輪 FL， FR, RL, RRの回転速度 c FL， ω FR, coRL， ω R Rの平均値が用いられる。駆動力配分決定部 62は、要求駆動力演算部 60から演算された車両要求駆動力 P t t 1を受け、走行モード設定部 64から車両 100の運転者によって指定された走行モード DMを受ける。また、駆動力配分決定部 62は、アクセルポジションセンサ 50からァクセルペダルポジション A Pを受け、ブレーキペダルポジションセンサ 52からブレーキペダルポジシヨン B Pを受け、シフトポジションセンサ 54からシフトポジション S Pを受け、操舵角センサ 56からハンドル 7の操蛇角 0 sを受け、ョーレートセンサ 58からョーレート γを受ける。さらに、駆動力配分決定部 62は、車輪速センサ 40， 42， 44, 46から車輪 F L, FR, RL, RRの回転速度 coFL, ω FR, coRL， eoRRを受け、ェンジン ECU 66からエンジン回転数 MRNEを受ける。

そして、駆動力配分決定部 62は、車両 100の運転状況に応じて車両要求駆動力 P t t 1に対するエンジン ENGおよびモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの間での駆動力配分を決定する。具体的には、駆動力配分決定部 62は、燃費の面からエンジン E N Gの効率を考慮して、運転状況 (こ応じて上記駆動力配分を決定する。すなわち、駆動力酉己分決定部 62は、エンジン ENGでのェンジン要求駆動力 P E r e q *およびモータジェネレータ MG 2, MGR, MGL全体でのモータ要求駆動力 PMr e q *を決定する。

次に、駆動力配分決定部 62は、決定されたエンジン要求駆動力 PE r e q * に基づいてエンジン ENGのトルク指令値 TE*と目標回転数 MRNE*とを演算してエンジン ECU 66へ出力する。これにより、エンジン ECU66は、目標回転数 M R N E *と実回転数 M R N Eとを一致させるように、エンジン ENG の出力する動力（回転数 Xトルク）を制御する。

さらに、駆動力配分決定部 62は、決定されたモータ要求駆動力 PMr e q * について、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの間での駆動力配分を決定する。具体的には、駆動力配分決定部 62は、モータ要求駆動力 PMr e q* に対応するモータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vと、モータジエネレータ MG2， MGR, MGLの各々のトルクおょぴ車両速度 Vに対する効率特性とに基づいて、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの間での駆動トルク配 •分を決定する。すなわち、駆動力酉己分決定部 62は、モータジェネレータ MG 2 の要求駆動トノレク TR 2、モータジェネレータ MGRの要求駆動トルク TRR* およびモータジェネレータ MGLの要求駆動トルク TR L *を決定する。

なお、駆動力配分決定部 62は、この駆動トルク配分の決定にあたっては、後述するように、走行モード設定部 64から受ける走行モード DMに応じて異なる決定方法を採用する。

そして、駆動力配分決定部 62は、その決定したモータジェネレータ MG2の要求駆動トルク TR 2に対応したトルクが出力されるように、要求駆動トルク T R 2をトルク指令値 TR 2に設定してインバータ制御手段 72およびコンバータ制御手段 68へ出力する。 JP2007/060664 なお、エンジン ENGから出力された駆動力の一部がモータジェネレータ MG 1の発電用電力として用いられる場合、モータジェネレータ MG 1による発電電力はモータジェネレータ MG 2の駆動に利用される。この場合、駆動力配分決定部 62は、さらに、モータジェネレータ MG 1の要求駆動トルク TR 1をトルク指令値 TR 1に設定し、その設定したトルク指令値 TR 1をィンバータ制御手段 70およびコンバータ制御手段 68へ出力する。

さらに、駆動力配分決定部 62は、決定したモータジェネレータ MGRの要求駆動トルク TRR *およびモータジェネレータ MGLの要求駆動トルク TRL* を、インバータ制御手段 74， 76へそれぞれ出力する。

図 4は、図 3のコンバータ制御手段 68およびィンバータ制御手段 70, 72， 74, 76の機能ブロック図である。

図 4を参照して、コンバータ制御手段 68は、電圧指令演算部 302と、コンバータ用デューティ比演算部 304と、コンバータ用 PWM信号変換部 306とを含む。

電圧指令演算部 302は、駆動力配分決定部 62からのトルク指令値 T R 1 , TR 2と図示しない回転数センサからのモータ回転数 MR N 1， MRN 2とに基づいて、インバータ 14， 3 1の入力電圧の最適値、すなわち昇圧コンバータ 1 2の電圧指令値 Vd c_c omを演算し、その演算した電圧指令値 Vd c_c o _mをコンバータ用デューティ比演算部 304へ出力する。

コンバータ用デューティ比演算部 304は、電圧センサ 10から直流電圧 Vb を受け、電圧センサ 1 3から出力電圧 Vmを受け、電圧指令演算部 302から電圧指令値 Vd c— c omを受ける。そして、コンバータ用デューティ比演算部 3 04は、出力電圧 Vmを電圧指令 !Vd c__c omに設定するためのデューティ比 D Rを演算し、その演算したデユーティ比 D Rをコンバータ用 P WM信号変換部 306へ出力する。

コンバータ用 PWM信号変換部 306は、コンバータ用デューティ比演算部 3 04からのデューティ比 DRに基づいて昇圧コンバータ 12の I GBT素子 Q 1， Q 2をオン Zオフするための信号 PWMCを生成し、その生成した信号 PWMC を昇圧コンバータ 12へ出力する。インバータ制御手段 70は、モータ制御用相電圧演算部 402と、インバータ用 P WM信号変換部 404とを含む。

モータ制御用相電圧演算部 402は、駆動力配分決定部 62力ゝらのトルク指令値 TR 1、電流センサ 24からのモータ電流 MCRT 1、および電圧センサ 13 からの出力電圧 Vmに基づいて、モータジェネレータ MG 1の各相コイルに印加する電圧を計算し、その計算した電圧をインバータ用 PWM信号変換部 404へ出力する。 '

ィンバータ用 PWM信号変換部 404は、モータ制御用相電圧演算部 402からの計算結果に基づいて、実際にインバータ 14の I 05丁素子(33〜(38をォン /オフする信号 PWMI 1を生成し、その生成した信号 PWMI 1をインバータ 14の各 I GBT素子 Q 3〜Q 8へ出力する。

インバータ制御手段 72, 74, 76は、インバータ制御手段 70と同じ構成からなる。ただし、インバータ制御手段 74については、インバータ 2 ORが昇圧コンバータ 12を介さずにバッテリ Bに接続されることに起因して、モータ制御用相電圧演算部 402は、駆動力配分決定部 62からの要求駆動トルク T R R *、電流センサ 22からのモータ電流 MCRTR、および電圧センサ 10からの直流電圧 Vbに基づいて、モータジェネレータ MGRの各相コイルに印加する電圧を計算し、その計算結果をインバータ用 PWM信号変換部 404へ出力する。インバータ制御手段 76についても同様に、インバータ 20 Lが昇圧コンバータ 12を介さずバッテリ Bに接続されることから、モータ制御用相電圧演算部 4 02は、駆動力配分決定部 62からの要求駆動トルク T R L *、電流センサ 26 からのモータ電流 MCRTL、および電圧センサ 10からの直流電圧 Vbに基づいて、モータジェネレータ MGLの各相コイルに印加する電圧を計算し、その計算結果をインバータ用 PWM信号変換部 404へ出力する。

これにより、インバータ 14， 31， 20 R, 20 Lの各 I GBT素子 Q 3〜 Q 8はスイッチング制御され、モータジェネレータ MG 1， MG 2, MGR, M GLがそれぞれ指定されたトルクを出力するように対応するモータジェネレータの各相コイルに流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値 TR 1, TR2および要求駆動トルク TRR*， TRL*に応じたモータトルクが出力される。

[モータジェネレータ MG 2, MGR, MGLの駆動トルク配分の決定方法] 再び図 3を参照して、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置におけるモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの駆動ト ·/レク配分の決定方法について説明する。

詳細には、駆動力配分決定部 6 2は、モータ要求駆動力 PMr e について、走行モード設定部 64から受ける走行モード DMに応じて異なる方法によりモータジェネレータ MG 2, MGR, MGLの駆動トルク配分を決定する _ό

走行モード DMとしては、たとえば、モータジェネレータ全体の効率を最大として車両 100の燃費の向上を重視した走行モードである「燃費重視モード」と、モータジエネレータ全体の効率を所定値以上に保ちつつ、車両 100の運動性能の向上を重視した走行モードである「運動性能重視モード」とが予め設定されている。車両 100の運転者は、車室内の運転席近傍に設けられたスィッチ等を操作することにより、車両 100の走行状態に応じて上述した 2つの走行モードのいずれか一方を随時選択することができる。

そして、走行モード DMが「燃費重視モード」に選択されたときには、駆動力配分決定部 62は、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGL全体の要求駆動トルク TM*と車両速度 Vとに基づいて、モータジェネレータ全体の効率が最も高くなるように、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの間での要求駆動トルクの配分を決定する。

_;ここで、モータジェネレータ全体の効率とは、モータジェネレータ .MG 2， M GR, MGLの各々に供給される電力量の総和に対するモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの各々が発生する駆動力（駆動トルク X回転数）の総和の割合を意味する。すなわち、モータジェネレータ全体の効率を最も高くするとは、モータジェネレータ全体の駆動力の総和がモータ要求駆動力 PMr e q *を満足するときに各モータジエネレータに供給する電力量の総和を最小にすることに相当する。

一方、走行モード DMが「運動性能重視モード」に選択されたときには、駆動力配分決定部 62は、モータジェネレータ全体の効率が所定の閾値を上回り、かつ、車両 100の挙動が最も安定するように、モータジェネレータ MG 2， MG R, MGLの要求駆動トルク配分を決定する。なお、車両 100の運動性能には、直進走行時や旋回走行時の走行安定性や低摩擦係数路（低 μ路）における走破性などが含まれる。

以下に、各走行モードにおけるモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの要求駆動トルク配分の決定方法について詳述する。

[1] 燃費重視モードにおける要求駆動トルク配分の決定方法

最初に、走行モード DMが「燃費重視モード」に選択されたときの駆動トルク配分の決定方法について説明する。

図 5は、モータジェネレータ MG 2, MGR, MG Lの出力トルクおよび車両速度 Vに対する効率特性を示す図である。

図 5を参照して、図中の曲線 LN1は、モータジェネレータ MG 2における出力トルクと車両速度 Vとの関係を示す。なお、当該関係は、モータジェネレータ MG 2における出力トルクと回転速度との関係を、減速機 RDの減速比を用いて変換することにより得られたものである。また、効率は、図中の領域 RGE 1が 90%以上と最も高く、領域 RGE 1から遠ざかるに従って、 80°/₀、 70%と次第に低下する傾向を示す。

さらに、図中の曲/線 LN 2は、モータジェネレータ MGR, MGLにおける出力トルクと車両速度 Vとの関係を示す。なお、モータジェネレータ MGRとモータジェネレータ MGLとは、体格および減速比が略同じであるため、略同等の関係を示す。また、当該関係は、モータジェネレータ MGR, MGLにおける出力トルクと回転速度との関係を、減速機 8， 6の減速比を用いて変換することにより得られたものである。図中の領域 RGE 2は、モータジェネレータ MGR (または MGL) における効率が最高（90%以上）となる出力領域を示す。

ここで、図 5から明らかなように、モータジェネレータ MG-2とモータジエネレータ MGR, MGLとでは、互いに異なる出力領域 RGE 1, RGE 2にて最 ―—高効率 90—%.以上がそれぞれ得ちれている。すなわち、モ夂ジェネレー Md 2が相対的に高い出力域（高トルク、かつ高車速）にて高効率を示すのに対し、モータジェネレータ MGR, MGLは、相対的に低い出力域（低トルク、かつ低車速）にて高効率を示している。

このように両者で高効率となる出力領域が異なるのは、モータジェネレータ M G 2とモータジェネレータ MG R， MG Lとは、定格出力が互いに異なるとともに、一定の車両速度 Vに対して互いに異なる回転速度で駆動可能なように構成されることによる。なお、定格出力とは、定格電圧および定格周波数で、最も良好な特性を発揮しながら運転できる出力の値をいう。

詳細には、モータジェネレータ MG 2は、左右前車輪 F L， F Rの駆動力源であるため、定格出力が相対的に大きいのに対し、モータジェネレータ MG R, M G Lには、右後車輪 R Rと左後車輪 R Lとを独立駆動するのに十分な相対的に定格出力の小さいものが適用される。そのため、両者の出力の差に起因して効率特性にも違いが生じる。

さらに、モータジェネレータ MG 2とモータジェネレータ MG R , MG Lとは、別個の駆動軸にそれぞれ減速機を介して連結される。そのため、一定の車両速度 Vの下でのモータジェネレータ MG 2の回転速度とモータジェネレータ MG R， MG Lの回転速度とは、減速比の違いに応じて異なったものとなる。したがって、この回転速度の違いを受けて、両者の効率特性は、異なる出力領域で高効率を示すことになる。

そして、これらの定格出力および減速比の異なる複数のモータジェネレータを組合せて車両 1 0 0の駆動系を構成することによって、この発明による四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、以下に述べるように、高出力域および低出力域のそれぞれにおいて高効率を実現することができる。この結果、幅広い出力域において高効率を確保することが可能となる。

( 1 ) 低出力域での駆動トルク配分の決定方法

一例として、車両 1 0 0が車両速度 V 1で走行しているときに、車両 1 0 0の運転状況に応じて、モータジェネレータ MG 2， MG R , MG L全体に対して、モータ要求駆動トルク TM *としてトルク T 1が要求された場合を考える。なお、モータ要求駆動トルク TM *は、モータ要求駆動力 P M r . e q *を車両速度- Yュ - で除したものである。

モータ要求駆動トルク TM * = T 1および車両速度 V 1を図 5の効率特性に照合させると、モータジェネレータ MG 2がモータ要求駆動トルク TM*=T 1の全てを出力するようにモータジェネレータ MG 2のみを駆動した場合では、図中の点 Aで示すように、モータジェネレータ全体の効率は、モータジェネレータ M G 2の効率に等しく、 80 °/₀程度となる。

これに対して、出力トルクの合計が T 1となるようにモータジェネレータ MG 2, MGR, MGLを駆動させた場合には、モータジェネレータ全体の効率は、両者間の駆動トルク配分に応じて図 6のように変化する。

図 6を参照して、モータ要求駆動トルク TM*=T 1、車両速度 VIの下では、モータジェネレータ全体の効率は、モータジェネレータ MG 2, MGR, MGL の間での駆動力配分比に応じて変： (匕する。

たとえば、モータジェネレータ MGR, MGLがトルク T 1の 50%ずつを出力し、かつ、モータジェネレータ MG 2がトルク T 1の 0%、すなわち出力トルクが零となるように、モータジェネレータ MGR, MGLの双方を駆動した場合では、図中のパターン A 1に示すように、モータジェネレータ全体の効率は、 8 8%となる。

これに対し、モータジェネレータ MGR， MGLのいずれか一方がモータ要求駆動トルク T 1の全てを出力するようにモータジェネレータ MGR (または MG L) のみを駆動した場合では、図中のパターン A2に示すように、モータジエネレータ全体の効率は 92 °/₀に増加する。

さらに、モータジェネレータ MGR, MGLが合計でトルク T 1の 80%を出力し、かつ、モータジェネレータ MG 2がトルク T1の 20%を出力するように、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLを駆動した場合では、パターン A 3 および A 4に示すように、モータジエネ ^一タ全体の効率は低下する。そして、モータジェネレータ MG 2がトルク T 1の全て (100 %) を出力するように、モータジェネレータ MG 2のみ.を-駆動させた場合では、図中のパターン A-n-で示すように、モータジェネレータ全体の効率は、 80%となる。

図 6の関係から明らかなように、モータジェネレータ全体の効率は、パターン A 2に従ってモータジェネレータ MG 2およびモータジェネレータ MGR, MG Lの一方の出力トルクが零となり、かつ、モータジェネレータ MGR， MGLの他方の出力トルクが TM*となるように駆動トルク配分を決定することにより、モータジェネレータ全体の効率を最も高くできると判断される。

そこで、駆動力配分決定部 62は、走行モード DMとして「燃費重視モード」が選択されているときには、車両速度 V 1においてモータ要求駆動トルク TM* =T 1が要求されたことに応じて、モータジェネレータ MGR， MGL, MG 2 の駆動力配分比を 100% : 0% ： 0%に設定し、この設定した駆動力配分比に従って各モータジェネレータの要求駆動トルクを決定する。なお、これにより、車両 100は、右後車輪 RRのみを駆動輪とした一輪走行を行なうことになる。以上のように、モータ要求駆動力 PMr e d *が相対的に低いときには、低出力域で高い効率を示すモータジェネレータ MGR, MGLを主に駆動するようにモータジェネレータ MG 2, MGR, MGLの間の駆動トルク配分を決定することにより、モータジェネレータ全体の効率を向上することができる。特に、モータ要求駆動力 PMr e q *に応じて、モータジェネレータ MG R， MGLのいずれか一方のみを動力源とした走行と、モータジェネレータ MGR, MGLの双方を動力源とした走行とを選択可能とすることにより、モータジェネレータ全体の効率をより一層高めることができる。

(2) 高出力域での駆動トルク配分の決定方法

次に、モータ要求駆動力 PMr e q *が相対的に高いときの例として、車両 1 00が車両速度 V 4 (>V 1) で走行しているときに、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGL全体に対して、モータ要求駆動トルク TM*としてトルク T 4 (>T 1) が要求された場合を考える。

モータ要求駆動トルク TM* = T 4および車両速度 V 4を図 5の効率特性に照合させると、モータジェネレータ MG 2がモータ要求駆動トルク TM* = T4の全てを出力するようにモータジエネレータ MG 2のみを駆動した場合では、図中の点 Dで示すように、モータジェネレータ全体の効率は、モータジェネレータ M G 2の効率に等しく、 90%以上となる。

これに対して、出力トルクの合計が T 4となるようにモータジェネレータ MG 2, MGR, MGLを駆動させた場合には、モータジェネレータ全体の効率は、両者間の駆動トルク配分比に応じて図 7のように変化する。

図 7は、モータジェネレータ MG 2， MGR, MG Lの駆動トルク配分とモータジェネレータ全体の効率との関係を示す図である。

図 7を参照して、モータジェネレータ MG 2がトルク T 4の全て（100%) を出力するように、モータジェネレータ MG 2のみを駆動させた場合では、図中のパターン D 1に示すように、モータジェネレータ全体の効率は 92%となる。これに対し、モータジェネレータ MGR， MGLがトルク T4の 10%を出力し、かつ、モータジェネレータ MG 2が残りの 90%を出力するように、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLを駆動させたときには、効率は、図中のパターン D 2に示すように、 85%となる。そして、モータジェネレータ MGR, MGLの駆動トルク配分比を増加させるに伴ない、効率は、図中のパターン D 3 〜Dmに示すように変化する。

なお、図 7において、モータジェネレータ MGR, MGLの駆動トルク配分比は 50%未満に制限される。これは、左右前車輪 FL, FRを主駆動輪とする F Fベースの四輪駆動車において、効率を優先した結果、左右後車輪 RL, RRを主駆動輪とする FRベースに急きょ変更させられることにより、車'両 100の挙動が不安定になるのを回避するためである。

詳細には、効率を優先してモータジェネレータ MGR， MGLの駆動トルク配分比を 50°/。以上に決定した場合、車両 100は、実質的に FRベースの四輪駆動車に変更させられることになる。これにより、本来アンダーステア傾向の強い F Fベースの四輪駆動車の旋回性能は、オーバーステア傾向が強められることになり、旋回走行時の車両 100の挙動が不安定になる可能性がある。

そこで、 F Fベースの四輪駆動車では、モータジェネレータ MGR, MGLの駆動トルク配分比を 50 %未満に制限することによって、旋回走行時の車両の挙動が不安定になるのを回避している。

以上のことから、図 7の関係によれば、車両速度 V 4および要求駆動トルク T M*=T 4を最も高い効率で満たすためには、パターン D 1に従って駆動トルク配分を決定すれば良いことが分かる。したがって、駆動力配分決定部 62は、走行モード DMとして「燃費重視モード J が選択されているときには、車両速度 V 4においてモータ要求駆動トルク T M* = T4が要求されたことに応じて、モータジェネレータ MGR， MGL, M G 2の駆動力配分比を 0%： 0 %： 100%に設定し、この設定した駆動力配分比に従って各モータジェネレータの要求駆動トルクを決定する。

(3) 駆動トルク配分の補正

以上のように、低出力域および高出力域の各々において、モータ要求駆動力 P Mr e q *と各モータジェネレータのトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、モータジェネレータ全体の効率が最も高くなるようにモータジエネレータ MG2， MGR, MGLの聞の駆動トルク配分を決定することにより、幅広い出力域においてモータジェネレータ全体の効率を高く保つことができる。しかしながら、車両 100が旋回走行中においてもモータジェネレータ MGR, MGLの双方を駆動しょうとすると、左右後車輪 RL， RRの回転速度 coRL， c RRが異なる場合には回転速度差に基づく出力トルクの差が生じ、車両 100 の旋回性を低下させるという問題が起こり得る。

そこで、駆動力配分決定部 62は、操舵角センサ 56からのハンドル 7の操舵角 0 sに基づいて車両 100が旋回走行中と判断されたときには、車両 100の旋回が円滑に行なわれるように、上記 (1) ， (2) で決定した駆動トルク配分比を補正する。

具体的には、駆動力配分決定部 62は、左右後車輪 RL， RRをそれぞれ駆動するモータジェネレータ MGL, MGRの駆動トルク配分比について、旋回方向に対して外側の車輪を駆動輪とし、内側の車輪を従動輪とするように補正を行な

5。

たとえば、ハンドル 7の操舵角 0 sから車両 100が右旋回走行中と判断されたときには、駆動トルク配分決定部 62は、旋回方向に対して外側にある左後車輪 RLのみを駆動させ、かつ内側にある右後車輪 RRを従動状態とするように、モータジェネレータ MGL, MGRの駆動トルク配分比を補正する。

また、ハンドル 7の操舵角 0 sから車両 100が左旋回走行中と判断されたときには、駆動力配分決定部 62は、旋回方向に対して外側にある右後車輪 R のみを駆動させ、かつ内側にある左後車輪 RLを従動状態とするように、モータジエネレータ MGR, MGLの駆動トルク配分比を捕正する。

さらに、駆動力配分決定部 62は、車輪のスリップが検出されたときにも、路面のグリップを適正化するために、決定した駆動トルク配分比を補正する。具体的には、駆動力配分決定部 62は、スリップが検出された車輪に伝達される駆動力を低減させるように駆動トルク配分比を補正する。

以上に述べたように、走行モード DMが「燃費重視モード」に選択されたときには、駆動力配分決定部 62は、与えられたモータ要求駆動力 PMr e に対して、モータジェネレータ全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータ MG 2, MGR, MG Lの間の駆動トルク配分を決定する。 ·

なお、駆動トルク配分の決定は、実際には、図 8に示すモータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vと駆動トルク配分との関係をマップとして保持しており、与えられたモータ要求駆動トルク T M *および車両速度 Vに応じた駆動トルク配分をマップから抽出することにより行なわれる。図 8の関係において、モータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vごとに設定された駆動トルク配分は、上記 (1) ， (2) で述べた方法によって予め決定されたものである。

そして、駆動力配分決定部 62は、その決定した駆動トルク配分とモータ要求駆動トルク TM*とに基づいて、駆動力配分決定部 62は、モータジェネレータ MG 1 , MG 2のトルク指令値 TR 1， TR 2と、モータジェネレータ MG R， MGLの要求駆動トルク TRR*， TRL*とを演算する。駆動力配分決定部 6 2は、その演算したトルク指令値 TR 1, TR 2をコンバータ制御手段 68およびインバータ制御手段 70, 72へ出力するとともに、演算した車輪別要求駆動トルク TRR*, TRL*をインバータ制御手段 74, 76へそれぞれ出力する。

[2] 運動性能重視モードにおける要求駆動トルク配分の決定方法

次に、走行モード DMが「運動性能重視モード」に選択されたときの駆動トルク配分の決定方法について説明する。

最初に、上記 [1] 一（1) と同様に、車両 100が車両速度 VIで走行しているときに、車両 100の運転状況に応じて、モータジェネレータ MG 2， MG R, MGL全体に対して、モータ要求駆動トルク TM*としてトルク T 1が要求された場合を考える。

再び図 6を参照して、駆動力配分決定部 62は、走行モード DMが「運動性能重視モード」であると判定されたときには、モータジェネレータ全体の効率が予め設定された所定の閾値以上となる複数の駆動トルク配分パターンの中から、車両 100の走行状態に応じて最も車両 100の挙動が安定するときのパターンを選択する。なお、車両 100の走行状態は、駆動力配分決定部 62に入力される各種センサ出力（アクセルペダルポジション A P、ブレーキペダルポジション B P、シフトポジション SP、車輪 FL， FR， RL, RRの回転速度 coFL, ω FR， ω R L, ω RR, ノヽンドル 7の操舵角 0 sおよびョーレート vなど）に基づいて検出される。

詳細には、駆動力配分決定部 62は、例えばモータジェネレータ全体の効率 8 7%を当該所定の閾値として予め設定しておく。そして、図 6に示す駆動トルク配分比が異なる複数のパターン A 1〜A nの中から閾値 87%以上となるパターンを抽出する。図 6の例では、パターン A 1, A 2が抽出されるパターンに該当する。

そして、駆動力配分決定部 62は、その抽出したパターン Al， A2に対して、想定される様々な車両 100の走行状態における車両 100の挙動の安定度を示す評価値を予め設定する。

—例として、車両 100が直進走行状態のときには、モータジェネレータ MG R, MGLに均等に駆動トルクを配分するパターン A 1に対して、車両 100の挙動の安定度が高いとして高い評価が設定される。一方、モータジェネレータ MGR, MGLの一方のみに駆動するように駆動トルクを配分するパターン A 2 に対しては、車両 100の挙動の安定度が低いとして低い評価値が設定される。他の例として、車両 100が旋回走行状態のときには、モータジェネレータ M GR, MGLの一方のみに駆動するように駆動トルクを配分するパターン A 2に対して高い評価値が設定される一方で、モータジェネレータ MGR, MGLに均等に駆動トルクを配分するパターン A 1に対しては低い評価値が設定される。このように抽出した複数のパターンの各々について車両 100の走行状態ごとに評価値が予め設定される。そして、駆動力配分決定部 62は、車両 100が車両速度 V 1で走行中においてモータ要求駆動トルク TM* = T 1が要求されると、当該複数のパターン A 1， A 2の中から車両 100の走行状態に対応する評価値が最も高いパターンを 1つ選択する。そして、その選択したパターンに示される駆動トルク配分比に従って、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの間での駆動トルク配分を決定する。

次に、上記 [1] ― (2)..と同様に、車両 100が車両速度 V4 OV1) で走行しているときに、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGL全体に対して、モータ要求駆動トルク TM*としてトルク T 4 (>T 1) が要求された場合を考える。

この場合においても、駆動力配分決定部 62は、図 7に示す駆動トルク配分比が異なる複数のパターン D l〜Dnの中から閾値 87%以上となるパターンを抽出する。図 7の例では、パターン D l, D4〜Dmが抽出されるパターンに該当する。

そして、駆動力配分決定部 62は、その抽出した複数のパターン D 1， D4〜 Dmに対して、.想定される様々な車両 100の走行状態における車両 100の挙動の安定度を示す評価値を予め設定する。

一例として、車両 100が直進走行状態のときには、モータジェネレータ MG R, MGLの駆動トルク配分比が最も高いパターン Dmに対して、車両 100の挙動の安定度が高いとして最も高い評価値が設定される。これは、直進走行時では、車輪 FR, FL, RR, RLを略等しいトルクで駆動する方がより高い安定度が得られることに基づく。

これに対し、車両 100が旋回走行状態のときには、モータジェネレータ MG 2の駆動トルク配分比が最も高いパターン D 1に対して、車両 100の挙動の安定度が高いとして最も高い評価値が設定される。これは、本来アンダーステア傾向の強い FFベースの四輪駆動車の旋回性能において、前輪側の駆動力をより多く配分することによりアンダーステア傾向がさらに強められて車両 100の挙動の安定度が増すことに基づいている。

さらに、車両 100が低; u路走行状態のときには、モータジェネレータ MGR, MGLの駆動トルク配分比が最も高いパターン Dmに対して、車両 100の挙動 - の安定度が高いとして最も高い評価値が設定される。これは、後輪側の駆動力をより多く配分して四輪駆動とすることで、滑りやすい路面での走破性が高められることに基づく。

駆動力配分決定部 62は、車両 100が車両速度 V 4で走行中においてモータ要求駆動トルク TM* = T 4が要求されると、複数のパターン D l, D4〜Dm の中から車両 100の走行状態に対応する評価値が最も高いパターンを l 選択する。そして、その選択したパターンに示される駆動トルク配分比に従って、モータジェネレータ MG 2， MGR, MG Lの間での駆動トルク配分を決定する。なお、駆動トルク配分の決定は、実際には、図 9に示すモータ要求駆動トルク TM *および車両速度 Vと駆動トルク配分との関係をマップとして保持しており、与えられたモータ要求駆動トノレク TM*および車両速度 Vおよび車両 100の走行状態に応じた駆動トルク配分をマップから抽出することにより行なわれる。図 9の関係において、モータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vごとに設定された複数の駆動トルク配分は、上述した方法によって、車両 100の走行状態ごとに、モータジェネレータ全体の効率が所定の閾値以上となる複数の駆動トルク配分パターンの中から評価値が最も高くなるパターンを選択することによつて予め決定されたものである。

そして、駆動力配分決定部 62は、その決定した駆動トルク配分とモータ要求駆動トルク TM*とに基づいて、駆動力配分決定部 62は、モータジェネレータ MG 1 , MG 2のトルク指令値丁 R 1， TR 2と、モータジェネレータ MGR, MGLの要求駆動トルク TRR*， TRL*とを演算する。駆動力配分決定部 6 2は、その演算したトルク指令値 TR 1， TR 2をコンバータ制御手段 68およびインバータ制御手段 70， 72へ出力するとともに、演算した車輪別要求駆動トルク TRR*， TRL *をインバータ制御手段 74, 76へそれぞれ出力する。図 10は、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。

図 10を参照して、最初に、各種センサから運転者の操作情報（アクセルぺダルポジション AP、シフトポジション S P、ブレーキペダルポジション B Pおよび操舵角 0 s等）が ECU30に入力されると、 ECU 30内部の車両要求駆動力演算部 60がこれらのセンサ入力に基づいて車両要求駆動力 P t t 1を演算する（ステップ S 0 1) 。演算された車両要求駆動力 P t t 1は、駆動力配分決定部 62へ出力される。

次に、駆動力配分決定部 62は、演算された車両要求駆動力 P t t 1について、車両 100の運転状況に応じてエンジン ENGとモータジェネレータ MG 2, M GR, MGL全体との間での駆動力配分を決定する（ステップ S O 2) 。具体的には、駆動力配分決定部 62は、エンジン ENGでのエンジン要求駆動力 P E r e q *およびモータジェネレータ MG 2， MGR, MG L全体でのモータ要求駆動力 PMr e q *を決定し、その決定したモータ要求駆動力 PMr e q *に対応するモータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vを決定する。

そして、駆動力配分決定部 62は、モータ要求駆動トルク TM*および車两速度 Vと、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの各々のトルクおよび車両速度 Vに対する効率特性とに基づいて、モータジェネレータ MG 2， MGR, M G Lの間での駆動トルク配分を決定する。

詳細には、まず、駆動力配分決定部 62は、走行モード設定部 64からの信号 DMに基づいて、走行モード DMが「燃費重視モード」に選択されているか否かを判定する（ステップ S O 3) 。ステップ S 03にて走行モード DMが「燃費重視モード」に選択されていると判定されると、駆動力配分決定部 62は、ステツプ S 04へ進み、モータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vに対応する駆動トルク配分を図 8のマップから抽出する（ステップ S O 4) 。

次に、駆動力配分決定部 62は、操舵角センサ 56からのハンドル 7の操舵角 Θ sに基づいて車両 100が旋回走行中と判断されたときには、車両 100の旋回が円滑に行なわれるように、ステップ S 04で抽出した駆動トルク配分比を補正する（ステップ S 05) 。

さらに、駆動力配分決定部 62は、車輪のスリップが検出されたときには、スリップが検出された車輪に伝達される駆動力を低減させるようにステップ S 04 で抽出した駆動トルク配分比を捕正する（ステップ S O 6) 。そして、駆動力配分決定部 62は、ステップ S O 5， S 06を実行することによって補正された駆動トルク配分比を、モータジェネレータ MG 2, MGR, MGLの間の駆動トルク配分に決定する。

再ぴステップ S 03に戻って、走行モード DMが「燃費重視モード」に選択されていないと判定されると、駆動力配分決定部 62は、走行モード DMが「運動性能重視モード」に選択されていると判断してステップ S 09に進む。駆動力配分決定部 62は、モータ要求駆動トルク TM*および車両速度 Vと車両 100の走行状態とに対応する駆動トルク配分を図 9のマップから抽出し、その抽出した駆動トルク配分をモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLの間の駆動トルク配分に決定する。

駆動力配分決定部 62は、ステップ S 04〜S 06, S 09で決定した駆動トルク配分とモータ要求駆動トルク TM*とから、モータジェネレータ MG 1 , M G 2のトルク指令値 TR 1， TR 2と、モータジェネレータ MGR, MGLの要求駆動トルク TRR*, TRL*とを演算する。駆動力配分決定部 62は、その演算したトルク指令値 T R 1 , T R 2をコンバータ制御手段 68およびィンバータ制御手段 70， 72へ出力するとともに、演算した車輪別要求駆動トルク TR R*， TRL*をインバータ制御手段 74， 76へそれぞれ出力する。

これにより、インバータ 14， 31, 20 L, 20 Rによるモータ駆動電流の制御が行なわれる（ステップ S O 7) 。インバータ制御手段 70，' 72， 74, 76からそれぞれ出力された信号 PWMI 1, PWM I 2, PWMI R, PWM I Lに応じてインバータ 14, 3 1， 20 L , 20 Rの各 I GB T素子 Q 3〜Q 8がスイッチング制御される。これにより、モータジェネレータ MG 1， MG 2 からはトルク指令値 TR 1, TR 2に従ったトルクがそれぞれ出力される。また、モータジェネレータ MGR， MGLからは要求駆動トルク TRR*， TRL*に従ったトルクが出力される（ステップ S O 8) 。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、四輪駆動式車両の主駆動輪を駆動するモータジェネレータと従駆動輪を駆動するモータジェネレータとは、定格出力おょぴ減速比が異なるように構成される。そのため、トルクおよび車両速度に対する効率特性において高効率となる領域は、両者間で相違する。したがつて、モータジェネレータ全体に要求される駆動トルクおよび車両速度に応じて、モータジェネレータ全体の効率が高くなるようにモータジェネレータ間の駆動トルク配分を適宜決定することにより、高出力域から低出力域までの幅広い出力領域においてモータジェネレータ全体の効率を高効率に保つことができる。この結果、四輪駆動式車両の燃費の向上が可能となる。

[変更例 1]

この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、従駆動輪である左右後車輪 R L， RRをそれぞれ駆動するモータジェネレータ MGL, MGRは、主駆動輪である左右前車輪 FL， FRを駆動するモータジェネレータ MG 2とは異なる出力域に効率が最大となる領域を有している。これは、上述したように、モータジェネレータ MGR, MGLとモータジェネレータ MG 2とでは定格出力および減速比が互いに異なることによる。

すなわち、モータジェネレータ MGR, MGLの減速比は、モータジエネレータ MG 2の減速比とは独立して設定可能である。そのため、モータジェネレータ MGR, MGLの減速比を変更することにより、その最大効率が得られる出力域を自在に調整することができる。

したがって、本変更例にて述べるように、車両 100に要求される走行性能に応じてそれぞれの減速比を最適化する構成とすることにより、走行性能が異なる多数の車種の各々において、独自の走行性能を確保しながら、燃費の向上を図るこ-とが可能となる。

図 11は、この発明の実施の形態の変更例 1に係るモータジェネレータ MG 2， MGR, MGLのトルクおょぴ車両速度に対する効率特性を示す図である。

図 11を参照して、図中の曲線 LN1は、モータジェネレータ MG 2における出力トルクと車両速度 Vとの関係を示す。また、図中の領域 RGE1は、モータジェネレータ MG 2の効率が 90%以上となる領域を示す。

これに対して、モータジェネレータ MGR, MGLにおける出力トルクと車両速度 Vとの関係は、減速比を変えることにより、図中の曲線 LN2〜LN4に示される 3通りの関係に展開される。

具体的には、図中の曲線 L N 2に示す関係となるときの減速比を基準値として、減速比を基準値よりも減少させたときには、出力トルクと車両速度 Vとの関係は、図中の曲線 LN 4に示す関係となる。これに対して、減速比を基準値よりも増加させたときには、出力トルクと車両速度 Vとの関係は、図中の曲線 LN3に示す関係となる。

そして、減速比を增加もしくは減少させたことにより、 ·最大効率が得られる領域は、低車速域側もしくは高車速域側に遷移する。詳細には、減速比を増加させることにより、最大効率が得られる領域は、図中の領域 RGE 4に示すように、高車速域側に遷移する。また、減速比を減少させることにより、最大効率が得られる領域は、図中の RGE 3に示すように、低車速域側に遷移する。

したがって、本変更例による四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、車種が重視する出力領域とモータジェネレータ MGR， MGLの最大効率が得られる領域とが重なるように、モータジェネレータ MGR, MGLの減速比を設定することを特徴的な構成とする。これによれば、車種固有の走行性能を確保しながら、より —層の燃費の改善を実現することができる。

詳細には、たとえば高速巡航を重視する車種においては、最大効率が得られる動作領域が高車速域側（図中の領域 RGE4に†目当）に配されるように、モータジネレータ MG.R, MGLの減速比を相対的に低い値に設定する。これによれば、車種が重視する高車速域において高い駆動効率を得ることができ、更なる燃費の向上を図ることができる。

一方、車両発進時の応答性といつた低速時の駆動力を重視する車種にぉレ、ては、最大効率が得られる動作領域が低車速域側（図中の領域 RGE 3に相当）に配されるように、モータジェネレータ MGR, MGLの減速比を相対的に高い値に設定する。これによれば、車種が重視する低車速域において高い駆動効率が得られることから.、燃費向上を促進することができる。

以上のように、従駆動輪に連結されるモータジェネレータの減速比を車種ごとに重視される走行性能に応じて最適化することにより、様々な車種において高い走行性能と燃費性能との両立を実現することができる。

[変更例 2]

図 12は、この発明の実施の形態の変更例 2による駆動力制御装置における駆動装置の概略ブロック図である。なお、図 12の駆動装置は、図 2の駆動装置に対して、スィッチ回路 SW1， SW2を付加したものである。よって、互いに共通する部分についての図示およびその詳細な説明は省略する。

図 12を参照して、スィッチ回路 SW1は、バッテリ Bとインバータ 2 OR， 2 OLとの間に配される。スィッチ回路 SW1は、インバータ制御手段 74， 7' 6からの信号 S E 1に応じて導通ノ非導通され、バッテリ Bとィンバータ 20 R： 20 Lとを電気的に接続または遮断する。

スィッチ回路 SW2は、コンデンサ C 2とインバータ 20R， 20 Lとの間に配される。スィッチ回路 SW2は、インータ制御手段 74， 76力らの信号 S E 2に応じて導通/非導通され、コンデンサ C 2とインバータ 20 R， 20 とを電気的に接続または遮断する。スィッチ回路 SW1， SW2には、たとえばリレーが用いられる。

スィッチ回路 SW1とスィッチ回路 SW 2とは、インバータ制御手段 74, 7 6に入力されるモータジェネレータ MGR， MGLの要求駆動トルク TRL*, TRR*およびモータ回転数 MCRTR, MCRTLに基づいて生成された信号 SE 1， SE 2により相補的に導通/非導通される。

詳細には、ィンバータ制御手段 74， 76は、駆動力配分決定部 62からモータジェネレータ MGR， MGLの要求駆動トルク TRR *， TRL*を受け、図示しない回転数センサからモータ回転数 MCRTR, MCRTLを受けると、これらの入力信号に基づいてィンバータ 20 R， 20 Lの入力電圧の目標値を演算する。

次に、インバータ制御手段 74， 76は、その演算した入力電圧の目標値が所定の閾値を越えるか否かを判定する。，なお、所定の閾値は、バッテリ Bからの直流電圧 Vbに略等しい電圧に設定される。そして、入力電圧の目標値が所定の閾値を超えると判定されたとき、インバータ制御手段 74, 76は、スィッチ回路 SW1を非導通するための信号 S E 1を生成するとともに、スィッチ回路 SW 2 を導通するための信号 SE 2を生成する。インバータ制御手段 74， 76は、その生成した信号 SE 1， SE 2をスィッチ回路 SW1， SW2へそれぞれ出力する。

これにより、スィッチ回路 SW2のみが導通され、コンデンサ C 2とインバータ 20R, 20 Lとが電気的に接続される。したがって、インバータ 2 OR， 2 0 Lは、昇圧コンバータ 12を介して昇圧されたバッテリ Bから直流電圧 Vbを受けてモータジエネレータ MG R， MG Lを駆動制御する。

一方、入力電圧の目標値が所定の閾値以下と判定されたとき、インバータ制御手段 74， 76は、スィッチ回路 SW1を導通するための信号 SE 1を生成するとともに、スィッチ回路 SW2を非導通するための信号 SE 2を生成する。そして、インバータ制御手段 74， 76は、その生成した信号 SE 1, SE 2をスィツチ回路 SW1, SW2へそれぞれ出力する。

これにより、スィッチ回路 SW1のみが導通され、バッテリ Bとインバータ 2 OR, 20 Lとが電気的に接続される。したがって、インバータ 2 OR, 20 L ' は、バッテリ Bからの直流電圧 Vbを受けてモータジェネレータ MGR， MGL を駆動制御する。

以上のように、本変更例に係る駆動力制御装置は、モータジェネレータ MGR， MGLに要求される駆動力の大きさに応じて、インバータ 20 R， 20 Lをバッテリ Bおよびコンデンサ C 2のいずれ力一方に選択的に接続することを特徴的な構成とする。 ·

このような構成とすることにより、本変更例に係る駆動力制御装置は、車両 1 00の走行に必要な駆動力を確保しながら、更なる燃費の向上を実現することが可能となる。

すなわち、モータジェネレータ MGR, MGLに要求される駆動力が相対的に大きいときには、バッテリ Bからの直流電圧 Vbを昇圧してインバータ 2 OR, 20 Lに供給することにより、モータジェネレータ MGR， MGLを高電圧で駆動して高いモータ出力を得ることができる。

これに対し、モータジェネレータ MGR, MGLに要求される駆動力が相対的に小さいときには、昇圧コンバータ 12を介さずバッテリ Bからの直流電圧 Vb を直接的にインバータ 20R， 20 Lに供給することにより、所望のモータ出力を確保しながら昇圧コンバータ 1 2で発生する損失を低減することができる。この結果、車両走行に必要な駆動力を確保しながら、駆動装置の損失を抑えることが可能となるため、燃費をさらに改善することができる。

[変更例 3] この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、図 1に示す FFベースの四輪駆動式の車両 100以外に、図 1 3に示す FRベースの四輪駆動式の車両 1 10にも適用することが可能である。

図 13は、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略プロック図である。

図 13を参照して、車両 1 10は、左右前車輪 FL, FRを従駆動輪としてモータジェネレータ MGL， MGRにより独立に駆動し、かつ、左右後車輪 RL， RRを主駆動輪としてエンジン ENGおよびモータジェネレータ MG 2により駆動する、 FRベースのハイブリッド四輪駆動車からなる。ハイブリッド四輪駆動車は、左右前車輪 FL, FRがモータジェネレータ MGL, MGRにより独立に駆動され、かつ、左右後車輪 RL， RRがエンジン ENGおよびモータジエネレータ MG 2により駆動される。

なお、車両 1 10に搭載されるモータジェネレータ MG 1， MG 2, MGR, MGLとその駆動装置および各種センサなどについては、全て図 1の車両 100 と同様の構成からなる。また、モータジェネレータ MG 2， MGR, MGLのトルクおよび車両速度に対する効率特性は、図 5に示す特性と同等である。したがつて、各々についての詳細な説明は繰り返さない。

このように構成された車両 1 10において、車両要求駆動力 P t t 1に対するエンジン ENGとモータジェネレータ MG 2， MGR, MGL全体との間での駆動力配分が行なわれてモータ要求駆動力 PMr e q *が決定されると、上記

[1] , [2] で説明したのと同様の方法によって、モータジェネレータ MG 2, MGR, MGLの間での駆動トルク配分が決定される。

ここで、本変更例に係る駆動トルク配分の決定方法は、モータジェネレータ M GR， MGLに配分される駆動トルクが、必ずしもモータ要求駆動トルク TM* の 50%未満に制限されないことを特徴とする。これにより、モータジエネレータ MG 2， MGR, MGLの駆動トルク配分の自由度は、 FFベースの四輪駆動式車両 100における駆動トルク配分の自由度よりも高められる。この結果、モータジェネレータ全体の効率をさらに向上することが可能となる。

このように従駆動輪である左右前車輪 F L , FRに配分される駆動トノレクに制限が設けられないのは、左右後車輪 R L， R Rを主駆動輪とする F Rベースの四輪駆動車において、効率を優先した結果、左右前車輪 F L , F Rを主駆動輪とする F Fベースに急きょ変更させられることになつても、車両 1 1 0の挙動が不安定になる可能性が低、ことによる。

詳細には、効率を優先してモータジェネレータ MG R， MG Lの駆動トルクをモータ要求駆動トルク TM *の 5 0。/₀以上に決定した場合、車両 1 1 0は、実質的に F Fベースの四輪駆動車に変更させられることになる。

しかしながら、本来オーバーステア傾向が強く、不安定になり易い F Rベースの四輪駆動車の旋回性能は、—アンダーステア傾向が強められることによって、却つて安定化するように変化する。よって、旋回走行時の車両 1 1 0の挙動が不安定になるのが回避される。

以上のこと力ら、この発明による駆動力制御装置を F Rベースの四輪駆動車に適用した場合には、従駆動輪に対する駆動トルクの配分に制限が課されないため、

F Fベースの四輪駆動車に適用した場合と比較して、主駆動輪と従駆動輪との間の駆動トルク配分の自由度が高められる。この結果、 F Rベースの四輪駆動車では、実現可能なモータジェネレータ全体の駆動効率をさらに向上することができるため、さらなる燃費の改善を実現することが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。産業上の利用可能性

この発明は、四輪駆動式車両に搭載される駆動力制御装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 第 1の左右駆動輪および第 2の左右駆動輪を有する四輪駆動式車両の駆動力制御装置であって、

第 1の電動機（MG2) と、

前記第 1の電動機（MG2) の発生した動力を第 1の駆動軸に連結される前記第 1の左右駆動輪に伝達する第 1の動力伝達機構と、

前記第 2の左右駆動輪にそれぞれ連結されて互いに独立駆動が可能であり、かつ、前記第 1の電動機（MG2) とは定格出力が異なる 2個の第 2の電動機（M GL, MGR) と、

前記 2個の第 2の電動機（MGL， MGR) が発生した動力を前記第 2の左右駆動輪にそれぞれ伝達する第 2の動力伝達機構と、

電源 (B) から電力の供給を受けて前記第 1の電動機（MG2) を駆動制御する第 1の駆動回路（31) と、

前記電源 (B) 力ら電力の供給を受けて前記 2個の第 2の電動機（MGL， M

GR) をそれぞれ駆動制御する 2個の第 2の駆動回路（20 L, 2 OR) と、前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動力について、前記第 1および第 2の電動機（MG2， MGL, MGR) の間で出力配分を決定する駆動力配分決定部（62) 'と、

前記第 1および第 2の電動機（MG2， MGL, MGR) がそれぞれ配分された駆動力を出力するように、前記第 1および第 2の駆動回路（31， 20 L, 2 OR) を制御する駆動制御部（70， 74, 76) とを備え、

前記第 1および第 2の動力伝達機構は、少なくとも一方が対応する電動機が発生した動力をその回転速度を減速させて対応する駆動輪に伝達する減速機（RD， 6, 8) を含み、

前記駆動力配分決定部（62) は、

前記第 1およぴ第 2の電動機（MG2, MGL, MGR) の各々について、トルクおよび回転速度に対する効率特性をトルクおよび車両速度に対する効率特性に予め変換して格納する格納手段と、前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度と、格納された前記第 1および第 2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、前記第 1および第 2の電動機の出力トルクの総和が前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクを満たすとともに、前記第 1および第 2の電動機全体の効率が所定の閾値以上となるように、前記第 1および第 2 の電動機（MG2， MGL, MGR) の間で出力配分を決定する第 1の配分決定手段とを含む、四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

2. 前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動力を検出する駆動力検出部と、

前記車両速度を検出する車両速度検出部（40, 42， 44, 46) とをさらに備え、

前記第 1の配分決定手段は、前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度ごとに、前記第 1および第 2の電動機（MG2， MGL, MGR) のトルクおよび車両速度に対する効率特性に基づいて前記第 1および第 2の電動機全体の効率が最も高くなるときの前記第 1および第 2の電動機 (MG

2. MGL, MGR) の出力配分を予め設定して記憶する記憶手段を含み、検出された前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トノレクおよび車両速度に対応する前記第 1および第 2の電動機（MG2, MGL, MGR) の出力配分を前記記憶手段から抽出する、請求の範囲 1に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

3. 前記車両の操舵角を検出する操舵角検出部（56) をさらに備え、

前記第 1の配分決定手段は、検出された前記車両の操舵角に基づいて、決定された前記第 1および第 2の電動機（MG2， MGL, MGR) 間の出力配分を補正する、請求の範囲 2に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

4. 前記第 1および第 2の左右駆動輪のスリップを検出する車輪スリップ検出部をさらに備え、

前記第 1の配分決定手段は、前記第 1および第 2の左右駆動輪の一方にスリップが検出されたとき、決定された前記第 1および第 2の電動機（MG2， MGL, MGR) 間の出力配分を補正する、請求の範囲 2に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

5. 前記駆動力配分決定部（62) は、

前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度ごとに、前記第 1およぴ第 2の電動機（MG2, MGL, MGR) 間の出力配分と前記車両（100) の走行状態とに基づいて、前記車両（100) の挙動の安定度を示す評価値を取得する評価値取得手段と、

前記第 1および第 2の.電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度と、変換された前記第 1および第 2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、前記第 1および第 2の電動機の出力トルクの総和が前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動トルクを満たし、力つ、前記第 1および第 2の電動機全体の効率が所定の閾値以上となるときの前記第 1および第 2の電動機（MG 2, MGL, MGR) 間の出力配分を選出するとともに、前記車両

(100) の走行状態に応じて、選出された前記第 1および第 2の電動機（MG 2, MGL, MGR) 間の出力配分の中から前記評価値が最も高くなるときの出力配分を前記第 1および第 2の電動機（MG2, MGL, MGR) 間の出力配分に決定する第 2の配分決定手段と、

外部から操作可能に設けられ、操作状態に応じて前記第 1および第 2の配分決定手段のいずれか一方を選択する選択手段とをさらに含む、請求の範囲 1に記载の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

6. 前記電源 (B) と前記第 1の駆動回路（31) との間で電圧変換を行なう電圧変換回路（12) と、

閉状態において前記電源 (B) からの電圧を前記第 2の駆動回路（20 L, 2 OR) に直接的に供給可能に設けられた第 1のスィッチ回路（SW1) と、閉状態において前記電圧変換回路（1 2) の出力電圧を前記第 2の駆動回路 (20L, 2 OR) に供給可能に設けられた第 2のスィッチ回路（SW2) とをさらに備え、

前記駆動力配分決定部（62) は、

前記第 2の電動機 (MRL, MGR) が配分された駆動力に基づいて前記第 2 の駆動回路（20 L， 2 OR) の入力電圧の目標値を演算する演算手段と、演算された前記目標値が前記電源、 (B) からの電圧以下となるとき、前記第 1 のスィッチ回路（SW1) を閉状態とするとともに、前記第 2のスィッチ回路 (SW2) を開状態とする第 1の開閉制御手段と、

演算された前記目標値が前記電源（B) からの電圧よりも高いとき、前記第 1 のスィッチ回路（SW1) を開状態とするとともに、前記第 2のスィッチ回路 (SW2) を閉状態とする第 2の開閉制御手段とをさらに含む、請求の範囲 1から請求の範囲 5のいずれか 1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

7. 前記第 1の左右駆動輪は、前記車両の俞輪（FL， FR) を構成し、かつ、前記第 2の左右駆動輪は、前記車両の後輪（RL, RR) を構成する、請求の範囲 1から請求の範囲 5のいずれか 1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

8. 前記第 1の左右駆動輪は、前記車両の後輪（RL， RR) を構成し、かつ、前記第 2の左右駆動輪は、前記車両の前輪（FL, FR) を構成する、請求の範囲 1から請求の範囲 5のいずれか 1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

9. 前記 2個の第 2の電動機（MGL, MGR) の各々は、インホイ一ノレモータである、請求の範囲 1から請求の範囲 5のいずれか 1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。

10. 前記車両（100) は、ハイブリッド車両であり、

前記第 1の動力伝達機構は、内燃機関（ENG) の発生した動力に前記第 1の電動機 (MG2) が発生した動力を合成して前記第 1の駆動軸に連結される前記第 1の左右駆動輪に伝達し、

前記駆動力配分決定部（62) は、前記車両（100) に要求される駆動力について、前記内燃機関（ENG) および前記第 1および第 2の電動機（MG2， MGL, MGR) 全体との間の出力配分を決定するとともに、決定された前記第 1および第 2の電動機全体に要求される駆動力について、前記第 1および第 2の電動機（MG 2, MGL, MGR) の間で出力配分を決定する、請求の範囲 1から請求の範囲 5のいずれか 1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。