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JP2003209902A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

車両の駆動力制御装置

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JP2003209902A
JP2003209902A JP2002004984A JP2002004984A JP2003209902A JP 2003209902 A JP2003209902 A JP 2003209902A JP 2002004984 A JP2002004984 A JP 2002004984A JP 2002004984 A JP2002004984 A JP 2002004984A JP 2003209902 A JP2003209902 A JP 2003209902A
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torque
vehicle
speed
rotation speed
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Keiji Kadota
圭司 門田
Koichi Shimizu
弘一 清水
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】クラッチ等の故障に伴う電動機の劣化を防止す
る。 【解決手段】前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで
駆動する。エンジンを制御するエンジンコントローラ
は、モータ回転数が所定回転数以上と判定すると、目標
車輪速と現在の車輪速度の偏差分に応じたエンジントル
クのトルクダウン制御を行う。これによって、モータの
回転数は、クラッチの異常の有無に関係なく、許容限界
回転数未満となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】車両の駆動力制御装置として
は、例えば特開平１１−２４３６０８号公報に記載のも
のがある。この装置では、エンジンの出力トルクを主駆
動輪（前輪）に伝達すると共に、電動機の出力トルクを
クラッチを介して従駆動輪（後輪）に伝達することで四
輪駆動状態とする。そして、上記従来公報の車両にあっ
ては、電動機を駆動する時のモータイナーシャによるシ
ョックを防止するために、クラッチをオン（接続状態）
としてから電動機の出力トルクを徐々に上昇するように
制御する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】電動機で従駆動輪を駆
動可能な車両にあっては、一般に、従駆動輪を駆動する
際にクラッチをオンにし、また、電動機で従駆動輪を駆
動しない場合にはクラッチをＯＦＦとして、電動機と従
駆動輪とを切り離した状態としておく。しかし、クラッ
チが切れないというような故障等が発生した場合には、
電動機は従駆動輪に連れ回される状態となるため、車両
が所定の車両速度以上で走行するたびに電動機が過剰回
転状態となる。この結果、電動機の寿命がその分短くな
るおそれ、つまり電動機が劣化するおそれがある。
【０００３】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、クラッチ等の故障に伴う電動機の劣化
を防止することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載した発明は、前後輪の
一方を駆動する主駆動源と、前後輪の他方を駆動する電
動機と、車両速度を制御可能な車両速度制御手段とを備
える車両の駆動力制御装置において、電動機の回転数を
検出するモータ回転数検出手段を有し、上記車両速度制
御手段は、検出した電動機の回転数が当該電動機の許容
限界回転数以下となるように車両速度を制限する車両速
度制限手段を備えることを特徴とするものである。
【０００５】次に、請求項３に記載した発明は、請求項
１又は請求項２に記載した構成に対し、上記車両速度制
限手段は、電動機の出力トルク上限値を、電動機の回転
数が許容限界回転数に近づくにつれて連続的若しくは段
階的に小さくすることを特徴とするものである。次に、
請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいず
れかに記載した構成に対し、車両速度制限手段は、運転
者のアクセル操作とは無関係に主駆動源の出力トルクを
低減することで車両速度を制限することを特徴とするも
のである。
【０００６】次に、請求項５に記載した発明は、請求項
１〜請求項４のいずれかに記載した構成に対し、主駆動
源と当該主駆動源で駆動される主駆動輪との間のトルク
伝達経路に変速機が介挿されている車両において、上記
車両速度制限手段は、上記変速機の変速比が小さくなる
方向に変更することを禁止若しくは変速比が大きくなる
方向に変更させることで、車両速度を制限することを特
徴とするものである。
【０００７】
【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、電動
機の回転数が許容限界回転数を越えないように、エンジ
ン制御やブレーキ制御などの車両速度制限手段を通じて
車両速度を制限する結果、電動機が過剰回転となること
が防止されてクラッチの故障などによる当該電動機の劣
化を防ぐことができる。ここで、許容限界回転数とは、
例えば使用する電動機の規格などで設定されている使用
限界の回転数である。勿論、安全性や耐久性などを考慮
して、上記使用限界の回転数よりも低い回転数を許容限
界回転数としても良い。
【０００８】次に、請求項２に記載した発明によれば、
電動機が所定回転数以上の場合にだけ車両速度の制限を
行うので、通常走行状態への影響を小さく抑えられる。
ここで、上記所定回転数は、上記許容限界回転数から、
車両制御の応答遅れ分などを考慮した余裕回転数分だけ
小さくした値である。さらに、上記所定回転数は、通常
の車両制御で発生する電動機の回転数よりも大きな回転
数に設定すると良い。
【０００９】次に、請求項３に記載した発明によれば、
電動機の回転数が所定回転数に近づくにつれて、電動機
で駆動される従駆動輪の駆動トルクの上限値が抑えられ
る。したがって、電動機の回転数が高くなるほど車両の
加速性が低下し、車両速度の上昇が抑えられるように当
該車両速度が制限される結果、電動機の回転数が許容限
界回転数未満となり過剰回転が抑えられ易くなる。な
お、電動機の回転数が許容限界回転数となる前に、電動
機の出力トルク上限値がゼロとなるように設定すること
が好ましい。
【００１０】特に、低μ路の走行などによって、電動機
に駆動される従駆動輪が加速スリップしても、電動機の
回転数が高くなるほどその加速スリップが抑えられる。
次に、請求項４に記載した発明によれば、主駆動源の出
力トルクを低減することで確実に車両速度を制限するこ
とができる。次に、請求項５に記載した発明によれば、
変速機のシフトアップを禁止若しくはシフトダウンさせ
ることで、車両速度を制限することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、図１に示す
ように、左右前輪１Ｌ、１Ｒが内燃機関であるエンジン
２によって駆動され、左右後輪３Ｌ、３Ｒが電動機であ
るモータ４によって駆動可能となっている四輪駆動可能
な車両の場合の例である。まず、構成について説明する
と、図１に示すように、エンジン２の出力トルクＴｅ
が、トランスミッション３０及びディファレンシャル・
ギヤ３１を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されるよう
になっている。
【００１２】上記トランスミッション３０は、シフト制
御部３２からのシフト指令を入力すると、入力したシフ
ト指令に応じた変速比に設定変更される。シフト制御部
３２は、シフトレバー等の変速指示器３３の変速指示に
応じたシフト指令をトランスミッション３０に出力す
る。シフト制御部３２は、図２に示すような処理を行
う。すなわち、ステップＳ１００にて変速指示器３３か
ら変速指令が入力されるまで待機し、変速指令を入力す
るとステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０で
は、後述のモータ用回転数センサ２６からの信号に基づ
きモータ回転数Ｎｍが所定回転数、例えば２００００ｒ
ｐｍ以上か否かを判定し、２００００ｒｐｍ以上と判定
すると、ステップＳ１２０に移行し、２００００ｒｐｍ
未満と判定するとステップＳ１３０に移行する。
【００１３】ステップＳ１２０では、新たに入力した変
速指示の変速比が、現在の変速比よりも大きいか否か、
つまりシフトダウンか否かを判定し、現在の変速比より
も大きいと判定した場合にはステップＳ１３０に移行す
る。一方、現在の変速比と等しいか小さい、つまりシフ
ト変更無しかシフトアップと判定した場合には、変速変
更を行うことなく復帰する。ステップＳ１３０では、変
速指示に対応するシフト指令をトランスミッション３０
に出力して、復帰する。
【００１４】ここで、トランスミッション３０での変速
比の変更は多段的である必要はなく、無断変速であって
も構わない。また、変速比の変更指示は、運転者からの
指示に限定されない。また、トランスミッション３０及
びシフト制御部３２は、車両速度制御手段を構成し、ま
た、ステップＳ１１０及びＳ１２０は車両速度制限手段
を構成する。また、エンジン２の回転トルクＴｅの一部
は、無端ベルト６を介して発電機７に伝達される。
【００１５】上記発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅ
にプーリ比を乗じた回転数Ｎｈで回転し、４ＷＤコント
ローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｈに応じて、
エンジン２に対し負荷となり、その発電負荷トルクに応
じた電力を発電する。その発電機７が発電した電力は、
電線９を介してモータ４に供給可能となっている。その
電線９の途中にはジャンクションボックス１０が設けら
れている。上記モータ４の駆動トルクは、減速機１１及
びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに伝達可能とな
っている。図１中、符号１３はデフを表す。
【００１６】上記エンジン２の吸気管路１４（例えばイ
ンテークマニホールド）には、スロットルバルブ１５が
介装されている。スロットルバルブ１５は、アクセルペ
ダル１７の踏み込み量等に応じてスロットル開度が調整
制御されるアクセルバイワイヤー方式である。すなわ
ち、上記スロットルバルブ１５は、ステップモータ１９
をアクチュエータとし、そのステップモータ１９のステ
ップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。そ
のステップモータ１９の回転角は、エンジンコントロー
ラ１８からの開度信号によって調整制御される。
【００１７】アクセルペダル１７の踏み込み量を検出す
るアクセルセンサ２０を有し、該アクセルセンサ２０
は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジン
コントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力して
いる。また、エンジン２の回転数を検出するエンジン回
転数検出センサ２１を備え、エンジン回転数検出センサ
２１は、検出した信号をエンジンコントローラ１８及び
４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１８】エンジンコントローラ１８では、所定のサ
ンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいて図３に
示すような処理が行われる。すなわち、まずステップＳ
２００で、後述のモータ用回転数センサ２６からの信号
に基づきモータ回転数Ｎｍが所定回転数例えば２０００
ｒｐ以上か否かを判定し、モータ回転数Ｎｍが２０００
０ｒｐｍ未満と判定されればステップＳ２１０に移行す
る。一方、モータ回転数Ｎｍが２００００ｒｐｍ以上と
判定すれば、ステップＳ２９０に移行する。
【００１９】ステップＳ２１０では、エンジン２で駆動
される前輪１Ｌ、１Ｒに発生した加速スリップ量ΔＶＦ
が、目標加速スリップ量ΔＳＶ以上か否かを判定し、目
標加速スリップ量ΔＳＶ以上の加速スリップが発生して
いないと判定したらステップＳ２２０に移行する。一
方、目標加速スリップ量ΔＳＶ以上の加速スリップが発
生していると判定した場合には、ステップＳ２７０に移
行する。ここで、上記加速スリップ量ΔＶＦは、後輪３
Ｌ、３Ｒと前輪１Ｌ、１Ｒとの間の車輪速差に基づき判
定することができる。
【００２０】ステップＳ２２０では、アクセルセンサ２
０からの検出信号に基づいて、運転者の要求する目標出
力トルクＴｅＮを演算して、ステップＳ２３０に移行す
る。ステップＳ２３０では、スロットル開度やエンジン
回転数Ｎｅなどに基づき、現在の出力トルクＴｅを算出
してステップＳ２４０に移行する。ステップＳ２４０で
は、現在の出力トルクＴｅに対する目標出力トルクＴｅ
Ｎの偏差分ΔＴｅを下記式に基づき出力して、ステップ
Ｓ２５０に移行する。
【００２１】ΔＴｅ ＝ＴｅＮ − Ｔｅ ステップＳ２５０では、その偏差分ΔＴｅに応じたスロ
ットル開度θの変化分Δθを演算し、その開度の変化分
Δθに対応する開度信号を上記ステップモータ１９に出
力して、復帰する。一方、ステップＳ２７０では、通常
のＴＣＳ制御を実施すべく、下記式に基づき加速スリッ
プ抑制のためのトルクダウン量ＴＤを演算し、ステップ
Ｓ２８０に移行する。
【００２２】ＴＤ ＝ Ｋ１・ΔＶＦ Ｋ１は、ゲインである。ステップＳ２８０では、そのト
ルクダウン量ＴＤに応じたスロットル開度θの変化分Δ
θを演算し、その開度の変化分Δθに対応する開度信号
を上記ステップモータ１９に出力して、復帰する。ま
た、ステップＳ２００にてモータ４が所定回転数以上
（２００００ｒｐｍ以上）で回転していると判定する
と、ステップＳ２９０に移行して、下記式に基づきトル
クダウン量ＴＤを演算し、ステップＳ２８０に移行す
る。 ＴＤ＝ Ｋ２・（ＶＦ − ＶＳ） − ＴFF ここで、Ｋ２は、上記Ｋ１よりも大きなゲインである。
【００２３】ＶＦは、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの
車輪速である。ＶＳは、例えば４０ｋｍ／ｈなど、前輪
１Ｌ、１Ｒの目標制限車輪速度である。また、ＴFFは、
車両速度を制限した際に登坂時であっても失速感の無い
車速制御を可能とするための補正項であり、登坂に打ち
勝つために必要なトルク分である。
【００２４】ここで、車重をＷとし、路面の勾配をθと
すると、図４に示すように、登坂抵抗はＷ・ｓｉｎθと
表現できる。さらに、タイヤ半径をｒとすると、タイヤ
軸トルクはＷ・ｓｉｎθ・ｒとなる。このタイヤ軸トル
クをエンジントルクに換算することで、下記式のように
登坂に必要なトルクＴFFは表される。すなわち、下記式
に基づきトルクＴFFは算出すればよい。
【００２５】 ここで、Ｇ１は、ディファレンシャル・ギヤのギア比Ｇ
２は、トランスミッションの変速ギア比を表す。
【００２６】なお、エンジン２やエンジンコントローラ
１８は、車両速度制御手段を構成し、ステップＳ２０
０、Ｓ２９０，Ｓ２８０は車両速度制限手段を構成す
る。また、上記発電機７は、図５に示すように、出力電
圧Ｖを調整するための電圧調整器２２（レギュレータ）
を備え、４ＷＤコントローラ８によって界磁電流Ｉｆｈ
が調整されることで、エンジン２に対する発電負荷トル
クＴｈ及び発電する電圧Ｖが制御される。電圧調整器２
２は、４ＷＤコントローラ８から発電機制御指令（界磁
電流値）を入力し、その発電機制御指令に応じた値に発
電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整すると共に、発電機７の
出力電圧Ｖを検出して４ＷＤコントローラ８に出力可能
となっている。なお、発電機７の回転数Ｎｈは、エンジ
ン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することが
できる。
【００２７】また、上記ジャンクションボックス１０内
には電流センサ２３が設けられ、該電流センサ２３は、
発電機７からモータ４に供給される電力の電流値Ｉａを
検出し、当該検出した電機子電流信号を４ＷＤコントロ
ーラ８に出力する。また、電線９を流れる電圧値（モー
タ４の電圧）が４ＷＤコントローラ８で検出される。符
号２４は、リレーであり、４ＷＤコントローラ８から指
令によってモータ４に供給される電力（電流）の遮断及
び接続が制御される。
【００２８】また、モータ４は、４ＷＤコントローラ８
からの指令によって界磁電流Ｉｆｍが制御され、その界
磁電流Ｉｆｍの調整によって駆動トルクＴｍが調整され
る。なお、符号２５はモータ４の温度を測定するサーミ
スタである。上記モータ４の駆動軸の回転数Ｎｍを検出
するモータ用回転数センサ２６を備え、該モータ用回転
数センサ２６は、検出したモータ４の回転数信号を４Ｗ
Ｄコントローラ８、エンジンコントローラ１８、及びシ
フト制御部３２にそれぞれ出力する。
【００２９】また、上記クラッチ１２は、油圧クラッチ
や電磁クラッチから構成され、４ＷＤコントローラ８か
らのクラッチ制御指令に応じたトルク伝達率でトルクの
伝達を行う。また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒに
は、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７
ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７
ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１
Ｒ、３Ｌ、３Ｒのエンジン回転数Ｎｅに応じたパルス信
号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力す
る。
【００３０】ここで、図５中符号４０は発電機２０に電
力を供給する線に設けられたリレーである。４ＷＤコン
トローラ８は、図６に示すように、発電機制御部８Ａ、
リレー制御部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、クラッチ制御部
８Ｄ、余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、
余剰トルク変換部８Ｇを備える。この４ＷＤコントロー
ラ８は、車両速度制御手段を構成する。
【００３１】上記発電機制御部８Ａは、電圧調整器２２
を通じて、発電機７の発電電圧Ｖをモニターしながら、
当該発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整することで、発電
機７の発電電圧Ｖを所要の電圧に調整する。リレー制御
部８Ｂは、発電機７からモータ４への電力供給の遮断・
接続を制御する。モータ制御部８Ｃは、モータ４の界磁
電流Ｉｆｍを調整することで、当該モータ４のトルクを
所要の値に調整する。
【００３２】また、所定のサンプリング時間毎に、入力
した各信号に基づき、図７に示すように、余剰トルク演
算部８Ｅ→目標トルク制限部８Ｆ→余剰トルク変換部８
Ｇの順に循環して処理が行われる。まず、余剰トルク演
算部８Ｅは、発電機制御手段を構成して、図８に示すよ
うな処理を行う。すなわち、先ず、ステップＳ３１０に
おいて、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、
２７ＲＲからの信号に基づき演算した、前輪１Ｌ、１Ｒ
（主駆動輪）の車速から後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）の
車速を減算することで、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ
量であるスリップ速度ΔＶＦを求め、ステップＳ３２０
に移行する。なお、加速スリップの有無、及びその加速
スリップ量を路面反力トルク等から推定して求めても良
い。
【００３３】ステップＳ３２０では、上記求めたスリッ
プ速度ΔＶＦが所定値例えばゼロより大きいか否かを判
定する。スリップ速度ΔＶＦが０以下と判定した場合に
は、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと推定さ
れるので、ステップＳ３３０に移行して、Ｔｈに０を代
入した後に復帰する。一方、ステップＳ３２０におい
て、スリップ速度ΔＶＦが０より大きいと判定した場合
には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていると推定さ
れるので、ステップＳ３４０に移行する。
【００３４】ステップＳ３４０では、前輪１Ｌ、１Ｒの
加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクＴΔＶＦ
を下記式に基づき演算してステップＳ３５０に移行す
る。 ＴΔＶＦ ＝ Ｋ１×ΔＶＦ ここで、Ｋ１は実験などによって求めたゲインである。
ステップＳ３５０では、現在の発電機７の発電負荷トル
クＴＧを、下記式に基づき演算したのち、ステップＳ３
６０に移行する。
【００３５】 ここで、 Ｖ ：発電機７の電圧 Ｉａ：発電機７の電機子電流 Ｎｈ：発電機７の回転数 Ｋ３：効率 Ｋ２：係数 である。
【００３６】ステップＳ３６０では、下記式に基づき、
余剰トルクつまり発電機７で負荷すべき目標の発電負荷
トルクＴｈを求め、復帰する。 Ｔｈ ＝ ＴＧ ＋ ＴΔＶＦ 次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図９に基
づいて説明する。すなわち、まず、ステップＳ４１０
で、上記目標発電負荷トルクＴｈが、発電機７の最大負
荷容量ＨＱより大きいか否かを判定する。目標発電負荷
トルクＴｈが当該発電機７の最大負荷容量ＨＱ以下と判
定した場合には、ステップＳ４３０に移行する。一方、
目標発電負荷トルクＴｈが発電機７の最大負荷容量ＨＱ
よりも大きいと判定した場合には、ステップＳ４２０に
移行する。
【００３７】ステップＳ４２０では、下記式のように、
目標の発電負荷トルクＴｈを最大負荷容量ＨＱに制限し
た後にステップＳ４３０に移行する。 Ｔｈ ＝ ＨＱ ステップＳ４３０では、エンジン回転数検出センサ２１
及びスロットルセンサからの信号に基づいて、現在のエ
ンジン出力トルクＴｅを演算してステップＳ４４０に移
行する。
【００３８】ステップＳ４４０では、現在のエンジン回
転数Ｎｅなどからエンジン２が停止しない最低の許容ト
ルクＴｋを求め、ステップＳ４５０に移行する。なお、
許容トルクＴｋを求める代わりに所定値としても構わな
い。ステップＳ４５０で、下記式に基づき、偏差トルク
ΔＴｅを演算して、ステップＳ４６０に移行する。 ΔＴｅ ＝ Ｔｅ −Ｔｋ ステップＳ４６０では、偏差トルクΔＴｅが目標の発電
負荷トルクＴｈよりも小さいか否かを判定する。ΔＴｅ
≧Ｔｈと判定した場合には、復帰する。一方、ΔＴｅ＜
Ｔｈと判定した場合には、ステップＳ４７０に移行す
る。
【００３９】ステップＳ４７０では、下記式によって目
標の発電負荷トルクＴｈを偏差トルクΔＴｅに低減した
後に、復帰する。 Ｔｈ ＝ ΔＴｅ −α αは余裕代である。もっとも、α＝０としても良い。次
に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図１０に基
づいて説明する。まず、ステップＳ５００で、Ｔｈが０
より大きいか否かを判定する。Ｔｈ＞０と判定されれ
ば、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしているので、ステ
ップＳ５１０に移行する。また、Ｔｈ＝０と判定されれ
ば、前輪１Ｌ、１Ｒは加速スリップしていないので、以
降の処理をすることなく復帰する。
【００４０】ステップＳ５１０では、モータ用回転数セ
ンサ２６が検出したモータ４の回転数Ｎｍを入力し、そ
のモータ４の回転数Ｎｍに応じた目標モータ界磁電流Ｉ
ｆｍを算出し、当該目標モータ界磁電流Ｉｆｍをモータ
制御部８Ｃに出力した後、ステップＳ５２０に移行す
る。ここで、上記モータ４の回転数Ｎｍに対する目標モ
ータ界磁電流Ｉｆｍは、回転数Ｎｍが所定回転数以下の
場合には一定の所定電流値とし、モータ４が所定の回転
数以上になった場合には、公知の弱め界磁制御方式でモ
ータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくする（図１１参照）。
すなわち、モータ４が高速回転になるとモータ誘起電圧
の上昇によりモータトルクが低下することから、上述の
ように、モータ４の回転数Ｎｍが所定値以上になったら
モータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくして誘起電圧Ｅを低
下させることでモータ４に流れる電流を増加させて所要
モータトルクＴｍを得るようにする。
【００４１】ステップＳ５２０では、上記目標モータ界
磁電流Ｉｆｍ及びモータ４の回転数Ｎｍからモータ４の
誘起電圧Ｅを算出して、ステップＳ５３０に移行する。
ステップＳ５３０では、上記余剰トルク演算部８Ｅが演
算した発電負荷トルクＴｈに基づき対応するモータトル
クＴｍを算出して、ステップＳ５４０に移行する。ステ
ップＳ５４０では、図１２に基づき、現在のモータ回転
数Ｎｍに応じたトルク上限値Ｔｍｘを求めて、ステップ
Ｓ５５０に移行する。
【００４２】本実施形態におけるトルク上限値Ｔｍｘ
は、図１２のように、モータ回転数Ｎｍが２００００ｒ
ｐｍ以上となると、回転数が大きくなるほど連続的に小
さくなるように設定されている。ステップＳ５５０で
は、ステップＳ５３０で算出したモータトルクＴｍがト
ルク上限値Ｔｍｘよりも大きいか否かを判定し、トルク
上限値Ｔｍｘ以下であれば、ステップＳ５７０に移行す
る。一方、トルク上限値Ｔｍｘよりも大きい場合には、
ステップＳ５６０に移行する。
【００４３】ステップＳ５６０では、モータトルクに現
在のモータ回転数Ｎｍに応じたトルク上限値Ｔｍｘを設
定してステップＳ５７０に移行する。ステップＳ５７０
では、上記目標モータトルクＴｍ及び目標モータ界磁電
流Ｉｆｍを変数として対応する目標電機子電流Ｉａを算
出して、ステップＳ５８０に移行する。ステップＳ５８
０では、下記式に基づき、上記目標電機子電流Ｉａ、抵
抗Ｒ、及び誘起電圧Ｅから発電機７の目標電圧Ｖを算出
し、当該発電機７の目標電圧Ｖを発電機制御部８Ａに出
力したのち、復帰する。
【００４４】Ｖ＝Ｉａ×Ｒ＋Ｅ なお、抵抗Ｒは、電線９の抵抗及びモータ４のコイルの
抵抗であるここで、ステップＳ５４０〜Ｓ５６０は車両
速度制限手段を構成する。次に、上記構成の装置におけ
る作用などについて説明する。路面μが小さいためや運
転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量が大きいな
どによって、エンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに伝達され
たトルクが路面限界トルクよりも大きくなると、つま
り、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップする
と、その加速スリップ量に応じた発電負荷トルクＴｈで
発電機７が発電することで、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達され
る駆動トルクが、当該前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界ト
ルクに近づくように調整される。この結果、主駆動輪で
ある前輪１Ｌ、１Ｒでの加速スリップが抑えられる。さ
らに、加速スリップ量が目標加速スリップ量ΔＳＶ以上
である場合には、ＴＣＳ制御によってエンジンの出力ト
ルクも抑えられる結果、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ
の収束性が向上する。
【００４５】また、発電機７で発電した余剰の電力によ
ってモータ４が駆動され、従駆動輪である後輪３Ｌ、３
Ｒも駆動されることで、四輪駆動状態となって車両の加
速性が向上する。このとき、主駆動輪の路面反力限界ト
ルクを越えた余剰のトルクでモータ４を駆動するため、
エネルギー効率が向上し、燃費の向上に繋がる。すなわ
ち、本実施形態では、滑り易い路面等では前輪１Ｌ、１
Ｒに全てのエンジン２の出力トルクＴｅを伝達しても全
てが駆動力として使用されないことに鑑みて、前輪１
Ｌ、１Ｒで有効利用できない駆動力を後輪３Ｌ、３Ｒに
出力して加速性を向上させるものである。
【００４６】ここで、通常走行時のタイムチャートを図
１３に示す。この図１３に示すように、前輪１Ｌ、１Ｒ
が加速スリップするとモータトルクが発生するが、モー
タ回転数Ｎｍが所定回転数となると、クラッチ１２がＯ
ＦＦ（切断状態）となって、モータが後輪３Ｌ、３Ｒに
連れ回されることが防止されて、モータ４の過回転が防
止される。ここで、モータ回転数Ｎｍは、後輪３Ｌ、３
Ｒの車輪速に換算した値で図１３に表示してある。図１
４においても同様である。
【００４７】一方、クラッチ１２の故障などでクラッチ
１２がオン（接続状態）となって、モータ４が後輪３
Ｌ、３Ｒに常に連れ回される状態となった場合には、図
１４に示すタイムチャートのように、モータ４の回転数
が所定回転数（本実施形態では２００００ｒｐｍ）以上
となると、エンジントルクがトルクダウンして前輪１
Ｌ、１Ｒの車輪速が所定速度である４０ｋｍ／ｈに収束
するように制御されるように車両速度が制限される結
果、モータ４の回転数が抑えられて許容限界回転数（例
えば２５０００ｒｐｍ）を越えることが防止、つまり過
剰回転が防止される。このとき、トルクダウン分として
補正項として登坂トルクＴFF分を補償していることで、
車両速度制限のために登坂時にトルクダウンを行って
も、失速感を抑えることが可能となる。
【００４８】また、モータ回転数Ｎｍが所定回転数以上
となってエンジントルクがダウンしても、トランスミッ
ション３０でのシフトアップが禁止されることで、エン
ジンブレーキによって車両速度がさらに制限される。さ
らに、モータ回転数Ｎｍが所定回転数２００００回転数
を超えると、モータ回転数Ｎｍが大きくなって許容上限
値に近づくほど、上限値が小さくなることで、四輪駆動
状態から二輪駆動状態に変更されて加速性が抑えられ
て、車両速度が制限される。
【００４９】ここで、上記実施形態では、後輪３Ｌ、３
Ｒに対し主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒのスリップ量に
基づいて発電負荷トルクを決定し、その発電負荷トルク
となるように発電機７で発電する電力、つまりモータ４
に供給する電力を設定しているが、これに限定されな
い。例えば、後輪３Ｌ、３Ｒで必要な駆動トルクを別途
計算し、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップとは独立して、
必要な駆動トルクに応じた電力となるように発電機７の
発電を調整して、当該発電機７で所定の発電負荷トルク
ＴＧを生じるようにしても良い。
【００５０】また、上記実施形態では、３つの車両速度
制限手段を併用し、各車両速度の制限を開始するモータ
回転数Ｎｍを同じ２００００ｒｐｍに設定しているが、
それぞれ個別に設定しても構わない。また、３つの車両
速度制限手段を全て実施する必要はなく、そのうちの１
又は２以上の車両速度制限手段だけを備えて有れば良
い。また、車両速度制御手段として、ブレーキ制御を採
用し、ブレーキによって車両速度の制限を行うようにし
ても良い。
【００５１】また、上記実施形態では、モータトルクの
上限値を直接、低減させることで、車両速度の制限を実
施しているが、目標トルク制限部において、モータトル
クに影響のある目標発電負荷トルクＴｈの上限値を、モ
ータ４の回転数が許容回転数に近づくにつれて、連続的
若しくは段階的に小さくするように設定することで、間
接的に、モータトルクの上限値を、モータ４の回転数が
許容回転数に近づくにつれて、連続的若しくは段階的に
小さくするように制限しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る概略装置構成図
である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るシフト制御部の
処理を示す図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係るエンジンコント
ローラの処理を示す図である。
【図４】登坂用のトルクを説明する図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係る制御装置のシス
テム構成図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係る４ＷＤコントロ
ーラの構成図である。
【図７】本発明に基づく実施形態に係る装置で処理手順
を示す図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係る余剰トルク演算
部の処理を示す図である。
【図９】本発明に基づく実施形態に係る目標トルク制限
部の処理を示す図である。
【図１０】本発明に基づく実施形態に係る余剰トルク変
換部の処理を示す図である。
【図１１】本発明に基づく実施形態に係る余剰トルク変
換部のタイムチャート例を示す図である。
【図１２】本発明に基づく実施形態に係るモータの回転
数に対する出力トルク上限値の関係を示す図である。
【図１３】通常走行時におけるタイムチャートの例を示
す図である。
【図１４】クラッチ異常発生時のタイムチャートの例を
示す図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ 前輪 ２ エンジン ３Ｌ、３Ｒ 後輪 ４ モータ ６ ベルト ７ 発電機 ８ ４ＷＤコントローラ ９ 電線 １０ ジャンクションボックス １１ 減速機 １２ クラッチ １４ 吸気管路 １５ スロットルバルブ １８ エンジンコントローラ １９ ステップモータ ２０ アクセルセンサ ２１ エンジン回転数センサ ２２ 電圧調整器 ２３ 電流センサ ２６ モータ用回転数センサ（モータ回転数検出手段） ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ車輪速センサ ３０ トランスミッション ３１ ディファレンシャル・ギヤ ３２ シフト制御部 ３３ 変速指示器 Ｉｆｈ 発電機の界磁電流 Ｖ 発電機の電圧 Ｎｈ 発電機の回転数 Ｉａ 電機子電流 Ｉｆｍ モータの界磁電流 Ｅ モータの誘起電圧 Ｎｍ モータの回転数 ＴＧ 発電機負荷トルク Ｔｈ 目標発電機負荷トルク Ｔｈｎ 前回の目標発電機負荷トルク Ｔｍ モータのトルク Ｔｍｘ モータの出力トルク上限値 Ｔｅ エンジンの出力トルク ＴｅＮ 目標出力トルク Ｔｋ 許容トルク θ スロットル開度 ΔＶＦ 加速スリップ量 ΔＳＶ 目標加速スリップ量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA08 PA15 PG04 QN02 SE04 SE05 SE08 TB01 TO21 TR04 TW10 TZ01 TZ08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前後輪の一方を駆動する主駆動源と、前
    後輪の他方を駆動する電動機と、車両速度を制御可能な
    車両速度制御手段とを備える車両の駆動力制御装置にお
    いて、 電動機の回転数を検出するモータ回転数検出手段を有
    し、上記車両速度制御手段は、検出した電動機の回転数
    が当該電動機の許容限界回転数以下となるように車両速
    度を制限する車両速度制限手段を備えることを特徴とす
    る車両の駆動力制御装置。
  2. 【請求項２】 上記車両速度制限手段は、検出した電動
    機の回転数が上記許容限界回転数よりも回転数が低い所
    定回転数以上の場合に、上記車両速度の制限を行うこと
    を特徴とする請求項１に記載した車両の駆動力制御装
    置。
  3. 【請求項３】 上記車両速度制限手段は、電動機の出力
    トルク上限値を、電動機の回転数が許容限界回転数に近
    づくにつれて連続的若しくは段階的に小さくすることを
    特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両の駆動
    力制御装置。
  4. 【請求項４】 車両速度制限手段は、運転者のアクセル
    操作とは無関係に主駆動源の出力トルクを低減すること
    で車両速度を制限することを特徴とする請求項１〜請求
    項３のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
  5. 【請求項５】 主駆動源と当該主駆動源で駆動される主
    駆動輪との間のトルク伝達経路に変速機が介挿されてい
    る車両において、 上記車両速度制限手段は、上記変速機の変速比が小さく
    なる方向に変更することを禁止若しくは変速比が大きく
    なる方向に変更させることで、車両速度を制限すること
    を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載した
    車両の駆動力制御装置。
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