JP4162471B2

JP4162471B2 - 前後輪駆動車の駆動制御装置

Info

Publication number: JP4162471B2
Application number: JP2002328790A
Authority: JP
Inventors: 浩司勝田; 教寛岩瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: JP2004166383A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪および後輪の一方の車輪がエンジンで駆動可能とされ、他方の車輪が電動モータにより駆動可能とされた前後輪駆動車の駆動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼により作動するエンジンおよび第１モータジェネレータを備えたハイブリッド駆動機構により前輪を駆動し、電動機として機能する第２モータジェネレータにより後輪を駆動する形式の前後輪駆動車両たとえば４輪駆動車両において、発進加速時などには前輪の駆動に加えて、第２モータジェネレータによる後輪の駆動割合を高めた前後輪駆動状態とし、必要に応じて上記エンジンを作動させる前後輪駆動車両の制御装置が知られている。たとえば、特許文献１に記載された前後輪駆動車の制御装置がそれである。このような前後輪駆動車の制御装置によれば、上記従来の前後輪駆動車の制御装置では、圧雪路や凍結路のように路面摩擦係数が低い路面の走行時や坂路走行時のような前後輪駆動が要求される時には、前後輪の荷重配分比に応じて前後輪の駆動トルクが決定され、決定された前輪駆動トルクが出力されるようにエンジンおよび第１モータジェネレータが制御されるとともに、決定された後輪駆動トルクが出力されるように第２モータジェネレータが駆動される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１８６６０３号公報
【特許文献２】
特開２００２−０６７７２３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３４７７４号公報
【特許文献３】
特開平９−００２０９０号公報
【特許文献４】
特開平９−２４０３０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、たとえば坂路走行において、上記のように前後輪駆動状態とされると、第２モータジェネレータにより電力が大きく消費されて蓄電装置からの電力の持ち出し量が大きくなるために、その蓄電容量や発電容量に制限されることにより、路面摩擦係数が高いにも拘わらず、路面摩擦係数が低い路面の走行時と同様に、前後輪駆動状態での連続走行距離が十分に得られない場合があった。
【０００５】
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、特に坂路走行時において、前後輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる前後輪駆動車の駆動制御装置を提供することにある。
【０００６】
本発明者は上記課題を解決するために種々検討を重ねた結果、従来は前後輪駆動走行が必要であるとされていた坂路走行であっても、車輪がスリップするまでは従来のような前後輪荷重配分比に基づく完全な前後輪駆動状態としなくても必ずしも走行に支障が生じないことを見い出した。本発明は斯かる知見に基づいて為されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】
すなわち、第１発明の要旨とするところは、前輪および後輪の一方の車輪がエンジンで駆動可能とされ、他方の車輪が電動モータにより駆動可能とされた前後輪駆動車の駆動制御装置であって、(a) 前後輪駆動のために、運転者の要求トルクと前後輪のトルク配分比とに基づいて前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるべき第１出力トルクを算出するモータトルク算出手段と、(b) 前記一方の車輪のスリップの発生を判定するスリップ判定手段と、(c) そのスリップ判定手段により前記一方の車輪のスリップの発生が判定されるまでは、前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを所定のトルク制限値を超えないように制限し、前記一方の車輪のスリップの発生が判定された後にはそのトルク制限値を解消するモータトルク制限手段とを、含むことにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、スリップ判定手段により前記一方の車輪のスリップの発生が判定されるまでは、モータトルク制限手段により、前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクが所定のトルク制限値を超えないように制限され、前記一方の車輪のスリップの発生が判定された後にはそのトルク制限値が解消されるので、特に坂路走行時における前後輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【０００９】
【第１発明の他の様態】
ここで、好適には、前記モータトルク制限手段は、車両の走行路が坂路であるときに前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを、前記所定のトルク制限値を超えないように制限するものである。このようにすれば、坂路走行時における前後輪駆動状態での走行距離が一層長く得られるとともに、車両の走行路が坂路ではないときには、たとえば路面摩擦係数の低下に対応する前後輪駆動要求に従って前記第１出力トルクを用いた通常の前後輪駆動状態が得られる。
【００１０】
また、好適には、燃料の燃焼により作動するエンジンと、発電機および電動機として作動するモータジェネレータとを備え、複数の作動モードの中から車両状態に応じて決定された作動モードでそのエンジンおよびモータジェネレータを作動させるハイブリッド駆動装置により、前記一方の車輪が回転駆動されるものである。このようにすれば、エンジンによって回転駆動されるモータジェネレータによる発電電力により、蓄電装置或いは電動機に電力が供給されるので、坂路走行時における前後輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【００１１】
また、好適には、前記ハイブリッド駆動装置のモータジェネレータは、前記車両の後進走行時は前進走行時に比較して低い発電能力を有するものであり、前記モータトルク制限手段は、車両の後進走行であるときに前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを、前記所定のトルク制限値を超えないように制限するものである。このようにすれば、モータジェネレータが前進走行時に比較して低い発電能力となる後退走行において、坂路走行時における前後輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【００１２】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記課題を解決するための第２発明の要旨とするところは、前輪および後輪の一方の車輪がエンジンで駆動可能とされ、他方の車輪が電動モータにより駆動可能とされた前後輪駆動車の駆動制御装置であって、(a) 前後輪駆動のために、運転者の要求トルクと前後輪のトルク配分比とに基づいて前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるべき第１出力トルクを算出するモータトルク算出手段と、(b) 車両の後進走行であるときに前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを所定のトルク制限値を超えないように制限し、前記一方の車輪のトルクを優先的に利用するモータトルク制限手段とを、含むことにある。
【００１３】
【第２発明の効果】
このようにすれば、車両の後進走行であるときに、モータトルク制限手段により、前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクが所定のトルク制限値を超えないように制限され、前記一方の車輪のトルクが優先的に利用されるので、特に坂路走行時における前後輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【００１４】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例の駆動制御装置が適用されたハイブリッド車両である前後輪駆動車両すなわち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。この４輪駆動車両は、前輪系を第１原動機を備えた第１駆動装置すなわち主駆動装置１０にて駆動し、後輪系を第２原動機を備えた第２駆動装置すなわち副駆動装置１２にて駆動する形式の車両である。
【００１６】
上記主駆動装置１０は、ハイブリッド駆動装置として機能するものであり、空気および燃料の混合気が燃焼させられることにより作動させられる内燃機関であるエンジン１４と、電気モータおよび発電機として選択的に機能するモータジェネレータ（以下、ＭＧという）１６と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置１８と、変速比が連続的に変化させられる無段変速機２０とを同心に備えている。上記エンジン１４は第１原動機すなわち主原動機として機能し、ＭＧ１６も車両の駆動源である原動機として機能している。上記エンジン１４は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度θ_THを変化させるためにそのスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ２１を備えている。
【００１７】
上記遊星歯車装置１８は、機械的に力を合成し或いは分配する合成分配機構であって、共通の軸心まわりに独立して回転可能に設けられた３つの回転要素、すなわち上記エンジン１４にダンパ装置２２を介して連結されたサンギヤ２４と、第１クラッチＣ１を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つ上記ＭＧ１６の出力軸が連結されたキャリヤ２８と、第２クラッチＣ２を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つブレーキＢ１を介して非回転部材たとえばハウジング３０に連結されるリングギヤ３２とを備えている。上記キャリヤ２８は、サンギヤ２４およびリングギヤ３２とかみ合い且つ相互にかみ合う１対のピニオン（遊星歯車）３４および３６を、それらの自転可能に支持している。上記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１は、いずれも互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより係合させられたり、その押圧解除により解放されたりする油圧式摩擦係合装置である。
【００１８】
上記遊星歯車装置１８とそのキャリヤ２８に連結されたＭＧ１６は、エンジン１４の作動状態すなわちサンギヤ２４の回転状態においてＭＧ１６の発電量を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の回転速度を滑らかに増加させて車両の滑らかな発進加速を可能とする電気トルコン（ＥＴＣ）装置を構成している。このとき、遊星歯車装置１８のギヤ比ρ（サンギヤ２４の歯数／リングギヤ３２の歯数）がたとえば一般的な値である０．５とすると、リングギヤ３２のトルク：キャリヤ２８のトルク：サンギヤ２４のトルク＝１／ρ：（１−ρ）／ρ：１の関係から、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえば２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達されるので、トルク増幅モードと称される。
【００１９】
また、上記無段変速機２０は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ設けられた有効径が可変の１対の可変プーリ４０および４２と、それら１対の可変プーリ４０および４２に巻き掛けられた無端環状の伝動ベルト４４とを備えている。それら１対の可変プーリ４０および４２は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ固定された固定回転体４６および４８と、その固定回転体４６および４８との間にＶ溝を形成するように入力軸２６および出力軸３８に対して軸心方向に移動可能且つ軸心まわりに相対回転不能に取付られた可動回転体５０および５２と、それら可動回転体５０および５２に推力を付与して可変プーリ４０および４２の掛かり径すなわち有効径を変化させることにより変速比γ（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を変更する１対の油圧シリンダ５４および５６とを備えている。
【００２０】
上記無段変速機２０の出力軸３８から出力されたトルクは、減速装置５８、差動歯車装置６０、および１対の車軸６２、６４を介して１対の前輪６６、６８へ伝達されるようになっている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
上記変速制御装置１０２は、たとえば、無段変速機２０の伝動ベルト４４の張力が必要かつ十分な値となるように予め設定された関係から、実際の変速比γおよび伝達トルクすなわちエンジン１４およびＭＧ１６の出力トルクに基づいて、ベルト張力圧を調圧する調圧弁を制御し、伝動ベルト４４の張力を最適な値とするとともに、エンジン１４が最小燃費率曲線或いは最適曲線に沿って作動するように予め記憶された関係から、実際の車速Ｖおよびエンジン負荷たとえばスロットル開度θとして表現されるスロットル弁開度θ_TH或いはアクセルペダル操作量ＡCCに基づいて目標変速比γ_mを決定し、実際の変速比γがその目標変速比γ_mと一致するように無段変速機２０の変速比γを制御する。
【００２６】
また、上記エンジン制御装置１００および変速制御装置１０２は、たとえば図４に示す最良燃費運転線に沿ってエンジン１４の作動点すなわち運転点が移動するように、たとえば上記スロットルアクチュエータ２１や燃料噴射量を制御するとともに無段変速機２０の変速比γを変更する。また、ハイブリッド制御装置１０４からの指令に応じて、上記エンジン１４の出力トルクＴ_Eまたは回転速度Ｎ_Eを変更するために上記スロットルアクチュエータ２１や変速比γを変更し、エンジン１４の運転点を移動させる。
【００２７】
上記ハイブリッド制御装置１０４は、電池などから成る蓄電装置１１２からＭＧ１６に供給される駆動電流或いはそのＭＧ１６から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１４を制御するためのＭＧ制御装置１１６と、蓄電装置１１２からＲＭＧ７０に供給される駆動電流或いはそのＲＭＧ７０から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１８を制御するためのＲＭＧ制御装置１２０とを含み、シフトレバー９０の操作位置Ｐ_SH、スロットル（アクセル）開度θ（アクセルペダル１２２の操作量ＡCC）、車速Ｖ、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣに基づいて、たとえば図５に示す複数の運転モードのうちからいずれか１つの選択を行うとともに、スロットル開度θ、ブレーキペダル１２４の操作量Ｂ_Fに基づいて、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０の発電に必要なトルクにより制動力を発生させるトルク回生制動モード、或いはエンジン１４の回転抵抗トルクにより制動力を発生させるエンジンブレーキモードを選択する。
【００２８】
シフトレバー９０がＢレンジ或いはＤレンジへ操作された場合、たとえば比較的低負荷の発進或いは定速走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が駆動される。なお、このモータ走行モードにおいて、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合や、駆動力をさらに必要とするためにエンジン１４を始動させる場合には、後述のＥＴＣモード或いは直結モードへ切り換えられて、それまでの走行を維持しながらＭＧ１６或いはＲＭＧ７０が駆動され、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により蓄電装置１１２が充電される。
【００２９】
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の回転速度即ちエンジン回転速度Ｎ_E（rpm ）とキャリヤ部材２８の回転速度すなわちＭＧ１６の回転速度Ｎ_MG（rpm ）とリングギヤ３２の回転速度即ち無段変速機２０の入力軸２６の回転速度Ｎ_IN（rpm ）とは同じ値であるから、二次元平面内において３本の回転速度軸（縦軸）すなわちサンギヤ回転速度軸Ｓ、リングギヤ回転速度軸Ｒ、およびキャリヤ回転速度軸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、上記サンギヤ回転速度軸Ｓとキャリヤ回転速度軸Ｃとの間隔は１に対応し、リングギヤ回転速度Ｒとキャリヤ回転速度軸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。
【００３０】
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が所定の回転速度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の回転速度Ｎ_MGが図６のＡ点（負の回転速度すなわち発電状態）である場合には、無段変速機２０の入力軸回転速度Ｎ_INは零であるため車両は停止しているが、図６の破線に示すように、そのＭＧ１６の発電量が増加させられてその回転速度Ｎ_MGがその正側のＢ点へ変化させられることにともなって無段変速機２０の入力軸回転速度Ｎ_INが増加させられて、車両が発進させられるのである。
【００３１】
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。上記後退走行のフリクション走行モードでは、ＭＧ１による発電を期待することができず、ＥＴＣモードなどの前進走行に比較して、発電能力が低い。
【００３２】
また、前記ハイブリッド制御装置１０４は、前輪６６、６８の駆動力に従った車両の発進時或いは急加速時において、車両の駆動力を一時的に高めるために、所定の駆動力配分比に従ってＲＭＧ７０を作動させ、後輪８０、８２からも駆動力を発生させる高μ路アシスト制御や、凍結路、圧雪路のような低摩擦係数路（低μ路）における発進走行時において、車両の発進能力を高めるために、ＲＭＧ７０により後輪８０、８２を駆動すると同時に、たとえば無段変速機２０の変速比γを低くさせて前輪６６、６８の駆動力を低下させる低μ路アシスト制御を実行する。
【００３３】
蓄電制御装置１０６は、電池、コンデンサなどの蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値ＳＯＣ_Dを下回った場合には、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により発電された電気エネルギで蓄電装置１１２を充電あるいは蓄電するが、蓄電量ＳＯＣが予め設定された上限値ＳＯＣ_Uを上まわった場合には、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０からの電気エネルギで充電することを禁止する。また、上記蓄電に際して、蓄電装置１１２の温度Ｔ_Bの関数である電力或いは電気エネルギの受入制限値Ｗ_INと持出制限値Ｗ_OUTとの間の範囲を、実際の電力見込み値Ｐ_B〔＝発電電力Ｐ_MG＋消費電力Ｐ_RMG（負）〕が越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。
【００３４】
ブレーキ制御装置１０８は、たとえばＴＲＣ制御、ＡＢＳ制御、ＶＳＣ制御などを実行し、低μ路などにおける発進走行時、制動時、旋回時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高めるために、油圧ブレーキ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設けられたホイールブレーキ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBを制御する。たとえば、ＴＲＣ制御では各車輪に設けられた車輪回転（車輪速）センサからの信号に基づいて、車輪車速（車輪回転速度に基づいて換算される車体速度）たとえば右前輪車輪車速Ｖ_FR、左前輪車輪車速Ｖ_FL、右後輪車輪車速Ｖ_RR、左後輪車輪車速Ｖ_RL、前輪車速Ｖ_F〔＝（Ｖ_FR＋Ｖ_FL）／２〕、後輪車速Ｖ_R〔＝（Ｖ_RR＋Ｖ_RL）／２〕、および車体車速Ｖ（Ｖ_FR、Ｖ_FL、Ｖ_RR、Ｖ_RLのうちの最も遅い速度）を算出する一方で、たとえば主駆動輪である前輪車速Ｖ_Fと非駆動輪である後輪車速Ｖ_Rとの差であるスリップ速度ΔＶが予め設定された制御開始判断基準値ΔＶ1 を越えると、前輪にスリップ判定をし、且つスリップ率Ｒ_S〔＝（ΔＶ／Ｖ_F）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率Ｒ_S1内に入るようにスロットルアクチュエータ２１、ホイールブレーキ６６WB、６８WBなどを用いて前輪６６、６８の駆動力を低下させる。また、ＡＢＳ制御では、制動操作時において、各車輪のスリップ率が所定の目標スリップ範囲内になるようにホイールブレーキ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBを用いて前輪６６、６８、後輪８０、８２の制動力を維持し、車両の方向安定性を高める。また、ＶＳＣ制御では、車両の旋回走行時において、図示しない舵角センサからの舵角、ヨーレートセンサからのヨーレート、２軸Ｇセンサからの前後加速度および左右（横）加速度などに基づいて車両のオーバステア傾向或いはアンダーステア傾向を判定し、そのオーバステア或いはアンダーステアを抑制するように、ホイールブレーキ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBのいずれか、およびスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００３５】
図７は、たとえば前記ハイブリッド制御装置１０４の制御機能の要部すなわち後輪８０、８２を駆動する電動モータとして機能するＲＭＧ７０に対する駆動制御機能を説明する機能ブロック線図である。図７において、要求トルク決定手段１３０は、たとえば図８に示す予め記憶された関係（マップ）から実際の車速Ｖおよびスロットル開度θに基づいて運転者が車両に要求する要求トルクＴ_faを決定する。トルク配分比決定手段１２８は、たとえば前記２軸Ｇセンサからの前後加速度Ｇに基づいて車体の荷重を担う前輪６６および６８と後輪８０および８２との間の荷重配分比を決定するとともに、その荷重配分比に基づいて４輪駆動時の前輪トルク配分比Ｋ_tfおよび後輪トルク配分比Ｋ_tr（Ｋ_trは１よりも小さい値であり、前輪トルク配分比Ｋ_tf＝１−Ｋ_trである）を決定する。たとえばこの後輪トルク配分比Ｋ_trは、静的後輪荷重配分比Ｋ_trwに前後加速度Ｇから求められる路面傾斜角度θ_Lに基づいて決定される補正値 (sin θ_L・Ｋ) を加えることにより算出された値( ＝Ｋ_trw＋sin θ_L・Ｋ) である。
【００３６】
フロント側トルク算出手段１３２は、要求トルク決定手段１３０により決定された要求トルクＴ_faと上記トルク配分比決定手段１２８により決定された前輪トルク配分比Ｋ_tf或いは後輪トルクＴ_rとに基づいて、前輪６６および６８に要求されるトルク指令値である前輪トルクＴ_f（＝Ｔ_fa×Ｋ_tfまたはＴ_fa−Ｔ_r）を算出する。フロント（前輪）駆動力制御手段１３４は、そのフロント側トルク算出手段１３２により算出された前輪トルクＴ_fが発生するように、エンジン１４およびＭＧ１６を制御する。
【００３７】
モータトルク制御手段１３６は、リヤ（後輪）トルク制御手段としても機能するものであり、後輪８０および８２を駆動してそのトルクを変化させるＲＭＧ７０を制御するために、リヤモータトルク算出手段１３８およびリヤモータ駆動手段１４０を備えている。リヤモータトルク算出手段１３８は、前記要求トルク決定手段１３０により決定された要求トルクＴ_faと上記トルク配分比決定手段１２８により決定された後輪トルク配分比Ｋ_tr或いは前輪トルクＴ_fとに基づいて、後輪８０および８２に要求されるトルク指令値である後輪トルクＴ_r（＝Ｔ_fa×Ｋ_trまたはＴ_fa−Ｔ_f）すなわち第１出力トルクを算出する。リヤモータ駆動手段１４０は、そのリヤモータトルク算出手段１３８により算出された後輪トルクＴ_rが発生するようにＲＭＧ７０に電力供給してそのＲＭＧ７０を制御する。図９は、車両が勾配角度がθ_Lである登坂路を後退走行するときの、上記要求トルクＴ_fa、前輪トルクＴ_f、後輪トルクＴ_rを示している。また、図１０の実線は、ＲＭＧ７０の最大定格トルクに対応する後輪トルクＴ_rの最大定格トルクであり、上記第１出力トルクはその最大定格トルク内において決定される。ＲＭＧ７０の出力トルクをＴ_RMG、後輪側に設けられている差動歯車装置７４の変速比をγ_rとすると、後輪トルクＴ_rは、Ｔ_RMG×γ_rであって、ＲＭＧ７０の出力トルクＴ_RMGと１対１の関係にある。
【００３８】
坂路判定手段１４２は、車両の走行路の勾配が所定値以上である坂路であるか否かを、たとえばスロットル開度θに基づいて決定された平坦路走行時の標準車両加速度および実際の車両加速度との比較に基づいて判定する。スリップ判定手段１４４は、車輪たとえば前輪６６および６８のスリップが発生したか否かを、たとえば前輪回転速度と後輪回転速度との回転速度差に基づいて判定する。
【００３９】
モータトルク制限手段１４６は、上記坂路判定手段１４２によって車両の走行路が坂路であると判定されている場合は、上記スリップ判定手段１４４によって前輪６６および６８のスリップが判定されるまでは、トルク制限値すなわち上限トルクＴ_ＵＧを設定し、前記リヤモータトルク算出手段１３８において算出された後輪トルクＴ_ｒをその上限トルクＴ_ＵＧを超えないように制限する。すなわち、後輪トルクＴ_ｒを、(Ｔ_ｆａ×Ｋ_ｔｒ≦Ｔ_ＵＧ)とする。この上限トルクＴ_ＵＧは、たとえば５０Ｎｍ程度の値である。
【００４０】
図１１は、前記ハイブリッド制御装置１０４の制御作動の要部すなわち前後輪トルク制御作動を説明するフローチャートである。図１１において、前記要求トルク決定手段１３０に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、たとえば図８に示す予め記憶された関係（マップ）から実際の車速Ｖおよびスロットル開度θに基づいて運転者が車両に要求する要求トルクＴ_faが決定される。次いで、前記トルク配分比決定手段１２８に対応するＳ２では、たとえば前記２軸Ｇセンサからの前後加速度に基づいて車体の荷重を担う前輪６６および６８と後輪８０および８２との間の荷重配分比が決定されるとともに、その荷重配分比に基づいて４輪駆動時の前輪トルク配分比Ｋ_tfおよび後輪トルク配分比Ｋ_trが決定される。
【００４１】
次に、前記スリップ判定手段１４４に対応するＳ３では、前輪６６および６８のスリップが発生したか否かが、たとえば前輪回転速度と後輪回転速度との回転速度差に基づいて判断される。このＳ３の判断が否定される場合は、前記モータトルク制限手段１４６に対応するＳ４において上限トルクＴ_UGがたとえば５０Ｎｍに設定される。しかし、Ｓ３の判断が肯定される場合は、Ｓ７において上限トルクＴ_UGがたとえば無限大∞或いは図１０に示す後輪トルクＴ_rの最大定格より高い値に設定されることにより、後輪トルクＴ_rに対する上限トルクＴ_UGの制限が解消される。
【００４２】
上記のようにして上限トルクＴ_UGが設定されると、前記リヤモータトルク算出手段１３８に対応するＳ５において、上記Ｓ１において決定された要求トルクＴ_faと上記Ｓ２において決定された後輪トルク配分比Ｋ_tr或いは前輪トルクＴ_fとに基づいて、後輪８０および８２に要求される後輪トルクＴ_r（＝Ｔ_fa×Ｋ_trまたはＴ_fa−Ｔ_f）が算出され、その後輪トルクＴ_rが発生するように、ＲＭＧ７０が制御される。また、前記フロント側トルク算出手段１３２に対応するＳ６において、上記Ｓ１において決定された要求トルクＴ_faと上記Ｓ２において決定された前輪トルク配分比Ｋ_tf或いはＳ５において決定された後輪トルクＴ_rとに基づいて、前輪６６および６８に要求される前輪トルクＴ_f（＝Ｔ_fa×Ｋ_tfまたはＴ_fa−Ｔ_r）が算出され、その前輪トルクＴ_fが発生するように、エンジン１４およびＭＧ１６が制御される。
【００４３】
上述のように、本実施例によれば、スリップ判定手段１４４（Ｓ３）により前輪６６、６８のスリップの発生が判定されるまでは、モータトルク制限手段１４６（Ｓ４）により、後輪８０、８２を駆動するＲＭＧ（電動モータ）７０から出力されるトルクが通常の４輪駆動時に決定される第１出力トルクよりも低くなるように制限されるので、特に坂路走行時における４輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【００４４】
また、本実施例によれば、前記モータトルク制限手段１４６（Ｓ４）によって、車両の走行路が坂路であると判定されているときに、後輪８０、８２を駆動するＲＭＧ（電動モータ）７０から出力されるトルクが前記第１出力トルクよりも低くなるように制限されることから、坂路走行時における４輪駆動状態での走行距離が一層長く得られるとともに、車両の走行路が坂路ではないときには、たとえば路面摩擦係数の低下に対応する４輪駆動要求に従って上記第１出力トルクを用いた通常の４輪駆動状態が得られる。
【００４５】
また、本実施例によれば、燃料の燃焼により作動するエンジン１４と、発電機および電動機として作動するＭＧ１６とを備え、複数の作動モードの中から車両状態に応じて決定された作動モードでそのエンジン１４およびＭＧ１６を作動させる主駆動装置（ハイブリッド駆動装置）１０により、前輪６６、６８が回転駆動されるものであることから、エンジン１４によって回転駆動されるＭＧ１６による発電電力により、蓄電装置１１２或いはＲＭＧ（電動機）７０に電力が供給されるので、坂路走行時における４輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【００４６】
また、本実施例によれば、主駆動装置（ハイブリッド駆動装置）１０のＭＧ１６は、車両の後進走行時は前進走行時に比較して低い発電能力を有するものであり、モータトルク制限手段１４６は、車両の後進走行であるときに、スリップ判定手段１４４（Ｓ３）により前輪６６、６８のスリップの発生が判定されるまでは、後輪８０、８２を駆動するＲＭＧ（電動機）７０から出力されるトルクを前記第１出力トルクよりも低くなるように制限して前輪６６、６８のトルクが優先的に利用するものであることから、ＭＧ１６が前進走行時に比較して発電能力が低く、ＲＭＧ（電動モータ）７０から第１出力トルクを出力させる通常の４輪駆動における消費電力を下回るような発電能力となる後退走行において、特に坂路走行時における４輪駆動状態での走行距離が一層長く得られる。
【００４７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４８】
たとえば、前述の実施例の車両は、前輪６６、６８をエンジン１４およびＭＧ１６を備えた主駆動装置１０が駆動し、後輪８０、８２をＲＭＧ７０を備えた副駆動装置１２が駆動する前後輪駆動（４輪駆動）形式であったが、反対に、主駆動装置１０が後輪８０、８２を駆動し、副駆動装置１２が前輪６６、６８を駆動する形式の車両であってもよく、また、副駆動装置１２は電動機から構成されたものであってもよい。また、車両に備えられた車輪は、必ずしも４輪でなくてもよい、たとえば後輪８０、８２の左車輪および右車輪が複数の車輪からそれぞれ構成されてもよい。
【００４９】
また、前述の実施例において、モータトルク制限手段１４６によりＲＭＧ（電動機）７０の出力トルクが制限された場合には、フロント側トルク算出手段１３２はその制限されたトルク分だけ増量させるようにしてもよい。このようにすれば、車両において要求トルクＴ_faが正確に得られ、発進加速性能が維持される。
【００５０】
また、前述の実施例のトルク配分比決定手段１２８は、Ｇセンサからの前後加速度に基づいて車体の荷重を担う前輪６６および６８と後輪８０および８２との間の荷重配分比を決定するとともに、その荷重配分比に基づいて４輪駆動時の前輪トルク配分比Ｋ_tfおよび後輪トルク配分比Ｋ_tr（Ｋ_trは１よりも小さい値であり、前輪トルク配分比Ｋ_tf＝１−Ｋ_trである）を決定するものであったが、平坦路においても後輪トルク配分比Ｋ_trをある程度の値とするものであり、車両重量配分比に応じてそれを連続的に変化させるものであってもよい。
【００５１】
また、前述の実施例の車両は、その動力伝達経路に無段変速機２０を備えたものであったが、遊星歯車式或いは常時噛み合い型平行２軸式の有段変速機を備えたものであってもよい。
【００５２】
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駆動制御装置を備えた４輪駆動車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の遊星歯車装置を制御する油圧制御回路の要部を説明する図である。
【図３】図１の４輪駆動車両に設けられた制御装置を説明する図である。
【図４】図３のエンジン制御装置により制御されるエンジンの運転点の目標である最良燃費率曲線を示す図である。
【図５】図３のハイブリッド制御装置により選択される制御モードを示す図表である。
【図６】図３のハイブリッド制御装置により制御されるＥＴＣモードにおける遊星歯車装置の作動を説明する共線図である。
【図７】図３のハイブリッド制御装置などの制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図８】図７の要求トルク決定手段において要求トルクを決定するために用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図９】図７のフロント側トルク算出手段およびリヤモータトルク算出手段により算出されたトルクを説明する図である。
【図１０】図７のモータトルク制限手段によるトルク制限値を説明する図である。
【図１１】図３のハイブリッド制御装置などの制御作動の要部を説明するフローチャートであって、前後輪トルク制御ルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１０：主駆動装置（ハイブリッド駆動装置）
１４：エンジン
１６：モータジェネレータ（ＭＧ）
６６、６８：前輪（一方の車輪）
７０：リヤモータジェネレータ（ＲＭＧ、電動モータ）
８０、８２：後輪（他方の車輪）
１３８：リヤモータトルク算出手段（モータトルク算出手段）
１４４：スリップ判定手段
１４６：モータトルク制限手段

Claims

前輪および後輪の一方の車輪がエンジンで駆動可能とされ、他方の車輪が電動モータにより駆動可能とされた前後輪駆動車の駆動制御装置であって、
前後輪駆動のために、運転者の要求トルクと前後輪のトルク配分比とに基づいて前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるべき第１出力トルクを算出するモータトルク算出手段と、
前記一方の車輪のスリップの発生を判定するスリップ判定手段と、
該スリップ判定手段により前記一方の車輪のスリップの発生が判定されるまでは、前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを所定のトルク制限値を超えないように制限し、前記一方の車輪のスリップの発生が判定された後には該トルク制限値を解消するモータトルク制限手段と
を、含むことを特徴とする前後輪駆動車の駆動制御装置。
前記モータトルク制限手段は、車両の走行路が坂路であるときに前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを、前記所定のトルク制限値を超えないように制限するものである請求項１の前後輪駆動車の駆動制御装置。
燃料の燃焼により作動するエンジンと、発電機および電動機として作動するモータジェネレータを備え、複数の作動モードの中から車両状態に応じて決定された作動モードで該エンジンおよびモータジェネレータを作動させるハイブリッド駆動装置により、前記一方の車輪が駆動されるものである請求項１または２の前後輪駆動車の駆動制御装置。
前記ハイブリッド駆動装置のモータジェネレータは、前記車両の後進走行時は前進走行時に比較して低い発電能力を有するものであり、
前記モータトルク制限手段は、車両の後進走行であるときに前記他方の車輪を駆動する電動モータから出力されるトルクを、前記所定のトルク制限値を超えないように制限するものである請求項３の前後輪駆動車の駆動制御装置。