ハイブリッド電気自動車の制御装置
【課題】前輪と後輪とを別々のモータで駆動する構成においてモータの発熱を的確に抑制しつつて走行安定性を確保する上で有利なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、一方のモータに分配される駆動トルクＴｒｑ１が一方のモータの基準トルクを超過したと判定された場合、他方のモータで駆動される車輪にスリップの発生が否と判定されたときに、一方のモータに分配される駆動トルクＴｒｑ１を基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクＴｒｑ２を増大させて要求トルクを満足させる。他方のモータで駆動される車輪でのスリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、駆動トルクＴｒｑ２の増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させて要求トルクを満足させる。
【解決手段】フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、一方のモータに分配される駆動トルクＴｒｑ１が一方のモータの基準トルクを超過したと判定された場合、他方のモータで駆動される車輪にスリップの発生が否と判定されたときに、一方のモータに分配される駆動トルクＴｒｑ１を基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクＴｒｑ２を増大させて要求トルクを満足させる。他方のモータで駆動される車輪でのスリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、駆動トルクＴｒｑ２の増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させて要求トルクを満足させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータから出力される駆動トルクとエンジンから出力される駆動トルクとの双方により駆動輪を駆動するハイブリッド電気自動車が提供されている。各モータは、バッテリの直流電力がインバータによって交流電力に変換されて供給されることで駆動される。このようなハイブリッド電気自動車として、バッテリからの直流電圧を昇圧コンバータで昇圧してインバータに供給する走行モードと、昇圧コンバータの昇圧動作を停止させてバッテリからの直流電圧をそのままインバータに供給する走行モードとを切り替えるようにしたものが提案されている。前者の走行モードでは、モータに印加される電圧を高電圧化することでモータの電力損失を低減し、これによりモータの高効率化、高出力化を図っている。後者の走行モードでは、昇圧コンバータでのスイッチング損失がなくなるため燃費の向上を図る上で有利となっている。しかしながら、後者の走行モードでは、運転者の走行用操作により要求される要求トルクを実現するために、前者の走行モードの場合に比較してモータに流れる電流が増加することになる。そのため、後者の走行モードにおいては、モータの発熱量が増加してモータの温度が所定の許容温度を超過すると、モータの出力トルクが低減するという不具合が懸念される。そこで、モータの温度を検出し、検出されたモータ温度が所定の基準温度を超過した場合に、そのモータが発生する駆動力が小さくなるようにモータに供給する電圧を変更すると共に、モータの駆動力が小さくなることで不足した分の駆動力をエンジンの駆動力によって補うようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術は、モータおよびエンジンの動力を動力分割機構を介して単一の駆動軸に出力する車両に好適であるものの、例えば、前輪をフロントモータとエンジンとで駆動し、後輪をリアモータで駆動するといったように、前輪と後輪とを別々のモータで駆動する車両にそのまま適用すると、以下に説明する不利がある。例えば、車両が滑りやすい路面を走行している時に、前輪を駆動するフロントモータの発熱量を抑制するためにフロントモータの駆動力を低減させ、その駆動力の低減分を補うために単純にリアモータの駆動力を増大させると、前輪に比較して後輪の駆動力が増加するため後輪がスリップ傾向となるおそれがあり走行安定性を確保する上で不利がある。本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、前輪と後輪とを別々のモータで駆動する構成においてモータの発熱を的確に抑制しつつて走行安定性を確保する上で有利なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車両の前輪を駆動する第１のモータと、前記車両の後輪を駆動する第２のモータと、前記前輪および前記後輪のうち何れか一方の車輪を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記車両に要求される要求トルクを前記第１、第２のモータおよび前記エンジンに分配して駆動制御する駆動トルク分配制御手段と、前記第１および第２のモータの内、一方のモータに分配される駆動トルクが該一方のモータに予め定められた基準トルクを超過したか否かを判定するトルク判定手段と、他方のモータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するスリップ判定手段と、を備え、前記駆動トルク分配制御手段は、前記スリップの発生が否と判定された際に、前記一方のモータに分配される駆動トルクを前記基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させ、前記スリップの発生が有と判定され、かつ、前記エンジンにより駆動される車輪と前記一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、前記他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、前記エンジンに分配される駆動トルクを増大させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、他方のモータで駆動される車輪でのスリップの発生が否と判定された際に、一方のモータに分配される駆動トルクを基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させることにより、要求トルクを満足させる。他方のモータで駆動される車輪でのスリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させることにより、要求トルクを満足させる。したがって、前輪と後輪とを別々のモータで駆動する構成においてモータの発熱を的確に抑制しつつて走行安定性を確保する上で有利となる。請求項２記載の発明によれば、スリップの抑制をより的確に行うことができ、車両の走行安定性を確保する上でより有利となる。請求項３記載の発明によれば、スリップの発生を的確に判定する上で有利となる。請求項４記載の発明によれば、基準トルクを超過したか否かの判定を的確に行う上でより有利となる。請求項５記載の発明によれば、モータの発熱を的確に抑制する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態におけるモータ制御装置２６が搭載された車両１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】モータ制御装置２６の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】（Ａ）は時間−車輪速の説明図、（Ｂ）は時間−トルクの説明図、（Ｃ）は時間−スリップ判定の説明図である。
【図４】制御装置３２の動作を示すメインフローチャートである。
【図５】ステップＳ１４の動作を説明するフローチャートである。
【図６】ステップＳ１６の動作を説明するフローチャートである。
【図７】スリップ量Ｓ−分配率演算係数ｋの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、車両１０は、高圧バッテリ１２と、インバータ１４、１６と、フロントモータ１８と、リアモータ２０と、内燃機関としてのエンジン２２と、発電機２４と、前輪２６と、後輪２８と、冷却装置３０と、本発明に係るモータ制御装置３２とを含んで構成されている。したがって、車両１０は、モータ１８、２０とエンジン２０とを搭載したハイブリッド電気自動車を構成している。
【０００９】
高圧バッテリ１２は、フロントモータ１８およびリアモータ２０に電力を供給するものである。インバータ１４、１６は、高圧バッテリ１２から供給される直流電力を三相交流電力に変換してフロントモータ１８、リアモータ２０にそれぞれ供給するものである。
インバータ１４、１６が後述するＥＣＵ５６の制御に基づいてフロントモータ１８、リアモータ２０に供給する三相交流電力を例えばＰＭＷ（パルス幅変調）によって制御することでフロントモータ１８、リアモータ２０から出力される駆動トルクが制御される。フロントモータ１８は、インバータ１４から供給される交流電力によって回転駆動され、減速機構３４、ディファレンシャルギア３６を介して前輪２２に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２２を駆動するものである。リアモータ２０は、インバータ１６から供給される三相交流電力によって回転駆動され、減速機構３８、ディファレンシャルギア４０を介して後輪２４に動力（駆動トルク）を与えることで後輪２４を駆動するものである。なお、フロントモータ１８は第１のモータに相当し、リアモータ２０は第２のモータに相当する。また、高圧バッテリ１２は、図示しない充電装置を介して、家庭用の商用電源、あるいは、充電スタンドの急速充電用電源などから供給される電力によって充電される。また、車両１０の回生制動時には、フロントモータ１８、リアモータ２０が発電機として機能し、フロントモータ１８、リアモータ２０で発電された三相交流電力がインバータ１４、１６を介して直流電力に変換されたのち高圧バッテリ１２に充電される。
【００１０】
エンジン２２は、減速機構４２、クラッチ４４を介して前記の減速機構３４に接続されている。クラッチ４４の接続、切断はＥＣＵ５６によって制御される。
エンジン２２は、クラッチ４４の接続状態で、減速機構４２、クラッチ４４、減速機構３４、ディファレンシャルギア３６を介して前輪２２に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２２を駆動するものである。エンジン２２はＥＣＵ５６によって制御される。発電機２４は、前記の減速機構４２を介してエンジン２２に接続されており、エンジン２２から供給される動力により発電を行いインバータ１４を介して高圧バッテリ１２を充電するものである。冷却装置３０は、ＥＣＵ５６によって制御され、後述する温度センサ５４で検出されるフロントモータ１８、リアモータ２０の温度（モータ温度Ｔｍｏｔ）に基づいてそれらモータ温度Ｔｍｏｔが許容温度を超過しないように冷却するものである。冷却装置３０が作動すると、冷却水を循環させることにより、各モータ１８、２０の冷却を行う。また、モータ１８、２０の温度上昇が顕著な場合には冷却水をラジエータで冷却させる動作を行う。
【００１１】
制御装置３２は、車速センサ４６と、アクセル開度センサ４８と、トルク検出手段５０と、車輪速検出手段５２と、温度センサ５４と、回転数センサ５５と、ＥＣＵ５６とを含んで構成されている。車速センサ４６は、車両１０の走行速度を検出してＥＣＵ５６に供給するものである。アクセル開度センサ４８は、アクセルペダルの開度（操作量）を検出してＥＣＵ５６に供給するものである。トルク検出手段５０は、フロントモータ１８、リアモータ２０が出力する駆動トルクをそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。なお、トルク検出手段５０は、フロントモータ１８、リアモータ２０の駆動軸に設けたトルクセンサで構成してもよい。トルク検出手段５０がＥＣＵ５６から各インバータ１４、１６に供給する各モータ１８、２０の制御量に基づいて各駆動トルクを算出（推定）するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ５６によってトルク検出手段５０を構成してもよい。
【００１２】
車輪速検出手段５２は、前輪２４、後輪２６の車輪速をそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。車輪速検出センサ５２は、各車輪に設けられた車輪速センサによって構成される。温度センサ５４は、フロントモータ１８、リアモータ２０の温度であるモータ温度Ｔｍｏｔをそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。回転数センサ５５は、フロントモータ１８、リアモータ２０の回転数をそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。
【００１３】
ＥＣＵ５６は、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。図２に示すように、ＥＣＵ５６は前記制御プログラムを実行することにより、駆動トルク分配制御手段(第１の駆動制御手段５６Ａ、第２の駆動制御手段５６Ｃ、第３の駆動制御手段５６Ｅ)と、トルク判定手段５６Ｂと、スリップ判定手段５６Ｄとを実現する。
【００１４】
第１の駆動制御手段５６Ａは、フロントモータ１８およびリアモータ２０から出力される駆動トルクをそれぞれ第１、第２の駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２とし、エンジン２２から出力される駆動トルクを第３の駆動トルクＴｒｑ３としたとき、運転者の走行用操作により要求される要求トルクＴｒｑｄを第１、第２、第３の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２，Ｔｒｑ３に分配してフロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２を駆動制御するものである。具体的には、第１の駆動制御手段５６Ａは、フロントモータ１８、リアモータ２０から第１、第２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２を出力させるために必要な制御指令をインバータ１４、１６に与える。また、第１の駆動制御手段５６Ａは、エンジン２２から第３の駆動トルクＴｒｑ３を出力させるために必要な制御指令をエンジン２２に与える。なお、要求トルクＴｒｑｄは、車両１０を駆動するために必要なトルクであって、第１の駆動制御手段５６Ａが、加速時、減速時、あるいは、定速走行時にアクセルペダルが操作されることによってアクセル開度センサ４８によって検出されたアクセル開度と、車速センサ４６で検出された車速とに応じて算出する。また、本実施の形態では、第１の駆動制御手段５６は、車両１０の走行用駆動源として、フロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２の３つの駆動源の一部あるいは全てを適宜選択して動作させる。３つの駆動源は走行状況に応じて切り替えればよく、発進時や低速時には低速回転でトルクを得やすく効率がよいモータを選択し、高速時には高速回転で効率がよいエンジンを選択する。例えば、車両発進時や市街地などでの低速走行時にはフロントモータ１８を用いる。高速道路などでの高速走行時にはエンジン２２を用いる。また、高速走行中において加速時や登坂時にはエンジン２２に加えてフロントモータ１８、リアモータ２０の一方あるいは双方を補助的に（アシストトルクとして）用いる。
【００１５】
トルク判定手段５６Ｂは、第１および第２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２の一方が予め定められた基準トルクＴｒｑ０を超過したか否かを判定するものである。言い換えると、トルク判定手段５６Ｂは、第１および第２のモータの内、一方のモータに分配される駆動トルクが該一方のモータに予め定められた基準トルクを超過したか否かを判定するものである。なお、トルク判定手段５６Ｂは、第１および第２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２の一方が基準トルクＴｒｑ０を超過した時間が予め定められた基準時間Ｔ０以上であるか否かに基づいて基準トルクＴｒｑ０を超過したか否かの判定を行うようにしてもよく、この場合は、基準トルクＴｒｑ０を超過したか否かの判定を的確に行う上でより有利となる。言い換えると、トルク判定手段５６Ｂによる基準トルクを超過したか否かの判定は、第１および第２のモータに分配される駆動トルクの一方が基準トルクを超過した時間が所定時間以上であるか否かに基づいてなされる。基準トルクＴｒｑ０は、この基準トルクＴｒｑ０をモータが出力したときにモータが予め定められた許容温度を超過するトルクであり、すなわち、モータが一定期間連続して出力したときにモータの許容温度を超過するトルクである。言い換えると、基準トルクＴｒｑ０はモータの最大定格あるいは瞬間定格よって規定されるトルクである。モータが許容温度を超過して駆動されると、モータの出力トルクが低減し、あるいは、モータが劣化する不具合が発生する。したがって、モータが許容温度を超過することを抑制するためには、前記の冷却装置３０を作動させて冷却水を循環させたり、冷却水をラジエータで冷却させる必要がある。省電力化を図る観点から冷却装置３０の作動頻度を抑制することが好ましく、そのため、モータが許容温度を超過するような条件での使用（基準トルクＴｒｑ０以上となる駆動トルクでの使用）をなるべく制限する必要がある。なお、基準トルクＴｒｑ０は、モータの回転数によって異なるため、例えば、モータの回転数と基準トルクＴｒｑ０とを対応付けたマップを予めＥＣＵ５６に保持させておき、回転数センサ５５で検出されたモータの回転数に対応する基準トルクＴｒｑ０を前記マップから読み出すことにより設定すればよい。
【００１６】
第２の駆動制御手段５６Ｃは、トルク判定手段５６Ｂにより基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定された場合、フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定された方のモータをトルクを低減すべきトルク低減モータ（一方のモータ）とし、他方のモータをトルクを増大すべきトルク増大モータ（他方のモータ）としたときに以下の処理を行うものである。すなわち、トルク低減モータの駆動トルクを基準トルクＴｒｑ０よりも低減させ、トルク増大モータの駆動トルクを増大させるように、フロントモータ１８、リアモータ２０の駆動制御を行うことにより要求トルクＴｒｑｄを満足させる。
【００１７】
スリップ判定手段５６Ｄは、トルク増大モータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するものである。言い換えると、スリップ判定手段５６Ｄは、他方のモータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するものである。本実施の形態では、スリップ判定手段５６Ｄは、トルク増大モータで駆動される方の車輪の目標車輪速Ｗ０を要求トルクＴｒｑｄに基づいて算出し、この目標車輪速Ｗ０と、速検出手段５２によって検出された前記車輪の実際の車輪速Ｗｍとの差であるスリップ量Ｓ＝Ｗｍ−Ｗ０を算出する。そして、スリップ量Ｓが予め定められた基準スリップ量Ｓ０以上となったか否かに基づいてスリップの有無の判定を行う。言い換えると、スリップ判定手段５６Ｄは、他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差が所定量以上となった際にスリップの発生が有と判定する。これにより、スリップの有無の判定を的確に行う上で有利となる。
【００１８】
第３の駆動制御手段５６Ｅは、スリップ判定手段５６Ｄによりスリップが発生したと判定され、かつ、エンジン２２が駆動する車輪とトルク低減モータが駆動する車輪とが同じ車輪である場合に、第３の駆動トルクＴｒｑ３を増大させ、トルク増大モータの駆動トルクを低減させることにより要求トルクＴｒｑｄを満足させるものである。本実施の形態では、第３の駆動制御手段５６Ｅは、トルク増大モータで駆動される車輪のスリップ量Ｓが大きくなるほど、第３の駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きく、かつ、トルク増大モータの駆動トルクの低減量を大きくするようにエンジン２２およびトルク増大モータの制御を行う。言い換えると、第３の駆動制御手段５６Ｅは、他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差であるスリップ量が大きくなるほど、エンジンに分配される駆動トルクの増加量を大きくすると共に他方のモータに分配される駆動トルクの低減量を大きくする。
【００１９】
第１の駆動制御手段５６Ａ、第２の駆動制御手段５６Ｃ、第３の駆動制御手段５６Ｅの構成についてまとめると、これら第１の駆動制御手段５６Ａ、第２の駆動制御手段５６Ｃ、第３の駆動制御手段５６Ｅは駆動トルク分配制御手段を構成している。駆動トルク分配制御手段は、車両に要求される要求トルクを第１、第２のモータおよびエンジンに分配して駆動制御する。また、駆動トルク分配制御手段は、スリップの発生が否と判定された際に、一方のモータに分配される駆動トルクを基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させる。また、駆動トルク分配制御手段は、スリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させる。
【００２０】
次に、制御装置３２の動作について説明する。まず、図３の（Ａ）に示す時間−車輪速の説明図と、（Ｂ）に示す時間−トルクの説明図と、（Ｃ）に示す時間−スリップ判定の説明図とについて簡単に説明し、次いで、図４、図５、図６のフローチャートを参照して動作を具体的に説明する。図３の動作例は、車両１０の走行時に運転者がアクセルペダルを踏んで加速させる場合を示している。図３（Ａ）において、一点鎖線は要求トルクＴｑｒｄから算出される目標車輪速Ｗ０を示し、破線は車輪速検出手段５２によって検出された前輪車輪速Ｗｍｆを示す。実線は車輪速検出手段５２によって検出された後輪車輪速Ｗｍｒを示す。
図３（Ｂ）に示される３つの実線は、それぞれフロントモータ１８の駆動トルク（第１の駆動トルク）Ｔｒｑ１、リアモータ２０の駆動トルク（第２の駆動トルク）Ｔｒｑ２、エンジン２２の駆動トルク（第３の駆動トルク）Ｔｒｑ３を示している。
また、破線ａは後輪２６にスリップが発生した場合におけるエンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の変化を示している。破線ｂは後輪２６にスリップが発生しなかった場合におけるリアモータ２０の駆動トルクＴｒｑ２の変化を示している。
図３（Ｃ）は、スリップ判定手段５６Ｄによるスリップの判定結果を示しており、“０”はスリップ無し、“１”はスリップ有りを示している。図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にわたって延在する一点鎖線の直線は、スリップの判定結果が“１”に遷移した時点を示している。
【００２１】
図４は制御装置３２の動作を示すメインフローチャートである。まず、ＥＣＵ５６は、検出された車速に基づいて基準トルクＴｒｑ０を演算し設定する（ステップＳ１０）。次に、ＥＣＵ５６は、運転者の走行用操作に基づいて要求される要求トルクＴｒｑｄ＞基準トルクＴｒｑ０であるか否かを判定する（ステップＳ１２：トルク判定手段５６Ｂ）。ステップＳ１２が否定であれば、要求トルクＴｒｑｄを第１、第２、第３の駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２、Ｔｒｑ３に分配してフロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２を駆動制御する通常動作を実行する（ステップＳ２０：第１の駆動制御手段５６Ａ）。ステップＳ１２が肯定であれば、ＥＣＵ５６は、スリップの有無を判定する（ステップＳ１４：スリップ判定手段５６Ｄ）。
【００２２】
ここで、図５を参照してステップＳ１４（スリップ判定手段５６Ｄ）の動作を詳細に説明する。まず、ＥＣＵ５６は、実際の車輪速Ｗｍと目標車輪速Ｗ０との差であるスリップ量Ｓを算出する（ステップＳ１４Ａ）。本例では、後輪２６でスリップが発生したものとし、実際の車輪速Ｗｍが後輪の車輪速Ｗｍｒであるものとして説明する。次いで、スリップ量Ｓが基準スリップ量Ｓ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４Ｂ）。ステップＳ１４Ｂが肯定ならば、スリップ有りと判定してメインフローに戻る（ステップＳ１４Ｃ）。ステップＳ１４Ｂが否定ならば、スリップ無しと判定してメインフローに戻る（ステップＳ１４Ｄ）。
【００２３】
図４に戻ってステップＳ１４が否定であれば、ＥＣＵ５６は、フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定されたトルクを低減すべきトルク低減モータの駆動トルクを基準トルクＴｒｑ０よりも低減させ、トルクを増減すべきトルク増大モータの駆動トルクを増大させるように、フロントモータ１８、リアモータ２０の駆動制御を行うことにより要求トルクＴｒｑｄを満足させる（ステップＳ１８：第２の駆動制御手段５６Ｃ）。
本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように、当初、リアモータ２２は駆動トルクを出力しておらず、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１とエンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３とで要求トルクＴｒｑｄを満足させている。そして、時間経過と共にフロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１が増大していきやがて基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定されると、ＥＣＵ５６は、トルク増大モータであるリアモータ２０の駆動トルクＴｒｑ２をゼロから次第に増大させ、トルク低減モータであるフロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１を次第に低減させる制御を実施する。
この場合、図３（Ａ）に示すように、目標車輪速Ｗ０と後輪車輪速Ｗｍｒとの差であるスリップ量Ｓは当初は基準スリップ量Ｓ０未満であるが、時間経過とともに、後輪２６に生じるスリップ量Ｓが増大し、やがて基準スリップ量Ｓ０以上となる。これにより、ステップＳ１４が肯定となる。
【００２４】
ステップＳ１４が肯定となると、本例ではエンジン２２が駆動する車輪（前輪２４）とトルク低減モータが駆動する車輪（前輪２４）とが同じ車輪であるため、ＥＣＵ５６は、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３を増大させ（図３（Ｂ）の破線ａ）、トルク増大モータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２を低減させる（図３（Ｂ）の実線ｃ）ことにより要求トルクＴｒｑｄを満足させる（ステップＳ１６：第３の駆動制御手段５６Ｅ）。なお、ステップＳ１４が否定（スリップ無し）であれば、ステップＳ１８が継続して実行されるため、図３（Ａ）の破線ａに示すエンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の増大は無く、図３（Ｂ）の破線ｂで示すようにリアモータ２０の駆動トルクＴｒｑ２が増大し、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１が減少することになる。
【００２５】
また、本実施の形態では、第３の駆動制御手段５６Ｅは、トルク増大モータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）のスリップ量Ｓが大きくなるほど、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きく、かつ、トルク増大モータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２の低減量を大きくするようにエンジン２２およびトルク増大モータ（リアモータ２０）の制御を行う。図６を参照してステップＳ１６（第３の駆動制御手段５６Ｅ）の動作を詳細に説明する。ＥＣＵ５６は、エンジン分配率Ｒｅを算出する（ステップＳ１６Ａ）。エンジン分配率Ｒｅは、前回の処理で算出されたエンジン分配率Ｒｅに図７に示す分配率演算係数ｋを加算することで算出される。なお、ステップＳ１６Ａが初めて実行される際には、エンジン分配率Ｒｅとして適当に定められた初期値が設定されている。なお、エンジン分配率Ｒｅの最大値は１である。図７に示すように、分配率演算係数ｋはスリップ量Ｓが増加するほど増加するように定められており、ＥＣＵ５６には、図７に示すようなマップが設けられている。ＥＣＵ５６は、ステップＳ１４Ａで算出されたスリップ量Ｓに基づいてこのマップから分配率演算係数ｋを読み出してステップＳ１６Ａにおける分配率演算係数ｋを設定する。次いで、ＥＣＵ５６は、リアモータ２２の低減前の駆動トルクＴｒｑ２にエンジン分配率Ｒｅを乗算することによりエンジン２２の増大トルクを求め、エンジン２２の増大前の駆動トルクＴｒｑ３に加算することにより駆動トルクＴｒｑ３´を求め、リアモータ２２の低減前の駆動トルクＴｒｑ２に（１−Ｒｅ）を乗算することによりリアモータ２２の低減後の駆動トルクＴｒｑ２´を求める（ステップＳ１６Ｂ）。
ステップＳ１６Ａ，Ｓ１６Ｂを実行することにより、トルク増大モータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）のスリップ量Ｓが大きくなるほど、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きく、かつ、トルク増大モータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２の低減量を大きくするようにエンジン２２およびトルク増大モータ（リアモータ２０）が制御されることになる。
【００２６】
以上説明したように本実施の形態によれば、フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、一方のモータ（フロントモータ１８）に分配される駆動トルクＴｒｑ１が一方のモータ（フロントモータ１８）の基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定された場合、他方のモータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）にスリップの発生が否と判定されたときに、一方のモータ（フロントモータ１８）に分配される駆動トルクＴｒｑ１を基準トルクＴｒｑ０より低減させると共に他方のモータ（リアモータ２０）に分配される駆動トルクＴｒｑ２を増大させることにより、要求トルクＴｒｑｄを満足させる。また、他方のモータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）でのスリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータ（フロントモータ１８）により駆動される車輪とが同じ車輪（前輪２４）である際に、他方のモータ（リアモータ２０）に分配される駆動トルクＴｒｑ２の増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させることにより、要求トルクＴｒｑｄを満足させる。
したがって、要求トルクＴｒｑｄを確保しつつモータの発熱を的確に抑制する上で有利となる。そのため、冷却装置３０を作動させて冷却水を循環させたり、冷却水をラジエータで冷却させたりする頻度を低減する上で有利となり、省電力化を図る上でも有利となる。さらに、トルク増大モータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）のスリップを抑制できるため、車両１０の走行安定性を確保する上でも有利となる。
【００２７】
また、本実施の形態では、他方のモータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）の実際の車輪速Ｗｍｒと要求トルクＴｒｑｄに基づいて算出される目標車輪速Ｗ０との差であるスリップ量Ｓが大きくなるほど、エンジン２２に分配される駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きくすると共に他方のモータ（リアモータ２０）に分配される駆動トルクＴｒｑ２の低減量を大きくするようにした。
そのため、スリップ量Ｓの増減に追従して駆動トルクＴｒｑ３の増加量と他方のモータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２の低減量とを的確に増減させることができるので、スリップの抑制をより的確に行うことができ、車両１０の走行安定性を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、スリップが発生したか否かの判定を車輪の実際の車輪速Ｗｍと目標車輪速Ｗ０との差であるスリップ量Ｓが予め定められた基準スリップ量Ｓ０以上となったか否かに基づいて行うようにしたので、スリップの発生を的確に判定する上で有利となる。また、本実施の形態では、基準トルクＴｒｑ０は、該基準トルクＴｒｑ０をモータが一定期間連続して出力したときにモータが予め定められた許容温度を超過するトルクであるため、モータの発熱を的確に抑制する上で有利となる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、エンジン２２が前輪２４に駆動トルクを与える構成について説明したが、エンジン２２が後輪２６に駆動トルクを与える構成であっても本発明は無論適用可能である。
【００２９】
また、本実施の形態では、フロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２，Ｔｒｑ３の全てが発生している場合について説明した。しかしながら、以下の場合であっても本発明は無論適用される。
１）フロントモータ１８のみが駆動トルクＴｑｒ１を発生し、リアモータ２０、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ２，Ｔｒｑ３がゼロである場合。この場合は、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１が基準トルクＴｒｑ０を超過した場合にフロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１を低減させ、リアモータ２２の駆動トルクＴｒｑ２をゼロから増大させればよい。
２）リアモータ２０のみが駆動トルクＴｑｒ２を発生し、フロントモータ１８、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ３がゼロである場合。この場合は、リアモータ２２の駆動トルクＴｒｑ２が基準トルクＴｒｑ０を超過した場合にリアモータ２２の駆動トルクＴｒｑ２を低減させ、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１をゼロから増大させればよい。
３）フロントモータ１８、リアモータ２０が駆動トルクＴｑｒ１、Ｔｒｑ２を発生し、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３がゼロである場合。この場合は、基準トルクＴｒｑ０を超過した方のモータの駆動トルクを低減し、他方のモータの駆動トルクを増大させればよい。
なお、上記何れの場合においてもトルク増大モータが駆動する車輪にスリップが発生すると、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３がゼロの状態から発生するので、クラッチ４４に代えてトルクコンバータを設けることで駆動トルクＴｒｑ３を円滑に駆動輪に伝達するようにすればよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０……車両、１８……フロントモータ（第１のモータ）、２０……リアモータ（第２のモータ）、２２……前輪、２４……後輪、５６Ａ……第１の駆動制御手段、５６Ｂ……トルク判定手段，５６Ｃ……第２の駆動制御手段、５６Ｄ……スリップ判定手段、５６Ｅ……第３の駆動制御手段、Ｔｒｑ１……第１の駆動トルク、Ｔｒｑ２……第２の駆動トルク、Ｔｒｑ３……第３の駆動トルク、Ｔｒｑｄ……要求トルクＴｒｑ０……基準トルク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータから出力される駆動トルクとエンジンから出力される駆動トルクとの双方により駆動輪を駆動するハイブリッド電気自動車が提供されている。各モータは、バッテリの直流電力がインバータによって交流電力に変換されて供給されることで駆動される。このようなハイブリッド電気自動車として、バッテリからの直流電圧を昇圧コンバータで昇圧してインバータに供給する走行モードと、昇圧コンバータの昇圧動作を停止させてバッテリからの直流電圧をそのままインバータに供給する走行モードとを切り替えるようにしたものが提案されている。前者の走行モードでは、モータに印加される電圧を高電圧化することでモータの電力損失を低減し、これによりモータの高効率化、高出力化を図っている。後者の走行モードでは、昇圧コンバータでのスイッチング損失がなくなるため燃費の向上を図る上で有利となっている。しかしながら、後者の走行モードでは、運転者の走行用操作により要求される要求トルクを実現するために、前者の走行モードの場合に比較してモータに流れる電流が増加することになる。そのため、後者の走行モードにおいては、モータの発熱量が増加してモータの温度が所定の許容温度を超過すると、モータの出力トルクが低減するという不具合が懸念される。そこで、モータの温度を検出し、検出されたモータ温度が所定の基準温度を超過した場合に、そのモータが発生する駆動力が小さくなるようにモータに供給する電圧を変更すると共に、モータの駆動力が小さくなることで不足した分の駆動力をエンジンの駆動力によって補うようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術は、モータおよびエンジンの動力を動力分割機構を介して単一の駆動軸に出力する車両に好適であるものの、例えば、前輪をフロントモータとエンジンとで駆動し、後輪をリアモータで駆動するといったように、前輪と後輪とを別々のモータで駆動する車両にそのまま適用すると、以下に説明する不利がある。例えば、車両が滑りやすい路面を走行している時に、前輪を駆動するフロントモータの発熱量を抑制するためにフロントモータの駆動力を低減させ、その駆動力の低減分を補うために単純にリアモータの駆動力を増大させると、前輪に比較して後輪の駆動力が増加するため後輪がスリップ傾向となるおそれがあり走行安定性を確保する上で不利がある。本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、前輪と後輪とを別々のモータで駆動する構成においてモータの発熱を的確に抑制しつつて走行安定性を確保する上で有利なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車両の前輪を駆動する第１のモータと、前記車両の後輪を駆動する第２のモータと、前記前輪および前記後輪のうち何れか一方の車輪を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記車両に要求される要求トルクを前記第１、第２のモータおよび前記エンジンに分配して駆動制御する駆動トルク分配制御手段と、前記第１および第２のモータの内、一方のモータに分配される駆動トルクが該一方のモータに予め定められた基準トルクを超過したか否かを判定するトルク判定手段と、他方のモータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するスリップ判定手段と、を備え、前記駆動トルク分配制御手段は、前記スリップの発生が否と判定された際に、前記一方のモータに分配される駆動トルクを前記基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させ、前記スリップの発生が有と判定され、かつ、前記エンジンにより駆動される車輪と前記一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、前記他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、前記エンジンに分配される駆動トルクを増大させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、他方のモータで駆動される車輪でのスリップの発生が否と判定された際に、一方のモータに分配される駆動トルクを基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させることにより、要求トルクを満足させる。他方のモータで駆動される車輪でのスリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させることにより、要求トルクを満足させる。したがって、前輪と後輪とを別々のモータで駆動する構成においてモータの発熱を的確に抑制しつつて走行安定性を確保する上で有利となる。請求項２記載の発明によれば、スリップの抑制をより的確に行うことができ、車両の走行安定性を確保する上でより有利となる。請求項３記載の発明によれば、スリップの発生を的確に判定する上で有利となる。請求項４記載の発明によれば、基準トルクを超過したか否かの判定を的確に行う上でより有利となる。請求項５記載の発明によれば、モータの発熱を的確に抑制する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態におけるモータ制御装置２６が搭載された車両１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】モータ制御装置２６の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】（Ａ）は時間−車輪速の説明図、（Ｂ）は時間−トルクの説明図、（Ｃ）は時間−スリップ判定の説明図である。
【図４】制御装置３２の動作を示すメインフローチャートである。
【図５】ステップＳ１４の動作を説明するフローチャートである。
【図６】ステップＳ１６の動作を説明するフローチャートである。
【図７】スリップ量Ｓ−分配率演算係数ｋの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、車両１０は、高圧バッテリ１２と、インバータ１４、１６と、フロントモータ１８と、リアモータ２０と、内燃機関としてのエンジン２２と、発電機２４と、前輪２６と、後輪２８と、冷却装置３０と、本発明に係るモータ制御装置３２とを含んで構成されている。したがって、車両１０は、モータ１８、２０とエンジン２０とを搭載したハイブリッド電気自動車を構成している。
【０００９】
高圧バッテリ１２は、フロントモータ１８およびリアモータ２０に電力を供給するものである。インバータ１４、１６は、高圧バッテリ１２から供給される直流電力を三相交流電力に変換してフロントモータ１８、リアモータ２０にそれぞれ供給するものである。
インバータ１４、１６が後述するＥＣＵ５６の制御に基づいてフロントモータ１８、リアモータ２０に供給する三相交流電力を例えばＰＭＷ（パルス幅変調）によって制御することでフロントモータ１８、リアモータ２０から出力される駆動トルクが制御される。フロントモータ１８は、インバータ１４から供給される交流電力によって回転駆動され、減速機構３４、ディファレンシャルギア３６を介して前輪２２に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２２を駆動するものである。リアモータ２０は、インバータ１６から供給される三相交流電力によって回転駆動され、減速機構３８、ディファレンシャルギア４０を介して後輪２４に動力（駆動トルク）を与えることで後輪２４を駆動するものである。なお、フロントモータ１８は第１のモータに相当し、リアモータ２０は第２のモータに相当する。また、高圧バッテリ１２は、図示しない充電装置を介して、家庭用の商用電源、あるいは、充電スタンドの急速充電用電源などから供給される電力によって充電される。また、車両１０の回生制動時には、フロントモータ１８、リアモータ２０が発電機として機能し、フロントモータ１８、リアモータ２０で発電された三相交流電力がインバータ１４、１６を介して直流電力に変換されたのち高圧バッテリ１２に充電される。
【００１０】
エンジン２２は、減速機構４２、クラッチ４４を介して前記の減速機構３４に接続されている。クラッチ４４の接続、切断はＥＣＵ５６によって制御される。
エンジン２２は、クラッチ４４の接続状態で、減速機構４２、クラッチ４４、減速機構３４、ディファレンシャルギア３６を介して前輪２２に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２２を駆動するものである。エンジン２２はＥＣＵ５６によって制御される。発電機２４は、前記の減速機構４２を介してエンジン２２に接続されており、エンジン２２から供給される動力により発電を行いインバータ１４を介して高圧バッテリ１２を充電するものである。冷却装置３０は、ＥＣＵ５６によって制御され、後述する温度センサ５４で検出されるフロントモータ１８、リアモータ２０の温度（モータ温度Ｔｍｏｔ）に基づいてそれらモータ温度Ｔｍｏｔが許容温度を超過しないように冷却するものである。冷却装置３０が作動すると、冷却水を循環させることにより、各モータ１８、２０の冷却を行う。また、モータ１８、２０の温度上昇が顕著な場合には冷却水をラジエータで冷却させる動作を行う。
【００１１】
制御装置３２は、車速センサ４６と、アクセル開度センサ４８と、トルク検出手段５０と、車輪速検出手段５２と、温度センサ５４と、回転数センサ５５と、ＥＣＵ５６とを含んで構成されている。車速センサ４６は、車両１０の走行速度を検出してＥＣＵ５６に供給するものである。アクセル開度センサ４８は、アクセルペダルの開度（操作量）を検出してＥＣＵ５６に供給するものである。トルク検出手段５０は、フロントモータ１８、リアモータ２０が出力する駆動トルクをそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。なお、トルク検出手段５０は、フロントモータ１８、リアモータ２０の駆動軸に設けたトルクセンサで構成してもよい。トルク検出手段５０がＥＣＵ５６から各インバータ１４、１６に供給する各モータ１８、２０の制御量に基づいて各駆動トルクを算出（推定）するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ５６によってトルク検出手段５０を構成してもよい。
【００１２】
車輪速検出手段５２は、前輪２４、後輪２６の車輪速をそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。車輪速検出センサ５２は、各車輪に設けられた車輪速センサによって構成される。温度センサ５４は、フロントモータ１８、リアモータ２０の温度であるモータ温度Ｔｍｏｔをそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。回転数センサ５５は、フロントモータ１８、リアモータ２０の回転数をそれぞれ検出してＥＣＵ５６に供給するものである。
【００１３】
ＥＣＵ５６は、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。図２に示すように、ＥＣＵ５６は前記制御プログラムを実行することにより、駆動トルク分配制御手段(第１の駆動制御手段５６Ａ、第２の駆動制御手段５６Ｃ、第３の駆動制御手段５６Ｅ)と、トルク判定手段５６Ｂと、スリップ判定手段５６Ｄとを実現する。
【００１４】
第１の駆動制御手段５６Ａは、フロントモータ１８およびリアモータ２０から出力される駆動トルクをそれぞれ第１、第２の駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２とし、エンジン２２から出力される駆動トルクを第３の駆動トルクＴｒｑ３としたとき、運転者の走行用操作により要求される要求トルクＴｒｑｄを第１、第２、第３の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２，Ｔｒｑ３に分配してフロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２を駆動制御するものである。具体的には、第１の駆動制御手段５６Ａは、フロントモータ１８、リアモータ２０から第１、第２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２を出力させるために必要な制御指令をインバータ１４、１６に与える。また、第１の駆動制御手段５６Ａは、エンジン２２から第３の駆動トルクＴｒｑ３を出力させるために必要な制御指令をエンジン２２に与える。なお、要求トルクＴｒｑｄは、車両１０を駆動するために必要なトルクであって、第１の駆動制御手段５６Ａが、加速時、減速時、あるいは、定速走行時にアクセルペダルが操作されることによってアクセル開度センサ４８によって検出されたアクセル開度と、車速センサ４６で検出された車速とに応じて算出する。また、本実施の形態では、第１の駆動制御手段５６は、車両１０の走行用駆動源として、フロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２の３つの駆動源の一部あるいは全てを適宜選択して動作させる。３つの駆動源は走行状況に応じて切り替えればよく、発進時や低速時には低速回転でトルクを得やすく効率がよいモータを選択し、高速時には高速回転で効率がよいエンジンを選択する。例えば、車両発進時や市街地などでの低速走行時にはフロントモータ１８を用いる。高速道路などでの高速走行時にはエンジン２２を用いる。また、高速走行中において加速時や登坂時にはエンジン２２に加えてフロントモータ１８、リアモータ２０の一方あるいは双方を補助的に（アシストトルクとして）用いる。
【００１５】
トルク判定手段５６Ｂは、第１および第２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２の一方が予め定められた基準トルクＴｒｑ０を超過したか否かを判定するものである。言い換えると、トルク判定手段５６Ｂは、第１および第２のモータの内、一方のモータに分配される駆動トルクが該一方のモータに予め定められた基準トルクを超過したか否かを判定するものである。なお、トルク判定手段５６Ｂは、第１および第２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２の一方が基準トルクＴｒｑ０を超過した時間が予め定められた基準時間Ｔ０以上であるか否かに基づいて基準トルクＴｒｑ０を超過したか否かの判定を行うようにしてもよく、この場合は、基準トルクＴｒｑ０を超過したか否かの判定を的確に行う上でより有利となる。言い換えると、トルク判定手段５６Ｂによる基準トルクを超過したか否かの判定は、第１および第２のモータに分配される駆動トルクの一方が基準トルクを超過した時間が所定時間以上であるか否かに基づいてなされる。基準トルクＴｒｑ０は、この基準トルクＴｒｑ０をモータが出力したときにモータが予め定められた許容温度を超過するトルクであり、すなわち、モータが一定期間連続して出力したときにモータの許容温度を超過するトルクである。言い換えると、基準トルクＴｒｑ０はモータの最大定格あるいは瞬間定格よって規定されるトルクである。モータが許容温度を超過して駆動されると、モータの出力トルクが低減し、あるいは、モータが劣化する不具合が発生する。したがって、モータが許容温度を超過することを抑制するためには、前記の冷却装置３０を作動させて冷却水を循環させたり、冷却水をラジエータで冷却させる必要がある。省電力化を図る観点から冷却装置３０の作動頻度を抑制することが好ましく、そのため、モータが許容温度を超過するような条件での使用（基準トルクＴｒｑ０以上となる駆動トルクでの使用）をなるべく制限する必要がある。なお、基準トルクＴｒｑ０は、モータの回転数によって異なるため、例えば、モータの回転数と基準トルクＴｒｑ０とを対応付けたマップを予めＥＣＵ５６に保持させておき、回転数センサ５５で検出されたモータの回転数に対応する基準トルクＴｒｑ０を前記マップから読み出すことにより設定すればよい。
【００１６】
第２の駆動制御手段５６Ｃは、トルク判定手段５６Ｂにより基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定された場合、フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定された方のモータをトルクを低減すべきトルク低減モータ（一方のモータ）とし、他方のモータをトルクを増大すべきトルク増大モータ（他方のモータ）としたときに以下の処理を行うものである。すなわち、トルク低減モータの駆動トルクを基準トルクＴｒｑ０よりも低減させ、トルク増大モータの駆動トルクを増大させるように、フロントモータ１８、リアモータ２０の駆動制御を行うことにより要求トルクＴｒｑｄを満足させる。
【００１７】
スリップ判定手段５６Ｄは、トルク増大モータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するものである。言い換えると、スリップ判定手段５６Ｄは、他方のモータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するものである。本実施の形態では、スリップ判定手段５６Ｄは、トルク増大モータで駆動される方の車輪の目標車輪速Ｗ０を要求トルクＴｒｑｄに基づいて算出し、この目標車輪速Ｗ０と、速検出手段５２によって検出された前記車輪の実際の車輪速Ｗｍとの差であるスリップ量Ｓ＝Ｗｍ−Ｗ０を算出する。そして、スリップ量Ｓが予め定められた基準スリップ量Ｓ０以上となったか否かに基づいてスリップの有無の判定を行う。言い換えると、スリップ判定手段５６Ｄは、他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差が所定量以上となった際にスリップの発生が有と判定する。これにより、スリップの有無の判定を的確に行う上で有利となる。
【００１８】
第３の駆動制御手段５６Ｅは、スリップ判定手段５６Ｄによりスリップが発生したと判定され、かつ、エンジン２２が駆動する車輪とトルク低減モータが駆動する車輪とが同じ車輪である場合に、第３の駆動トルクＴｒｑ３を増大させ、トルク増大モータの駆動トルクを低減させることにより要求トルクＴｒｑｄを満足させるものである。本実施の形態では、第３の駆動制御手段５６Ｅは、トルク増大モータで駆動される車輪のスリップ量Ｓが大きくなるほど、第３の駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きく、かつ、トルク増大モータの駆動トルクの低減量を大きくするようにエンジン２２およびトルク増大モータの制御を行う。言い換えると、第３の駆動制御手段５６Ｅは、他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差であるスリップ量が大きくなるほど、エンジンに分配される駆動トルクの増加量を大きくすると共に他方のモータに分配される駆動トルクの低減量を大きくする。
【００１９】
第１の駆動制御手段５６Ａ、第２の駆動制御手段５６Ｃ、第３の駆動制御手段５６Ｅの構成についてまとめると、これら第１の駆動制御手段５６Ａ、第２の駆動制御手段５６Ｃ、第３の駆動制御手段５６Ｅは駆動トルク分配制御手段を構成している。駆動トルク分配制御手段は、車両に要求される要求トルクを第１、第２のモータおよびエンジンに分配して駆動制御する。また、駆動トルク分配制御手段は、スリップの発生が否と判定された際に、一方のモータに分配される駆動トルクを基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させる。また、駆動トルク分配制御手段は、スリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させる。
【００２０】
次に、制御装置３２の動作について説明する。まず、図３の（Ａ）に示す時間−車輪速の説明図と、（Ｂ）に示す時間−トルクの説明図と、（Ｃ）に示す時間−スリップ判定の説明図とについて簡単に説明し、次いで、図４、図５、図６のフローチャートを参照して動作を具体的に説明する。図３の動作例は、車両１０の走行時に運転者がアクセルペダルを踏んで加速させる場合を示している。図３（Ａ）において、一点鎖線は要求トルクＴｑｒｄから算出される目標車輪速Ｗ０を示し、破線は車輪速検出手段５２によって検出された前輪車輪速Ｗｍｆを示す。実線は車輪速検出手段５２によって検出された後輪車輪速Ｗｍｒを示す。
図３（Ｂ）に示される３つの実線は、それぞれフロントモータ１８の駆動トルク（第１の駆動トルク）Ｔｒｑ１、リアモータ２０の駆動トルク（第２の駆動トルク）Ｔｒｑ２、エンジン２２の駆動トルク（第３の駆動トルク）Ｔｒｑ３を示している。
また、破線ａは後輪２６にスリップが発生した場合におけるエンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の変化を示している。破線ｂは後輪２６にスリップが発生しなかった場合におけるリアモータ２０の駆動トルクＴｒｑ２の変化を示している。
図３（Ｃ）は、スリップ判定手段５６Ｄによるスリップの判定結果を示しており、“０”はスリップ無し、“１”はスリップ有りを示している。図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にわたって延在する一点鎖線の直線は、スリップの判定結果が“１”に遷移した時点を示している。
【００２１】
図４は制御装置３２の動作を示すメインフローチャートである。まず、ＥＣＵ５６は、検出された車速に基づいて基準トルクＴｒｑ０を演算し設定する（ステップＳ１０）。次に、ＥＣＵ５６は、運転者の走行用操作に基づいて要求される要求トルクＴｒｑｄ＞基準トルクＴｒｑ０であるか否かを判定する（ステップＳ１２：トルク判定手段５６Ｂ）。ステップＳ１２が否定であれば、要求トルクＴｒｑｄを第１、第２、第３の駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２、Ｔｒｑ３に分配してフロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２を駆動制御する通常動作を実行する（ステップＳ２０：第１の駆動制御手段５６Ａ）。ステップＳ１２が肯定であれば、ＥＣＵ５６は、スリップの有無を判定する（ステップＳ１４：スリップ判定手段５６Ｄ）。
【００２２】
ここで、図５を参照してステップＳ１４（スリップ判定手段５６Ｄ）の動作を詳細に説明する。まず、ＥＣＵ５６は、実際の車輪速Ｗｍと目標車輪速Ｗ０との差であるスリップ量Ｓを算出する（ステップＳ１４Ａ）。本例では、後輪２６でスリップが発生したものとし、実際の車輪速Ｗｍが後輪の車輪速Ｗｍｒであるものとして説明する。次いで、スリップ量Ｓが基準スリップ量Ｓ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４Ｂ）。ステップＳ１４Ｂが肯定ならば、スリップ有りと判定してメインフローに戻る（ステップＳ１４Ｃ）。ステップＳ１４Ｂが否定ならば、スリップ無しと判定してメインフローに戻る（ステップＳ１４Ｄ）。
【００２３】
図４に戻ってステップＳ１４が否定であれば、ＥＣＵ５６は、フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定されたトルクを低減すべきトルク低減モータの駆動トルクを基準トルクＴｒｑ０よりも低減させ、トルクを増減すべきトルク増大モータの駆動トルクを増大させるように、フロントモータ１８、リアモータ２０の駆動制御を行うことにより要求トルクＴｒｑｄを満足させる（ステップＳ１８：第２の駆動制御手段５６Ｃ）。
本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように、当初、リアモータ２２は駆動トルクを出力しておらず、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１とエンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３とで要求トルクＴｒｑｄを満足させている。そして、時間経過と共にフロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１が増大していきやがて基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定されると、ＥＣＵ５６は、トルク増大モータであるリアモータ２０の駆動トルクＴｒｑ２をゼロから次第に増大させ、トルク低減モータであるフロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１を次第に低減させる制御を実施する。
この場合、図３（Ａ）に示すように、目標車輪速Ｗ０と後輪車輪速Ｗｍｒとの差であるスリップ量Ｓは当初は基準スリップ量Ｓ０未満であるが、時間経過とともに、後輪２６に生じるスリップ量Ｓが増大し、やがて基準スリップ量Ｓ０以上となる。これにより、ステップＳ１４が肯定となる。
【００２４】
ステップＳ１４が肯定となると、本例ではエンジン２２が駆動する車輪（前輪２４）とトルク低減モータが駆動する車輪（前輪２４）とが同じ車輪であるため、ＥＣＵ５６は、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３を増大させ（図３（Ｂ）の破線ａ）、トルク増大モータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２を低減させる（図３（Ｂ）の実線ｃ）ことにより要求トルクＴｒｑｄを満足させる（ステップＳ１６：第３の駆動制御手段５６Ｅ）。なお、ステップＳ１４が否定（スリップ無し）であれば、ステップＳ１８が継続して実行されるため、図３（Ａ）の破線ａに示すエンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の増大は無く、図３（Ｂ）の破線ｂで示すようにリアモータ２０の駆動トルクＴｒｑ２が増大し、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１が減少することになる。
【００２５】
また、本実施の形態では、第３の駆動制御手段５６Ｅは、トルク増大モータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）のスリップ量Ｓが大きくなるほど、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きく、かつ、トルク増大モータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２の低減量を大きくするようにエンジン２２およびトルク増大モータ（リアモータ２０）の制御を行う。図６を参照してステップＳ１６（第３の駆動制御手段５６Ｅ）の動作を詳細に説明する。ＥＣＵ５６は、エンジン分配率Ｒｅを算出する（ステップＳ１６Ａ）。エンジン分配率Ｒｅは、前回の処理で算出されたエンジン分配率Ｒｅに図７に示す分配率演算係数ｋを加算することで算出される。なお、ステップＳ１６Ａが初めて実行される際には、エンジン分配率Ｒｅとして適当に定められた初期値が設定されている。なお、エンジン分配率Ｒｅの最大値は１である。図７に示すように、分配率演算係数ｋはスリップ量Ｓが増加するほど増加するように定められており、ＥＣＵ５６には、図７に示すようなマップが設けられている。ＥＣＵ５６は、ステップＳ１４Ａで算出されたスリップ量Ｓに基づいてこのマップから分配率演算係数ｋを読み出してステップＳ１６Ａにおける分配率演算係数ｋを設定する。次いで、ＥＣＵ５６は、リアモータ２２の低減前の駆動トルクＴｒｑ２にエンジン分配率Ｒｅを乗算することによりエンジン２２の増大トルクを求め、エンジン２２の増大前の駆動トルクＴｒｑ３に加算することにより駆動トルクＴｒｑ３´を求め、リアモータ２２の低減前の駆動トルクＴｒｑ２に（１−Ｒｅ）を乗算することによりリアモータ２２の低減後の駆動トルクＴｒｑ２´を求める（ステップＳ１６Ｂ）。
ステップＳ１６Ａ，Ｓ１６Ｂを実行することにより、トルク増大モータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）のスリップ量Ｓが大きくなるほど、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きく、かつ、トルク増大モータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２の低減量を大きくするようにエンジン２２およびトルク増大モータ（リアモータ２０）が制御されることになる。
【００２６】
以上説明したように本実施の形態によれば、フロントモータ１８、リアモータ２０のうち、一方のモータ（フロントモータ１８）に分配される駆動トルクＴｒｑ１が一方のモータ（フロントモータ１８）の基準トルクＴｒｑ０を超過したと判定された場合、他方のモータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）にスリップの発生が否と判定されたときに、一方のモータ（フロントモータ１８）に分配される駆動トルクＴｒｑ１を基準トルクＴｒｑ０より低減させると共に他方のモータ（リアモータ２０）に分配される駆動トルクＴｒｑ２を増大させることにより、要求トルクＴｒｑｄを満足させる。また、他方のモータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）でのスリップの発生が有と判定され、かつ、エンジンにより駆動される車輪と一方のモータ（フロントモータ１８）により駆動される車輪とが同じ車輪（前輪２４）である際に、他方のモータ（リアモータ２０）に分配される駆動トルクＴｒｑ２の増大を禁止して、エンジンに分配される駆動トルクを増大させることにより、要求トルクＴｒｑｄを満足させる。
したがって、要求トルクＴｒｑｄを確保しつつモータの発熱を的確に抑制する上で有利となる。そのため、冷却装置３０を作動させて冷却水を循環させたり、冷却水をラジエータで冷却させたりする頻度を低減する上で有利となり、省電力化を図る上でも有利となる。さらに、トルク増大モータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）のスリップを抑制できるため、車両１０の走行安定性を確保する上でも有利となる。
【００２７】
また、本実施の形態では、他方のモータ（リアモータ２０）で駆動される車輪（後輪２６）の実際の車輪速Ｗｍｒと要求トルクＴｒｑｄに基づいて算出される目標車輪速Ｗ０との差であるスリップ量Ｓが大きくなるほど、エンジン２２に分配される駆動トルクＴｒｑ３の増加量を大きくすると共に他方のモータ（リアモータ２０）に分配される駆動トルクＴｒｑ２の低減量を大きくするようにした。
そのため、スリップ量Ｓの増減に追従して駆動トルクＴｒｑ３の増加量と他方のモータ（リアモータ２０）の駆動トルクＴｒｑ２の低減量とを的確に増減させることができるので、スリップの抑制をより的確に行うことができ、車両１０の走行安定性を確保する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、スリップが発生したか否かの判定を車輪の実際の車輪速Ｗｍと目標車輪速Ｗ０との差であるスリップ量Ｓが予め定められた基準スリップ量Ｓ０以上となったか否かに基づいて行うようにしたので、スリップの発生を的確に判定する上で有利となる。また、本実施の形態では、基準トルクＴｒｑ０は、該基準トルクＴｒｑ０をモータが一定期間連続して出力したときにモータが予め定められた許容温度を超過するトルクであるため、モータの発熱を的確に抑制する上で有利となる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、エンジン２２が前輪２４に駆動トルクを与える構成について説明したが、エンジン２２が後輪２６に駆動トルクを与える構成であっても本発明は無論適用可能である。
【００２９】
また、本実施の形態では、フロントモータ１８、リアモータ２０、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２，Ｔｒｑ３の全てが発生している場合について説明した。しかしながら、以下の場合であっても本発明は無論適用される。
１）フロントモータ１８のみが駆動トルクＴｑｒ１を発生し、リアモータ２０、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ２，Ｔｒｑ３がゼロである場合。この場合は、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１が基準トルクＴｒｑ０を超過した場合にフロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１を低減させ、リアモータ２２の駆動トルクＴｒｑ２をゼロから増大させればよい。
２）リアモータ２０のみが駆動トルクＴｑｒ２を発生し、フロントモータ１８、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ３がゼロである場合。この場合は、リアモータ２２の駆動トルクＴｒｑ２が基準トルクＴｒｑ０を超過した場合にリアモータ２２の駆動トルクＴｒｑ２を低減させ、フロントモータ１８の駆動トルクＴｒｑ１をゼロから増大させればよい。
３）フロントモータ１８、リアモータ２０が駆動トルクＴｑｒ１、Ｔｒｑ２を発生し、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３がゼロである場合。この場合は、基準トルクＴｒｑ０を超過した方のモータの駆動トルクを低減し、他方のモータの駆動トルクを増大させればよい。
なお、上記何れの場合においてもトルク増大モータが駆動する車輪にスリップが発生すると、エンジン２２の駆動トルクＴｒｑ３がゼロの状態から発生するので、クラッチ４４に代えてトルクコンバータを設けることで駆動トルクＴｒｑ３を円滑に駆動輪に伝達するようにすればよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０……車両、１８……フロントモータ（第１のモータ）、２０……リアモータ（第２のモータ）、２２……前輪、２４……後輪、５６Ａ……第１の駆動制御手段、５６Ｂ……トルク判定手段，５６Ｃ……第２の駆動制御手段、５６Ｄ……スリップ判定手段、５６Ｅ……第３の駆動制御手段、Ｔｒｑ１……第１の駆動トルク、Ｔｒｑ２……第２の駆動トルク、Ｔｒｑ３……第３の駆動トルク、Ｔｒｑｄ……要求トルクＴｒｑ０……基準トルク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前輪を駆動する第１のモータと、前記車両の後輪を駆動する第２のモータと、前記前輪および前記後輪のうち何れか一方の車輪を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記車両に要求される要求トルクを前記第１、第２のモータおよび前記エンジンに分配して駆動制御する駆動トルク分配制御手段と、前記第１および第２のモータの内、一方のモータに分配される駆動トルクが該一方のモータに予め定められた基準トルクを超過したか否かを判定するトルク判定手段と、他方のモータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するスリップ判定手段とを備え、前記駆動トルク分配制御手段は、前記スリップの発生が否と判定された際に、前記一方のモータに分配される駆動トルクを前記基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させ、前記スリップの発生が有と判定され、かつ、前記エンジンにより駆動される車輪と前記一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、前記他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、前記エンジンに分配される駆動トルクを増大させる、
ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記駆動トルク分配制御手段は、前記他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と前記要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差であるスリップ量が大きくなるほど、前記エンジンに分配される駆動トルクの増加量を大きくすると共に前記他方のモータに分配される駆動トルクの低減量を大きくする、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記スリップ判定手段による前記スリップが発生したか否かの判定は、前記他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と前記要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差が所定量以上となった際に前記スリップの発生が有と判定される、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記トルク判定手段による前記基準トルクを超過したか否かの判定は、前記第１および第２のモータに分配される駆動トルクの一方が前記基準トルクを超過した時間が所定時間以上である際に前記超過したと判定される、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
前記基準トルクは、前記モータが一定期間連続して出力したときに前記モータの許容温度を超過するトルクである、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項１】
車両の前輪を駆動する第１のモータと、前記車両の後輪を駆動する第２のモータと、前記前輪および前記後輪のうち何れか一方の車輪を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記車両に要求される要求トルクを前記第１、第２のモータおよび前記エンジンに分配して駆動制御する駆動トルク分配制御手段と、前記第１および第２のモータの内、一方のモータに分配される駆動トルクが該一方のモータに予め定められた基準トルクを超過したか否かを判定するトルク判定手段と、他方のモータで駆動される車輪にスリップが発生したか否かを判定するスリップ判定手段とを備え、前記駆動トルク分配制御手段は、前記スリップの発生が否と判定された際に、前記一方のモータに分配される駆動トルクを前記基準トルクより低減させると共に他方のモータに分配される駆動トルクを増大させ、前記スリップの発生が有と判定され、かつ、前記エンジンにより駆動される車輪と前記一方のモータにより駆動される車輪とが同じ車輪である際に、前記他方のモータに分配される駆動トルクの増大を禁止して、前記エンジンに分配される駆動トルクを増大させる、
ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記駆動トルク分配制御手段は、前記他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と前記要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差であるスリップ量が大きくなるほど、前記エンジンに分配される駆動トルクの増加量を大きくすると共に前記他方のモータに分配される駆動トルクの低減量を大きくする、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記スリップ判定手段による前記スリップが発生したか否かの判定は、前記他方のモータにより駆動される車輪の実際の車輪速と前記要求トルクに基づいて算出される目標車輪速との差が所定量以上となった際に前記スリップの発生が有と判定される、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記トルク判定手段による前記基準トルクを超過したか否かの判定は、前記第１および第２のモータに分配される駆動トルクの一方が前記基準トルクを超過した時間が所定時間以上である際に前記超過したと判定される、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
前記基準トルクは、前記モータが一定期間連続して出力したときに前記モータの許容温度を超過するトルクである、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０１７７１（Ｐ２０１２−１０１７７１Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４５２７（Ｐ２０１０−２５４５２７）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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