車両の制御装置
【課題】車両安定性を向上させることが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを、まず所定範囲内のトルクとなるように変化させる。たとえば後輪指令トルクＴｒｃｍが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも先に所定範囲内のトルクとなった場合、駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍが所定範囲内のトルクとなるまで後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を制限する（後輪指令トルクＴｒｃｍを一定に保つ）。駆動力制御部９０Ｂは、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが所定範囲内に入った後に後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。これによって複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【解決手段】駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを、まず所定範囲内のトルクとなるように変化させる。たとえば後輪指令トルクＴｒｃｍが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも先に所定範囲内のトルクとなった場合、駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍが所定範囲内のトルクとなるまで後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を制限する（後輪指令トルクＴｒｃｍを一定に保つ）。駆動力制御部９０Ｂは、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが所定範囲内に入った後に後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。これによって複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の制御装置に関し、特に、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両、およびこのような車両の制御装置が従来から知られている。たとえば特開２００１−１７１３７８号公報（特許文献１）には、前輪および後輪の一方を第１原動機で駆動可能とし、他方を第２原動機で駆動可能とした４輪駆動車の制御装置が開示される。
【０００３】
この制御装置は運転者による出力操作手段の操作程度と車速とに基づいて目標駆動力を求める。そして制御装置は、その目標駆動力を前輪側および後輪側から出力するための前輪駆動力および後輪駆動力を、車両状態またはその車両の運転状態に基づいて制御する。
【特許文献１】特開２００１−１７１３７８号公報
【特許文献２】特開平６−１８３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような４輪駆動車では目標駆動力を前輪側と後輪側とに配分することで前輪駆動力および後輪駆動力が決定される。この配分に基づいた駆動力が前輪と後輪とに伝達される。ただし上述のような４輪駆動車では駆動力を前輪と後輪とに伝達される際における車両挙動への影響や車両安定性を考慮して、時間に対する駆動力の変化の割合をある一定値で制限する場合がある。また、この変化の割合は前輪と後輪とで異なる場合がある。
【０００５】
このように駆動力を制御した場合には、車両を加速させたり減速させたりする際に、駆動力の符号が前輪と後輪とで相異なる（たとえば前輪駆動力の符号が負であり後輪駆動力の符号が正である）ことが生じ得る。たとえば車両を加速させるために目標駆動力を負の値から正の値に変化させた場合、前輪駆動力および後輪駆動力も負の値から正の値に変化する。後輪駆動力の速さが前輪駆動力の速さよりも大きいと、後輪駆動力が正の値であるにも拘らず前輪駆動力が負の値のままとなることが起こりやすくなる。
【０００６】
前輪と後輪とでトルクの符号が異なり、かつ、前輪と後輪とでトルクの差が大きくなると、たとえば摩擦係数μが極端に低い路面で車両を旋回させた場合に車両安定性が低下することが考えられる。しかしながら特開２００１−１７１３７８号公報（特許文献１）には、このような問題に対する具体的解決方法が開示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、車両安定性を向上させることが可能な車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は要約すれば複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両の制御装置である。制御装置は、要求駆動力算出部と、駆動力制御部とを備える。要求駆動力算出部は、車両の運転状態に基づいて、複数の動力源に対してそれぞれ求められる複数の要求駆動力を算出する。駆動力制御部は、複数の要求駆動力に応じて、複数の動力源に対してそれぞれ複数の指令駆動力を出力する。駆動力制御部は、複数の要求駆動力のうちの少なくとも１つの要求駆動力の符号が変化した場合には、少なくとも１つの要求駆動力に対応する指令駆動力を所定範囲内の駆動力に変化させる。駆動力制御部は、対応する指令駆動力が所定範囲内の駆動力に変化した後には複数の指令駆動力のうちの他の指令駆動力が所定範囲内の駆動力に達するまで、対応する指令駆動力の変化を制限する。駆動力制御部は、他の指令駆動力が所定範囲内の駆動力に達した後に対応する指令駆動力の変化の制限を解除して、対応する指令駆動力を少なくとも１つの要求駆動力に追随させる。
【０００９】
好ましくは、所定範囲は、０を挟む範囲である。
好ましくは、複数の指令駆動力は、時間の経過に対する変化の割合が互いに異なる。
【００１０】
より好ましくは、複数の動力源は、第１および第２の動力源である。第１の動力源は、複数の車輪のうちの２つの前輪を駆動する。第２の動力源は、複数の車輪のうちの２つの後輪を駆動する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１３】
図１は、本発明に従う車両の制御装置によって制御される車両の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、バッテリ１０と、電力変換部２０と、電動機（モータ）３０と、エンジン４０と、動力分割機構５０と、発電機（ジェネレータ）６０と、減速機７０と、前輪８０ａ，８０ｂとを備える。ハイブリッド車両１００は、さらに、モータジェネレータ７５と、後輪８５ａ，８５ｂと、制御装置９０とを備える。ハイブリッド車両１００は、さらに、アクセルペダル装置１１０と、アクセル開度センサ１２０と、車速センサ１３０とを備える。
【００１５】
バッテリ１０は、充電可能な二次電池（たとえばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池）から構成される。電力変換部２０は、バッテリ１０から供給された直流電圧を、モータ３０やモータジェネレータ７５を駆動するための交流電圧に変換するインバータ（図示せず）を含む。このインバータは、双方向の電力変換が可能なように構成され、モータ３０やモータジェネレータ７５の回生制動動作による発電電力（交流電圧）およびジェネレータ６０による発電電力（交流電圧）を、バッテリ１０充電用の直流電圧に変換する機能を併せ持つ。
【００１６】
電力変換部２０は、直流電圧のレベル変換を行なう昇降圧コンバータ（図示せず）をさらに含んでもよい。このような昇降圧コンバータを配置することにより、バッテリ１０の供給電圧よりも高電圧を振幅とする交流電圧によってモータ３０やモータジェネレータ７５を駆動することができるので、モータ駆動効率を向上することができる。
【００１７】
エンジン４０は、ガソリン等を燃料とする内燃機関であり、燃料の燃焼による熱エネルギを駆動力となる運動エネルギに変換して出力する。動力分割機構５０は、エンジン４０からの出力を、減速機７０を介して前輪８０ａ，８０ｂへ伝達する経路と、ジェネレータ６０へ伝達する経路とに分割可能である。ジェネレータ６０は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジン４０からの出力によって回転されて発電する。ジェネレータ６０による発電電力は、電力変換部２０によって、バッテリ１０の充電電力、あるいはモータ３０およびモータジェネレータ７５の駆動電力として用いられる。
【００１８】
モータ３０は、電力変換部２０から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その出力は、減速機７０を介して前輪８０ａ，８０ｂへ伝達される。また、モータ３０が前輪８０ａ，８０ｂの減速に伴って回転される回生制動動作時には、モータ３０は発電機として作用する。
【００１９】
モータジェネレータ７５は、モータ３０と同様に電力変換部２０から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その出力は、減速機（図示せず）を介して後輪８５ａ，８５ｂへ伝達される。また、モータジェネレータ７５が後輪８５ａ，８５ｂの減速に伴って回転される回生制動動作時には、モータジェネレータ７５は発電機として作用する。
【００２０】
アクセルペダル装置１１０は、運転者によって踏込まれるアクセルペダル１０５の踏力に応じたアクセル開度を設定する。アクセル開度センサ１２０は、アクセルペダル装置１１０と接続されて、アクセル開度Ａに応じた出力電圧を制御装置９０に送出する。
【００２１】
車速センサ１３０は、ハイブリッド車両１００の車速Ｖに応じた出力電圧を制御装置９０に送出する。
【００２２】
ハイブリッド車両１００では、発進時、あるいは低速走行時および緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時には、エンジン効率の低い領域を避けるために、エンジン４０の出力を用いることなく、モータ３０およびモータジェネレータ７５のみによる出力で走行する。この場合には暖機運転が必要な場合を除いてエンジン４０の運転が停止される。なお、暖機運転が必要な場合には、エンジン４０はアイドル運転される。
【００２３】
通常走行時には、エンジン４０が始動され、エンジン４０からの出力は、動力分割機構５０によって前輪８０ａ，８０ｂの駆動力と、ジェネレータ６０での発電用駆動力とに分割される。ジェネレータ６０による発電電力は、モータ３０の駆動に用いられる。したがって、通常走行時には、エンジン４０による出力をモータ３０からの出力でアシストして、前輪８０ａ，８０ｂが駆動される。制御装置９０は、動力分割機構５０による動力分割比率を、全体の効率が最大となるように制御する。
【００２４】
加速時には、エンジン４０の出力が増加する。エンジン４０の出力は動力分割機構５０によって前輪８０ａ，８０ｂの駆動力と、ジェネレータ６０での発電用駆動力とに分割される。ジェネレータ６０の発電による電力はモータ３０およびモータジェネレータ７５の駆動に用いられる。つまり加速時にはエンジン４０の駆動力にモータ３０およびモータジェネレータ７５の駆動力が加えられて前輪８０ａ，８０ｂおよび後輪８５ａ，８５ｂが駆動される。
【００２５】
減速および制動時には、モータ３０は、前輪８０ａ，８０ｂによって回転駆動されて発電する。同様にモータジェネレータ７５は、後輪８５ａ，８５ｂによって回転駆動されて発電する。これらモータ３０およびモータジェネレータ７５の回生発電によって回収された電力は、電力変換部２０によって直流電圧に変換されてバッテリ１０の充電に用いられる。
【００２６】
このように、ハイブリッド車両１００は、複数の動力源としてエンジン４０、モータ３０、ジェネレータ６０、モータジェネレータ７５を備える。複数の動力源は、エンジン４０、モータ３０、およびジェネレータ６０からなる動力源６５（第１の動力源）とモータジェネレータ７５（第２の動力源）とからなる。動力源６５はハイブリッド車両１００の複数の車輪のうちの２つの前輪８０ａ，８０ｂを駆動する。モータジェネレータ７５は複数の車輪のうちの２つの後輪８５ａ，８５ｂとを駆動する。
【００２７】
図２は、図１の制御装置９０の制御ブロック図である。
図２を参照して、制御装置９０は、駆動力算出部９０Ａと、駆動力制御部９０Ｂとを含む。
【００２８】
駆動力算出部９０Ａは、要求トルク決定部９１と、後輪トルク分配比算出部９２と、乗算部９３と、加減算部９４とを含む。
【００２９】
要求トルク決定部９１は、図１のハイブリッド車両１００の運転状態に基づいて要求駆動力（要求トルクＦ）を決定する。ハイブリッド車両１００の「運転状態」に関する情報として、図１のアクセル開度センサ１２０と車速センサ１３０とからアクセル開度Ａ、車速Ｖに関する情報がそれぞれ要求トルク決定部９１に送られる。要求トルク決定部９１はアクセル開度Ａと車速Ｖと要求トルクＦとが対応付けられたマップＭＡＰを予め記憶し、このマップＭＡＰを参照することで要求トルクＦを決定する。
【００３０】
後輪トルク分配比算出部９２は、図１のアクセル開度センサ１２０と車速センサ１３０とを含めた各種センサの出力に応じて、前後輪の理想駆動力配分を実現するための後輪トルク分配比ｒを算出する。
【００３１】
乗算部９３は要求トルクＦと後輪トルク分配比ｒとの積により後輪要求トルクｒｒｑを算出する（ｒｒｑ＝Ｆ×ｒ）。また、加減算部９４は要求トルクＦから後輪要求トルクｒｒｑを減じることにより前輪要求トルクｆｒｑを算出する（ｆｒｑ＝Ｆ−ｒｒｑ）。
【００３２】
駆動力制御部９０Ｂは、補正処理部９５ｆ，９５ｒと、トルク変化制限処理部９６と、ガード処理部９７ｆ，９７ｒと、動力源制御部９８とを含む。
【００３３】
補正処理部９５ｆは、前輪要求トルクｆｒｑの値に応じて前輪指令トルクＴｆｃｍの値を変化させる。同様に補正処理部９５ｒは、後輪要求トルクｒｒｑの値に応じて後輪指令トルクＴｒｃｍの値を変化させる。
【００３４】
本実施の形態においては、時間経過に対する変化の割合（指令トルク値の変化量の大きさ）が互いに異なるように補正処理部９５ｆにおける前輪指令トルクＴｆｃｍの変化の割合と補正処理部９５ｒにおける前輪指令トルクＴｒｃｍの変化の割合とが決定される。これにより、たとえば図１のハイブリッド車両１００を加速させたり減速させたりしたときに、車両安定性や車両挙動を考慮して前輪のトルクおよび後輪のトルクを変化させることができる。
【００３５】
以下では前輪指令トルクＴｆｃｍよりも後輪指令トルクＴｒｃｍのほうが時間の経過に対する変化の割合が大きいものとして説明する。ただし後輪指令トルクＴｒｃｍよりも前輪指令トルクＴｆｃｍのほうが時間の経過に対する変化の割合が大きくてもよいし、変化の割合は互いに等しくてもよい。
【００３６】
トルク変化制限処理部９６は、補正処理部９５ｆから受ける前輪指令トルクＴｆｃｍの値および補正処理部９５ｒから受ける後輪指令トルクＴｒｃｍの値がトルク制限条件を満たす場合には後述のトルク変化制限処理を行なう。
【００３７】
ガード処理部９７ｆは前輪指令トルクＴｆｃｍが上限値（下限値）を超える場合には前輪指令トルクＴｆｃｍを上限値（下限値）に制限する。同様にガード処理部９７ｒは後輪指令トルクＴｒｃｍが上限値（下限値）を超える場合には後輪指令トルクＴｒｃｍを上限値（下限値）に制限する。
【００３８】
動力源制御部９８は前輪指令トルクＴｆｃｍの値および後輪指令トルクＴｒｃｍの値に基づいて図１の動力源６５およびモータジェネレータ７５を制御する。すなわち動力源制御部９８はこれらの動力源に対して前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを出力する。
【００３９】
このように、制御装置９０は、駆動力算出部９０Ａと、駆動力制御部９０Ｂとを備える。駆動力算出部９０Ａは、車両の運転状態に基づいて、複数の動力源（図１の動力源６５およびモータジェネレータ７５）に対してそれぞれ求められる複数の要求駆動力（前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑ）を算出する。
【００４０】
駆動力制御部９０Ｂは、前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑに応じて、複数の動力源に対してそれぞれ複数の指令駆動力（前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍ）を出力する。
【００４１】
駆動力制御部９０Ｂは、前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑの少なくとも１つの符号が変化した場合には、その要求トルクに対応する指令トルクを所定範囲内のトルクに変化させる。駆動力制御部９０Ｂは、その対応する指令トルクが所定範囲内のトルクに変化した後には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍのうちの他の指令トルクが所定範囲内のトルクに達するまで、対応する指令トルクの変化を制限する。駆動力制御部９０Ｂは、他の指令トルクが所定範囲内のトルクに達した後に、対応する指令トルクの変化の制限を解除して、対応する指令トルクを要求トルクに追随させる。
【００４２】
つまり、車両が加速したり減速したりした場合には、前輪要求トルクｆｒｑ（および後輪要求トルクｒｒｑ）の符号が変化することが起こる。駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを、まず所定範囲内のトルクとなるように変化させる。たとえば後輪指令トルクＴｒｃｍが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも先に所定範囲内のトルクとなった場合、駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍが所定範囲内のトルクとなるまで後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を制限する（後輪指令トルクＴｒｃｍを一定に保つ）。駆動力制御部９０Ｂは、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが所定範囲内に入った後に後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。これによって図１のハイブリッド車両１００において、車両安定性を向上させることが可能になる。なお、後輪指令トルクＴｒｃｍは変化の制限が解除された後に、その符号を後輪要求トルクｒｒｑと同一の符号に変化させる。
【００４３】
図３は、図２のトルク変化制限処理部９６における処理を示すフローチャートである。
図３および図２を参照して処理が開始されると、ステップＳ１において、前輪指令トルクＴｆｃｍの値と後輪指令トルクＴｒｃｍの値が補正処理部９５ｆ，９５ｒからトルク変化制限処理部９６にそれぞれ入力される。ステップＳ２においてトルク変化制限処理部９６は前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとの間でトルク変化制限条件が成立するか否かを判定する。
【００４４】
トルク変化制限条件が成立する場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３においてトルク変化制限処理部９６は前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍのいずれか一方の変化を制限するトルク変化制限処理を行なう。一方、トルク変化制限条件が成立しない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ４においてトルク変化制限処理部９６はトルク変化制限処理を行なわずに、入力される前輪指令トルクＴｆｃｍの値と後輪指令トルクＴｒｃｍの値とをそのまま出力する。ステップＳ３またはステップＳ４での処理が終了すると、全体の処理はステップＳ１に戻る。
【００４５】
図４は、図２の制御装置９０による前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を模式的に説明する図である。
【００４６】
図４を参照して、時刻ｔ０以前ではアクセル開度Ａは０％である。このときの前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはともに負である。また、時刻ｔ０以前では前輪指令トルクＴｆｃｍの絶対値のほうが後輪指令トルクＴｒｃｍの絶対値よりも大きくなるように前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの配分が決定されている。
【００４７】
時刻ｔ０が経過すると、ハイブリッド車両を加速させるためにアクセル開度Ａは０％から１００％に変化する。図２に示す要求トルクＦの符号が負から正に変化するので、前輪要求トルクｆｒｑと後輪要求トルクｒｒｑとはともにその符号が負から正に変化する。これにより前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはともに正方向に変化する。
【００４８】
上述した図２の補正処理部９５ｆ，９５ｒでの処理によって、時間の経過に対する指令トルク値の変化の割合は、後輪指令トルクＴｒｃｍのほうが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも大きくなる。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に、後輪指令トルクＴｒｃｍの値が前輪指令トルクＴｆｃｍの値よりも先にトルク反転許容領域内の値となる。図４に示す「トルク反転許容領域」とは０を挟む所定範囲（−Ｔｐｘｎｏａｒｅａから＋Ｔｐｘｎｏａｒｅａまでの範囲）である。
【００４９】
時刻ｔ１において後輪指令トルクＴｒｃｍの値は０に達する。一方、時刻ｔ１の時点では前輪指令トルクＴｆｃｍの値はトルク反転許容領域外の値である（Ｔｆｃｍ＜−Ｔｐｘｎｏａｒｅａ）。そこで図２のトルク変化制限処理部９６は、前輪指令トルクＴｆｃｍがトルク反転許容領域内に入るまで後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇を制限する。このため時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において後輪指令トルクＴｒｃｍは０のままに保たれる。
【００５０】
時刻ｔ２において前輪指令トルクＴｆｃｍの値が−Ｔｐｘｎｏａｒｅａに達すると、トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍを上昇させて後輪要求トルクｒｒｑに追随させる。またトルク変化制限処理部９６は引き続き前輪指令トルクＴｆｃｍを上昇させる。これにより、時刻ｔ３において前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの値は、ある分配比を満足する値に達する。
【００５１】
時刻ｔ４が経過するとハイブリッド車両を減速させるためにアクセル開度Ａが１００％から０％に変化する。このときには要求トルクＦの符号が正から負に変化するので、前輪要求トルクｆｒｑと後輪要求トルクｒｒｑとはともにその符号が正から負に変化する。これにより前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはともに負方向に変化する。ただしこのときも図２の補正処理部９５ｆ，９５ｒでの処理によって時間の経過に対する指令トルク値の変化の割合は、後輪指令トルクＴｒｃｍのほうが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも大きくなる。
【００５２】
時刻ｔ５において後輪指令トルクＴｒｃｍの値は０に達する。一方、時刻ｔ５の時点では前輪指令トルクＴｆｃｍの値はトルク反転許容領域外の値である（Ｔｆｃｍ＞＋Ｔｐｘｎｏａｒｅａ）。そこで車両の加速時と同様に図２のトルク変化制限処理部９６は、前輪指令トルクＴｆｃｍがトルク反転許容領域内に入るまで後輪指令トルクＴｒｃｍの下降を制限する。このため時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間において後輪指令トルクＴｒｃｍは０のままに保たれる。
【００５３】
時刻ｔ６において前輪指令トルクＴｆｃｍの値が＋Ｔｐｘｎｏａｒｅａに達すると、トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍを下降させて後輪要求トルクｒｒｑに追随させる。またトルク変化制限処理部９６は引き続き前輪指令トルクＴｆｃｍを下降させる。
【００５４】
図４に示すように、時刻ｔ２以後のある期間や時刻ｔ６以後のある期間において、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとで符号が反転する。しかしトルク反転許容領域の幅を適切に設定することで、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとで符号が反転していても、これらの指令トルクの差を小さくすることができる。よって本発明によれば、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【００５５】
なお、図４に示すトルク変化制限処理において前輪指令トルクＴｆｃｍが０になるまで後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇や下降を禁止すれば、前輪と後輪とでトルクの符号が相異なる現象を完全に防ぐことができる。ただしこの場合にはドライバによるアクセルペダルの操作に対して車両の応答性が悪くなる可能性がある。図４に示すようにトルク反転許容領域を０を挟む範囲として設定することで前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが０になる前に駆動力を発生することができるので車両の応答性を向上させることができる。
【００５６】
図５は、図２のトルク変化制限処理部９６における処理条件を一覧表形式で示す図である。
【００５７】
図５を参照して、条件１〜４は要求トルクＦ（すなわち前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑ）が正の場合の処理条件であり、条件５〜８は要求トルクＦが負の場合の処理条件である。以下、図５に示す各条件について図４をあわせて参照しながら説明する。
【００５８】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≧０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ＜−Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件１）には前輪指令トルクＴｆｃｍの上昇が禁止される。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えると、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では前輪指令トルクＴｆｃｍの上昇が禁止されるとともに後輪指令トルクＴｒｃｍが上昇する。このときに条件１が成立する。
【００５９】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≧０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≧−Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件２）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま上昇する。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えたとすると、時刻ｔ２以後、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが上昇する。このときに条件２が成立する。
【００６０】
前輪指令トルクＴｆｃｍ＜−Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≧０である場合（条件３）には、後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇が禁止される。図４において時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では、後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇が禁止されるとともに前輪指令トルクＴｆｃｍが上昇する。このときに条件３が成立する。
【００６１】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≧−Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≧０である場合（条件４）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま上昇する。図４の時刻ｔ２以後、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが上昇する。このときに条件４が成立する。
【００６２】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≦０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ＞Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件５）には前輪指令トルクＴｆｃｍの下降が禁止される。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えると、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間では、前輪指令トルクＴｆｃｍの下降が禁止されるとともに後輪指令トルクＴｒｃｍが下降する。このときに条件５が成立する。
【００６３】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≦０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≦Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件６）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま下降する。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えたとすると、時刻ｔ６以後、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが下降する。このときに条件６が成立する。
【００６４】
前輪指令トルクＴｆｃｍ＞Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≦０である場合（条件７）には、後輪指令トルクＴｒｃｍの下降が禁止される。図４において時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間では、後輪指令トルクＴｒｃｍの下降が禁止されるとともに前輪指令トルクＴｆｃｍが下降する。このときに条件７が成立する。
【００６５】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≦Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≦０である場合（条件８）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま下降する。図４の時刻ｔ６以後、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが下降する。このときに条件８が成立する。
【００６６】
図６は、トルク変化制限処理が行なわれていない場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【００６７】
図６を参照して、アクセル開度をある値から０％に戻したときの前輪トルク（前輪要求トルクおよび前輪指令トルク）の変化と後輪トルク（後輪要求トルクおよび後輪指令トルク）の変化とを示す。なお、時刻ｔ０はトルク変化の基準となる時刻である。
【００６８】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１の期間にはアクセル開度Ａ＞０である。この期間では前輪要求トルクおよび前輪指令トルクの値はともに正の値であり、後輪要求トルクおよび後輪指令トルクはともに０である。
【００６９】
時刻ｔ１以後、アクセル開度Ａが急減するのに応じて前輪要求トルクが急減する。時刻ｔ１１には前輪要求トルクが０に達しているが前輪指令トルクの符号は正のままである。この理由は図２の補正処理部９５ｆによって前輪指令トルクの変化が制限されている（補正処理が行なわれている）ためである。
【００７０】
時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間には後輪要求トルクおよび後輪指令トルクはともに０から減少する。よって後輪指令トルクは負の値となる。一方、この期間では前輪指令トルクの値は減少するものの正の値である。つまりこの期間では前輪指令トルクの符号と後輪指令トルクの符号とが逆転する。
【００７１】
図７は、トルク変化制限処理が行なわれた場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。図７において、時刻ｔ０，ｔ１，ｔ１１，ｔ１２は図６における時刻ｔ０，ｔ１，ｔ１１，ｔ１２にそれぞれ対応する。
【００７２】
図６の結果と同様に、時刻ｔ１においてアクセル開度Ａを急減させると、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間には後輪要求トルクは０から減少する。このときトルク変化制限処理によって、前輪指令トルクがトルク反転許容領域内の値に入るまで後輪指令トルクの値は０を保ったままとなる。
【００７３】
時刻ｔ１２において前輪指令トルクがトルク反転許容領域内の値に入ることで後輪指令トルクの値は減少を開始する（負方向に変化する）。時刻ｔ１２の時点では前輪と後輪とで指令トルクの符号は相異なっているが、図６と比較すると指令トルクの差は小さくなる。なお図６および図７の両方において、時刻ｔ２では前輪指令トルクおよび後輪指令トルクはともに負の値となる。
【００７４】
以上のように本実施の形態によれば、制御装置９０は、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを変化させる際に、一方の指令トルクが所定範囲内のトルクに達すると他方の指令トルクが所定範囲内のトルクに達するまで、一方の指令トルクの変化を制限する。これにより本実施の形態によれば、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【００７５】
また、本実施の形態によれば、トルク反転許容領域を０を挟む範囲として設定することで前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが０になる前に駆動力を発生することができるので車両の応答性を向上させることができる。
【００７６】
なお、以上の説明では、複数の動力源は、２つの前輪を駆動する第１の動力源と２つの後輪を駆動する第２の動力源とからなるとした。しかし、本発明は複数の車輪（たとえば４つの車輪）をそれぞれ駆動する複数の動力源（たとえば４つの動力源）が設けられた構成の車両に対しても適用可能である。
【００７７】
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て特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に従う車両の制御装置によって制御される車両の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の制御装置９０の制御ブロック図である。
【図３】図２のトルク変化制限処理部９６における処理を示すフローチャートである。
【図４】図２の制御装置９０による前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を模式的に説明する図である。
【図５】図２のトルク変化制限処理部９６における処理条件を一覧表形式で示す図である。
【図６】トルク変化制限処理が行なわれていない場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図７】トルク変化制限処理が行なわれた場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ バッテリ、２０ 電力変換部、３０ モータ、４０ エンジン、５０ 動力分割機構、６０ ジェネレータ、６５ 動力源、７０ 減速機、７５ モータジェネレータ、８０ａ，８０ｂ 前輪、８５ａ，８５ｂ 後輪、９０ 制御装置、９０Ａ 駆動力算出部、９０Ｂ 駆動力制御部、９１ 要求トルク決定部、９２ 後輪トルク分配比算出部、９３ 乗算部、９４ 加減算部、９５ｆ，９５ｒ 補正処理部、９６ トルク変化制限処理部、９７ｆ，９７ｒ ガード処理部、９８ 動力源制御部、１００ ハイブリッド車両、１０５ アクセルペダル、１１０ アクセルペダル装置、１２０ アクセル開度センサ、１３０ 車速センサ、ＭＡＰ マップ、Ｓ１〜Ｓ４ ステップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の制御装置に関し、特に、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両、およびこのような車両の制御装置が従来から知られている。たとえば特開２００１−１７１３７８号公報（特許文献１）には、前輪および後輪の一方を第１原動機で駆動可能とし、他方を第２原動機で駆動可能とした４輪駆動車の制御装置が開示される。
【０００３】
この制御装置は運転者による出力操作手段の操作程度と車速とに基づいて目標駆動力を求める。そして制御装置は、その目標駆動力を前輪側および後輪側から出力するための前輪駆動力および後輪駆動力を、車両状態またはその車両の運転状態に基づいて制御する。
【特許文献１】特開２００１−１７１３７８号公報
【特許文献２】特開平６−１８３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような４輪駆動車では目標駆動力を前輪側と後輪側とに配分することで前輪駆動力および後輪駆動力が決定される。この配分に基づいた駆動力が前輪と後輪とに伝達される。ただし上述のような４輪駆動車では駆動力を前輪と後輪とに伝達される際における車両挙動への影響や車両安定性を考慮して、時間に対する駆動力の変化の割合をある一定値で制限する場合がある。また、この変化の割合は前輪と後輪とで異なる場合がある。
【０００５】
このように駆動力を制御した場合には、車両を加速させたり減速させたりする際に、駆動力の符号が前輪と後輪とで相異なる（たとえば前輪駆動力の符号が負であり後輪駆動力の符号が正である）ことが生じ得る。たとえば車両を加速させるために目標駆動力を負の値から正の値に変化させた場合、前輪駆動力および後輪駆動力も負の値から正の値に変化する。後輪駆動力の速さが前輪駆動力の速さよりも大きいと、後輪駆動力が正の値であるにも拘らず前輪駆動力が負の値のままとなることが起こりやすくなる。
【０００６】
前輪と後輪とでトルクの符号が異なり、かつ、前輪と後輪とでトルクの差が大きくなると、たとえば摩擦係数μが極端に低い路面で車両を旋回させた場合に車両安定性が低下することが考えられる。しかしながら特開２００１−１７１３７８号公報（特許文献１）には、このような問題に対する具体的解決方法が開示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、車両安定性を向上させることが可能な車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は要約すれば複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両の制御装置である。制御装置は、要求駆動力算出部と、駆動力制御部とを備える。要求駆動力算出部は、車両の運転状態に基づいて、複数の動力源に対してそれぞれ求められる複数の要求駆動力を算出する。駆動力制御部は、複数の要求駆動力に応じて、複数の動力源に対してそれぞれ複数の指令駆動力を出力する。駆動力制御部は、複数の要求駆動力のうちの少なくとも１つの要求駆動力の符号が変化した場合には、少なくとも１つの要求駆動力に対応する指令駆動力を所定範囲内の駆動力に変化させる。駆動力制御部は、対応する指令駆動力が所定範囲内の駆動力に変化した後には複数の指令駆動力のうちの他の指令駆動力が所定範囲内の駆動力に達するまで、対応する指令駆動力の変化を制限する。駆動力制御部は、他の指令駆動力が所定範囲内の駆動力に達した後に対応する指令駆動力の変化の制限を解除して、対応する指令駆動力を少なくとも１つの要求駆動力に追随させる。
【０００９】
好ましくは、所定範囲は、０を挟む範囲である。
好ましくは、複数の指令駆動力は、時間の経過に対する変化の割合が互いに異なる。
【００１０】
より好ましくは、複数の動力源は、第１および第２の動力源である。第１の動力源は、複数の車輪のうちの２つの前輪を駆動する。第２の動力源は、複数の車輪のうちの２つの後輪を駆動する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１３】
図１は、本発明に従う車両の制御装置によって制御される車両の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、バッテリ１０と、電力変換部２０と、電動機（モータ）３０と、エンジン４０と、動力分割機構５０と、発電機（ジェネレータ）６０と、減速機７０と、前輪８０ａ，８０ｂとを備える。ハイブリッド車両１００は、さらに、モータジェネレータ７５と、後輪８５ａ，８５ｂと、制御装置９０とを備える。ハイブリッド車両１００は、さらに、アクセルペダル装置１１０と、アクセル開度センサ１２０と、車速センサ１３０とを備える。
【００１５】
バッテリ１０は、充電可能な二次電池（たとえばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池）から構成される。電力変換部２０は、バッテリ１０から供給された直流電圧を、モータ３０やモータジェネレータ７５を駆動するための交流電圧に変換するインバータ（図示せず）を含む。このインバータは、双方向の電力変換が可能なように構成され、モータ３０やモータジェネレータ７５の回生制動動作による発電電力（交流電圧）およびジェネレータ６０による発電電力（交流電圧）を、バッテリ１０充電用の直流電圧に変換する機能を併せ持つ。
【００１６】
電力変換部２０は、直流電圧のレベル変換を行なう昇降圧コンバータ（図示せず）をさらに含んでもよい。このような昇降圧コンバータを配置することにより、バッテリ１０の供給電圧よりも高電圧を振幅とする交流電圧によってモータ３０やモータジェネレータ７５を駆動することができるので、モータ駆動効率を向上することができる。
【００１７】
エンジン４０は、ガソリン等を燃料とする内燃機関であり、燃料の燃焼による熱エネルギを駆動力となる運動エネルギに変換して出力する。動力分割機構５０は、エンジン４０からの出力を、減速機７０を介して前輪８０ａ，８０ｂへ伝達する経路と、ジェネレータ６０へ伝達する経路とに分割可能である。ジェネレータ６０は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジン４０からの出力によって回転されて発電する。ジェネレータ６０による発電電力は、電力変換部２０によって、バッテリ１０の充電電力、あるいはモータ３０およびモータジェネレータ７５の駆動電力として用いられる。
【００１８】
モータ３０は、電力変換部２０から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その出力は、減速機７０を介して前輪８０ａ，８０ｂへ伝達される。また、モータ３０が前輪８０ａ，８０ｂの減速に伴って回転される回生制動動作時には、モータ３０は発電機として作用する。
【００１９】
モータジェネレータ７５は、モータ３０と同様に電力変換部２０から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その出力は、減速機（図示せず）を介して後輪８５ａ，８５ｂへ伝達される。また、モータジェネレータ７５が後輪８５ａ，８５ｂの減速に伴って回転される回生制動動作時には、モータジェネレータ７５は発電機として作用する。
【００２０】
アクセルペダル装置１１０は、運転者によって踏込まれるアクセルペダル１０５の踏力に応じたアクセル開度を設定する。アクセル開度センサ１２０は、アクセルペダル装置１１０と接続されて、アクセル開度Ａに応じた出力電圧を制御装置９０に送出する。
【００２１】
車速センサ１３０は、ハイブリッド車両１００の車速Ｖに応じた出力電圧を制御装置９０に送出する。
【００２２】
ハイブリッド車両１００では、発進時、あるいは低速走行時および緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時には、エンジン効率の低い領域を避けるために、エンジン４０の出力を用いることなく、モータ３０およびモータジェネレータ７５のみによる出力で走行する。この場合には暖機運転が必要な場合を除いてエンジン４０の運転が停止される。なお、暖機運転が必要な場合には、エンジン４０はアイドル運転される。
【００２３】
通常走行時には、エンジン４０が始動され、エンジン４０からの出力は、動力分割機構５０によって前輪８０ａ，８０ｂの駆動力と、ジェネレータ６０での発電用駆動力とに分割される。ジェネレータ６０による発電電力は、モータ３０の駆動に用いられる。したがって、通常走行時には、エンジン４０による出力をモータ３０からの出力でアシストして、前輪８０ａ，８０ｂが駆動される。制御装置９０は、動力分割機構５０による動力分割比率を、全体の効率が最大となるように制御する。
【００２４】
加速時には、エンジン４０の出力が増加する。エンジン４０の出力は動力分割機構５０によって前輪８０ａ，８０ｂの駆動力と、ジェネレータ６０での発電用駆動力とに分割される。ジェネレータ６０の発電による電力はモータ３０およびモータジェネレータ７５の駆動に用いられる。つまり加速時にはエンジン４０の駆動力にモータ３０およびモータジェネレータ７５の駆動力が加えられて前輪８０ａ，８０ｂおよび後輪８５ａ，８５ｂが駆動される。
【００２５】
減速および制動時には、モータ３０は、前輪８０ａ，８０ｂによって回転駆動されて発電する。同様にモータジェネレータ７５は、後輪８５ａ，８５ｂによって回転駆動されて発電する。これらモータ３０およびモータジェネレータ７５の回生発電によって回収された電力は、電力変換部２０によって直流電圧に変換されてバッテリ１０の充電に用いられる。
【００２６】
このように、ハイブリッド車両１００は、複数の動力源としてエンジン４０、モータ３０、ジェネレータ６０、モータジェネレータ７５を備える。複数の動力源は、エンジン４０、モータ３０、およびジェネレータ６０からなる動力源６５（第１の動力源）とモータジェネレータ７５（第２の動力源）とからなる。動力源６５はハイブリッド車両１００の複数の車輪のうちの２つの前輪８０ａ，８０ｂを駆動する。モータジェネレータ７５は複数の車輪のうちの２つの後輪８５ａ，８５ｂとを駆動する。
【００２７】
図２は、図１の制御装置９０の制御ブロック図である。
図２を参照して、制御装置９０は、駆動力算出部９０Ａと、駆動力制御部９０Ｂとを含む。
【００２８】
駆動力算出部９０Ａは、要求トルク決定部９１と、後輪トルク分配比算出部９２と、乗算部９３と、加減算部９４とを含む。
【００２９】
要求トルク決定部９１は、図１のハイブリッド車両１００の運転状態に基づいて要求駆動力（要求トルクＦ）を決定する。ハイブリッド車両１００の「運転状態」に関する情報として、図１のアクセル開度センサ１２０と車速センサ１３０とからアクセル開度Ａ、車速Ｖに関する情報がそれぞれ要求トルク決定部９１に送られる。要求トルク決定部９１はアクセル開度Ａと車速Ｖと要求トルクＦとが対応付けられたマップＭＡＰを予め記憶し、このマップＭＡＰを参照することで要求トルクＦを決定する。
【００３０】
後輪トルク分配比算出部９２は、図１のアクセル開度センサ１２０と車速センサ１３０とを含めた各種センサの出力に応じて、前後輪の理想駆動力配分を実現するための後輪トルク分配比ｒを算出する。
【００３１】
乗算部９３は要求トルクＦと後輪トルク分配比ｒとの積により後輪要求トルクｒｒｑを算出する（ｒｒｑ＝Ｆ×ｒ）。また、加減算部９４は要求トルクＦから後輪要求トルクｒｒｑを減じることにより前輪要求トルクｆｒｑを算出する（ｆｒｑ＝Ｆ−ｒｒｑ）。
【００３２】
駆動力制御部９０Ｂは、補正処理部９５ｆ，９５ｒと、トルク変化制限処理部９６と、ガード処理部９７ｆ，９７ｒと、動力源制御部９８とを含む。
【００３３】
補正処理部９５ｆは、前輪要求トルクｆｒｑの値に応じて前輪指令トルクＴｆｃｍの値を変化させる。同様に補正処理部９５ｒは、後輪要求トルクｒｒｑの値に応じて後輪指令トルクＴｒｃｍの値を変化させる。
【００３４】
本実施の形態においては、時間経過に対する変化の割合（指令トルク値の変化量の大きさ）が互いに異なるように補正処理部９５ｆにおける前輪指令トルクＴｆｃｍの変化の割合と補正処理部９５ｒにおける前輪指令トルクＴｒｃｍの変化の割合とが決定される。これにより、たとえば図１のハイブリッド車両１００を加速させたり減速させたりしたときに、車両安定性や車両挙動を考慮して前輪のトルクおよび後輪のトルクを変化させることができる。
【００３５】
以下では前輪指令トルクＴｆｃｍよりも後輪指令トルクＴｒｃｍのほうが時間の経過に対する変化の割合が大きいものとして説明する。ただし後輪指令トルクＴｒｃｍよりも前輪指令トルクＴｆｃｍのほうが時間の経過に対する変化の割合が大きくてもよいし、変化の割合は互いに等しくてもよい。
【００３６】
トルク変化制限処理部９６は、補正処理部９５ｆから受ける前輪指令トルクＴｆｃｍの値および補正処理部９５ｒから受ける後輪指令トルクＴｒｃｍの値がトルク制限条件を満たす場合には後述のトルク変化制限処理を行なう。
【００３７】
ガード処理部９７ｆは前輪指令トルクＴｆｃｍが上限値（下限値）を超える場合には前輪指令トルクＴｆｃｍを上限値（下限値）に制限する。同様にガード処理部９７ｒは後輪指令トルクＴｒｃｍが上限値（下限値）を超える場合には後輪指令トルクＴｒｃｍを上限値（下限値）に制限する。
【００３８】
動力源制御部９８は前輪指令トルクＴｆｃｍの値および後輪指令トルクＴｒｃｍの値に基づいて図１の動力源６５およびモータジェネレータ７５を制御する。すなわち動力源制御部９８はこれらの動力源に対して前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを出力する。
【００３９】
このように、制御装置９０は、駆動力算出部９０Ａと、駆動力制御部９０Ｂとを備える。駆動力算出部９０Ａは、車両の運転状態に基づいて、複数の動力源（図１の動力源６５およびモータジェネレータ７５）に対してそれぞれ求められる複数の要求駆動力（前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑ）を算出する。
【００４０】
駆動力制御部９０Ｂは、前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑに応じて、複数の動力源に対してそれぞれ複数の指令駆動力（前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍ）を出力する。
【００４１】
駆動力制御部９０Ｂは、前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑの少なくとも１つの符号が変化した場合には、その要求トルクに対応する指令トルクを所定範囲内のトルクに変化させる。駆動力制御部９０Ｂは、その対応する指令トルクが所定範囲内のトルクに変化した後には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍのうちの他の指令トルクが所定範囲内のトルクに達するまで、対応する指令トルクの変化を制限する。駆動力制御部９０Ｂは、他の指令トルクが所定範囲内のトルクに達した後に、対応する指令トルクの変化の制限を解除して、対応する指令トルクを要求トルクに追随させる。
【００４２】
つまり、車両が加速したり減速したりした場合には、前輪要求トルクｆｒｑ（および後輪要求トルクｒｒｑ）の符号が変化することが起こる。駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを、まず所定範囲内のトルクとなるように変化させる。たとえば後輪指令トルクＴｒｃｍが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも先に所定範囲内のトルクとなった場合、駆動力制御部９０Ｂは前輪指令トルクＴｆｃｍが所定範囲内のトルクとなるまで後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を制限する（後輪指令トルクＴｒｃｍを一定に保つ）。駆動力制御部９０Ｂは、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが所定範囲内に入った後に後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。これによって図１のハイブリッド車両１００において、車両安定性を向上させることが可能になる。なお、後輪指令トルクＴｒｃｍは変化の制限が解除された後に、その符号を後輪要求トルクｒｒｑと同一の符号に変化させる。
【００４３】
図３は、図２のトルク変化制限処理部９６における処理を示すフローチャートである。
図３および図２を参照して処理が開始されると、ステップＳ１において、前輪指令トルクＴｆｃｍの値と後輪指令トルクＴｒｃｍの値が補正処理部９５ｆ，９５ｒからトルク変化制限処理部９６にそれぞれ入力される。ステップＳ２においてトルク変化制限処理部９６は前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとの間でトルク変化制限条件が成立するか否かを判定する。
【００４４】
トルク変化制限条件が成立する場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３においてトルク変化制限処理部９６は前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍのいずれか一方の変化を制限するトルク変化制限処理を行なう。一方、トルク変化制限条件が成立しない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ４においてトルク変化制限処理部９６はトルク変化制限処理を行なわずに、入力される前輪指令トルクＴｆｃｍの値と後輪指令トルクＴｒｃｍの値とをそのまま出力する。ステップＳ３またはステップＳ４での処理が終了すると、全体の処理はステップＳ１に戻る。
【００４５】
図４は、図２の制御装置９０による前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を模式的に説明する図である。
【００４６】
図４を参照して、時刻ｔ０以前ではアクセル開度Ａは０％である。このときの前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはともに負である。また、時刻ｔ０以前では前輪指令トルクＴｆｃｍの絶対値のほうが後輪指令トルクＴｒｃｍの絶対値よりも大きくなるように前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの配分が決定されている。
【００４７】
時刻ｔ０が経過すると、ハイブリッド車両を加速させるためにアクセル開度Ａは０％から１００％に変化する。図２に示す要求トルクＦの符号が負から正に変化するので、前輪要求トルクｆｒｑと後輪要求トルクｒｒｑとはともにその符号が負から正に変化する。これにより前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはともに正方向に変化する。
【００４８】
上述した図２の補正処理部９５ｆ，９５ｒでの処理によって、時間の経過に対する指令トルク値の変化の割合は、後輪指令トルクＴｒｃｍのほうが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも大きくなる。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に、後輪指令トルクＴｒｃｍの値が前輪指令トルクＴｆｃｍの値よりも先にトルク反転許容領域内の値となる。図４に示す「トルク反転許容領域」とは０を挟む所定範囲（−Ｔｐｘｎｏａｒｅａから＋Ｔｐｘｎｏａｒｅａまでの範囲）である。
【００４９】
時刻ｔ１において後輪指令トルクＴｒｃｍの値は０に達する。一方、時刻ｔ１の時点では前輪指令トルクＴｆｃｍの値はトルク反転許容領域外の値である（Ｔｆｃｍ＜−Ｔｐｘｎｏａｒｅａ）。そこで図２のトルク変化制限処理部９６は、前輪指令トルクＴｆｃｍがトルク反転許容領域内に入るまで後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇を制限する。このため時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において後輪指令トルクＴｒｃｍは０のままに保たれる。
【００５０】
時刻ｔ２において前輪指令トルクＴｆｃｍの値が−Ｔｐｘｎｏａｒｅａに達すると、トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍを上昇させて後輪要求トルクｒｒｑに追随させる。またトルク変化制限処理部９６は引き続き前輪指令トルクＴｆｃｍを上昇させる。これにより、時刻ｔ３において前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの値は、ある分配比を満足する値に達する。
【００５１】
時刻ｔ４が経過するとハイブリッド車両を減速させるためにアクセル開度Ａが１００％から０％に変化する。このときには要求トルクＦの符号が正から負に変化するので、前輪要求トルクｆｒｑと後輪要求トルクｒｒｑとはともにその符号が正から負に変化する。これにより前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはともに負方向に変化する。ただしこのときも図２の補正処理部９５ｆ，９５ｒでの処理によって時間の経過に対する指令トルク値の変化の割合は、後輪指令トルクＴｒｃｍのほうが前輪指令トルクＴｆｃｍよりも大きくなる。
【００５２】
時刻ｔ５において後輪指令トルクＴｒｃｍの値は０に達する。一方、時刻ｔ５の時点では前輪指令トルクＴｆｃｍの値はトルク反転許容領域外の値である（Ｔｆｃｍ＞＋Ｔｐｘｎｏａｒｅａ）。そこで車両の加速時と同様に図２のトルク変化制限処理部９６は、前輪指令トルクＴｆｃｍがトルク反転許容領域内に入るまで後輪指令トルクＴｒｃｍの下降を制限する。このため時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間において後輪指令トルクＴｒｃｍは０のままに保たれる。
【００５３】
時刻ｔ６において前輪指令トルクＴｆｃｍの値が＋Ｔｐｘｎｏａｒｅａに達すると、トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍの変化の制限を解除する。トルク変化制限処理部９６は後輪指令トルクＴｒｃｍを下降させて後輪要求トルクｒｒｑに追随させる。またトルク変化制限処理部９６は引き続き前輪指令トルクＴｆｃｍを下降させる。
【００５４】
図４に示すように、時刻ｔ２以後のある期間や時刻ｔ６以後のある期間において、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとで符号が反転する。しかしトルク反転許容領域の幅を適切に設定することで、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとで符号が反転していても、これらの指令トルクの差を小さくすることができる。よって本発明によれば、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【００５５】
なお、図４に示すトルク変化制限処理において前輪指令トルクＴｆｃｍが０になるまで後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇や下降を禁止すれば、前輪と後輪とでトルクの符号が相異なる現象を完全に防ぐことができる。ただしこの場合にはドライバによるアクセルペダルの操作に対して車両の応答性が悪くなる可能性がある。図４に示すようにトルク反転許容領域を０を挟む範囲として設定することで前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが０になる前に駆動力を発生することができるので車両の応答性を向上させることができる。
【００５６】
図５は、図２のトルク変化制限処理部９６における処理条件を一覧表形式で示す図である。
【００５７】
図５を参照して、条件１〜４は要求トルクＦ（すなわち前輪要求トルクｆｒｑおよび後輪要求トルクｒｒｑ）が正の場合の処理条件であり、条件５〜８は要求トルクＦが負の場合の処理条件である。以下、図５に示す各条件について図４をあわせて参照しながら説明する。
【００５８】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≧０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ＜−Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件１）には前輪指令トルクＴｆｃｍの上昇が禁止される。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えると、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では前輪指令トルクＴｆｃｍの上昇が禁止されるとともに後輪指令トルクＴｒｃｍが上昇する。このときに条件１が成立する。
【００５９】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≧０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≧−Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件２）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま上昇する。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えたとすると、時刻ｔ２以後、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが上昇する。このときに条件２が成立する。
【００６０】
前輪指令トルクＴｆｃｍ＜−Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≧０である場合（条件３）には、後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇が禁止される。図４において時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では、後輪指令トルクＴｒｃｍの上昇が禁止されるとともに前輪指令トルクＴｆｃｍが上昇する。このときに条件３が成立する。
【００６１】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≧−Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≧０である場合（条件４）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま上昇する。図４の時刻ｔ２以後、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが上昇する。このときに条件４が成立する。
【００６２】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≦０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ＞Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件５）には前輪指令トルクＴｆｃｍの下降が禁止される。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えると、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間では、前輪指令トルクＴｆｃｍの下降が禁止されるとともに後輪指令トルクＴｒｃｍが下降する。このときに条件５が成立する。
【００６３】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≦０、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≦Ｔｐｘｎｏａｒｅａである場合（条件６）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま下降する。図４において前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとを入れ替えたとすると、時刻ｔ６以後、前輪指令トルクＴｆｃｍと後輪指令トルクＴｒｃｍとが下降する。このときに条件６が成立する。
【００６４】
前輪指令トルクＴｆｃｍ＞Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≦０である場合（条件７）には、後輪指令トルクＴｒｃｍの下降が禁止される。図４において時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間では、後輪指令トルクＴｒｃｍの下降が禁止されるとともに前輪指令トルクＴｆｃｍが下降する。このときに条件７が成立する。
【００６５】
前輪指令トルクＴｆｃｍ≦Ｔｐｘｎｏａｒｅａ、かつ、後輪指令トルクＴｒｃｍ≦０である場合（条件８）には、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍはそのまま下降する。図４の時刻ｔ６以後、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが下降する。このときに条件８が成立する。
【００６６】
図６は、トルク変化制限処理が行なわれていない場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【００６７】
図６を参照して、アクセル開度をある値から０％に戻したときの前輪トルク（前輪要求トルクおよび前輪指令トルク）の変化と後輪トルク（後輪要求トルクおよび後輪指令トルク）の変化とを示す。なお、時刻ｔ０はトルク変化の基準となる時刻である。
【００６８】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１の期間にはアクセル開度Ａ＞０である。この期間では前輪要求トルクおよび前輪指令トルクの値はともに正の値であり、後輪要求トルクおよび後輪指令トルクはともに０である。
【００６９】
時刻ｔ１以後、アクセル開度Ａが急減するのに応じて前輪要求トルクが急減する。時刻ｔ１１には前輪要求トルクが０に達しているが前輪指令トルクの符号は正のままである。この理由は図２の補正処理部９５ｆによって前輪指令トルクの変化が制限されている（補正処理が行なわれている）ためである。
【００７０】
時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間には後輪要求トルクおよび後輪指令トルクはともに０から減少する。よって後輪指令トルクは負の値となる。一方、この期間では前輪指令トルクの値は減少するものの正の値である。つまりこの期間では前輪指令トルクの符号と後輪指令トルクの符号とが逆転する。
【００７１】
図７は、トルク変化制限処理が行なわれた場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。図７において、時刻ｔ０，ｔ１，ｔ１１，ｔ１２は図６における時刻ｔ０，ｔ１，ｔ１１，ｔ１２にそれぞれ対応する。
【００７２】
図６の結果と同様に、時刻ｔ１においてアクセル開度Ａを急減させると、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間には後輪要求トルクは０から減少する。このときトルク変化制限処理によって、前輪指令トルクがトルク反転許容領域内の値に入るまで後輪指令トルクの値は０を保ったままとなる。
【００７３】
時刻ｔ１２において前輪指令トルクがトルク反転許容領域内の値に入ることで後輪指令トルクの値は減少を開始する（負方向に変化する）。時刻ｔ１２の時点では前輪と後輪とで指令トルクの符号は相異なっているが、図６と比較すると指令トルクの差は小さくなる。なお図６および図７の両方において、時刻ｔ２では前輪指令トルクおよび後輪指令トルクはともに負の値となる。
【００７４】
以上のように本実施の形態によれば、制御装置９０は、前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍを変化させる際に、一方の指令トルクが所定範囲内のトルクに達すると他方の指令トルクが所定範囲内のトルクに達するまで、一方の指令トルクの変化を制限する。これにより本実施の形態によれば、複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両において、車両安定性を向上させることが可能になる。
【００７５】
また、本実施の形態によれば、トルク反転許容領域を０を挟む範囲として設定することで前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍが０になる前に駆動力を発生することができるので車両の応答性を向上させることができる。
【００７６】
なお、以上の説明では、複数の動力源は、２つの前輪を駆動する第１の動力源と２つの後輪を駆動する第２の動力源とからなるとした。しかし、本発明は複数の車輪（たとえば４つの車輪）をそれぞれ駆動する複数の動力源（たとえば４つの動力源）が設けられた構成の車両に対しても適用可能である。
【００７７】
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て特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に従う車両の制御装置によって制御される車両の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の制御装置９０の制御ブロック図である。
【図３】図２のトルク変化制限処理部９６における処理を示すフローチャートである。
【図４】図２の制御装置９０による前輪指令トルクＴｆｃｍおよび後輪指令トルクＴｒｃｍの変化を模式的に説明する図である。
【図５】図２のトルク変化制限処理部９６における処理条件を一覧表形式で示す図である。
【図６】トルク変化制限処理が行なわれていない場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図７】トルク変化制限処理が行なわれた場合において図１のハイブリッド車両１００の前後輪におけるトルク変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ バッテリ、２０ 電力変換部、３０ モータ、４０ エンジン、５０ 動力分割機構、６０ ジェネレータ、６５ 動力源、７０ 減速機、７５ モータジェネレータ、８０ａ，８０ｂ 前輪、８５ａ，８５ｂ 後輪、９０ 制御装置、９０Ａ 駆動力算出部、９０Ｂ 駆動力制御部、９１ 要求トルク決定部、９２ 後輪トルク分配比算出部、９３ 乗算部、９４ 加減算部、９５ｆ，９５ｒ 補正処理部、９６ トルク変化制限処理部、９７ｆ，９７ｒ ガード処理部、９８ 動力源制御部、１００ ハイブリッド車両、１０５ アクセルペダル、１１０ アクセルペダル装置、１２０ アクセル開度センサ、１３０ 車速センサ、ＭＡＰ マップ、Ｓ１〜Ｓ４ ステップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記車両の運転状態に基づいて、前記複数の動力源に対してそれぞれ求められる複数の要求駆動力を算出する要求駆動力算出部と、
前記複数の要求駆動力に応じて、前記複数の動力源に対してそれぞれ複数の指令駆動力を出力する駆動力制御部とを備え、
前記駆動力制御部は、前記複数の要求駆動力のうちの少なくとも１つの要求駆動力の符号が変化した場合には、前記少なくとも１つの要求駆動力に対応する指令駆動力を所定範囲内の駆動力に変化させ、前記対応する指令駆動力が前記所定範囲内の駆動力に変化した後には前記複数の指令駆動力のうちの他の指令駆動力が前記所定範囲内の駆動力に達するまで、前記対応する指令駆動力の変化を制限し、前記他の指令駆動力が前記所定範囲内の駆動力に達した後に前記対応する指令駆動力の変化の制限を解除して、前記対応する指令駆動力を前記少なくとも１つの要求駆動力に追随させる、車両の制御装置。
【請求項２】
前記所定範囲は、０を挟む範囲である、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記複数の指令駆動力は、時間の経過に対する変化の割合が互いに異なる、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記複数の動力源は、第１および第２の動力源であり、
前記第１の動力源は、前記複数の車輪のうちの２つの前輪を駆動し、
前記第２の動力源は、前記複数の車輪のうちの２つの後輪を駆動する、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
複数の車輪を駆動する複数の動力源を含む車両の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記車両の運転状態に基づいて、前記複数の動力源に対してそれぞれ求められる複数の要求駆動力を算出する要求駆動力算出部と、
前記複数の要求駆動力に応じて、前記複数の動力源に対してそれぞれ複数の指令駆動力を出力する駆動力制御部とを備え、
前記駆動力制御部は、前記複数の要求駆動力のうちの少なくとも１つの要求駆動力の符号が変化した場合には、前記少なくとも１つの要求駆動力に対応する指令駆動力を所定範囲内の駆動力に変化させ、前記対応する指令駆動力が前記所定範囲内の駆動力に変化した後には前記複数の指令駆動力のうちの他の指令駆動力が前記所定範囲内の駆動力に達するまで、前記対応する指令駆動力の変化を制限し、前記他の指令駆動力が前記所定範囲内の駆動力に達した後に前記対応する指令駆動力の変化の制限を解除して、前記対応する指令駆動力を前記少なくとも１つの要求駆動力に追随させる、車両の制御装置。
【請求項２】
前記所定範囲は、０を挟む範囲である、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記複数の指令駆動力は、時間の経過に対する変化の割合が互いに異なる、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記複数の動力源は、第１および第２の動力源であり、
前記第１の動力源は、前記複数の車輪のうちの２つの前輪を駆動し、
前記第２の動力源は、前記複数の車輪のうちの２つの後輪を駆動する、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【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２００７−２１０４１７（Ｐ２００７−２１０４１７Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１３８８（Ｐ２００６−３１３８８）
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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