JP2009248689A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】左右いずれかの車輪側での油温で低いことによる駆動トルク差を早期に解消して車両の挙動を安定させる。
【解決手段】左右の少なくとも二つの駆動輪もしくは前後の少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクを、それらの駆動輪ごとに設けられかつ低温時のトルク損失が高温時のトルク損失より大きい機構によって制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、前記各機構の温度差を判定する温度差判定手段（ステップＳ３）と、前記温度差が予め定めたしきい値を超えていることが前記温度差判定手段で判定された場合に前記温度差が小さくなるように前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差を増大させる駆動トルク制御手段（ステップＳ４〜Ｓ１２）とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、左右の少なくとも二輪もしくは前後の少なくとも二輪の駆動トルクをそれぞれ独立して制御することのできる車両を対象とし、それらの駆動輪のトルクを制御する制御装置に関するものである。

従来、車両用の駆動力源として電動モータが使用されるようになってきており、ハイブリッド車や電気自動車では、各車輪ごともしくは所定の二輪ごとに電動モータを設け、それらの駆動力のトルクをその電動モータによって直接制御することも行われている。その例が特許文献１ないし５に記載されている。

特許文献１には、エンジンなどの原動機の両側に電動式駆動ユニットを設け、原動機からトルクが伝達されない左右の二輪の駆動トルクをその電動式駆動ユニットによって制御するように構成された駆動装置が記載されている。また、特許文献２には、四輪のそれぞれにモータを設けた車輪独立駆動方式の電気自動車であって、焼付防止のためにいずれかのモータの出力を低下させた場合、ヨーレートの変化を防止するように他のモータの目標駆動力を増大させるように構成された電気自動車が記載されている。

さらに、特許文献３には、各車輪ごとにモータを設けた四輪独立駆動車において、スリップやモータの過熱などによっていずれか二輪以上の制駆動力が変化した場合であっても車両の挙動を安定させるように、各車輪での制駆動力の再配分を行うように構成された装置が記載されている。そして、特許文献４あるいは５には、左右の車輪のトルク差で生じさせるヨーレートが不足している場合に、その不足を解消するように転舵角を補正するように構成された左右独立駆動式車両が記載されている。

特開２００５−８００９号公報 特開２００５−２０４４３６号公報 特開２００７−１３３０号公報 特開２００５−１９３７５２号公報 特開２００５−３２９８６１号公報

特許文献１に記載された装置では、左右の車輪の駆動力をそれぞれに対応して設けられた駆動ユニットによって制御するように構成されている。しかしながら、駆動ユニットの状態によっては、トルク指令値と実際に出力されるトルクとに相違が生じる場合があり、特許文献１に記載された装置では、そのようなトルクの相違に対処する手段を備えていないので、車両のヨーレートが目標から大きく外れ、違和感が生じる可能性がある。また、特許文献２に記載された電気自動車によれば、焼付防止のためにいずれかの車輪の駆動トルクを低下させた場合に、他のモータで駆動トルクが補完されてヨーレートなどの挙動の安定が図られる。しかしながら、いずれか左右のモータあるいは前後のモータの実出力トルクが指令値と異なっている場合、このような事態に対処して挙動を安定させる手段が設けられていないので、意図した走行を行うことができないなど、違和感が生じる可能性がある。

このような事情は特許文献３に記載された装置においても同様であって、スリップやモータの過熱などで制駆動力が変化した場合に車両の挙動の変化を防止もしくは抑制できるとしても、実トルクと指令値との相違を是正するなどのことはできない。そして、特許文献４および５に記載されている車両では、左右のトルク差に起因するヨーレートの不足を転舵角を制御することにより補うことができるが、そのヨーレートが目標値から外れる要因となっている左右のトルク差を解消もしくは是正することができない。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、温度に起因する左右もしくは前後の駆動トルクの差を早期に解消もしくは低減することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、左右の少なくとも二つの駆動輪もしくは前後の少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクを、それらの駆動輪ごとに設けられかつ低温時のトルク損失が高温時のトルク損失より大きい機構によって制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、前記各機構の温度差を判定する温度差判定手段と、前記温度差が予め定めたしきい値を超えていることが前記温度差判定手段で判定された場合に前記温度差が小さくなるように前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差を増大させる駆動トルク制御手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記車両は、転舵角を制御する操舵アシスト装置を有し、前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差が前記駆動トルク制御手段で増大させられた場合に、目標ヨーモーメントに対する実ヨーモーメントの差を小さくするように前記操舵アシスト装置による転舵角を修正するヨーモーメント制御手段を更に備えていることを特徴とする車両の駆動力制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記駆動トルク制御手段は、前記機構のうち温度が低い機構のトルクを増大させることにより前記駆動トルクの差を増大させる手段を含むことを特徴とする車両の駆動力制御装置である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記駆動トルク制御装置は、前記機構のうち温度が高い機構のトルクを低下させることにより前記駆動トルクの差を増大させる手段を含むことを特徴とする車両の駆動力制御装置である。

請求項１の発明によれば、左右もしくは前後の少なくとも二輪に駆動トルクを付与する機構のうち、いずれかの一方の機構の温度が他方の機構の温度より低く、それに伴って一方の機構におけるトルク損失が相対的に大きい場合、その温度差が小さくなるように、各駆動輪の駆動トルクの差が増大させられる。例えば、請求項３に記載してあるように、温度の低い機構のトルクが増大させられる。あるいは請求項４に記載してあるように、温度の高い機構のトルクが低下させられる。したがって、温度の低い機構におけるトルクが相対的に増大するので、該機構でのトルク損失の絶対量が相対的に増大し、その損失分が熱となるので、温度の低い機構の温度が早期に上昇する。その結果、各機構での温度差が是正もしくは解消されて各機構での損失トルクが等しくなるので、制御に即した車両の挙動を達成することができる。

また、請求項２の発明によれば、前述した温度差あるいはトルク差を解消するように駆動トルクの差を過渡的に増大させている際に、その駆動トルクの差の増大に起因するヨーモーメントの変化、より具体的に目標ヨーモーメントに対する実ヨーモーメントの差の増大を抑制するように、転舵角が制御される。その結果、車両のヨーイングが意図したものとなり、車両の挙動を安定させることができる。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明は、車両における左右二輪の駆動力もしくは前後二輪の駆動力を個別に制御できる駆動力制御装置であり、その車両は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関や、内燃機関と電動機とを併用したハイブリッド駆動装置、あるいはモータなどを主たる駆動力源とし、その駆動力源から出力した動力を所定の二輪もしくは四輪に伝達して走行する車両、所定の二輪を前記主たる駆動力源の動力で駆動し、かつその駆動輪以外の二輪を電動機で駆動するいわゆる四輪駆動車、各車輪をモータによって個別に回転させることのできるいわゆるインホイールモータ車両、三輪車もしくは四輪以上の車輪を備えた車両などのいずれであってもよい。

図７にこの発明で対象とする車両の駆動系統および制御系統を模式的に示してある。ここに示す車両は、フロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ）車をベースにしたインホイール式四輪駆動車の例であり、エンジン（ＥＮＧ）１が車両の前方側に搭載され、そのエンジン１の出力側にハイブリッド駆動装置（ＨＶ）２が連結されている。そのハイブリッド駆動装置２の出力軸がプロペラシャフト３を介してデファレンシャル４に連結され、ここから左右の後輪５にトルクが伝達されるようになっている。

一方、左右の前輪６ｌ，６ｒは操舵輪であって、ステアリングホイール７を含むステアリング機構８によって転舵されるように構成されている。このステアリング機構８は、ステアリングホイール７を操舵することによりモータが回転して前輪６ｌ，６ｒの転舵を補助する操舵アシスト装置９を備えており、したがって前輪６ｌ，６ｒの転舵角をステアリングホイール７の操舵量に応じて設定するだけでなく、電気的に制御できるようになっている。

また、左右の前輪６ｌ，６ｒのそれぞれにはインホイールモータ（ＩＷＭ）１０が設けられいる。このインホイールモータ１０は、サスペンション機構（図示せず）によって支持されたハウジングの内部に電気モータと変速機構とを収容し、その電気モータによって前輪６ｌ，６ｒを駆動するように構成された駆動装置であり、電気モータが動力を出力することによる駆動作用だけでなく、電気モータでエネルギ回生を行うことにより制動力を発生させるように構成されている。また、インホイールモータ１０は電気モータの冷却や変速機構の潤滑などのためにオイルを内部に保持している。その潤滑あるいは冷却のための流動は、ギヤやローラなどの回転部材の回転によって掻き上げることによる流動やポンプを用いた強制的な流動のいずれであってもよいが、そのオイルは従来一般的に用いられているものと同様に、温度によって粘度が変化し、低温ほど粘度が増大する特性を有している。したがって、このインホイールモータ１０が、この発明における「低温時のトルク損失が高温時のトルク損失より大きい機構」に相当している。

さらに、上記のインホイールモータ１０を制御するための電子制御装置ＥＣＵが設けられている。この電子制御装置ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて演算を行い、その演算の結果を制御指令信号としてインホイールモータ１０に出力するように構成されている。この入力されるデータとは、例えば各インホイールモータ１０の油温Ｔｌ，Ｔｒや操舵角度θ、車速Ｖなどである。

ここで前述したハイブリッド駆動装置２の例を示すと、図８は２モータ形式のハイブリッド駆動装置の一例を示しており、動力分割機構１１としてシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられており、そのキャリヤ１２にエンジン１が連結されている。また、サンギヤ１３には、電動機としての機能と発電機としての機能とを備えた第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１４が連結され、さらにリングギヤ１５が出力軸１６に連結されている。その出力軸１６には、変速機１７を介して第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１８が連結されている。その変速機１７は、例えば低車速時に第２モータ・ジェネレータ１８が出力するトルクを増大させて出力軸１６に伝達し、また高車速時には第２モータ・ジェネレータ１８の回転数を相対的に低下させるためのものであって、変速比を高低二段に切り替えあるいは複数段に切り替えるように構成されている。

したがって図８に示すハイブリッド駆動装置２では、キャリヤ１２にエンジン１から動力が入力され、これに対して第１モータ・ジェネレータ１４を発電機として機能させることによりサンギヤ１３に反力トルクが与えられ、その結果、これらのトルクを合成したトルクがリングギヤ１５から出力軸１６に出力される。その第１モータ・ジェネレータ１４で発電された電力は第２モータ・ジェネレータ１８に供給され、その第２モータ・ジェネレータ１８が電動機として機能してそのトルクが出力軸１６に付加される。また、第１モータ・ジェネレータ１４で発電した電力は、前述したインホイールモータ１０に供給し、前輪６ｌ，６ｒを駆動することができる。すなわち、エンジン１が出力した動力の一部は、動力分割機構１１を介して出力軸１６に伝達され、また他の一部は電力に変換された後、第２モータ・ジェネレータ１８によって機械的な動力に再変換されて出力軸１６に伝達される。その場合、第１モータ・ジェネレータ１４によってエンジン１の回転数を連続的に制御できるので、エンジン１を効率の良い状態で運転することが可能になる。

前述したようにインホイールモータ１０はその内部のオイルを撹拌もしくは汲み上げることに伴ってトルクの損失が生じ、その損失トルクはオイルの粘度が大きいほど、すなわち低温ほど大きくなる。その損失トルクの大きさが左右の前輪６ｌ，６ｒで異なっていることによる車両の挙動に対する影響を回避もしくは抑制するために、この発明の制御装置は、以下に述べる制御を実行するように構成されている。

図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、左側のインホイールモータ１０の油温Ｔｌが測定されて読み込まれ（ステップＳ１）、また右側のインホイールモータ１０の油温Ｔｒが測定されて読み込まれる（ステップＳ２）。ついで、これらの油温Ｔｌ，Ｔｒの差の絶対値が、予め定めた閾値を超えているか否かが判断される（ステップＳ３）。この閾値は、左右のインホイールモータ１０における温度差に起因する左右のトルク差が車両の挙動に影響する最小値として、実験やシミュレーションなどによって予め求めることができる。

このステップＳ３で否定的に判断された場合には、左右のインホイールモータ１０における油温の相違が車両の挙動に影響しないので、特に制御を行うことなく、図１のルーチンを一旦終了する。これとは反対にステップＳ３で肯定的に判断された場合には、左右の駆動トルクの差を増大させる制御が実行される（ステップＳ４）。これは、油温が相対的に低いインホイールモータ１０におけるトルク損失に伴う発熱を促して、左右の油温の差を低下させる制御であり、その制御の内容は以下のとおりである。

ステップＳ４の制御を実行する時点の車両の旋回方向が判断される（ステップＳ５）。これは一例として右旋回か否かの判断であり、操舵角度θに基づいて判断することができる。右旋回中であることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合には、左側インホイールモータ１０における油温（以下、単に左側の油温と記すことがある）Ｔｌが右側のインホイールモータ１０の油温（以下、単に右側の油温と記すことがある）Ｔｒより高温か否かが判断される（ステップＳ６）。

このステップＳ６で肯定的に判断された場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で内側の右前輪６ｒにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、右側のインホイールモータ１０に掛かるトルクを大きくする。その場合、右旋回を行うヨーモーメントを生じさせる必要があるので、内輪である右前輪６ｒの走行方向に対する駆動トルクは、旋回方向での外輪である左前輪６ｌの走行方向に対する駆動トルクより相対的に小さくする。具体的には、左前輪６ｌの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_lをゼロ（Ｔrq_l＝０）にするとともに、右前輪６ｒの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_rを負のトルク（制動トルク）にする（ステップＳ７）。

このように左右の駆動トルクを制御すると、右旋回方向のヨーモーメントを増大させることになるので、操舵アシスト量を低減する（ステップＳ８）。この制御は、上述した左右のトルク差の増大量に応じて転舵角を減じるように前述した操舵アシスト装置９を制御することにより行ってもよく、あるいは操舵角や車速などに基づいて目標ヨーレート（もしくは目標ヨーモーメント）を求めるとともに、ヨーレートセンサ（図示せず）で検出された実ヨーレート（もしくは実ヨーモーメント）が目標ヨーレートに一致するように操舵アシスト量を制御することにより行ってもよい。

一方、ステップＳ６で否定的に判断された場合すなわち右旋回中における左側の油温Ｔｌが右側の油温Ｔｒより低温の場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で外側の左前輪６ｌにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、左側のインホイールモータ１０に掛かるトルクを大きくする。その場合、右旋回方向のヨーモーメントを生じさせる必要があるので、旋回方向での内輪である右前輪６ｒの走行方向に対する駆動トルクを相対的に小さくする。具体的には、左前輪６ｌの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_lを正の値に設定するとともに、右前輪６ｒの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_rをゼロ（Ｔrq_r＝０）にする（ステップＳ９）。その後、ステップＳ８に進んで、操舵アシスト量を低減する。すなわち、左右のトルク差の増大に伴うヨーモーメントの変化もしくは増大を操舵アシスト装置９によって抑制もしくは是正して、実ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに近づける。

さらに、左旋回であることによりステップＳ５で否定的に判断された場合には、左側インホイールモータ１０における油温Ｔｌが右側のインホイールモータ１０の油温Ｔｒより高温か否かが判断される（ステップＳ１０）。このステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で外側の右前輪６ｒにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、右側のインホイールモータ１０に掛かるトルクを大きくし、かつ内輪である左前輪６ｌの駆動トルクは、旋回方向での外輪である右前輪６ｒの駆動トルクより相対的に小さくする。具体的には、左前輪６ｌの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_lをゼロ（Ｔrq_l＝０）にするとともに、右前輪６ｒの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_rを正のトルクにする（ステップＳ１１）。その後、ステップＳ８に進んで、操舵アシスト量を低減する。すなわち、左右のトルク差の増大に伴うヨーモーメントの変化もしくは増大を操舵アシスト装置９によって抑制もしくは是正する。

またさらに、ステップＳ１０で否定的に判断された場合すなわち左旋回中における左側の油温Ｔｌが右側の油温Ｔｒより低温の場合には、潤滑油の温度が低いことによってその粘度が高いことにより、旋回方向で内側の左前輪６ｌにおける損失トルクが大きいので、その損失を大きくして発熱量を増大させるために、左側のインホイールモータ１０に掛かるトルクを大きくし、かつ外輪である右前輪６ｒの走行方向に対する駆動トルクを相対的に大きくする。具体的には、左前輪６ｌの出力トルクもしくは左側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_lを負の値に設定するとともに、右前輪６ｒの出力トルクもしくは右側のインホイールモータ１０に対するトルク指令値Ｔrq_rをゼロ（Ｔrq_r＝０）にする（ステップＳ１２）。その後、ステップＳ８に進んで、操舵アシスト量を低減する。すなわち、左右のトルク差の増大に伴うヨーモーメントの変化もしくは増大を操舵アシスト装置９によって抑制もしくは是正する。

上記のように、温度が低いことによりトルクの損失が大きいインホイールモータ１０には正もしくは負のトルクが掛かるのに対して、温度が相対的に高いインホイールモータ１０は空転してトルクの消費がないので、温度が相対的に低いインホイールモータ１０でのトルク損失およびそれに伴う発熱が大きくなる。その結果、温度の低いインホイールモータ１０の油温が早期に上昇し、その損失トルクが低下し、温度が高いインホイールモータ１０での損失トルクと近似する。そのため、左右の前輪６ｌ，６ｒの駆動トルクがそれぞれのトルク指令値に即したものとなり、早期に車両のヨーイングなどの挙動を安定させることができる。

この発明に係る制御装置は、損失トルクを相違させる要因となる温度差を、低温側での駆動エネルギの損失を増大させて早期に是正するように構成された装置であり、そのために駆動トルクや車両の挙動に影響する温度差が検出された場合に、左右のトルク差を増大させる。上記の図１に示す例では、相対的に高温側の車輪におけるトルクをゼロに設定し、相対的に低温側の車輪に掛かるトルクを増大させてその損失分を多くし、それに伴う発熱で温度差を是正するように構成されている。しかしながら、左右のトルク差は一方の車輪のトルクをゼロにする以外にも可能である。例えば、左右の車輪についての必要出力差をそれぞれの温度に基づいて求める一方、運転者による要求に基づいて左右の車輪に必要な駆動トルクを求め、これら左右の車輪の必要出力差と必要トルクとから左右の車輪を駆動するモータの動作点およびそれぞれの車輪の駆動トルクを決定してもよい。

その例を図２にブロック図で示してあり、左右の前輪６ｌ，６ｒを駆動するインホイールモータ１０の温度（油温）Ｔｌ，Ｔｒから左右の前輪６ｌ，６ｒについての出力差が求められる（ブロックＢ１）。一方、アクセル開度などのドライバーの要求やクルーズコントロールシステムからの出力要求に基づいて各車輪の必要トルクを算出し（ブロックＢ２）、その演算結果から左右の前輪６ｌ，６ｒの要求トルクＴrq_l_req，Ｔrq_r_reqが求められる（ブロックＢ３）。

そして、ブロックＢ１で求められた左右の出力差と、ブロックＢ３で求められた左右の要求トルクＴrq_l_req，Ｔrq_r_reqとから左右のインホイールモータ１０の動作点が決定される（ブロックＢ４）。インホイールモータ１０に用いられてるモータ（モータ・ジェネレータ）の特性は、図３に模式的に示すように、回転数がある程度以上に増大すると、回転数の増大に伴ってトルクが低下し、また図３に破線で示すように、最もエネルギ効率が高い動作点が中トルク・中回転数域に存在し、この動作点を離れるほど効率が低下する。したがって、上記のブロックＢ４では、図３に示すような特性を考慮したマップに基づいて各インホイールモータ１０におけるモータ・ジェネレータの動作点を定めることができる。あるいは予め演算式を用意し、その演算式に基づいて各インホイールモータ１０におけるモータ・ジェネレータの動作点を求めてもよい。より具体的には、温度の低いインホイールモータ１０については、効率が相対的に低く、駆動することによる発熱の多い動作点、あるいは出力差を大きく採ることのできる動作点を設定する。こうして求められた動作点から左右の各車輪６ｌ，６ｒの駆動トルクＴrq_l，Ｔrq_rが求められる（ブロックＢ５）。

上記の図２に示す構成を備えていれば、車両としての必要トルクを満たしつつ、左右の出力差を設定できるので、温度差の解消のための出力差をより大きくすることができるとともに、前後輪の四輪を駆動する四輪駆動性能を確保することができる。

また、この発明の制御装置では、四輪駆動車における前後輪へのトルク配分をも制御して、左右の出力差を増大させるように構成することができる。その例を図４にブロック図で示してある。先ず、左右の必要出力差が計算（ブロックＢ１１）される一方、要求トルクに基づく左右の出力差が求められる（ブロックＢ１２）。このブロックＢ１１は、前述した図２におけるブロックＢ１と同様の演算ブロックである。また、ブロックＢ１２は、前述した図２におけるブロックＢ３における左右の要求トルクＴrq_l_req，Ｔrq_r_reqの差を算出するブロックと同様の演算ブロックである。

ブロックＢ１１で求められた出力差からブロックＢ１２で求められた出力差が加算器Ｂ１３において減算され、その差が「負」であるか否かが判断される（ブロックＢ１４）。このブロックＢ１４の結果が否定的である場合には、温度に基づく出力差が十分大きいことになるので、温度差の解消のための制御が特には必要がないので、必要出力差を満たすように各車輪の駆動指令値がそのまま出力される（ブロックＢ１５）。

これに対してブロックＢ１４の結果が肯定的である場合には、車両の挙動を乱さない範囲で前後のトルク配分比が変更される（ブロックＢ１６）。これを前述した図７に示す前輪６ｌ，６ｒにインホイールモータ１０を設けた四輪駆動車を例に採って説明すると、インホイールモータ１０を構成しているモータ・ジェネレータの特性は、図５に示すようになり、車速あるいは回転数がある程度以上に増大すると、トルクが次第に低下し、また効率は破線で示すようになる。車両が所定の車速で走行している状態で駆動要求に基づく左右のトルク差がΔＴrqとなっている場合、左右の温度差が特には大きくない通常状態であれば、前輪に対するトルク配分比を相対的に小さくする。例えば、前輪に対するトルク配分比を「２」とし、後輪に対するトルク配分比を「８」とする。これは、図５におけるＤ１の状態である。したがって、この場合は、前輪で受け持つ駆動トルクが小さくなり、インホイールモータ１０で消費するエネルギが相対的に少ないので、損失に伴う発熱が少なくなる。また、左右両側での発熱量の差も小さくなる。

これに対して左右の前輪６ｌ，６ｒのインホイールモータ１０に温度差がある場合、左右のトルク差ΔＴrqの状態で、前輪に対するトルク配分比を増大させる。これは、図５のＤ２の状態であり、例えば前後のトルク配分比を「５：５」にする。その結果、前輪のインホイールモータ１０の出力を増大させることになるので、損失に伴う発熱量が増大し、オイルの温度が早期に上昇させられて、駆動トルクに対するオイルの粘度の影響が解消させられる。

前後トルク配分比の変更を上記のように左右の車輪の油温差に基づいて行う場合、油温の高低だけでなく、要求されているトルクの大小を加味して行うことができる。すなわち、油温の高い左右いずれかの前輪に要求されるトルクが大きい場合、インホイールモータ１０での発熱量が増大するとオイルの過熱の可能性があるので、前輪に対するトルク配分比を低下させる。これとは反対に、油温の低い左右いずれかの前輪に要求されるトルクが大きい場合、前輪に対するトルク配分比を相対的に増大させる。こうすることにより、油温の低い前輪側のインホイールモータ１０での発熱量が増大するので、油温を早期に上昇させ、左右の油温差を解消することができる。

さらに、左右のインホイールモータ１０で必要とする熱量と、左右のインホイールモータ１０の動作点での損失に基づく実熱量とに基づいてトルクの前後配分比を制御することができる。すなわち、左右のインホイールモータ１０のオイルを含む全体としての体積とその比熱ならびに左右の温度差から前輪で必要とする必要熱量が求まる。また、左右のインホイールモータ１０の動作点に基づいてそれぞれの損失が求まるので、その差から実熱量差が求まる。こうして得られる必要熱量が実熱量差より大きい場合、前輪側での発熱を促進する必要があるので、前輪に対するトルク配分比を相対的に増大させる。これとは反対に、実熱量差が大きい場合には、前輪に対するトルク配分比を相対的に低下させる。前輪側での発熱量を特に増大させる必要がないからである。

なお、後輪をインホイールモータ１０が駆動するように構成した場合には、前後のトルク配分比の制御は、上述した例とは反対の制御になる。また、前後のトルク配分比の制御は、具体的には、左右の油温差と前後トルク配分比との関係を定めたマップを予め用意し、そのマップに基づいて前後トルク配分比を決定することにより行うことができる。

このように、この発明の制御装置によれば、左右の温度差に起因するヨーモーメントの目標値からのズレを、左右両側での発熱量を制御することにより解消もしくは抑制するだけでなく、前後のトルク配分比を制御することにより解消もしくは抑制するように構成することができる。

さらに、この発明の制御装置によれば、インホイールモータ１０に掛かるトルクによって油温の上昇を制御できるので、状況に応じて前後トルク配分比を制御することにより、左右の温度差の解消に加え、四輪駆動性能の効果的な発揮や不要な四輪駆動制御に起因する燃費の悪化を抑制することができる。例えば、図６に示すように、前輪の油温や四輪駆動要求の有無などに基づいて前後トルク配分比を制御する。具体的に説明すると、図６において、先ず、前輪側のインホイールモータ１０の油温が低いか否かが判断される（ステップＳ２１）。このステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、前輪側での発熱を促すために、前輪に対するトルク配分比が増大させられる（ステップＳ２２）。

これに対して、前輪側の油温が特には低くないことによりステップＳ２１で否定的に判断された場合には、四輪駆動（４ＷＤ）状態が不要か否かが判断される（ステップＳ２３）。これは、アクセル開度、前後車輪の回転数差、走行路面の勾配、走行路面が悪路か否かの判定結果などに基づいて判断することができる。なお、４ＷＤの選択スイッチが備えられている場合には、そのスイッチのＯＮ／ＯＦＦをも加味して判断する。このステップＳ２３で否定的に判断された場合、すなわち四輪駆動状態が必要であることが判断された場合には、ステップＳ２２に進んで前輪に対するトルク配分比が増大させられる。

四輪駆動状態が必要ではないことによりステップＳ２３で肯定的に判断された場合には、油温が高いか否かが判断される（ステップＳ２４）。前輪側のインホイールモータ１０の油温が高いことによりステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、それ以上の油温の上昇を防止もしくは抑制するために、前輪に対するトルク配分比が低下させられる（ステップＳ２５）。これに対して、油温が特には高くなっていない場合には、前後トルク配分比が通常の配分比に設定される（ステップＳ２６）。すなわち、油温に基づく制御を含まない前後トルク配分比に制御される。

図６に示すように制御することにより、油温が過剰に高くなることを防止して四輪駆動状態が制限されたり、それに伴って車両の駆動性能が低下したりすることを防止もしくは抑制することができる。また、左右の油温差がある程度大きい場合には、その油温差を早期に解消して車両のヨーモーメントあるいはそれに起因する車両の挙動を安定させることができる。さらに、不必要に四輪駆動状態を設定したり、前後のそれぞれの車輪の駆動トルクが不必要に大きくなるように前後トルク配分比を設定したり、それに伴って燃費が悪化したりすることを防止もしくは抑制することができる。

なお、この発明は、四輪駆動車に限らず、二輪駆動車の制御装置にも適用することができる。また、前輪の全てにインホイールモータを設けた車両やハイブリッド駆動装置に替えて通常の変速機を備えた車両の制御装置にも適用することができる。

この発明に係る駆動力制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 左右前輪の駆動トルクを決定する制御ブロックを示すブロック図である。 インホイールモータを構成しているモータ・ジェネレータの特性を模式的に示す図である。 油温差の解消のために前後トルク配分比を変更する制御を説明するためのブロック図である。 左右油温差に基づいて前後トルク配分比を変更した場合の動作点を示す図である。 この発明の制御装置による他の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明で対象とすることのできる四輪駆動車の駆動系統および制御系統を模式的に示す図である。 ハイブリッド駆動装置を備えた車両をベースにした四輪駆動車の駆動系統を示す図である。

符号の説明

１…エンジン（Ｅ／Ｇ）、 ２…ハイブリッド駆動装置（ＨＶ）、 ６ｌ，６ｒ…前輪、 ７…ステアリングホイール、 ８…ステアリング機構、 ９…操舵アシスト装置、 １０…インホイールモータ（ＩＷＭ）、 Ｔｌ，Ｔｒ…油温、 θ…操舵角度、 Ｖ…車速、 １１…動力分割機構、 ＥＣＵ…電子制御装置。

Claims (4)

1. 左右の少なくとも二つの駆動輪もしくは前後の少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクを、それらの駆動輪ごとに設けられかつ低温時のトルク損失が高温時のトルク損失より大きい機構によって制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、
   前記各機構の温度差を判定する温度差判定手段と、
   前記温度差が予め定めたしきい値を超えていることが前記温度差判定手段で判定された場合に前記温度差が小さくなるように前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差を増大させる駆動トルク制御手段と
   を備えていることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記車両は、転舵角を制御する操舵アシスト装置を有し、
   前記少なくとも二つの駆動輪の駆動トルクの差が前記駆動トルク制御手段で増大させられた場合に、目標ヨーモーメントに対する実ヨーモーメントの差を小さくするように前記操舵アシスト装置による転舵角を修正するヨーモーメント制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
3. 前記駆動トルク制御手段は、前記機構のうち温度が低い機構のトルクを増大させることにより前記駆動トルクの差を増大させる手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 前記駆動トルク制御装置は、前記機構のうち温度が高い機構のトルクを低下させることにより前記駆動トルクの差を増大させる手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の駆動力制御装置。

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