車両の駆動力制御装置

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【発明の名称】	車両の駆動力制御装置
【発明者】	【氏名】門田圭司【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内【氏名】清水弘一【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内
【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。

【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。

【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２００００ｒｐｍ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Ｓ２００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２０００ｒｐ以上か否かを判定し、モータ回転数Ｎｍが２００００ｒｐｍ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３Ｌ、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２０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ＴｅＮ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・ΔＶＦＫ１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。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Ｇ２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Ｓ２００、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２２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４ＷＤ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、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、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８Ｇ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Ｓ３６０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－αα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Ｉｆｍ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２００００ｒｐｍ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Ｓ５８０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、３Ｒ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、１Ｒ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１Ｌ、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ＯＦＦ（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、３Ｒの車輪速に換算した値で図１３に表示してある。図１４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３Ｌ、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１Ｌ、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、３Ｒ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。

【出願人】	【識別番号】０００００３９９７【氏名又は名称】日産自動車株式会社【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地
【出願日】	平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【代理人】	【識別番号】１０００６６９８０【弁理士】【氏名又は名称】森哲也（外２名）
【公開番号】	特開２００３－２０９９０２（Ｐ２００３－２０９９０２Ａ）
【公開日】	平成１５年７月２５日（２００３．７．２５）
【出願番号】	特願２００２－４９８４（Ｐ２００２－４９８４）