(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてエンジンとモータを有し、
前記モータと電気的に結合された強電系システムと、
前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段を設け、
前記トルク配分制御手段は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、前記モータの出力トルクを制限しないことを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記トルク配分制御手段は、前記トルク配分差の規定値を、トルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定したことを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジンおよび第１モータと、左右後輪への出力トルクを任意の分配比で配分可能な左右後輪トルク配分機構を介して後輪を駆動する第２モータと、前記第１モータと前記第２モータとに電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であることを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。
【請求項４】
駆動源としてエンジンとモータを有し、
前記モータと電気的に結合された強電系システムを備え、
前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、前記モータの出力トルクを制限しないことを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としてエンジンとモータを有し、モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するハイブリッド車両のトルク配分制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術１）
従来、エンジンと、このエンジンおよび前輪と機械的に結合されると共に、バッテリと電気的に結合された第１モータと、後輪と機械的に結合されると共に前記バッテリと電気的に結合された第２モータとを備えたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
（従来技術２）
一方、前後配分を30：70〜70：30、後輪左右配分を100：0〜0：100で無段階に制御してニュートラルステアを実現するメカ四輪駆動車が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２２４１３号公報
【特許文献２】特開２００４−１８９０６７号公報
【発明の開示】
【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２のトルク配分の技術思想を上記従来技術１のハイブリッド車両に適用すると、以下のような問題が発生する。
すなわち、旋回中、ニュートラルステアを実現するように第２モータの出力トルクを用いて左右後輪へのトルク配分を制御する場合、左右後輪へのトルク配分制御（旋回外輪トルク大、旋回内輪トルク小）が実行れている旋回中に、第２モータに電気的に結合された強電系システムの故障を検出すると、故障検出タイミングに同期して直ちに強電バッテリとのエネルギー授受を遮断するためにシステムメインリレー（以下、「ＳＭＲ」と略称する。）がOFFとされ、第２モータの出力トルクがゼロとされる。この場合、左右後輪での急激なモータトルク抜けにより、ステア特性が、ニュートラルステア（４ＷＤで、後輪の旋回外輪トルク大により実現）からアンダーステア（前輪駆動状態）に変化するというように、安定した旋回挙動が損なわれてしまうおそれがある、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができるハイブリッド車両のトルク配分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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、
駆動源としてエンジンとモータを有し、
前記モータと電気的に結合された強電系システムと、
前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段を設け、
前記トルク配分制御手段は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、前記モータの出力トルクを制限しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明のハイブリッド車両のトルク配分制御装置にあっては、強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分制御手段において、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータ（出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御する）の出力トルクが制限されない。
すなわち、強電系システムの故障検出時、故障検出タイミングと同期して直ちに通電や充放電を禁止する措置がとられるのではなく、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクが維持され、モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御の停止が待たれる。
例えば、旋回時であって、ニュートラルステアを得るようにモータの出力トルクを用いて左右後輪へのトルク配分制御を実行しているとき、強電系システムに故障が発生しても、左右後輪トルク配分差が規定値以下となるまではモータの出力トルクがそのまま維持される。そして、左右後輪トルク配分差が規定値以下となった時点でモータシステムオフによりモータからの出力トルクがゼロレベルまで抜かれるというように、左右後輪トルク配分制御の滑らかなフェードアウトが実現されることになり、旋回挙動の急変を抑えることができる。
この結果、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のハイブリッド車両のトルク配分制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１のトルク配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。
実施例１のハイブリッド四輪駆動車は、図１に示すように、ＣＰＵ101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、ＦＲ用インバータ302と、第一モータ303（第１モータ）と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、ＲＲ用インバータ307と、第二モータ308（第２モータ）と、第三モータ309（第３モータ）と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、舵角センサ404と、ＧＰＳ405と、車輪速センサ406と、を備えている。そして、左右後輪をそれぞれ独立に駆動する第二モータ308と第三モータ309により左右輪トルク配分機構を構成する。
【００１０】
前記ＣＰＵ101は、強電バッテリ301をモニタし、ＳＯＣや温度や劣化状態に応じて入出力可能電力量を算出し、これを基にＦＲ用インバータ302を制御することにより、第一モータ303（フロント駆動用）と発電機304を動作させると共に、エンジン305を制御する。また、ＲＲ用インバータ307を制御することにより、第二モータ308（右リア駆動用）と第三モータ309（左リア駆動用）を動作させ、４輪駆動状態とした上で、ニュートラルステアを実現する左右後輪のトルク配分制御を行う。
なお、ＦＲ用インバータ302と、第一モータ303と、発電機304と、ＲＲ用インバータ307と、第二モータ308と、第三モータ309にそれぞれ内蔵された温度センサ値を把握し、温度上昇を確認した場合は、電力入出力制限を設定することにより、部品を保護する。
前記舵角センサ404からの検出値をベースに、ハイブリッド４輪駆動車が旋回中か否かを判断している。
前記ＧＰＳ405を活用して地形情報を収集し、走行ルートの把握を行う。
前記車輪速センサ406からの検出値を確認し、各車輪速度を把握する。
【００１１】
前記補助バッテリ102は、ＣＰＵ101の動作電源を提供する役目を有する。本システムでは、強電バッテリ301を電源としたDC/DCコンバータ403により電力を供給することとする。
【００１２】
前記強電バッテリ301は、第一モータ303に対し、ＦＲ用インバータ302を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、発電機304が発電した電力をＲＲ用インバータ307を経由して回収する役目を有する。
また、第二モータ308と第三モータ309を力行させる場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、第二モータ308と第三モータ309が発電作動した場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を回収する役目も有する。
本提案システムにおいて、モータシステムへと電力を供給（授受）する強電線をON/OFFする際に活用するＳＭＲ（システムメインリレー）も内蔵され、これはＣＰＵ101により制御されるものとする。
【００１３】
前記ＦＲ用インバータ302は、ＣＰＵ101により直接制御されている。エンジン305の発生トルク及び回転数に応じて強電バッテリ301の電気エネルギーを第一モータ303へ供給すること、及び発電機304を動作させて発生した電気エネルギーを強電バッテリ301へと戻す役目を有する。なお、第一モータ303と発電機304とエンジン305は、遊星歯車機構（動力分割機構306に内蔵）に直結しているため、トルク及び回転数のバランスを保つように制御しないとハイブリッド車両を正常に作動させることができない。
また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。
【００１４】
前記第一モータ303は、フロント駆動用で、車速が低い場合は単独で駆動トルクを発生させる。また、車速が高い場合は、エンジン305の駆動トルクをアシストしている。さらに、減速時は発電作用（回生作用）することにより電気エネルギーを発生させ、これをＦＲ用インバータ302を経由して強電バッテリ301へ戻す役目を有する。また、本モータ回転数＝車速として制御適用している。
また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。
【００１５】
前記発電機304は、ハイブリッド電気自動車は基本的にスタータを持たない。本システムを適用したハイブリッド車両始動時は、強電バッテリ301から電力を供給し、モータとして動作することでエンジン305の始動をサポートする。通常走行時は、第一モータ303とエンジン305とをバランスさせることで電気エネルギーを発生（発電）し、これを強電バッテリ301へ戻す。時には直接、第一モータ303へ供給することにより、急激な加速に対応することも可能である。
また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。
【００１６】
前記エンジン305は、ＣＰＵ101により直接制御されている。具体的には、車速が高い場合にはハイブリッド車両駆動のためにトルクを発生させている。
【００１７】
前記動力分割機構306は、遊星歯車機構を有し、キャリアにはエンジン305、リングギヤには第一モータ303、サンギヤには発電機304が直接接続している。従来システムのトランスミッション相当も内部に構成されている。
【００１８】
前記ＲＲ用インバータ307は、ＣＰＵ101により直接制御されている。第二モータ308および第三モータ309の発生トルク及び回転数に応じて強電バッテリ301の電気エネルギーを供給／回収する役目を有する。
また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。
【００１９】
前記第二モータ308は、通常走行時は４ＷＤハイブリッド車両として右リア駆動を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。
また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。
【００２０】
前記第三モータ309は、通常走行時は４ＷＤハイブリッド車両として左リア駆動を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。
また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。
【００２１】
前記アクセルセンサ401は、ドライバーが加速時に踏み込んだアクセルペダルストローク量をＣＰＵ101へ送信する。
【００２２】
前記ブレーキセンサ402は、ドライバーが減速時に踏み込んだブレーキペダルストローク量をＣＰＵ101へ送信する。
【００２３】
前記DC/DCコンバータ403は、強電バッテリ301からのエネルギーを12Vへと変換し、補助バッテリ102へと供給する。すなわち、従来のエンジンハイブリッド車両におけるオルタネータと同様の機能を有する。
【００２４】
前記舵角センサ404は、ドライバーのステアリング操作により検出される舵角を、ＣＰＵ101へ送信する役目を有する。
【００２５】
前記ＧＰＳ（Global Positioning System）405は、目的地まで存在するコーナーの旋回半径程度、勾配程度、推定路面μを抽出し、ＣＰＵ101へと各情報を提示する。
【００２６】
前記車輪速センサ406は、フロント２輪に対し接続し、検出値を車輪速情報としてＣＰＵ101へと送信する。
【００２７】
図２は実施例１のＣＰＵ101にて実行されるトルク配分制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（トルク配分制御手段）。
【００２８】
ステップＳ１では、強電バッテリ301のエネルギーを車両システムから切り離す必要がある強電系システムの故障発生時か否かを判断し、Yesの場合はステップＳ２へ移行し、Noの場合はステップＳ１での判断を繰り返す（強電系システム故障検出手段）。
ここで、強電系システムの具体的な対象ユニットは、強電バッテリ301、ＦＲ用インバータ302、第一モータ303、発電機304、ＲＲ用インバータ307、第二モータ308、第三モータ309である。但し、全ての故障が該当するわけではなく、通電、充放電を禁止する必要がある故障が対象となる。
【００２９】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのＳＭＲ OFFを要する強電系システムの故障発生との判断に続き、自車が旋回中であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ３へ移行し、Noの場合はステップＳ４へ移行する（自車旋回中判断手段）。
ここで、「自車旋回中の判断」は、舵角センサ404からの検出値（絶対値）が規定値以上である場合、旋回中であると判断する。若しくは、第二モータ308と第三モータ309に対し、旋回性能向上制御が適用されているか否かを確認することで、自車が旋回中であるか否かを判断する。
なお、旋回中は、第二モータ308と第三モータ309を活用し、旋回性能を向上させているため、車両挙動を確保するためにも電気エネルギー授受を遮断することはできないと考える。
【００３０】
ステップＳ３では、ステップＳ２での自車旋回中であるとの判断に続き、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になっているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ４へ移行し、Noの場合はステップＳ３での判断を繰り返す。
このステップＳ３は、基本的に、左右後輪へのトルク配分差が規定値以下となるまで、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクを制限しないための判断である。そして、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクの制限を遅らせる左右後輪のトルク配分差の規定値は、左右後輪のトルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定される。
具体的には、図３に示す自車速度が高いほど左右輪トルク配分差絶対値が小さい領域を制御打ち切り領域とする旋回時トルク配分制御打ち切り可否判断マップ（制御打ち切り可否判断マップ）を用い、自車の動作点（自車速度，左右輪トルク配分差絶対値）がマップ上で旋回時トルク配分制御打ち切り領域に入ったと判断されると、ステップＳ４へ移行し、ＳＭＲをオフとし、左右後輪のトルク配分制御を打ち切る。
【００３１】
ステップＳ４では、ステップＳ２での自車旋回中でないとの判断時、若しくは、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になっているとの判断時、強電バッテリ301内に設定されているＳＭＲをオフとし、強電バッテリ301のエネルギーを車両システムから切り離し、ステップＳ５へ移行する。
すなわち、強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、自車が旋回中でないと判断された場合は、直ちにＳＭＲをオフとし、自車が旋回中と判断された場合は、左右後輪のトルク配分制御の打ち切り判断を待って、ＳＭＲをオフとする。
【００３２】
ステップＳ５では、ステップＳ４ｄでのＳＭＲをオフに続き、ＳＭＲをオフにした以降は強電バッテリ301を活用することができないため、フェイルセーフとして、強電バッテリ301を活用しない「バッテリレス走行モード」へと遷移し、ステップＳ６へ移行する。
ここで、「バッテリレス走行モード」とは、エンジン305のみで自車を走行させる駆動力を発生させる走行モードをいう。
【００３３】
ステップＳ６では、ステップＳ５でのバッテリレス走行モードへの遷移に続き、強電系システムが故障であることを乗員に知らせる警告（警告灯の点滅や警報など）し、ステップＳ７へ移行する。
【００３４】
ステップＳ７では、ステップＳ６での強電系システムの故障警告に続き、強電系システムの故障モードとして強電バッテリ301が故障である強電バッテリ故障モードであるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ８へ移行し、Noの場合（インバータなどの故障モード）はステップＳ５へ戻る。
【００３５】
ステップＳ８では、ステップＳ７での強電バッテリ故障モードであるとの判断に続き、自車が旋回中であるか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ９へ移行し、Noの場合はステップＳ５へ戻る。
ここで、「自車旋回中の判断」は、舵角センサ404からの検出値（絶対値）が規定値以上である場合、旋回中であると判断する。
【００３６】
ステップＳ９では、ステップＳ８での自車旋回中であるとの判断に続き、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う制御を実行し、ステップＳ５へ戻る。なお、イグニッションスイッチをOFFにすることで、上記トルク配分制御処理は終了する。
【００３７】
次に、作用を説明する。
［背景技術］
例えば、図１に示すようにハイブリッド四輪駆動車を構成し、旋回中、ニュートラルステアを実現するように第二モータ308と第三モータ309の出力トルクを用いて左右後輪へのトルク配分を制御する場合、左右後輪へのトルク配分制御（旋回外輪トルク大、旋回内輪トルク小）が実行されている旋回中に、第二モータ308と第三モータ309に電気的に結合された強電系システムの故障を検出すると、故障検出タイミングに同期して直ちに強電バッテリ301とのエネルギー授受を遮断するため、強電バッテリ301に設定されたＳＭＲがOFFとされ、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクがゼロとされる。
この場合、左右後輪での急激なモータトルク抜けにより、ステア特性が、ニュートラルステア（４ＷＤで、後輪の旋回外輪トルク大により実現）からアンダーステア（前輪駆動状態）に変化するというように、安定した旋回挙動が損なわれてしまうおそれがある。
【００３８】
ちなみに、車両のステア特性とトルク配分の関係は、前後輪のトルク配分の場合、前輪へのトルク配分が100%の前輪駆動車の場合、最もアンダーステア傾向を示し、後輪へのトルク配分が100%の後輪駆動車の場合、最もオーバーステア傾向を示す。また、左右後輪のトルク配分の場合、旋回外輪へのトルク配分が旋回内輪へのトルク配分より大きいほどオーバーステア側となり、逆に、旋回内輪へのトルク配分が旋回外輪へのトルク配分より大きいほどアンダーステア側となる。
本願のハイブリッド四輪駆動車では、左右後輪へのトルク配分を等配分とした場合、前輪駆動状態もしくは４輪駆動状態では、アンダーステア傾向を示す設定とし、左右後輪へのトルク配分を旋回外輪へのトルク配分を旋回内輪へのトルク配分より大きくすることで、ドライバーのステアリング操作にあらわれた旋回意図に合致して旋回回頭性が得られるニュートラルステアを実現するようにしている。
【００３９】
［トルク配分制御作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド車両のトルク配分制御装置では、強電系システムに故障が発生した場合、トルク配分差が規定値以下になるまで、ＳＭＲをオフとせず、モータへのエネルギー供給を継続することで、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができるようにした。
【００４０】
まず、直進走行時に強電系システムに故障が発生した場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む。そして、ステップＳ４では、ステップＳ２での自車旋回中でないとの判断に基づき、強電バッテリ301内に設定されているＳＭＲをオフとし、ステップＳ５では、強電バッテリ301を活用せず、エンジン305のみで自車を走行させる駆動力を発生させる「バッテリレス走行モード」へと遷移する。
したがって、ＳＭＲをオフとしても車両挙動への影響がほとんど無い直進走行での強電系システムの故障発生時には、強電系システムに故障が発生すると直ちにＳＭＲをオフとすることで、強電系システムを応答良く保護することができる。つまり、直進走行での強電系システムの故障発生時には、強電系システムの保護を優先する制御が行われる。
【００４１】
一方、旋回中に強電系システムに故障が発生した場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、ステップＳ３では、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になっているか否かの判断が繰り返される。つまり、強電系システムに故障が発生してもＳＭＲをオンのままとして旋回中の左右後輪に対するトルク配分制御が維持される。
【００４２】
そして、ステップＳ３において、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になったと判断されると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ３からステップＳ４→ステップＳ５へと進み、ステップＳ４では、ステップＳ２での自車旋回中でないとの判断に基づき、強電バッテリ301内に設定されているＳＭＲをオフとし、ステップＳ５では、強電バッテリ301を活用せず、エンジン305のみで自車を走行させる駆動力を発生させる「バッテリレス走行モード」へと遷移する。
すなわち、強電系システムの故障検出時、故障検出タイミングと同期して直ちに通電や充放電を禁止する措置がとられるのではなく、左右後輪のトルク配分差が規定値以下となるまで、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクが維持され、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクを用いた左右後輪のトルク配分制御の停止が待たれる。
【００４３】
例えば、図４は実施例１のトルク配分制御において強電系システムに故障が発生した場合におけるシステム故障発生・舵角センサ検出値（絶対値）・モータ回転数（＝車速）・第二モータ要求トルク・第三モータ要求トルク・ＳＭＲの各特性を示すタイムチャートである。
時刻t1において、左旋回の開始と同時に、第二モータ308に対する要求トルクを徐々に高め、第三モータ309に対する要求トルクを徐々に低くすることで、ニュートラルステアを得る左右後輪のトルク配分制御が開始される。そして、時刻t2において、強電系システムに故障が発生しても、舵角がピークとなる時刻t3を経過し、自車速度と左右輪トルク配分差絶対値による自車の動作点が、図３に示す旋回時トルク配分制御打ち切り可否判断マップで制御打ち切り可の領域に入る時刻t4となるまで、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクがそのまま維持される。そして、時刻t4となった時点でＳＭＲをオフとすることにより、第二モータ308と第三モータ309からの実出力トルク（点線特性）がゼロレベルまで抜かれる。なお、本状況は、長くても数秒で対応できるため、強電系システムへの負荷も少なく、寿命への影響も小さいと思われる。
したがって、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても車両挙動に影響のない自車速度および左右トルク配分差絶対値になるまで待ってＳＭＲをオフとするため、左右トルク差が小さくなった時点で左右後輪へのトルクを抜くというように、左右後輪トルク配分制御の滑らかなフェードアウトが実現されることになり、旋回挙動の急変を抑えることができる。
【００４４】
さらに、強電系システムの故障のうち、強電バッテリ301の故障モードであり、バッテリレス走行モードへと遷移した後、旋回するときには、図２のステップＳ５からステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む。そして、ステップＳ９では、ステップＳ８での自車旋回中であるとの判断に続き、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータが回生、旋回外輪側のモータが力行に設定され、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う制御が実行される。
したがって、強電系システムが故障し、強電バッテリ301が存在しなくても左右後輪に制駆動トルク差（力行による駆動トルクと回生による制動トルクの差）を持たせることで、旋回方向のヨーモーメントが増し、旋回性能を向上できる。
言い換えると、実施例１では、強電系システムが正常時における旋回性能と同様の性能を強電系システムの故障時に実現できるというように、旋回性能の低下を最小に止めることができる。
【００４５】
上記のように、実施例１のトルク配分制御装置では、強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段（ステップＳ１）を設け、トルク配分制御手段（図２）は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクを制限しない。
この結果、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができる。
【００４６】
実施例１のトルク配分制御装置において、前記トルク配分制御手段（図２）は、前記モータの出力トルクの制限を遅らせるトルク配分差の規定値を、トルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定した。
このため、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、適切なモータシステムオフタイミングにより安定した車両挙動を確実に維持することができる。
【００４７】
実施例１のトルク配分制御装置において、車速を検出する車速検出手段を設け、前記トルク配分制御手段（図２）は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、車速が高いほどトルク配分差が小さい領域を制御打ち切り領域とする制御打ち切り可否判断マップにて動作点が制御打ち切り領域に入ったと判断されると、ＳＭＲをオフとし、トルク配分制御を打ち切る。
例えば、トルク配分差のみにてＳＭＲをオフとするタイミングを決めることができるが、旋回時における平均車速を基準としてトルク配分差の規定値を設定した場合、高速旋回時にはＳＭＲをオフとするタイミングが早すぎて旋回挙動の安定性が損なわれるおそれがあるし、逆に、低速旋回時にはＳＭＲをオフとするタイミングが遅すぎて強電系システムの保護機能が損なわれるおそれがある。
これに対し、実施例１では、車両挙動の安定性に影響を与える車速を考慮してトルク配分制御の打ち切り判断をしているため、車両挙動の安定性と強電系システムの保護機能とを両立する最適なトルク配分制御の打ち切り判断を行うことができる。
【００４８】
実施例１のトルク配分制御装置において、自車が旋回中であるか否かを判断する自車旋回中判断手段（ステップＳ２）を設け、前記トルク配分制御手段（図２）は、旋回時に前記モータの出力トルクを用い、ニュートラルステア特性が得られるように左右後輪のトルク配分を制御する手段であり、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、自車が旋回中でないと判断された場合は、直ちにＳＭＲをオフとするバッテリレス走行モードに移行し、自車が旋回中の場合は、左右後輪のトルク配分制御の打ち切り判断を待って、ＳＭＲをオフとするバッテリレス走行モードに移行する。
このため、実施例１のように旋回とトルク配分制御とがリンクしている場合、車両挙動への影響が無くなる状態を適切に判断し、直進走行時に強電系システムの高い保護機能を達成しながら、旋回時に旋回挙動の安定性を達成することができる。
【００４９】
実施例１のトルク配分制御装置において、前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308および第三モータ309と、前記第一モータ303と前記第二モータ308と前記第三モータ309に電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であり、前記トルク配分制御手段（図２）は、前記強電系システム故障検出手段が故障モードとして強電バッテリ301の故障を検出した場合、エンジン305のみを駆動源とするバッテリレス走行モードに移行した後の旋回時、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う。
例えば、通常、強電系システムの故障時には、エンジン305のみを駆動源とするバッテリレス走行モードに移行することになる。しかし、実施例１のように、左右後輪に個別に第二モータ308と第三モータ309を持つシステムでは、ＣＰＵ101およびＲＲ用インバータ307が正常であれば、回生と力行によりトルク差を持たせることが可能である。
これに対し、実施例１では、バッテリレス走行モードに移行した後、左右後輪に個別に第二モータ308と第三モータ309を持つシステムを活用し、回生と力行によりトルク差を持たせることで、強電系システムの故障時に旋回性能の低下を最小に止め、バッテリレス走行モードでの旋回時、強電バッテリ301が存在しなくても旋回方向のヨーモーメントを増して旋回性能を向上させることができる。
【００５０】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド四輪駆動車のトルク配分制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５１】
(1) 駆動源としてエンジンとモータを有し、前記モータと電気的に結合された強電系システムと、前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、を備えたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段（ステップＳ１）を設け、トルク配分制御手段（図２）は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクを制限しないため、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができる。
【００５２】
(2) 前記トルク配分制御手段（図２）は、前記モータの出力トルクの制限を遅らせるトルク配分差の規定値を、トルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定したため、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、適切なモータシステムオフタイミングにより安定した車両挙動を確実に維持することができる。
【００５３】
(3) 車速を検出する車速検出手段を設け、前記トルク配分制御手段（図２）は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、車速が高いほどトルク配分差が小さい領域を制御打ち切り領域とする制御打ち切り可否判断マップにて動作点が制御打ち切り領域に入ったと判断されると、ＳＭＲをオフとし、トルク配分制御を打ち切るため、車両挙動の安定性と強電系システムの保護機能とを両立する最適なトルク配分制御の打ち切り判断を行うことができる。
【００５４】
(4) 自車が旋回中であるか否かを判断する自車旋回中判断手段（ステップＳ２）を設け、前記トルク配分制御手段（図２）は、旋回時に前記モータの出力トルクを用い、ニュートラルステア特性が得られるように左右後輪のトルク配分を制御する手段であり、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、自車が旋回中でないと判断された場合は、直ちにＳＭＲをオフとするバッテリレス走行モードに移行し、自車が旋回中の場合は、左右後輪のトルク配分制御の打ち切り判断を待って、ＳＭＲをオフとするバッテリレス走行モードに移行するため、強電系システムの故障時、車両挙動への影響が無くなる状態を適切に判断し、直進走行時に強電系システムの高い保護機能を達成しながら、旋回時に旋回挙動の安定性を達成することができる。
【００５５】
(5) 前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308および第三モータ309と、前記第一モータ303と前記第二モータ308と前記第三モータ309に電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であり、前記トルク配分制御手段（図２）は、前記強電系システム故障検出手段が故障モードとして強電バッテリ301の故障を検出した場合、エンジン305のみを駆動源とするバッテリレス走行モードに移行した後の旋回時、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄うため、強電系システムの故障時に旋回性能の低下を最小に止め、バッテリレス走行モードでの旋回時、強電バッテリ301が存在しなくても旋回方向のヨーモーメントを増して旋回性能を向上させることができる。
【実施例２】
【００５６】
実施例２は、左右後輪を１つのモータとデフ機構により左右後輪のトルク配分制御を行うようにした例である。
【００５７】
まず、構成を説明する。
図５は実施例２のトルク配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。
実施例２のハイブリッド四輪駆動車は、図５に示すように、ＣＰＵ101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、ＦＲ用インバータ302と、第一モータ303（第１モータ）と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、ＲＲ用インバータ307と、第二モータ308（第２モータ）と、デフ機構310（左右後輪トルク配分機構）と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、舵角センサ404と、ＧＰＳ405と、車輪速センサ406と、を備えている。なお、図１に示す実施例１の構成と同一機能を保有する構成については説明を省略する。
【００５８】
前記ＣＰＵ101は、強電バッテリ301をモニタし、ＳＯＣや温度や劣化状態に応じて入出力可能電力量を算出し、これを基にＦＲ用インバータ302を制御することにより、第一モータ303（フロント駆動用）と発電機304を動作させると共に、エンジン305を制御する。また、ＲＲ用インバータ307を制御することにより、第二モータ308（リア駆動用）を動作させ、さらに、デフ機構310に対し、左右輪へのトルク配分を指令することにより、ニュートラルステアを実現する前後輪のトルク配分制御と左右後輪のトルク配分制御を行う。
【００５９】
前記強電バッテリ301は、第一モータ303に対し、ＦＲ用インバータ302を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、発電機304が発電した電力をＲＲ用インバータ307を経由して回収する役目を有する。また、第二モータ308を力行させる場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、第二モータ308が発電作動した場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を回収する役目も有する。
【００６０】
前記第二モータ308は、リア駆動用であり、通常走行時は４ＷＤハイブリッド車両としての機能を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。
【００６１】
前記デフ機構310は、第二モータ308の発生トルクを、左右輪へと分配する機能を有する。具体的には、左右適切にトルク配分できるよう、通常のデフ機構以外に、増速機構や右側クラッチや左側クラッチを有し、ＣＰＵ101からの指令に応じ、これらを制御する。
【００６２】
前記車輪速センサ406は、各車輪の速度情報を検出し、ＣＰＵ101へとその情報を送信する。
【００６３】
図６は実施例２のＣＰＵ101にて実行されるトルク配分制御処理の流れを示すフローチャートである（トルク配分制御手段）。なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ２１〜ステップＳ２６は、それぞれ図２のステップＳ１〜ステップＳ６に対応するステップである。
【００６４】
次に、トルク配分制御作用については、実施例１では、左右後輪へのトルク配分の最適化制御を、第二モータ308と第三モータ308にて行うのに対し、実施例２では、左右後輪へのトルク配分の最適化制御を第二モータ308とデフ機構310により行う点で相違する。また、左右後輪で個別の第二モータ308と第三モータ308とを持たないため、図６のフローチャートからも明らかなように、バッテリレス走行モードに移行した後の旋回時、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う制御を実行できない点で異なる。
【００６５】
次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド四輪駆動車のトルク配分制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６６】
(6) 前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、左右後輪への出力トルクを任意の分配比で配分可能なデフ機構310を介して後輪を駆動する第二モータ308と、前記第一モータ303と前記第二モータ308とに電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であるため、旋回時、第二モータ308の出力トルクを用いた左右後輪のトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した旋回挙動を維持することができる。
【００６７】
以上、本発明のハイブリッド車両のトルク配分制御装置を実施例１および実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６８】
実施例１，２では、旋回時にモータの出力トルクを用い、ニュートラルステア特性が得られるように左右後輪のトルク配分を制御するというように、旋回と左右後輪のトルク配分制御とがリンクする例を示したが、旋回以外の発進時や加減速時や制動時などにおいて前後輪または左右輪のトルク配分制御するものにも適用することができる。直進走行時であっても、例えば、低μ路などにおいては、前後輪または左右輪のトルク配分の急変により車両挙動に影響を与える場合、本発明の制御は有効である。要するに、モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクを制限しないものであれば本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
実施例１，２では、前輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車への適用例を示したが、後輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車に適用することもできるし、前輪をエンジンのみで駆動し、後輪をモータのみで駆動するモータ四輪駆動車（ハイブリッド四輪駆動車の一例）にも適用できる。さらに、前後輪のトルク配分のみを行う、または、左右輪のトルク配分のみを行う前輪駆動のハイブリッド車や後輪駆動のハイブリッド車にも適用することができる。要するに、駆動源としてエンジンとモータを有し、前記モータと電気的に結合された強電系システムと、前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、を備えたハイブリッド車両であれば本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例１のトルク配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のＣＰＵにて実行されるトルク配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例１のトルク配分制御で用いられる旋回時トルク配分制御打ち切り可否マップの一例を示す図である。
【図４】実施例１のトルク配分制御において強電系システムに故障が発生した場合におけるシステム故障発生・舵角センサ検出値（絶対値）・モータ回転数（＝車速）・第二モータ要求トルク・第三モータ要求トルク・ＳＭＲの各特性を示すタイムチャートである。
【図５】実施例２のトルク配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車を示す全体システム図である。
【図６】実施例２のＣＰＵにて実行されるトルク配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
101  ＣＰＵ
102  補助バッテリ
301  強電バッテリ
302  ＦＲ用インバータ
303  第一モータ（第１モータ）
304  発電機
305  エンジン
306  動力分割機構
307  ＲＲ用インバータ
308  第二モータ（第２モータ）
309  第三モータ（第３モータ）
310  デフ機構（左右後輪トルク配分機構）
401  アクセルセンサ
402  ブレーキセンサ
403  DC/DCコンバータ
404  舵角センサ
405  ＧＰＳ
406  車輪速センサ
【図１】
0004453653.tif 000002
【図２】
0004453653.tif 000003
【図３】
0004453653.tif 000004
【図４】
0004453653.tif 000005
【図５】
0004453653.tif 000006
【図６】
0004453653.tif 000007