(57)【要約】【課題】高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクを確保する。【解決手段】ＥＣＵは、遮断制御の実行中でなく（Ｓ１００にてＮＯ）、車両が４輪駆動状態であって（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、かつ、モータ回転数がしきい値Ｎｍ（０）以上になる場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、駆動停止制御を実行するステップ（Ｓ１１２）と、遮断制御を実行するステップ（Ｓ１１４）と、遮断制御の実行中であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、車速がしきい値Ｖ（０）よりも小さい場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、同期制御を実行するステップ（Ｓ１０４）と、係合制御を実行するステップ（Ｓ１０６）とを含む、処理を実行する。【選択図】図４
2020192922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に駆動力を発生させる駆動源と、
前記駆動源において生じる動力を用いて前記車両を駆動させる第１駆動輪と、
前記駆動源とは別に設けられる電動機と、
一対の車輪によって構成され、前記第１駆動輪とは車両の前後方向に対して異なる位置に設けられ、前記電動機において生じる動力を用いて前記車両を駆動させる第２駆動輪と、
前記電動機の動力を前記一対の車輪の各々に伝達可能に構成されるデファレンシャルギヤと、
前記一対の車輪のうちのいずれか一方の車輪と前記デファレンシャルギヤとの間において動力の伝達が可能な第１状態と、前記一方の車輪と前記デファレンシャルギヤとの間における動力の伝達が遮断される第２状態とのうちのいずれかの状態に切り替え可能な切替装置と、
前記切替装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記車両の走行中に前記電動機の回転数がしきい値に到達するときに、前記第１状態から前記第２状態に切替えられるように前記切替装置を制御する、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、前輪と後輪とを別々の駆動源を用いて駆動させる４輪駆動が可能な車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、前輪と後輪とを別々の駆動源を用いて駆動させる４輪駆動が可能な車両が公知である。このような車両の具体例としては、たとえば、前輪をエンジンにより駆動し、後輪をモータジェネレータにより駆動する構成が挙げられる。
【０００３】
たとえば、特開２０１３−１５３６１８号公報（特許文献１）は、左右一対の前輪をエンジンによって駆動される主駆動輪とし、左右一対の後輪をモータで駆動される補助駆動輪とするハイブリッド自動車を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５３６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、後輪をモータで駆動させる場合には、モータのトルクや回転数が制約される場合がある。たとえば、後輪をモータで駆動させる場合に、モータを車両の後輪の車軸周辺に配置することになり、車室や荷室のスペースを確保すると、モータの搭載スペースが制限され、搭載可能なモータのトルクが制約される場合がある。そのため、たとえば、低速時のトルクを確保可能な減速機のギヤ比を設定する場合には、高速走行時においてモータの回転数が過回転状態となり得る。その結果、モータの回転数が制約され、車両の最高速が制限される場合がある。さらに変速機を用いてギヤ比を変更することも考えられるが、上述のように車室や荷室のスペースを確保すると、変速機の搭載が困難となる場合がある。
【０００６】
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクの確保が可能な駆動用電動機を搭載する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のある局面に係る車両は、車両に駆動力を発生させる駆動源と、駆動源において生じる動力を用いて車両を駆動させる第１駆動輪と、駆動源とは別に設けられる電動機と、一対の車輪によって構成され、第１駆動輪とは車両の前後方向に対して異なる位置に設けられ、電動機において生じる動力を用いて車両を駆動させる第２駆動輪と、電動機の動力を一対の車輪の各々に伝達可能に構成されるデファレンシャルギヤと、一対の車輪のうちのいずれか一方の車輪とデファレンシャルギヤとの間において動力の伝達が可能な第１状態と、一方の車輪とデファレンシャルギヤとの間における動力の伝達が遮断される第２状態とのうちのいずれかの状態に切り替え可能な切替装置と、切替装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両の走行中に電動機の回転数がしきい値に到達するときに、第１状態から第２状態に切替えられるように切替装置を制御する。
【０００８】
このようにすると、第２状態に切り替えられるときに、車輪の回転数の増加に比例して電動機の回転数が増加する関係が解消されるため、車両の高速走行時に電動機が過回転状態になることを抑制することができる。そのため、低速時のトルクを確保可能なギヤ比を選択することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によると、高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクの確保が可能な駆動用電動機を搭載する車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】車両の後輪側の車軸の構成の一例を示す図である。
【図３】デファレンシャルギヤ４２の構成の一例を示す図である。
【図４】ＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】車速に対するモータ回転数の変化を説明するための図である。
【図６】デファレンシャルギヤの動作の一例を説明するための図である。
【図７】デファレンシャルギヤを構成する各種ギヤの回転数の関係を示す共線図である。
【図８】変形例における車速に対するモータ回転数の変化を説明するための図である。
【図９】変形例におけるデファレンシャルギヤの動作の一例を説明するための図である。
【図１０】他の変形例におけるデファレンシャルギヤの動作の一例を説明するための図である。
【図１１】切替装置の構成についての変形例を示す図である。
【図１２】切替装置の構成についての他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
図１は、車両１の全体構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、車両１は、エンジン２と、トランスミッション４と、一対の前輪６，７と、後輪駆動装置８と、一対の後輪１０，１１とを含む。車両１は、エンジン２を用いて前輪６，７を駆動させ、後輪駆動装置８を用いて後輪１０，１１を駆動させる４輪駆動、エンジン２を用いて前輪６，７を駆動させる前輪駆動、あるいは、後輪駆動装置８を用いて後輪１０，１１を駆動させる後輪駆動が可能な車両である。
【００１３】
エンジン２は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関であって、駆動輪である前輪６，７の駆動源である。
【００１４】
トランスミッション４は、たとえば、変速機とデファレンシャルギヤ（いずれも図示せず）とを含む。変速機は、エンジン２の動力を変速してデファレンシャルギヤに伝達する。変速機は、手動変速機であってもよいし、有段式あるいは無段式の自動変速機であってもよい。トランスミッション４内のデファレンシャルギヤは、車両１の旋回中において、前輪６，７間の回転数差を吸収しつつ変速機からの動力を前輪６，７に伝達する。
【００１５】
後輪駆動装置８は、モータジェネレータとデファレンシャルギヤとによって構成される、駆動輪である後輪１０，１１の駆動源である。後輪駆動装置８内のデファレンシャルギヤは、車両１の旋回中において、後輪１０，１１の回転数差を吸収しつつモータジェネレータからの動力を後輪１０，１１に伝達する。
【００１６】
図２は、車両１の後輪側の車軸の構成の一例を示す図である。すなわち、図２には、車両１の後方側から視た後輪側の車軸の構成が示される。図２に示すように、車両１の後輪側の車軸には、後輪駆動装置８と、切替装置４０と、ドライブシャフト１６，２６と、アッパーアーム１２，２２と、ロアアーム１４，２４と、ナックル３２，３４とが設けられる。
【００１７】
後輪駆動装置８は、デファレンシャルギヤ４２と、減速機構４４と、モータジェネレータ４６とを含む。減速機構４４は、モータジェネレータ４６の回転を所定のギヤ比で減速する。
【００１８】
モータジェネレータ４６は、バッテリ５０からＰＣＵ（Power  Control  Unit）５２を経由して供給される電力を用いて駆動する回転電機である。モータジェネレータ４６は、たとえば、三相交流回転電機である。バッテリ５０は、たとえば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池等を含むものとするが、たとえば、キャパシタ等の蓄電装置を適用することも可能である。ＰＣＵ５２は、バッテリ５０の直流電力を交流電力に変換するインバータを含む。なお、ＰＣＵ５２は、インバータに加えて電圧の調整が可能なコンバータを含むようにしてもよい。ＰＣＵ５２は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００からの制御信号に応じて動作する。
【００１９】
後輪駆動装置８のデファレンシャルギヤ４２には、ドライブシャフト２６の一方端が接続される。ドライブシャフト２６の他方端は、ナックル３４に設けられるベアリング（図示せず）によって回転自在に支持されるとともに、後輪１１に連結される。ナックル３４の上部には、アッパーアーム２２の一方端が連結される。ナックル３４の下部には、ロアアーム２４の一方端が連結される。なお、アッパーアーム２２の他方端およびロアアーム２４の他方端は、いずれも車両１の車体（図示せず）に連結される。
【００２０】
さらに、後輪駆動装置８のデファレンシャルギヤには、切替装置４０を介在させてドライブシャフト１６の一方端が接続される。ドライブシャフト１６の他方端は、ナックル３２に設けられるベアリング（図示ぜう）によって回転自在に支持されるとともに、後輪１０に連結される。ナックル３２の上部には、アッパーアーム１２の一方端が連結される。ナックル３２の下部には、ロアアーム１４の一方端が連結される。なお、アッパーアーム１２の他方端およびロアアーム２４の他方端は、いずれも車両１の車体に連結される。
【００２１】
アッパーアーム１２，２２、ロアアーム１４，２４およびナックル３２，３４によってリアサスペンションが構成される。
【００２２】
切替装置４０は、デファレンシャルギヤ４２と、ドライブシャフト１６との間において動力の伝達が可能な伝達状態と、動力の伝達を遮断する遮断状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り替え可能に構成される。切替装置４０は、たとえば、ドグクラッチによって構成される。切替装置４０は、たとえば、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて動作する。
【００２３】
ＥＣＵ１００は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力バッファ（いずれも図示せず）を備える。メモリは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、および書き換え可能な不揮発性メモリを含む。メモリ（たとえば、ＲＯＭ）に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。ＥＣＵ１００は、たとえば、各センサから受ける信号、並びにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の動作状態となるように各機器（エンジン２、後輪駆動装置８あるいはＰＣＵ５２）を制御する。ＥＣＵ１００が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２４】
ＥＣＵ１００には、車輪回転数センサ１８，２８と、モータ回転数センサ４８とが接続される。車輪回転数センサ１８，２８は、たとえば、ドライブシャフト１６，２６の一方端に設けられるタイミングロータの回転数（以下、車輪回転数Ｎａ，Ｎｂとそれぞれ記載する）をそれぞれ検出する。車輪回転数センサ１８，２８は、検出した車輪回転数Ｎａ，Ｎｂを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。ＥＣＵ１００は、たとえば、受信した車輪回転数Ｎａ，Ｎｂを用いて車速Ｖを算出する。モータ回転数センサ４８は、後輪駆動装置８内に設けられ、モータジェネレータ４６の回転数（以下、モータ回転数と記載する）Ｎｍを検出する。モータ回転数センサ４８は、検出したモータ回転数Ｎｍを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。モータ回転数センサ４８は、たとえば、レゾルバ等によって構成される。
【００２５】
図３は、デファレンシャルギヤ４２の構成の一例を示す図である。図３に示すように、デファレンシャルギヤ４２は、リングギヤ４２ａと、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃと、右サイドギヤ４２ｄと、左サイドギヤ４２ｅと、右サイドシャフト４２ｆと、左サイドシャフト４２ｇとによって構成される。
【００２６】
リングギヤ４２ａは、減速機構４４を構成するギヤと噛み合う。そのため、リングギヤ４２ａは、モータジェネレータ４６の動力を受けて、右サイドシャフト４２ｆの回転軸と、左サイドシャフト４２ｇの回転軸との各々と同一の回転軸で回転する。リングギヤ４２ａには、Ｕ字形状であって、両端がリングギヤ４２ａに固定され、中央部にピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃを保持する保持部材が設けられる。保持部材は、リングギヤ４２ａの回転軸の中心を通過するように形成される。ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃは、リングギヤ４２ａの回転軸を挟んで対向する位置に回転自在に保持される。
【００２７】
右サイドギヤ４２ｄは、右サイドシャフト４２ｆの一方端に接続され、右サイドシャフト４２ｆの回転軸と同一の回転軸を中心として回転する。右サイドギヤ４２ｄは、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの両方に噛み合うように配置される。
【００２８】
左サイドギヤ４２ｅは、左サイドシャフト４２ｇの一方端に接続され、左サイドシャフト４２ｇの回転軸と同一の回転軸を中心として回転する。左サイドギヤ４２ｅは、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの両方に噛み合い、かつ、右サイドギヤ４２ｄと対向する位置に配置される。
【００２９】
右サイドシャフト４２ｆの他方端は、切替装置４０に連結される。また、左サイドシャフト４２ｇの他方端は、ドライブシャフト２６に連結される。
【００３０】
以上のような構成を有する車両１において、後輪１０，１１をモータジェネレータ４６で駆動させる場合には、モータジェネレータ４６のトルクや回転数が制約される場合がある。たとえば、後輪１０，１１をモータジェネレータ４６で駆動させる場合に、モータジェネレータ４６を車両１の後輪１０，１１の車軸周辺に配置することになり、車室や荷室のスペースを確保すると、モータジェネレータ４６の搭載スペースが制限され、搭載可能なモータのトルクが制約される場合がある。そのため、たとえば、低速時のトルクを確保可能な減速機構４４のギヤ比を設定する場合には、高速走行時においてモータの回転数が過回転状態になり得る。その結果、モータジェネレータ４６の回転数が制約され、車両１の最高速が制限される場合がある。さらに変速機を用いてギヤ比を変更することも考えられるが、上述のように車室や荷室のスペースを確保すると、変速機の搭載が困難となる場合がある。
【００３１】
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、エンジン２と、モータジェネレータ４６とを用いた車両１の走行中にモータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）に到達するときに、伝達状態から遮断状態に切り替えられるように切替装置４０を制御するものとする。
【００３２】
このようにすると、遮断状態に切り替えられるときに、後輪１０，１１の回転数Ｎａ，Ｎｂ（すなわち、車速Ｖ）の増加に比例してモータ回転数Ｎｍが増加する関係が解消されるため、車両１の高速走行時にモータジェネレータ４６が過回転状態になることを抑制することができる。そのため、低速時のトルクを確保可能なギヤ比を選択することが可能となる。
【００３３】
以下、図４を参照して、ＥＣＵ１００で実行される制御処理の一例について説明する。図４は、ＥＣＵ１００で実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００３４】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、切替装置４０を遮断状態にする遮断制御が実行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、遮断制御が実行中であることを示すフラグがオン状態である場合に、遮断制御が実行中であると判定する。遮断制御が実行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
【００３５】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、車速Ｖがしきい値Ｖ（０）よりも小さいか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、後輪１０，１１の回転数Ｎａ，Ｎｂのうちのいずれかによって車速Ｖを算出してもよいし、あるいは、回転数Ｎａ，Ｎｂの平均値から車速Ｖを算出してもよい。しきい値Ｖ（０）は、たとえば、切替装置４０が伝達状態である場合にモータジェネレータ４６が過回転状態であると判定する車速の範囲の下限値である。車速Ｖがしきい値Ｖ（０）よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。
【００３６】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、同期制御を実行する。ＥＣＵ１００は、切替装置４０を構成するドグクラッチにおけるドライブシャフト１６側の回転数と、デファレンシャルギヤ４２側の回転数との差分の大きさがしきい値以下の同期状態になるようにモータジェネレータ４６の回転数を制御する。
【００３７】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、切替装置４０を伝達状態にする係合制御を実行する。ＥＣＵ１００は、たとえば、同期制御によって同期状態になった後に切替装置４０が伝達状態になるように切替装置４０を制御する。このとき、ＥＣＵ１００は、たとえば、遮断制御が実行中であることを示すフラグをオフ状態にする。
【００３８】
なお、Ｓ１００にて遮断制御が実行中でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００３９】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、車両１がエンジン２と後輪駆動装置８とを用いた４輪駆動状態であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、車速やアクセル開度等によって特定される車両１の運転領域が駆動状態を４輪駆動状態とする運転領域内である場合に、車両１が４輪駆動状態であると判定してもよいし、あるいは、車両１が走行中であって、エンジン２およびモータジェネレータ４６がいずれも作動状態になるように制御されている場合に車両１が４輪駆動状態であると判定してもよい。車両１が４輪駆動状態であると判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。
【００４０】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上であるか否かを判定する。しきい値Ｎｍ（０）は、モータ回転数Ｎｍが過回転状態となる回転数範囲の下限値であって、たとえば、実験的あるいは設計的に設定される予め定められた値である。モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上であると判定される場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。
【００４１】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１００は、駆動停止制御を実行する。ＥＣＵ１００は、モータ回転数ＮｍがゼロになるようにＰＣＵ５２を制御する。
【００４２】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１００は、遮断制御を実行する。ＥＣＵ１００は、たとえば、モータ回転数Ｎｍがゼロになるタイミングで、切替装置４０が遮断状態になるように切替装置４０を制御する。このとき、ＥＣＵ１００は、遮断制御が実行中であることを示すフラグをオン状態にする。
【００４３】
なお、Ｓ１０２にて車速がしきい値Ｖ（０）以上であると判定される場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、Ｓ１０８にて車両１が４輪駆動状態でないと判定される場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、および、Ｓ１１０にて、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）よりも小さいと判定される場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理は終了される。
【００４４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１の動作について、図５、図６および図７を用いて説明する。
【００４５】
図５は、車速に対するモータ回転数の変化を説明するための図である。図５の縦軸は、モータ回転数を示す。図５の横軸は、車速を示す。なお、車両１は、たとえば、直進走行中であって、エンジン２とモータジェネレータ４６とを用いた４輪駆動状態であって、かつ、切替装置４０が伝達状態である場合を想定する。また、Ｖｍａｘは、車両１の最高車速を示す。
【００４６】
図５のＬＮ１（太実線）は、モータ回転数Ｎｍの変化を示す。図５のＬＮ２（二重線）は、ドライブシャフト１６，２６の回転数の変化を示す。図５のＬＮ３（二点鎖線）は、デファレンシャルギヤ４２の右サイドギヤ４２ｄ（図５参照）の回転数の変化を示す。
【００４７】
遮断制御の実行中でなく（Ｓ１００にてＮＯ）、車両１が４輪駆動状態であるため（Ｓ１０８にてＮＯ）、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上であるか否かが判定される（Ｓ１１０）。
【００４８】
図５のＬＮ１に示すように、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）よりも小さい場合には（Ｓ１１０にてＮＯ）、切替装置４０の伝達状態が維持されるため、４輪駆動状態が継続される。たとえば、アクセル開度が一定の開度である場合には、アクセル開度に応じた車速になるまで車速Ｖが増加していくとともにモータ回転数Ｎｍも増加していくこととなる。
【００４９】
そして、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）に到達すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、駆動停止制御が実行されることによって（Ｓ１１２）、モータ回転数ＮｍがゼロになるようにＰＣＵ５２が制御される。そして、遮断制御が実行されて（Ｓ１１４）、切替装置４０が遮断状態になるように制御される。
【００５０】
一方、図５のＬＮ２に示すように、ドライブシャフト１６，２６の回転数は、後輪１０，１１の回転数の増加に比例して増加していく。また、図５のＬＮ３に示すように、デファレンシャルギヤ４２の右サイドギヤ４２ｄは、切替装置４０が遮断状態になったことで回転方向が後輪１０の回転方向とは逆方向となり、後輪１０の回転数の増加に比例して回転数の大きさが増加していく。
【００５１】
図６は、デファレンシャルギヤ４２の動作の一例を説明するための図である。たとえば、車両１が前進走行中であって、切替装置４０が遮断状態になるように制御される場合、デファレンシャルギヤ４２は、以下のように動作する。すなわち、左サイドシャフト４２ｇは、後輪１１が車両１の走行に従動して回転する。このとき、切替装置４０が遮断状態になり、リングギヤ４２ａが停止状態となる。そのため、左サイドシャフト４２ｇの回転力がピニオンギヤ４２ｂ、４２ｃによって回転方向が逆転されて右サイドシャフト４２ｆに伝達される。そのため、右サイドシャフト４２ｆの回転方向が左サイドシャフト４２ｇの回転方向と逆方向となる。
【００５２】
リングギヤ４２ａが停止状態である場合には、右サイドシャフト４２ｆの回転数の大きさは、左サイドシャフト４２ｇの回転数の大きさと同程度になる。そのため、後輪１０の回転数がさらに増加していくことによって左サイドギヤ４２ｅの回転数の大きさが増加に比例して、右サイドギヤ４２ｄの回転数の大きさが増加する。
【００５３】
なお、遮断制御の実行中において（Ｓ１００にてＹＥＳ）、車速Ｖがしきい値Ｖ（０）よりも低下する場合には（Ｓ１０２ＹＥＳ）、モータジェネレータ４６を動作させるとともに、同期制御が実行される（Ｓ１０４）。そして、切替装置４０においてドライブシャフト１６側の回転数と、右サイドシャフト４２ｆの回転数とが同期するタイミングで係合制御が実行されることによって、切替装置４０が伝達状態になるように制御され、車両１が４輪駆動状態になる（Ｓ１０６）。
【００５４】
図７は、デファレンシャルギヤ４２を構成する各種ギヤの回転数の関係を示す共線図である。図７の左側の共線図は、遮断制御時における左サイドギヤ４２ｅの回転数とリングギヤ４２ａの回転数と右サイドギヤ４２ｄの回転数との関係を示す共線図である。図７の右側の共線図は、係合制御時における左サイドギヤ４２ｅの回転数とリングギヤ４２ａの回転数と右サイドギヤ４２ｄの回転数との関係を示す共線図である。なお、車両１は、前進走行中である場合を想定する。
【００５５】
図７の左側の共線図の破線に示すように、切替装置４０が伝達状態である場合には、リングギヤ４２ａと左サイドギヤ４２ｅと右サイドギヤ４２ｄとは同じ回転数で回転することになる。モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上となることで、モータジェネレータ４６が停止状態になるとともに、切替装置４０が遮断状態になると、図７の左側の共線図の実線に示すように、リングギヤ４２ａの回転数がゼロになる。さらに右サイドギヤ４２ｄの回転方向が逆方向となる。このとき、左サイドギヤ４２ｅの回転数の大きさと、右サイドギヤ４２ｄの回転数の大きさとが同程度の大きさになる。
【００５６】
一方、図７の右側の共線図の実線に示すように、車速Ｖがしきい値Ｖ（０）よりも低下する場合に、モータジェネレータ４６を動作させることにより、リングギヤ４２ａの回転数が上昇するとともに、右サイドギヤ４２ｄの回転数が上昇する。そして、図６の右側の共線図の破線に示すように、右サイドギヤ４２ｄの回転数が左サイドギヤ４２ｅの回転数（＝後輪１０の回転数）と同じ回転数に到達するときに切替装置４０が遮断状態から伝達状態になる。これにより、車両１が４輪駆動状態になる。
【００５７】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両１によると、切替装置４０が遮断状態に切り替えられるときに、車速Ｖの増加に比例してモータ回転数Ｎｍが増加する関係が解消されるため、車両１の高速走行時においてモータジェネレータ４６が過回転状態になることを抑制することができる。そのため、低速時のトルクを確保可能なギヤ比を選択することが可能となる。したがって、高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクの確保が可能な駆動用電動機を搭載する車両を提供することができる。
【００５８】
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、切替装置４０を遮断状態にするとともに、駆動停止制御によってモータ回転数ＮｍがゼロになるようにＰＣＵ５２を制御するものとして説明したが、切替装置４０を遮断状態にするとともにモータ回転数Ｎｍを車速に応じて設定される目標回転数になるようにＰＣＵ５２を制御してもよい。
【００５９】
たとえば、ＥＣＵ１００は、車両１が４輪駆動状態である場合においてモータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）を超えると、遮断状態になるように切替装置４０が制御されるとともに、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以下の目標回転数になるようにＰＣＵ５２を制御するようにしてもよい。ＥＣＵ１００は、たとえば、モータジェネレータ４６におけるエネルギーの損失が少なく、かつ、モータジェネレータ４６が回転することによってモータジェネレータ４６内の潤滑油が撹拌し、適切な潤滑機能を維持できる回転数を目標回転数として設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、車速に応じて目標回転数を設定する。より具体的には、ＥＣＵ１００は、たとえば、マップ等を用いて車速Ｖが高くなるほど値が大きくなるように目標回転数を設定する。ＥＣＵ１００は、設定された目標回転数になるようにＰＣＵ５２を制御する。変形例におけるＥＣＵ１００の処理は、図４に示される処理と比較して、駆動停止制御に代えてモータジェネレータ４６の駆動制御が実行される点で異なり、その他の処理については、図４に示される処理と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６０】
以下、図８および図９を参照しつつ、変形例における車両１の動作について説明する。図８は、変形例における車速Ｖに対するモータ回転数Ｎｍの変化を説明するための図である。図８の縦軸は、モータ回転数Ｎｍを示す。図８の横軸は、車速Ｖを示す。図８のＬＮ４（実線）は、モータ回転数Ｎｍの変化を示す。図８のＬＮ５（二重線）は、ドライブシャフト１６，２６の回転数の変化を示す。図８のＬＮ６（一点鎖線）は、右サイドギヤ４２ｄの回転数を示す。図８のＬＮ７（破線）は、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの回転数を示す。
【００６１】
図８のＬＮ４に示すように、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上になると、遮断制御が実行されるとともに、モータジェネレータ４６の回転数が目標回転数になるように制御される。遮断制御の実行後の目標回転数としては、たとえば、しきい値Ｎｍ（０）よりも予め定められた値だけ低い値が設定され、その後の車速の増加に比例して高い値が設定される。
【００６２】
図８のＬＮ５に示すように、ドライブシャフト１６，２６の回転数は、後輪１０，１１の回転数の増加に比例して増加していく。
【００６３】
図８のＬＮ６およびＬＮ７に示すように、右サイドギヤ４２ｄの回転数の大きさとピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの回転数の大きさとは、リングギヤ４２ａの回転数とドライブシャフト２６の回転数との差分とそれぞれのギヤ比とに応じた回転数となる。そのため、右サイドギヤ４２ｄの回転数の大きさとピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの回転数の大きさとは、いずれも後輪１０の回転数の増加に比例して増加していく。
【００６４】
図９は、変形例におけるデファレンシャルギヤ４２の動作の一例を説明するための図である。図９に示すデファレンシャルギヤ４２の構成は、図３に示すデファレンシャルギヤ４２の構成と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６５】
たとえば、車両１が前進走行中である場合において、切替装置４０が遮断状態になるように制御される場合、デファレンシャルギヤ４２は、以下のように動作する。すなわち、左サイドシャフト４２ｇは、後輪１１が車両１の走行に従動して回転する。このとき、切替装置４０が遮断状態になり、モータ回転数Ｎｍが目標回転数になるようにＰＣＵ５２が制御される。そのため、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの回転数および右サイドギヤ４２ｄの回転数は、それぞれ左サイドシャフト４２ｇの回転数とリングギヤ４２ａの回転数との差分に応じた回転数となる。図９には、右サイドギヤ４２ｄの回転方向が左サイドギヤ４２ｅの回転方向と同じ方向である場合が一例として示されている。
【００６６】
このようにすると、遮断制御の実行中において、モータ回転数Ｎｍが目標回転数になるように制御されることでモータジェネレータ４６におけるエネルギーの損失を抑制しつつ、デファレンシャルギヤ４２内の潤滑機能を維持することができる。
【００６７】
さらに上述の実施の形態では、切替装置４０を遮断状態にするとともに、駆動停止制御によってモータ回転数ＮｍがゼロになるようにＰＣＵ５２を制御するものとして説明したが、切替装置４０を遮断状態にするとともに車両１の加減速にあわせてモータジェネレータ４６を動作させるようにしてもよい。
【００６８】
図１０は、他の変形例におけるデファレンシャルギヤ４２の動作の一例を説明するための図である。図１０に示すデファレンシャルギヤ４２の構成は、図３に示すデファレンシャルギヤ４２の構成と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６９】
たとえば、車両１が前進走行中であって、かつ、切替装置４０が遮断状態になるように制御されている場合に、車両１において急加速あるいは急減速が行なわれると左サイドギヤの回転数が車両１の急加速あるいは急減速に応じて変動する。このとき、図１０に示すように、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃと、右サイドギヤ４２ｄと、切替装置４０のうちの右サイドシャフト４２ｆに連結される部品との回転慣性力によって、ピニオンギヤ４２ｂ，４２ｃの回転軸に反力が生じ、生じた反力によって左サイドシャフト４２ｇの回転を抑制する方向に制動力が作用する場合がある。
【００７０】
そのため、このような左サイドシャフト４２ｇに制動力が作用しないようにモータジェネレータ４６を動作させるようにしてもよい。ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１の加速度を算出し、算出された加速度の符号や大きさからモータジェネレータ４６の回転方向とトルクの大きさを設定し、設定された回転方向に対して設定された大きさのトルクがモータジェネレータ４６から出力されるようにＰＣＵ５２を制御する。ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１の加速時の左サイドシャフト４２ｇの回転数の増加方向と同方向でかつ上述の回転慣性力に相当するトルクがモータジェネレータ４６において出力されるようにＰＣＵ５２を制御する。
【００７１】
このようにすると、車両１の加減速時に左サイドシャフト４２ｇに連結される後輪１１に回転を抑制する制動力が作用することを抑制することができるため、車両１の直進性が悪化することを抑制することができる。
【００７２】
さらに上述の実施の形態では、切替装置４０が右サイドシャフト４２ｆとドライブシャフト１６の一方端との間であって、後輪駆動装置８の外側に設けられるものとして説明したが、特にこのような位置に限定されるものではない。
【００７３】
図１１は、切替装置４０の構成についての変形例を示す図である。図１１に示すように、切替装置４０は、たとえば、右サイドシャフト４２ｆとドライブシャフト１６の一方端との間であって、後輪駆動装置８の内部に設けられる構成であってもよい。なお、図１１において、上述した構成以外について同様の構成には、同じ参照符号が付されており、その機能も同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７４】
図１２は、切替装置４０の構成についての他の変形例を示す図である。図１２に示すように、切替装置４０は、ナックル３４の内側であって、ドライブシャフト１６の他方端と、ホイールハブ３６との間に設けられるものとしてもよい。ホイールハブ３６は、後輪１０に連結され、ナックル３４内に設けられるベアリングによって回転自在に支持される。なお、図１２において、上述した構成以外について同様の構成には、同じ参照符号が付されており、その機能も同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７５】
さらに上述の実施の形態では、車両１が４輪駆動状態である場合に、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上となるときに切替装置４０を遮断状態にするものとして説明したが、車両１が４輪駆動状態である場合に特に限定されるものではなく、たとえば、車両１が、たとえば、エンジン２およびモータジェネレータ４６のうちの少なくともいずれかを用いて走行中であって、かつ、モータ回転数Ｎｍがしきい値Ｎｍ（０）以上となる場合に切替装置４０を遮断状態にしてもよい。
【００７６】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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。
【符号の説明】
【００７７】
１  車両、２  エンジン、４  トランスミッション、６，７  前輪、８  後輪駆動装置、１０，１１  後輪、１２，２２  アッパーアーム、１４，２４  ロアアーム、１６，２６  ドライブシャフト、１８，２８  車輪回転数センサ、３２，３４  ナックル、３６  ホイールハブ、４０  切替装置、４２  デファレンシャルギヤ、４２ａ  リングギヤ、４２ｂ，４２ｃ  ピニオンギヤ、４２ｄ  右サイドギヤ、４２ｅ  左サイドギヤ、４２ｆ  右サイドシャフト、４２ｇ  左サイドシャフト、４４  減速機構、４６  モータジェネレータ、４８  モータ回転数センサ、５０  バッテリ、５２  ＰＣＵ、１００  ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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