(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の駆動トルクを駆動輪に伝達して車両を走行させる車両のモータ駆動装置であって、
前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられ、伝達トルクが該電動機の最大出力トルク以下に設定されているトルクリミッタ値に到達するまでは該動力伝達経路を接続し、該トルクリミッタ値に到達すると該動力伝達経路を遮断するクラッチ機能を備えたトルクリミッタ装置と、
該電動機に動力伝達可能に連結されているフライホイールと
を、備えることを特徴とする車両のモータ駆動装置。
【請求項２】
前記フライホイールは、前記電動機の出力軸に動力伝達可能に連結されている該出力軸と平行なカウンタ軸に一体的に設けられ、
該カウンタ軸は、アシスト用クラッチを介して前記駆動輪に動力伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項１の車両のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記トルクリミッタ装置のトルクリミッタ値は、前記電動機の最大出力トルクから所定量だけ低い値に設定されていることを特徴とする請求項１または２の車両のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記トルクリミッタ装置は、
前記電動機の最大出力トルクよりも所定量だけ小さく設定された前記トルクリミッタ値と同じトルク容量で動力を伝達するクラッチと、
該クラッチの差回転が所定値を越えたときは、該クラッチを開放させる開放制御手段とを、
含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記アシスト用クラッチは、前記フライホイールに回転エネルギが蓄えられた状態において、車両の発進時に接続されることを特徴とする請求項２の車両のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記電動機の出力軸と前記カウンタ軸とは、歯車機構を介して動力伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項２の車両のモータ駆動装置
【請求項７】
前記歯車機構は、前記電動機の出力軸の回転に対して前記カウンタ軸が増速して回転させられるように、ギヤ比が設定されていることを特徴とする請求項６の車両のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備えられるモータ駆動装置に係り、特に、走行抵抗の大きい路面での走行制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車両など、電動機（モータ）の駆動力を利用して車両を走行させるモータ駆動装置を備えた車両が知られている。例えば、特許文献１の電動モータ用動力伝達装置がその一例である。特許文献１の電動モータ用動力伝達装置では、電動モータ２５と減速機構２７との間にトルクリミッター２９が設けられており、後輪２１、２３に動力伝達可能に連結されている第１軸４９に生じる回転速度や駆動力が、予め設定されている設定値を超えると、トルクリミッター２９を作動させて電動モータ２５と減速機構２７との連結を遮断して電動モータ２５の過回転を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１３８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１をはじめとする電動機の駆動力を利用して車両を走行させるモータ駆動装置を備えた車両において、例えば砂地走行など車両に生じる走行抵抗トルクが、電動機の発生トルクを上回るような走行状態では、車両は走行を試みて電動機からトルクを出力するものの、電動機は回転できず、電動機に供給された電気エネルギは熱として放出されることになる。すなわち、電動機に供給される電気エネルギが、熱として無駄に消費されることになる。そして、上記のような状態が繰り返されると、電動機の発熱量がさらに増大するため、電動機内のコイル温度が上昇するに伴ってコイル抵抗が大きくなるので、電動機の発生トルクがさらに低下して電動機の回転がますます困難となる。また、制御の上でも、電動機を保護する観点から、走行を幾度か試みても走行できない場合には、電動機による走行が制限されて電動機の回転が制限される。上記より、走行抵抗トルクが電動機の発生トルクを上回る場合、電動機に供給される電気エネルギが熱として消費されてしまい、電動機が回転不能となる問題があった。なお、特許文献１の電動モータ用動力伝達装置のように、トルクリミッタ装置が設けられている構造では、トルクリミッタ装置によって電動機をある程度保護することはできるものの、電動機の発熱が蓄積されると、電動機の発生トルクが低下してトルクリミッタ装置よりも小さくなるため回転不能となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機の駆動力を使用して車両を走行させるモータ駆動装置において、走行抵抗トルクが電動機の発生トルクを上回る場合であっても、電動機の無駄な発熱を低減して電動機を回転させることができる車両のモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)電動機の駆動トルクを駆動輪に伝達して車両を走行させる車両のモータ駆動装置であって、(b)前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられ、伝達トルクが該電動機の最大出力トルク以下に設定されているトルクリミッタ値に到達するまではその動力伝達経路を接続し、そのトルクリミッタ値に到達すると該動力伝達経路を遮断するクラッチ機能を備えたトルクリミッタ装置と、(c)その電動機に動力伝達可能に連結されているフライホイールとを、備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両のモータ駆動装置において、前記フライホイールは、前記電動機の出力軸に動力伝達可能に連結されているその出力軸と平行なカウンタ軸に一体的に設けられ、そのカウンタ軸は、アシスト用クラッチを介して前記駆動輪に動力伝達可能に連結されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両のモータ駆動装置において、前記トルクリミッタ装置のトルクリミッタ値は、前記電動機の最大出力トルクから所定量だけ低い値に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１の車両のモータ駆動装置において、(a)前記トルクリミッタ装置は、前記電動機の最大出力トルクよりも所定量だけ小さく設定された前記トルクリミッタ値と同じトルク容量で動力を伝達するクラッチと、(b)そのクラッチの差回転が所定値を越えたときは、そのクラッチを開放させる開放制御手段とを、含むことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項２乃至４のいずれか１の車両のモータ駆動装置において、前記アシス用トクラッチは、前記フライホイールに回転エネルギが蓄えられた状態において、車両の発進時に接続されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項２の車両のモータ駆動装置において、前記電動機の出力軸と前記カウンタ軸とは、歯車機構を介して動力伝達可能に連結されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、請求項６の車両のモータ駆動装置において、前記歯車機構は、前記電動機の出力軸の回転に対して前記カウンタ軸が増速して回転させられるように、ギヤ比が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、前記電動機の駆動トルクが前記トルクリミッタ装置のトルクリミッタ値に到達すると、トルクリミッタ装置のクラッチ機能によって動力伝達経路が遮断されて、電動機にかかる負荷がなくなるため、電動機を空回りさせて電動機の無駄な発熱を低減することができる。また、電動機の空回りさせたエネルギをフライホイールの回転エネルギに変換して蓄積することで、エネルギを回収することができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、アシスト用クラッチが接続されると、カウンタ軸が駆動輪と動力伝達可能に連結される。したがって、フライホイールに蓄積された回転エネルギをカウンタ軸およびアシスト用クラッチを介して駆動輪側に放出することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、前記トルクリミッタ装置のトルクリミッタ値は、前記電動機の最大出力トルクから所定量だけ低い値に設定されているため、電動機が最大出力トルクよりも所定量だけ低い値に到達すると、動力伝達経路が遮断される。したがって、電動機の駆動トルクが電動機の最大出力トルクに到達する前に動力伝達が遮断されるので、電動機の発熱量が低減される。
【００１６】
また、請求項４にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、クラッチに設定されたトルクリミッタ値と同じトルク容量を超えるトルクが伝達されると、クラッチにおいて差回転が生じてトルク容量以上のトルクが伝達されないため、クラッチがトルクリミッタとして機能する。また、クラッチの差回転に基づいて、電動機の駆動トルクがトルクリミッタ値を越えたことを判断することで、精度良くクラッチを開放することができる。
【００１７】
また、請求項５にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、前記アシスト用クラッチは、前記フライホイールに回転エネルギが蓄えられた状態において、車両の発進時に接続されるため、フライホイールの回転エネルギが駆動輪に放出され、駆動輪に回転エネルギに基づいたアシストトルクを出力することができる。
【００１８】
また、請求項６にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、前記電動機の出力軸と前記カウンタ軸とは、歯車機構を介して動力伝達可能に連結されているため、電動機が回転すると、歯車機構を介してカウンタ軸が回転させられる。したがって、カウンタ軸に設けられているフライホイールも同様に回転させられ、フライホイールに回転エネルギが蓄積される。
【００１９】
また、請求項７にかかる発明の車両のモータ駆動装置によれば、歯車機構のギヤ比が、前記電動機の出力軸の回転に対して前記カウンタ軸が増速して回転させられるように設定されるので、フライホイールを高回転で回転させることができる。したがって、フライホイールが小型に構成されてもフライホイールが高回転で回転されることで、十分なエネルギを蓄積することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用された車両の駆動系の概略構成を示す図である。
【図２】リアトランスアクスル内に備えられるモータ駆動装置の構成を概略的に示す骨子図である。
【図３】電動機の発熱時の出力特性を示す図である。
【図４】例えば砂地路面などの走行抵抗トルクが電動機の最大出力トルクよりも大きい路面に入った状態から、モータ駆動装置を利用して車両を発進させる作動状態を説明するためのタイムチャートである。
【図５】モータ駆動装置を制御する電子制御装置の機能を説明するための機能ブロック線図である。
【図６】電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両がスタックした場合において、路面の走行抵抗を上回る駆動力を出力することで、車両を発進させる制御作動を説明するためのフローチャートである。
【図７】車両の先回スタックを判断するためのフローチャートである。
【図８】車両の発進制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ここで、好適には、前記トルクリミッタ装置は、例えば油圧クラッチや電磁クラッチなどのトルク容量が制御可能なもので構成される。このようにすれば、トルク伝達容量を変更することで、トルクリミッタ装置のトルクリミッタ値を適宜設定することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明が適用された車両の駆動系の概略構成を示す図である。図１において、この車両は、燃料を燃焼させて動力を出力するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関により構成されるエンジン１２と、電動機１４を内蔵し、上記エンジン１２および電動機１４のいずれか１または両方の動力を選択的に出力して左右一対の前方車軸１６および前輪１８を回転駆動するフロントトランスアクスル２０と、電動機２２を内蔵し、その電動機２２の動力により左右一対の後方車軸（車軸）２４および後輪２６を回転駆動するリアトランスアクスル２８とを備える電気式４輪駆動車両である。
【００２４】
このような電気式４輪駆動車両は、例えば、車両発進時には電動機１４および電動機２２の動力により走行し、また、エンジン１２の運転効率のよい走行領域の場合にはエンジン１２の動力により走行するようになっている。また、低速走行時あるいは緩やかな坂を下っているとき等のエンジン１２の運転効率の悪い場合には、エンジン１２の運転を停止して電動機１４の動力により走行するようになっている。また、加速走行時にはエンジン１２の動力により走行するとともに電動機１４および電動機２２の動力を補助的に用いるようになっている。また、減速時（アクセルオフ時も含む）には、電動機１４および電動機２２を発電機として作動させることで運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するようになっている。また、車両の走行状態に応じて、電動機２２を作動させて四輪駆動状態とし、前後輪のトルク配分を好適に制御することで、車両の安定性を確保するようになっている。例えば、低摩擦路での加速や旋回時において、前後輪のトルク配分が最適化され、車両の安定性が確保されるようになっている。
【００２５】
図２は、本発明の要部であって、リアトランスアクスル２８内に備えられて電動機２２の駆動トルクＴmを後輪２６に伝達して車両を走行させる車両のモータ駆動装置５０の構成を概略的に示す骨子図である。
【００２６】
図２において、電動機２２の出力軸としても機能する入力軸５２（本発明の電動機の出力軸に対応）と、後方車軸２４および後輪２６（本発明の駆動輪に対応）に動力伝達可能に連結されている出力軸５４とは、同軸心上に直列に配設されており、クラッチ機能を有するトルクリミッタ装置５６を介して断続可能に接続されている。
【００２７】
トルクリミッタ装置５６は、入力軸５２と出力軸５４との間に介装され、伝達トルクが予め設定されているトルクリミッタ値Ｔlimに到達するまでは、入力軸５２と出力軸５４との間の動力伝達を接続し、伝達トルクがトルクリミッタ値Ｔlimに到達すると、入力軸５２と出力軸５４との間の動力伝達を遮断するように構成されている。すなわち、トルクリミッタ装置５６は、予め設定されているトルクリミッタ値Ｔlimを越えるトルクが伝達されないように構成されている。トルクリミッタ装置５６は、例えば油圧クラッチから構成され、クラッチのトルク容量が上記トルクリミッタ値Ｔlimと同じ値に設定される。このように設定されると、トルクリミッタ装置５６にトルクリミッタ値Ｔlimを越えるトルクが伝達されると、トルクリミッタ装置５６において滑りが発生し、トルクリミッタ値Ｔlim以上のトルクが伝達されない。また、伝達トルクがトルクリミッタ値Ｔlimに到達した場合、油圧を動力伝達が遮断される所定油圧まで低下させることにより、トルクリミッタ装置５６の動力伝達を遮断することも可能となる。なお、トルクリミッタ装置５６は、油圧クラッチに限定されず、例えば電磁クラッチあっても構わない。すなわち、トルクリミッタ値Ｔlimを設定可能であって、且つ、動力伝達経路を断続可能な構成であれば油圧クラッチに限定されない。
【００２８】
ここで、トルクリミッタ装置５６のトルクリミッタ値Ｔlimは、電動機２２の最大出力トルクＴmaxよりも所定量だけ低い値に設定されている。上記所定量は、例えば実験や電動機２２の出力特性等に基づいて設定され、電動機２２に大きな負荷かかって発熱量が増加することが低減され、且つ、後輪２６に好適な駆動力が伝達されるように、両者を両立するような最適な値に設定される。
【００２９】
入力軸５２には、第１大径歯車６０が一体的に設けられており、この第１大径歯車６０は、入力軸５２と平行に配設されているカウンタ軸６２に一体的に設けられている第１小径歯車６４に噛み合わされている。上記第１大径歯車６０および第１小径歯車６４によって第１歯車対６６（本発明の歯車機構に対応）が構成され、第１歯車対６６を介して入力軸５２とカウンタ軸６２とが動力伝達可能に連結される。そして、入力軸５２が回転すると、第１歯車対６６によりカウンタ軸６２が回転させられる。
【００３０】
また、カウンタ軸６２の軸端には、円板状のフライホイール６８が一体的に設けられている。したがって、電動機２２が回転すると、入力軸５２、第１歯車対６６、およびカウンタ軸６２を介してフライホイール６８が回転させられる。これより、フライホイール６８は、電動機２２に動力伝達可能に連結され、電動機２２のエネルギがフライホイール６８に回転エネルギとして蓄積される。なお、フライホイール６８は、予め実験や計算によってその寸法や慣性モーメント等が最適な値に設計される。具体的には、電動機２２によって回転可能であって、且つ、予め設定された所定の回転エネルギが蓄積できるように設計されている。ここで、第１歯車対６６は、入力軸５２の回転に対してカウンタ軸６２が増速して回転させられるように、そのギヤ比が設定されている。したがって、入力軸５２の回転に対してカウンタ軸６２が増速されるのでフライホイール６８が高回転で回転させられることとなる。これより、フライホイール６８が小型であってもフライホイール６８が高回転で回転するに伴い、十分にエネルギを蓄積することができる。
【００３１】
また、出力軸５４には、第２大径歯車７０が一体的に設けられており、この第２大径歯車７０は、出力軸５４と平行であって、且つ、カウンタ軸６２と同軸心上に直列に配設されている動力伝達軸７２に一体的に設けられている第２小径歯車７４と噛み合わされている。上記第２大径歯車７０および第２小径歯車７４によって第２歯車対７６が構成され、動力伝達軸７２が回転すると、第２歯車対７６を介して出力軸５４が動力伝達軸７２よりも減速して回転させられる。なお、本実施例では、第１大径歯車６０および第２大径歯車７０のピッチ径は同径とされていると共に、第１小径歯車６４および第２小径歯車７４のピッチ径は同径とされている。
【００３２】
また、カウンタ軸６２と動力伝達軸７２とは同軸心上に隣接して配設されており、そのカウンタ軸６２と動力伝達軸７２との間には、アシスト用クラッチ７８が介装されている。したがって、アシスト用クラッチ７８が接続されると、カウンタ軸６２と動力伝達軸７２とが接続されるので、カウンタ軸６２が、アシスト用クラッチ７８、第２歯車対７６を介して出力軸５４に動力伝達可能に連結され、カウンタ軸６２のトルクが出力軸５４に伝達可能となる。なお、アシスト用クラッチ７８は、トルクリミッタ装置５６と同様に、例えば油圧クラッチ、電磁クラッチ等など、カウンタ軸６２と動力伝達軸７２とを断続可能な構成であれば特に限定されない。また、アシスト用クラッチ７８は通常は開放された状態とされ、カウンタ軸６２と動力伝達軸７２とは、通常遮断された状態となっている。
【００３３】
上記のように構成されるモータ駆動装置５０の作動について説明する。モータ駆動装置５０において、走行抵抗（走行抵抗トルク）が電動機２２の駆動トルクよりも十分に小さな路面を走行する場合、トルクリミッタ装置５６が作動することなく入力軸５２と出力軸５４とが接続されて、入力軸５２の回転が後輪２６に伝達される。
【００３４】
一方、走行抵抗トルクＴreが電動機２２の最大出力トルクＴmaxよりも大きい路面（砂地路面など）を走行した場合、従来であれば、電動機２２は回転不能となる。具体的には、図３に示すように、太実線で示す電動機２２の駆動トルクＴmが走行抵抗トルクＴreよりも小さくなると、電動機２２が回転不能となる。このとき、電動機２２に供給される電気エネルギが熱として消費される。そして、発熱量の増加と共に、電動機２２内のコイル抵抗が増加するため、太実線に示すように、時間の経過と共に電動機２２の駆動トルクＴmが徐々に低下する。
【００３５】
これに対して、本実施例では、電動機２２の駆動トルクＴmが予め設定されているトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きくなると、トルクリミッタ装置５６のクラッチ機能が作動して、入力軸５２と出力軸５４との間の動力伝達が遮断されるように構成されている。したがって、電動機２２にかかる走行抵抗トルクによる負荷がなくなり、電動機２２が空回りされることで、電動機２２の無駄な発熱が低減される。
【００３６】
また、これより電動機２２は回転されることから、その回転が第１歯車対６６を介してカウンタ軸６２に伝達されることにより、フライホイール６８が回転させられる。すなわち、電動機２２のエネルギがフライホイール６８の回転エネルギとして蓄積されることとなる。そして、フライホイール６８に所定の回転エネルギが蓄積された状態で、アシスト用クラッチ７８が接続されると、フライホイール６８の回転エネルギが第２歯車対７６を介して出力軸５４に放出され、出力軸５４にアシストトルクとして出力される。
【００３７】
図４は、例えば砂地路面などの走行抵抗トルクが電動機２２の最大出力トルクＴmaxよりも大きい路面に入って停止した状態から、モータ駆動装置５０を利用して車両を発進させる作動状態を示している。
【００３８】
車両が砂地路面などの走行抵抗トルクが電動機２２の最大出力トルクＴmaxよりも大きい路面に入り込むと、太実線で示すように、電動機２２の駆動トルクＴmが増加するに従い、後輪２６に伝達されるトルクが増加する。ここで、ｔ１時点において、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きくなると、所定の時間遅れの後、ｔ２時点においてトルクリミッタ装置５６のクラッチ機能が作動して、入力軸５２と出力軸５４との連結が遮断される。したがって、後輪２６に伝達されるトルクは零となる。また、電動機２２にかかる走行抵抗トルクがなくなるに従い、電動機２２が回転可能となり、第１歯車対６６を介してカウンタ軸６２およびフライホイール６８が回転させられる。
【００３９】
ここで、図４において斜線で囲まれる領域の面積がフライホイール６８に蓄えられる回転エネルギに対応しており、細破線で示す電動機２２の駆動トルクＴmの積分値と略等しくなる。なお、従来では、上記斜線で囲まれる領域のエネルギが、熱として消費されていた。そして、ｔ３時点において、アシスト用クラッチ７８およびトルクリミッタ装置５６が接続されると、太実線で示すように、電動機２２からトルクリミッタ装置５６を介してトルクリミッタ値Ｔlimのトルクが出力軸５４に伝達される。さらに、アシスト用クラッチ７８を介してフライホイール６８の回転エネルギが出力軸５４に放出されることで、太破線で示すように回転エネルギに基づくアシストトルクが追加される。そして、電動機２２からトルクリミッタ装置５６を介して出力軸５４（後輪２６）に伝達される駆動トルクＴm（＝Ｔlim）と、フライホイール６８によって追加されるアシストトルクとの和が、走行抵抗トルクＴreを越えると、車両の発進が可能となる。
【００４０】
モータ駆動装置５０の制御作動について、さらに詳細に説明する。図５は、モータ駆動装置５０を制御する電子制御装置８０の機能を説明するための機能ブロック線図である。図５において、トルクリミッタ開放制御手段８２（開放制御手段）は、車両が電動機２２の駆動トルクＴmを越える走行抵抗トルクのある路面でスタックした際のトルクリミッタ装置５６のクラッチ開放、すなわち入力軸５２と出力軸５４との動力伝達経路の遮断を制御するものである。トルクリミッタ開放制御手段８２は、先回スタック判定手段８４、走行抵抗・リミッタ値比較手段８６、および駆動トルク・リミッタ値比較手段８８の比較判定結果に基づいて、トルクリミッタ装置５６の開放を制御する。
【００４１】
先回スタック判断手段８４は、アクセルペダルが踏み込まれると、そのアクセルペダル踏み込みが先回スタックした状態からの再度の踏み込みであるか否かを判断する。すなわち、先回スタック判断手段８４は、今回のアクセルペダル踏み込みが、先回スタックした状態からの再発進を意図するものか否かを判断する。先回スタック判断手段８４は、先回スタックを例えば先回のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａcc、先回のエンジントルクＴe、電動機２２の駆動トルクＴm、先回の車速Ｖ、先回のタイヤ回転加速度等に基づいて判断する。例えば、先回のアクセルペダル踏み込み時のアクセル開度Ａccが予め設定された既定値以上であって、そのときの車速が略零であった場合などは、先回スタックした状態と判断される。上記先回スタック判断手段８４が否定される場合、車両がスタックして初めてのアクセルペダル踏み込みによる車両発進となる。
【００４２】
走行抵抗・リミッタ値比較手段８６は、路面状態に応じて設定される走行抵抗トルクＴreが、予め設定されるトルクリミッタ装置５６のトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいか否かを判断する。例えば電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimに到達しても電動機２２の回転が零で維持される場合、走行抵抗トルクＴreがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいものと判断される。ここで、走行抵抗トルクＴreが、トルクリミッタ値Ｔlimよりも大きい場合、電動機２２の駆動トルクＴmのみによる車両発進が不可能となる。一方、走行抵抗トルクＴreが、トルクリミッタ値Ｔlimよりも小さい場合、電動機２２の駆動トルクＴmのみによる車両発進が可能となる。
【００４３】
駆動トルク・リミッタ値比較手段８８は、電動機２２の駆動トルクＴmが、予め設定されているトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいか否かを判断する。電動機２２の駆動トルクＴmが、トルクリミッタ値Ｔlimよりも大きい場合、トルクリミッタ装置５６において差回転が発生する。これより、例えばトルクリミッタ装置５６において発生する差回転を検出し、その差回転が予め設定された所定値を越えた場合、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimを越えたものと判断される。
【００４４】
トルクリミッタ開放制御手段８２は、先回スタックでないと判断され、走行抵抗トルクＴreがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいと判断され、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいと判断されると実行される。トルクリミッタ開放制御手段８２は、上記判断に基づいて、トルクリミッタ装置５６のクラッチ開放制御を開始する。例えばトルクリミッタ装置５６が油圧クラッチで構成されている場合、油圧クラッチの油圧をクラッチが開放される所定の油圧まで低下させる指令を出力してトルクリミッタ装置５６を開放する。
【００４５】
発進制御手段９０は、車両がスタックした状態においてアクセルペダルが踏み込まれたとき、トルクリミッタ装置５６のクラッチおよびアシスト用クラッチ７８を制御して、電動機２２の駆動トルクＴmとアシストトルクＴasとを出力軸５４（後輪２６）へ出力することで車両を発進させる。
【００４６】
発進制御手段９０は、蓄積エネルギ・必要アシスト量比較手段９２およびリミッタ値・駆動トルク比較手段９４の判断結果に基づいて、トルクリミッタ装置５６およびアシスト用クラッチ７８を制御する。蓄積エネルギ・必要アシスト量比較手段９２は、フライホール６８に蓄積されている蓄積エネルギ（回転エネルギ）が車両発進に必要な必要アシストエネルギ量よりも大きいか否かを判断する。
【００４７】
ここで、フライホイール６８の蓄積エネルギは、蓄積エネルギ算出手段９６によって算出され、必要アシストエネルギ量は、アシストエネルギ量算出手段９８によって算出される。蓄積エネルギ算出手段９６は、フライホイール６８に蓄積されている車両発進時に放出する蓄積エネルギ（回転エネルギ）を算出する。具体的には、例えばフライホイール６８の回転速度、慣性モーメント、回転加速度等に基づいて、公知のエネルギの式から蓄積エネルギを算出する。
【００４８】
アシストエネルギ量算出手段９８は、車両発進に必要とされるアシストエネルギ量を推定的に算出する。アシストエネルギ量算出手段９８は、例えば先回のアクセルペダル踏み込み時のアクセル開度Ａcc、今回のアクセル開度Ａcc、先回のエンジントルクＴe、今回のエンジントルクＴe、先回の車速Ｖ、先回のタイヤ回転加速度、経過時間、先回スタック判定の回数、今回のトルクリミッタ値Ｔlim等に基づいて、必要アシストエネルギ量を推定的に算出する。
【００４９】
蓄積エネルギ・必要アシスト量比較手段９２は、算出された蓄積エネルギおよび必要アシストエネルギ量を比較し、蓄積エネルギ（回転エネルギ）が必要アシストエネルギ量よりも大きい場合、発進制御手段９０を実施した際に、車両を発進させることができる十分なアシストトルクＴasを出力できるものと判断する。一方、蓄積エネルギ（回転エネルギ）が必要アシストエネルギ量よりも小さい場合、蓄積エネルギ・必要アシスト量比較手段９２は、発進制御手段９０を実施した際に、車両を発進させることができる十分なアシストトルクＴasを出力できるまでエネルギが蓄積されていないものと判断する。このような場合、発進制御手段９０は実施されず、蓄積エネルギが必要アシストエネルギ量を上回るまで、フライホイール６８への回転エネルギの蓄積が継続される。
【００５０】
リミッタ値・駆動トルク比較手段９４は、今回のトルクリミッタ値Ｔlimが今回の電動機２２の駆動トルクＴmよりも小さい状態か否かを判断する。今回設定されたトルクリミッタ値Ｔlimが、今回の電動機２２の駆動トルクＴmよりも小さい場合、発進制御手段９０が実施されてトルクリミッタ装置５６のクラッチが係合されると、トルクリミッタ装置５６を介してトルクリミッタ値Ｔlimと等しい駆動トルクが出力軸５４側に伝達されることとなる。一方、トルクリミッタ値Ｔlimが電動機２２の駆動トルクＴmよりも大きい状態では、発進制御手段９０が実施されてトルクリミッタ装置５６のクラッチが係合されても、トルクリミッタ装置５６を介してトルクリミッタ値Ｔlim以下のトルクが伝達されることとなる。このような場合には、発進制御手段９０は実施されない。
【００５１】
発進制御手段９０は、蓄積エネルギが必要アシストエネルギ量よりも大きいと判断されると共に、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいと判断されると、トルクリミッタ装置５６のクラッチおよびアシスト用クラッチ７８を制御して、電動機２２からの駆動トルクＴmをトルクリミッタ装置５６を介して出力軸５４（後輪２６）に伝達すると共に、フライホイール６８に蓄積されている蓄積エネルギの放出に伴うアシストトルクＴasを出力軸５４（後輪２６）に伝達する。具体的には、発進制御手段９０は、トルクリミッタ装置５６の伝達トルク容量をトルクリミッタ値Ｔlimに制御することで、電動機２２の駆動トルクＴmのうち、トルクリミッタ値Ｔlimのトルクをトルクリミッタ装置５６を介して出力軸５４（後輪２６）に出力させる。また、発進制御手段９０は、アシスト用クラッチ７８を係合させてカウンタ軸６２と動力伝達軸７２とを接続することで、フライホイール６８の蓄積エネルギ（回転エネルギ）に対応するアシストトルクＴasを出力軸５４（後輪２６）へ出力させる。これより、出力軸５４（後輪２６）には、電動機２２の駆動トルクＴm（Ｔlim）、および車両発進に必要とされると推定されたアシストトルクＴasが伝達される。
【００５２】
発進判断手段１００は、発進制御手段９０によって車両がスタック状態が脱して発進したか否かを判断する。発進判断手段１００は、例えば車速、タイヤ回転加速度、アクセル開度、エンジン出力、経過時間等に基づいて、車両の発進を判断する。例えば、車速が増加することに基づいて、車両発進を判断する。ここで、発進判断手段１００が、発進制御手段９０によっても車両が発進されていないと判断すると、次回の発進にはさらに大きな駆動トルクを発生させるため、発進判断手段１００は、トルクリミッタ値Ｔlimの値を現在よりも高い値に変更する。これに伴い、必要アシストエネルギ量がさらに大きな値に設定される。したがって、次回の発進制御手段９０においては、先回の出力軸５４（後輪２６）への駆動トルクよりもさらに大きな駆動トルクが伝達されることとなる。なお、トルクリミッタ値Ｔlimは、例えばトルクリミッタ装置５６が油圧クラッチで構成される場合、クラッチに供給される設定油圧値を変更することで変更される。具体的には、トルクリミッタ値Ｔlimを高い値に変更する場合、設定される供給油圧値がさらに高い値に変更される。
【００５３】
図６は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち車両がスタックした際において、路面の走行抵抗を上回る駆動トルクを出力することで、車両を発進させることができる制御作動を説明するためのフローチャートである。
【００５４】
まず、ステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）において、アクセルペダルの踏み込みが検出されると、次いで、先回スタック判断手段８４に対応するＳＡ２において、車両が先回スタックした状態からの再度のアクセルペダル踏み込みか否かが判断される。
【００５５】
上記先回スタックを判断する制御の一例を図７のフローチャートに基づいて説明する。図７において、ステップＳＢ１では、今回のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａccが予め設定されている規定値以上であるか否かが判断される。ＳＢ１が否定される場合、スタックの判断は実施されず本ルーチンが終了させられる。ＳＢ１が肯定される場合、先回のアクセル開度Ａccが予め設定されている規定値以上か否かが判断される。なお、上記アクセル開度Ａccの規定値は、スタックが発生した場合に運転者が踏み込むとされる高い値に設定されている。ＳＢ２が否定される場合、ＳＢ５において、先回スタックではないと判定される。ＳＢ２が肯定される場合、ＳＢ３において、先回スタックであるか否かが、例えば先回のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度、先回のエンジントルクＴe、電動機２２の駆動トルクＴm、先回の車速Ｖ、先回のタイヤ回転加速度等に基づいて判断される。ＳＢ３が肯定されると、ＳＢ４において先回スタックと判断される。一方、ＳＢ３が否定されると、ＳＢ５において、先回スタックではないと判定される。なお、ＳＢ１〜ＳＢ５が先回スタック判断手段８４（ＳＡ２）に対応している。
【００５６】
図６に戻り、ＳＡ２が否定される場合、走行抵抗・リミッタ値比較手段８６に対応するＳＡ３において、路面の走行抵抗トルクがトルクリミッタ装置５６の予め設定されているトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいか否かが判断される。ＳＡ３が否定される場合、ＳＡ７において、電動機２２の駆動トルクＴmのみによる車両発進が可能と判断され、本ルーチンが終了させられる。ＳＡ３が肯定される場合、ＳＡ４において電動機２２の駆動トルクＴmのみによる車両発進が不可能と判断され、駆動トルク・リミッタ値比較手段８８に対応するＳＡ５において、電動機２２の駆動トルクＴm（駆動トルク）が、トルクリミッタ値Ｔlimよりも大きいか否かが判断される。上記判断は、例えば電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値を越えた際に生じるトルクリミッタ装置５６の差回転が予め設定された所定値を越えたか否かに基づいて判断される。ＳＡ５が否定される場合、ＳＡ１に戻り、駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きくなるまで同様の制御が繰り返し実行される。ＳＡ５が肯定される場合、トルクリミッタ開放制御手段８２に対応するＳＡ６において、トルクリミッタ装置５６の開放制御が実行され、入力軸５２と出力軸５４の動力伝達が遮断される。なお、上記制御は、図４においてｔ２時点に対応している。
【００５７】
ＳＡ２が肯定される場合、発進制御手段９０等に対応するＳＡ８において、車両の発進制御が実行される。ＳＡ８の詳細な制御について図７のフローチャートに基づいて説明する。図８において、蓄積エネルギ算出手段９６に対応するＳＣ１において、フライホイール６８に蓄えられているアシストトルクＴasとして使用される蓄積エネルギ量が算出される。次いで、アシストエネルギ量算出手段９８に対応するＳＣ２において、車両発進時に必要とされる必要アシストエネルギが推定的に算出される。そして、蓄積エネルギ・必要アシスト量比較手段９２に対応するＳＣ３において、算出された蓄積エネルギが必要アシストエネルギよりも大きいか否かが判断される。ＳＣ３が否定される場合、ＳＣ６においてトルクリミッタ装置５６のクラッチ開放が継続され、ＳＣ１に戻り、蓄積エネルギが必要アシストエネルギ量よりも大きくなるまでＳＣ１乃至ＳＣ３の制御が繰り返し実行される。
【００５８】
ＳＣ３が肯定される場合、リミッタ値・駆動トルク比較手段９４に対応するＳＣ４において、今回のトルクリミッタ値が今回の駆動トルクよりも小さいか否かが判断される。ＳＣ４が否定される場合、ＳＣ６においてトルクリミッタ装置５６の開放が継続され、ＳＣ１に戻り、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimよりも大きくなるまで、同様の制御が繰り返し実行される。ＳＣ４が肯定される場合、発進制御手段９０に対応するＳＣ５において、トルクリミッタ装置５６のクラッチおよびアシスト用クラッチ７８を制御することで、電動機２２による駆動トルクＴm（＝Ｔlim）と、蓄積エネルギの放出によるアシストトルクＴasとを、出力軸５４（後輪２６）に出力する。
【００５９】
図６に戻り、ＳＡ８が実行されると、発進判断手段１００に対応するＳＡ９において、車両が発進したか否かが判断される。ＳＡ９が肯定される場合、車両が発進したたため、本ルーチンが終了させられる。一方、ＳＡ９が否定される場合、発進制御手段９０に対応するＳＡ１０において、次回の再発進時においてさらに大きな駆動トルクを出力するため、トルクリミッタ値Ｔlimがさらに高い値に引き上げられる。また、先回スタック判定の回数も同様に引き上げられる。
【００６０】
上述のように、本実施例によれば、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ装置５６のトルクリミッタ値Ｔlimに到達すると、トルクリミッタ装置５６のクラッチ機能によって、電動機２２と出力軸５４（後輪２６）との間の動力伝達経路が遮断されて電動機２２にかかる負荷がなくなるため、電動機２２を空回りさせて電動機２２の無駄な発熱を低減することができる。また、電動機２２の空回りさせたエネルギをフライホイール６８の回転エネルギに変換して蓄積することでエネルギを回収することができる。
【００６１】
また、本実施例によれば、アシスト用クラッチ７８が接続されると、カウンタ軸６２が出力軸５４（後輪２６）と動力伝達可能に連結される。したがって、フライホイール６８の回転エネルギをカウンタ軸６２およびアシスト用クラッチ７８を介して出力軸５４（後輪２６）側に放出することが可能となる。
【００６２】
また、本実施例によれば、トルクリミッタ装置５６のトルクリミッタ値Ｔlimは、電動機２２の最大出力トルクＴmaxから所定量だけ低い値に設定されているため、電動機２２が最大出力トルクＴmaxよりも所定量だけ低い値に到達すると、動力伝達経路が遮断される。したがって、電動機２２の駆動トルクＴmが電動機２２の最大出力トルクＴmaxに到達する前に動力伝達が遮断されるので、電動機２２の発熱量が低減される。
【００６３】
また、本実施例によれば、トルクリミッタ装置５６に設定されたトルクリミッタ値Ｔlimと同じトルク容量を超えるトルクが伝達されると、トルクリミッタ装置５６において差回転が生じてトルク容量以上のトルクが伝達されないため、トルクリミッタとして機能する。また、差回転に基づいて、電動機２２の駆動トルクＴmがトルクリミッタ値Ｔlimを越えたことを判断することで、精度良くトルクリミッタ装置５６を開放することができる。
【００６４】
また、本実施例によれば、アシスト用クラッチ７８は、フライホイール６８に回転エネルギが蓄えられた状態において、車両の発進時に接続されるため、フライホイール６８の回転エネルギが出力軸５４（後輪２６）に放出され、出力軸５４（後輪２６）に回転エネルギに基づいたアシストトルクＴasを出力することができる。
【００６５】
また、本実施例によれば、入力軸５２とカウンタ軸６２とは、第１歯車対６６を介して動力伝達可能に連結されているため、電動機２２が回転すると、第１歯車対６６を介してカウンタ軸６２が回転させられる。したがって、カウンタ軸６２に設けられているフライホイール６８も同様に回転させられ、フライホイール６８に回転エネルギが蓄積される。
【００６６】
また、本実施例によれば、第１歯車対６６のギヤ比が、入力軸５２の回転に対してカウンタ軸６２が増速して回転させられるように設定されるので、フライホイール６８を高回転で回転させることができる。したがって、フライホイール６８が小型に構成されてもフライホイール６８が高回転で回転されることで、十分なエネルギを蓄積することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６８】
例えば、前述の実施例では、四輪駆動車両の後輪側にモータ駆動装置５０が設けられているが、本発明は上記に限定されず、例えば前輪または後輪のみが駆動される電気自動車など、他の形式の車両についても矛盾のない範囲で適宜使用することができる。
【００６９】
また、前述の実施例では、入力軸５２とカウンタ軸６２とは、第１歯車対６６（歯車機構）によって作動的に連結されているが、歯車機構に限定されず、例えばベルト機構やチェーン機構などで作動的に連結されていても構わない。すなわち、電動機２２によってフライホイール６８を回転させることができる構造であれば、矛盾のない範囲において自由に変更することができる。
【００７０】
また、前述の実施例では、動力伝達軸７２と出力軸５４とが、第２歯車対７６（歯車機構）によって作動的に連結されているが、歯車機構に限定されず、例えばベルト機構やチェーン機構などで作動的に連結されていても構わない。すなわち、動力伝達軸７２と出力軸５４とが動力伝達可能に連結される構造であれば、自由に変更することができる。
【００７１】
また、前述の実施例では、トルクリミッタ装置５６が油圧クラッチや電磁クラッチで構成されるとしたが、トルクリミッタ装置は、予め設定されたトルクリミッタ値を上回るトルクが伝達されると、その動力伝達を遮断する構造であればよく、他のクラッチ等から構成されるものであっても構わない。また、トルクリミッタ装置の機能とクラッチの機能とが別体で構成されるものであっても構わない。例えば、出力軸５４にトルクセンサを設け、トルクセンサによって検出されたトルクが予め設定されているトルクリミッタ値を越える場合、動力伝達を遮断する構成であっても構わない。したがって、油圧クラッチ、電磁クラッチに限定されず、摩擦クラッチや噛合クラッチなどであっても、トルクセンサに基づいてトルクリミッタ値を設定することで、本発明に適用することができる。
【００７２】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００７３】
２２：電動機
２６：後輪（駆動輪）
５０：モータ駆動装置
５２：入力軸（電動機の出力軸）
５６：トルクリミッタ装置
６２：カウンタ軸
６６：第１歯車対（歯車機構）
６８：フライホイール
７８：アシスト用クラッチ
Ｔlim：トルクリミッタ値
Ｔmax：最大出力トルク
【図１】
0005447031.tif 000002
【図２】
0005447031.tif 000003
【図３】
0005447031.tif 000004
【図４】
0005447031.tif 000005
【図５】
0005447031.tif 000006
【図６】
0005447031.tif 000007
【図７】
0005447031.tif 000008
【図８】
0005447031.tif 000009