(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪の少なくとも一方の駆動輪を駆動する内燃機関と、その内燃機関の動力によって駆動される発電機とを備えた車両の駆動力制御装置であって、
上記駆動輪が加速スリップしているか否かを推定する駆動輪スリップ推定手段と、上記駆動輪スリップ推定手段で駆動輪が加速スリップしていると推定される場合に作動し、上記駆動輪の加速スリップ量に応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する発電機制御手段とを備え、上記駆動輪スリップ推定手段は、内燃機関の出力トルクと上記駆動輪の路面反力限界トルクとの差から加速スリップの有無を推定することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
上記発電機制御手段は、
上記発電機の発電負荷トルクを調整する発電負荷トルク調整手段と、内燃機関の出力トルクのうちの上記駆動輪の路面反力限界トルクを越えた余剰トルクを求める余剰トルク演算手段と、上記発電負荷トルク調整手段を介して上記余剰トルク演算手段が演算した余剰トルクに基づくトルク値に上記発電機の発電負荷トルクを制御する発電負荷トルク制御手段とを備えた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】
上記余剰トルク演算手段は、上記駆動輪の加速スリップ量及び現在の発電機の負荷トルク量に基づき余剰トルクを求めることを特徴とする請求項２に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
上記余剰トルク演算手段は、駆動輪の路面反力限界トルクを演算する駆動輪限界トルク演算手段を備え、当該駆動輪限界トルク演算手段が演算した路面反力限界トルクと内燃機関の出力トルクとの偏差に基づき余剰トルクを求めることを特徴とする請求項２に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
上記駆動輪限界トルク演算手段は、
駆動輪の路面反力限界トルクを算出する限界トルク算出手段と、
該限界トルク算出手段が算出し現在の路面反力限界トルクと最大限界トルク値とを比較し大きい方を最大限界トルク値とする限界トルク最大値更新手段と、
従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定すると作動して、上記最大限界トルクを所定値に再設定する限界トルクリセット手段と、を備え、
上記最大限界トルク値を、駆動輪限界トルク演算手段が演算した路面反力限界トルクとすることを特徴とする請求項４に記載した車両の駆動力制御手段。
【請求項６】
上記限界トルクリセット手段は、前後輪速差が所定値以上の場合に、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とする請求項５に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項７】
駆動輪における車輪グリップ限界を推定する車輪グリップ限界推定手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記車輪グリップ限界推定手段の推定値に基づき車輪グリップ限界若しくはその近傍と判定したら、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項８】
悪路走行か否かを推定する悪路推定手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記悪路推定手段の推定値に基づき悪路走行中と判定したら、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項９】
登坂路走行中か否かを推定する登坂路推定手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記登坂路推定手段の推定値に基づき登坂路を走行中と判定したら、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１０】
車両に対する走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記走行抵抗検出手段の検出値に基づき走行抵抗が所定値以上の場合に、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１１】
上記限界トルクリセット手段は、上記現在の路面反力限界トルクが前回の路面反力限界トルクよりも小さい場合にのみ、上記最大限界トルク値を所定値に再設定することを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれかに記載した車両の駆動力制御手段。
【請求項１２】
上記限界トルクリセット手段は、車両が停止したと判定した場合に、上記現在の路面反力限界トルクが前回の路面反力限界トルクよりも小さくなくても、上記最大限界トルクを所定値に再設定することを特徴とする請求項５〜請求項１１のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１３】
上記限界トルクリセット手段が再設定する所定値は、限界トルク算出手段が算出した現在の路面反力限界トルクであることを特徴とする請求項５〜請求項１２のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１４】
前後輪の一方である主駆動輪を上記内燃機関で駆動し、前後輪の他方である従駆動輪を電動機で駆動し、当該電動機は上記発電機が発電した電力で駆動され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。
【請求項１５】
駆動輪が加速スリップするおそれのある路面状況か否かを推定する加速スリップおそれ推定手段と、運転者の要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段とを備え、
上記発電機制御手段は、加速スリップおそれ推定手段が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると作動して、運転者の要求トルクに応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第２発電機制御手段を備えることを特徴とする請求項１４に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１６】
駆動輪が加速スリップするおそれのある路面状況か否かを推定する加速スリップおそれ推定手段を備え、
上記発電機制御手段は、加速スリップおそれ推定手段が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると作動して、内燃機関の出力トルクに対し所定割合の負荷トルクとなるように上記発電機のトルクを制御する第３発電機制御手段を備えることを特徴とする請求項１４に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１７】
駆動輪が加速スリップするおそれのある路面状況か否かを推定する加速スリップおそれ推定手段を備え、
上記発電機制御手段は、加速スリップおそれ推定手段が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると作動して、予め求めた高μ路での路面反力限界トルクと現在の路面反力限界トルクとの差に応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第４発電機制御手段を備えることを特徴とする請求項１４に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１８】
駆動輪の車輪グリップ限界を推定する車輪グリップ限界推定手段を備え、加速スリップおそれ推定手段は、該車輪グリップ限界推定手段の推定に基づき、車輪グリップ限界若しくはその手前近傍である場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項１９】
悪路走行中か否かを推定する悪路推定手段を備え、
加速スリップおそれ推定手段は、悪路推定手段の判定に基づき、悪路走行中の場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とする請求項１５〜請求項１８のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２０】
登坂路走行中か否かを推定する登坂路推定手段を備え、
上記加速スリップおそれ推定手段は、登坂路推定手段の推定に基づき、登坂路走行中の場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とする請求項１５〜請求項１９のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２１】
車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段を備え、
上記加速スリップおそれ推定手段は、上記走行抵抗検出手段の検出に基づき走行抵抗が所定値以上と判定した場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とする請求項１５〜請求項２０のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２２】
運転者の要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、該低速状態判定手段が低速状態と判定すると作動し、上記要求トルク検出手段が検出した要求駆動トルクに応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第１低速制御手段と、を備え、
上記駆動輪スリップ推定手段で駆動輪が加速スリップしていると推定された場合に、上記低速状態判定手段の判定に基づき、所定以下の低速状態と判定したときには上記第１低速制御手段を作動し、当該低速状態でないと判定したときには上記発電機制御手段を作動させることを特徴とする請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２３】
運転者の要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、を備え、
上記発電機制御手段は、駆動輪が加速スリップしていると推定される場合であって、上記低速状態判定手段の判定に基づき所定以下の低速状態と判定される場合には、駆動輪の加速スリップ量に応じた第１の発電負荷を求めると共に、上記要求トルク検出手段が検出した要求駆動トルクに応じた第２の発電負荷トルクを求め、両発電負荷トルクの大きい方の発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御することを特徴とする請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２４】
要求トルク検出手段は、上記運転者の要求駆動トルクをアクセル開度指示装置の操作量に基づき判定することを特徴とする請求項１５、請求項２２、又は請求項２３のいずれかに記載した車両の駆動力制御手段。
【請求項２５】
車両の前後荷重配分を判定する荷重配分判定手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、該低速状態判定手段が低速状態と判定すると作動し、上記荷重配分判定手段の判定した前後荷重配分に応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第２低速制御手段と、を備え、
上記駆動輪スリップ推定手段で駆動輪が加速スリップしていると推定された場合に、上記低速状態判定手段の判定に基づき、所定以下の低速状態と判定したときには、上記第２低速制御手段を作動し、当該低速状態でないと判定したときには上記発電機制御手段を作動させることを特徴とする請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２６】
車両の前後荷重配分を判定する荷重配分判定手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、を備え、
上記発電機制御手段は、駆動輪が加速スリップしていると推定される場合であって、上記低速状態判定手段の判定に基づき所定以下の低速状態と判定される場合には、駆動輪の加速スリップ量に応じた第１の発電負荷を求めると共に、上記荷重配分判定手段の判定した前後荷重配分に応じた第２の発電負荷トルクを求め、両発電負荷トルクの大きい方の発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御することを特徴とする請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２７】
上記従駆動輪の加速スリップの有無を推定する従駆動輪スリップ推定手段と、従駆動輪スリップ推定手段の推定により従駆動輪が加速スリップしていると判定すると作動し、電動機から従駆動輪に伝達されるトルクが従駆動輪の路面反力限界トルク以下となるように、上記電動機の界磁電流を調整することで上記電動機のトルクを制限する電動機トルク制限手段とを備えることを特徴とする請求項１４〜請求項２６のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２８】
バッテリと、従駆動輪の加速スリップの有無を推定する従駆動輪スリップ推定手段と、従駆動輪スリップ推定手段で従駆動輪が加速スリップしたと判定した場合に、発電機から電動機に供給される電力の一部をバッテリに分配する電力分配手段とを備えることを特徴とする請求項１４〜請求項２７のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項２９】
従駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、運転者のアクセル操作とは無関係に、スリップ状態検出手段が検出したスリップ状態検出値の大きさに応じて内燃機関の出力トルクを低減制御する内燃機関出力制御手段とを備えることを特徴とする請求項１４〜請求項２８のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項３０】
従駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、電動機のトルクを上記車輪に伝達する伝達トルクを調整するクラッチ手段と、スリップ状態検出手段が検出したスリップ状態検出値の大きさに応じ上記クラッチ手段を通じて上記従駆動輪側に伝達する伝達トルクを調節する伝達トルク制限手段とを備えることを特徴とする請求項１４〜請求項２９のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項３１】
上記余剰トルク演算手段が演算した余剰トルクが発電機の負荷容量を超える場合に作動し、運転者のアクセル操作とは無関係に、上記余剰トルクから発電機の負荷容量に応じたトルクを減じた値の大きさに応じて上記内燃機関の出力トルクを低減制御する内燃機関出力制限手段を、備えることを特徴とする請求項２〜請求項３０のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項３２】
上記余剰トルク演算手段が演算した余剰トルクが発電機の負荷容量を超える場合に作動し、運転者のアクセル操作とは無関係に、上記余剰トルクから発電機の負荷容量に応じたトルクを減じた値の大きさに応じて上記内燃機関の出力トルクを低減制御する内燃機関出力制限手段と、
上記電動機に電力を供給可能なバッテリと、上記バッテリから電動機に供給される電力量を調節する供給電力調節手段と、運転者の加速要求を検出する加速要求検出手段と、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、
上記内燃機関出力制限手段が作動していると判定すると作動し、上記加速要求検出手段及び加速状態検出手段の検出値に基づき加速要求に比して従駆動輪の回転速度が抑制されていると判定すると、上記供給電力調整手段を通じて、上記内燃機関出力制限手段による上記出力トルクの低減量に応じた量だけバッテリから電動機に供給する電力量を増加するバッテリ電力増大制御手段と
を備えることを特徴とする請求項２〜請求項２６のいずれかに記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項３３】
上記加速要求検出手段は、運転者による加速要求指示量及び当該加速要求指示の継続時間に基づき加速要求に比して従駆動輪の回転速度が抑制されていることを判定することを特徴とする請求項３２に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項３４】
上記加速状態検出手段は、従駆動輪の車輪速度、従駆動輪の車輪加速度、及び車両の前後加速度の少なくとも一つの値に基づき車両の加速状態を検出することを特徴とする請求項３２又は請求項３３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】
本発明は、前後輪の少なくとも一方が内燃機関（エンジン）によって駆動される車両の駆動力制御装置に係り、特に、前後輪の一方が内燃機関で他方が電動機で駆動される４輪駆動の車両に有用な駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前後輪の一方をエンジンで駆動し他方を電動機で駆動する４輪駆動制御装置としては、例えば特開平７−２３１５０８号公報や特開平８−３００９６５号公報に開示されているものがある。
特開平７−２３１５０８号公報に開示されている駆動装置は、エンジンによって発電機を駆動し、その発電機が発生する電気エネルギーによって上記電動機を駆動するものであって、車両の状態に応じて、発電機から電動機に供給される電気エネルギーを制御するものである。この結果、大容量のバッテリを必要としないために車両の軽量化などが図られるものである。
【０００３】
また、特開平８−３００９６５号公報に記載されている駆動装置は、前後輪のうち一方をエンジンで駆動し、他方を電動機で駆動し、当該電動機をバッテリの電気エネルギーで駆動する装置構成である。そして、路面μを推定し、当該推定した路面μが低μの場合には、上記電動機を路面μに応じた出力トルクに駆動制御するものである。すなわち、路面μに応じて電動機の出力トルクを調整して、当該電動機で駆動される車輪の加速スリップを防止しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−２３１５０号に記載の装置では、アクセル開度に対応した標準回転数と前輪回転数、後輪回転数との偏差、および前輪回転数と後輪回転数の偏差から電動機を駆動させ四輪駆動とするため、エンジンにより駆動される車輪の加速スリップを直接抑えることができない。
【０００５】
また、特開平８−３００９６５号に記載の装置では、ブレーキが非作動、シフトポジションが非ニュートラル状態、アクセルが作動状態で、且つ所定速度以下で走行中で所定路面μ以下のときに、モータトルクを制御しながらモータを駆動するが、エンジンにより駆動される車輪の加速スリップを直接抑えることができない。
【０００６】
すなわち、どちらの装置においても、アクセル開度が過剰の場合には、エンジンによって駆動される車輪が必要以上に加速スリップして、十分な加速性や走行安定性が得られない可能性があるという問題がある。
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、車両の加速性を最適化しつつ燃費などのエネルギー効率を向上可能な車両の駆動力制御装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【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、前後輪の少なくとも一方の駆動輪を駆動する内燃機関と、その内燃機関の動力によって駆動される発電機とを備えた車両の駆動力制御装置であって、
上記駆動輪が加速スリップしているか否かを推定する駆動輪スリップ推定手段と、上記駆動輪スリップ推定手段で駆動輪が加速スリップしていると推定される場合に作動し、上記駆動輪の加速スリップ量に応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する発電機制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、本請求項１に記載した発明では、上記駆動輪スリップ推定手段は、内燃機関の出力トルクと上記駆動輪の路面反力限界トルクとの差から加速スリップの有無を推定することを特徴とするものである。
【０００９】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記発電機制御手段は、
上記発電機の発電負荷トルクを調整する発電負荷トルク調整手段と、内燃機関の出力トルクのうちの上記駆動輪の路面反力限界トルクを越えた余剰トルクを求める余剰トルク演算手段と、上記発電負荷トルク調整手段を介して上記余剰トルク演算手段が演算した余剰トルクに基づくトルク値に上記発電機の発電負荷トルクを制御する発電負荷トルク制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した構成に対し、上記余剰トルク演算手段は、上記駆動輪の加速スリップ量及び現在の発電機の負荷トルク量に基づき余剰トルクを求め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２に記載した構成に対し、上記余剰トルク演算手段は、駆動輪の路面反力限界トルクを演算する駆動輪限界トルク演算手段を備え、当該駆動輪限界トルク演算手段が演算した路面反力限界トルクと内燃機関の出力トルクとの偏差に基づき余剰トルクを求めることを特徴とするものである。
【００１１】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した構成に対し、上記駆動輪限界トルク演算手段は、
駆動輪の路面反力限界トルクを算出する限界トルク算出手段と、
該限界トルク算出手段が算出し現在の路面反力限界トルクと最大限界トルク値とを比較し大きい方を最大限界トルク値とする限界トルク最大値更新手段と、
従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定すると作動して、上記最大限界トルクを所定値に再設定する限界トルクリセット手段と、を備え、
上記最大限界トルク値を、駆動輪限界トルク演算手段が演算した路面反力限界トルクとすることを特徴とするものである。
【００１２】
次に、請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した構成に対し、上記限界トルクリセット手段は、前後輪速差が所定値以上の場合に、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とするものである。
次に、請求項７に記載した発明は、請求項５又は請求項６に記載した構成に対し、駆動輪における車輪グリップ限界を推定する車輪グリップ限界推定手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記車輪グリップ限界推定手段の推定値に基づき車輪グリップ限界若しくはその近傍と判定したら、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とするものである。
【００１３】
次に、請求項８に記載した発明は、請求項５〜請求項７のいずれかに記載した構成に対し、悪路走行か否かを推定する悪路推定手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記悪路推定手段の推定値に基づき悪路走行中と判定したら、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とするものである。
【００１４】
次に、請求項９に記載した発明は、請求項５〜請求項８のいずれかに記載した構成に対し、登坂路走行中か否かを推定する登坂路推定手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記登坂路推定手段の推定値に基づき登坂路を走行中と判定したら、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とするものである。
【００１５】
次に、請求項１０に記載した発明は、請求項５〜請求項９のいずれかに記載した構成に対し、車両に対する走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段を備え、
上記限界トルクリセット手段は、上記走行抵抗検出手段の検出値に基づき走行抵抗が所定値以上の場合に、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定することを特徴とするものである。
【００１６】
次に、請求項１１に記載した発明は、請求項５〜請求項１０のいずれかに記載した構成に対し、上記限界トルクリセット手段は、上記現在の路面反力限界トルクが前回の路面反力限界トルクよりも小さい場合にのみ、上記最大限界トルク値を所定値に再設定することを特徴とするものである。
次に、請求項１２に記載した発明は、請求項５〜請求項１１のいずれかに記載した構成に対し、上記限界トルクリセット手段は、車両が停止したと判定した場合に、上記現在の路面反力限界トルクが前回の路面反力限界トルクよりも小さくなくても、上記最大限界トルクを所定値に再設定することを特徴とするものである。
【００１７】
次に、請求項１３に記載した発明は、請求項５〜請求項１２のいずれかに記載した構成に対し、上記限界トルクリセット手段が再設定する所定値は、限界トルク算出手段が算出した現在の路面反力限界トルクであることを特徴とするものである。
次に、請求項１４に記載した発明は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載した構成に対し、前後輪の一方である主駆動輪を上記内燃機関で駆動し、前後輪の他方である従駆動輪を電動機で駆動し、当該電動機は上記発電機が発電した電力で駆動されることを特徴とするものである。
【００１８】
次に、請求項１５に記載した発明は、請求項１４に記載した構成に対し、駆動輪が加速スリップするおそれのある路面状況か否かを推定する加速スリップおそれ推定手段と、運転者の要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段とを備え、
上記発電機制御手段は、加速スリップおそれ推定手段が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると作動して、運転者の要求トルクに応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第２発電機制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００１９】
次に、請求項１６に記載した発明は、請求項１４に記載した構成に対し、駆動輪が加速スリップするおそれのある路面状況か否かを推定する加速スリップおそれ推定手段を備え、
上記発電機制御手段は、加速スリップおそれ推定手段が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると作動して、内燃機関の出力トルクに対し所定割合の負荷トルクとなるように上記発電機のトルクを制御する第３発電機制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
次に、請求項１７に記載した発明は、請求項１４に記載した構成に対し、駆動輪が加速スリップするおそれのある路面状況か否かを推定する加速スリップおそれ推定手段を備え、
上記発電機制御手段は、加速スリップおそれ推定手段が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると作動して、予め求めた高μ路での路面反力限界トルクと現在の路面反力限界トルクとの差に応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第４発電機制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
次に、請求項１８に記載した発明は、請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載した構成に対し、駆動輪の車輪グリップ限界を推定する車輪グリップ限界推定手段を備え、加速スリップおそれ推定手段は、該車輪グリップ限界推定手段の推定に基づき、車輪グリップ限界若しくはその手前近傍である場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とするものである。
【００２２】
次に、請求項１９に記載した発明は、請求項１５〜請求項１８のいずれかに記載した構成に対し、悪路走行中か否かを推定する悪路推定手段を備え、
加速スリップおそれ推定手段は、悪路推定手段の判定に基づき、悪路走行中の場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とするものである。
【００２３】
次に、請求項２０に記載した発明は、請求項１５〜請求項１９のいずれかに記載した構成に対し、登坂路走行中か否かを推定する登坂路推定手段を備え、
上記加速スリップおそれ推定手段は、登坂路推定手段の推定に基づき、登坂路走行中の場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とするものである。
【００２４】
次に、請求項２１に記載した発明は、請求項１５〜請求項２０のいずれかに記載した構成に対して、車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段を備え、
上記加速スリップおそれ推定手段は、上記走行抵抗検出手段の検出に基づき走行抵抗が所定値以上と判定した場合に、加速スリップするおそれのある路面状況と推定することを特徴とするものである。
【００２５】
次に、請求項２２に記載した発明は、請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した構成に対し、運転者の要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、該低速状態判定手段が低速状態と判定すると作動し、上記要求トルク検出手段が検出した要求駆動トルクに応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第１低速制御手段と、を備え、
上記駆動輪スリップ推定手段で駆動輪が加速スリップしていると推定された場合に、上記低速状態判定手段の判定に基づき、所定以下の低速状態と判定したときには上記第１低速制御手段を作動し、当該低速状態でないと判定したときには上記発電機制御手段を作動させることを特徴とするものである。
【００２６】
次に、請求項２３に記載した発明は、請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した構成に対し、運転者の要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、を備え、
上記発電機制御手段は、駆動輪が加速スリップしていると推定される場合であって、上記低速状態判定手段の判定に基づき所定以下の低速状態と判定される場合には、駆動輪の加速スリップ量に応じた第１の発電負荷を求めると共に、上記要求トルク検出手段が検出した要求駆動トルクに応じた第２の発電負荷トルクを求め、両発電負荷トルクの大きい方の発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御することを特徴とするものである。
【００２７】
次に、請求項２４に記載した発明は、請求項１５、請求項２２、又は請求項２３のいずれかに記載した構成に対し、要求トルク検出手段は、上記運転者の要求駆動トルクをアクセル開度指示装置の操作量に基づき判定することを特徴とするものである。
次に、請求項２５に記載した発明は、請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した構成に対し、車両の前後荷重配分を判定する荷重配分判定手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、該低速状態判定手段が低速状態と判定すると作動し、上記荷重配分判定手段の判定した前後荷重配分に応じた発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御する第２低速制御手段と、を備え、
上記駆動輪スリップ推定手段で駆動輪が加速スリップしていると推定された場合に、上記低速状態判定手段の判定に基づき、所定以下の低速状態と判定したときには、上記第２低速制御手段を作動し、当該低速状態でないと判定したときには上記発電機制御手段を作動させることを特徴とするものである。
【００２８】
次に、請求項２６に記載した発明は、請求項１４〜請求項２１のいずれかに記載した構成に対し、車両の前後荷重配分を判定する荷重配分判定手段と、車両の走行状態が所定以下の低速状態か否かを判定する低速状態判定手段と、を備え、
上記発電機制御手段は、駆動輪が加速スリップしていると推定される場合であって、上記低速状態判定手段の判定に基づき所定以下の低速状態と判定される場合には、駆動輪の加速スリップ量に応じた第１の発電負荷を求めると共に、上記荷重配分判定手段の判定した前後荷重配分に応じた第２の発電負荷トルクを求め、両発電負荷トルクの大きい方の発電負荷トルクに上記発電機のトルクを制御することを特徴とするものである。
【００２９】
次に、請求項２７に記載した発明は、請求項１４〜請求項２６のいずれかに記載した構成に対し、上記従駆動輪の加速スリップの有無を推定する従駆動輪スリップ推定手段と、従駆動輪スリップ推定手段の推定により従駆動輪が加速スリップしていると判定すると作動し、電動機から従駆動輪に伝達されるトルクが従駆動輪の路面反力限界トルク以下となるように、上記電動機の界磁電流を調整することで上記電動機のトルクを制限する電動機トルク制限手段とを備えることを特徴とするものである。
【００３０】
次に、請求項２８に記載した発明は、請求項１４〜請求項２７のいずれかに記載した構成に対し、バッテリと、従駆動輪の加速スリップの有無を推定する従駆動輪スリップ推定手段と、従駆動輪スリップ推定手段で従駆動輪が加速スリップしたと判定した場合に、発電機から電動機に供給される電力の一部をバッテリに分配する電力分配手段とを備えることを特徴とするものである。
【００３１】
次に、請求項２９に記載した発明は、請求項１４〜請求項２８のいずれかに記載した構成に対し、従駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、運転者のアクセル操作とは無関係に、スリップ状態検出手段が検出したスリップ状態検出値の大きさに応じて内燃機関の出力トルクを低減制御する内燃機関出力制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００３２】
次に、請求項３０に記載した発明は、請求項１４〜請求項２９のいずれかに記載した構成に対し、従駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、電動機のトルクを上記車輪に伝達する伝達トルクを調整するクラッチ手段と、スリップ状態検出手段が検出したスリップ状態検出値の大きさに応じ上記クラッチ手段を通じて上記従駆動輪側に伝達する伝達トルクを調節する伝達トルク制限手段とを備えることを特徴とするものである。
【００３３】
次に、請求項３１に記載した発明は、請求項２〜請求項３０のいずれかに記載した構成に対し、上記余剰トルク演算手段が演算した余剰トルクが発電機の負荷容量を超える場合に作動し、運転者のアクセル操作とは無関係に、上記余剰トルクから発電機の負荷容量に応じたトルクを減じた値の大きさに応じて上記内燃機関の出力トルクを低減制御する内燃機関出力制限手段を、備えることを特徴とするものである。
【００３４】
次に、請求項３２に記載した発明は、請求項２〜請求項２６のいずれかに記載した構成に対し、上記余剰トルク演算手段が演算した余剰トルクが発電機の負荷容量を超える場合に作動し、運転者のアクセル操作とは無関係に、上記余剰トルクから発電機の負荷容量に応じたトルクを減じた値の大きさに応じて上記内燃機関の出力トルクを低減制御する内燃機関出力制限手段と、
上記電動機に電力を供給可能なバッテリと、上記バッテリから電動機に供給される電力量を調節する供給電力調節手段と、運転者の加速要求を検出する加速要求検出手段と、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、
上記内燃機関出力制限手段が作動していると判定すると作動し、上記加速要求検出手段及び加速状態検出手段の検出値に基づき加速要求に比して従駆動輪の回転速度が抑制されていると判定すると、上記供給電力調整手段を通じて、上記内燃機関出力制限手段による上記出力トルクの低減量に応じた量だけバッテリから電動機に供給する電力量を増加するバッテリ電力増大制御手段と
を備えることを特徴とするものである。
【００３５】
次に、請求項３３に記載した発明は、請求項３２に記載した構成に対し、上記加速要求検出手段は、運転者による加速要求指示量及び当該加速要求指示の継続時間に基づき加速要求に比して従駆動輪の回転速度が抑制されていることを判定することを特徴とするものである。
次に、請求項３４に記載した発明は、請求項３２又は請求項３３に記載した構成に対して、上記加速状態検出手段は、従駆動輪の車輪速度、従駆動輪の車輪加速度、及び車両の前後加速度の少なくとも一つの値に基づき車両の加速状態を検出することを特徴とするものである。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、内燃機関の出力トルクのうち、駆動輪の加速スリップ量に応じた、つまり駆動輪で有効利用出来ないトルクに応じた余剰のトルク分が発電機で電気エネルギーに変換されるので、上記内燃機関の動力によって駆動される駆動輪の加速スリップが抑制されて車両発進時などにおける所要の加速性能が確保できる。
【００３７】
なお、本発明における加速スリップとは、車両加速時の車輪の加速スリップを指す。
このとき、駆動輪が加速スリップしていると推定した場合だけ、発電機で電気エネルギーに変換されるので、必要以上に内燃機関の出力トルクを発電機で消費されることが防止されて、エネルギ効率を向上させることができる。
【００３８】
さらに、請求項１に係る発明によれば、前後輪速差がゼロつまり駆動輪で加速スリップしていなくても、エンジンから駆動輪に伝達された駆動トルクが当該駆動輪の路面反力限界トルクを超えている間は、発電機を作動させることができる。
また、請求項２に係る発明によれば、内燃機関の出力トルクのうち、当該内燃機関の動力によって駆動される駆動輪の路面反力限界トルクを越えた余剰トルクが、加速スリップ量に応じたトルクとして発電機で電気エネルギーに変換されるので、上記内燃機関の動力によって駆動される車輪の加速スリップが抑制されて車両発進時などにおける所要の加速性能が確保できる。
【００３９】
また、余剰トルクが発電機で電気エネルギーに変換される際に、当該発電機が余剰トルクに応じた分だけ発電するので、その発電した電力を有効利用することで、エネルギ効率を向上させることができる。
また、請求項３に係る発明によれば、実際の加速スリップ量に応じた余剰トルクが発電機で電気エネルギーに変換される。
【００４０】
また、請求項４に係る発明を採用すると、駆動輪が加速スリップしていなくても、エンジンから駆動輪に伝達された駆動トルクが駆動輪のグリップ限界を超えている間は、発電機を作動させることができる。
すなわち、請求項３のように前後輪速差で余剰トルクを制御すると前後輪速差が所定値付近でハンチングを起して振動発生・乗り心地悪化となるおそれがある。また、前後輪速差が所定値以下に収束しないことにより、エンジンで駆動される駆動輪が少し加速スリップしたままとなり車両が不安定となるおそれがある。これに対し、請求項４に係る発明では、これらを防止することができる。
【００４１】
また、請求項５に係る発明では、駆動輪の加速スリップ推定に使用される路面反力限界トルクを最大値更新する。
すなわち、車両が発進し走行しだすと変速やトルクコンバータのトルク増幅率の低下によって車両に要求される出力トルクはだんだん小さくなるので、路面状況が大きく変わらなければ、従駆動輪の出力トルクもそれほど必要なくなる。したがって、上述のように最大値更新することで、余計に従駆動輪の出力トルクを出すことが無くなり、エネルギーロスを抑制できる。また、頻繁に電動機の作動・停止を行う必要がなくなり、電動機の寿命向上の点からも好ましい。
【００４２】
一方、上記推定に使用される路面反力限界トルクの最大値更新を無条件に続けた場合、たとえば、路面μが低い路面に移行して路面反力が低下するなど、路面の状態が変わって従駆動輪の駆動トルクの増加すべき路面状態となっても、従駆動輪の駆動トルクの増大が難しくなるが、本請求項５の発明では、従駆動輪の駆動力を増加すべき状態と判定すると、最大値更新していた最大限界トルクをリセットすることで、最大値更新処理を行っても、適切に従駆動輪の駆動トルクを発生させることで所要の車両走行性を確保可能となる。
【００４３】
なお、従駆動輪が駆動トルクを発生している状態（発電負荷中の状態）から、最大値更新をリセットした場合も、基準となる最大限界トルクが下がる結果、従駆動輪の駆動トルクが増大する。
このとき、請求項６に係る発明によれば、実際に所定以上の加速スリップが生じているときにリセットするので、例えば路面摩擦状態が低μに移行するなど、路面の摩擦状態に応じて適切にリセットが行われて、確実にリセットすべき時を判定することができる。
【００４４】
また、請求項７に係る発明によれば、実際に加速スリップが生じていない場合であっても、加速スリップが生じやすい車輪グリップ限界付近（スリップとグリップとを繰り返す状態）であると推定したときにリセットすることで、主駆動輪が加速スリップしなくても、加速スリップが生じやすい状態において、加速スリップが生じる未然に従駆動輪が駆動トルクを出力し車両の安定性を確実に得ることができる。
【００４５】
また、請求項８に係る発明によれば、実際に加速スリップが生じていない場合であっても、悪路（凹凸のある路面）を走行する場合には平坦な路面に比べて路面反力の限界が低くなる瞬間が生じることから、加速スリップが生じやすい状態（従駆動輪の駆動トルクを増大すべき状態）であるため、リセットすることで、現在の路面状況に応じた最大限界トルク値となって、加速スリップが生じる未然に従駆動輪が駆動トルクを出力し、悪路走破性が向上する。
【００４６】
また、登坂路では、荷重移動によって前後荷重の配分が後輪側が増加する傾向となるため、主駆動輪が前輪側である場合に、当該主駆動輪が加速スリップしやすくなる、すなわち従駆動輪の駆動力を増加すべき路面状況である。したがって、請求項９に係る発明によれば、登坂路と推定されるとリセットさせることで、主駆動輪が前輪側である場合に、当該主駆動輪の加速スリップを適切に抑制できる。
【００４７】
また、請求項１０に係る発明によれば、砂地や積雪路などの走行抵抗が大きい場合に、リセットすることで、主駆動輪の加速スリップが抑制されると共に、４輪駆動状態とすることで走行性を高めることができる。
また、請求項１１に係る発明によれば、路面反力限界トルクが走行するにつれて小さくなる場合にのみにリセットを行うことで、路面状況が変更した際におけるリセットを不必要に行うことを低減することができる。
【００４８】
また、請求項１２に係る発明によれば、車両の発進時に加速スリップが生じ易いことに鑑みて、停車時にリセットすることで、車両発進時における主駆動輪の加速スリップを適切に抑制することが可能となる。
また、請求項１３に係る発明によれば、リセットする際の路面に応じた実際の路面反力に再設定されることで、現在の路面状態に応じて適切に加速スリップを抑制することが可能となる。
【００４９】
また、請求項１４に係る発明を採用すると、余剰トルクで発電させた電力によって、電動機で駆動される従駆動輪が駆動されて、車両を４輪駆動状態とすることができる。この結果、エネルギ効率が向上し、また、燃費の向上を図ることができると共に、車両発進時などにおける所要の加速性能が確保できる。
また、請求項１５に係る発明によれば、駆動輪が加速スリップしていると推定されなくても、加速スリップするおそれがあると推定すると、予め、従駆動輪の駆動トルクを運転者の要求駆動トルクに応じた大きさだけ出力させて予め四輪駆動状態としておくことで、車両安定性を確実に得ることが出来たり、加速スリップに対する従駆動輪の駆動トルク増加時の応答性が向上する。
【００５０】
また、請求項１６に係る発明によれば、駆動輪が加速スリップしていると推定されなくても、加速スリップするおそれがあると推定すると、予め、従駆動輪の駆動トルクを内燃機関の出力トルクに応じた大きさだけ出力させて予め四輪駆動状態としておくことで、車両安定性を確実に得ることが出来たり、加速スリップに対する従駆動輪の駆動トルク増加時の応答性が向上する。
【００５１】
また、請求項１７に係る発明によれば、駆動輪が加速スリップしていると推定されなくても、加速スリップするおそれがあると推定すると、予め、従駆動輪の駆動トルクを現在の路面反力限界トルクに応じた大きさだけ出力させて予め路面μに応じた従動輪のトルク状態で四輪駆動状態としておくことで、確実なアシストを確保しつつ車両安定性を確実に得ることが出来たり、加速スリップに対する従駆動輪の駆動トルク増加時の応答性が向上する。
【００５２】
また、請求項１８に係る発明によれば、主駆動輪がスリップしていなくても加速スリップしやすい路面状態である車輪グリップ限界付近で、予め従駆動輪を駆動させることで、加速スリップの迅速な抑制若しくは未然防止が図られて走行安定性が向上する。
また、請求項１９に係る発明によれば、主駆動輪がスリップしていなくても加速スリップしやすい路面状態である悪路と推定される場合に予め従駆動輪を駆動させることで、加速スリップの迅速な抑制若しくは未然防止が図られて走行安定性が向上する。
【００５３】
また、請求項２０に係る発明によれば、主駆動輪が前輪側である場合に、主駆動輪がスリップしていなくても加速スリップしやすい路面状態である登坂路と推定される場合に予め従駆動輪を駆動させることで、加速スリップの迅速な抑制若しくは未然防止が図られて走行安定性が向上する。
また、請求項２１に係る発明によれば、主駆動輪がスリップしていなくても加速スリップしやすい路面状態である走行抵抗が高い路面と推定される場合に予め従駆動輪を駆動させることで、加速スリップの迅速な抑制若しくは未然防止が図られて走行安定性が向上する。
【００５４】
なお、走行抵抗が高いと車両は走行しにくくなり、運転者はアクセルを踏み増す。このとき、車両はなかなか進まないが主駆動輪がスリップを発生することがある。
また、発進時などの所定以下の低速走行状態（停止から走行に移行する発進を含む）にあっては、加速スリップを、前後輪の速度差で推定しても路面反力限界トルクで推定しても、加速スリップしているとの推定が適切に行われないおそれがあり（低速であるほど、ロータリセンサなどによる車輪速検出精度が悪くなることや、車両の加速が小さく路面反力が小さすぎることから加速スリップ検出の精度が悪くなるため）、実際に加速スリップしていても四輪駆動状態とならない可能性がある。一方、砂地や積雪路面で主駆動輪に加速スリップが発生すると主駆動輪の接地路面が変化し走行条件（路面μの低下や走行抵抗増加）が悪化するが、車両の速度が低いほど自車が変化させた路面による影響が大きいので、発進時などの極低速状態ではスリップすることで路面状況が悪化し、その後に四輪駆動となっても発進困難となる場合がある。
【００５５】
これに対し、請求項２２に係る発明によれば、発進時などの所定以下の低速状態であれば、加速スリップする前であっても予め、運転者の要求駆動トルク（加速要求など）に応じた駆動トルクで従駆動輪も駆動することで、砂地などの加速スリップしやすい路面状況で発進する場合であっても安定した発進が行われるなど、低速走行時における安定した走行が可能となる。
【００５６】
ここで、請求項２２〜請求項２６の発明における所定以下の低速状態とは、停止時を含み、例えば車速が０以上５ｋｍ／ｈ以下程度の速度の場合を指す。
同様に、請求項２３に係る発明によれば、発進時などの低速状態であれば、加速スリップする前であっても予め、運転者の要求駆動トルク（加速要求など）に応じた駆動トルクで従駆動輪も駆動することで、砂地などの加速スリップしやすい路面状況で発進する場合であっても安定した発進が行われるなど、低速走行時における安定した走行が可能となる。さらに、所定以下の低速走行であっても、例えば、加速スリップが検出され且つ過剰の加速スリップと推定された場合には、当該加速スリップ量に応じた従駆動輪の駆動トルクとなることで、より車両の安定性が良くなる。
【００５７】
また、請求項２４に係る発明によれば、アクセルペダルのアクセル開度（ペダル踏み込み量）などのアクセル指示に応じて検出することで、確実に運転者の要求トルクを検出できる。
また、請求項２５に係る発明によれば、発進時などの低速状態であれば、加速スリップする前であっても予め、前後荷重配分に応じた駆動トルクで従駆動輪も駆動することで、砂地などの加速スリップしやすい路面状況で発進する場合であっても安定した発進が行われるなど、低速走行時における安定した走行が可能となる。
【００５８】
また、請求項２６に係る発明によれば、発進時などの低速状態であれば、加速スリップする前であっても予め、前後荷重配分に応じた駆動トルクで従駆動輪も駆動することで、砂地などの加速スリップしやすい路面状況で発進する場合であっても安定した発進が行われるなど、低速走行時における安定した走行が可能となる。さらに、所定以下の低速走行であっても、例えば、加速スリップが検出され且つ過剰の加速スリップと推定された場合には、当該加速スリップ量に応じた従駆動輪の駆動トルクとなることで、より車両の安定性が良くなる。
【００５９】
また、請求項２７に係る発明を採用すると、上記余剰トルクが大きいために電動機の出力トルクが大きくなって、電動機で駆動される車輪が加速スリップした若しくは加速スリップすると推定されると、モータ界磁電流を小さくしてモータ効率を低下させることでモータトルクが低減して、従駆動輪の加速スリップを抑制するように電動機トルクが調整される。
【００６０】
この結果、電動機で駆動される車輪側でも加速スリップを防止して、より安定した走行ができる。
また、請求項２８に係る発明を採用すると、上記余剰トルクが大きくて発電機で発電する電力が大きいために電動機で駆動される従駆動輪が加速スリップすると、発電機から電動機に供給される電力の一部がバッテリに蓄電されることで、発電機に供給される電力が低下し、これによって電動機で駆動される従駆動輪の加速スリップが抑制若しくは低下する。この結果、電動機で駆動される従駆動輪への伝達トルクが低減して当該従駆動輪でも加速スリップが防止されることで、走行安定性が向上する。なお、分配手段で、電動機に供給する電圧が、従駆動輪のトルクが従駆動輪の路面反力限界トルク以下となる電力値に調整することが好ましい。
【００６１】
さらに、発電機が発電した余剰の電力はバッテリで蓄電されることで、蓄電した電力を別の用途に利用することが可能となる。
また、請求項２９に係る発明は、運転者のアクセルペダル操作とは関係なく、電動機で駆動される従駆動輪のスリップ状態に応じて内燃機関の出力トルクを低減することで、余剰トルクが必要以上に大きくなることが抑えられて、エネルギ効率が最適に近づき燃費が向上する。
【００６２】
しかも、電動機で駆動される従駆動輪でも加速スリップが防止されて、走行安定性が向上する。
また、請求項３０に係る発明を採用すると、上記余剰トルクが大きいために電動機の出力トルクが大きくなって、電動機で駆動される主駆動輪が加速スリップした若しくは加速スリップすると推定されると、電動機から上記車輪に伝達されるトルクの伝達効率がその分小さくなることで、電動機で駆動される車輪側でも加速スリップを防止して、より安定した走行ができる。
【００６３】
また、請求項３１に係る発明を採用すると、上記余剰トルクが大きくなって発電機の負荷容量を超える若しくは越えるおそれがあると、越えたトルクに応じて内燃機関の出力トルクを低減調整される。この結果、必ずしも大きな負荷容量をもつ大きな発電機が必要なくなり、コストや発電機の専有スペースなどの搭載性が有利となる。
【００６４】
また、請求項３２に係る発明によれば、上記請求項３１と同様に、上記余剰トルクが大きくなって発電機の負荷容量を超える若しくは越えるおそれがあると、越えたトルクに応じて内燃機関の出力トルクを低減調整される。この結果、必ずしも大きな負荷容量をもつ大きな発電機が必要なくなり、コストや発電機の専有スペースなどの搭載性が有利となる。
【００６５】
また、このように、内燃機関出力制限手段で発電機の負荷容量に鑑みて内燃機関の出力トルクを制限する場合に、本請求項３２に係る発明では、主駆動輪が空転する所謂スタック状態の時に、加速要求に比して内燃機関出力制限により従駆動輪の駆動力が低下してしまう状態（以下、加速要求に比して従駆動輪の駆動力が低下してしまう場合をスタックと呼称する場合もある。）と判定すると、上記内燃機関の出力トルクの低減分だけバッテリから電動機に供給する電力量を増加する結果、車両がスタックした場合に、主駆動輪の加速スリップを抑制するために内燃機関の出力トルクを低減しても、その分、従駆動輪の駆動トルクが増加して車両のトータル駆動力を同等に維持できるため、スタック状態からの脱出性能が向上する。
【００６６】
また、請求項３３に係る発明によれば、確実に加速要求を検出出来ると共に、加速指示量と加速指示の継続時間とをみることで、確実にスタック状態か否かの判定を行うことができる。
また、請求項３４に係る発明によれば、確実に加速状態を検出可能となる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
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４輪駆動可能な車両の場合の例である。
【００６８】
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及びディファレンスギア５を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されるようになっている。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。
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、その負荷トルクに応じた電圧を発電する。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の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。符号１３はデフを表す。
【００６９】
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、メインスロットルバルブ１５とサブスロットルバルブ１６が介装されている。メインスロットルバルブ１５は、アクセル開度指示装置であるアクセルペダル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。このメインスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量に機械的に連動するか、あるいは当該アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサの踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１８が電気的に調整制御することで、そのスロットル開度が調整される。上記アクセルセンサの踏み込み量検出値は、４ＷＤコントローラ８にも出力される。
【００７０】
また、サブスロットルバルブ１６は、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。上記ステップモータ１９の回転角は、モータコントローラ２０からの駆動信号によって調整制御される。なお、サブスロットルバルブ１６にはスロットルセンサが設けられており、このスロットルセンサで検出されるスロットル開度検出値に基づいて、上記ステップモータ１９のステップ数はフィードバック制御される。ここで、上記サブスロットルバルブ１６のスロットル開度をメインスロットルバルブ１５の開度以下等に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジン２の出力トルクを減少させることができる。
【００７１】
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４ＷＤコントローラ８に出力する。
また、上記発電機７は、図２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。
【００７２】
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に供給される電圧（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００７３】
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に出力する。
【００７４】
また、上記クラッチ１２は、油圧クラッチや電磁クラッチであって、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の回転速度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。
【００７５】
４ＷＤコントローラ８は、図３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。ここで、図３中には、後述の実施形態で使用される制御ブロックも併記してある。
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。
【００７６】
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。
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４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。
【００７７】
まず、余剰トルク演算部８Ｅでは、図５に示すような処理を行う。
すなわち、先ず、ステップＳ１０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）の車輪速から後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）の車輪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Ｓ２０に移行する。
【００７８】
ここで、スリップ速度ΔＶＦの演算は、例えば、次のように行われる。
前輪１Ｌ、１Ｒにおける左右輪速の平均値である平均前輪速ＶＷｆ、及び後輪３Ｌ、３Ｒにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒを、それぞれ下記式により算出する。
ＶＷｆ＝（ＶＷｆｌ＋ＶＷｆｒ）／２
ＶＷｒ＝（ＶＷｒｌ＋ＶＷｒｒ）／２
次に、上記平均前輪速ＶＷｆと平均後輪速ＶＷｒとの偏差から、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒのスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記式により算出する。
【００７９】
ΔＶＦ  ＝  ＶＷｆ  −ＶＷｒ
ステップＳ２０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Ｓ６０に移行する。
【００８０】
一方、ステップＳ２０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Ｓ３０に移行する。
ステップＳ３０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、下記式によって演算してステップＳ４０に移行する。この吸収トルクＴΔＶＦは加速スリップ量に比例した量となる。
【００８１】
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Ｓ４０では、現在の発電機７の負荷トルクＴＧを、下記式に基づき演算したのち、ステップＳ５０に移行する。
0003541821.tif 000002
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。
ステップＳ５０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、ステップＳ１００に移行する。
【００８２】
Ｔｈ  ＝  ＴＧ  ＋  ＴΔＶＦ
一方、ステップＳ２０にて主駆動輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと判定されるとステップ６０に移行し、路面推定部６０を作動させて加速スリップを生じるおそれのある路面か否かの路面推定を実施した後、ステップＳ７０に移行する。
【００８３】
ステップＳ７０では、路面推定部６０の推定に基づき、ＡＳ−ＦＬＧ＝ＯＮつまり加速スリップするおそれのある路面と判定した場合には、ステップＳ８０に移行する。一方、ＡＳ−ＦＬＧ＝ＯＦＦつまりスリップするおそれのない路面と判定した場合には、ステップＳ９０に移行して、目標発電負荷トルクＴｈにゼロを代入した後にステップＳ８０に移行する。
【００８４】
ステップＳ８０では、第２目標負荷トルク演算部６１を起動して、目的の従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクが所要の値とするための目標発電負荷トルクＴｈを求めてステップＳ１００に移行する。
ステップＳ１００では、所定車速以下、例えば時速３ｋｍ以下かどうかを判定し、所定車速以下と判定した場合には、ステップＳ１１０に移行し、所定車速より早いと判定した場合には、処理を終了して復帰する。
【００８５】
ステップＳ１１０では、第３目標負荷トルク演算部６２を起動して、第２目標発電負荷トルクＴｈ２を求めて、ステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、加速スリップに応じた目標発電負荷トルクＴｈと、第２目標発電負荷トルクＴｈ２とを比較し、第２目標発電負荷トルクＴｈ２の方が大きいと判定した場合には、ステップＳ１３０にてＴｈにＴｈ２の値を代入した後に復帰し、そうでないと判定した場合には、所定を終了して復帰する。
【００８６】
ここで、上記実施形態では、加速スリップに応じた目標発電負荷トルクＴｈと所定以下の低速状態に基づく第２目標発電負荷トルクＴｈ２とのセレクトハイをとるように処理を行っているが、所定以下の低速状態では、無条件に、第２目標発電負荷トルクＴｈ２を目標発電負荷トルクＴｈに代入しても良い。
次に、路面推定部６０の処理について図６を参照しつつ説明する。ここで、この路面推定部６０が加速スリップおそれ推定手段を構成する。
【００８７】
路面推定部６０では、ステップＳ１５０にて走行中の路面状況が悪路か否かを推定し、悪路と推定した場合には、ステップＳ１７５に移行する。悪路と推定しなかった場合には、ステップＳ１５５にて車輪グリップ限界付近の路面状況か否かを推定し、車輪グリップ限界付近と推定した場合にはステップＳ１７５に移行する。そうでなければ、ステップＳ１６０にて所定勾配以上の登坂路か否かを推定し、所定勾配以上の登坂路と推定した場合にはステップＳ１７５に移行する。そうでなければステップＳ１６５にて砂地や積雪路などによって走行抵抗が所定以上と判定した場合には、ステップＳ１７５に移行する。そうでなければステップＳ１７０に移行する。
【００８８】
ステップＳ１７５では、車輪グリップ限界付近の路面か、登坂路か、所定以上の走行抵抗のある路面のいずれかに該当するため、加速スリップするおそれのある路面であることを示すＡＳ−ＦＬＧをＯＮにして復帰する。
ステップＳ１７０では、その他の路面状況であるので、上記ＡＳ−ＦＬＧをＯＦＦにして復帰する。
【００８９】
なお、上記説明では、４種類の路面状況のいずれかに合致するか否かを判定しているが、これ以外の加速スリップするおそれのある路面状況も推定しても良いし、上記４種類の一部についての路面状況だけについて推定しても良い。
ここで、悪路及び車輪グリップ限界付近の路面か否かは、次のように推定すればよい。
【００９０】
すなわち、グリップ限界付近の路面走行時の車輪速波形は図７に示すようになり、悪路走行時の車輪速波形は、図８に示すようになっている。これらの波形では、グリップ限界付近の路面走行時では周波数が８Ｈｚ程度、悪路走行時では周波数が１１Ｈｚ程度の振動が車輪速に現れている。これらの周波数は±２Ｈｚ程度のばらつきはあるものの、車両固有のものであるので、対象とする車両について、実験的に、グリップ限界時及び悪路走行時の各々の周波数を測定し、それらの周波数帯に着目することでグリップ限界時と悪路走行時を検出することができる。ここで、特定周波数帯に注目して車両の走行状態を検出する技術として、例えば特開２０００−２３３７３９号公報などに開示されている。また、判定に用いる振動レベルの閾値は、どちらの路面状況であってもバックグラウンドのノイズレベルを十分に避けられる値にすればよいため、グリップ限界判定及び悪路判定共に同程度の周波数帯を用いればよい。なお、対象とする車両のグリップ限界時の振動周波数及び悪路走行時の振動周波数は、実験的に求める以外に、グリップ限界時の振動周波数として、ドライブシャフトのバネ下共振周波数の±２Ｈｚ程度、また、悪路走行時はサスペンションのバネ下共振周波数の±２Ｈｚ程度を周波数帯として使用しても良い。
【００９１】
すなわち、上記のようなことに基づき、悪路若しくはグリップ限界路面か否かの判定は、車輪速についてバンドパスフィルタを通過させた後に微分器で微分し、その絶対値が所定閾値（例えば２Ｇ）以上か否かを判定することで推定する。上記バンドパスフィルタの帯域として、例えば、図７及び図８の場合、グリップ限界路面の検出には６〜１０Ｈｚの周波数帯を使用し、悪路の検出には９〜１３Ｈｚの周波数帯を使用し、両方を検出する場合には６〜１３Ｈｚの周波数帯を使用すればよい。
【００９２】
また、登坂路か否かの判定は、例えば登坂抵抗に基づき判定する。すなわち、車両に掛かる、路面に対して垂直方向の加速力を測定するＧセンサを配置し、路面に対し垂直な方向のＧセンサの出力Ｇｖから路面勾配を推定して、所定勾配以上の登坂路か否かを判定する。
ここで、Ｇｖ＝ｇ×ｓｉｎθ（ｇ：重力加速度、θ：路面勾配）であり、
登坂抵抗Ｒ＝ｇ・ｃｏｓθから求まる。
【００９３】
または、登坂路は、実際の車体の傾きから推定しても良い。
また、走行抵抗が所定値以上か否かは、特開２０００−１６８４０５号公報などに公開されているような公知の技術で推定すればよい。例えば、まず、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの加速度Ａｒを演算した後に、当該加速度Ａｒと車両重量Ｗとの積をとって、車両加速分駆動力Ｆａ（＝Ａｒ×Ｗ）を演算する。また、並行して、四輪駆動力Ｆｗ（：主駆動輪１Ｌ、１Ｒの駆動力＋従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動力）を演算する。そして、上記車両加速分駆動力Ｆａと四輪駆動力Ｆｗとの差からなる走行抵抗力Ｆｓが所定閾値（例えば９８０Ｎ）以上か否かを判定することで所定走行抵抗以上か推定できる。
【００９４】
次に、第２目標負荷トルク演算部６１の処理について説明する。
まず、アクセルペダルの操作量などに基づいて、運転者の要求トルク（アクセル開度）を推定し、その推定した要求トルクに比例した発電負荷への分配割合α１を図９に示すようなマップ等に基づき決定する。なお、上限を例えば３０％などと決定しておく。また、エンジン回転数センサ２１及びスロットルセンサなどに基づいてエンジントルクＴｅを求め、該エンジントルクＴｅに上記分配割合α１を乗算して目標発電負荷トルクＴｈを演算する。なお、上記分配割合α１は、全体を１とした場合の値であり、０．１などの値を取る。
【００９５】
ここで、上記分配割合α１が運転者の要求トルクに応じて変化するように設定しているが、一定の割合としても良いし、段階的に変更しても良い。
また、予め、実験などによって高μ路（μが例えば０．７〜１の路面）での路面限界反力を求めておき、当該路面限界反力と、現在の主駆動輪１Ｌ、１Ｒでの路面限界反力との差に応じて上記分配割合α１を変化させるようにしても良い。
【００９６】
次に、第３目標負荷トルク演算部の処理について説明する。
まず、アクセルペダルの操作量などに基づいて、運転者の要求トルク（アクセル開度）を推定し、その推定した要求トルクに比例した発電負荷への分配割合α２を決定する。なお、上限を例えば２０％などと決定しておく。また、エンジントルクＴｅを求め、該エンジントルクＴｅに上記分配割合α２を乗算して第２目標発電負荷トルクＴｈ２を演算する。なお、上記分配割合α２は、全体を１とした場合の値であり、０．２などの値を取る。
【００９７】
ここで、上記分配割合α２が運転者の要求トルクに応じて変化するように設定しているが、一定の割合としても良い。
また、上記分配割合α２は運転者の要求トルクに応じて決定される場合に限定されない。例えば、車両の前後荷重配分に基づき従駆動輪３Ｌ、３Ｒ側の荷重配分をα２として上記第２目標発電負荷トルクＴｈ２を演算しても良い。
【００９８】
次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図１０に基づいて説明する。
すなわち、まず、ステップＳ２００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、復帰する。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Ｓ２１０に移行する。
【００９９】
ステップＳ２１０では、目標の発電負荷トルクＴｈにおける最大負荷容量ＨＱを越える超過トルクΔＴｂを下記式によって求め、ステップＳ２２０に移行する。
ΔＴｂ＝  Ｔｈ  −  ＨＱ
ステップＳ２２０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等に基づいて、現在のエンジントルクＴｅを演算してステップＳ２３０に移行する。
【０１００】
ステップＳ２３０では、下記式のように、上記エンジントルクＴｅから上記超過トルクΔＴｂを減算したエンジントルク上限値ＴｅＭを演算し、求めたエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジンコントローラ１８に出力した後に、ステップＳ２４０に移行する。
ＴｅＭ  ＝Ｔｅ  −ΔＴｂ
ここで、エンジンコントローラ１８では、運転者のアクセルペダル１７の操作に関係なく、入力したエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジントルクＴｅの上限値となるように当該エンジントルクＴｅを制限する。上述のステップＳ２１０からここまでの処理が内燃機関出力制限手段を構成する。
【０１０１】
ステップＳ２４０では、目標発電負荷トルクＴｈに最大負荷容量ＨＱを代入した後に、復帰する。
次に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図１１に基づいて説明する。
まず、ステップＳ６００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、加速スリップするおそれのある状況、若しくは所定以下の低速状態であるので、ステップＳ６１０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等の状態であるので、以降の処理をすることなく復帰する。
【０１０２】
ステップＳ６１０では、モータ用回転数センサ２１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Ｓ６２０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１２参照）。すなわち、モータ４が高速回転になるとモータ誘起電圧Ｅ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。この結果、モータ４が高速回転になってもモータ誘起電圧Ｅの上昇を抑えてモータトルクの低下を抑制するため、所要のモータトルクＴｍを得ることができる。また、モータ界磁電流Ｉｆｍを所定の回転数未満と所定の回転数以上との２段階で制御することで、連続的な界磁電流制御に比べ制御の電子回路を安価にできる。
【０１０３】
なお、所要のモータトルクＴｍに対しモータ４の回転数Ｎｍに応じて界磁電流Ｉｆｍを調整することでモータトルクＴｍを連続的に補正するモータトルク補正手段を備えても良い。すなわち、２段階切替えに対し、モータ回転数Ｎｍに応じてモータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整すると良い。この結果、モータ４が高速回転になってもモータ４の誘起電圧Ｅの上昇を抑えモータトルクの低下を抑制するため、所要のモータトルクＴｍを得ることができる。また、なめらかなモータトルク特性にできるため、２段階制御に比べ車両は安定して走行できるし、常にモータ駆動効率が良い状態にすることができる。
【０１０４】
ステップＳ６２０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Ｓ６３０に移行する。
ステップＳ６３０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に基づき対応する目標モータトルクＴＭを算出して、ステップＳ６４０に移行する。
【０１０５】
ステップＳ６４０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Ｓ６５０に移行する。
ステップＳ６５０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。
【０１０６】
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、上記余剰トルク変換部８Ｇでは、モータ側の制御を考慮して目標の発電負荷トルクＴｈに応じた発電機７での目標電圧Ｖを算出しているが、上記目標発電負荷トルクＴｈから直接に、当該目標発電負荷トルクＴｈとなる電圧値Ｖを算出しても構わない。
【０１０７】
また、図１２に上記処理のタイムチャートの例を示す。
ここで、ステップＳ１０及びステップＳ２０が主駆動輪スリップ推定手段を、界磁電流Ｉｆｈを制御する発電機制御部８Ａが発電負荷トルク調整手段を、ステップＳ３０〜ステップＳ５０が余剰トルク演算手段を、余剰トルク変換部８Ｇが発電機負荷トルク制御手段を、それぞれ構成する。
【０１０８】
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反力限界トルクよりも大きくなると、つまり、主駆動輪１Ｌ、１Ｒ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。
【０１０９】
しかも、発電機７で発電した余剰の電力によってモータ４が駆動されて従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒも駆動されることで、車両の加速性が向上する。
このとき、主駆動輪１Ｌ、１Ｒ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。
ここで、常時、後輪３Ｌ、３Ｒを駆動状態とした場合には、力学的エネルギー→電気的エネルギー→力学的エネルギーと何回かエネルギー変換を行うために、変換効率分のエネルギー損失が発生することで、前輪１Ｌ、１Ｒだけで駆動した場合に比べて車両の加速性が低下する。このため、後輪３Ｌ、３Ｒの駆動は原則として抑えることが望まれる。これに対し、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。
【０１１０】
また、上記実施形態では、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていなくても、路面状況が加速スリップするおそれのある路面状況と推定すると、予め発電負荷トルクを発生させて車両が安定している状態のうちに四輪駆動状態とすることで、走行安定性を確実に得ることができ、加速スリップに対する車両安定性や応答性が向上する。
【０１１１】
また、発進時などの所定以下の低速走行状態にあっては、加速スリップを、前後輪の速度差ΔＶで推定しても路面反力限界トルクで推定しても、加速スリップしているとの推定が適切に行われないおそれがあり（低速であるほど、ロータリセンサなどによる車輪速検出精度が悪くなることや、車両の加速が小さく路面反力が小さすぎることから加速スリップ検出の精度が悪くなるため）、実際に加速スリップしていても四輪駆動状態とならない可能性がある。一方、砂地や積雪路面で主駆動輪１Ｌ、１Ｒに加速スリップが発生すると主駆動輪１Ｌ、１Ｒの接地路面が変化し走行条件（路面μの低下や走行抵抗増加）が悪化するが、車両の速度が低いほど自車が変化させた路面による影響が大きいので、発進時などの極低速状態ではスリップすることで路面状況が悪化し、その後に四輪駆動となっても発進困難となる場合がある。
【０１１２】
これに対し、本実施形態では、発進時などの所定以下の低速状態であれば、加速スリップする前であっても予め、運転者の要求駆動トルク（加速要求など）に応じた駆動トルクで従駆動輪３Ｌ、３Ｒも駆動することで、砂地などの加速スリップしやすい路面状況で発進する場合であっても安定した発進が行われるなど、低速走行時における安定した走行が可能となる。
【０１１３】
ここで、余剰トルク変換部８ＧにおけるステップＳ６３０にて、目標発電負荷トルクＴｈから目標モータトルクＴＭを算出する際に、少なくとも所定以下の低速状態で且つＴｈ２をＴｈとして選択された場合に、アクセル開度に応じて目標モータトルクＴＭを算出するようにしても良い。
図１３に、所定以下の低速状態にも発電機７の負荷トルクを出力制御する場合におけるタイムチャートを示す。後輪速が５ｋｍ／ｈ以下を所定以下の低速状態とした場合の例である。
【０１１４】
上記実施形態では、加速スリップしていない場合であっても、特定条件下、発電機７を負荷状態とする場合を例示しているが、加速スリップしている場合にのみ発電機７を負荷状態としても良い。
また、上記実施形態では、発電機７の発電した電圧でモータ４を駆動して４輪駆動を構成する場合で説明しているが、これに限定されない。発電機７が発電した電力を他の負荷装置に供給して、当該負荷装置で消費するようにしても良い。
【０１１５】
また、上記実施形態では、スロットル制御による内燃機関出力制限手段について説明しているが、これに限定されない。内燃機関の点火時期リタード、点火カット、燃料の減少若しくは停止、スロットル制御の少なくともいずれかによる方法で、出力制限するようにしても良い。
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
【０１１６】
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、余剰トルク演算部８Ｅの構成だけが異なる。
その余剰トルク演算部８Ｅの処理は、図１４に示すようになっている。すなわち、先ず、ステップＳ７００で、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、例えば図１５に示すようなマップによってエンジン２の出力トルクＴｅを演算した後に、ステップＳ７１０に移行する。
【０１１７】
ステップＳ７１０では、上述のステップＳ４０と同様な演算で、発電機７の電圧Ｖ、電機子電流Ｉａ、発電機７の回転数Ｎｈに基づき、現在の発電機７のトルクＴＧを演算して、ステップＳ７２０に移行する。
ステップＳ７２０では、駆動系加速トルクＴｉｆを、下記式に基づき演算して、ステップＳ７３０に移行する。
【０１１８】
Ｔｉｆ＝（駆動系イナーシャ（ギア比を含む））  ×  角加速度
ここで、角加速度は、前輪１Ｌ、１Ｒの車輪速から求める。
ステップＳ７３０では、下記式に基づき、前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力Ｆｆを算出してステップＳ７４０に移行する。
Ｆｆ＝（Ｔｅ−ＴＧ）×ＴＲ×Ｇ    −  Ｔｉｆ
ここで、
ＴＲ：トルクコンバータの増幅比
Ｇ：変速機のギア比
である。
【０１１９】
上記式で、エンジン２の出力トルクＴｅにＴＲ×Ｇを乗算しているのは、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達された駆動トルクに換算するためである。また、発電機７が作動していない場合には、当然にＴＧはゼロである。
ステップＳ７４０では、最大値更新処理部６３を起動して、路面反力の最大値更新をした後に、ステップＳ７５０に移行する。
【０１２０】
ステップＳ７５０では、エンジントルクＴｅに余剰があるかどうか下記式によって判定する。エンジンの出力トルクＴｅに余剰がない、つまり出力トルクＴｅの方が小さければ、ステップＳ７８０に移行する。一方、エンジントルクＴｅに余剰がある、つまり出力トルクＴｅの方が大きければ、ステップ７７０に移行する。
【０１２１】
Ｔｅ  ＞  Ｆｆｍ  ÷ＴＲ÷Ｇ
ステップＳ７７０では、下記式に基づき、エンジン出力トルクＴｅのうちの前輪１Ｌ、１Ｒの最大路面反力限界トルクＦｆｍを越えた余剰トルクつまり目標発電負荷トルクＴｈを算出した後に、復帰する。
Ｔｈ  ＝  Ｔｅ  −  （Ｆｆｍ÷ＴＲ÷Ｇ）
ここで、ステップＳ７００〜Ｓ７５０が主駆動輪推定手段を、Ｓ７７０が余剰トルク演算手段を、ステップＳ７３０が主駆動輪制限トルク演算手段をそれぞれ構成する。
【０１２２】
一方、ステップＳ７５０にて主駆動輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと判定されるとステップ７８０に移行し、路面推定部６０を作動させて加速スリップを生じるおそれのある路面か否かの路面推定を実施した後、ステップＳ７９０に移行する。
ステップＳ７９０では、路面推定部６０の推定に基づき、加速スリップするおそれのある路面と判定した場合には、ステップＳ８００に移行する。一方、スリップするおそれのある路面でないと判定した場合には、ステップＳ８１０に移行して、目標発電負荷トルクＴｈにゼロを代入した後にステップＳ８２０に移行する。
【０１２３】
ステップＳ８００では、第２目標負荷トルク演算部６１を起動して、目的の従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクが所要の値とするための目標発電負荷トルクＴｈを求めてステップＳ８２０に移行する。
ステップＳ８２０では、所定車速以下、例えば時速５ｋｍ以下かどうかを判定し、所定車速以下と判定した場合には、ステップＳ８３０に移行し、所定車速より早いと判定した場合には、処理を終了して復帰する。
【０１２４】
ステップＳ８３０では、第３目標負荷トルク演算部６２を起動して、第２目標発電負荷トルクＴｈ２を求めて、ステップＳ８４０に移行する。
ステップＳ８４０では、加速スリップに応じた目標発電負荷トルクＴｈと、第２目標発電負荷トルクＴｈ２とを比較し、第２目標発電負荷トルクＴｈ２の方が大きいと判定した場合には、ステップＳ８５０にてＴｈにＴｈ２の値を代入した後に復帰し、そうでないと判定した場合には、所定を終了して復帰する。
【０１２５】
ここで、上記実施形態では、加速スリップに応じた目標発電負荷トルクＴｈと所定以下の低速状態に基づく第２目標発電負荷トルクＴｈ２とのセレクトハイをとるように処理を行っているが、所定以下の低速状態では、無条件に第２目標発電負荷トルクＴｈ２を目標発電負荷トルクＴｈに代入しても良い。
次に、上記最大値処理部６３の処理について図１６を参照しつつ説明する。
【０１２６】
まず、ステップＳ９００にて、従駆動輪速が所定閾値以下か、つまり車両が実質的に停止状態か否かを判定し停止状態と判定した場合には、ステップＳ９６０に移行し、最大限界トルクＦｆｍにゼロを代入つまり最大限界トルクＦｆｍをリセットして復帰する。一方、停止状態でないと判定した場合には、ステップＳ９１０に移行する。
【０１２７】
ステップＳ９１０では、前後輪差ΔＶＦを求め、該前後輪差ΔＶＦが所定閾値以上と判定すれば、実際に加速スリップが発生しているので、ステップＳ９４０に移行する。一方、所定閾値未満、すなわち加速スリップが発生していないと推定した場合には、最大値更新処理を行うべくステップＳ９２０に移行する。上記所定閾値は、旋回時などによる誤差が生じないだけの余裕のある値とする。
【０１２８】
ステップＳ９２０では、今回（現在）の路面反力トルクＦｆと最大限界トルクＦｆｍとを比較し、今回の路面反力トルクＦｆの方が大きければステップＳ９３０に移行し、そうでなければ処理を終了して復帰する。
ステップＳ９３０では、今回（現在）の路面反力トルクＦｆを最大限界トルクＦｆｍに更新して復帰する。
【０１２９】
ステップＳ９４０では、一つ前（前回の演算時）の路面反力Ｆｆｓと今回の路面反力トルクＦｆとを比較して、今回の方Ｆｆが小さければステップＳ９５０に移行し、そうでなければ、リセット処理をせずにステップＳ９２０に移行する。
ステップＳ９５０では、最大限界トルクＦｆｍを現在の路面反力トルクＦｆにリセットした後に復帰する。
【０１３０】
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。
本実施形態では、前輪１Ｌ、１Ｒの実際の加速スリップ（前後輪差ΔＶ）を直接検出するのではなく、エンジン２の出力トルクＴｅが前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクＦｆを越えたら、越えた分のエンジン２の出力トルクＴｅを発電機７で吸収することで前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑えて、上記第１実施形態と同様な作用・効果を発揮する。
【０１３１】
また、本第２実施形態では、第１実施形態と異なり、実際の前後輪差ΔＶがゼロになっても、エンジン２の出力トルクＴｅが当該主駆動輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクＦｆを越えている間は、発電機７で発電し当該発電負荷は発生させている。
すなわち、第１実施形態のように、前後輪差ΔＶで発電機７の負荷について制御すると、前後輪差ΔＶがゼロとなる付近でハンチングを起こして振動発生や乗り心地が悪化するおそれがあったり、前後輪差がゼロに収束しないことから、前輪１Ｌ、１Ｒが少し加速スリップしたままとなり、車両挙動が不安定となるおそれがある。
【０１３２】
これに対し、本第２実施形態では、上述のように、実際の前後輪差がゼロになっても、エンジン２の出力トルクＴｅが当該主駆動輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクＦｆを越えている間は発電機７で発電することから、上述のようなハンチングが抑えられて、予想しない振動発生が防止でき、また、前後輪差を安定してゼロに収束させることが可能となる。
【０１３３】
タイムチャートで示すと、第１実施形態の場合には、図１７のようになる。すなわち、前輪１Ｌ、１Ｒのスリップ速度ΔＶＦの変化に比例した大きさに発電機７で吸収するトルクが演算されることから、ハンチングしやすくなる。特にゲインＫ１が大きい程、応答性が向上するもののハンチングしやすくなる。なお、スリップ速度ΔＶＦの時間的変化等に基づきＰＩ制御若しくはＰＩＤ制御を行うようにしても良い。
【０１３４】
これに対して、第２実施形態の場合には、図１８に示すようなタイムチャートとなり、実際の車輪速差がゼロとなっても、路面反力限界トルクを越えるエンジン２の出力トルク推定値があることから、発電機７で吸収すべきトルクがあると判定される。この結果、上記車輪速差はハンチングを起こすことなく収束しやすい。
【０１３５】
このとき、車両が発進し走行しだすと変速やトルクコンバータのトルク増幅率の低下によって車両に要求される出力トルクはだんだん小さくなるので、路面状況が大きく変わらなければ、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの出力トルクもそれほど必要なくなる。したがって、本実施形態のように最大値更新することで、余計に従駆動輪３Ｌ、３Ｒの出力トルクを出すことが無くなり、エネルギーロスを抑制できる。また、頻繁にモータ４の作動・停止を行う必要がなくなり、モータ４の寿命の点からも好ましい。
【０１３６】
一方、上記推定に使用される路面反力限界トルクの最大値更新を無条件に続けた場合、図１９に示すように、路面μが低い路面に移行して路面反力が低下するなど、路面の状態が変わって従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクの増加すべき路面状態となっても、加速スリップが検出できない。これに対し、本実施形態では、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動力を増加すべき状態と判定すると、最大値更新していた最大限界トルクＦｆｍをリセットすることで、図２０に示すように、最大値更新処理を行っても、適切に従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクを発生させることで所要の車両走行性を確保可能となる。図２０は、実際の車輪速差ΔＶＦが所定閾値を越えたか否かでリセット判定を行う場合である。
【０１３７】
なお、従駆動輪３Ｌ、３Ｒが駆動トルクを発生している状態（発電負荷中の状態）から、最大値更新をリセットした場合も、基準となる最大限界トルクが下がる結果、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクが増大する。
ここで、主駆動輪１Ｌ、１Ｒと従駆動輪３Ｌ、３Ｒとの実際の速度差ΔＶでリセットの判定を行う場合には、旋回時の車輪速差等による誤判定を防止するために、閾値をある程度余裕を持たせる必要がある。このため、限界の低い路面であっても閾値を越えるようなスリップが生じなければ最大限界トルクＦｆｍのリセットが行われない。
【０１３８】
これに対し、悪路や車輪グリップ限界の推定に基づいてリセットを行う場合には、速度差ΔＶから直接スリップを検出するのではなく、速度差ΔＶの周波数特性に注目して路面変化を検出すると、図２１に示すように、速度差ΔＶが閾値を越えない場合であっても従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動力が必要な路面か否かが判定できるため、加速スリップが生じやすい状態において、加速スリップする未然に従駆動輪３Ｌ、３Ｒが駆動トルクを出力しやすくなる。
【０１３９】
また、悪路の場合にリセットすることで、悪路走行時に、加速スリップする未残に車両が安定しているときに従駆動輪３Ｌ、３Ｒが駆動トルクを出力しやすくなって、悪路走破性が向上する。
また、登坂路では、荷重移動によって前後荷重の配分が後輪側が増加する傾向になるため、当該主駆動輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしやすくなる、すなわち従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動力を増加すべき路面状況である。したがって、登坂路と推定されるとリセットさせることで、主駆動輪１Ｌ、１Ｒが前輪側であるので、当該主駆動輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを適切に抑制できる。
【０１４０】
また、砂地や積雪路などの走行抵抗が大きい場合に、リセットすることで、主駆動輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップが抑制されると共に、４輪駆動状態とすることで走行性を高めることができる。
また、本実施形態では、図２２におけるＡのような、路面反力限界トルクが走行するにつれて小さくなる場合にのみにリセットを行うことで、路面状況が変更した際におけるリセットを不必要に行うことを低減することができる。
【０１４１】
また、車両の発進時に加速スリップが生じ易いことに鑑みて、停車時にリセットすることで、車両発進時における主駆動輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを適切に抑制することが可能となる。
ここで、上記実施形態では、リセットする際の路面に応じた現在（実際）の路面反力限界トルクＦｆに再設定しているので、現在の路面状態に応じて適切に加速スリップを抑制することが可能となる。ただし、再設定する最大限界トルクＦｆｍは、現在の値に限定されない。例えば、複数の初期値を予め用意しておき、現在の路面に応じて初期値を選択するようにしても良い。
【０１４２】
また、余剰トルク演算部８ＥにおけるステップＳ７５０及びＳ７７０の処理を、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルク・モータトルク等の演算で置き換えて良い。また、図２３に示すように、ステップＳ７５０及びＳ７７０の処理の代わりに、ステップＳ７７１〜ステップＳ７７５の処理を行っても良い。すなわち、ステップＳ７７１にて、最大路面限界トルクＦｆｍのゲイン（０．９）を掛けてＦｌｉｍを演算すると共に、ステップＳ７７２にて主駆動輪１Ｌ、１Ｒの駆動トルクＦｄを算出し、続けてステップＳ７７３にて余剰トルクを算出し、ステップＳ７７４にて、余剰トルクがなければ、上述のステップＳ７８０に移行し、余剰あればステップＳ７７５にて発電負荷トルクＴｈを算出して上述のステップＳ８２０に移行する。この処理における最大限界トルクＦｆｍ演算例を図２４に、発電負荷トルク演算例を図２５に示す。この処理では、最大限界トルクＦｆｍに余裕を持たせることが可能となる。図２５中、ハッチングに相当する従駆動輪トルクとなる。
【０１４３】
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、４ＷＤコントローラ８が、モータトルク制限演算部８Ｈ、及び界磁電流変換部８Ｊを備える点が異なる。
【０１４４】
上記モータトルク制限演算部８Ｈは、上記余剰トルク変換部８Ｇの処理が完了した後に呼ばれ、また、界磁電流変換部８Ｊはモータトルク制限演算部８Ｈの処理が完了した後に呼ばれる。
そのモータトルク制限演算部８Ｈの処理は、図２６に示すようになっている。
すなわち、まず、ステップＳ１０００で、推定車体速ＶＳを推定して、ステップＳ１０１０に移行する。推定車体速ＶＳは、例えば前後Ｇセンサの検出値などから推定できる。
【０１４５】
ステップＳ１０１０では、上記推定車体速ＶＳに基づき、タイヤ径などから後輪３Ｌ、３Ｒで加速スリップが発生していないとした場合の後輪車輪速ＶＲ′を演算して、ステップＳ１０２０に移行する。
ステップＳ１０２０では、後輪３Ｌ、３Ｒの車速センサから後輪３Ｌ、３Ｒの車輪速ＶＲを入力し、下記式から、後輪３Ｌ、３Ｒでの加速スリップ量ΔＶＲを算出して、ステップＳ１０３０に移行する。なお、車輪速ＶＲは左右輪の平均値とする。
【０１４６】
ΔＶＲ  ＝  ＶＲ  −  ＶＲ′
ステップＳ１０３０では、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしているか否かをΔＶＲにより判定する。ΔＶＲが所定値以下、例えばΔＶＲが０以下、つまり後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていないと判定した場合には、ステップＳ１０４０に移行してＦＲフラグに０を代入した後に復帰する。
【０１４７】
一方、ステップＳ１０３０でΔＶＲが０より大きい、つまり後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていると判定した場合には、ステップＳ１０５０に移行する。
ステップＳ１０５０では、上記後輪３Ｌ、３Ｒの加速スリップ量ΔＶＲの応じた制限すべき制限トルクＴΔＶＲを、下記式によって演算して、ステップＳ１０６０に移行する。
【０１４８】
ＴΔＶＲ    ＝    Ｋ４  ×  ΔＶＲ
ステップＳ１０６０では、下記式に基づき現在のモータトルクＴｍを演算して、ステップＳ１０７０に移行する。
Ｔｍ  ＝Ｋ５×Ｉａ  ×Ｉｆｍ
ここで、Ｋ４，Ｋ５はゲインであり定数である。
【０１４９】
ステップＳ１０７０では、下記式に基づき、制限トルクＴΔＶＲだけ制限した目標モータトルクＴＭを求め、ステップＳ１０８０に移行する。
ＴＭ    ＝Ｔｍ  −  ＴΔＶＲ
ステップＳ１０８０では、目標モータトルクＴＭを演算したことを示すＦＲフラグに１を代入して復帰する。
【０１５０】
また、界磁電流変換部８Ｊでは、図２７に示すような処理が行われる。すなわち、先ずステップＳ１２００で目標モータトルクＴＭを演算したか否かを判定する。ＦＲが１、つまり目標モータトルクＴＭが変更されていると判定した場合には、ステップＳ１２１０に移行する。一方、ＦＲが０つまり目標モータトルクＴＭが変更されていないと判定した場合には、そのまま復帰する。
【０１５１】
ステップＳ１２１０では、モータ４の回転数Ｎｍ、電機子電流Ｉａ、モータ４の誘起電圧Ｅから、変更後の目標モータトルクＴＭとなるモータ界磁電流Ｉｆｍを算出し、算出したモータ界磁電流Ｉｆｍをモータ制御部８Ｃに出力した後に復帰する。
ここで、ステップＳ１０００〜ステップＳ１０３０が従駆動輪スリップ推定手段を、ステップＳ１０４０〜ステップＳ１０８０，ステップＳ１２００，ステップＳ１２１０が電動機トルク制限手段を構成する。
【０１５２】
この実施形態では、モータ４で駆動される後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）が加速スリップすると、モータ界磁電流Ｉｆｍが小さくなってモータ効率が低下して後輪３Ｌ、３Ｒにおける加速スリップも抑制されて車両の走行安定性が更に向上する。
なお、目標モータトルクＴＭに応じてモータ界磁電流Ｉｆｍを制御する代わりに、ΔＶＲがゼロ以下になるように直接ΔＶＲに応じてモータ界磁電流Ｉｆｍを制御しても良い。
【０１５３】
次に、第４実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、図２８に示すように、バッテリ３０、及び発電機７の発電した電力の一部をバッテリ３０に分配する分配器３１を備える点で異なる。
【０１５４】
すなわち、上記電線９の途中に電力分配手段を構成する分配器３１が介装されている。この分配器３１は、可変抵抗器３１ａの抵抗値を調整することで、モータ４側及びバッテリ３０側への分配比を変更可能となっていて、４ＷＤコントローラ８からの指令によってその分配比を変更する。符号３２は電圧変換器で、供給された電力の電圧をバッテリ３０の蓄電可能な電圧に、例えば４２ボルトを１２ボルトに変換するものである。
【０１５５】
また、上記４ＷＤコントローラ８は、電力分配手段を構成する分配器制御部８Ｋを備える。
この分配器制御部８Ｋは、上記モータトルク制限演算部８Ｈの処理の後、若しくは界磁電流変換部８Ｊの処理の後に呼ばれる。
分配器制御部８Ｋの処理は、図２９に示されるように行われる。すなわち、まず、ステップＳ１３００で、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしているか否かを判定する。後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていないと判定したら、ステップＳ１３２０に移行する。また、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていると判定したら、ステップＳ１３１０に移行する。
【０１５６】
ここで、加速スリップしているか否かは、従駆動輪スリップ推定手段を構成する上述のステップＳ１０００〜ステップＳ１０２０の処理の結果で判定すればよい。
ステップＳ１３１０では、予め決定されている分配比で発電機７が発電した電圧Ｖの一部をバッテリ３０側に分配する指令を分配器３１に出力して、復帰する。
【０１５７】
また、ステップＳ１３２０では、バッテリ３０側への電力供給を停止し、モータ側にのみ電力を供給する指令を分配器３１に出力した後に、復帰する。
なお、ステップＳ１３１０において、スリップ率に応じて後輪の加速スリップを抑制するように上記分配器３１の分配比を可変としても良い。
ここで、推定車体速ＶＳから求めた車輪速ＶＲ′と後輪速ＶＲとの差からスリップ量ΔＶＲを求める場合には、下記式によって上記スリップ率Ａを計算する。
【０１５８】
0003541821.tif 000003
また、路面限界グリップ量とモータトルクＴｍとから過剰トルクを演算して、加速スリップの有無を判定する場合には、下記によってスリップ率Ａを計算する。
【０１５９】
0003541821.tif 000004
本実施形態では、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップすると、その後輪３Ｌ、３Ｒを駆動するモータ４への電圧を小さくすることで後輪３Ｌ、３Ｒの駆動力が低減して後輪３Ｌ、３Ｒの加速スリップが抑制されて、上述の実施形態と同様な作用・効果を発揮する。
【０１６０】
またこのとき、モータ４に供給しない電圧を一部をバッテリ３０に蓄電するので、モータ４に供給しない電圧を別途有効利用することができる。
次に、第５実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、クラッチ１２のトルク伝達率を制限するクラッチ制御限定部８Ｌを備えることで、後輪３Ｌ、３Ｒの加速スリップを抑える点が異なる。クラッチ制御限定部８Ｌは、伝達トルク制御手段を構成する。
【０１６１】
このクラッチ制御限定部８Ｌは、上記分配器制御部８Ｋの代わりに、上記モータトルク制限演算部８Ｈの処理の後、若しくは界磁電流変換部８Ｊの処理の後に呼ばれる。
上記クラッチ制御限定部８Ｌの処理は、図３０に示すように、まず、ステップＳ１４００で、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしているか否かを判定する。後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていないと判定した場合には、ステップＳ１４２０に移行し、また、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていると判定した場合には、ステップＳ１４１０に移行する。
【０１６２】
ここで、加速スリップしているか否かは、スリップ状態検出手段である上述のステップＳ１０００〜ステップＳ１０３０の処理の結果で判定すればよい。
ステップＳ１４１０では、上述のように後輪３Ｌ、３Ｒの加速スリップ量に応じた低減すべきトルクを演算する。その低減すべき低減トルクΔＶＲ、又はΔＴＭと現在のモータ出力トルクとからクラッチ１２での最大トルク伝達率を演算し、その最大トルク伝達率ＫＤをクラッチ制御部８Ｄに出力した後に復帰する。
【０１６３】
一方、ステップＳ１４２０では、最大トルク伝達率ＫＤに１００％を示す１００を代入し、その最大トルク伝達率ＫＤをクラッチ制御部８Ｄに出力した後に復帰する。
また、クラッチ制御部８Ｄでは、クラッチ１２のトルク伝達率の上限が、上記クラッチ制御限定部８Ｌから入力した最大トルク伝達率ＫＤとなるように制限する。
【０１６４】
本実施形態では、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップすると、クラッチ１２による後輪３Ｌ、３Ｒへの駆動力の伝達率の上限が抑えられることで、後輪３Ｌ、３Ｒに実際に伝達される駆動力が低減して、後輪３Ｌ、３Ｒでの加速スリップが抑制される。この結果、上記各実施形態と同様な作用効果を発揮する。
次に、第６実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
【０１６５】
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、４ＷＤコントローラ８が、内燃機関出力制御部８Ｍを備える点が異なる。内燃機関出力制御部８Ｍは、内燃機関出力制御手段を構成する。
この内燃機関出力制御部８Ｍは、上記クラッチ制御限定部８Ｌ及び上記分配器制御部８Ｋの代わりに、上記モータトルク制限演算部８Ｈの処理の後、若しくは界磁電流変換部８Ｊの処理の後に呼ばれる。
【０１６６】
上記内燃機関出力制御部８Ｍの処理は、図３１に示すようになっている。まず、ステップＳ１５００で、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしているか否かを判定する。後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていないと判定した場合には、ステップＳ１５１０に移行して、サブスロットバルブ１６のスロットル開度をメインスロットルバルブ１５の開度以上に開ける指令をモータコントローラ２０に出力して復帰する。一方、後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップしていると判定した場合にはステップＳ１５２０に移行する。
【０１６７】
ステップＳ１５２０では、後輪３Ｌ、３Ｒのスリップ率を演算して、ステップＳ１５３０に移行する。
ここで、推定車体速ＶＳから求めた車輪速ＶＲ′と後輪速ＶＲとの差からスリップ量ΔＶＲを求める場合には、下記式によって上記スリップ率Ａを計算する。
0003541821.tif 000005
また、路面限界グリップ量とモータトルクＴｍとから過剰トルクを演算して、加速スリップの有無を判定する場合には、下記によってスリップ率Ａを計算する。
【０１６８】
0003541821.tif 000006
ステップＳ１５３０では、上記加速スリップ量に応じた閉方向へのスロットル開度を演算する。例えば、下記式によって演算し、演算した開度指令をモータコントローラ２０に出力した後に復帰する。
【０１６９】
θ  ＝Ｋ６×Ａ
ここで、Ｋ６はゲインであり定数である。もっとも、ゲインＫ６を、前回のスリップ率と今回のスリップ率との偏差などによって変更するようにしても良い。
本実施形態では、後輪３Ｌ、３Ｒのスリップ状態検出値であるスリップ率Ａに応じた量だけサブスロットルが閉方向に調整されることで、運転者のアクセル操作とは無関係にエンジン２出力が低減制御される。この結果、その分発電機７の発電負荷が小さくなり、つまりモータ４から後輪３Ｌ、３Ｒに伝達される駆動トルクが小さくなって後輪３Ｌ、３Ｒの加速スリップが低減したり抑制される。
【０１７０】
この結果、後輪３Ｌ、３Ｒでも加速スリップが抑えられて走行安定性が向上すると共に、エンジン２の出力トルクが抑えられる結果、エネルギー効率が向上して燃費向上に繋がる。
次に、第７実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
【０１７１】
本実施形態の基本構成は、第１及び第２実施形態と同様であるが、図３２に示すように、モータ駆動用バッテリ４９を備える。そして、発電機７からの電力及び上記モータ駆動用バッテリ４９からの電力がインバータ５０を介してモータ４に供給されるようになっている。なお、上記バッテリ４９には、電力の供給を遮断するためのリレー（不図示）がある。
【０１７２】
インバータ５０は、バッテリ４９から供給された電力を交流に変換すると共に発電機７から供給される電力と足し合わせてモータ４に出力する。また、コントローラ８からの指令によってバッテリ４９からモータ４に供給する電力量の調整を行う。
また、本実施形態の目標トルク制限部８Ｆを、図３３に基づいて説明する。
【０１７３】
まず、ステップＳ３００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Ｓ４００に移行し、Ｂｈにゼロを代入し、続けてステップＳ４１０にてバッテリ制御部６５を起動した後に復帰する。
一方、ステップＳ３００にて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Ｓ３１０に移行する。
【０１７４】
ステップＳ３１０では、目標の発電負荷トルクＴｈにおける最大負荷容量ＨＱを越える超過トルクΔＴｂを下記式によって求め、ステップＳ３２０に移行する。
ΔＴｂ＝  Ｔｈ  −  ＨＱ
ステップＳ３２０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等に基づいて、現在のエンジントルクＴｅを演算してステップＳ３３０に移行する。
【０１７５】
ステップＳ３３０では、下記式のように、上記エンジントルクＴｅから上記超過トルクΔＴｂを減算したエンジントルク上限値ＴｅＭを演算し、求めたエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジンコントローラ１８に出力した後に、ステップＳ３４０に移行する。
ＴｅＭ  ＝Ｔｅ  −ΔＴｂ
ここで、エンジンコントローラ１８では、運転者のアクセルペダル１７の操作に関係なく、入力したエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジントルクＴｅの上限値となるように当該エンジントルクＴｅを制限する。上述のステップＳ３１０からここまでの処理が内燃機関出力制限手段を構成する。
【０１７６】
ステップＳ３４０では、アクセルペダルの操作量に基づき加速要求があるかどうか判定し、所定以上の加速要求がない場合にはステップＳ４２０に移行する。一方、所定以上の加速要求がある場合にはステップＳ３５０に移行する。
上記所定以上の加速要求があるか否かは、図３４に示すマップに基づきハッチング位置か否かを判定する。すなわち所定アクセル開度以上が所定時間継続した場合に加速要求があったと判定する。所定時間継続するか否かを使用しているのは、確実にスタック状態を検出出来るようにするためである。
【０１７７】
ステップＳ３５０では、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの速度が所定値以下か否か、つまり、加速要求に比して従駆動輪３Ｌ、３Ｒの速度が抑制されたスタック状態か否かを判定する。スタック状態と判定した場合には、ステップＳ３６０に移行する。一方、スタック状態でないと判定した場合には、ステップＳ４２０に移行する。
【０１７８】
ステップＳ３６０で、超過トルクΔＴｂをＢｈに代入し、ステップＳ３７０で、バッテリ制御部６５を起動してバッテリからの電力供給量を調整してステップＳ４２０に移行する。
また、ステップＳ４２０で、発電負荷トルクＴｈを発電機７の最大負荷容量ＨＱに制限した後に、復帰する。
【０１７９】
次に、バッテリ制御部６５について図３５に基づき説明する。
まず、ステップＳ５００にてＢｈがゼロか否かを判定し、ゼロであれば、ステップＳ５３０に移行してバッテリ４９からの電力供給を停止する処理を行う。ＢｈがゼロでなければステップＳ５１０に移行する。
ステップＳ５１０では、下記式に基づき、バッテリ４９からの供給量を演算し、ステップＳ５２０に移行する。
【０１８０】
ＢＰ＝Ｋ７・Ｂｈ
ここで、Ｋ７はゲインであり定数である。
ステップＳ５２０では、ＢＰに応じた信号をインバータ５０に供給して復帰する。
またステップＳ５３０では、バッテリ４９及びインバータ５０に電力停止指令を供給して復帰する。
【０１８１】
次に、本実施形態の作用・効果などについて説明する。
余剰トルクが大きくなって発電機の負荷容量を超える若しくは越えるおそれがあると、越えたトルクに応じてエンジン２の出力トルクを低減調整される。この結果、必ずしも大きな負荷容量をもつ大きな発電機が必要なくなり、コストや発電機の専有スペースなどの搭載性が有利となる。
【０１８２】
また、このように、内燃機関出力制限手段で発電機の負荷容量に鑑みてエンジン２の出力トルクを制限する場合に、主駆動輪１Ｌ、１Ｒが空転する所謂スタック状態の時に、加速要求に比して従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動力が低下してしまう状態と判定すると、上記エンジン２の出力トルクの低減分だけバッテリ４９からモータ４に供給する電力量を増加する結果、車両がスタックした場合に、主駆動輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制するためにエンジン２の出力トルクを低減しても、その分、従駆動輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクが増加して車両のトータル駆動力を同等に維持できるため、スタック状態からの脱出性能が向上する。
【０１８３】
なお、本実施形態では、４輪駆動可能な車両の場合の例について説明したが、２輪以上の車輪を備え、一部の車輪を内燃機関で駆動し、その他の一部または残り全ての車輪をモータ４で駆動する車両においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る概略装置構成図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係るシステム構成図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る４ＷＤコントローラを示すブロック図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る装置で処理手順を示す図である。
【図５】本発明に基づく第１実施形態に係る余剰トルク演算部の処理を示す図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係る路面推定部の処理を示す図である。
【図７】グリップ限界時の車輪速波形を示す図である。
【図８】悪路走行時の車輪速波形を示す図である。
【図９】アクセル開度と分配割合との関係を示す図である。
【図１０】本発明に基づく第１実施形態に係る目標トルク制限部の処理を示す図である。
【図１１】本発明に基づく第１実施形態に係る余剰トルク変換部の処理を示す図である。
【図１２】本発明に基づく第１実施形態に係る余剰トルク変換部のタイムチャート例を示す図である。
【図１３】本発明に基づく第１実施形態に係る別の余剰トルク変換部のタイムチャート例を示す図である。
【図１４】本発明に基づく第２実施形態に係る余剰トルク演算部の処理を示す図である。
【図１５】エンジントルクの演算のためのマップを示す図である。
【図１６】本発明に基づく第２実施形態に係る最大値更新処理部の処理を示す図である。
【図１７】第１実施形態に基づくタイムチャートを示す図である。
【図１８】第２実施形態に基づくタイムチャートを示す図である。
【図１９】最大値更新しない場合のタイムチャートを示す図である。
【図２０】最大値更新する場合のタイムチャートを示す図である。
【図２１】最大値更新する場合の別のタイムチャートを示す図である。
【図２２】最大値更新のリセットのついてのタイムチャートを示す図である。
【図２３】本発明に基づく第２実施形態に係る余剰トルク演算部の別の処理を説明する図である。
【図２４】最大限界トルク演算例を示すタイムチャートである。
【図２５】発電負荷トルクの演算例を示すタイムチャートである。
【図２６】本発明に基づく第３実施形態に係るモータ制限演算部の処理を示す図である。
【図２７】本発明に基づく第３実施形態に係る界磁電流変換部の処理を示す図である。
【図２８】本発明に基づく第４実施形態に係る概略装置構成図である。
【図２９】本発明に基づく第４実施形態に係る分配制御部の処理を示す図である。
【図３０】本発明に基づく第５実施形態に係るクラッチ制御限定部の処理を示す図である。
【図３１】本発明に基づく第６実施形態に係る内燃機関出力制御部の処理を示す図である。
【図３２】本発明に基づく第７実施形態に係る概略装置構成図である。
【図３３】本発明に基づく第７実施形態に係る目標トルク制限部を示す図である。
【図３４】本発明に基づく第７実施形態に係る加速要求判定のためのマップを示す図である。
【図３５】本発明に基づく第７実施形態に係るバッテリ制御部の処理を示す図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ    前輪
２    エンジン
３Ｌ、３Ｒ    後輪
４    モータ
６    ベルト
７    発電機
８    ４ＷＤコントローラ
９    電線
１０  ジャンクションボックス
１１  減速機
１２  クラッチ
１４  吸気管路
１５  メインスロットルバルブ
１６  サブスロットルバルブ
１８  エンジンコントローラ
１９  ステップモータ
２０  モータコントローラ
２１  エンジン回転数センサ
２２  電圧調整器
２３  電流センサ
２６  モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ      車輪速センサ
３０  バッテリ
３１  分配器
４９  バッテリ
５０  インバータ
Ｉｆｈ    発電機の界磁電流
Ｖ        発電機の電圧
Ｎｈ      発電機の回転数
Ｉａ      電機子電流
Ｉｆｍ    モータの界磁電流
Ｅ        モータの誘起電圧
Ｎｍ      モータの回転数
ＴＧ      発電機負荷トルク
Ｔｈ      目標発電機負荷トルク
Ｔｈ２    第２目標発電機負荷トルク
Ｔｍ      モータのトルク
ＴＭ      モータの目標トルク
Ｔｅ      エンジンの出力トルク
Ｆｆ      路面限界反力トルク
Ｆｆｍ    最大路面限界反力トルク
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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