(57)【要約】【課題】駆動源である電動モータの停止状態において、エンジン負荷を軽減することで燃費性能の向上を図ることが可能なモータ四輪駆動車の駆動制御装置を提供すること。【解決手段】一方の駆動軸を駆動するエンジンと、エンジンにより発電する発電機と、該発電機の電気エネルギーによって駆動され、他方の駆動軸を駆動する電動モータと、前記発電機及び前記電動モータの駆動状態を制御するモータ駆動制御手段と、を備えたモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、前記エンジンと前記発電機の間に駆動力を断接可能なクラッチを設け、前記モータ駆動制御手段は、前記電動モータの駆動を停止しているときは、前記クラッチを解放状態とすることとした。【選択図】        図１
2004262345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の駆動軸を駆動するエンジンと、
エンジンにより発電する発電機と、
該発電機の電気エネルギーによって駆動され、他方の駆動軸を駆動する電動モータと、
前記発電機及び前記電動モータの駆動状態を制御するモータ駆動制御手段と、
を備えたモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記エンジンと前記発電機の間に駆動力を断接可能なクラッチを設け、
前記モータ駆動制御手段は、前記電動モータの駆動を停止しているときは、前記クラッチを解放状態とすることを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記発電機は、エンジン側プーリと、発電機側プーリと、各プーリに掛け渡されたベルトにより駆動される構成とし、
前記クラッチを、前記発電機側プーリの内周側に配置された電磁クラッチとしたことを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記電磁クラッチを、非通電時に解放状態となるクラッチとしたことを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後輪の一方の車輪をエンジン駆動力で駆動すると共に、エンジンによって発電されたエネルギーを利用して前後輪の他方の車輪を駆動するモータ四輪駆動車の駆動制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ四輪駆動車の駆動制御装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来公報には、前輪を駆動するエンジンによって発電されたエネルギーを利用して後輪をモータ駆動する技術が記載されている。このモータ四輪駆動車には、エンジンにより駆動される発電機が設けられている。そして、後輪をモータ駆動する際には、発電機により発電された電気エネルギーをバッテリを介すことなく電動モータへ供給し、後輪をモータ駆動する。また、電動モータと駆動輪との間にはクラッチが設けられており、予め設定された車速を越えると、電動モータによる駆動を停止すると共にクラッチを解放状態とし、電動モータの連れ回りによる負荷を軽減している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５３２５６号公報（第４頁、右下参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ四輪駆動車の駆動制御装置にあっては、電動モータによる駆動を停止しているときであっても、発電機はエンジンにより常に連れ回りしており、エンジン負荷となって燃費性能が悪化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、駆動源である電動モータの停止状態において、エンジン負荷を軽減することで燃費性能の向上を図ることが可能なモータ四輪駆動車の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと発電機の間に駆動力を断接可能なクラッチを設け、電動モータの駆動を停止しているときは、クラッチを解放状態とすることで、無用な発電機の連れ回りを防止することが可能となり、エンジン負荷の低減により燃費性能の向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施例）
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を示す全体システム図、図２は第１実施例装置の４ＷＤ制御系を示すブロック図である。この第１実施例システムは、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（電動モータ）によって駆動可能な車両の場合の例である。
【００１１】
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＆ディファレンシャルギア５を介して左右前輪１Ｌ，１Ｒに伝達されるようになっている。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部は、エンジン２により駆動されるエンジン側プーリ６ａに出力される。この駆動力は、無端ベルト６を介して発電機７を駆動する発電機側プーリ６ｂに伝達される。この発電機側プーリ６ｂは電磁クラッチ３０を内蔵し、無端ベルト６と発電機７との断接を行う。
【００１２】
発電機７は、エンジン回転数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力を発電する。その発電機７が発電した電力は、電線９を介してモータ４に供給可能になっている。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。
【００１３】
モータ４の駆動トルクは、ギア減速機１１及びクラッチ１２（断接機構）を介して左右後輪３Ｌ，３Ｒに伝達可能になっている。尚、符号１３は左右後輪３Ｌ，３Ｒのディファレンシャルギアをあらわす。
【００１４】
エンジン２の吸気管路１４（例えば、インテークマニホールド）には、スロットルバルブ１５が介装されている。このスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量等に応じてスロットル開度が調整制御されるアクセルバイワイヤー方式である。すなわち、上記スロットルバルブ１５は、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップモータ１９のステップ数に応じた回転角によりバルブ開度が調整制御される。そのステップモータ１９の回転角は、エンジンコントローラ１８からの開度信号によって調整制御される。
【００１５】
また、スロットルバルブ１５のバルブ開度を検出するスロットルセンサ１６を有し、該スロットルセンサ１６は、検出したバルブ開度に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。
【００１６】
また、アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ２０を有し、該アクセルセンサ２０は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。
【００１７】
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、このエンジン回転数センサ２１は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。
【００１８】
エンジンコントローラ１８では、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいてバルブ開度制御処理が行われる。
【００１９】
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。
【００２０】
また、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。なお、図２において符号２４はリレーであり、４ＷＤコントローラ８からの指令によってモータ４に供給される電力（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００２１】
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。また、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、検出したモータの回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００２２】
クラッチ１２は、油圧クラッチや電磁クラッチ等により構成され、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じたトルク伝達率でトルクの伝達を行う。
【００２３】
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。
【００２４】
４ＷＤコントローラ８は、アクセルセンサ２０からのアクセル開度に応じた駆動力を発生させるようにモータ４を駆動制御する。また、左右後輪３Ｌ，３Ｒによりモータ４が連れ回されることによるフリクションを低減するため、モータ駆動制御によりモータ４を停止するときには、クラッチ１２を切り離す制御を行う。また、発電機７がエンジン２により連れ回されることによるエンジン負荷を低減するため、モータ駆動制御によりモータ４を停止するときには、発電機側プーリ６ｂに内蔵された電磁クラッチ３０を切り離す制御を行う。
【００２５】
図３は電磁クラッチ３０を内蔵した発電機側プーリ６ｂの構成を表す拡大断面図である。３３はステータ、３４はロータ、３５はアーマチュア、３６はハブアッシーである。ステータ３３は、通電によって磁力を発生する励磁コイル３７と、この励磁コイル３７を支持するステータハウジング３８から構成されている。励磁コイル３７は、樹脂製のスプール３９にコイル線を巻回したもので、ステータハウジング８に収納された後、モールド樹脂４０によって固定されている。ステータハウジング３８は、鉄等の磁性体より成り、同じく磁性体のロータ３４及びアーマチュア３５とともに励磁コイル３７の磁路を形成する。
【００２６】
ロータ３４は、内周に配されたベアリング１１を介して発電機７のハウジング３２ａに回転自在に支持され、無端ベルト６を介して、エンジン２の回転駆動力が伝達される。尚、ロータ３４は、軸方向の一端面（図３中左側）が摩擦面とされている。
【００２７】
アーマチュア３５は、ロータ３４の摩擦面と対面する摩擦面を有し、励磁コイル３７への通電停止時において、両者の摩擦面の間に所定のギャップが保たれるように、ハブアッシー３６によって支持されている。
【００２８】
ハブアッシー３６は、アーマチュア３５にリベット４３で固定されたアウタハブ４４と、このアウタハブ４４の内周側で発電機７の回転軸３２ｂに固定されたインナハブ４５、及びアウタハブ４４とインナハブ４５とを連結するゴムハブ４６から構成されている。
【００２９】
次に、電磁クラッチ３０の作用を説明する。励磁コイル３７の通電停止時は、アーマチュア３５がロータ３４より離れた位置に保持されることから、エンジン２よりリベット４３を介してロータ３４に伝達される回転力がアーマチュア３５に伝達されることはなく、従ってロータ３４のみがベアリング４１上で空転する。
【００３０】
励磁コイル３７が通電されると、励磁コイル３７の発生する磁力によりゴムハブ４６の弾性力に抗してアーマチュア３５がロータ３４側に吸引される。この結果、アーマチュア３５の摩擦面とロータ３４の摩擦面とが密着して摩擦係合することにより、ロータ３４の回転力がアーマチュア３５及びハブアッシー３６を介して発電機７の回転軸３２ｂに伝達され、発電機７が駆動される。
【００３１】
図４は電磁クラッチ３０の締結制御を表すフローチャートである。
【００３２】
ステップ１０１では、２ＷＤ走行状態かどうかを判断し、２ＷＤ走行時はステップ１０３へ進み、それ以外はステップ１０２へ進む。
【００３３】
ステップ１０２では、発電機７に発電要求があるかどうかを判断し、発電要求があるときはステップ１０３へ進み、それ以外はステップ１０５へ進む。
【００３４】
ステップ１０３では、電磁クラッチ３０に通電する。
【００３５】
ステップ１０４では、発電機制御を実行すると共に、モータ制御を実行する。
【００３６】
ステップ１０５では、電磁クラッチ３０を非通電とする。
【００３７】
すなわち、４ＷＤ走行時であって、発電機７への発電要求があるときは、電磁クラッチ３０を締結し、２ＷＤ走行時あるいは発電機７への発電要求がなく、モータ４の駆動を停止しているときは、電磁クラッチ３０を解放状態とすることで、無用な発電機の連れ回りを防止することが可能となり、エンジン負荷の低減により燃費性能の向上を図ることができる（請求項１に対応）。
【００３８】
また、電磁クラッチ３０を発電機側プーリ６ｂの内周側に配置したことで、構成のコンパクト化を図ることができる（請求項２に対応）。
【００３９】
更に、電磁クラッチ３０を、非通電時に解放状態とすることで、運転状態の大半を占める２ＷＤ走行時に電磁クラッチ３０の消費電力を抑えることが可能となり、更に燃費の向上を図ることができる（請求項３に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置の４ＷＤ制御系を示すブロック図である。
【図３】第１実施例装置における電磁クラッチを内蔵する発電機側プーリの構成を表す拡大断面図である。
【図４】第１実施例装置での電磁クラッチ締結制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１Ｌ，１Ｒ  左右前輪
２  エンジン
３Ｌ，３Ｒ  左右後輪
４  モータ（電動モータ）
５  トランスミッション＆ディファレンシャルギア
６  無端ベルト
６ａ  エンジン側プーリ
６ｂ  発電機側プーリ
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  ギア減速機
１２  クラッチ（断接機構）
１３  ディファレンシャルギア
１４  吸気管路
１５  スロットルバルブ
１６  スロットルセンサ
１７  アクセルペダル
１８  エンジンコントローラ
１９  ステップモータ
２０  アクセルセンサ
２１  エンジン回転数センサ
２２  電圧調整器（レギュレータ）
２３  電流センサ
２４  リレー
２５  サーミスタ
２６  モータ用回転数センサ
２７ＦＬ，２７ＦＲ，２７ＲＬ，２７ＲＲ  車輪速センサ
２８  インヒビタースイッチ
２９  ブレーキスイッチ
３０  電磁クラッチ
【図１】
2004262345.tif 000003
【図２】
2004262345.tif 000004
【図３】
2004262345.tif 000005
【図４】
2004262345.tif 000006