(57)【要約】【課題】モータ駆動系の耐久信頼性を確保しながら、発進時における乗員への違和感の低減により走行フィーリングの向上を達成することができる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】一方の駆動軸をエンジン２で駆動し、他方の駆動軸をエンジン２で発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ４を介して駆動するモータ四輪駆動車において、アクセル開度に応じた駆動力を発生させるようモータ４を駆動制御するモータ駆動制御手段と、前記モータ４と駆動輪との間を断接可能なクラッチ１２を設け、モータ駆動制御によりモータ４を駆動しないときは、クラッチ１２を切り離す断接機構制御手段と、車両発進時、アクセルが踏み込まれる直前に前記クラッチ１２を接続とし、モータ駆動系のガタを詰める分だけモータ４に初期トルクを与えるガタ詰め制御手段と、を備えた。【選択図】　　　　図３
2004088872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の駆動軸をエンジンで駆動し、他方の駆動軸をエンジンで発電される電気エネルギーによって駆動される電動モータを介して駆動するモータ四輪駆動車において、
アクセル開度に応じた駆動力を発生させるよう電動モータを駆動制御する電動モータ駆動制御手段と、
前記電動モータと駆動輪との間を断接可能な断接機構を設け、前記電動モータ駆動制御手段により電動モータを駆動しないときは前記断接機構を切り離す断接機構制御手段と、
車両発進時、アクセルが踏み込まれる直前に前記断接機構を接続とし、モータ駆動系のガタを詰める分だけ電動モータに初期トルクを与えるガタ詰め制御手段と、
を備え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、
前記ガタ詰め制御手段は、レンジ位置がニュートラルレンジから走行可能レンジにセレクトされた場合、前記断接機構を接続する手段であ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３】
請求項１または請求項２の何れか１項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、
前記ガタ詰め制御手段は、ブレーキペダルが解放された場合、モータ駆動系のガタを詰める分だけモータに初期トルクを与える手段である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モータ動力伝達装置としては、例えば、特開２００１−２８７５５０号公報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モータ動力伝達装置が記載されている。
【０００４】
【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モータ動力伝達装置にあっては、車両停止や惰性走行時等の所定の条件ではモータを停止し、クラッチを解放して駆動輪とモータを切り離す構成となっているため、モータからクラッチまでの減速歯車にはガタを持つことになり、この状態でクラッチを締結しモータを駆動すると、ガタ量分を駆動系の慣性が空走し、ガタが詰まった後、トルクを伝達する。このため、特に発進時にガタが詰められる際、衝撃トルクが発生し、前後加速度変化や異音により違和感を与えるし、また、駆動系の寿命低下を招くという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、モータ駆動系の耐久信頼性を確保しながら、発進時における乗員への違和感の低減により走行フィーリングの向上を達成することができる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。
【０００６】
【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、一方の駆動軸をエンジンで駆動し、他方の駆動軸をエンジンで発電される電気エネルギーによって駆動される電動モータを介して駆動するモータ四輪駆動車において、アクセル開度に応じた駆動力を発生させるよう電動モータを駆動制御する電動モータ駆動制御手段と、前記電動モータと駆動輪との間を断接可能な断接機構を設け、前記電動モータ駆動制御手段により電動モータを駆動しないときは前記断接機構を切り離す断接機構制御手段と、車両発進時、アクセルが踏み込まれる直前に前記断接機構を接続とし、モータ駆動系のガタを詰める分だけ電動モータに初期トルクを与えるガタ詰め制御手段と、を備えた。
【０００７】
【発明の効果】
よって、本発明にあっては、車両発進時、ガタ詰め制御手段において、アクセルが踏み込まれる直前に断接機構を接続とし、モータ駆動系のガタを詰める分だけ電動モータに初期トルクを与える制御を行うため、モータ駆動系の耐久信頼性を確保しながら、発進時における乗員への違和感の低減により走行フィーリングの向上を達成することができる。
【０００８】
加えて、モータ駆動系のガタ量が経時変化した場合でも、また、モータ駆動系のガタ量初期値を管理しなくても、ガタ詰めが可能であるため、モータ駆動系のコストダウンを図ることが可能である。
【０００９】
【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。
【００１０】
（第１実施例）
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、無端ベルト６を介して発電機７に伝達される。
【００１２】
上記発電機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】
上記モータ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】
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、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】
上記スロットルバルブ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】
上記アクセルペダル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】
上記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】
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。
【００２０】
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。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。
【００２２】
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、検出したモータの回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００２３】
上記クラッチ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。
【００２４】
上記各車輪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。
【００２５】
上記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（電動モータ駆動制御手段）。
【００２６】
上記４ＷＤコントローラ８は、左右後輪３Ｌ，３Ｒによりモータ４が回転されるのを防止し、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を駆動しないときは、前記クラッチ１２を切り離す制御を行う（断接機構制御手段）。
【００２７】
上記４ＷＤコントローラ８は、車両発進時、アクセルペダル１７が踏み込まれる直前に前記クラッチ１２を接続とし、モータ駆動系のギア減速機１１のガタを詰める分だけモータ４に初期トルクを与える制御を行う（ガタ詰め制御手段）。
【００２８】
このガタ詰め制御は、インヒビタースイッチ２８により検出されるレンジ位置がニュートラルレンジ（Ｎレンジ）から走行可能レンジ（Ｄレンジ）にセレクトされた場合、前記クラッチ１２を接続する。そして、ブレーキスイッチ２９からのスイッチ信号によりブレーキペダルが解放されたことが検出された場合、ギア減速機１１のバックラッシュ等によるガタを詰める分だけモータ４に初期トルクを与える。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
［ガタ詰め制御処理］
図３は４ＷＤコントローラ８で実行されるガタ詰め制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３１】
ステップＳ１では、インヒビタースイッチ２８により検出されるレンジ位置がＤレンジか否かが判断され、Ｄレンジである場合はステップＳ２へ移行し、Ｄレンジでない場合にはリターンへ移行する。
【００３２】
ステップＳ２では、クラッチ１２に対し接続指令が出力される。
【００３３】
ステップＳ３では、ブレーキスイッチ２９からのスイッチ信号によりブレーキペダル解放（ブレーキＯＦＦ）か否かが判定され、ブレーキＯＦＦの場合はステップＳ４へ移行し、ブレーキＯＮの場合はリターンへ移行する。
【００３４】
ステップＳ４では、モータ４に回転指令が出力される。このときの指令値は、車両は発進せず、ギア減速機１１のガタを詰める程度の駆動電流がモータ４に供給される程度で良い。
【００３５】
［ガタ詰め制御作用］
モータ４により駆動される後輪駆動系として、第１実施例装置のように、ギア減速機１１を適用し、クラッチ１２としてカム機構を有する多板クラッチを適用した場合、ギア減速機１１のバックラッシュガタに加え、カムを回転させる量のガタ分がさらに加わり、後輪駆動系には大きなガタ量を持つことになる。
【００３６】
よって、発進時、モータ４を停止し、クラッチ１２を解放して左右後輪３Ｌ，３Ｒとモータ４を切り離した状態から、クラッチ１２を締結し、モータ４を発進に必要なトルクで回転駆動すると、後輪駆動系の慣性によりガタ量分を空走し、ガタが詰まった後、急にトルクを伝達するため、ガタが詰められる際、ガタ量が大きいほど、また、モータトルクが大きいほど、大きな衝撃トルクが発生し、
▲１▼発進時に乗員に対し前後加速度変化による違和感を与える。
▲２▼発進時に乗員に対し異音による違和感を与える。
▲３▼駆動系に衝撃力が入り、駆動系の寿命低下を招く。
という問題がある。
【００３７】
これに対し、第１実施例では、ドライバーが発進を意図してレンジ位置をニュートラルレンジからＤレンジへとセレクトすると、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、ステップＳ２にてクラッチ１２の接続指令が出力される。つまり、図４のタイムチャートにおいて、ｔ０の時点でニュートラルレンジからＤレンジへとセレクトすると、ｔ１の時点でクラッチ１２が切断から接続へと移行する。
【００３８】
さらに、ドライバーが発進を意図してブレーキペダルから足を離すと、図３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→ステップＳ４へと進み、ステップＳ４にてモータ４に対し回転指令が出力される。つまり、図４のタイムチャートにおいて、ｔ２の時点でブレーキ信号がＯＮからＯＦＦに移行すると、ｔ２の時点から徐々に上昇するモータ回転数指令が出力され、これによりガタ量を減らすようにモータ４が回転し、ｔ２の時点からｔ３の時点までのモータ回転により後輪駆動系のガタ量が減らされて、ｔ３の時点ではガタ量がゼロになる。
【００３９】
その後、ｔ４の時点でアクセルペダル１７の踏み込みを開始すると、アクセル開度に応じたモータ回転数指令によりモータ４の回転数が上昇すると共に、車速も上昇し、４輪駆動状態での滑らかな発進が達成される。
【００４０】
このように、車両発進時には、アクセルペダル１７が踏み込まれる直前にクラッチ１２を接続とし、モータ駆動系のガタを詰める分だけモータ４に初期トルクを与えるガタ詰め制御を行うようにしたため、従来のように発進時のガタ詰めによる衝撃トルクの発生が防止され、
▲１▼発進時に乗員に与える前後加速度変化による違和感を低減する。
▲２▼発進時に乗員に与える異音による違和感を低減する。
▲３▼モータ駆動系の寿命向上を確保する。
という利点が得られ、発進時の走行フィーリングが大幅に向上する。
【００４１】
次に、効果を説明する。
第１実施例のモータ四輪駆動車の駆動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。
【００４２】
（１）　車両発進時、ガタ詰め制御において、アクセルペダル１７が踏み込まれる直前にクラッチ１２を接続とし、モータ駆動系のガタを詰める分だけモータ４に初期トルクを与える制御を行うため、モータ駆動系の耐久信頼性を確保しながら、発進時における乗員への違和感の低減により走行フィーリングの向上を達成することができる。加えて、モータ駆動系のガタ量が経時変化した場合でも、また、モータ駆動系のガタ量初期値を管理しなくても、ガタ詰めが可能であるため、モータ駆動系のコストダウンを図ることが可能である。
【００４３】
（２）　ガタ詰め制御は、レンジ位置がニュートラルレンジからＤレンジにセレクトされた場合、クラッチ１２を接続するようにしたため、ドライバーが発進を意図してＤレンジセレクト操作を行うと、確実にモータ駆動系のクラッチ１２の接続を行うことができる。
【００４４】
（３）　ガタ詰め制御は、ブレーキペダルが解放された場合、モータ駆動系のガタを詰める分だけモータ４に初期トルクを与えるため、発進のためのアクセル踏み込み操作を行う直前に、ドライバーがブレーキ解放操作を行うと、確実にガタ詰めのためにモータ４を回転させることができる。
【００４５】
以上、本発明のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１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。
【００４６】
例えば、第１実施例では、発進時にＤレンジへのセレクト操作に基づいてクラッチ接続を行い、ブレーキ解放操作に基づいてモータに初期トルクを与える例を示した。これは、発進時のドライバー操作を時系列で考えると、まず、Ｄレンジへのセレクト操作を行い、次にブレーキ解放操作を行い、次にアクセル踏み込み操作を行うのが一般的であることによる。しかし、アクセルペダルが踏み込まれる直前にクラッチを接続とし、モータに初期トルクを与えるものであれば、第１実施例に限られるものではない。例えば、発進時、Ｄレンジへのセレクト操作に基づいてクラッチ接続し、クラッチ接続を確認してモータに初期トルクを与えるようにしても良い。また、発進時、ブレーキ解放操作に基づいてクラッチ接続し、クラッチ接続を確認してモータに初期トルクを与えるようにしても良い。
【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４ＷＤコントローラで実行されるガタ詰め制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１実施例装置でのガタ詰め制御時におけるレンジ位置、ブレーキ信号、アクセル開度、クラッチ断接状態、モータ回転数指令、モータ回転数、ガタ量、車速の各特性を示すタイムチャートである。
【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
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
【図１】
2004088872.tif 000003
【図２】
2004088872.tif 000004
【図３】
2004088872.tif 000005
【図４】
2004088872.tif 000006