(57)【要約】【課題】それぞれの駆動モータで左右輪が個別に駆動される車両であっても、簡易な手段で車両走行の旋回安定性などを向上できる。【解決手段】左右後輪３Ｌ、３Ｒをそれぞれ駆動する駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを備える。その２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲは、エンジンで駆動される発電機７からの電力によって駆動される。２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲと発電機７とは、走行状態に応じて、電気的に直列若しくは並列に接続される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右で対をなす左右輪の各輪をそれぞれ個別のモータで独立して駆動可能に構成すると共にその複数のモータに電力を供給する電源を備えた車両において、
上記電源に対し上記複数のモータを電気的に並列に接続する並列回路と、上記電源に対し上記複数のモータを電気的に直列に接続する直列回路と、上記電源に対する上記複数のモータの電気的接続を上記並列回路若しくは直接回路の一方に選択的に設定する回路切替手段と、車両の走行状態若しくは運転者の操作に応じて上記電源に対する上記複数のモータの電気的接続を上記並列回路若しくは直接回路の一方とする回路制御手段とを備えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
【請求項２】
車両の走行状態が旋回走行中か否かを判断する旋回判断手段を備え、上記回路制御手段は、車両が旋回中と判断した場合には上記直列回路を選択することを特徴とする請求項１に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項３】
車両の走行状態がオーバーステア傾向か否かを判断するオーバーステア判断手段を備え、上記回路制御手段は、オーバステア傾向と判断した場合には上記並列回路を選択することを特徴とする請求項１に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項４】
個々のモータで個別に駆動される左右輪の各加速スリップの有無を検出する加速スリップ検出手段と、上記回路制御手段は、左右輪のうちの一方だけが加速スリップしていると判断した場合には上記並列回路を選択することを特徴とする請求項１に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項５】
運転者の操作によって上記並列回路及び直列回路の一方を選択可能な選択操作部を備え、上記回路制御手段は、選択操作部で指示された回路を選択することを特徴とする請求項１に記載した車両の駆動制御装置。
【請求項６】
前後輪の一方を内燃機関で駆動し、前後輪の他方を上記モータで駆動する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載した車両の駆動制御装置であって、上記電源は、上記内燃機関の動力で駆動される発電機であることを特徴とする車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪の全部若しくは一部をモータで駆動する車両の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の車輪の一部をモータで駆動する従来の駆動制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
この駆動制御装置では、左右前輪をエンジンで駆動すると共に左右後輪の各輪を個別のモータで駆動する構成となっている。左右後輪をそれぞれ駆動する２台のモータを車両後側の車幅方向中央部に配置し、各モータを、それぞれの減速機を介して対応する車輪に連結している。
【０００３】
上記２台のモータには、電源である第２ジェネレータから電力が供給されると共に電子制御ユニットによって界磁電流が制御されることで起電力、さらには接続される各車輪での発生駆動力を制御する。そして、従来技術にあっては、第２ジェネレータなどからなる電源と２台のモータとは、常に電気的に並列に接続されて構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３１８４７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術にあっては、共通の電源に対し２台のモータが電気的に並列に接続されていることから、モータの直流抵抗値や誘起電圧（逆起電力）のバラツキによって、２台のモータの電機子電流値が異なる結果、左右輪の発生駆動力に差が生じるおそれがある。この駆動力の左右差は、直進走行時における安定性に影響が出る。
【０００６】
例えば、片輪だけが砂地を走行して走行抵抗が大きい場面や左右輪が接触する路面μが異なる場面など、左右の車輪の走行抵抗が互いに異なる場合、左右輪すなわち左右の各モータの回転数に差がでると、モータに発生する誘起電圧に差が生じるために電流値すなわち左右輪の駆動トルクに差が生じて直進性が低下することになる。
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、左右輪がそれぞれの駆動モータで個別に駆動される車両であっても、簡易な手段で適切な走行状態を確保可能な車両の駆動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、本発明は、左右で対をなす左右輪の各輪をそれぞれ個別のモータで独立して駆動可能に構成すると共にその複数のモータに電力を供給する電源を備えた車両において、
上記電源に対し上記複数のモータを電気的に並列に接続する並列回路と、上記電源に対し上記複数のモータを電気的に直列に接続する直列回路と、上記電源に対する上記複数のモータの電気的接続を上記並列回路若しくは直接回路の一方に選択的に設定する回路切替手段と、車両の走行状態若しくは運転者の操作に応じて上記電源に対する上記複数のモータの電気的接続を上記並列回路若しくは直接回路の一方とする回路制御手段とを備えることを特徴とする車両の駆動制御装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、走行状態や運転者の意思に応じてモータの電気的な接続回路を切り換えることで、安定性重視や旋回性重視や加速性重視などに、左右輪の駆動力を制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。
この図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、内燃機関であるエンジン２によって駆動されると共に、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、それぞれ個別の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲによって個々に駆動可能となっている。すなわち、左右の後輪３Ｌ、３Ｒは、それぞれ個別の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲによって独立して駆動されるようになっている。
【００１０】
本実施形態では、上記各駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動軸はそれぞれ、対応する後輪３Ｌ、３Ｒの車軸に、減速機１１ＲＬ、１１ＲＲ及びクラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲを介して直接接続されている。
また、上記エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション３０及びディファレンスギア３１を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されるようになっている。
上記トランスミッション３０には、現在の変速のレンジを検出するシフト位置検出手段３２が設けられ、該シフト位置検出手段３２は、検出したシフト位置信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１１】
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（加速指示操作部）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４０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４０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。
【００１２】
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、駆動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の出力トルクを制御することができる。
【００１３】
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、検出した信号をエンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
また、符号３４は制動指示操作部を構成するブレーキペダルであって、そのブレーキペダル３４のストローク量がブレーキストロークセンサ３５によって検出される。該ブレーキストロークセンサ３５は、検出したブレーキストローク量を制動コントローラ３６及び４ＷＤコントローラ８に出力する。制動コントローラ３６は、入力したブレーキストローク量に応じ、各車輪１Ｌ、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒに装備したディスクブレーキなどの制動装置３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲによって、車両に作用する制動力を制御する。
【００１４】
また、上記エンジン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に伝達されることで、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で回転する。
上記発電機７は、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によって発電機制御指令値ｃ１（デューティ比）が制御されることで、界磁電流Ｉｆｈを通じて、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。すなわち、電圧調整器２２は、４ＷＤコントローラ８から発電機制御指令ｃ１を入力し、その発電機制御指令ｃ１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。
【００１５】
その発電機７が発電した電力は、電線９を通じて２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに供給可能となっている。上記電線９の途中には、ジャンクションボックス１０及びスイッチボックス４１が介装されている。
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２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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（駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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から指令によって駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに供給される電圧（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００１６】
上記スイッチボックス４１は、発電機７と左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲとの電気的接続を直列と並列の一方に選択する切り換え器であって、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの各アーマチュアコイルの両端に接続した２本のライン９ａ、９ｂ及び９ｃ、９ｄの各端部が、それぞれ、図２に示すように、上記スイッチボックス４１に接続されていて、４ＷＤコントローラ８からの信号によって、発電機７と左右のモータ４ＲＬ、４ＲＲとの電気的接続状態を切り換える。すなわち、直列指令を入力すると、スイッチボックス４１内は図２（ａ）の位置状態になることで、発電機７からの電線９が左駆動モータ４ＲＬのアーマチュアコイルの一端にライン９ａを通じて接続され、該左駆動モータ４ＲＬのアーマチュアコイルの他端が、ライン９ｂ及び９ｃを通じて右駆動モータ４ＲＲのアーマチュアコイルの一端に接続し、且つ該右駆動モータ４ＲＲのアーマチュアの他端部がライン９ｄ及びスイッチボックス４１を通じてグランドされる結果、左右のモータ４ＲＬ、４ＲＲは発電機７に対し電気的に直列に接続して直列回路を構成する。一方、並列指令を入力すると、図２（ｂ）に示す位置に切り換えることで、発電機７からの電線９は、ライン９ａ、９ｃに分岐して、左右輪の各モータ４ＲＬ、４ＲＲのアーマチュアの一端に接続され、左右輪の各モータ４ＲＬ、４ＲＲのアーマチュアの他端部がライン９ｂ、９ｄを通じてグランドされる結果、左右のモータ４ＲＬ、４ＲＲは発電機７に対して電気的に並列に接続されて並列回路を構成する。ここで、上記スイッチボックス４１は、回路切換手段を構成する。
【００１７】
また、上記２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲは、４ＷＤコントローラ８からの指令によって界磁電流が個別に制御され、その界磁電流の調整によってそれぞれ接続する後輪３Ｌ、３Ｒへの駆動トルクが調整される。
上記各駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動軸の回転数Ｎｍを検出する駆動モータ用回転数センサ２６を備え、該駆動モータ用回転数センサ２６は、検出した駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１８】
また、上記各クラッチ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て接続状態又は切断状態となる。
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。
【００１９】
さらに、選択操作部を構成する回路切換操作部４２が運転席に設けられて、運転者が選択したモードが４ＷＤコントローラに供給される。本実施形態では、選択されるモードとして「ＡＵＴＯモード」と「ＬＳＤモード」の２種類のモードとする。「ＡＵＴＯモード」は、走行状態に応じて直列回路と並列回路の一方が自動的に選択されて使用されるモードであり、「ＬＳＤモード」は強制的に並列回路を選択するモードである。
【００２０】
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、及び回路制御手段を構成する回路切換制御部８Ｈを備える。
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の発電機指令値ｃ１を出力して界磁電流Ｉｆｈを調整する。
【００２１】
リレー制御部８Ｂは、発電機７から駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲへの電力供給の遮断・接続を制御する。
クラッチ制御部８Ｄは、上記各クラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲにクラッチ制御指令を出力することで、左右のクラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲの状態を制御する。
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、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。
【００２２】
次に、余剰トルク演算部８Ｅでは、図４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。
【００２３】
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。
【００２４】
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Ｓ３０に移行し、Ｔｈにゼロを代入した後、復帰する。
【００２５】
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Ｓ４０に移行する。
ステップＳ４０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Ｓ５０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。
【００２６】
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Ｓ５０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Ｓ６０に移行する。
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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。
【００２７】
ステップＳ６０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、復帰する。
Ｔｈ  ＝  ＴＧ  ＋  ＴΔＶＦ
次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図５に基づいて説明する。
すなわち、まず、ステップＳ１１０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Ｓ１２０に移行する。
【００２８】
ステップＳ１２０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Ｓ１３０に移行する。
ΔＴｂ＝  Ｔｈ  −  ＨＱ
ステップＳ１３０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Ｓ１４０に移行する。
【００２９】
ステップＳ１４０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Ｓ１５０に移行する。
ＴｅＭ  ＝Ｔｅ  −ΔＴｂ
ステップＳ１５０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。
【００３０】
次に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図６に基づいて説明する。
なお、この余剰トルク変換部８Ｇの処理の全部若しくは１部の処理については、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ毎に個別に実施しても良い。
まず、ステップＳ２００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ので、ステップＳ２２０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状態であるので、そのまま復帰する。
【００３１】
次に、ステップＳ２２０では、駆動モータ用回転数センサ２１が検出した駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍを入力し、その駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに応じた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを算出し、当該目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを電動モータ制御部８Ｃに出力した後、ステップＳ２３０に移行する。
【００３２】
ここで、上記駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに対する目標駆動モータ界磁電流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、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流Ｉｆｍを小さくする。すなわち、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが高速回転になると駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの誘起電圧Ｅの上昇により駆動モータトルクが低下することから、上述のように、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍが所定値以上になったら駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに流れる電流を増加させて所要駆動モータトルクを得るようにする。この結果、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが高速回転になっても駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの誘起電圧Ｅの上昇を抑えて駆動モータトルクの低下を抑制するため、所要の駆動モータトルクを得ることができる。また、駆動モータ界磁電流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。
【００３３】
なお、所要の駆動モータトルクに対し駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに応じて界磁電流Ｉｆｍを調整することで駆動モータトルクを連続的に補正する駆動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、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの回転数Ｎｍに応じて駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流Ｉｆｍを調整すると良い。この結果、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲが高速回転になっても駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの誘起電圧Ｅの上昇を抑え駆動モータトルクの低下を抑制するため、所要の駆動モータトルクを得ることができる。また、なめらかな駆動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、常に駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動効率が良い状態にすることができる。
【００３４】
次に、ステップＳ２３０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に基づきマップなどから対応する目標駆動モータトルクＴｍを算出して、ステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２４０では、上記目標駆動モータトルクＴｍ及び目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍを変数として、マップなどに基づき、対応する目標電機子電流Ｉａを求め、ステップＳ２６０に移行する。
【００３５】
ステップＳ２６０では、上記目標電機子電流Ｉａに基づき、発電機制御指令値であるデューティ比ｃ１を演算し出力した後に、復帰する。
次に、モータ制御部８Ｃの処理を説明する。モータ制御部８Ｃでは、余剰トルク変換部８Ｇが求めた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍとなるように、２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流をそれぞれ調整することで、当該駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲのトルクを所要の値に調整する。
【００３６】
次に、回路切換制御部８Ｈの処理について説明する。
回路切換制御部８Ｈ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図７に示すような処理を行う。
まずステップＳ４００にて、回路切換操作部４２で運転者が選択したモードが「ＡＵＴＯモード」か否かを判定し、「ＡＵＴＯモード」と判定した場合にはステップＳ４１０に移行する。一方、「ＬＳＤモード」と判定した場合には、ステップＳ４３０に移行する。なお、回路切換操作部４２の既定値は、例えば「ＬＳＤモード」としておく。
【００３７】
ステップＳ４１０では、舵角センサの信号に基づく舵角量や横Ｇセンサによる車両に生じている横Ｇの大きさ、左右車輪速差などが予め定められた所定値以上か否かによって、車両の走行状態が旋回走行状態であるか否かを判定し、旋回状態と判定した場合にはＳ４２０に移行し、旋回状態でないと判定した場合にはステップＳ４３０に移行する。
【００３８】
ステップＳ４２０では、例えば、車体速度及び舵角から求められる目標ヨーレートと、実際に検出される実ヨーレートとの偏差の方向（プラス方向かマイナス方向）に基づき、旋回状態がオーバステア傾向か否かを判定し、オーバステア傾向と判定した場合には、ステップＳ４３０に移行し、オーバステア傾向でないと判定した場合にはステップＳ４４０に移行する。
【００３９】
ステップＳ４３０では、スイッチボックス４１に並列回路とする並列指令を出力して処理を終了する。
また、ステップＳ４４０では、スイッチボックス４１に直列回路とする直列指令を出力して処理を終了する。
ここで、ステップＳ４１０が旋回判断手段を、ステップＳ４２０がオーバステア判断手段をそれぞれ構成する。
【００４０】
次に、エンジンコントローラ１８の処理について説明する。
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図８に示すような処理が行われる。
すなわち、まずステップＳ６１０で、アクセルセンサ４０からの検出信号に基づいて、運転者の要求する目標出力トルクＴｅＮを演算して、ステップＳ６２０に移行する。
【００４１】
ステップＳ６２０では、４ＷＤコントローラ８から制限出力トルクＴｅＭの入力があるか否かを判定する。入力が有ると判定するとステップＳ６３０に移行する。一方、入力が無いと判定した場合にはステップＳ６７０に移行する。
ステップＳ６３０では、目標出力トルクＴｅＮが制限出力トルクＴｅＭがよりも大きいか否かを判定する。制限出力トルクＴｅＭよりも目標出力トルクＴｅＮの方が大きいと判定した場合には、ステップＳ６４０に移行する。一方、制限出力トルクＴｅＭの方が大きいか目標出力トルクＴｅＮと等しければステップＳ６７０に移行する。
【００４２】
ステップＳ６４０では、目標出力トルクＴｅＮに制限出力トルクＴｅＭを代入することで目標出力トルクＴｅＮを減少して、ステップＳ６７０に移行する。
ステップＳ６７０では、スロットル開度やエンジン回転数などに基づき、現在の出力トルクＴｅを算出してステップＳ６８０に移行する。
ステップＳ６８０では、現在の出力トルクＴｅに対する目標出力トルクＴｅＮの偏差分ΔＴｅ′を下記式に基づき出力して、ステップＳ６９０に移行する。
【００４３】
ΔＴｅ′  ＝ＴｅＮ  −  Ｔｅ
ステップＳ６９０では、その偏差分ΔＴｅに応じたスロットル開度θの変化分Δθを演算し、その開度の変化分Δθに対応する開度信号を上記ステップモータ１９に出力して、復帰する。
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。
【００４４】
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、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、各クラッチ１２ＲＬ、１２ＲＲが接続されて左右後輪３Ｌ、３Ｒが対応する駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動軸にそれぞれ接続されると共に、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が発電することによって、４輪駆動状態に移行する。続いて、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とで、２輪駆動状態に移行する。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。
【００４５】
しかも、発電機７で発電した余剰の電力によって駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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。
【００４６】
４輪駆動状態となったときに、共通の電源である発電機７から左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに対して電機子電流が供給されるが、車両旋回状態と判定されかつオーバステア傾向でなければ、電源としての発電機７に対する左右駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの電気的接続として直列回路が選択される。ここで、車両の旋回時においては、内輪側の車輪速度つまり内輪側のモータ速度が相対的に遅くなることから、外輪に比べて内輪の方が誘起電圧が低くなり、並列回路を採用した場合には、内輪側のモータトルクが大きくなって曲がりにくくなる。これに対し、本実施形態のように直列回路を選択することで、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲで誘起電圧に差が生じても左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに供給される電機子電流値は常に同一となるため、上記並列回路のように曲がり難くなることが回避される。
【００４７】
ただし、オーバステア傾向にある場合には、並列回路に変更して曲がりにくくすることでオーバステア傾向を抑制するモーメントが車両に作用して安定性が向上する。
このように、車両の旋回状態に応じて適切な電気的接続を選択的に切り換えるという簡単なことで、所定の旋回性及び旋回安定性が向上する。
【００４８】
また、本実施形態では、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲは、それぞれ対応する車輪の近傍に配置される結果、つまり、車両中央部に２台の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを配置しない結果、車体後側のフロアを下げてフロアスペースを大きくする効果も有する。もっとも、従来例のように、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲを車幅方向中央部に配置してもよい。
【００４９】
ここで、上記実施形態では、前輪が加速スリップした場合に後輪３Ｌ、３Ｒを駆動する構成で説明しているが、アクセル開度などに応じて４輪駆動状態に移行するシステムであっても適用可能である。また、４ＷＤスイッチを設け、４ＷＤスイッチによって４輪駆動状態と２輪駆動状態とを切り替える駆動制御構成であっても良い。すなわち、駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動制御は上記制御に限定されない。
【００５０】
また、上記実施形態では、発電機７の発電した電圧で駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲ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。２台の駆動駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲヘ電力供給できる共通のバッテリを備えるシステムに採用しても良い。この場合には、バッテリから電力を供給するようにすればよいし、さらにはバッテリからの供給と共に発電機７からの電力供給も併行して行うようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、前輪を駆動する主駆動源として内燃機関を例示しているが、主駆動源をモータから構成しても良い。このとき、前輪についても左右輪を個別にモータで駆動する構成を採用し、上記モータ制御を適用しても構わない。
また、本願発明は、２輪駆動の電気自動車であっても良く、左右に独立してモータを設置する形式のモータ駆動車両であれば適用可能である。
【００５２】
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部分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、上記第１実施形態と同じであるが、回路切換制御部８Ｈの処理が異なる。また、本実施形態の回路切換操作部４２のモードを、「ＡＵＴＯモード」、「並列モード」、及び「直列モード」の３種類とする。
【００５３】
第２実施形態の回路切換制御部８Ｈでは、所定サンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいて図９に示すような処理を行う。
まずステップＳ８００にて、回路切換操作部４２で運転者が選択したモードが「ＡＵＴＯモード」か否かを判定し、「ＡＵＴＯモード」と判定した場合にはステップＳ８１０に移行する。一方、「ＡＵＴＯモード」でないと判定した場合にはステップＳ８２０に移行する。
【００５４】
ステップＳ８１０では、左右輪のモータ駆動輪のうち片輪だけが加速スリップしているか否かを判定し、片輪だけが加速スリップしていると判定した場合にはステップＳ８３０に移行し、そうでないと判定した場合にはステップＳ８４０に移行する。左右輪の片輪だけが加速スリップしているか否かの判定は、たとえば、検出される車体速度及び舵角や横Ｇから旋回半径を求め、その旋回半径を基に算出される左右の各基準車輪速度に対し、左右輪の一方の実際の車輪速度が大きいか否かなどから、左右輪の一方が加速スリップしていることを検出すればよい。このステップＳ８１０は、加速スリップ検出手段を構成する。
【００５５】
ステップＳ８２０では、回路切換操作部４２で運転者が選択したモードが「並列モード」か否かを判定して、「並列モード」と判定した場合には、ステップＳ８３０に移行し、そうでない、つまり「直列モード」の場合にはステップＳ８４０に移行する。
ステップＳ８３０では、スイッチボックス４１に並列回路とする並列指令を出力して処理を終了する。また、ステップＳ８４０では、スイッチボックス４１に直列回路とする直列指令を出力して処理を終了する。
【００５６】
ここで、回路切換制御部８Ｈの処理として、直進走行中は、上記図９に示す処理を使用し、旋回中は、上記第１実施形態で示した図７の処理を使用するようにしても良い。
また、本第２実施形態のモータ制御部では、直列回路が選択されていると判定した場合には、次の直列回路用の制御を行う。この直列回路用制御部は、図１０に示すように、作動判定部５０、目標ヨーレート検出部５１、実ヨーレート検出部５２、上記偏差演算部５３、極性反転部５４、左後輪制御部５５、及び右後輪制御部５６を備える。作動判定部５０は、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流指令値を補正するか否かを判定する。作動判定部５０は、次の▲１▼〜▲３▼の条件を満足していると判定すると、界磁電流指令値を補正を実施するとして、目標ヨーレート検出部５１、実ヨーレート検出部５２に起動指令を出力する。また、下記の▲１▼〜▲３▼の条件を満足し無くなると、停止指令を出力する。
【００５７】
▲１▼Ｔｈ＞０、つまり、発電機７が発電して４輪駆動状態となっている。
▲２▼ＴＣＳ制御などの強制制動制御が実施されていない。
▲３▼ステアリングホイールの操舵角がゼロ近傍、つまり、操舵角の絶対値が所定角度以内である。所定角度とは、運転者が直進走行を指示しているとされる、ステアリングホイールの操作量の範囲内であることを指す。
【００５８】
次に、目標ヨーレート検出部５１は、起動指令を入力すると作動を開始して、舵角センサからの操舵角検出値を入力すると共に車速センサから車速を入力して、公知の計算によって目標ヨーレートを演算して偏差演算部５３に連続的に出力する。
同様に、実ヨーレート検出部５２は、ヨーレートセンサからの信号に基づき実ヨーレート値を偏差演算部５３に連続的に出力する。
【００５９】
偏差演算部５３は、入力した目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差を演算して、その偏差量に応じた値を、直接に左後輪制御部５５へ出力すると共に、極性反転部５４を介して極性を反転させてから右後輪制御部５６に出力する。
上記偏差演算部５３は、作動増幅部５３Ａ、積分回路５３Ｂ、及びサンプル／ホールド回路５３Ｃから構成される。作動増幅部５３Ａは、目標ヨーレートよりも実ヨーレートが右旋回傾向にある場合を「プラス値」、左旋回傾向にある場合を「マイナス値」として偏差量を求め、続いて積分回路５３Ｂで、例えば時定数１秒程度のフィルタでＡＣ分を除去し、サンプル／ホールド回路５３Ｃで車輪スリップ時及び舵角が所定舵角以上の場合には直前の値を保持する処理を行う。
【００６０】
次に、左後輪制御部５５は、余剰トルク変換部８Ｇが求めた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍに偏差演算部５３から入力した偏差値を加算した値を左後輪側駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲのモータ界磁電流となるように制御する。
また、右後輪制御部５６は、余剰トルク変換部８Ｇが求めた目標駆動モータ界磁電流Ｉｆｍに偏差演算部５３から入力した、極性を反転した偏差値を加算した値を右後輪側駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲのモータ界磁電流となるように制御する。
【００６１】
本実施形態の作用効果などについて説明する。
直進走行時であって左右輪に車輪速差がほとんど無い状態では、直列回路を選択する結果、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの電機子電流が同じとなり、当該左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動トルクが同じ値に、さらには、その各駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに駆動される左右輪で発生する駆動力が同じ値になる。この結果、左右後輪３Ｌ、３Ｒが個別にモータで駆動される車両であっても、車両の直進走行時の安定性が向上する。
【００６２】
さらに、理論的には、上述のように直進走行状態では、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動トルクは等しいはずであるが、機械・磁界効率の違いなどによって、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの駆動トルクに差が出るおそれがある。これに対して、本第２実施形態では、目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差から、左右後輪３Ｌ、３Ｒの発生駆動力差に応じた値を演算し、その偏差が小さくなる方向に、左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流値をそれぞれ補正しているので、より直進走行時の安定性が向上する。
【００６３】
ここで、界磁電流の補正は、路面摩擦係数の左右アンバランスの影響を受けないように、ＴＣＳ制御などが行われていないグリップ走行時に行っている。さらに、旋回時のヨーレートで偏差を検出しないように舵角がゼロ近傍付近の場合にのみ界磁電流の補正を行うようにしている。また、界磁電流の変化で２つのモータ４ＲＬ、４ＲＲの端子電圧の和が変化しないように、界磁電流の補正量の絶対値が左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲで同じ値となるように修正している。また、左右の界磁電流の補正値は、一方の値の極性を反転しているだけであるので、演算が簡易である。
【００６４】
さらに、直進走行時であっても、左右輪の一方が加速スリップしている場合には、並列回路に切り替わることで差動制限機能が働いて加速スリップしていない車輪側へ確実に駆動トルクが掛かることで加速性が確保できる。
その他の構成や作用・効果は第１実施形態と同様である。
【００６５】
ここで、モータ制御部８Ｃの上記直列回路用制御部を、図１１に示すように、作動判定部５０、右輪駆動トルク演算部６１、左輪駆動トルク演算部６２、偏差演算部５３、極性反転部５４、左後輪制御部５５、及び右後輪制御部５６から構成しても良い。すなわち、右輪駆動トルク演算部６１は、右側の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに設けたトルクセンサからの信号に基づき右後輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクを演算して作動増幅部５３Ａに出力する。左輪駆動トルク演算部６２は、左側の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲに設けたトルクセンサからの信号に基づき左後輪３Ｌ、３Ｒの駆動トルクを演算して作動増幅部５３Ａに出力する。作動増幅部５３Ａは、右輪駆動トルクが大きいときにプラス値で偏差を出力し、左輪駆動トルクが大きいときにマイナス値で偏差を出力する。その他のモータ制御部８Ｃの構成は、上記第２実施形態のモータ制御部８Ｃと同じである。この場合には、左右の駆動トルク差から左右輪の発生駆動力の偏差に応じた値を演算し、その偏差が小さくなるように左右の駆動モータ４ＲＬ、４ＲＲの界磁電流値をそれぞれ補正する。
【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実施形態に係るスイッチボックスの状態を示す図であって、（ａ）は直列回路状態を、（ｂ）は並列回路状態をそれぞれ示す図である。
【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実施形態に係る余剰トルク演算部の処理を示す図である。
【図５】本発明に基づく第１実施形態に係る目標トルク制御部の処理を示す図である。
【図６】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７】本発明に基づく第１実施形態に係る回路切換制御部の処理を示す図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係るエンジンコントローラの処理を示す図である。
【図９】本発明に基づく第２実施形態に係る回路切換制御部の処理を示す図である。
【図１０】本発明に基づく第２実施形態に係る直列回路用制御部を示すブロック図である。
【図１１】本発明に基づく第２実施形態に係る直列回路用制御部を示す別のブロック図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ    前輪
２    エンジン
３Ｌ、３Ｒ    後輪
４ＲＬ、４ＲＲ、４ＦＬ、４ＦＲ
駆動モータ
６    ベルト
７    発電機
８    ４ＷＤコントローラ
８Ａ    発電機制御部
８Ｂ    リレー制御部
８Ｃ    モータ制御部
８Ｄ    クラッチ制御部
８Ｅ    余剰トルク演算部
８Ｆ    目標トルク制限部
８Ｇ    余剰トルク変換部
８Ｈ    回路切換制御部
９    電線
９ａ、９ｂ  左輪側のライン
９ｃ、９ｄ  右輪側のライン
１０  ジャンクションボックス
１１ＲＬ、１１ＲＲ  減速機
１２ＲＬ、１２ＲＲ  クラッチ
２１  エンジン回転数センサ
２２  電圧調整器
２３  電流センサ
２６  駆動モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ
車輪速センサ
３０  トランスミッション
３１  ディファレンシャル・ギヤ
３２  シフト位置検出手段
３４  ブレーキペダル
３５  ブレーキストロークセンサ
３６  制動コントローラ
３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲ
制動装置
４０  アクセルセンサ
４１  スイッチボックス
４２  回路選択操作部
５０    作動判定部
５１    目標ヨーレート検出部
５２    実ヨーレート検出部
５３    偏差演算部
５３Ａ  作動増幅部
５３Ｂ  積分回路
５３Ｃ  サンプル／ホールド回路
５４    極性反転部
５５    左後輪制御部
５６    右後輪制御部
６１    右輪駆動トルク演算部
６２    左輪駆動トルク演算部
７０    バッテリ
７１    電流制御回路
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      目標電機子電流
Ｉｆｍ    目標駆動モータ界磁電流
Ｅ        駆動モータの誘起電圧
Ｎｍ      駆動モータの回転数（回転速度）
ＴＧ      発電機負荷トルク
Ｔｈ      目標発電機負荷トルク
Ｔｅ      エンジンの出力トルク
【図１】
2004320926.tif 000004
【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】
2004320926.tif 000009
【図７】
2004320926.tif 000010
【図８】
2004320926.tif 000011
【図９】
2004320926.tif 000012
【図１０】
2004320926.tif 000013
【図１１】
2004320926.tif 000014