(57)【要約】【課題】前輪をエンジン、後輪をモータで駆動するバッテリレスモータ四輪駆動車の極低μ路発進時のける加速走行を滑らかなものとする。【解決手段】エンジン駆動輪である前輪の回転速度の増加率が所定値以上であるときには、まず駆動力低減制御を禁止し、自動変速機のギヤ位置をニュートラルとすると共に、モータのみで車両を駆動するのに必要なトルクを求め、そのトルクを得るために必要な電力を求め、その電力を得るために必要なエンジン回転速度を求めてフィードバック制御する。システムに電圧上限値がある場合には、エンジン回転速度の上限値を設定して、それ以下の領域でエンジン回転速度を制御する。走行速度がモータによる車両推進上限値になったら制御を終了する。【選択図】      図４
2005178689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、他方を電動機で駆動可能とすると共に、エンジンで発電機を駆動し、発電機で発電された電力で電動機を駆動する四輪駆動車両において、前記電動機で車輪を駆動するときには、前記エンジンの駆動力低減制御を禁止することを特徴とする四輪駆動車両。
【請求項２】
前後輪の何れか一方を駆動するエンジンと、前後輪の何れか他方を駆動可能な電動機と、前記エンジンで駆動され且つ発電した電力で前記電動機を駆動する発電機と、前記電動機による車輪の駆動状態を制御する電動機駆動手段と、前記エンジンの駆動力を低減する駆動力低減制御手段と、前記電動機駆動手段によって電動機で車輪を駆動するときに、前記駆動力低減制御手段によるエンジンの駆動力低減制御を禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とする四輪駆動車両。
【請求項３】
エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、前記禁止手段は、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジンの回転速度の増加率が所定値以上であるときに、前記駆動力低減制御手段によるエンジンの駆動力低減制御を禁止することを特徴とする請求項２に記載の四輪駆動車両。
【請求項４】
前記エンジンによって駆動される車輪とエンジンとの間に駆動力の伝達を遮断する駆動力遮断手段を備え、前記禁止手段は、前記駆動力低減手段によるエンジンの駆動力低減制御禁止中、前記駆動力遮断手段によってエンジンから車輪への駆動力の伝達を遮断することを特徴とする請求項２又は３に記載の四輪駆動車両。
【請求項５】
前記電動機のみによって車両を駆動するのに必要な電動機トルクを算出する必要電動機トルク算出手段と、前記必要電動機トルク算出手段で算出された必要電動機トルクを発生するのに必要な前記発電機の発電電力を算出する必要電力算出手段と、前記必要電力算出手段で算出された発電電力を得るのに必要なエンジン回転速度の下限値を算出する要求エンジン回転速度下限値算出手段とを備え、前記禁止手段は、前記駆動力遮断手段によってエンジンから車輪への駆動力の伝達を遮断したときに、前記要求エンジン回転速度下限値算出手段で算出されたエンジン回転速度の下限値以上の領域でエンジン回転速度を制御することを特徴とする請求項４に記載の四輪駆動車両。
【請求項６】
前記電動機によって発電された電力で電動機を駆動する際の電圧上限値から要求エンジン回転速度の上限値を算出する要求エンジン上限値算出手段を備え、前記禁止手段は、前記駆動力遮断手段によってエンジンから車輪への駆動力の伝達を遮断したときに、前記要求エンジン回転速度上限値算出手段で算出されたエンジン回転速度の上限値以下の領域でエンジン回転速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の四輪駆動車両。
【請求項７】
前記禁止手段は、前記要求エンジン回転速度下限値算出手段で算出されたエンジン回転速度の下限値を目標エンジン回転速度とすると共に、前記要求エンジン回転速度上限値算出手段で算出されたエンジン回転速度の上限値以下の領域で、前記目標エンジン回転速度に追従するようにエンジン回転速度を制御することを特徴とする請求項６に記載の四輪駆動車両。
【請求項８】
前記電動機のトルクだけでは車両を加速できないことを検出する加速不能検出手段を備え、前記禁止手段は、前記加速不能検出手段により電動機トルクだけで車両を加速できないことが検出されたときに、前記駆動力低減制御手段によるエンジンの駆動力低減制御を復帰することを特徴とする請求項２乃至７の何れか一に記載の四輪駆動車両。
【請求項９】
前記禁止手段は、前記要求エンジン回転速度下限値算出手段で算出されたエンジン回転速度の下限値が予め設定されたエンジン回転速度の上限値以上であるときに、前記駆動力低減制御手段によるエンジンの駆動力低減制御を復帰することを特徴とする請求項５乃至８の何れか一に記載の四輪駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、前後輪の何れか他方を電動機（モータ）で駆動可能とした四輪駆動車両に関し、特にエンジンで発電機を駆動し、その発電機で発電された電力で電動機を駆動するバッテリレスの四輪駆動車両に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
このような四輪駆動車両としては、例えば前後輪の何れか一方（以下、主駆動輪とも記す）をエンジンで駆動し、前後輪の何れか他方（以下、従駆動輪とも記す）をモータで補助駆動するように構成すると共に、エンジンで発電機を駆動し、その発電機で発電された電力でモータを直接駆動する、所謂バッテリレス（発電機とモータとの間に蓄電装置がない）のモータ四輪駆動車両がある（例えば特許文献１参照）。そして、路面反力トルクが運転者の要求トルクよりも小さい場合には、その差分に応じた発電負荷トルクとなるように発電機を制御し、更に主駆動輪スリップ時にエンジンの駆動力を低減する制御を行うにあたっては、当該発電機負荷トルク分だけ、制御量を小さくする。
【特許文献１】特開２００３−４７１０９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の四輪駆動車両では、主駆動輪のスリップ時にエンジンの駆動力低減制御を行うことにより、発電機の発電電力が低減し、十分な電力をモータに供給できなくなり、その結果、必要なモータトルクを出力できなくな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あり、十分な電力をモータに供給して必要なモータトルクを得ることが可能な四輪駆動車両を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の四輪駆動車両は、前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、他方を電動機（モータ）で駆動可能とすると共に、エンジンで発電機を駆動し、発電機で発電された電力でモータを駆動する四輪駆動車両において、前記モータで車輪を駆動するときには、前記エンジンの駆動力低減制御を禁止することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
而して、本発明の制動制御装置によれば、モータで車輪を駆動するときには、エンジンの駆動力低減制御を禁止する構成としたため、十分なエンジン駆動力を得て十分な電力を発電することができ、もってモータに十分な電力を供給して必要なモータトルクを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の一実施形態について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、前左右輪１Ｌ、１Ｒが、エンジン２によって駆動される主駆動輪であり、後左右輪３Ｌ、３Ｒが、モータ（電動機）４によって駆動可能な従駆動輪である。
エンジン２の回転トルクＴｅが、トランスミッション３０及びディファレンスギア３１を通じて前左右輪１Ｌ、１Ｒに伝達される。
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四輪駆動（以下、４ＷＤとも記す）コントローラ８に出力する。なお、本実施形態のトランスミッション３０は自動変速機である。
【０００７】
また、上記エンジン２には発電機７が取付けられている。この発電機７は、例えばエンジン２内の回転軸、例えばカムシャフトやクランクシャフト、或いはそれらと共に回転する歯車軸等にプーリを介して接続されている。この発電機７は、エンジン２の回転速度Ｎｅにプーリ比を乗じた回転速度Ｎｈで回転し、その回転速度Ｎｈに応じた電流を発電すると共に、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（パワーケーブル）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。
【０００８】
また、前記エンジン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、通常時は、アクセルペダル１７の踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。但し、このスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏込み量に機械的に連動していない、所謂アクセル・バイ・ワイヤであり、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スロットル開度が調整制御される。具体的には、アクセルペダル１７の踏込み量、即ちアクセル開度Ａｃｃ1 をアクセルセンサ１６で検出し、通常は、その検出されたアクセル開度Ａｃｃ1 に応じたスロットル開度になるように、ステップモータ１９の回転角、即ちステップ数を制御する。ステップモータ１９の回転角は、スロットルセンサで検出されたスロットル開度検出値に基づいて、モータコントローラ２０からの駆動信号によってフィードバック制御される。ここで、上記スロットルバルブ１５のスロットル開度を前記アクセルペダル１７の踏込み量に応じたスロットル開度と異なるスロットル開度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。ちなみに、エンジンコントローラ１８や４ＷＤコントローラ８からスロットル開度指令値が出力されたときには、当該スロットル開度指令値が達成されるようにスロットル開度を制御する。なお、前記アクセルセンサ１６で検出されたアクセル開度Ａｃｃ1 は４ＷＤコントローラ８にも出力される。
【０００９】
また、エンジン２の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２１を備え、エンジン回転速度センサ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。
エンジンコントローラ１８は、例えば前記アクセルセンサ１６で検出されたアクセルペダル１７の踏込み量、即ちアクセル開度に応じた目標回転トルクが得られるようにエンジン２の運転状態を制御するが、例えば４ＷＤコントローラ８から、前記発電機７の発電電力、つまり発電電圧と発電電流が所定の状態になるようにエンジン回転速度を制御するように要求された場合には、当該発電電力が得られるように、例えば当該スロットルバルブ１５のスロットル開度を調整してエンジン２の運転状態、つまりこの場合はエンジン回転速度を制御する。また、このエンジンコントローラ１８内には、エンジン２によって駆動される前左右輪１Ｌ、１Ｒの回転速度が車体速度を大幅に上回るスリップ過多の状態になると、前記スロットルバルブ１５のスロットル開度を閉方向に調整して当該エンジン２の駆動トルクを低減し、もって前左右輪１Ｌ、１Ｒのスリップを抑制する駆動力低減制御機能を備えている。
【００１０】
また、符号３４は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１６によって検出される。該ブレーキストロークセンサ１６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て、各車輪１Ｌ、１Ｒ、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を通じて、車両に作用する制動トルクを制御する。
【００１１】
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。
【００１２】
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、４ＷＤコントローラ８で検出された発電機７の発電電流値及び発電電圧値は、前記エンジンコントロールユニット１８にもモニタされる。
【００１３】
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。
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。
上記モータ４の駆動軸の回転速度Ｎｍを検出するモータ用回転速度センサ２６を備え、該モータ用回転速度センサ２６は、検出したモータ４の回転速度信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
ちなみに、本実施形態では、前記モータ４を回生作動し、後輪３Ｌ、３Ｒに制動トルクを付与する。このモータ４による回生制動トルクも、前記界磁電流Ｉｆｍの調整によって制御される。
【００１４】
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て締結状態又は解放状態となる。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速度センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速度センサ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度検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。
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、及び発進制御部８Ｊを備える。
【００１５】
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。
リレー制御部８Ｂは、発電機７からモータ４への電力供給、或いはモータ４を回生作動したときのモータ４から発電機７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。
【００１６】
クラッチ制御部８Ｄは、上記クラッチ１２にクラッチ制御指令を出力することで、クラッチ１２の状態を制御する。具体的には、例えば後述する演算処理によって後左右輪３Ｌ、３Ｒをモータ４で駆動する必要のある際には、クラッチ１２の入力側回転速度と出力側回転速度との回転合わせを行い、両者が回転合わせされたときにクラッチを締結する。また、例えば後左右輪３Ｌ、３Ｒをモータ４で駆動する必要がなくなったらクラッチ１２を解放する。
【００１７】
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。
まず、余剰トルク演算部８Ｅでは、例えば前輪１Ｌ、１Ｒの平均前輪速度から後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速度（≒車体速度）を減じてスリップ速度（加速スリップ量）を算出し、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を算出すると共に、現在の発電機７の負荷トルクを算出し、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を求める。
【００１８】
次に、目標トルク制限部８Ｆでは、例えば前記目標発電負荷トルクが発電機７の最大負荷容量より大きいか否かを判定し、目標発電負荷トルクが発電機７の最大負荷容量よりも大きいと判定した場合には、最大負荷容量を越える超過トルクを求め、現在のエンジントルクから超過トルクを減算したエンジントルク上限値を算出し、それを前記エンジンコントローラ１８に出力すると共に、目標発電負荷トルクを最大負荷容量に設定する。
【００１９】
次に、余剰トルク変換部８Ｇでは、モータ用回転速度センサ２１が検出したモータ４の回転速度に応じた目標モータ界磁電流を算出し、当該目標モータ界磁電流をモータ制御部８Ｃに出力すると共に、上記目標モータ界磁電流及びモータ４の回転速度からモータ４の誘起電圧を算出し、上記余剰トルク演算部８Ｅが演算した発電負荷トルクに基づき目標モータトルクを算出し、当該目標モータトルク及び目標モータ界磁電流を変数として対応する目標電機子電流を算出し、この目標電機子電流、抵抗、及び前記誘起電圧から発電機７の目標電圧を算出し、当該発電機７の目標電圧を発電機制御部８Ａに出力する。
【００２０】
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、主駆動輪である前輪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調整されると共に、前記発電機７で発電された電力がモータ４に供給され、そのモータ４の駆動トルクによって後輪３Ｌ、３Ｒが駆動される。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。
【００２１】
従って、例えば後述する発進制御部８Ｊによって四輪駆動制御の必要が生じた場合には、前記余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇで前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制する四輪駆動制御が行われる。また、発進制御部８Ｊによって、エンジンによる前輪１Ｌ、１Ｒのみの駆動制御の必要が生じた場合には、前記クラッチ１２を開放して前輪１Ｌ、１Ｒのみをエンジン２で駆動する前輪駆動制御が行われる。
この発進制御部８Ｊでは、図４の演算処理によって、車両の発進時に、前記四輪駆動制御と前輪駆動制御とを切換えると共に、モータトルクによって後輪３Ｌ、３Ｒのみを駆動する後輪制御を行う。
【００２２】
図４の演算処理では、まずステップＳ１で、自車両の走行速度が発進閾値以上であるか否かを判定し、自車両の走行速度が発進閾値以上である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１７に移行する。この発進閾値とは、例えば１０km/h程度に設定された比較的小さな走行速度の閾値であり、この閾値より小さな走行速度領域では、後輪３Ｌ、３Ｒをモータ４で駆動して強制的に四輪駆動状態とする。なお、自車両の走行速度は、前記車輪速度センサ２７ＲＬ、２７ＲＲで検出された後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速度を車体速度と同等なものとして用いる。
【００２３】
前記ステップＳ２では、四輪駆動条件を満足しているか否かを判定し、四輪駆動条件を満足している場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ１６に移行する。四輪駆動条件とは、例えば前記平均後輪速度からなる走行速度に対し、エンジン２で駆動される前輪３Ｌ、３Ｒの平均前輪速度が所定値以上の速度差で加速スリップしていることなどが挙げられる。
【００２４】
前記ステップＳ３では、自車両の走行速度が、モータトルクによる車両推進上限値以下であるか否かを判定し、自車両の走行速度が、モータトルクによる車両推進上限値以下である場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合にはステップ１３に移行する。一般に、モータの出力は一定であるので、図５に実線で示すように、回転速度が大きくなると、トルクは低下する。これに対し、車両を推進するのに必要な駆動トルク（モータ出力軸換算）が図５の破線に示すような場合には、モータトルク曲線との交点より回転速度の大きい領域では、仮にモータを高速回転しても、車両を推進できないことになる。従って、この交点が車両推進上限値に相当するモータ回転速度の値であり、これに減速比を乗じた値が、走行速度に対する車両推進上限値となる。
【００２５】
前記ステップＳ４では、車輪速度センサ２５ＦＬ、２７ＦＲで検出されたエンジン駆動輪、即ち前輪１Ｌ、１Ｒの回転速度の増加率が所定値以上であるか否かを判定し、エンジン駆動輪の回転速度の増加率が所定値以上である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１３に移行する。例えば、図６ｃに示すように、後輪３Ｌ、３Ｒをモータ４で駆動していない状態で、エンジン２による駆動輪、即ち前輪１Ｌ、１Ｒと後輪３Ｌ、３Ｒとが同等又は略同等の速度で回転しているときには、前輪１Ｌ、１Ｒは加速スリップしておらず、前輪１Ｌ、１Ｒのみを駆動して加速走行することができる。また、図６ｂに示すように、後輪３Ｌ、３Ｒをモータ４で駆動していない状態で、エンジン２による駆動輪、即ち前輪１Ｌ、１Ｒが、当該後輪３Ｌ、３Ｒに対して、少しだけ加速スリップしているときには、例えば前記駆動力低減制御によってエンジン２の駆動トルクを低減すれば、前輪１Ｌ、１Ｒのタイヤはグリップ力を回復して加速走行することができる。これに対し、図６ａに示すように、後輪３Ｌ、３Ｒをモータ４で駆動していない状態で、エンジン２による駆動輪、即ち前輪１Ｌ、１Ｒが、当該後輪３Ｌ、３Ｒに対して、大幅に加速スリップしている場合には、前記駆動力低減制御によってエンジン２の駆動トルクを低減しても、もはや前輪１Ｌ、１Ｒのタイヤが十分なグリップ力を回復する可能性は低い。そこで、エンジン駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの回転速度の増加率が所定値以上である場合に、前輪１Ｌ、１Ｒが大幅な加速スリップ状態にあると判定し、駆動力低減制御を禁止すると共にモータ４で後輪３Ｌ、３Ｒを駆動して走行する。
【００２６】
前記ステップＳ５では、前記平均後輪速度からなる自車両の走行速度と前記アクセルセンサ１６で検出されたアクセル開度とから車両に要求されている駆動トルクを求め、その駆動トルクをモータ４のみで得るために必要な必要モータトルクを算出してからステップＳ６に移行する。
前記ステップＳ６では、前記ステップＳ５で算出された必要モータトルクを得るために必要な必要モータ電力を算出してからステップＳ７に移行する。必要モータ電力は、必要モータ電圧と必要モータ電流とのマトリックスの形で与えられる。なお、本実施形態では、前記発電機７で発電された電力がそのままモータ４に供給されるので、必要モータ電圧及び必要モータ電流は、そのまま要求発電電圧及び要求発電電流となる。
【００２７】
前記ステップＳ７では、前記ステップＳ６で算出された必要モータ電圧と必要モータ電流とからなる必要モータ電力を得るためのエンジン回転速度の下限値を要求エンジン回転速度下限値として算出してからステップＳ８に移行する。例えば、エンジン回転速度（図中のｒｐｍ表示）毎の発電電圧／発電電流特性が図７に示すものである場合、必要モータ電力を得るために必要なエンジン回転速度が求められる。この必要エンジン回転速度を要求エンジン回転速度の下限値に設定する。
【００２８】
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ７で算出された要求エンジン回転速度下限値がエンジン回転速度の上限値以下であるか否かを判定し、要求エンジン回転速度下限値がエンジン回転速度上限値以下である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１３に移行する。エンジン回転速度の上限値は、所謂レブ・リミット（rev. limit）である。前述のように、要求エンジン回転速度下限値は要求モータ電力を得るために必要なエンジン回転速度である。従って、図８に示すように、要求エンジン回転速度下限値がレブ・リミットに相当するエンジン回転速度上限値を越えているときには、その回転速度を得ることができない。その場合には、後述する駆動力低減制御の禁止やモータ４のみによる後輪３Ｌ、３Ｒ駆動走行を中止する。
【００２９】
前記ステップＳ９では、要求エンジン回転速度の上限値を設定してからステップＳ１０に移行する。要求エンジン回転速度の上限値は、以下のようにして設定する。即ち、例えば本実施形態では、図９に示すように、モータによる後輪駆動システムの電圧に上限値ＶLMT が設定されている。エンジン回転速度に応じた発電電力特性に対し、発電電圧が上限値ＶLMT を越えてはならないから、そのエンジン回転速度を要求エンジン回転速度の上限値に設定する。
【００３０】
前記ステップＳ１０では、前記エンジンコントローラ１８による駆動力低減制御機能の停止指令を出力してからステップＳ１１に移行する。
前記ステップＳ１１では、前記自動変速機であるトランスミッション３０のギヤ位置をＮ（ニュートラル）ポジションにしてからステップＳ１２に移行する。本実施形態では、エンジン２及び発電機７によって必要なモータ電力を得ながら、モータ４による後輪３Ｌ、３Ｒ駆動のみによって車両を走行させるので、エンジン２とその駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒとの駆動力伝達経路を遮断する。
【００３１】
前記ステップＳ１２では、前記ステップＳ５で算出された必要モータトルクが得られるようにエンジン回転速度を制御するよう、前記エンジンコントローラ１８に指令してからメインプログラムに復帰する。具体的には、前記要求エンジン回転速度下限値を目標エンジン回転速度に設定し、且つ要求エンジン回転速度上限値をリミッタとして、エンジン回転速度のフィードバック制御を行う。
一方、前記ステップＳ１３では、前記エンジンコントロールユニット１８の駆動力低減制御機能を復帰してからステップＳ１４に移行する。
【００３２】
前記ステップＳ１４では、前記自動変速機であるトランスミッション３０のギヤ位置をＤ（通常走行）ポジションにしてからステップＳ１５に移行する。
前記ステップＳ１５では、前記余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇによる四輪駆動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ１６では、前記クラッチ１２を開放し、エンジンコントロールユニット１８による前輪（エンジン駆動輪）駆動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ１７でも、前記余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇによる四輪駆動制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
【００３３】
この演算処理によれば、自車両の走行速度が、四輪駆動制御を解除可能な発進閾値以上であり、且つエンジン２による駆動輪、即ち前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量が所定値以上であるなど、四輪駆動条件が満足され、且つ走行速度がモータトルクによる車両推進上限値以上であり、且つエンジン駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの回転速度の増加率が所定値以上である場合に、モータ４による後輪３Ｌ、３Ｒの駆動のみで車両を走行すべく、車両走行速度とアクセル開度とに応じた必要モータトルクを算出し、更にそれを得るために必要な必要モータ電力を算出する。そして、この必要モータ電力を得るための要求エンジン回転速度下限値を算出し、その要求エンジン回転速度下限値がエンジン回転速度上限値以下である場合には、システム電圧上限値を越えない要求エンジン回転速度上限値を設定する。次いで、前記エンジンコントローラ１８による駆動力低減制御機能を停止し、自動変速機であるトランスミッション３０のギヤ位置をニュートラルとしてから、必要モータトルクが得られるように、具体的には前記要求エンジン回転速度下限値を目標エンジン回転速度とし且つ要求エンジン回転速度上限値をリミッタとして、エンジン回転速度のフィードバック制御をエンジンコントローラ１８に指令する。
【００３４】
これにより、エンジン２及び発電機７で前記必要モータ電力が発電され、その発電電力によってモータ４が駆動され、その駆動力によって後輪３Ｌ、３Ｒが駆動されて車両が走行する。このとき、エンジンコントローラ１８による駆動力低減制御は禁止されているので、十分なエンジン回転速度を得て必要モータ電力が発電される。また、自動変速機であるトランスミッション３０のギヤ位置がニュートラルとされてエンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒへの駆動力の伝達が遮断されているので、当該前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップは速やかに収束する。
【００３５】
図１０には、本実施形態の四輪駆動車両における極低μ路発進時の車輪速度、走行速度、後輪（モータ）トルク、前輪（エンジン）トルクの経時変化を示す。時刻ｔ00で車両が発進すると、アクセル開度の増大に伴ってエンジントルクと共に前輪トルクが増大し、合わせてモータトルクと共に後輪トルクが増大して四輪駆動状態になる。しかしながら、アクセル開度が大きいときのエンジントルクは、モータトルクよりも遙かに大きいので、当該エンジンで駆動される前輪が加速スリップし始め、前輪速度と後輪速度との差は著しく大きくなる。
【００３６】
やがて、走行速度が前記発進閾値となる時刻ｔ01で、前記エンジン駆動輪である前輪の回転速度の増加率が所定値以上であったため、前記モータによる後輪駆動のみで車両を加速走行する。即ち、エンジン駆動力低減制御が禁止され、ギヤ位置がニュートラルとされてエンジンは必要モータ電力を発電機で発電するためだけに利用され、その発電電力でモータを駆動することで後輪を駆動する。その結果、前輪の加速スリップは速やかに収束し、車両は次第に加速する。なお、この後のエンジントルクは、前述のように発電機７で発電するためだけに利用されるので、回転速度は高くてもトルクは小さい（図中の二点鎖線参照）。また、走行速度の増大、即ちモータ回転速度の増大に伴ってモータトルクも次第に減少する。
【００３７】
そして、時刻ｔ03で、走行速度が前記モータトルクによる車両推進上限値となってモータによる後輪駆動のみでの加速走行が終了し、ギヤ位置は通常走行位置とされて、エンジントルクが前輪に伝達される。この時点では、未だモータトルクが後輪に伝達されて四輪駆動状態が維持されるが、モータトルクは減少され続け、やがて時刻ｔ04で“０”となり、前輪駆動状態に移行する。
この図から明らかなように、エンジンで駆動される前輪が大幅に加速スリップする極低μ路でも、車両発進時の前輪の加速スリップは速やかに収束し、車両を滑らかに加速することができる。
【００３８】
これに対し、図１１は、走行速度が発進閾値以上になり、エンジン駆動輪である前輪が大幅に加速スリップしているときには、駆動力低減制御によって車両を加速しようとする場合の極低μ路における車輪速度、走行速度、後輪（モータ）トルク、前輪（エンジン）トルクの経時変化を示したものである。この比較例では、走行速度と同等の後輪速度に対し、所定の幅を持たせた駆動力復帰領域（図の網掛け部分）を設定し、一度、駆動力低減制御が開始されると、この駆動力復帰領域よりも前輪回転速度が大きいときにはエンジントルクを“０”とし、駆動力復帰領域に前輪回転速度が収束したときにだけエンジントルクを復帰させるようにした。
【００３９】
従って、時刻ｔ10で車両が発進し、時刻ｔ11で走行速度が発進閾値以上になると、前輪が大幅に加速スリップしているので、エンジントルクを“０”とする。その結果、前輪速度は急速に減少し、前記駆動力復帰領域になるため、再びエンジントルクが復帰し、それに伴って前輪が大幅に加速スリップする。この繰り返しが、前輪速度が駆動力復帰領域内で安定する時刻ｔ13まで継続され、その間、エンジンは回転速度が増大したり減少した理を繰り返し、運転者に違和感を与える。
【００４０】
このように本実施形態の四輪駆動車両によれば、モータで車輪を駆動するときに、エンジンの駆動力低減制御を禁止する構成としたため、特に発電機とモータとの間に蓄電装置を介装しないバッテリレス四輪駆動車両において、モータで車輪を駆動するのに必要な電力を得ることができ、もって十分な電力をモータに供給して必要なモータトルクを得ることが可能となる。
【００４１】
また、エンジンの回転速度の増加率が所定値以上であるときに、エンジンの駆動力低減制御を禁止する構成としたため、エンジンの駆動力低減制御では車両を適切に加速できない極低μ路でも、車両を滑らかに加速することが可能となる。
また、エンジンの駆動力低減制御禁止中、トランスミッションのギヤ位置をニュートラルにするなどしてエンジンから車輪への駆動力の伝達を遮断する構成としたため、エンジンによる駆動輪の加速スリップを速やかに収束することができ、エンジンを必要な電力の発電にのみ利用することができる。
【００４２】
また、モータのみによって車両を駆動するのに必要なモータトルクを算出し、その必要モータトルクを発生するのに必要な発電電力を算出し、その発電電力を得るのに必要なエンジン回転速度の下限値を算出し、エンジンから車輪への駆動力の伝達を遮断したときには、算出されたエンジン回転速度の下限値以上の領域でエンジン回転速度を制御する構成としたため、モータのみによって車両を駆動するのに必要なモータトルクを確実に得ることができる。
【００４３】
また、モータによる車輪駆動システムの電圧上限値から要求エンジン回転速度の上限値を算出し、エンジンから車輪への駆動力の伝達を遮断したときには、算出されたエンジン回転速度の上限値以下の領域でエンジン回転速度を制御する構成としたため、システムの電圧上限値以上の電圧が発生することがない。
また、必要モータトルクに応じて算出されたエンジン回転速度の下限値を目標エンジン回転速度とすると共に、システムの電圧上限値に応じて算出されたエンジン回転速度の上限値以下の領域で、目標エンジン回転速度に追従するようにエンジン回転速度を制御する構成としたため、モータのみによって車両を駆動する際にエネルギーの無駄がない。
【００４４】
また、モータのトルクだけでは車両を加速できないときには、エンジンの駆動力低減制御を復帰する構成としたため、エンジンのみ、或いはエンジンとモータによって車両を走行することが可能となる。
また、必要モータトルクに応じて算出されたエンジン回転速度の下限値が予め設定されたエンジン回転速度の上限値以上であるときには、エンジンの駆動力低減制御を復帰する構成としたため、エンジンのみ、或いはエンジンとモータによって車両を走行することが可能となる。
【００４５】
以上より、前記図１の４ＷＤコントローラ８が本発明の電動機駆動手段を構成し、以下同様に、前記図１のエンジンコントローラ１８が駆動力低減制御手段を構成し、前記図４の演算処理が禁止手段を構成し、前記図１のエンジン回転速度センサ２１がエンジン回転速度検出手段を構成し、前記トランスミッション３０が駆動力遮断手段を構成し、前記図４の演算処理のステップＳ５が必要電動機トルク算出手段を構成し、前記図４の演算処理のステップＳ６が必要電力算出手段を構成し、前記図４の演算処理のステップＳ７が要求エンジン回転速度下限値算出手段を構成し、前記図４の演算処理のステップＳ９が要求エンジン上限値算出手段を構成し、前記図４の演算処理のステップＳ３が加速不能検出手段を構成している。
【００４６】
なお、本発明の駆動力遮断手段は、トランスミッションをニュートラルポジションにすることに限らない。例えば、エンジンとエンジン駆動車輪との間にクラッチなどの締結要素を介装してもよい。
また、上記実施形態では、４輪車の場合で例示しているが、モータ４を駆動源とした２輪車に適用しても良い。
また、前記発電機は、エンジンとスプラインやチェーンなどによって結合してもよい。
また、従駆動源と車輪との間には減速機やクラッチが介装されていなくても構わない。クラッチがない車両にあってモータ駆動輪を駆動しないときには、従駆動源であるモータに電流を付与しなければよい。
また、前輪をエンジンで駆動するものの他にも、後輪をエンジンで駆動するような形態であっても構わない。その場合には、前輪をモータで駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に基づく一実施形態に係る概略装置構成図である。
【図２】本発明に基づく一実施形態に係るシステム構成図である。
【図３】本発明に基づく一実施形態に係る４ＷＤコントローラを示すブロック図である。
【図４】図１の４ＷＤコントローラ内で行われる車両発進制御ための演算処理を示すフローチャートである。
【図５】モータトルクによる車両推進上限値の説明図である。
【図６】エンジンによって駆動される前輪加速スリップの説明図である。
【図７】要求エンジン回転速度下限値の説明図である。
【図８】エンジン回転速度上限値の説明図である。
【図９】要求エンジン回転速度上限値の説明図である。
【図１０】本発明の四輪駆動車両による発進時車輪速度及び走行速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図１１】従来の四輪駆動車両による発進時車輪速度及び走行速度の経時変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１Ｌ、１Ｒ  前輪
２  エンジン
３Ｌ、３Ｒ  後輪
４  モータ
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  スロットルバルブ
１６  アクセルセンサ
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  モータコントローラ
２１  エンジン回転速度センサ
２２  電圧調整器
２３  電流センサ
２６  モータ用回転速度センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ  車輪速度センサ
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
【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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