(57)【要約】【課題】  ４ＷＤモードでの走行時における変速中、電動モータで駆動される従駆動輪からの路面伝達トルクを確保することができるモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置を提供すること。【解決手段】  主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、前記エンジンと前記主駆動輪との間に介装したクラッチ付き変速機と、４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、前記クラッチを切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを変速前のモータトルクから変更する変速中モータトルク制御手段と、を備えた。【選択図】        図４
2005102420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、
前記エンジンと前記主駆動輪との間に介装したクラッチ付き変速機と、
４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、前記クラッチを切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを変速前のモータトルクから変更する変速中モータトルク制御手段と、
を備えたことを特徴とするモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置において、
前記クラッチ付き変速機は、複数の変速段を選択可能な同期歯車変速機構と自動クラッチを有し、変速時に自動クラッチを切り離しその間に変速歯車を切り替える自動クラッチ式歯車変速機であることを特徴とするモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置において、
前記エンジンにより駆動される主駆動輪は左右前輪であり、前記電動モータにより駆動される従駆動輪は左右後輪であり、
前記変速中モータトルク制御手段は、４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、前記クラッチを切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを変速前のモータトルクより低く制限することを特徴とするモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置において、
４ＷＤモードでの走行中に、前後車輪速差やアクセル開度に応じて従駆動輪の走行中モータトルクを設定する走行中モータトルク設定手段と、
４ＷＤモードでの走行中に変速が必要であると判断されると、変速直前のモータトルクとエンジントルクを確認し、その情報から従駆動輪のみで走行してもスリップの発生を抑える変速中モータトルクを設定する変速中モータトルク設定手段と、を設け、
前記変速中モータトルク制御手段は、クラッチを切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを、前記走行中モータトルクから前記変速中モータトルクに制限することを特徴とするモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、電動モータは、エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動モータトルクをエンジントルクのアシストとして用いるシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、前後輪の一方をエンジンにより駆動し、他方を電動モータにより駆動する４ＷＤシステムがあり、電動モータをエンジンのアシストとして用いることも考えられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
そこで、特許文献１に開示されるシステムを、特許文献２に開示される４ＷＤシステムに適用した場合、例えば、エンジントルクを前輪、モータトルクを後輪へ付与でき、一方の車輪のみを駆動する場合に比べ、よりよい加速性を得られるものとなる。
【特許文献１】特開平９−１４３６０号公報
【特許文献２】特開２００３−７９００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンジントルクを前輪へ付与し、モータトルクを後輪へ付与するモータ四輪駆動車の場合、エンジンに連結される変速機がクラッチ付き変速機である場合、変速のためにクラッチを解放した際、エンジン側のトルクが遮断されるため、その間、車両は電動モータのみで駆動される。よって、例えば、低μ平坦路や低μ登坂路の場合等において、電動モータで駆動される車輪と路面との間にスリップが発生する可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、４ＷＤモードでの走行時における変速中、電動モータで駆動される従駆動輪からの路面伝達トルクを確保することができるモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、前記エンジンと前記主駆動輪との間に介装したクラッチ付き変速機と、４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、前記クラッチを切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを変速前のモータトルクから変更する変速中モータトルク制御手段と、を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明のモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置にあっては、変速中モータトルク制御手段において、４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、クラッチを切り離しての変速中、主駆動輪を前輪とするモータ四輪駆動車では従駆動輪である後輪のモータトルクが低くなるように変更されるため、後輪駆動モードでの変速中、電動モータで駆動される後輪のスリップを防止することができ、また、主駆動輪を後輪とするモータ四輪駆動車では従駆動輪である前輪のモータトルクが高くなるように変更されるため、前輪駆動モードでの変速中、車両としての駆動力不足を電動モータで駆動される前輪トルクの増大により補うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１のモータ四輪駆動車を示す全体システム図、図２は実施例１のモータ四輪駆動車の４ＷＤ制御系を示すブロック図である。この実施例１システムは、図１に示すように、左右前輪1L,1R（主駆動輪）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（従駆動輪）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】
そして、図１に示すように、エンジン２の出力トルクTeが、自動ＭＴ&デフギア５（変速機）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。前記自動ＭＴ&デフギア５は、自動クラッチ５０（クラッチ）と前進６段後進１段の変速段を選択可能な同期歯車変速機構とディファレンシャルギア装置７３を有し、変速時に自動クラッチ５０を切り離しその間に変速歯車を切り替える。なお、詳しくは後述する。
【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４ＷＤクラッチ１２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４ＷＤ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を駆動遷移制御すると共に、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、モータ駆動遷移制御によりモータ４を停止するときには、前記４ＷＤクラッチ１２を切り離す制御を行う。また、４ＷＤコントローラ８には、２ＷＤモードと４ＷＤモードとＡＵＴＯモードとを手動操作により選択するモード切替スイッチ２８からのモード情報が入力されると共に、４ＷＤコントローラ８と自動ＭＴコントローラ３０とは、双方向通信線により接続されている。
【００２６】
この４ＷＤコントローラ８では、４ＷＤモードでの走行中に、アクセル開度に応じて設定された走行中モータトルクにより左右後輪3L,3Rを駆動し、４ＷＤモードでの走行中に変速が必要であると判断されると、変速直前のモータトルクとエンジントルクを確認し、その情報から左右後輪3L,3Rのみでの走行を考慮して変速中モータトルクを設定し、変速判断に基づいて実行される自動クラッチ５０を切り離しての変速中、左右後輪3L,3Rのモータトルクを、前記走行中モータトルクから前記変速中モータトルクに制限する制御を行う。
【００２７】
前記自動ＭＴコントローラ３０は、車速やアクセル開度等に応じて最適な変速ギア位置を判断し、変速ギア位置を変更する変速時に自動クラッチ５０を切り離しその間に変速歯車を切り替える変速制御を行う。
【００２８】
図３(a)は実施例１のモータ四輪駆動車の自動ＭＴ&デフギア５を示すスケルトン図であり、図３(b)は変速機入力軸、変速機出力軸及びアイドラーシャフトの配置を示す図である。
【００２９】
自動ＭＴ&デフギア５は、自動クラッチ５０と前進６段後進１段の変速段を選択可能な同期歯車変速機構とディファレンシャルギア装置７３を有する。同期歯車変速機構は、相互に平行配置により設けた変速機入力軸５１と変速機出力軸５２とアイドラーシャフト５３と、これら３軸５１，５２，５３上に以下に説明するように設けた歯車とで構成する。なお、図３(a)では便宜上、３軸５１，５２，５３の全てが同一図面上にあらわれるように展開して示したが、実際の３軸５１，５２，５３は、図３(b)に示す相関関係を持って配置される。
【００３０】
前記変速機入力軸５１は、エンジン２のクランクシャフト２ａに対し自動クラッチ５０を介して断接可能に連結された軸である。そして、変速機入力軸５１には、自動クラッチ５０側から順に、１速入力ギア５６，リバース入力ギア５７，２速入力ギア５８を一体回転可能に設けると共に、３速入力ギア５９，４速入力ギア６０，５速入力ギア６１，６速入力ギア６２を回転自在に設ける。
【００３１】
前記変速機出力軸５２は、自動クラッチ５０側端部からファイナルドライブギア組７２及びディファレンシャルギア装置７３を経過して左右の駆動輪に駆動力を出力する軸である。そして、変速機出力軸５２には、１速入力ギア５６と噛合する１速出力ギア６３，２速入力ギア５８と噛合する２速出力ギア６４を回転自在に設けると共に、３速入力ギア５９と噛合する３速出力ギア６５，４速入力ギア６０と噛合する４速出力ギア６６，５速入力ギア６１と噛合する５速出力ギア６７，６速入力ギア６２と噛合する６速出力ギア６８を一体回転可能に設ける。
【００３２】
前記変速機出力軸５２の１速出力ギア６３と２速出力ギア６４との間、前記変速機入力軸５１の３速入力ギア５９と４速入力ギア６０との間、及び、５速入力ギア６１と６速入力ギア６２との間には、それぞれカップリングスリーブ６９，７０，７１を有するシンクロメッシュ機構を設けている。
【００３３】
前記カップリングスリーブ６９は、これを図３(a)の右側に移動させることで１速出力ギア６３が変速機出力軸５２に駆動結合されて第１速選択状態が得られ、左側に移動させることで２速出力ギア６４が変速機出力軸５２に駆動結合されて第２速選択状態が得られる。
【００３４】
前記カップリングスリーブ７０は、これを図３(a)の右側に移動させることで３速入力ギア５９が変速機入力軸５１に駆動結合されて第３速選択状態が得られ、左側に移動させることで４速入力ギア６０が変速機入力軸５１に駆動結合されて第４速選択状態が得られる。
【００３５】
前記カップリングスリーブ７１は、これを図３(a)の右側に移動させることで５速入力ギア６１が変速機入力軸５１に駆動結合されて第５速選択状態が得られ、左側に移動させることで６速入力ギア６２が変速機入力軸５１に駆動結合されて第６速選択状態が得られる。
【００３６】
上記説明は前進変速段である第１速〜第６速の伝動系の説明であるが、後退段の伝動系は、以下の構成とする。
【００３７】
前記アイドラーシャフト５３には、変速機入力軸５１上のリバース入力ギア５７と噛合するリバースカウンタギア７４を一体回転するように設けると共に、自動クラッチ５０に近い軸端側にリバースアイドラーギア７５を回転自在に設ける。このリバースアイドラーギア７５に対し図３(b)に示すように噛合するリバースメインギア７６を、図３(a)に示すように、変速機出力軸５２上に一体回転するように設ける。
【００３８】
前記リバースアイドラーギア７５とアイドラーシャフト５３との間には、カップリングスリーブ７７を有するシンクロメッシュ機構を設ける。そして、前記カップリングスリーブ７７は、これを図３(a)の右側に移動させることでリバースアイドラーギア７５がアイドラーシャフト５３に駆動結合されて、変速機入力軸５１への回転を、リバース入力ギア５７からリバースカウンタギア７４→アイドラーシャフト５３→リバースアイドラーギア７５→リバースメインギア７６を経て変速出力軸５２に伝達する後退（リバース）選択状態が得られる。
【００３９】
次に、作用を説明する。
【００４０】
［モータトルク制御処理］
実施例１の４ＷＤコントローラ８により実行されるモータトルク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。
【００４１】
ステップＳ１では、エンジン２のみを駆動源とし左右前輪1L,1Rを駆動する２ＷＤモードでの走行を確認し、ステップＳ２へ移行する。
【００４２】
ステップＳ２では、例えば、ＡＢＳコントローラにて前回停止状況（ＡＢＳ動作等）から４ＷＤ発進が必要とされる低μ路発進シーン等、４ＷＤモードが必要か否かを判断し、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はステップＳ１へ戻る。
【００４３】
ステップＳ３では、ステップＳ２での４ＷＤモード必要との判断に基づいて、エンジン２による左右前輪1L,1Rの駆動に加え、モータ４により左右後輪3L,3Rを駆動し、後輪モータトルクを発生し、ステップＳ４へ移行する。ここで、後輪モータトルクは、基本的には駆動スリップ量（前後車輪速差）により与えられるが、発進時や中間加速時等においては、アクセルセンサ２０からのアクセル開度情報に基づいて、ドライバーの加速要求をあらわすアクセル開度が高いほど高トルクに設定されるというように、前後車輪速差対応トルクとアクセル開度対応トルクとのセレクトハイにより設定される（走行中モータトルク設定手段）。
【００４４】
ステップＳ４では、自動ＭＴコントローラ３０からの変速情報によりシフトチェンジが必要か否かが判断され、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ２平行する。ここで、自動ＭＴコントローラ３０からの変速情報とは、予め設定されている変速スケジュールに基づいて、現在の運転点がアップシフト変速線またはダウンシフト変速線を横切った時に出力される変速フラグ等をいう。
【００４５】
ステップＳ５では、ステップＳ４でのシフトチェンジ必要との判断に基づいて、変速直前の後輪モータトルクとエンジン回転（前輪トルク）を確認し、その情報から左右後輪3L,3Rのみでの走行を考慮して変速中（クラッチ解放中）に最適な後輪トルクを設定し、ステップＳ６へ移行する（変速中モータトルク設定手段）。ここで、変速中の最適な後輪トルクとは、後輪モータトルクとエンジントルクの確認により低μ路走行が推定される場合、変速によりエンジントルクが瞬間的に無くなる間、モータ４により左右後輪3L,3Rのみを駆動してもスリップ（前後車輪速差）が発生しないトルクをいう。
【００４６】
ステップＳ６では、ステップＳ５での変速中モータトルクの設定に基づいて、自動ＭＴ&デフギア５の自動クラッチ５０を解放、つまり、シフトチェンジを開始し、ステップＳ７へ移行する。
【００４７】
ステップＳ７では、ステップＳ６での自動クラッチ５０の解放に基づいて、ステップＳ３にて与えていた前後車輪速差やアクセル開度等に応じた後輪モータトルクを、ステップＳ５にて設定された変速中の後輪モータトルクに制限し、ステップＳ８へ移行する（変速中モータトルク制御手段）。
【００４８】
ステップＳ８では、自動ＭＴ&デフギア５の自動クラッチ５０の締結が完了したか否か、つまり、シフトチェンジが終了したか否かが判断され、YESの場合はステップＳ９へ移行し、NOの場合はステップＳ７へ戻る。
【００４９】
ステップＳ９では、ステップＳ８にて自動クラッチ５０の締結が完了したと判断されると、４ＷＤの必要性の有無を判断し、４ＷＤ必要であると判断された場合には、ステップＳ３へ戻って４ＷＤモードによる走行が維持され、４ＷＤ不必要であると判断された場合には、モータ４側の駆動力をカットするために、モータ駆動力を徐々に低下させるモータフェードアウト制御を行い、４ＷＤモードを終了し、リターンへ移行する。
【００５０】
［モータトルク制御作動］
低μ発進時等において、２ＷＤモードを選択しての走行時に４ＷＤモードが必要であると判断された場合には、図４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へと進み、ステップＳ３では、エンジン２による前輪駆動に加え、アクセル開度に応じたモータトルクにより左右後輪3L,3Rのモータ駆動が開始され、２ＷＤモードから４ＷＤモードへと移行する。そして、シフトチェンジの必要が無い限り、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４の流れが繰り返され、４ＷＤモードが維持される。
【００５１】
よって、前回の停止がＡＢＳ作動による車両停止であるような低μ路発進時等で、４ＷＤ発進が必要と判断された場合、エンジン２からの駆動力は、自動クラッチ５０→変速機入力軸５１→１速入力ギア５６→１速出力ギア６３→変速機出力軸５２→ファイナルドライブギア組７２→ディファレンシャルギア装置７３を経過し、主駆動輪である左右前輪1L,1Rに伝達される。同時に、モータ４の駆動力は、ギア減速機１１→４ＷＤクラッチ１２→ディファレンシャルギア１３を経過し、従駆動輪である左右後輪3L,3Rに伝達される。すなわち、４ＷＤ能力を最大限引き出しながらの１速発進により、高い発進加速性能を達成することができる。なお、低μ路発進であることで、予め２速発進とすることも可能である。
【００５２】
そして、例えば、４ＷＤモードでの１速走行中に２速へのアップシフト要求があった場合には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、ステップＳ６では、シフトチェンジに備えて自動クラッチ５０が解放され、ステップ７では、前後車輪速差やアクセル開度等に応じた後輪モータトルクが、ステップＳ５にて設定された変速中の後輪モータトルクに制限される。そして、ステップＳ８で自動クラッチ５０の締結、つまり、シフトチェンジの終了が確認されるまでステップＳ７→ステップＳ８へと進む流れが繰り返され、ステップＳ７での後輪モータトルク制限が維持される。
【００５３】
よって、後輪モータトルクを発生させての４ＷＤモード走行中に、変速要求があった場合には、自動クラッチ５０が解放される時点から自動クラッチ５０が締結される時点までの間、つまり、変速中においては後輪モータトルクが制限されるため、自動クラッチ５０の解放による前輪トルク抜けに基づく、(1)左右後輪3L,3Rのスリップ限界低下と、(2)後輪駆動力の減少遅れと、を原因として発生する後輪スリップを防止することができ、この結果、シフトチェンジ時においても車両挙動変化を抑えることができる。
【００５４】
そして、自動クラッチ５０の締結によりシフトチェンジが終了すると、ステップＳ８からステップＳ９へ進み、ステップＳ９において、４ＷＤの必要性の有無を判断した後、４ＷＤモードをそのまま維持するか、または、制限したモータ４側の駆動力を徐々に低下させるモータフェードアウト制御を経過して２ＷＤモードへ移行する。
【００５５】
［モータトルク制御作用］
本発明制御なしのモータトルク制御作用と、実施例１（本発明制御あり）のモータトルク制御作用との対比を、図５に示す低μ路登坂時の後輪トルクとスリップ量（スリップ率）のタイミングチャートにより説明する。
【００５６】
図５のt0の時点でアクセルONにより１速発進すると、t0の時点からt1の時点までの間は、後輪トルクが上昇し、この間では左右前輪1L,1Rの駆動スリップ発生により前後車輪速差のピークがあらわれる。そして、t1の時点からしばらくは後輪トルクがほぼ一定に保たれ、t2の時点に達する前にアクセル戻し操作を行うことで後輪トルクが低下する。そして、t2の時点から１速から２速への変速開始時点t3までは後輪トルクは一定に保たれる。また、前後車輪速差は、t1より少し前の時点からt3の時点まで、ほぼ一定のままで推移する。この変速開始時点t3までの作用は、本発明制御なしの場合も本発明制御ありの場合も同様である。以下、本発明制御なしの場合と、本発明制御ありの場合と、に分けて説明する。
【００５７】
（本発明制御なしの場合）
(1) ４ＷＤモード走行時にシフトチェンジを行おうとする場合、その時に自動ＭＴ&デフギア５の自動クラッチ５０が解放され、左右前輪1L,1Rの駆動力が抜け、車両の加速度が減少し減速状態となる。この結果、車両の重心位置が車両前方側に移動し、左右前輪1L,1Rの接地荷重が増し、左右後輪3L,3Rの接地荷重が減少し、左右後輪3L,3Rのスリップ限界が低下する。
(2) 自動クラッチ５０の解放時には、前輪トルク抜けにより前後車輪速差は減少し（t3〜t4間の前後車輪速差特性）、それに伴い後輪トルクも減少することになるが、制御の遅れとモータ４の慣性により、t3〜t4間の後輪トルク特性に示すように、後輪トルクの減少が遅れる。
(3) (1)の左右後輪3L,3Rのスリップ限界の低下と、(2)の後輪トルクの減少遅れとにより、t3〜t4間の後輪スリップ率特性に示すように、左右後輪3L,3Rが大きくスリップすることになる。その場合、前後車輪速差は、t3〜t4間の前後車輪速差特性に示すように、０km/h以下となり、車両の挙動が大きく変化する。その結果、t4〜t5間の後輪トルク特性に示すように、自動クラッチ５０が再度締結し、シフトチェンジが終了するまで左右後輪3L,3Rのモータ駆動はやめることになる。
なお、シフトチェンジの終了時点t5以降は、自動クラッチ５０の締結により前輪トルクが復帰し、後輪トルクもアクセル操作量に応じて復帰しての２速走行となる。
【００５８】
（本発明制御ありの場合）
(1) ４ＷＤモード走行時にシフトチェンジを行おうとする場合、本発明制御なしの場合と同様に、その時に自動ＭＴ&デフギア５の自動クラッチ５０が解放され、左右前輪1L,1Rの駆動力が抜け、車両の加速度が減少し減速状態となる。この結果、車両の重心位置が車両前方側に移動し、左右前輪1L,1Rの接地荷重が増し、左右後輪3L,3Rの接地荷重が減少し、左右後輪3L,3Rのスリップ限界が低下する。
(2) 自動クラッチ５０の解放時には、t3〜t4間の後輪トルク特性に示すように、後輪トルクを減少させる。特に、自動クラッチ５０の解放直後においても後輪トルクが減少しているように制御し、減少させた後輪トルクを変速が終了するまで維持する。
(3) (1)により左右後輪3L,3Rのスリップ限界の低下が生じるが、(2)の後輪モータトルクを減少させることにより、t3〜t4間の後輪スリップ率特性に示すように、左右後輪3L,3Rのスリップを防止する。これにより、シフトチェンジ中においても車両挙動の安定性が保たれる。
なお、シフトチェンジの終了時点t5以降は、自動クラッチ５０の締結により前輪トルクが復帰し、後輪トルクも前後車輪速差またはアクセル操作量に応じて復帰しての２速走行となる。
【００５９】
次に、効果を説明する。
実施例１のモータ四輪駆動車のモータトルク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。
【００６０】
(1) 主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、前記エンジンと前記主駆動輪との間に介装したクラッチ付き変速機と、４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、前記クラッチを切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを変速前のモータトルクから変更する変速中モータトルク制御手段と、を備えたため、４ＷＤモードでの走行時における変速中、電動モータで駆動される従駆動輪からの路面伝達トルクを確保することができる。
【００６１】
(2) 前記クラッチ付き変速機は、複数の変速段を選択可能な同期歯車変速機構と自動クラッチ５０を有し、変速時に自動クラッチ５０を切り離しその間に変速歯車を切り替える自動ＭＴ&デフギア５であるため、変速中モータトルク制御の必要情報である変速開始時の自動クラッチ５０の解放情報と変速終了時の自動クラッチ５０の締結情報を、自動ＭＴコントローラ３０により容易に得ることができる。
【００６２】
(3) 前記エンジン２により駆動される主駆動輪は左右前輪1L,1Rであり、前記モータ４により駆動される従駆動輪は左右後輪3L,3Rであり、前記変速中モータトルク制御手段は、４ＷＤモードを選択しての走行時で、かつ、自動クラッチ５０を切り離しての変速中、前記左右後輪3L,3Rのモータトルクを変速前のモータトルクより低く制限するため、シフトチェンジ時にクラッチ解放による前輪トルク抜けにより車両が減速し、これに伴い左右後輪3L,3Rの接地荷重が減少し、左右後輪3L,3Rのスリップ限界の低下による後輪スリップの発生を有効に防止することができる。
【００６３】
(4) ４ＷＤモードでの走行中に、前後車輪速差やアクセル開度に応じて従駆動輪の走行中モータトルクを設定する走行中モータトルク設定ステップＳ３と、４ＷＤモードでの走行中に変速が必要であると判断されると、変速直前のモータトルクとエンジントルクを確認し、その情報から従駆動輪のみで走行してもスリップの発生を抑える変速中モータトルクを設定する変速中モータトルク設定ステップＳ５と、を設け、前記変速中モータトルク制御手段としてのステップＳ７では、自動クラッチ５０を切り離しての変速中、前記従駆動輪のモータトルクを、前記走行中モータトルクから前記変速中モータトルクに制限するため、４ＷＤモードで駆動能力を最大限に生かした走破性を確保しながら、４ＷＤモードでの変速中に、路面摩擦係数や路面勾配等に応じて従駆動輪のスリップを抑制するのに最適なトルク制限を行うことができる。
【００６４】
以上、本発明のモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１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。
【００６５】
例えば、実施例１では、クラッチ付き変速機として、複数の変速段を選択可能な同期歯車変速機構と自動クラッチを有し、変速時に自動クラッチを切り離しその間に変速歯車を切り替える自動クラッチ式歯車変速機（自動ＭＴ）の例を示したが、外部からの制御により締結力を制御できるクラッチを有する他の変速機は勿論のこと、ペダル操作によるクラッチ付きの手動変速機を搭載した車両にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のモータトルク制御装置は、左右前輪をエンジンにより駆動する前輪駆動ベースのモータ四輪駆動車への適用例を示したが、左右後輪をエンジンにより駆動する後輪駆動ベースのモータ四輪駆動車へも適用することができる。
この後輪駆動ベースのモータ四輪駆動車の場合、クラッチを切り離しての変速中、上記のように、車両の加速度が減少することにより左右前輪の接地荷重が増してスリップ限界が高まるため、変速中に左右前輪へのモータトルクをスリップ限界の近くまで増大させることで、後輪トルク抜けによる車両トータルとしての駆動力減少が一時的に補われることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例１のモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のモータ四輪駆動車のモータトルク制御装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】実施例１のモータトルク制御装置が適用されたモータ四輪駆動車の自動ＭＴ&デフギアを示すスケルトン図である。
【図４】実施例１の自動ＭＴコントローラ３０により実行されるモータトルク制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】１速から２速への変速が行われる低μ路登坂時において本発明のモータトルク制御が行われた場合と本発明のモータトルク制御が行われない場合との後輪トルク・前後車輪速差・後輪スリップ率のそれぞれ示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
1L,1R  左右前輪（主駆動輪）
２  エンジン
3L,3R  左右後輪（従駆動輪）
４  モータ（電動モータ）
５  自動ＭＴ&デフギア（クラッチ付き変速機）
６  無端ベルト
７  発電機
５０  自動クラッチ（クラッチ）
７３  ディファレンシャルギア
【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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