(57)【要約】【課題】エンジンに過大な負荷をかけることなく、実際のスリップ状態を反映して前輪と後輪の駆動力配分を最適に制御し、ドライブフィーリングに優れる。【解決手段】Ｓ１０３の判定で、前後差回転ΔFRがΔc1以上の場合は、スリップ状態と判定し、Ｓ１０５以降へと進み、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮEC以上と判定した場合は、エンジン出力は十分と判定してＳ１０６に進み、エンジン２の過大な駆動力をオルタネータ６の発電に活用すべく、エンジン２により前後差回転ΔFRに応じてオルタネータ６の発電を行わせ、この発電量で後輪駆動モータ７を駆動させる。一方、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮECより小さいと判定した場合は、エンジン出力は、オルタネータ６の発電を補うには不十分と判定してＳ１０７に進み、エンジン２に対する負荷を抑制するために、オルタネータ６の発電量を制限する。【選択図】図２
2005124267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪のどちらか一方の車輪をエンジンによって駆動し、他方の車輪を上記エンジンにより駆動するオルタネータの発電によって作動される電動モータにより駆動自在な４輪駆動車の制御装置において、
前輪の回転数と後輪の回転数との差を前後差回転として演算する前後差回転演算手段と、
車両のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、
上記スリップ状態検出手段が車両のスリップ状態を検出し、且つ、エンジン回転数と車速の少なくともどちらかが予め設定しておいた閾値を超える場合は、上記前後差回転に応じた上記オルタネータの発電を行わせるオルタネータ制御手段と、
上記スリップ状態検出手段が車両のスリップ状態を検出し、且つ、エンジン回転数と車速の少なくともどちらかが上記予め設定しておいた閾値を超えない場合は、上記エンジンに対する負荷を抑制させるエンジン負荷抑制手段と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
【請求項２】
上記エンジン負荷抑制手段が、上記エンジンに対する負荷の抑制を行う場合は、上記オルタネータの発電量を制限することで行うことを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項３】
上記エンジンから上記一方の車輪への駆動径路の間にエンジン駆動力の伝達を制御する駆動力伝達制御手段を備え、
上記エンジン負荷抑制手段が、上記エンジンに対する負荷の抑制を行う場合は、上記駆動力伝達制御手段を制御することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項４】
上記駆動力伝達制御手段は、クラッチ制御手段であることを特徴とする請求項３記載の４輪駆動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪のどちらか一方の車輪をエンジンによって駆動し、他方の車輪をエンジンにより駆動するオルタネータの発電によって作動される電動モータにより駆動自在な４輪駆動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、４輪駆動車の形態として、前後輪のどちらか一方の車輪をエンジンによって駆動し、他方の車輪をエンジンにより駆動するオルタネータの発電によって作動される電動モータにより駆動自在な４輪駆動車が開発され、実用化されはじめている。
【０００３】
例えば、特開２０００−１４２１５５号公報では、スリップ状態時には、通常、オルタネータとバッテリを接続している切換スイッチを切り換えて、オルタネータの発電を後輪を駆動する電動モータに供給する４輪駆動車が開示されている。この技術では、スリップ状態時、オルタネータの発電量はアクセル開度に応じて制御するようになっており、アクセル開度が大でエンジン出力が大きい時には、オルタネータの発電量を大とし、アクセル開度が小でエンジン出力が小さい時には、オルタネータの発電量を徐々に増大させる。これにより、エンジン出力が小さい状態で、エンジンに大負荷が加わってエンストが生じるのを防止することが図られている。
【特許文献１】特開平２０００−１４２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１では、スリップ状態時のエンストを防止することにのみ主眼が置かれているため、例えば、スリップ状態が小さいにもかかわらず、アクセル開度が大でエンジン出力が大きい時には、オルタネータの発電量が大とされるため、スリップ状態を解消しようとして後輪が電動モータによって大きな出力で駆動されてしまう。このため、実際のスリップ状態を反映した、前輪と後輪との間の適切な動力配分が行えず、スリップ状態が解消された時に急に、大きな出力で駆動されていた電動モータが停止して、ドライバが違和感を感じるといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジンに過大な負荷をかけることなく、実際のスリップ状態を反映して前輪と後輪の駆動力配分を最適に制御し、ドライブフィーリングに優れた４輪駆動車の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】
【０００６】
本発明は、前後輪のどちらか一方の車輪をエンジンによって駆動し、他方の車輪を上記エンジンにより駆動するオルタネータの発電によって作動される電動モータにより駆動自在な４輪駆動車の制御装置において、前輪の回転数と後輪の回転数との差を前後差回転として演算する前後差回転演算手段と、車両のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、上記スリップ状態検出手段が車両のスリップ状態を検出し、且つ、エンジン回転数と車速の少なくともどちらかが予め設定しておいた閾値を超える場合は、上記前後差回転に応じた上記オルタネータの発電を行わせるオルタネータ制御手段と、上記スリップ状態検出手段が車両のスリップ状態を検出し、且つ、エンジン回転数と車速の少なくともどちらかが上記予め設定しておいた閾値を超えない場合は、上記エンジンに対する負荷を抑制させるエンジン負荷抑制手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による４輪駆動車の制御装置によれば、エンジンに過大な負荷をかけることなく、実際のスリップ状態を反映して前輪と後輪の駆動力配分を最適に制御し、ドライブフィーリングに優れるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１〜図５は本発明の実施の第１形態を示し、図１は４輪駆動車の駆動系及び制御系の全体を示す概略説明図、図２は４輪駆動制御のメインプログラムのフローチャート、図３はスリップ状態でエンジン回転数が高い時に前後差回転に応じて設定されるオルタネータ負荷のマップの説明図、図４はスリップ状態でエンジン回転数が低い時にエンジン回転数に応じて設定されるオルタネータ負荷のマップの説明図、図５は本４輪駆動制御の低μ路での発進・加速時における効果の一例を示すタイムチャートである。
【０００９】
図１において、符号１は４輪駆動車を示し、この４輪駆動車１では、エンジン２により発生された駆動力は、自動変速機３、フロントデファレンシャル４を介して前輪５fl，５frに伝達される。
【００１０】
また、図１において、符号６はエンジン２により駆動されて発電するオルタネータを示し、このオルタネータ６の発電により電動モータ（後輪駆動モータ）７が作動される。この後輪駆動モータ７により発生した駆動力は、所定の減速装置８、リヤデファレンシャル９を介して後輪５rl，５rrに伝達される。
【００１１】
一方、４輪駆動車１には、４輪の車輪速センサ１１fl，１１fr，１１rl，１１rr、及び、エンジン回転数センサ１２等の各センサが設けられており、これら各センサからの４輪の車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、エンジン回転数ＮEの信号は、後述の４輪駆動制御を行う制御装置２０に入力される。
【００１２】
制御装置２０は、上述の各センサからの信号が入力され、後輪駆動モータ７のモータ回転数等を監視しながらオルタネータ６を制御する。すなわち、制御装置２０は、前後差回転演算手段、スリップ状態検出手段、オルタネータ制御手段、エンジン負荷抑制手段としての機能を備えて構成されるものであり、以下、制御装置２０における４輪駆動制御を、図２のフローチャートで説明する。
【００１３】
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要なパラメータ、すなわち、４輪の車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、エンジン回転数ＮEの信号を読み込む。
【００１４】
次に、Ｓ１０２に進み、前輪の回転数（（ωfl＋ωfr）／２）と後輪の回転数（（ωrl＋ωrr）／２）との差を前後差回転ΔFRとして演算する。
【００１５】
次いで、Ｓ１０３に進み、前後差回転ΔFRと予め実験等で求めておいた値Δc1とを比較し、前後差回転ΔFRがΔc1より小さい場合（ΔFR＜Δc1の場合）は、スリップ状態ではないと判定してＳ１０４に進み、オルタネータ６による後輪駆動モータ７への電力供給をストップさせて、プログラムを抜ける。
【００１６】
また、Ｓ１０３の判定の結果、前後差回転ΔFRがΔc1以上の場合（ΔFR≧Δc1の場合）は、スリップ状態と判定し、Ｓ１０５以降へと進む。
【００１７】
Ｓ１０５では、エンジン回転数ＮEを予め設定しておいた閾値ＮEC（例えば、アイドル回転数＋５００rpmで、具体的には約１０００rpm程度の値）と比較し、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮEC以上と判定した場合（ＮE≧ＮECの場合）は、エンジン出力は十分と判定してＳ１０６に進み、エンジン２の過大な駆動力をオルタネータ６の発電に活用すべく、エンジン２により前後差回転ΔFRに応じてオルタネータ６の発電を行わせ、この発電量で後輪駆動モータ７を駆動させる。この前後差回転ΔFRに応じたオルタネータ６の発電は、予め記憶しておいたマップに基づき行われる。このマップは、図３に示すように、前後差回転ΔFRが大きいほど大きなオルタネータ６の発電が行われて、後輪側の駆動力配分が大きくなり、後輪側を速く駆動させて前後差回転ΔFRを小さくするようになっている。
【００１８】
また、Ｓ１０５の判定の結果、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮECより小さいと判定した場合（ＮE＜ＮECの場合）は、エンジン出力は、オルタネータ６の発電を補うには不十分と判定してＳ１０７に進み、エンジン２に対する負荷を抑制するために、オルタネータ６の発電量を制限する。このオルタネータ６の発電量の制限は、例えば、図４に示すようなマップによって行い、エンジン回転数ＮEが極低回転数の領域ではオルタネータ６の発電を行わないようにして、この領域からエンジン回転数ＮEが高くなるほど、次第にオルタネータ６の発電量が上昇するように設定される。
【００１９】
Ｓ１０６、或いは、Ｓ１０７の処理の後は、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０６、或いは、Ｓ１０７で設定したオルタネータ６の発電量を基にして後輪駆動モータ７へ電力供給を実行させ、プログラムを抜ける。
【００２０】
本実施の第１形態のような、前輪をエンジン２によって駆動し、後輪をエンジン２により駆動するオルタネータ６の発電によって作動される後輪駆動モータ７により駆動する４輪駆動車１では、低μ路におけるスリップを伴う発進・加速時においては、例えば、図５に示すように、前後輪の車輪速は、前輪側が速く回転する傾向にある。
【００２１】
すなわち、スリップを伴う低μ路においては、車両１が発進してから（時刻ｔ1から）加速をしていくと、前輪側の車輪速が速くなり、そのまま何も制御が行われない場合では、図５中の一点破線で示すように、前輪と後輪との車輪速の差（前後差回転ΔFR）が広がって、グリップ力が失われ、安定した発進・加速ができない虞がある。
【００２２】
本実施の第１形態では、前後差回転ΔFRが、予め実験等で求めておいた値Δc1以上となった場合（時刻ｔ2）に、スリップ状態が発生したと判定し、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮECより小さいと判定した場合は、エンジン２の出力が不十分であるため、エンジン２に対して負担がかからないようにオルタネータ６の発電量を制限する。一方、スリップ状態が発生したと判定し、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮEC以上と判定した場合は、エンジン出力は十分と判定して、エンジン２の過大な駆動力をオルタネータ６の発電に活用すべく、エンジン２により前後差回転ΔFRに応じたオルタネータ６の発電を行わせ、この発電量で後輪駆動モータ７を駆動させる。これにより、後輪側の駆動力配分が大きくなり、後輪側を速く駆動させて前後差回転ΔFRを小さくする。
【００２３】
次に、図６〜図８は本発明の実施の第２形態を示し、図６は４輪駆動車の駆動系及び制御系の全体を示す概略説明図、図７は４輪駆動制御のメインプログラムのフローチャート、図８はスリップ状態でエンジン回転数が低い時にエンジン回転数に応じて設定されるクラッチ締結力のマップの説明図である。尚、本実施の第２形態は、エンジン２と自動変速機３との間にエンジン駆動力の伝達を制御自在な油圧クラッチを設け、スリップ状態でエンジン２の出力が不十分な時には、この油圧クラッチを制御することでエンジン２に対する負荷を制限するようにし、オルタネータの発電量は前後差回転ΔFRに応じて行うことが前記第１形態とは異なる。その他の構成、作用は、前記第１形態と同様であるので、これらについては第１形態と同じ符号を記し、説明は省略する。
【００２４】
すなわち、図６に示すように、エンジン２と自動変速機３との間には、エンジン駆動力の伝達を制御自在な駆動力伝達制御手段としての油圧クラッチ（クラッチ制御手段）３１が設けられており、この油圧クラッチ３１は、制御装置３０からの信号により、そのクラッチ締結力が制御される。
【００２５】
具体的には、図７のフローチャートで示すように、Ｓ１０５で、エンジン回転数ＮEを予め設定しておいた閾値ＮECと比較し、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮEC以上と判定した場合（ＮE≧ＮECの場合）は、エンジン出力は十分と判定してＳ１０６に進み、エンジン２の過大な駆動力をオルタネータ６の発電に活用すべく、エンジン２により前後差回転ΔFRに応じてオルタネータ６の発電を行わせ、この発電量で後輪駆動モータ７を駆動させる。この前後差回転ΔFRに応じたオルタネータ６の発電は、前記第１形態と同様、例えば、予め記憶しておいた、図３に示すようなマップに基づき行われる。そして、Ｓ１０６の後は、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０６で設定したオルタネータ６の発電量を基にして後輪駆動モータ７へ電力供給を実行させ、プログラムを抜ける。
【００２６】
一方、Ｓ１０５の判定の結果、エンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮECより小さいと判定した場合（ＮE＜ＮECの場合）は、エンジン出力は、オルタネータ６の発電を補うには不十分と判定してＳ２０１に進み、エンジン２に対する負荷を抑制するために、油圧クラッチ３１を制御する。この油圧クラッチ３１の制御は、例えば、図８に示すようなマップに基づき行われ、オルタネータ６の負荷がエンジン出力トルクより高いと想定される領域では、クラッチ締結力を０、すなわち、油圧クラッチ３１を解放し、エンジン駆動力が前輪に伝達しないように制御する。逆に、オルタネータ６の負荷がエンジン出力トルクより小さくなっていると想定される領域では、徐々にクラッチ締結力を上昇させ、前輪に対して駆動力が伝達するように制御する。このように油圧クラッチ３１の締結力を制御することで、エンジン２に対して過大な負荷がかかることを抑制する。
【００２７】
その後、Ｓ２０２に進み、Ｓ１０６と同様、エンジン２により前後差回転ΔFRに応じてオルタネータ６の発電を行わせ、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０６で設定したオルタネータ６の発電量を基にして後輪駆動モータ７に電力を供給し、プログラムを抜ける。
【００２８】
このように本実施の第２形態によれば、スリップ状態となってエンジン回転数ＮEが予め設定しておいた閾値ＮECより小さいと判定した場合は、エンジン２の出力が不十分であるため、油圧クラッチ３１を制御することにより、前輪への駆動力の伝達を抑制することにより、エンジン２に対して過大な負荷がかかることを抑制するのである。このこと以外の効果については、前記第１形態と同様の効果が得られる。
【００２９】
尚、本実施の第２形態では、エンジン駆動力の伝達を制御するのに油圧クラッチ３１を用いる例で説明しているが、他に、電磁クラッチ等を用いるようにしても良い。
【００３０】
また、本実施の第１、第２形態では、エンジン２により前輪を駆動し、電動モータ７により後輪を駆動する例で説明しているが、エンジン２により後輪を駆動し、電動モータ７により前輪を駆動する車両であっても本発明が適用できることは云うまでもない。
【００３１】
また、本実施の第１、第２形態では、エンジン２が十分な出力を有しているか否かの判定は、すなわち、Ｓ１０５の判定は、エンジン回転数ＮEと予め設定しておいた閾値ＮECとを比較することで行っているが、車速Ｖと予め設定しておいた車速の閾値とを比較することで行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の第１形態による、４輪駆動車の駆動系及び制御系の全体を示す概略説明図
【図２】同上、４輪駆動制御のメインプログラムのフローチャート
【図３】同上、スリップ状態でエンジン回転数が高い時に前後差回転に応じて設定されるオルタネータ負荷のマップの説明図
【図４】同上、スリップ状態でエンジン回転数が低い時にエンジン回転数に応じて設定されるオルタネータ負荷のマップの説明図
【図５】同上、本４輪駆動制御の低μ路での発進・加速時における効果の一例を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の第２形態による、４輪駆動車の駆動系及び制御系の全体を示す概略説明図
【図７】同上、４輪駆動制御のメインプログラムのフローチャート
【図８】同上、スリップ状態でエンジン回転数が低い時にエンジン回転数に応じて設定されるクラッチ締結力のマップの説明図
【符号の説明】
【００３３】
１    ４輪駆動車
２    エンジン
５fl，５fr  前輪
５rl，５rr  後輪
６    オルタネータ
７    電動モータ（後輪駆動モータ）
１１fl，１１fr，１１rl，１１rr  車輪速センサ
１２    エンジン回転数センサ
２０    制御装置（前後差回転演算手段、スリップ状態検出手段、オルタネータ制御手段、エンジン負荷抑制手段）
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2005124267.tif 000003
【図２】
2005124267.tif 000004
【図３】
2005124267.tif 000005
【図４】
2005124267.tif 000006
【図５】
2005124267.tif 000007
【図６】
2005124267.tif 000008
【図７】
2005124267.tif 000009
【図８】
2005124267.tif 000010