(57)【要約】【課題】2輪駆動および4輪駆動間での切り替えが頻繁に繰り返される場合に、4輪駆動切り替え応答が低いことに起因して2輪駆動走行が継続されるのを防止する。【解決手段】t1に、エンジン駆動前輪のスリップが発生して、モータ駆動後輪の駆動が4WD界磁電流により行われ、t2に前輪駆動スリップが解消された場合につき説明すると、t2から設定時間Δtが経過するt3までを発電機および電動モータの予励期間とする。Δt中は、発電機および電動モータの予励が、Ifh＝予励界磁電流およびIfm＝予励界磁電流により行われ、Δt中に2輪駆動から4輪駆動への切り替え要求があったとき、発電機および電動モータの励磁が予励状態から速やかに完遂され、4輪駆動応答が速くなる。よって、2輪−4輪駆動切り替えが繰り返される環境で、4輪駆動への切り替えが速やかに完遂され、2輪駆動が継続されるのを防止できる。【選択図】図５
2007238018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主動力源からの動力により駆動される主駆動輪と、
前記主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動される電動モータ駆動車輪とを具え、
前記主駆動輪および前記電動モータ駆動車輪間の車輪速差に基づき、前記主駆動輪の駆動スリップ状態を検出した時、前記発電機に発電負荷をかけて発電させた電力により前記電動モータを介し電動モータ駆動車輪を駆動して4輪駆動を行うようにした電動モータ式4輪駆動車両において、
前記主駆動輪の駆動スリップ状態が検出されない場合においても、設定時間中は前記発電機および電動モータの界磁の少なくとも一方を予励状態に保つよう構成したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の、電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置において、
前記主駆動輪の駆動スリップ状態が解消された後の設定時間中における前記主駆動輪の駆動スリップ量および／または駆動スリップ発生回数が多いほど前記設定時間を長くするよう構成したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項2に記載の、電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置において、
前記設定時間に上限を設定したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項１〜3のいずれか1項に記載の、電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置において、
前記設定時間を高車速ほど長くしたことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の、電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置において、
前記主駆動輪の駆動スリップが発生していない状態で主駆動輪および／または電動モータ駆動車輪の車輪速変動が設定変動幅以上である間、前記発電機および電動モータの界磁を予励状態に保つよう構成したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の、電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置において、
前記電動モータの予励を、前記発電機の予励によって得られた発電電力により行わせるよう構成したことを特徴とする電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪の一方を内燃機関（エンジン）などの主動力源により駆動し、他方の車輪を、主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動する電動モータ式4輪駆動車両に関し、特に、主駆動輪の駆動スリップ発生時に発電機へ発電負荷をかけて発電させた電力により上記の電動モータを駆動することにより適宜4輪駆動を行うようにした電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）などの主動力源からの動力により駆動される主駆動輪のほかに、主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動される電動モータ駆動車輪を具えた、電動モータ式4輪駆動車両としては従来、例えば特許文献１に記載されたごときものがある。
【０００３】
この車両は、前２輪（または後２輪）をエンジン駆動し、後２輪（または前２輪）を電動モータにより駆動可能とし、エンジンに駆動結合した４輪駆動専用の発電機からの電力により電動モータを直接駆動する。
【０００４】
なお4輪駆動に際し発電機および電動モータを制御するに当たっては、主駆動輪の路面反力とエンジントルクとの比較により、主駆動輪の駆動スリップを発生させる原因となる余剰トルクを求め、これに対応する発電負荷を発電機にかけて発電させた電力により電動モータを駆動し、主駆動輪が駆動スリップするような状況のもとで電動モータにより対応車輪を駆動することにより、これと主駆動輪との4輪での走行を行わせる。
【特許文献１】特開２００４−２１５４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、主駆動輪が駆動スリップするような状況でなければ、発電機が発電負荷をかけられず、これからの発電電力もないため、電動モータが駆動されないことにより、車両は主駆動輪のみによる2輪駆動走行を行うこととなる。
そして、この状況から主駆動輪が駆動スリップするような状況になると、余剰トルクに対応する発電負荷を発電機にかけて発電させた電力により電動モータを介し対応車輪を駆動し、4輪駆動走行を行わせる。
【０００６】
ところで、かかる2輪駆動から4輪駆動への切り替えに際しては、発電機および電動モータが共に無負荷状態から界磁コイルへの通電により励磁され、発電機が発電負荷に応じた発電を行い、これからの電力を基に電動モータが界磁コイルへの通電（励磁力）に応じたトルクを出力することで、2輪駆動から4輪駆動への切り替えが行われるため、2輪駆動から4輪駆動への切り替え応答が悪いという問題があった。
【０００７】
かかる4輪駆動応答の悪さは、2輪駆動および4輪駆動間での切り替えが頻繁に繰り返される道路環境において、4輪駆動から2輪駆動への切り替えが速やかに完遂されるのに対し、逆の2輪駆動から4輪駆動への切り替えが速やかに完遂しないため、4輪駆動への切り替えが完了する前に2輪駆動が要求されることとなり、最悪の場合、2輪駆動走行が継続されることがある。
【０００８】
また、昨今の4輪駆動車速域の高車速化に伴い、4輪駆動指令が発せられてから長い距離走行した後でないと4輪駆動走行に切り替わらないこととなり、4輪駆動すべきなのに長距離に亘って2輪駆動を強いられ、上記の問題が一層顕著になって悪路走破性の更なる悪化が懸念される。
【０００９】
この問題解決のためには、2輪駆動および4輪駆動間での切り替えが頻繁に繰り返される道路環境においては低μ路と判断し、主動力源であるエンジンを停止するまで4輪駆動状態に固定することも考えられる。
しかしこの場合、逐一変化する道路状況を無視して4輪駆動走行を継続するため、2輪駆動走行が可能な道路状況のもとでも4輪駆動走行を行うことによる燃費の悪化を避けられない。
この問題は、発電機および電動モータを大容量のものにしつつある昨今、発電機の駆動エネルギーが大きいことにより、看過できない問題となる。
【００１０】
本発明は、上記の問題がすべて、2輪駆動から4輪駆動への切り替え応答が悪いことに起因するとの観点から、電動モータ式4輪駆動車両の4輪駆動応答を改善する対策を提案し、もって、上記諸々の問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のため、本発明による電動モータ式4輪駆動車両の駆動力制御装置は、請求項１に記載のごとき以下の構成とする。
先ず前提となる電動モータ式4輪駆動車両は、
主動力源からの動力により駆動される主駆動輪と、
前記主動力源に結合された発電機の発電電力に応動する電動モータからの動力により駆動される電動モータ駆動車輪とを具え、
前記主駆動輪および前記電動モータ駆動車輪間の車輪速差に基づき、前記主駆動輪の駆動スリップ状態を検出した時、前記発電機に発電負荷をかけて発電させた電力により前記電動モータを介し電動モータ駆動車輪を駆動して4輪駆動を行うようにしたものである。
【００１２】
本発明の駆動力制御装置は、かかる電動モータ式4輪駆動車両において、
前記主駆動輪の駆動スリップ状態が検出されない場合においても、設定時間中は前記発電機および電動モータの界磁の少なくとも一方を予励状態に保つよう構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
かかる本発明の駆動力制御装置によれば、
主駆動輪の駆動スリップ状態が検出されない場合においても、設定時間中は前記発電機および電動モータの界磁の少なくとも一方を予励状態に保つため、
この設定時間中に2輪駆動から4輪駆動への切り替え要求があって発電機および電動モータの界磁を励磁するに際し、これら励磁のうち少なくとも一方が予励状態からのものであることとなって速やかに完遂され、2輪駆動から4輪駆動への切り替え応答が速くなる。
【００１４】
このため、2輪駆動および4輪駆動間での切り替えが頻繁に繰り返される道路環境において、4輪駆動から2輪駆動への切り替えと同様に、2輪駆動から4輪駆動への切り替えが速やかに完遂され、当該道路環境のもとで2輪駆動走行が継続されることがあるという、前記した従来の問題を解消することができる。
【００１５】
また4輪駆動応答の迅速化に起因し、昨今の4輪駆動車速域の高車速化によっても、比較的短い走行距離のうちに4輪駆動走行へ切り替わり、4輪駆動すべきなのに2輪駆動を強いられる距離が短くなって、上記の問題解決を一層確実なものにすることができ、悪路走破性の更なる向上を実現することができる。
【００１６】
更に、一旦4輪駆動すべきと判定したら主動力源を停止するまで4輪駆動状態を継続するという対策に頼らず、主駆動輪の駆動スリップ解消後も、設定時間中は発電機および電動モータの界磁を予励状態に保つという対策により上記の作用効果を達成することとしたから、
2輪駆動走行が可能な道路状況のもとでも4輪駆動走行を行うというような不都合を生ずることがなく、不要な4輪駆動走行による燃費の悪化を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になる駆動力制御装置を具えた電動モータ式４輪駆動車両の駆動系を略示し、
本実施例においてはこの車両を、左右前輪1L,1Rを主動力源としてのエンジン（内燃機関）2によって駆動されるフロントエンジン・フロントホイールドライブ車（F／F車）をベース車両とし、左右後輪3L,3Rを必要に応じ電動モータである後輪駆動モータ4によって駆動可能とした、所謂電動モータ式４輪駆動車両とする。
【００１８】
エンジン2は通常通り、運転者がアクセルペダル（図示せず）を踏み込む程度に応じて出力を増大されるものとする。
そしてこのエンジン2は、自動変速機5およびディファレンシャルギヤ装置6を一体ユニットに構成したトランスアクスルを介し左右前輪（主駆動輪）1L,1Rに駆動結合し、エンジン2の出力トルクが自動変速機5およびディファレンシャルギヤ装置6を経て左右前輪1L,1Rに伝達されて車両の走行に供されるものとする。
【００１９】
次に電動モータ4による後輪駆動系を説明するに、これは、エンジン2の出力トルクの一部により無端ベルト7を介して駆動される専用発電機8を具え、この発電機8は、エンジン2の回転数にベルトプーリ比を乗じた回転数でエンジン駆動されており、４輪駆動コントローラ9によって調整される界磁電流線8aへの界磁電流Ifhに応じた発電負荷をエンジン2にかけて負荷トルクに応じた電力を発電する。
【００２０】
発電機8が発電した電力は、電力線10によりリレー11を経て後輪駆動モータ4に供給する。
リレー11はコントローラ9からの指令により、発電機8が制御不良になった時に電力線10を遮断したり、後輪駆動が不要でコントローラ9が発電機8に発電負荷をかけないようにした時も永久磁石による若干の発電があることから、これがモータ4に供給されないようにするために電力線10を遮断する。
【００２１】
後輪駆動モータ4の駆動軸は、減速機12およびこれに内蔵された4WDクラッチ13を介して左右後輪（電動モータ駆動車輪）3L,3Rのディファレンシャルギヤ装置14に結合し、モータ4の出力トルクが減速機12によりギヤ比分で増大され、クラッチ締結電力線13aからの電力により4WDクラッチ13が締結状態であれば、この増大されたトルクがディファレンシャルギヤ装置14により左右後輪3L,3Rに分配出力されるようになす。
【００２２】
4WDクラッチ13の締結・解放、および電動モータ4の回転方向・駆動トルクも４輪駆動コントローラ9によって制御する。
電動モータ4の制御に当たってコントローラ9は、車両運転状態に応じて決まる左右後輪（電動モータ駆動車輪）3L,3Rの目標駆動力に対応した電動モータ4のモータトルク指令値を求め、界磁電流線4aから電動モータ4への界磁電流Ifmの調整によってモータ駆動トルクをこの指令値に一致するよう制御し、界磁電流Ifmの方向によってモータ回転方向を制御する。
【００２３】
モータ4、発電機8、リレー11、4WDクラッチ13の上記した制御を行うために４輪駆動コントローラ9には、４輪駆動スイッチ21からの信号を入力するほかに、
左右前輪1L,1Rの車輪速（前輪速）ＶＷＦＬ，ＶＷＦＲおよび左右後輪3L,3Rの車輪速（後輪速）ＶＷＲＬ，ＶＷＲＲを個々に検出する車輪速センサ群22からの信号と、
後輪駆動モータ4の回転速度Nmを検出するモータ回転センサ23からの信号と、
アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ25からの信号とを入力する。
【００２４】
なお４輪駆動コントローラ9は、運転者が４輪駆動スイッチ21をONにしている間、後で説明するごとく４輪駆動の必要を判断して自動的にモータ４輪駆動を行い、
運転者が４輪駆動スイッチ21をOFFにしている間、前２輪のエンジン駆動のみによる２輪駆動を継続的に行わせるものとする。
【００２５】
以下、コントローラ9が行う基本的な４輪駆動制御を説明する。
まず図2に示す処理により、主駆動輪（エンジン駆動輪）である前輪1L,1Rの駆動（加速）スリップを生起させる原因となるエンジン2の余剰トルクを演算する。
ステップＳ１において、車輪速センサ群２２で検出した前輪速ＶＷＦＬ，ＶＷＦＲから求め得る平均前輪速Vwfより、同じく車輪速センサ群22で検出した後輪速ＶＷＲＬ，ＶＷＲＲから求め得る平均後輪速Vwrを減算して、主駆動輪である左右前輪1L,1Rの駆動（加速）スリップ量ΔVfを求める。
【００２６】
次のステップＳ２では、上記左右前輪1L,1Rの駆動スリップ量ΔVfが所定値、例えば３km/h以上か否かにより、駆動スリップが発生しているか否かを判定する。
駆動スリップ量ΔVfが３km/h未満と判定する場合は、駆動スリップが発生しておらず、エンジン出力の余剰がないとして制御をそのまま終了する。
【００２７】
ステップＳ２で駆動スリップ量ΔVfが３km/h以上と判定する駆動スリップ発生時は、ステップＳ３において、前輪1L,1Rの駆動スリップを発生させるエンジンの余剰トルク、つまり駆動スリップを抑制するのに必要な吸収トルクＴ（ΔVf）を、Ｔ（ΔVf）＝K1×ΔVfにより演算する。
なおK1は、実験などによって求めたゲインである。
【００２８】
次のステップＳ４では現在の発電機8の負荷トルクTgを求め、更にステップＳ５において、現在の発電機負荷トルクTgと、前記の余剰トルクＴ（ΔVf）との合算により発電機8の目標発電負荷トルクThを求める。
そしてステップＳ６で、前記車輪速ＶＷＦＬ，ＶＷＦＲ，ＶＷＲＬ，ＶＷＲＲから求め得る車速VSPが、4WDクラッチ13の締結時にモータ4を過回転させる車速域の下限値であるモータ過回転車速（例えば30km/h）未満か否かをチェックする。
【００２９】
車速VSPがモータ過回転車速以上である場合、モータ4が過回転してその耐久性が低下することから４輪駆動を行わせないよう制御をそのまま終了するが、車速VSPがモータ過回転車速未満ならステップＳ7において、発電機8の最大負荷トルクThmaxを求める。
次いでステップＳ８において、発電機8の目標発電負荷トルクTh（ステップＳ５）が最大負荷トルクThmax以上か否かをチェックし、以上ならステップＳ９でTh＝Thmaxとして目標発電負荷トルクThを実現可能な限界であるThmaxに制限し、Th<Thmaxなら制御を終了して目標発電負荷トルクThをステップＳ５で求めたままの値とする。
【００３０】
なお図２では、エンジン駆動輪1L,1Rが駆動スリップを発生した場合のみについて、発電機8の目標発電負荷トルクThを求める方法を説明したが、
エンジン駆動輪1L,1Rが駆動スリップする虞のある場合や、或いは、所定以下の低速状態である時も、電動モータ４輪駆動を実現するために発電機8の目標発電負荷トルクThを運転状況に応じて求めるものとする。
【００３１】
コントローラ9は、上記のようにして求めた発電機8の目標発電負荷トルクThを基に図３の制御プログラムにより発電機8およびモータ4を制御する。
ステップＳ１１においては、発電機8の目標発電負荷トルクThが正か否かにより発電要求があるか否かをチェックする。
発電要求がなければ制御を終了して、発電機8の発電負荷をエンジン2にかけないようにすると共に、4WDクラッチ13を解放状態にしておく。
発電要求があればステップＳ１２において、予定のマップをもとにモータ回転速度Nmから目標モータ界磁電流Ifmを算出する。
なお図示しなかったが同時に、4WDクラッチ13の入出力回転速度が一致した時に4WDクラッチ13を締結してモータ4の回転を後輪3L,3Rへ伝達可能にする。
【００３２】
ここで、モータ4の回転数Nmに対する目標モータ界磁電流IfmはステップＳ１２内に図示するごとく、モータ回転数Nmが所定回転数以下の場合には一定の所定電流値とし、それ以上のモータ回転数になった場合には、公知の弱め界磁制御方式でモータ4の界磁電流Ifmを小さくする。
その理由は、モータ4が高速回転になるとモータ逆起電圧Ｅの上昇によりモータトルクが低下することから、モータ回転数Nmが所定値以上になったらモータ4の界磁電流Ifmを小さくして逆起電圧Ｅを低下させることにより、モータ4に流れる電流を増加させて所要のモータトルクTmが得られるようにするためである。
【００３３】
次いでステップＳ１３において、上記のようにして求めた目標モータ界磁電流Ifmおよびモータ4の回転数Nmから、予定のマップをもとにモータ4の逆起電圧Ｅを算出する。
更にステップＳ１４で、前記した発電負荷トルクThに基づき対応するモータトルク指令値tTmを算出し、このモータトルク指令値tTmに対応する目標モータ界磁電流Ifmを電動モータ4に指令して、電動モータ4がモータトルク指令値tTmに対応したトルクを出力するようになす。
【００３４】
次にステップＳ１５では、モータトルク指令値tTmおよび目標モータ界磁電流Ifmの関数である目標電機子電流Iaを算出し、
その後ステップＳ１６において、目標電機子電流Ia、総合抵抗Ｒ、および逆起電圧Ｅから発電機8の目標電圧ＶをＶ＝Ia×Ｒ＋Ｅの演算により求める。
コントローラ9は、発電機8の発電電圧が、このようにして求めた目標電圧Ｖとなるよう、発電機8の界磁電流Ifhをフィードバック制御する。
【００３５】
かかる発電機8および電動モータ4の制御とは別に４輪駆動コントローラ9は、図4の制御プログラムを実行して、以下のような発電機8および電動モータ4の予励制御を行う。
先ずステップＳ21において、平均前輪速Vwfから平均後輪速Vwrを差し引いて求めた左右前輪1L,1R（主駆動輪）の駆動スリップ量ΔVfが所定値、例えば３km/h以上か否かにより、左右前輪1L,1R（主駆動輪）の駆動スリップが発生しているか否かを判定する。
【００３６】
ステップＳ21で左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生していると判定する場合は、ステップＳ22において、図2のステップＳ2以後における処理および図3の処理により前記した通常の4輪駆動制御を実行し、
このループが選択される度にステップＳ23において、現時点から設定時間Δtが経過する瞬時までの期間を、発電機8および電動モータ4の予励時間Δtとして更新し、メモリし続ける。
【００３７】
ステップＳ21で左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなくなったと判定する場合は、制御をステップＳ24に進めることにより、前回ステップＳ23でメモリした期間、つまり、左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなくなった時点から設定時間Δtが経過する瞬時までの期間が、発電機8および電動モータ4の予励期間Δtとして確定される。
【００３８】
ステップＳ24においてはこの予励期間Δtが終了したか否かをチェックし、予励期間Δtが終了するまでの間は、ステップＳ25において発電機8および電動モータ4の予励を行う。
ここで発電機8および電動モータ4の予励と称するは、これら発電機8および電動モータ4が左右後輪3L,3Rを駆動しないものの、界磁電流Ifh,Ifmの増大時に直ちに左右後輪3L,3Rを駆動し始めて、2輪駆動から4輪駆動への切り替えが即座に実行されるよう、発電機8および電動モータ4の界磁を前もって僅かな励磁状態にしておくことを意味するものとし、
この僅かな励磁状態のための界磁電流Ifh,Ifmを車両の走行条件ごとに予め実験などにより決定しておき、ステップＳ24では当該僅かな励磁状態のための界磁電流Ifh,Ifmを発電機8および電動モータ4に指令してそれぞれの予励を行う。
【００３９】
ステップＳ24で上記の予励期間Δtが終了したと判定するときは、ステップＳ26において発電機8および電動モータ4の上記予励を終了し、この予励終了は界磁電流Ifh,Ifmの消失により遂行する。
【００４０】
本実施例による作用効果を、図5に示すごとく、瞬時t1に前輪駆動スリップ量ΔVfが所定値（例えば３km/h）以上となって、図2のステップＳ2以後における処理および図3の処理による通常の4輪駆動制御（図5に4WD界磁電流を示した）で、瞬時t2に前輪駆動スリップ量ΔVfが所定値（例えば３km/h）未満になった場合につき付言するに、
前輪の駆動スリップ解消時t2から設定時間Δtが経過する瞬時t3までの期間が発電機8および電動モータ4の予励期間として設定され（ステップＳ23）、この予励期間Δt中、発電機8および電動モータ4の前記した予励（ステップＳ25）が、Ifh＝予励界磁電流およびIfm＝予励界磁電流（図5では便宜上、これらを同じ値として示した）により行われる。
【００４１】
つまり、前輪の駆動スリップが検出されなくなった瞬時t2の後も、設定時間Δt中は発電機8および電動モータ4の界磁を予励状態に保つため、
この設定時間Δt中に2輪駆動から4輪駆動への切り替え要求があって発電機8および電動モータ4の界磁を励磁するに際し、この励磁が予励状態からのものであることとなって速やかに完遂され、2輪駆動から4輪駆動への切り替え応答が速くなる。
【００４２】
このため、2輪駆動および4輪駆動間での切り替えが頻繁に繰り返される道路環境において、4輪駆動から2輪駆動への切り替えと同様に、2輪駆動から4輪駆動への切り替えが速やかに完遂され、当該道路環境のもとで2輪駆動走行が継続されることがあるという、前記した従来の問題を解消することができる。
【００４３】
また4輪駆動応答の上記迅速化に起因し、昨今の4輪駆動車速域の高車速化によっても、比較的短い走行距離のうちに4輪駆動走行へと切り替わり、4輪駆動すべきなのに2輪駆動を強いられる距離が短くなって、上記の問題解決を一層確実なものにすることができ、悪路走破性の更なる向上を実現することができる。
なお本実施例では、発電機8および電動モータ4の界磁の双方を上記予励状態に保つ場合について説明したが、発電機8および電動モータ4の界磁の一方のみを上記予励状態に保つようにしてもよい。
ただしこの場合、走行状態に応じて、2輪駆動状態から4輪駆動可能な状態への移行により時間がかかる方に予励をかけるようにすることで、上記実施例におけると同様な作用効果を達成することができる。
【００４４】
図6は、本発明の他の実施例になる駆動力制御装置を示す、図4と同様な予励制御プログラムである。
図6中、図4におけると同様の処理を行うステップを同一符号にて示し、本実施例においては、以下のように予励用の設定時間Δtを可変にする。
【００４５】
つまり、ステップＳ21で左右前輪1L,1R（主駆動輪）の駆動スリップ量ΔVfが所定値、例えば３km/h以上と判定する駆動スリップ発生時に、ステップＳ31で駆動スリップのし易さをチェックする。
【００４６】
駆動スリップのし易さは、以下のような物理量により判断することができる。
図7に示すごとく、瞬時t1に前輪駆動スリップ量ΔVfが所定値（例えば３km/h）以上となって、通常の4輪駆動制御（図7に4WD界磁電流を示した）で、瞬時t2に前輪駆動スリップ量ΔVfが所定値（例えば３km/h）未満になり、その後、瞬時t3に前輪駆動スリップ量ΔVfが再び所定値（例えば３km/h）以上となって、通常の4輪駆動制御で瞬時t4に前輪駆動スリップ量ΔVfが所定値（例えば３km/h）未満になった場合につき説明すると、
予励制御中における前輪駆動スリップ量ΔVfの最大値または駆動スリップ発生回数、或いはこれら双方の大きさや、前輪駆動スリップ量ΔVfの時間積分値の大きさから、これらが大きいほど駆動スリップし易いと見なすことができる。
【００４７】
ステップＳ31においては、駆動スリップのし易さが設定値以上であるか否かにより、駆動スリップのし易さが大きいか否かをチェックする。
駆動スリップのし易さが大きくない場合は、ステップＳ32において、予励用の設定時間Δtを、その前回値Δt（前回値）に短い、例えば0．01秒を加算して、この0．01秒ずつ長くなるよう定め、
駆動スリップのし易さが大きい場合は、ステップＳ33において、予励用の設定時間Δtを、その前回値Δt（前回値）に長い、例えば0．02秒を加算して、この0．02秒ずつ長くなるよう定める。
従って予励用の設定時間Δtは本実施例の場合、発電機8および電動モータ4の予励制御中における前輪駆動スリップ量ΔVfおよび／または前輪駆動スリップ発生回数が多いほど長くなるよう変化することとなる。
【００４８】
上記のように予励用の設定時間Δtを定めた後のステップＳ23においては、現時点から設定時間Δtが経過する瞬時までの期間を、発電機8および電動モータ4の予励時間Δtとして更新し、メモリし続ける。
次のステップＳ34においては、ステップＳ32またはステップＳ33で前記のように定めた予励用の設定時間Δtを、次回のΔtの設定（ステップＳ32またはステップＳ33）に際して用いるΔt（前回値）として記憶する。
【００４９】
最後のステップＳ22においては、ステップＳ21で駆動スリップ発生と判定しているのに呼応して、図2のステップＳ2以後における処理および図3の処理により通常の4輪駆動制御を実行する。
【００５０】
ステップＳ21で左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなくなったと判定すると、ステップＳ31を通る上記のループから脱して制御をステップＳ24に進め、ここで、左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなくなった時点（図7の瞬時t2,t4）から上記の設定時間Δtが経過したか否かにより予励期間終了か否かをチェックする。
予励期間Δtが終了するまでの間は、ステップＳ25において発電機8および電動モータ4の予励を行い、
予励期間Δtが終了した後は、ステップＳ26において発電機8および電動モータ4の上記予励を終了する。
【００５１】
なお、ステップＳ24で未だ予励期間終了でないと判定している間に、ステップＳ21で左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生したと判定する場合、つまり、例えば図7の瞬時t2〜t3間におけるごとく、左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなくなった時点t2から設定時間Δtが経過する前に（予励期間中に）再び左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生した場合は、その時点t3にステップＳ21が制御をステップＳ31に進めて予励用の設定時間Δtを求め直す。
そして、図7の瞬時t4以後におけるごとく、左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなくなった時点t4から設定時間Δtが経過するまでの間に（予励期間中に）左右前輪1L,1Rの駆動スリップが発生しなければ、時点t4から設定時間Δtの経過時点t5までの期間を、発電機8および電動モータ4の予励期間Δtとして確定する。
【００５２】
本実施例による作用効果を、図7に基づき以下に説明するに、前輪の駆動スリップ解消時t2,t4から設定時間Δtが経過するまでの期間が発電機8および電動モータ4の予励期間として設定され（ステップＳ23）、この予励期間Δt中に前輪の駆動スリップが発生しなければ、発電機8および電動モータ4の前記した予励（ステップＳ25）が、Ifh＝予励界磁電流およびIfm＝予励界磁電流（図7では便宜上、これらを同じ値として示した）により行われる。
【００５３】
つまり、前輪の駆動スリップ解消（瞬時t2,t5）後も、設定時間Δt中は、前輪の駆動スリップが発生しなければ、発電機8および電動モータ4の界磁を予励状態に保つため、
この設定時間Δt中に図7の瞬時t3におけるごとく、前輪の駆動スリップ発生により2輪駆動から4輪駆動への切り替え要求があって発電機8および電動モータ4の界磁を励磁するに際し、この励磁が予励状態からのものであることとなって速やかに完遂され、2輪駆動から4輪駆動への切り替え応答が速くなる。
【００５４】
このため、2輪駆動および4輪駆動間での切り替えが頻繁に繰り返される道路環境において、4輪駆動から2輪駆動への切り替えと同様に、2輪駆動から4輪駆動への切り替えが速やかに完遂され、当該道路環境のもとで2輪駆動走行が継続されることがあるという、前記した従来の問題を解消することができる。
【００５５】
また4輪駆動応答の上記迅速化に起因し、昨今の4輪駆動車速域の高車速化によっても、比較的短い走行距離のうちに4輪駆動走行へと切り替わり、4輪駆動すべきなのに2輪駆動を強いられる距離が短くなって、上記の問題解決を一層確実なものにすることができ、悪路走破性の更なる向上を実現することができる。
【００５６】
しかも本実施例においては前記したごとく、発電機8および電動モータ4の予励制御中における前輪の駆動スリップ量および／または駆動スリップ発生回数が多いほど予励用の設定時間Δtを長くするため（ステップＳ32、ステップＳ33）、
予励期間長が駆動スリップのし易さに応じた適切なものとなり、高μ路なのに予励期間が長すぎてバッテリ蓄電状態が悪化したり、エネルギーロスの増大により燃費が悪化するなどの弊害を回避することができると共に、
低μ路なのに予励期間が短すぎて、上記の作用効果が奏し得られないといった弊害を回避することができる。
【００５７】
図8は、本発明の更に他の実施例になる駆動力制御装置を示す、図6と同様な予励制御プログラムである。
図8中、図6におけると同様の処理を行うステップを同一符号にて示し、本実施例においては、図6の場合と同様に予励用設定時間Δtを可変にするが、この予励用設定時間Δtに上限を設定する。
【００５８】
これがため本実施例おいては図8に示すごとく、図6の予励制御プログラムにステップＳ41およびステップＳ42を付加する。
ステップＳ32またはステップＳ33で予励用設定時間Δtを定めた後に選択されるステップＳ41においては、予励用設定時間Δtが上限値（例えば30秒）を超えたか否かをチェックする。
【００５９】
ステップＳ41で予励用設定時間Δtが上限値（例えば30秒）を超えたと判定する場合は、ステップＳ42において予励用設定時間Δtを、上限値（例えば30秒）にセットしてこの上限を超えないよう制限した後に制御をステップＳ23に進める。
ステップＳ41で予励用設定時間Δtが上限値（例えば30秒）を超えていないと判定する場合は、ステップＳ42をスキップして制御をステップＳ23へ進めることにより、ステップＳ32またはステップＳ33で定めた予励用設定時間Δtをそのまま用いる。
【００６０】
本実施例によれば、図6および図7に示す実施例と同様な作用効果を奏するほかに、予励用設定時間Δtが上限値（例えば30秒）を超えることがないため、
発電機8および電動モータ4の予励が無制限に長く行われてバッテリ蓄電状態が著しく悪化したり、エネルギーロスの極端な増大により燃費が大きく悪化するなどの弊害を回避することができる。
【００６１】
図9は、本発明の更に別の実施例になる駆動力制御装置を示す、図6と同様な予励制御プログラムである。
図9中、図6におけると同様の処理を行うステップを同一符号にて示し、本実施例においては、図6のステップＳ31に代えてステップＳ51を設け、車速VSPに応じて予励用設定時間Δtを変化させるようになす。
【００６２】
つまり、ステップＳ51において車速VSPが設定車速VSP1以上か否かにより高車速か低車速かをチェックする。
ステップＳ51で低車速と判定する間は、ステップＳ32において、予励用の設定時間Δtを、その前回値Δt（前回値）に短い、例えば0．01秒を加算して、この0．01秒ずつ長くなるよう定め、
ステップＳ51で高車速と判定する間は、ステップＳ33において、予励用の設定時間Δtを、その前回値Δt（前回値）に長い、例えば0．02秒を加算して、この0．02秒ずつ長くなるよう定める。
従って予励用の設定時間Δtは本実施例の場合、高車速ほど長くなるよう変化することとなる。
【００６３】
かかる本実施例によれば、図6および図7に示す実施例と同様な作用効果を奏するほかに、予励用設定時間Δtを高車速ほど長くしたため、
高車速ほど4輪駆動応答遅れによる2輪駆動走行距離が長くなる傾向を緩和して、高車速のもとでも前記した作用効果を確実に達成することができる。
【００６４】
図10は、本発明の更に他の実施例になる駆動力制御装置を示す、図4と同様な予励制御プログラムである。
図10中、図4におけると同様の処理を行うステップを同一符号にて示し、本実施例においては、図4のステップＳ21およびステップＳ24間にステップＳ61を挿入し、車輪速変動幅から雪道や砂利道など駆動スリップし易い路面であると判定するとき、駆動スリップを発生していなくても発電機8および電動モータ4の予励を行うようになす。
【００６５】
つまり、ステップＳ21で前輪の駆動スリップが発生していないと判定するとき、ステップＳ61において、車輪速変動が悪路判定変動幅以上か否かにより、雪道や砂利道など駆動スリップし易い路面であるか否かをチェックする。
ちなみに、平均前輪速VWFおよび平均後輪速VWRの経時変化を示す図11から明らかなように、舗装路面においては瞬時t1までにおける車輪速VWF,VWRの経時変化に見られる通り車輪速は殆ど変動することなく滑らかに変化し、雪道や砂利道のような駆動スリップを生じやすい路面においては瞬時t1以後における車輪速VWF,VWRの経時変化に見られる通り車輪速は大きく変動しつつ変化する。
この実情に鑑みステップＳ61では、車輪速変動が悪路判定変動幅以上か否かにより、駆動スリップし易い路面であるか否かをチェックする。
【００６６】
ステップＳ61で車輪速変動が悪路判定変動幅未満であると判定する間は、制御をステップＳ24以降に進めて、図4につき前述したと同様な発電機8および電動モータ4の予励制御を行うが、
ステップＳ61で車輪速変動が悪路判定変動幅以上であると判定する間は、制御をステップＳ25に進めて、ステップＳ24での予励期間終了判定に依存することなく、継続的に発電機8および電動モータ4の予励を行わせる。
【００６７】
よって本実施例によれば、前輪の駆動スリップが発生していなくても（ステップＳ21）、前輪および／または後輪の車輪速変動が悪路判定変動幅以上となる、雪道や砂利道のような駆動スリップし易い路面においては、発電機8および電動モータ4の界磁を予励状態に保つこととなり、
駆動スリップし易い路面で慎重な運転をしていたのに突然駆動スリップが発生した場合などにおいて、速やかに4輪駆動への移行を完遂させることができ、この場合における悪路走破性を向上させることができる。
【００６８】
なお上記した各実施例は、任意に組み合わせて用いることにより、対応する作用効果を複合的に達成することもできる。
【００６９】
また、発電機8および電動モータ4の予励はそれぞれ、バッテリからの電力でこれらを行うようにしても良いが、発電機8の予励により発生した発電電力で電動モータ4の予励を行うようにすれば、電動モータ4の予励エネルギーをバッテリにより賄う必要がなくて、バッテリ蓄電状態の低下を抑制することができて有利である。
【００７０】
この要求は、発電機8および電動モータ4の制御回路を図12に示すように構成することで実現することができる。
図12において、図1におけると同様に機能する部分には同一符号を付して示す。
16は、主として車両電装品17（エアコンや、ワイパーや、ランプ等）用の車載バッテリを示し、この車載バッテリ16に図示せざる作動スイッチを介して車両電装品17を接続する。
そして、車載バッテリ16と車両電装品17との接続箇所に、リレースイッチ31およびインバータ4bを介して後輪駆動モータ4の電磁コイルを接続すると共に、リレースイッチ31を介して発電機8の電磁コイルを接続する。
リレースイッチ31は、4輪駆動スイッチ21（図1参照）のONでモータ4輪駆動を希望する時にOFFされるが、同じ条件でも発電機8の発電電圧が14V未満の場合はONにされ、4輪駆動スイッチ21（図1参照）のOFFでモータ4輪駆動を希望しない時にはONにされるものとする。
【００７１】
一方で、後輪駆動モータ4の界磁コイルは界磁電流線4aを経てバッテリ16に接続し、発電機8の界磁コイルは界磁電流線8aを経てバッテリ16に接続すると共に、電力線18を経て発電機8およびモータ4の電磁コイル間における電力線10に接続する。
4WDクラッチ13の電磁コイルは、一端をクラッチ締結電力線13aによりバッテリ16に接続し、他端を4WDコントローラ9に接続する。
4WDコントローラ9は更に、発電機8の界磁コイルへ界磁電流Ifhを通電させるか否かを決定する用もなし、そのための端子を発電機界磁コイルのアース側におけるスイッチングトランジスタの制御端子に接続する。
【００７２】
図12において、4輪駆動スイッチ21（図1参照）のONでモータ4輪駆動が希望され、発電機8の発電電圧が14V以上であれば、リレースイッチ31がOFFになって以下のようなモータ4による後輪駆動で4輪駆動走行が可能である。
この時4輪駆動コントローラ9が、発電機8の界磁コイルへ界磁電流Ifhを通電させる状態にすると共に、4WDクラッチ13を締結する。
【００７３】
よって、エンジン駆動される発電機8が界磁電流Ifhで決まる発電負荷に応じた電力を発電し、これを電力線10によりインバータ4bを経て後輪駆動モータ4の電磁コイルに向かわせる。
このときインバータ4bは、界磁電流Ifmに応じたトルクおよび方向の回転を出力するようモータ4を駆動させ、モータ4による後輪駆動で車両を4輪駆動走行させることができる。
【００７４】
この4輪駆動走行中にモータ4の回転数が目標回転数を超えるモータ過回転時は、インバータ4bによるモータ4の三相短絡でモータ4を制動状態にする。
かかる回生制動でモータ4は電力（電圧Viv）を発生するが、このモータ発生電力を電力線18を経て発電機8の界磁コイルに供給することで発電機8に発電を行わせる。
この発電電力の電圧が14V未満であれば、リレースイッチ31のONでバッテリ16に向かい、その充電に供される。
【００７５】
ところで本実施例においては、界磁電流Ifhによる発電機8の予励中は、この予励により発生した発電電力が波線矢印αで示すごとく、電力線10、閉状態のリレースイッチ31、および界磁電流線4aを経て電動モータ4の界磁コイルへ界磁電流Ifmを供給し、これにより電動モータ4の予励を行うことができる。
よって、発電機8の予励により発生した発電電力で電動モータ4の予励を行うことができ、電動モータ4の予励エネルギーをバッテリにより賄う必要がなくて、バッテリ蓄電状態の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施例になる駆動力制御装置を具えた電動モータ式４輪駆動車両の駆動制御系を示す略線図である。
【図２】同モータ４輪駆動車両の駆動制御系における４輪駆動コントローラが実行するエンジン余剰トルク演算プログラムを示すフローチャートである。
【図３】同４輪駆動コントローラが実行する発電機および電動モータの制御プログラムを示すフローチャートである。
【図４】同４輪駆動コントローラが実行する発電機および電動モータの予励制御プログラムを示すフローチャートである。
【図５】図4に示す発電機および電動モータの予励制御による動作タイムチャートである。
【図６】本発明の更に他の実施例になる駆動力制御装置を示す、図4に代わる発電機および電動モータの予励制御プログラムを示すフローチャートである。
【図７】図6に示す発電機および電動モータの予励制御による動作タイムチャートである。
【図８】本発明の更に別の実施例になる駆動力制御装置を示す、図6に代わる発電機および電動モータの予励制御プログラムを示すフローチャートである。
【図９】本発明の更に別の実施例になる駆動力制御装置を示す、図6に代わる発電機および電動モータの予励制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の更に他の実施例になる駆動力制御装置を示す、図4に代わる発電機および電動モータの予励制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１１】車輪速の時系列変化を、舗装路走行状態から雪道や砂利道走行に切り替わった場合につき示すタイムチャートである。
【図１２】発電機の予励により発電された電力で電動モータの予励を行う場合における発電機および電動モータの制御回路図である。
【符号の説明】
【００７７】
1L  左前輪（主駆動輪）
1R  右前輪（主駆動輪）
２  エンジン（主動力源）
3L  左後輪（電動モータ駆動車輪）
3R  右後輪（電動モータ駆動車輪）
４  後輪駆動モータ（電動モータ）
５  自動変速機
６  ディファレンシャルギヤ装置
７  無端ベルト
８  発電機
９  ４輪駆動コントローラ
10  電力線
11  リレー
12  減速機
13  4WDクラッチ
14  ディファレンシャルギヤ装置
21  ４輪駆動スイッチ
22  車輪速センサ群
23  モータ回転センサ
25  アクセル開度センサ
【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】
2007238018.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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