(57)【要約】【課題】モータのロックによるインバータの発熱を回避し、モータの駆動を維持できるようにすること。【解決手段】モータ４で駆動される後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向があると判定されると、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方に制動力を付与するようにした。そのため、例えば、深雪路や砂地路に車両が進入し、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータ４で駆動される後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方にロック傾向が生じると、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪に制動力が付与される。そして、付与された制動力により、モータ４から伝達される駆動力の当該一方の車輪への分配がなくなることで、駆動力が全て他方の車輪に分配され、他方の車輪の駆動力が走行抵抗より大きくなる。その結果、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの両方がロックすることが回避され、モータ４のロックによるインバータ３の加熱を回避でき、モータ４の駆動を維持できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータに電力を供給するインバータと、前記モータの出力を一組の左右輪に分配するデファレンシャルギアと、前記左右輪の少なくとも一方にロック傾向があるか否かを判定するロック傾向判定手段と、前記左右輪の少なくとも一方にロック傾向があると判定されると、前記左右輪のいずれか一方の車輪に制動力を付与する制動力制御を行う制動力制御手段と、を備えることを特徴とする車両用制駆動力制御装置。
【請求項２】
前記ロック傾向判定手段は、前記左右輪の少なくとも一方の車輪速度が閾値速度以下である場合に、前記左右輪の少なくとも一方にロック傾向があると判定し、
前記制動力制御手段は、前記左右輪の少なくとも一方にロック傾向があると判定されると、当該ロック傾向があると判定されるようになったときに、前記閾値速度以下であった車輪に制動力を付与することを特徴とする請求項１に記載の車両用制駆動力制御装置。
【請求項３】
前記制動力制御手段は、前記左右輪のいずれか一方の車輪に制動力を付与しているときに、前記左右輪のいずれか他方の車輪の車輪速度が第２閾値以上になると、前記一方の車輪に付与している制動力を低減することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制駆動力制御装置。
【請求項４】
空転している車輪に制動力を付与して当該車輪の空転を解消する空転解消制御を行う空転解消手段と、ロックしている車輪の制動力を低減して当該車輪のロックを解除するロック解除制御を行うロック解除手段と、を備え、
前記制動力制御手段は、前記空転解消制御または前記ロック解除制御が行われている場合には、前記制動力制御の実行を禁止することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用制駆動力制御装置。
【請求項５】
車体速度を検出する車体速度検出手段と、前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、を備え、
前記制動力制御手段は、車体速度が第１閾値以下であり且つ前記モータの回転数が第２閾値以下である場合に、前記制動力制御の実行を許可することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用制駆動力制御装置。
【請求項６】
インバータによりモータに電力を供給し、前記モータの出力をデファレンシャルギアを介して一組の左右輪に分配すると共に、
前記左右輪の少なくとも一方にロック傾向があるか否かを判定し、前記左右輪の少なくとも一方にロック傾向があると判定されると、前記左右輪のいずれか一方の車輪に制動力を付与することを特徴とする車両用制駆動力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪または後輪をモータで駆動する車両用制駆動力制御装置および車両用制駆動力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば、前輪を駆動するエンジンと、エンジンの出力で駆動されて発電するジェネレータと、ジェネレータの出力が供給されて後輪を駆動するモータと、を備えた車両の駆動力制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
このような駆動力制御装置にあっては、一般に、ジェネレータの出力をモータに供給するインバータを備え、インバータのパワー素子の温度を監視し、パワー素子の温度が定格温度より高くなると、インバータによるモータへの電力供給を停止する。
【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】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術にあっては、深雪路や砂地路に車両が進入し、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータによる後輪の駆動力より走行抵抗が大きくなり、モータがロックして、インバータが発熱する可能性がある。また、インバータが発熱することにより、インバータのパワー素子の温度が定格温度より高くなることで、インバータによるモータへの電力供給が停止され、モータの駆動を維持できなくなる可能性がある。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであり、モータのロックによるインバータの発熱を回避し、モータの駆動を維持可能な車両用制駆動力制御装置および車両用制駆動力制御方法を提供することを課題とする。
【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、本発明は、左右輪の少なくとも一方にロック傾向があるか否かを判定し、左右輪の少なくとも一方にロック傾向があると判定されると、左右輪のいずれか一方の車輪に制動力を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明にあっては、例えば、深雪路や砂地路に車両が進入し、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータで駆動される左右輪の少なくとも一方にロック傾向が生じると、左右輪のいずれか一方の車輪に制動力が付与される。そして、付与された制動力により、当該一方の車輪の回転が制限され、モータから伝達される駆動力の当該一方の車輪への分配がなくなることで、駆動力がデファレンシャルギアで全て他方の車輪に分配され、他方の車輪の駆動力が走行抵抗より大きくなる。その結果、左右輪の両方がロックすることが回避され、モータのロックによるインバータの加熱を回避でき、モータの駆動を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本実施形態の車両の概略構成を示す構成図である。
車両は、図１に示すように、エンジン１、ジェネレータ２、インバータ３、モータ４、ホイールシリンダ５ＦＬ〜５ＲＲ、車輪速度センサ６ＦＬ〜６ＦＲ、モータ回転数センサ７、温度センサ８および４ＷＤコントローラ９を備える。
【０００７】
エンジン１は、運転者によるアクセルペダル１０の操作状態（アクセル開度）に従って駆動力を発生し、その駆動力を変速機１１を介して前輪１２ＦＬ、１２ＦＲに伝達するとともに、ベルト１３を介してジェネレータ２に伝達する。
ジェネレータ２は、ベルト１３を介して伝達される駆動力で回転子が回転駆動され、永久磁石および界磁コイルを界磁として当該回転子の回転数および界磁の磁束に応じた電力を発生し、その電力をパワーハーネス１４を介してインバータ３に送電する。
【０００８】
また、ジェネレータ２は、４ＷＤコントローラ９から出力される発電指令に従って、界磁コイルに電流を供給して界磁の磁束を制御する。
インバータ３は、４ＷＤコントローラ９から出力されるモータトルク指令に従って、パワーハーネス１４を介して送電される電力を交流に変換してモータ４に供給する。
モータ４は、インバータ３から供給される電力によって駆動力を発生し、その駆動力をデファレンシャルギア１５を介して後輪１２ＲＬ、１２ＲＲに分配する。
【０００９】
ここで、デファレンシャルギア１５は、モータ４から出力される駆動力を後輪１２ＲＬ、１２ＲＲに割り振る作動歯車装置であり、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪の回転が制限されると、いずれか他方の車輪に前記駆動力を全て分配する。
ホイールシリンダ５ＦＬ〜５ＲＲは、車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲそれぞれに配され、車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲと共に回転するブレーキディスクにブレーキパッドを押し当てて摩擦力を発生し、その摩擦力によって各車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲに制動力を付与する。
【００１０】
また、ホイールシリンダ５ＦＬ〜５ＲＲは、４ＷＤコントローラ９から出力される制動力制御指令に従って、ブレーキパッドを押し当てる力を制御する。
車輪速度センサ６ＦＬ〜６ＦＲは、車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲそれぞれに配され、各車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲの回転速度を検出し、検出結果を４ＷＤコントローラ９に出力する。
モータ回転数センサ７は、モータ４の単位時間当たりの回転数を検出し、検出結果を４ＷＤコントローラ９に出力する。
温度センサ８は、インバータ３のパワー素子１６の温度を検出し、検出結果を４ＷＤコントローラ９に出力する。
【００１１】
４ＷＤコントローラ９は、アクセルペダル１０の操作状態に応じた駆動力を発生させる発電指令およびモータトルク指令をジェネレータ２およびインバータ３に出力する。
また、４ＷＤコントローラ９は、車体速度が閾値ＴＨＶwmax（例えば、２０km/h）以下であり且つモータ４の回転数が閾値ωＴＨ（例えば、２００rpm.）以下である場合、つまり、極低速走行時に制動力制御処理を実行する。なお、車体速度としては、各車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲの車輪速度の最大値を用いる。そして、まず、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪の車輪速度が閾値ＴＨＶwmin（＜ＴＨＶwmax。例えば、１０km/h）以下であるか否かを判定する。閾値ＴＨＶwmin以下である場合には、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪にロック傾向があると判定し、閾値ＴＨＶwminより大きい場合には、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向がないと判定する。
【００１２】
後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪にロック傾向があると判定されると、当該ロック傾向があると判定されるようになったときに、閾値ＴＨＶwmin以下であった車輪に制動力を発生させる制動力制御指令を４ＷＤコントローラ９に出力する。
次に、閾値ＴＨＶwmin以下であった車輪に制動力を付与しているときに、当該車輪と左右方向反対側の後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの車輪速度が閾値ＴＨＶwmax以上になると、付与している制動力を０にする制動力制御指令を４ＷＤコントローラ９に出力する。
【００１３】
すなわち、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向がある場合に、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪に制動力を付与することで、モータ４のロックによるインバータ３の加熱が回避され、モータ４の駆動が維持される構成とした。
さらに、４ＷＤコントローラ９は、インバータ３のパワー素子１６の温度が定格温度より高くなると、インバータ３によるモータ４への電力供給を禁止する。
【００１４】
＜具体的動作＞
次に、本実施形態の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず、図２の時刻ｔ１に示すように、アクセル開度およびモータトルク指令が一定値であり、また、モータ４の回転数が閾値ωＴＨ以下であるときに、車両が深雪路等、走行抵抗の大きい路面に進入したとする。そして、車両が減速し、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの車輪速度が閾値ＴＨＶwmax以下になったとする。すると、４ＷＤコントローラ９によって、制動力制御処理が実行され、ホイールシリンダ５ＦＬ〜５ＲＲがブレーキパッドをブレーキディスクに押し当て可能な待機状態となる。
【００１５】
また、減速が進み、時刻ｔ２に示すように、左後輪１２ＲＬが閾値ＴＨＶwmin以下となったとする。すると、４ＷＤコントローラ９によって、左後輪１２ＲＬに制動力を発生させる制動力制御指令がホイールシリンダ５ＲＬに出力される。そして、ホイールシリンダ５ＲＬによって、左後輪１２ＲＬに制動力が発生され、左後輪１２ＲＬの回転が制限される。また、左後輪１２ＲＬの回転が制限されたことにより、モータから伝達される駆動力の左後輪１２ＲＬへの分配がなくなることで、デファレンシャルギア１５によって、モータ４から出力される駆動力が全て右後輪１２ＲＲに分配される。その結果、時刻ｔ３に示すように、右後輪１２ＲＲの駆動力が走向抵抗より大きくなり、右後輪１２ＲＲの車輪速度が増速し、両後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのロックが回避される。
【００１６】
これにより、モータ４のロックを回避することができ、インバータ３のパワー素子１６の温度上昇を回避し、モータ４の駆動を維持することができる。
すなわち、本発明者は、深雪路や砂地路に車両が進入し、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータ４による後輪の駆動力より走行抵抗が大きくなり、モータ４がロックして、インバータ３が発熱することを発見した。また、インバータ３が発熱することにより、インバータ３のパワー素子１６の温度が定格温度より高くなることで、インバータ３によるモータ４への電力供給が停止され、モータ４の駆動を維持できなくなることを発見した。
【００１７】
そして、これに対し、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向がある場合に、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪に制動力を付与することで、モータ４のロックによるインバータ３の加熱を回避でき、モータ４の駆動を維持できることを見いだした。
ちなみに、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向があっても、制動力を付与しない従来の方法にあっては、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータによる後輪の駆動力より走行抵抗が大きくなり、モータがロックして、インバータが発熱する。また、インバータが発熱することにより、インバータのパワー素子の温度が定格温度より高くなることで、インバータによるモータへの電力供給が停止され、モータの駆動を維持できなくなる。
【００１８】
また、右後輪１２ＲＲの車輪速度の増速が進み、時刻ｔ４に示すように、右後輪１２ＲＬの車輪速度が閾値ＴＨＶwmax以上になったとする。すると、４ＷＤコントローラ９によって、左後輪１２ＲＬの制動力を０にする制動力制御指令がホイールシリンダ５ＲＬに出力される。そして、ホイールシリンダ５ＲＬによって、左後輪１２ＲＬの制動力が０にされ、左後輪１２ＲＬの回転が可能とされる。また、左後輪１２ＲＬの回転が可能とされることにより、デファレンシャルギア１５によって、モータ４から出力される駆動力が左後輪１２ＲＬにも分配される。その結果、左後輪１２ＲＬの引きずりによる走向抵抗の増大が抑制され、右後輪１２ＲＲの必要以上の空転が防止される。
【００１９】
以上、本実施形態では、図１のモータ４が特許請求の範囲に記載のモータを構成し、以下同様に、図１のデファレンシャルギア１５がデファレンシャルギアを構成し、図１の４ＷＤコントローラ９がロック傾向判定手段およびモータ回転数検出手段を構成し、図１のホイールシリンダ５ＦＬ〜５ＲＲおよび４ＷＤコントローラ９が制動力制御手段を構成し、図１の車輪速度センサ６ＦＬ〜６ＲＲおよび４ＷＤコントローラ８が車体速度検出手段を構成する。
【００２０】
＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態にあっては、モータ４で駆動される後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向があると判定されると、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪に制動力を付与するようにした。そのため、例えば、深雪路や砂地路に車両が進入し、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータ４で駆動される後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方にロック傾向が生じると、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪に制動力が付与される。そして、付与された制動力により、当該一方の車輪の回転が制限され、モータ４から伝達される駆動力の当該一方の車輪への分配がなくなることで、駆動力がデファレンシャルギア１５で全て他方の車輪に分配され、他方の車輪の駆動力が走行抵抗より大きくなる。その結果、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの両方がロックすることが回避され、モータ４のロックによるインバータ３の加熱を回避でき、モータ４の駆動を維持できる。
【００２１】
ちなみに、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向があっても、制動力を付与しない従来の方法にあっては、タイヤが雪や砂に埋まった場合、モータ４による後輪の駆動力より走行抵抗が大きくなり、モータ４がロックして、インバータ３が発熱する。また、インバータ３が発熱することにより、インバータ３のパワー素子１６の温度が定格温度より高くなることで、インバータ３によるモータ４への電力供給が停止され、モータ４の駆動を維持できなくなる。
【００２２】
（２）また、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向があると判定されと、ロック傾向があると判定されるようになったときに、車輪速度が閾値ＴＨＶwmin以下であった車輪に制動力を付与するようにした。そのため、走向抵抗が比較的小さい車輪に駆動力を全て分配でき、当該車輪の駆動力をより確実に走行抵抗より大きくでき、その結果、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの両方がロックすることが回避され、モータ４の駆動をより確実に維持できる。
【００２３】
（３）さらに、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか一方の車輪に制動力を付与しているときに、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲのいずれか他方の車輪の車輪速度が閾値ＴＨＶwmax以上になると、前記一方の車輪に付与している制動力を０にするようにした。そのため、制動力を付与している車輪の引きずりによる走行抵抗の増大を抑制でき、また、制動力を付与していない車輪に必要以上の空転が発生することが防止できる。
【００２４】
（４）なお、本実施形態の変形例としては、空転している車輪に制動力を付与して当該車輪の空転を解消するブレーキＴＣＳ制御を４ＷＤコントローラ９で行う構成とし、ブレーキＴＣＳ制御が行われている場合には、制動力制御処理の実行を禁止する方法が挙げられる。ここで、ＴＣＳとはTraction Control Systemの略である。また、ロックしている車輪の制動力を低減して当該車輪のロックを解除するＡＢＳ制御を行う構成とし、ＡＢＳ制御が作動している場合には、制動力制御処理の実行を禁止する方法が挙げられる。ここで、ＡＢＳとはAntilock Brake Systemの略である。すなわち、ブレーキＴＣＳ制御やＡＢＳ制御による他の制動力制御が行われているときには、制動力制御処理による制動力制御の実行を禁止するようにした。そのようにすれば、制動力制御処理による制動力制御とブレーキＴＣＳ制御やＡＢＳ制御による他の制動力制御との干渉を回避でき、干渉によって運転者に違和感を与えてしまうことを防止できる。
【００２５】
（５）また、車体速度が閾値ＴＨＶwmax以下であり且つモータ４の回転数が閾値ωＴＨ以下である場合に、制動力制御処理を実行するようにした。すなわち、極低速域でのみ、制動力制御処理による制動力制御の実行を許可するようにした。そのため、通常走行時に、制動力制御によって後輪１２ＲＬ、１２ＲＲに制動力が付与されることが回避され、安全性をより向上でき、また、運転者に違和感を与えてしまうことを防止できる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
この第２実施形態は、制動力制御処理によって制動力を付与する車輪として、左後輪１２ＲＬと右後輪１２ＲＲとを交互に選択する点が、第１実施形態と異なる。
＜構成＞
具体的には、４ＷＤコントローラ９によって、制動力制御処理が実行されると、まず、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪の車輪速度が閾値ＴＨＶwmin以下であるか否かを判定する。閾値ＴＨＶwmin以下である場合には、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪にロック傾向があると判定し、閾値ＴＨＶwminより大きい場合には、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向がないと判定する。後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪にロック傾向があると判定されると、当該ロック傾向があると判定されるようになったときに、閾値ＴＨＶwmin以下であった車輪（第１車輪）に制動力を発生させる制動力制御指令を４ＷＤコントローラ９に出力する。
【００２７】
次に、第１車輪に制動力を付与しているときに、当該車輪と左右方向反対側の後輪１２ＲＬ、１２ＲＲ（第２車輪）の車輪速度が閾値ＴＨＶwmax以上になると、第１車輪に付与している制動力を０にする制動力制御指令を４ＷＤコントローラ９に出力する。
次に、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪の車輪速度が閾値ＴＨＶwmin以下であるか否かを再び判定する。閾値ＴＨＶwmin以下である場合には、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪にロック傾向があると判定し、閾値ＴＨＶwminより大きい場合には、後輪１２ＲＬ、１２ＲＲにロック傾向がないと判定する。
【００２８】
後輪１２ＲＬ、１２ＲＲの少なくとも一方の車輪にロック傾向があると判定されると、第２車輪に制動力を発生させる制動力制御指令を４ＷＤコントローラ９に出力する。
次に、第２車輪に制動力を付与しているときに、第１車輪の車輪速度が閾値ＴＨＶwmin2（＜ＴＨＶwmin。例えば、５km/h）以下になると、第２車輪に付与している制動力を０にする制動力制御指令を４ＷＤコントローラ９に出力する。
そして、上記手順を最初から繰り返し実行し、制動力制御によって制動力を付与する車輪として、左後輪１２ＲＬと右後輪１２ＲＲとを交互に選択する。
【００２９】
＜作用・効果＞
このように、本実施形態にあっては、制動力制御によって制動力を付与する車輪として、左後輪１２ＲＬと右後輪１２ＲＲとを交互に選択するようにした。そのため、例えば、深雪路や砂地路等に車両が進入し、タイヤが雪や砂に埋まった場合、走向抵抗が比較的小さい車輪に駆動力が全て分配され、車輪の駆動力を走行抵抗より大きくするが試みられ、モータ４のロックによるインバータ３の加熱を回避できる。また、雪や砂に埋まった車輪に駆動力が全て分配されることで、いわゆるスタック状態からの脱出を試みることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】車両の概略構成を示す構成図である。
【図２】動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００３１】
１はエンジン、２はジェネレータ、３はインバータ、４はモータ、５ＦＬ〜５ＲＲはホイールシリンダ、６ＦＬ〜６ＲＲは車輪速度センサ、７はモータ回転数センサ、８は温度センサ、９は４ＷＤコントローラ、１０はアクセルペダル、１１は変速機、１２ＦＬ〜１２ＲＲは車輪、１３はベルト、１４はパワーハーネス、１５はデファレンシャルギア、１６はパワー素子
【図１】
2009219190.tif 000003
【図２】
2009219190.tif 000004