(57)【要約】【課題】  応答性をより高めた車両駆動装置の提供を課題とする。【解決手段】  上記課題は、前輪１４Ｒ，１４Ｌを駆動するエンジン１と、後輪１５Ｒ，１５Ｌを駆動する直流電動機５と、直流電動機５に駆動電力を供給する駆動専用発電機２と、アクセルの踏み込み情報を含む情報を入力するとともに、駆動専用発電機２から直流電動機５に供給される駆動電力を制御して直流記電動機５の駆動を制御し、さらにはクラッチ４の作動を制御する制御装置とを有する車両において、アクセルが踏み込まれたら、クラッチ４を締結させ、直流電動機５から回転動力を後輪１５Ｒ，１５Ｌに伝達することにより、解決できる。【選択図】図２
2009107503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機によって駆動される第１車輪とは異なる第２車輪にクラッチを介して回転動力を供給する電動機と、
アクセルの踏み込み情報を含む情報を入力するとともに、車載電源から前記電動機に供給される駆動電力を制御して前記電動機の駆動を制御し、さらには前記クラッチの作動を制御する制御装置と、を有し、
前記アクセルが踏み込まれたら、前記クラッチを締結させ、前記電動機から回転動力を前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両駆動装置において、
前記クラッチを開放させた後、前記アクセルが踏み込まれたら、前記クラッチを締結させ、前記電動機から回転動力を前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両駆動装置において、
前記情報には前記第１車輪および前記第２車輪の速度情報が含まれており、
前記第１車輪がスリップし、前記アクセルの踏み込み解除をもって前記クラッチを開放させた後、再び前記アクセルが踏み込まれたら、前記クラッチを締結させ、前記電動機から回転動力を前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の車両駆動装置において、
前記アクセルの踏み込み量が閾値以下、あるいは前記アクセルの踏み込み量の変化量が閾値以下の場合、前記クラッチの開放を継続させる、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項５】
原動機によって駆動される第１車輪とは異なる第２車輪に、動力伝達の断続が可能な動力伝達機構を介して回転動力を供給する電動機と、
アクセルの操作情報を含む情報を入力するとともに、車載電源から前記電動機に供給される駆動電力を制御して前記電動機の駆動を制御し、さらには前記動力伝達の断続を制御する制御装置と、を有し、
前記アクセルの操作に応じて前記動力伝達が一時的に断たれて再び続けられる場合、前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両駆動装置において、
前記アクセルの操作に応じて前記動力伝達が一時的に断たれて再び続けられる場合、かつ前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から出力することが可能な車速閾値を車速が上回っている状態にある時、前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項７】
請求項５に記載の車両駆動装置において、
前記情報には前記第１車輪および前記第２車輪の速度情報が含まれており、
前記第１車輪の回転数と前記第２車輪の回転数との間に差が生じている状態で、前記アクセルの操作に応じて前記動力伝達が一時的に断たれて再び続けられる場合、前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項８】
請求項５に記載の車両駆動装置において、
前記情報には前記第１車輪および前記第２車輪の速度情報が含まれており、
前記第１車輪の回転数と前記第２車輪の回転数との間に差が生じている状態で、前記アクセルの操作に応じて前記動力伝達が一時的に断たれて再び続けられる場合、かつ前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から出力することが可能な車速閾値を車速が上回っている状態にある時、前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項９】
請求項５に記載の車両駆動装置において、
前記アクセルの踏み込み量が閾値以下、あるいは前記アクセルの踏み込み量の変化量が閾値以下の場合、前記動力伝達が再び続けられることを禁止する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項１０】
原動機によって駆動される第１車輪とは異なる第２車輪を駆動する電動機と、
アクセルの操作情報および前記第１車輪および前記第２車輪の速度情報を含む情報を入力するとともに、複数の制御モードに応じて、車載電源から前記電動機に供給される駆動電力を制御して前記電動機の駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記複数の制御モードとして、
前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する第１制御モードと、
前記第１車輪の回転数と前記第２車輪の回転数との間に差に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する第２制御モードと、
前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から出力することが可能な車速閾値を車速が上回っている状態にある時、前記アクセルの操作に対応して出力されるように設定された回転動力を前記電動機から前記第２車輪に供給する第３制御モードと、を含む、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両駆動装置において、
前記第３制御モードには、前記電動機と前記第２車輪との間に設けられ、かつ開放状態になっているクラッチを、前記アクセルの操作に応じて締結させる制御動作を含む、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の車両駆動装置において、
前記第３制御モードには、前記電動機と前記第２車輪との間に設けられ、かつ前記第２制御モード中に前記アクセルの操作に応じて開放状態になっているクラッチを、前記アクセルの操作に応じて締結させる制御動作を含む、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の車両駆動装置において、
前記アクセルの踏み込み量が閾値以下、あるいは前記アクセルの踏み込み量の変化量が閾値以下の場合、前記第３制御モードの実行を禁止する、
ことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項１４】
原動機によって駆動される第１車輪とは異なる第２車輪を駆動する電動機を備えるとともに、前記電動機から前記第２車輪に至る動力伝達路に設けられたクラッチの作動によって前記動力伝達路の電動機側と前記動力伝達路の第２車輪側との機械的な接続を切り離すことが可能な車両に用いられ、
アクセルの操作信号を含む情報信号を入力するとともに、車載電源から前記電動機に供給される電力を制御するための電力制御器に電力制御信号を、前記クラッチの作動を制御するためのクラッチ制御器にクラッチ制御信号を、それぞれ出力するための制御回路を備えた、車載電子制御装置であって、
前記制御回路は、前記クラッチの作動によって前記動力伝達路が切り離された後、前記アクセルの踏み込みを示す操作信号が入力された場合には、前記クラッチの作動によって前記動力伝達路が接続されるように、前記クラッチ制御器に対して前記クラッチ制御信号を出力し、かつ前記アクセルの操作に対応する回転駆動力が前記電動機から前記クラッチを介して前記第２車輪に出力されるように、前記電力制御機器に対して前記電力制御信号を出力する、
ことを特徴とする車載電子制御装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の車載電子制御装置において、
前記制御回路は、前記クラッチの作動によって前記動力伝達路が切り離された後、前記アクセルの操作に対応する回転駆動力を前記電動機から出力することが可能な車速閾値を車速が上回っている状態において、前記アクセルの踏み込みを示す操作信号が入力された場合には、前記クラッチの作動によって前記動力伝達路が接続されるように、前記クラッチ制御器に対して前記クラッチ制御信号を出力し、かつ前記アクセルの操作に対応する回転駆動力が前記電動機から前記クラッチを介して前記第２車輪に出力されるように、前記電力制御機器に対して前記電力制御信号を出力する、
ことを特徴とする車載電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動装置、およびそれに用いられる車載電子制御装置に係り、代表的には、車両駆動に対する応答性を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動装置としては、たとえば特許文献１に開示されているように、前後輪の一方を原動機により駆動し、その他方を電動機により駆動する４輪駆動車に搭載された車両駆動装置が知られている。４輪駆動車を４輪駆動モードとする走行条件としては、一般的に登坂検出，スリップの検出，スノーモードスイッチの投入などがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４５４０３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、４輪駆動モードとする走行条件によっては、運転者がアクセルの踏み込みを解除するなどの運転操作によって４輪駆動モードが一時的に解除された場合、再び４輪駆動モードとして走行しようとして、運転者が再びアクセルを踏み込むなどの運転操作を行っても、それに追従して直ちに４輪駆動モードにならない場合があり、このタイムラグが運転者にとって違和感となる場合がある。たとえば発進して加速走行している途中で、４輪駆動モードが解除され、再び４輪駆動モードとして加速走行しようとした場合、そのような状態になる場合がある。このようなことから、さらに応答性のよい車両駆動装置の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の代表的な発明は、応答性をより高めた車両駆動装置を提供する。
【０００６】
ここに、本発明の代表的な発明は、アクセルが踏み込まれたら、電動機と電動機駆動輪との間に設けられたクラッチを締結させ、電動機から回転動力を電動機駆動輪に供給することを特徴とする。
【０００７】
本発明の代表的な発明によれば、運転者のアクセル操作に追従して直ちに電動機から電動機駆動輪に回転動力が供給される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の代表的な発明によれば、車両駆動装置の応答性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
本発明の第１実施例を図１〜図９に基づいて説明する。
【００１１】
本実施例は、本発明が適用された車両駆動装置を、モータ駆動用バッテリを持たない４輪駆動式ハイブリッド電気自動車に採用した例である。
【００１２】
まず、図１を用いて、モータ駆動用バッテリを持たない４輪駆動式ハイブリッド電気自動車の駆動システムの構成について説明する。
【００１３】
なお、図１では、制御信号の流れを点線の矢印線により示し、電力の流れを実線により示す。
【００１４】
モータ駆動用バッテリを持たない４輪駆動式ハイブリッド電気自動車（以下、「４輪駆動車」と記述する）は、内燃機関であるエンジン１により左右の前輪１４Ｒ，１４Ｌ（主輪）を、回転電機である直流電動機５により左右の後輪１５Ｒ，１５Ｌ（従輪）をそれぞれ駆動するように、エンジン１による駆動システムと、直流電動機５による駆動システムとを備えた複合駆動型車両である。
【００１５】
エンジン１は、前輪１４Ｒ，１４Ｌの主駆動系を構成する動力源であり、車両の走行範囲全域において熱エネルギー（燃料と空気との混合気を燃焼することにより得られる熱エネルギー）により回転動力を発生する。
【００１６】
直流電動機５は、後輪１５Ｒ，１５Ｌの従駆動系を構成する動力源であり、車両の発進時からエンジン１のみによる走行速度域に達するまでの間、氷結路など路面の摩擦係数μが小さい走行路においてエンジン１により駆動される前輪１４Ｒ，１４Ｌにスリップが生じ、エンジン１の動力を路面に伝達できない時、エンジン１のみによる走行速度域であっても、４輪駆動モードが必要とされる時、および運転操作によって４輪駆動モードが一時的に解除された後、再び４輪駆動モードとする時に、車載電源から供給された電気エネルギーにより回転駆動力を発生する。
【００１７】
なお、本実施例では、エンジン１により前輪１４Ｒ，１４Ｌを、直流電動機５により後輪１５Ｒ，１５Ｌを、それぞれ駆動する場合を例に挙げて説明するが、エンジン１により後輪１５Ｒ，１５Ｌを、直流電動機５により前輪１４Ｒ，１４Ｌを、それぞれ駆動する構成としてもよい。
【００１８】
また、本実施例では、直流電動機５として、正逆転の切り替えが容易な直流分巻電動機を用いた場合を例に挙げて説明する。直流電動機５としては、その他の直流電動機を用いていも構わない。
【００１９】
エンジン１の回転動力は、自動変速機１２によって変速された後、前輪１４Ｒ，１４Ｌの車軸３に伝達される。これにより、前輪１４Ｒ，１４Ｌは車両の走行範囲全域においてエンジン１により駆動される。
【００２０】
エンジン１には車載補機用発電機１３および駆動専用発電機２がベルトを介して機械的に連結されている。両発電機は、エンジン１の回転動力を受けて作動し、それぞれ用途の異なる電力を発生する。
【００２１】
車載補機用発電機１３は車載１４ボルト系電源を構成しており、公称出力電圧１２ボルトの車載バッテリ１１を充電するための直流電力及び車載補機用を駆動するための直流電力を発生する。
【００２２】
駆動専用発電機２は、直流電動機５の駆動用電力を専用に発生するモータ電源を構成するとともに、車載補機用発電機１３よりも高い電力を出力できる車載４２ボルト系電源を構成しており、直流電動機５に対する要求駆動力に応じて出力電圧を０ボルトから５０ボルトまたは６０ボルトまで可変できる。
【００２３】
なお、本実施例では、直流電動機５の電源として駆動専用発電機２を備えた場合を例に挙げて説明する。この場合、モータ駆動専用大容量バッテリの搭載が不要なため、従駆動輪（本実施例では後輪１５Ｒ，１５Ｌ）の従駆動システムの搭載スペースを小さくできるとともに、エンジンの動力により前後輪を駆動する機械式４輪駆動車と比べて従駆動輪の従駆動システムを安価に提供できる。
【００２４】
また、本実施例では、駆動専用発電機２を駆動電源として低電圧，大電流により直流電動機５を駆動するので、車両の走行性能において要求される高トルクを出力でき、エンジンの動力により前後輪を駆動する機械式４輪駆動車と比べて遜色のない従駆動システムを提供できる。
【００２５】
車載補機用発電機１３および駆動専用発電機２はエンジン１と共にエンジンルーム内に配置されている。駆動専用発電機２は水冷密閉型回転電機であるので、そのエンジン１に対する取付位置は、空冷開放型回転電機である車載補機用発電機１３のエンジン１に対する取付位置よりも低い位置にできる。
【００２６】
本実施例では、前述したように、モータ駆動用バッテリを備えていないので、駆動専用発電機２から出力された直流電力は大容量のリレー７を介して直流電動機５の電機子巻線５ｂに直接入力される。直流電動機５は直流電力を受けて作動し、後輪１５Ｒ，１５Ｌの駆動に必要な回転動力を発生する。
【００２７】
直流電動機５の回転動力は、直流電動機５の出力側に接続されたクラッチ４、およびクラッチ４の出力側に接続されたデファレンシャルギヤ３を介して後輪１５Ｒ，１５Ｌの車軸に伝達される。これにより、後輪１５Ｒ，１５Ｌは、車両の発進時からエンジン１のみによる走行速度域に達するまでの間、氷結路など路面の摩擦係数μが小さい走行路においてエンジン１により駆動される前輪１４Ｒ，１４Ｌにスリップが生じ、エンジン１の動力を路面に伝達できない時、エンジン１のみによる走行速度域であっても、４輪駆動モードが必要とされる時、および運転操作によって４輪駆動モードが一時的に解除された後、再び４輪駆動モードとする時に駆動される。
【００２８】
したがって、本実施例の従駆動システムによれば、車両を安定させながら高トルクにより発進および走行させることができ、前輪１４Ｒ，１４Ｌにスリップが発生した時、前輪１４Ｒ，１４Ｌ２を速やかにグリップさせて、摩擦係数μの小さい走行路を安定にかつ確実に走破させることができる。
【００２９】
また、本実施例の従駆動システムによれば、エンジン１のみによる走行速度域であっても４輪駆動モードが必要とされる時に後輪１５Ｒ，１５Ｌを駆動できるので、車両の走行性能をさらに向上させることができる。
【００３０】
さらに、本実施例の従駆動システムによれば、運転者のアクセル操作などによって４輪駆動モードが一時的に解除された後、再び４輪駆動モードとする時に後輪１５Ｒ，１５Ｌを直ちに駆動できるので、車両の走行性能をさらなる向上に加え、応答性を向上させることができる。これにより、本実施例の従駆動システムによれば、タイムラグによって運転者に与えられる違和感を軽減できる。
【００３１】
デファレンシャルギヤ３は、直流電動機５の回転動力を後輪１５Ｒ，１５Ｌの左右の車軸に分配するための動力伝達機構であり、直流電動機５の回転動力を減速するための減速機が一体に設けられている。
【００３２】
直流電動機５は、車両の後部座席からトランクルームに至る床下にあり、かつデファレンシャルギヤ３の近傍にある狭小スペースに設置されている。
【００３３】
なお、直流電動機５はクラッチ４およびデファレンシャルギヤ３と一体のユニット構造としても構わない。
【００３４】
クラッチ４は、２つのクラッチ板を電磁力により制御して動力伝達を制御する電磁式動力遮断機構である。クラッチ４の２つのクラッチ板は、車両の発進時からエンジン１のみによる走行速度域に達するまでの間、氷結路など路面の摩擦係数μが小さい走行路においてエンジン１により駆動される前輪１４Ｒ，１４Ｌにスリップが生じ、エンジン１の動力を路面に伝達できない時、エンジン１のみによる走行速度域であっても、４輪駆動モードが必要とされる時、および運転操作によって４輪駆動モードが一時的に解除された後、再び４輪駆動モードとする時、直流電動機５の回転動力がデファレンシャルギヤ３に伝達されるように締結され、それ以外のときには、直流電動機５からデファレンシャルギヤ３への回転動力の伝達が遮断されるように開放される。
【００３５】
クラッチ４には４輪駆動リレー１９を介して車載バッテリ１１が電気的に接続されている。４輪駆動リレー１９は、クラッチ４の電磁コイルおよび車載バッテリ１１に電気的に接続された接点を備え、４輪駆動モードにある時には接点を投入して、接点の一方側に接続されたクラッチ４側の電路と、接点の他方側に接続された車載バッテリ１１側の電路とを電気的に接続し、２輪駆動モードにある時には接点を切り離して、接点の一方側に接続されたクラッチ４側の電路と、接点の他方側に接続された車載バッテリ１１側の電路との電気的な接続を遮断する。
【００３６】
リレー７は、直流電動機５の電機子巻線５ｂおよび駆動専用発電機２の出力端子に電気的に接続された接点を備え、４輪駆動モードにある時には接点を投入して、接点の一方側に接続された直流電動機５側の電路と、接点の他方側に接続された駆動専用発電機２側の電路とを電気的に接続し、２輪駆動モードにある時には接点を切り離して、接点の一方側に接続された直流電動機５側の電路と、接点の他方側に接続された駆動専用発電機２側の電路との電気的な接続を遮断する。
【００３７】
後輪１５Ｒ，１５Ｌの従駆動系を構成する各機器の作動は、４輪駆動制御装置１００から出力された制御信号あるいは４輪駆動制御装置１００によって制御された電力によって制御されている。４輪駆動制御装置１００は車載電子制御装置であり、制御回路が実装された制御基板や電力を制御するための機器などが一つの筐体内に収納されて車両に搭載されている。
【００３８】
制御回路は、入力情報に基づいて各種演算を行って出力情報を求めるとともに、その出力情報に対応する制御信号を生成して制御機器の制御部に出力するものであり、プログラムに基づいて制御機器の制御に必要な演算を実行するマイクロコンピュータ、マイクロコンピュータの演算に必要なプログラムやマップおよびパラメータなどのデータが格納された記憶装置、および半導体素子や抵抗などの回路素子が集積された集積回路（ＩＣ）などの複数の電子部品により構成されている。
【００３９】
電力制御機器は、車載バッテリ１１から供給された直流電流をスイッチングして各電磁コイルに印加される直流電圧の平均値を制御するチョッパである。チョッパとしては、直流電動機５の界磁巻線５ａに供給される界磁電流を制御するための電動機界磁電流用チョッパ，クラッチ４の励磁コイルに供給される励磁電流を制御するためのクラッチ励磁電流用チョッパ、およびリレー７の接点および４輪駆動リレー１９の接点の可動力発生用励磁コイルに供給される励磁電流を制御するための２つのリレー励磁電流用チョッパを備えている。
【００４０】
４輪駆動制御装置１００が司る制御としては、電動機駆動制御、電動機界磁制御、クラッチ制御、およびリレー制御がある。
【００４１】
電動機駆動制御は、直流電動機５に要求される駆動力に応じて、駆動専用発電機２に供給される界磁電流を制御して駆動専用発電機２の発電を制御し、駆動専用発電機２から直流電動機５の電機子巻線５ｂに供給される直流電力を制御するものである。この制御により、４輪駆動モード時に直流電動機５の駆動が制御され、直流電動機５に要求される駆動力が直流電動機５から出力される。
【００４２】
電動機界磁制御は、直流電動機５の界磁巻線５ａに供給される界磁電流（電動機界磁電流用チョッパ）を制御するものである。この制御により、４輪駆動モード時に直流電動機５の駆動が制御される。直流電動機５の界磁電流は、直流電動機５の回転数に応じて可変されており、車両の発進時などの低速回転域では強められ（強め界磁）、高速回転域では弱められる（弱め界磁）。
【００４３】
クラッチ制御は、クラッチ４の励磁コイルに供給される励磁電流（クラッチ励磁電流用チョッパ）を制御するものである。この制御により、４輪駆動モードの開始および終了時にクラッチ４の締結・遮断が制御される。
【００４４】
リレー制御は、リレー７の接点および４輪駆動リレー１９の接点を可動するための励磁電流（２つのリレー励磁電流用チョッパ）を制御するものである。この制御により、４輪駆動モードの開始および終了時に、駆動専用発電機２と直流電動機５との間の電気的な接続・遮断、および車載バッテリ１１とクラッチ４との間の電気的な接続・遮断が制御される。
【００４５】
４輪駆動制御装置１００には、車内ローカルエリアネットワーク（以下、「ＣＡＮ」という）を介して他の車載電子制御装置が電気的に接続されている。他の車載電子制御装置としては、エンジン制御装置８，変速機制御装置９、およびアンチロックブレーキ制御装置１０がある。
【００４６】
エンジン制御装置８は、エンジン１のコンポーネント機器である空気絞り弁，燃料噴射弁、および給排気弁の作動を制御することにより、エンジン１の作動を制御する。空気絞り弁は、エンジン制御装置８から指令信号を受けて電動アクチュエータの作動が制御されることにより、その開度が制御される電子制御スロットルである。空気絞り弁にはアクセル開度センサ（図示省略）が設けられている。エンジン制御装置８は、アクセル開度センサの出力信号に基づいてアクセルの操作量（踏み込み量）を検出し、空気絞り弁の開度を制御する。
【００４７】
なお、本実施例では、絞り弁として電子制御スロットルを用いた場合を例に挙げて説明するが、アクセルペダルにメカリンクされたスロットルを用いてもよい。この場合、アクセル開度センサはアクセルペダルに設けられる。
【００４８】
また、エンジン制御装置８は、エンジン１のコンポーネント機器の他に、車載補機用発電機１３の作動を制御する。
【００４９】
変速機制御装置９は、シフトレバーの近傍に設けられたポジションセンサの出力信号に基づいてシフト位置を検出し、自動変速機７の作動を制御する。
【００５０】
アンチロックブレーキ制御装置１０は、アンチロックブレーキシステムを構成するキャリパーシリンダ機構の作動を制御する。キャリパーシリンダ機構は前輪１４Ｒ，１４Ｌおよび後輪１５Ｒ，１５Ｌの各車輪に取り付けられている。前輪１４Ｒ，１４Ｌおよび後輪１５Ｒ，１５Ｌには車輪速センサ１６Ｒ，１６Ｌ，１７Ｒ，１７Ｌが設けられている。アンチロックブレーキ制御装置１０は車輪速センサ１６Ｒ，１６Ｌ，１７Ｒ，１７Ｌの出力信号に基づいて前輪１４Ｒ，１４Ｌおよび後輪１５Ｒ，１５Ｌの各車輪速を検出し、各車輪のキャリパーシリンダ機構の作動を制御する。
【００５１】
４輪駆動車には４輪駆動スイッチ１８が設けられている。４輪駆動スイッチ１８は、前輪１４Ｒ，１４Ｌの２輪のみを駆動して車両を走行させるモードと、前輪１４Ｒ，１４Ｌの２輪駆動モードと前輪１４Ｒ，１４Ｌおよび後輪１５Ｒ，１５Ｌの４輪駆動モードとを切り替えながら車両を走行させるモードとを選択するためのスイッチであり、運転者によって操作され、状態信号を出力する。
【００５２】
次に、図２を用いて、４輪駆動制御装置１００の構成について説明する。
【００５３】
図２は、４輪駆動制御装置１００の機能ブロックを示す。
【００５４】
４輪駆動制御装置１００は演算装置１００Ａを備えている。演算装置１００Ａはマイクロコンピュータにより構成されており、記憶装置に格納されたプログラムにより複数の処理を実行する。複数の処理を機能的手段で表すと、演算装置１００Ａは、運転モード判定手段１１０，直流電動機トルク算出手段１３０，ドライバ手段１５０，アクセル開度検出手段１７０，スリップ検出手段１８０、および高応答要求判定手段１９０を備え、従輪駆動に必要な演算処理を行う。上記各手段の構成および動作については、図３〜図１０を用いて後述する。
【００５５】
演算装置１００Ａには、従輪駆動に必要な演算処理を行うために、複数の変数情報に対応する複数の信号が入力されている。複数の入力信号は、他の車載電子制御装置の出力信号、従輪駆動システムを構成するコンポーネント機器の出力信号、およびコンポーネント機器に取り付けられた各種センサの出力信号であり、４輪の車輪速（ＶＷ）信号，アクセル開度（ＴＶＯ）信号，シフト位置（ＳＦＴ）信号、駆動専用発電機出力電流（Ｉａ）信号、直流電動機界磁電流（Ｉｆ）信号，４輪駆動スイッチ（４ＷＤＳＷ）信号，エンジン回転数（ＴＡＣＨＯ）信号、直流電動機電圧（ＭＨＶ）信号，パワー系電圧（ＰＶＢ）信号、および直流電動回転速度（Ｖｍ）信号である。
【００５６】
車輪速（ＶＷ）信号は、前述した車輪速センサ１４Ｒ，１４Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌの出力信号から検出された右前輪車輪速ＶＷＦ＿ＲＨ、左前輪車輪速ＶＷＦ＿ＬＨ、右後輪車輪速ＶＷＲ＿ＲＨ、および左後輪車輪速ＶＷＲ＿ＬＨに対応する信号であり、アンチロックブレーキ制御装置１０から出力されている。演算装置１００Ａは、前輪の平均速度である前輪平均速ＶＷＦを右前輪車輪速ＶＷＦ＿ＲＨおよび左前輪車輪速ＶＷＦ＿ＬＨから算出するとともに、後輪の平均速度である後輪平均速ＶＷＲを右後輪車輪速ＶＷＲ＿ＲＨおよび左後輪車輪速ＶＷＲ＿ＬＨから算出する。また、前輪平均速ＶＷＦと後輪平均速ＶＷＲとの平均をとれば車速を算出できる。
【００５７】
アクセル開度（ＴＶＯ）信号は、前述したアクセル開度センサの出力信号から検出されたアクセル開度（アクセル踏み込み量（操作量））に対応する信号であり、エンジン制御装置８から出力されている。演算装置１００Ａは、アクセル開度が２％以上の時にはアクセルが踏み込まれた（オン）と判断し、２％未満の時にはアクセルの踏み込みがない（オフ）と判断する。
【００５８】
なお、本実施例では、アクセルのオンオフを判断する閾値を２％に設定した。アクセルのオンオフを判断する閾値としては、アクセルオンと判断するときの閾値を３％、アクセルオフと判断するときの閾値を１％、というように、ヒステリシス特性をもたせるように設定しても構わない。
【００５９】
シフト位置（ＳＦＴ）信号は、前述したシフトポジションセンサの出力信号から検出されたシフト位置に対応する信号であり、変速機制御装置９から出力されている。演算装置１００Ａはシフト位置信号に基づいてシフト位置がＤレンジにあるか、他のレンジにあるかを判断する。
【００６０】
エンジン回転数（ＴＡＣＨＯ）信号は、エンジン制御装置８において検出されたエンジン１の回転数に対応する信号であり、エンジン制御装置８から出力されている。演算装置１００Ａは、エンジン回転数に駆動専用発電機２のプーリ比を掛けて駆動専用発電機２の回転数を算出する。
【００６１】
駆動専用発電機出力電流（Ｉａ）信号は、駆動専用発電機２から出力されて直流電動機５の電機子巻線５ｂを流れる電機子電流に対応する信号であり、駆動専用発電機２の界磁電流を制御する電圧調整器の出力信号である。演算装置１００Ａは駆動専用発電機出力電流信号に基づいて直流電動機５の電機子電流を検出する。
【００６２】
直流電動機界磁電流（Ｉｆ）信号は、直流電動機５の界磁巻線５ａを流れる界磁電流に対応する信号であり、直流電動機５の界磁電流を制御するチョッパに設けられた電流センサの出力信号である。演算装置１００Ａは、直流電動機界磁電流信号に基づいて直流電動機５の界磁電流を検出する。
【００６３】
４輪駆動スイッチ（４ＷＤＳＷ）信号は、走行モードの選択に対応する信号であり、４輪駆動スイッチ１８から出力された状態信号である。演算装置１００Ａは、４輪駆動スイッチ信号に基づいて、前輪の１４Ｒ，１４Ｌの２輪のみを駆動して車両を走行させる２輪駆動走行モードであるか、前輪１４Ｒ，１４Ｌの２輪駆動モードと前輪１４Ｒ，１４Ｌおよび後輪１５Ｒ，１５Ｌの４輪駆動モードとを切り替えながら車両を走行させる４輪駆動走行モードであるか、運転者のモード選択状態を判断する。
【００６４】
直流電動機回速度（Ｖｍ）信号は、直流電動機５の回転速度に対応する信号であり、デファレンシャルギヤ３の減速機の入力側に設けられた回転センサの出力信号である。演算装置１００Ａは、直流電動機回速度信号に基づいて直流電動機５の回転数（Ｎｍ）を検出する。
【００６５】
なお、本実施例では、回転センサの出力信号から直流電動機５の回転数（Ｎｍ）を検出する場合を例に挙げて説明する。直流電動機５の回転数（Ｎｍ）は直流電動機５の誘起電圧から推定してもよい。
【００６６】
直流電動機電圧（ＭＨＶ）信号は、直流電動機５の動作電圧に対応する信号であり、駆動専用発電機２からリレー７を介して直流電動機５に至る電路上に設けられた電圧センサの出力信号である。演算装置１００Ａは、直流電動機電圧信号に基づいて直流電動機５の動作電圧を検出し、動作電圧が過電圧閾値を超えた場合には過電圧と判断し、過電圧保護装置（図示省略）を作動させる。
【００６７】
パワー系電圧（ＰＶＢ）信号は、車載バッテリ１１からクラッチ４の励磁コイルに印加される電圧に対応する信号であり、車載バッテリ１１から４輪駆動リレー１９を介してクラッチ４の励磁コイルに至る電路上に設けられた電圧センサの出力信号である。演算装置１００Ａは、パワー系電圧信号に基づいて、車載バッテリ１１からクラッチ４の励磁コイルに印加される電圧を検出する。
【００６８】
演算装置１００Ａからは、従輪駆動システムを構成するコンポーネント機器の作動を制御するための出力（指令）情報に対応する複数の出力信号が出力されている。複数の出力信号としては、駆動専用発電機２の界磁巻線に流れる界磁電流を制御するための駆動専用発電機出力電流制御信号（Ｃ１），直流電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流を制御するための電動機界磁電流制御信号（Ｃ２），リレー７の作動を制御するためのリレー駆動信号（ＲＬＹ），クラッチ４の作動を制御するためのクラッチ制御信号（ＣＬ）、および４輪駆動リレー１９の作動を制御するための４輪駆動リレー信号（ＡＶＢＲＬＹ）がある。
【００６９】
駆動専用発電機出力電流制御信号（Ｃ１）は、駆動専用発電機２の界磁電流を制御する電圧調整器の制御指令として出力される。電圧調整器は、入力された制御指令に基づいてスイッチング半導体素子の駆動信号を生成し、スイッチング半導体素子をオン・オフさせる。これにより、駆動専用発電機２の界磁電流が制御されて、駆動専用発電機２の出力電圧が可変制御され、直流電動機５の駆動が制御される。
【００７０】
電動機界磁電流制御信号（Ｃ２）は、直流電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流を制御する電動機界磁電流用チョッパの制御指令として出力される。電動機界磁電流用チョッパは、入力された制御指令に基づいてスイッチング半導体素子の駆動信号を生成し、スイッチング半導体素子をオン・オフさせる。これにより、直流電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流が制御され、直流電動機５の駆動が制御される。
【００７１】
リレー駆動信号（ＲＬＹ）は、車載バッテリ１１からリレー７の励磁コイルに供給される励磁電流を制御するリレー励磁電流用チョッパの制御指令として出力される。リレー励磁電流用チョッパは、入力された制御指令に基づいてスイッチング半導体素子の駆動信号を生成し、スイッチング半導体素子をオン・オフさせる。これにより、車載バッテリ１１からリレー７の励磁コイルに供給される励磁電流が制御され、リレー７による電気的な接続・遮断が制御される。
【００７２】
クラッチ制御信号（ＣＬ）は、車載バッテリ１１からクラッチ４の励磁コイルに供給される励磁電流を制御するクラッチ励磁電流用チョッパの制御指令として出力される。クラッチ励磁電流用チョッパは、入力された制御指令に基づいてスイッチング半導体素子の駆動信号を生成して、スイッチング半導体素子をオン・オフさせる。これにより、車載バッテリ１１からクラッチ４の励磁コイルに供給される励磁電流が制御され、クラッチ４の締結・開放が制御される。
【００７３】
４輪駆動リレー信号（ＡＶＢＲＬＹ）は、車載バッテリ１１から４輪駆動リレー１９の励磁コイルに供給される励磁電流を制御するリレー励磁電流用チョッパの制御指令として出力される。リレー励磁電流用チョッパは、入力された制御指令に基づいてスイッチング半導体素子の駆動信号を生成し、スイッチング半導体素子をオン・オフさせる。これにより、車載バッテリ１１から４輪駆動リレー１９の励磁コイルに供給される励磁電流が制御され、４輪駆動リレー１９による電気的な接続・遮断が制御される。
【００７４】
次に、図３〜図１０を用いて、演算装置１００Ａが構成する各手段の構成および動作について説明する。
【００７５】
まず、図３を用いて、運転モード判定手段１１０のモード判定および通常の４輪駆動走行モード動作について説明する。
【００７６】
図３は、従輪駆動システムの通常時の４輪駆動走行モードの動作におけるタイミングチャートを示す。
【００７７】
ここで、（Ａ）は路面状態を示す。路面状態は、摩擦係数の大きい高μ路（すなわちドライ路）および摩擦係数の小さい低μ路（すなわち雪道などの凍結路）の２パターンに分けている。（Ｂ）はシフト位置を示す。シフト位置には、シフトレバーがＤレンジにあるか、Ｎレンジにあるかの２パターンを用いている。（Ｃ）はアクセル開度を示す。アクセル開度には、アクセルペダルが踏み込まれている（アクセルオン）か、アクセルペダルが踏み込まれていない（アクセルオフ）かの２パターンを用いている。（Ｄ）は目標直流電動機トルク（ＭＴｔ）を示す。（Ｅ）は車輪速ＶＷを示す。前輪速ＶＷＦは、前述した前輪平均速を示す。後輪速ＶＷＲは、前述した後輪平均速を示す。（Ｆ）は運転モード判定手段１１０によって判定されたモードを示す。（Ｇ）はクラッチ４の締結・開放の状態を示す。
【００７８】
運転モード判定手段１１０は、車輪速（ＶＷ）信号，アクセル開度（ＴＶＯ）信号、およびシフト位置（ＳＦＴ）信号から得られた入力情報に基づいてモードを判定する。通常の４輪駆動走行モード動作時におけるモードとしては、Ｉ）４輪駆動待機モード、II）クリープモード、III）４輪駆動制御モード、IV）回転合わせモード、およびＶ）停止シーケンスモードがある。
【００７９】
まず、摩擦係数の大きい高μ路の発進時おける運転モード判定手段１１０のモード判定および通常の４輪駆動走行モード動作について説明する。
【００８０】
ｔ１において、運転者が４輪駆動スイッチ１８をオンすると、４輪駆動スイッチ１８から４輪駆動走行モードに対応する４輪駆動スイッチ信号が出力される。これにより、４輪駆動走行モードが開始される。
【００８１】
Ｉ）４輪駆動待機モード
初め、運転モード判定手段１１０は、アクセル開度がオフ、シフト位置がＮレンジ、および車輪速ＶＷが０km／ｈの条件が成立するので、４輪駆動待機モードと判定する。４輪駆動待機モードと判定されると、運転モード判定手段１１０は、０.０Ｎｍの目標直流電動機トルク値をドライバ手段１５０に出力する。これにより、直流電動機５の電機子巻線５ｂに電機子電流が供給されず、かつ界磁巻線５ａに界磁電流が供給されないので、直流電動機５は駆動されない。この時、クラッチ４は開放状態、リレー７は遮断状態、４輪駆動リレー１９は遮断状態にある。
【００８２】
II）クリープモード
ｔ２において、シフト位置がＤレンジになると（アクセル開度はオフ、車輪速ＶＷは０km／ｈのまま）、運転モード判定手段１１０は、クリープモードと判定する。クリープモードと判定されると、運転モード判定手段１１０は、たとえば１.０Ｎｍの目標直流電動機トルク値をドライバ手段１５０に出力する。これにより、直流電動機５の電機子巻線５ｂに供給される電機子電流、および界磁巻線５ａに供給される界磁電流は、直流電動機５から出力されるトルクが１.０Ｎｍになるように制御される。この時、クリープモードの判定によって、クラッチ４は締結状態、リレー７が接続状態、４輪駆動リレー１９が接続状態にある。
【００８３】
以上のように、クリープモードを設定し、アクセルがオンになる前から、直流電動機５からわずかなトルクを後輪に伝達しておくことにり、次に４輪駆動制御モードに移行した場合には、直流電動機５を直ちに応答させ、直流電動機５から直ちにトルクを後輪に伝達することができる。
【００８４】
III）４輪駆動制御モード
ｔ３において、アクセル開度がオンになると（シフト位置はＤレンジのままで、前輪速と後輪速が同じ）、運転モード判定手段１１０は、４輪駆動制御モードと判定する。４輪駆動制御モードと判定されると、運転モード判定手段１１０は、直流電動機トルク算出手段１３０に対して４輪駆動制御モードであることを通知するための運転モード信号を出力する。直流電動機トルク算出手段１３０は、たとえば５.０Ｎｍの目標直流電動機トルク値をドライバ手段１５０に出力する。これにより、直流電動機５の電機子巻線５ｂに供給される電機子電流、および界磁巻線５ａに供給される界磁電流は、直流電動機５から出力されるトルクが５.０Ｎｍになるように制御される。
【００８５】
この後、直流電動機トルク算出手段１３０は、車輪速ＶＷが５km／ｈになるまで、目標直流電動機トルク値を５.０Ｎｍに維持する。ｔ４において、車輪速ＶＷが５km／ｈになると、直流電動機トルク算出手段１３０は、目標直流電動機トルク値を５.０Ｎｍから直線的に減少させ、最終的には１.０Ｎｍとする。
【００８６】
Ｖ）停止シーケンスモード
ｔ５において、目標直流電動機トルク値が１.０Ｎｍになった場合、運転モード判定手段１１０は停止シーケンスモードと判定する。停止シーケンスモードと判定されると、運転モード判定手段１１０は、１.０Ｎｍの目標直流電動機トルク値を所定時間Ｔ１、保持させた後、リレー７をオフ、クラッチ４をオフ、４輪駆動リレー１９をオフさせ、目標直流電動機トルクを０.０Ｎｍとする。これにより、直流電動機５の電機子巻線５ｂに電機子電流が供給されず、かつ界磁巻線５ａに界磁電流が供給されないので、直流電動機５の駆動および後輪へのトルク伝達が停止する。そして、ｔ６において、運転モードは４輪駆動待機モードになる。
【００８７】
このように、本実施例では、車両の発進時、エンジン１によって前輪を駆動するだけでなく、直流電動機５によって後輪を駆動して４輪駆動状態とするので、発進時の加速性能が向上する。
【００８８】
次に、摩擦係数の小さい低μ路の発進時おける運転モード判定手段１１０のモード判定および通常の４輪駆動走行モード動作について説明する。
【００８９】
IV）回転合わせモード
ｔ７における４輪駆動待機モード、およびｔ８におけるクリープモードを経た後、ｔ９において、アクセルがオンになり（シフト位置はＤレンジのまま）、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＷＦとの間に速度差（前輪速ＶＷＦ＞後輪速ＶＷＦ）が生じて、その差が、たとえば２km／ｈ以上になると、運転モード判定手段１１０は回転合わせモードと判定する。回転合わせモードと判定されると、運転モード判定手段１１０は、直流電動機トルク算出手段１３０に対して回転合わせモードであることを通知するための運転モード信号を出力する。
【００９０】
直流電動機トルク算出手段１３０は、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＷＦとの間に速度差に応じた目標直流電動機トルク値をドライバ手段１５０に出力する。たとえば前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＷＦとの間に速度差ΔＶが７km／ｈの時に、最大の１０.０Ｎｍの目標直流電動機トルク値を出力する。これにより、直流電動機５の電機子巻線５ｂに供給される電機子電流、および界磁巻線５ａに供給される界磁電流は、直流電動機５から出力されるトルクが、最大で１０.０Ｎｍになるように制御される。
【００９１】
この後、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＷＲとの速度差ΔＶが２km／ｈ以下なるまで、目標直流電動機トルクを最大で１０.０Ｎｍに維持する。速度差ΔＶが２km／ｈ以下になると、直流電動機トルク算出手段１３０は、目標直流電動機トルク値を最大で１０.０Ｎｍから直線的に減少させ、最終的には１.０Ｎｍとする。
【００９２】
ｔ１０において、目標直流電動機トルク値が１.０Ｎｍになった場合、運転モード判定手段１１０は停止シーケンスモードと判定する。この動作は、前述した摩擦係数の大きい高μ路の場合と同じである。そして、ｔ１１において、運転モードは４輪駆動待機モードになる。
【００９３】
このように、本実施例では、車両の発進時、エンジン１によって前輪を駆動するだけでなく、直流電動機５によって後輪を駆動して４輪駆動状態とするので、スリップの発生を抑えることができるとともに、スリップが生じた場合にはそれを容易に収束でき、低μ路の走行性能が向上する。
【００９４】
次に、図４を用いて、直流電動機トルク算出手段１３０の構成について説明する。
【００９５】
図４は、直流電動機トルク算出手段１３０の機能ブロックを示す。
【００９６】
直流電動機トルク算出手段１３０は、前述したように、目標直流電動機トルクを算出する手段であり、アクセル感応トルク演算手段１３１，トルク切替手段１３３、および前後輪速差感応トルク演算手段１３５を備えている。
【００９７】
アクセル感応トルク演算手段１３１は、アクセルの踏み込み（操作）に応じた目標直流電動機トルクを算出する手段である。
【００９８】
前後輪速差感応トルク演算手段１３５は、前輪速と後輪速との速度差に応じた目標直流電動機トルクを算出する手段であり、特に前輪側が後輪速よりも早く、すなわち前輪がスリップした時の目標直流電動機トルクを算出する。
【００９９】
トルク切替手段１３３は、アクセル感応トルク演算手段１３１が出力する目標直流電動機トルクと、前後輪速差感応トルク演算手段１３５が出力する目標直流電動機トルクとを比較し、大きい方を出力する手段である。
【０１００】
ドライ路の場合、前後輪速差感応トルク演算手段１３５が出力する目標直流電動機トルクは０.０Ｎｍである。このため、トルク切替手段１３３は、アクセル感応トルク演算手段１３１から出力されたアクセル感応トルクＴＱＡＣを目標直流電動機トルクとして出力する。
【０１０１】
ここで、図５を用いて、アクセル感応トルク演算手段１３１から出力されるアクセル感応トルクＴＱＡＣについて説明する。
【０１０２】
図５は、後輪速ＶＷＲに対するアクセル感応トルクＴＱＡＣの特性を示す。
【０１０３】
アクセル感応トルク演算手段１３１は、後輪平均速ＶＷＲ，アクセル開度ＴＶＯ、および高応答要求フラグＲＰｒｅｑを入力情報とし、アクセル開度ＴＶＯがオンで後輪平均速ＶＷＲが５km／ｈ以下の場合には、図５に示すように、アクセル感応トルクＴＱＡＣとして５.０Ｎｍを出力し、アクセル開度ＴＶＯがオンで後輪平均速ＶＷＲが５km／ｈを越えた場合には、図５に示すように、アクセル感応トルクＴＱＡＣとして０Ｎｍを出力する。
【０１０４】
ただし、高応答要求フラグＲＰｒｅｑが有りの場合には、４輪駆動が可能な最大車速である２５km／ｈまでアクセル感応トルクＴＱＡＣを出力できる。これについては、図８以降を用いて後述する。
【０１０５】
その結果、直流電動機トルク算出手段１３０は、図３（Ｄ）に示すように、目標直流電動機トルクとして５.０Ｎｍのアクセル感応トルクＴＱＡＣ出力し、図３（Ｅ）に示すように、車輪速ＶＷが５km／ｈになるまで目標直流電動機トルクを５.０Ｎｍのアクセル感応トルクＴＱＡＣに維持する。車輪速ＶＷが５km／ｈになると、アクセル感応トルク演算手段１３１は、目標直流電動機トルクが１.０Ｎｍとなるように、アクセル感応トルクＴＱＡＣを直線的に減少させる。
【０１０６】
他方、低μ路において、車速が５km／ｈ以下であり、後輪速ＶＷＲと前輪速ＶＷＦとの速度差ΔＶ（＝ＶＷＦ−ＶＷＲ）が３km／ｈである場合、アクセル感応トルク演算手段１３１から出力されるアクセル感応トルクＴＱＡＣは５.０Ｎｍ、前後輪速差感応トルク演算手段１３５から出力される前後輪速差感応トルクＴＱＤＶは５.５Ｎｍである。このため、トルク切替手段１３３は、両者のトルクのうち、前後輪速差感応トルク演算手段１３５の５.５Ｎｍの前後輪速差感応トルクＴＱＤＶ、すなわちトルクの大きい方を目標直流電動機トルクとして出力する。
【０１０７】
ここで、図６を用いて、前後輪速差感応トルク演算手段１３５から出力される前後輪速差感応トルクＴＱＤＶについて説明する。
【０１０８】
図６は、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＷＲとの速度差ΔＶ（＝ＶＷＦ−ＶＷＲ）に対する前後輪速差感応トルクＴＱＤＶの特性を示す。
【０１０９】
前後輪速差感応トルク演算手段１３５は、後輪平均速ＶＷＲおよび前輪平均速ＶＷＦを入力情報とし、後輪平均速ＶＷＲと前輪平均速ＶＷＦとの速度差ΔＶが２km／ｈの場合には、図６に示すように、前後輪差感応トルクＴＱＤＶとして０.０Ｎｍを出力し、この後、速度差ΔＶが増加するにしたがって前後輪差感応トルクＴＱＤＶを、図６に示すように、漸次増加させて出力し、この後、速度差ΔＶが７km／ｈになった場合には、図６に示すように、前後輪差感応トルクＴＱＤＶとして１０.０Ｎｍ、すなわち最大トルクを出力する。
【０１１０】
その結果、直流電動機トルク算出手段１３０は、図３（Ｄ）に示すように、後輪平均速ＶＷＲと前輪平均速ＶＷＦとの速度差ΔＶが７km／ｈ以上になったら、目標直流電動機トルクとして１０.０Ｎｍの前後輪差感応トルクＴＱＤＶを出力し、図３（Ｅ）に示すように、後輪平均速ＶＷＲと前輪平均速ＶＷＦとの速度差ΔＶが２km／ｈ以下になるまで目標直流電動機トルクを１０.０Ｎｍの前後輪差感応トルクＴＱＤＶに維持する。後輪平均速ＶＷＲと前輪平均速ＶＷＦとの速度差ΔＶが２km／ｈ以下になると、前後輪速差感応トルク演算手段１３５は、目標直流電動機トルクが１.０Ｎｍとなるように、前後輪差感応トルクＴＱＤＶを直線的に減少させる。
【０１１１】
次に、図７を用いて、ドライバ手段１５０の構成について説明する。
【０１１２】
図７は、ドライバ手段１５０の機能ブロックを示す。
【０１１３】
ドライバ手段１５０は、駆動専用発電機出力電流制御信号（Ｃ１）、電動機界磁電流制御信号（Ｃ２）、およびクラッチ制御信号（ＣＬ）を生成して、それらを各制御器に出力する手段であり、直流電動機界磁電流算出手段１５２と、直流電動機電機子電流算出手段１５４と、フィードバック制御手段１５６，１５８と、クラッチ締結開放手段１５９とを備えている。
【０１１４】
直流電動機界磁電流算出手段１５２は、直流電動機回転数Ｎｍを入力情報とし、直流電動機５の界磁巻線５ａに流す界磁電流の目標値である目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔを算出する手段である。直流電動機界磁電流算出手段１５２には、図７に示すように、たとえば直流電動機回転速度ＮｍがＮ１以下では目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔを１０Ａ、直流電動機回転速度ＮｍがＮ２以上では目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔを３.６Ａとし、直流電動機回転速度ＮｍがＮ１を越えＮ２未満では目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔを１０Ａから３.６Ａまで順次減少させるためのテーブル（直流電動機回転数Ｎｍと目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔとの関係を示すマップ）が予め用意されている。直流電動機界磁電流算出手段１５２では、そのテーブルを参照して直流電動機回転数Ｎｍに対応する目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔを算出して出力する。
【０１１５】
本実施例では、直流電動機５の回転数が高くなるにしたがって直流電動機５の界磁電流を小さくする、いわゆる弱め界磁制御を行うので、直流電動機５を高回転まで回転させることができる。
【０１１６】
フィードバック制御手段１５６は、直流電動機界磁電流算出手段１５２から出力された目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔ、および実際に直流電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流のフィードバック値であり、界磁電流センサの出力信号から検出した実直流電動機界磁電流Ｉｆを入力情報とし、それらの差分を算出する。そして、フィードバック制御手段１５６は、算出した差分が０、すなわち目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔに実直流電動機界磁電流Ｉｆに一致するように差分値を比例積分して、直流電動機５の界磁電流を制御するための指令値を算出し、その指令値を出力情報としてその指令値に対応する電動機界磁電流制御信号（Ｃ２）を出力する。
【０１１７】
電動機界磁電流制御信号（Ｃ２）は、直流電動機界磁電流チョッパのスイッチング半導体素子のスイッチング（オン・オフ）動作を制御するデューティ信号である。直流電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流は、デューティ信号のデューティ比を可変にすることにより可変できる。
【０１１８】
直流電動機電機子電流算出手段１５４は、直流電動機トルク算出手段１３０から出力された目標直流電動機トルクＭＴｔ、および直流電動機界磁電流算出手段１５２から出力された目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔを入力情報とし、直流電動機５の電機子巻線５ｂに流す電機子電流の目標値である目標直流電動機電機子電流Ｉａｔを算出する手段である。直流電動機電機子電流算出手段１５４には、目標直流電動機電機子電流Ｉａｔと、目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔと、目標直流電動機トルクＭＴｔとの関係を示すテーブル（マップ）が予め用意されている。直流電動機電機子巻線算出手段１５４では、そのテーブルを参照して目標直流電動機トルクＭＴｔおよび目標直流電動機界磁電流Ｉｆｔに対応する目標直流電動機電機子電流Ｉａｔを算出して出力する。
【０１１９】
フィードバック制御手段１５８は、直流電動機電機子電流算出手段１５４から出力された目標直流電動機電機子電流Ｉａｔ、および実際に直流電動機５の電機子巻線５ｂに流れる電機子電流のフィードバック値であり、駆動専用発電機２の電圧調整器の駆動専用発電機出力電流信号から検出した実直流電動機電機子電流Ｉａを入力情報とし、それらの差分を算出する。そして、フィードバック制御手段１５８は、算出した差分が０、すなわち目標直流電動機電機子電流Ｉａｔに実直流電動機電機子電流Ｉａに一致するように差分値を比例積分して、直流電動機５の電機子電流を制御するための指令値を算出し、その指令値を出力情報としてその指令値に対応する駆動専用発電機出力電流制御信号（Ｃ１）を出力する。
【０１２０】
駆動専用発電機出力電流制御信号（Ｃ１）は、駆動専用発電機２の界磁巻線に流れる界磁電流を制御する電圧調整器のスイッチング半導体素子のスイッチング（オン・オフ）動作を制御するデューティ信号である。直流電動機５の電機子巻線５ｂに流れる電機子電流は、デューティ信号のデューティ比を可変することにより可変できる。すなわちデューティ信号のデューティ比の可変によって駆動専用発電機２の界磁電流が可変し、駆動専用発電機２の出力電流が可変するからである。
【０１２１】
クラッチ締結開放手段１５９は、運転モードＭＯＤＥを入力情報とし、クラッチ４の励磁コイルに供給される励磁電流を制御する指令値を算出し、指令値に対応するクラッチ制御信号（ＣＬ）を出力する手段である。
【０１２２】
クラッチ制御信号（ＣＬ）は、クラッチ４の励磁コイルに流れる励磁電流を制御するクラッチ励磁電流用チョッパのスイッチング半導体素子のスイッチング（オン・オフ）動作を制御するデューティ信号である。クラッチ４の締結状態は、デューティ信号のデューティ比を可変して励磁コイルに流れる励磁電流を可変することにより制御できる。すなわち電磁力が制御されるからである。
【０１２３】
ところで、本実施例では、回転合わせモード中に運転者がアクセルの踏み込みを解除すると、停止シーケンスモードに移行し、４輪駆動状態が解除される。この後、運転者が再びアクセルを踏み込んで４輪駆動状態にしようとしても、アクセル感応トルクの出力制限車速の上限である５km／ｈを越え、かつ前輪のスリップが収束されていると、運転者のアクセル操作に追従して直ちに４輪駆動状態にならない。すなわち車速が、アクセル感応トルクの出力制限車速の上限である５km／ｈ以下になるまで、あるいは前輪速と後輪速との間の速度差が２km／ｈ以上になるまでは４輪駆動状態にならない。このため、そのタイムラグによりスムーズに再加速性能が得られず、これが運転者にとって違和感となる場合がある。
【０１２４】
そこで、本実施例では、応答性の向上および走行性能の向上を図るために、図２に示すように、アクセル開度検出手段１７０，スリップ検出手段１８０、および高応答要求判定手段１９０を備えた高応答要求手段を４輪駆動制御装置１００の演算装置１００Ａに機能的手段として構成している。
【０１２５】
以下、図２，図８〜図１０を用いて、高応答要求手段の構成、および摩擦係数の小さい低μ路の発進時おける高応答要求時の４輪駆動走行モード動作について説明する。
【０１２６】
まず、図８を用いて、アクセル開度検出手段１７０の構成について説明する。
【０１２７】
図８は、アクセル開度検出手段１７０の処理を示す。
【０１２８】
アクセル開度検出手段１７０は、アクセル開度（ＴＶＯ）信号を入力情報とし、アクセル要求の有無に対応する信号を高応答要求判定手段１９０に出力する手段である。ステップ１７１において、アクセル開度検出手段１７０は、入力情報であるアクセル開度ＴＶＯから求められたアクセルの踏み込み量（操作量）がアクセル踏み込み量閾値以上であるか否かを判断する。ステップ１７１にける判断がＹＥＳ（肯定）である場合には、アクセル開度検出手段１７０は、ステップ１７３に進んで、アクセル要求ＴＶＯｒｅｑ有りに対応する信号を出力する。ステップ１７１における判断がＮＯ（否定）の場合には、アクセル開度検出手段１７０は、ステップ１７２に進んで、アクセル開度ＴＶＯから求められたアクセルの踏み込み変化量（操作変化量）がアクセル踏み込み変化量閾値以上であるか否かを判断する。ステップ１７２における判断がＹＥＳ（肯定）の場合には、アクセル開度検出手段１７０は、ステップ１７３に進んで、アクセル要求ＴＶＯｒｅｑ有りに対応する信号を出力する。ステップ１７２における判断がＮＯ（否定）の場合には、アクセル開度検出手段１７０は、ステップ１７４に進んで、アクセル要求ＴＶＯｒｅｑ無しに対応する信号を出力する。
【０１２９】
ここで、アクセル踏み込み量閾値は、ユーザの発進の意思が明確になる値や前輪がスリップするアクセル開度とすることが望ましく、たとえばユーザの発進の意思が明確となる１０％に設定している。アクセル踏み込み変化量閾値も、ユーザの発進の意思が明確になる値や前輪がスリップするアクセル開度とすることが望ましく、たとえばユーザの発進の意思が明確となる、０.２％／１０ｍｓ、すなわち１０ｍｓあたりの変化量が０.２％に設定している。
【０１３０】
また、アクセル踏み込み量閾値およびアクセル踏み込み変化量閾値は、路面状況により可変させるようにしてもよいし、ハンチングを防止するために、ヒステリシス特性を持たせるようにしてもよい。
【０１３１】
次に、図９を用いて、スリップ検出手段１８０の構成について説明する。
【０１３２】
図９は、スリップ検出手段１８０の処理を示す。
【０１３３】
スリップ検出手段１８０は、前輪平均速（ＶＷＦ）信号、後輪平均速（ＶＷＲ）、および運転モード（ＭＯＤＥ）信号を入力情報とし、スリップ要求の有無に対応する信号を高応答要求判定手段１９０に出力する手段である。ステップ１８１において、スリップ検出手段１８０は、運転モードに基づいてクラッチ４が締結状態にあるか否かを判断する。ステップ１８１の判断がＹＥＳ（肯定）の場合には、スリップ検出手段１８０は、ステップ１８２に進んで、前輪平均速および後輪平均速の差分に基づいて前輪がスリップしているか否かを判断する。ステップ１８２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合には、スリップ検出手段１８０は、ステップ１８３に進んで、スリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑ有りに対応する信号を高応答要求判定手段１９０に出力し、さらに、ステップ１８４に進んで、タイマをリセットする。
【０１３４】
ここで、タイマは、クラッチ締結中（４ＷＤ動作中）にスリップが発生し、その後、クラッチ開放（２ＷＤ）した場合、スリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑを継続させるためのものである。タイマの設定時間は、アクセルを踏み直すなどの運転者の動作を考慮して、たとえば１０秒に設定している。
【０１３５】
ステップ１８２の判断がＮＯ（否定）の場合には、スリップ検出手段１８０は、ステップ１８３，１８４を飛ばして処理を終了する。
【０１３６】
ステップ１８１の判断がＮＯ（否定）の場合には、スリップ検出手段１８０は、ステップ１８５に進んで、タイマが設定時間を経過しているか否かを判断する。ステップ１８５の判断がＹＥＳ（肯定）の場合には、スリップ検出手段１８０は、ステップ１８６に進んで、スリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑ無しに対応する信号を高応答要求判定手段１９０に出力する。ステップ１８５の判断がＮＯ（否定）の場合には、スリップ検出手段１８０は、ステップ１８７に進んで、タイマのカウントアップを行う。
【０１３７】
次に、高応答要求判定手段１９０の構成について説明する。
【０１３８】
高応答要求判定手段１９０は、入力情報として、アクセル開度検出手段１７０から出力されたアクセル要求ＴＶＯｒｅｑ、およびスリップ検出手段１８０から出力されたスリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑが入力し、高応答要求の有無を判断してそれに対応する信号を直流電動機トルク算出手段１３０に出力する手段である。アクセル要求ＴＶＯｒｅｑ有り、かつスリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑ有りの場合には、高応答要求判定手段１９０は、高応答要求フラグＲＰｒｅｑ有りに対応を信号を直流電動機トルク算出手段１３０に出力する。それ以外の場合には、高応答要求判定手段１９０は、高応答要求フラグＲＰｒｅｑ無しに対応する信号を直流電動機トルク算出手段１３０に出力する。高応答要求フラグＲＰｒｅｑに対応する信号は、図４に示すように、トルク感応トルク演算手段１３１に入力情報として入力される。
【０１３９】
高応答要求フラグＲＰｒｅｑ有りに対応する信号が入力されると、トルク感応トルク演算手段１３１は、車速が、アクセル感応トルクの出力制限車速の上限である５km／ｈを超えていても、アクセル感応トルクを出力する。
【０１４０】
次に、図１０を用いて、摩擦係数の小さい低μ路の発進時おける高応答要求時の４輪駆動走行モード動作について説明する。
【０１４１】
図１０は、従輪駆動システムの高応答要求時の４輪駆動走行モードの動作におけるタイミングチャートを示す。
【０１４２】
図１０は、図３のタイムチャートに（Ｈ）高応答要求フラグの項目が追加されたものである。その他の項目については基本的に図３と同じである。高応答要求フラグは、フラグ有りか、無しかの２パターンになっている。
【０１４３】
ｔ１１における４輪駆動待機モード、ｔ１２におけるクリープモードを経た後、ｔ１３タイミングでアクセル開度がＯＮとなると、４輪駆動制御モードとなり、目標直流電動機トルクがアクセル感応トルク演算手段１３１の出力になる。これにより、５.０Ｎｍの目標直流電動機トルクが直流電動機５から出力されるように、駆動専用発電機２の界磁電流の制御により直流電動機５の電機子電流が制御されるとともに、直流電動機５の界磁電流が制御される。
【０１４４】
この後、エンジン１の応答遅れがあり、ｔ１４において、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＥＲとの間の速度差、すなわち前輪にスリップが生じると、回転合わせモードとなり、目標直流電動機トルクが前後輪速度差感応トルク演算手段１３５の出力になる。これにより、最大で１０.０Ｎｍの目標直流電動機トルクが直流電動機５から出力されるように、駆動専用発電機２の界磁電流の制御により直流電動機５の電機子電流が制御されるとともに、直流電動機５の界磁電流が制御される。この時、スリップ検出手段１８０から出力されるスリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑが有り、かつアクセル開度検出手段１７０から出力されるアクセル要求ＴＶＯｒｅｑが有りとなり、高応答要求フラグＲＰｒｅｑが有りになるが、前後輪速度差感応トルク演算手段１３５の出力がアクセル感応トルク演算手段１３１の出力よりも大きくなるので、前後輪速度差感応トルク演算手段１３５の出力が目標直流電動機トルクとして選択される。
【０１４５】
この後、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＥＲとの間の速度差が２km／ｈ以下になると、前後輪速度差感応トルク演算手段１３５は、目標直流電動機トルクが最終的には１.０Ｎｍになるように、目標直流電動機トルクを直線的に減少させる。しかし、この途中のｔ１５において、運転者がアクセルをオフすると、目標直流電動機トルクが急激に減少し、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＥＲとの間の速度差が０km／ｈに向かって縮小する。この時、アクセル開度検出手段１７０から出力されるアクセル要求ＴＶＯｒｅｑが無しになるので、高応答要求フラグＲＰｒｅｑは無しになる。
【０１４６】
この後、ｔ１６において、目標直流電動機トルクが１.０Ｎｍになると、停止モードになるとともに、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＥＲとの間の速度差が０km／ｈになり、一定時間後のｔ１７において、目標直流電動機トルクが０.０Ｎｍになり、クラッチ４が開放され、リレー７および４輪駆動リレー１９が遮断され、４輪駆動待機モードになる。この時点において、前輪速ＶＷＦおよび後輪速ＶＥＲは徐々に低下しているが、５km／ｈを越えている。
【０１４７】
この後、ｔ１８において、アクセルがオンになる。通常では、前輪速ＶＷＦおよび後輪速ＶＥＲが５km／ｈを越えているので、４前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＥＲとの速度差が２km／ｈ以上になるまでは２輪駆動状態となる。しかし、本実施例では、アクセル開度検出手段１７０から出力されるアクセル要求ＴＶＯｒｅｑが有りとなる。また、本実施例では、スリップ検出手段１８０から出力されるスリップ要求ＳＬＩＰｒｅｑが、タイマによって要求有りの状態を継続している。このため、本実施例では、ｔ１８において、高応答要求判定手段１９０から出力される高応答要求フラグＲＰｒｅｑが有りになる。これにより、本実施例では、ｔ１８において、高応答要求モードになり、目標直流電動機トルクがアクセル感応トルク演算手段１３１の出力になる。高応答要求モードでは、アクセルがオンになると、リレー７および４輪駆動リレー１９が接続され、この後、クラッチ４の軸において直流電動機５の回転数と後輪の車軸の回転数との同期がとられた状態でクラッチ４が締結され、この後、直流電動機５から目標直流電動機トルクに応じたトルクが後輪に伝達される。この時、アクセル感応トルクは、４輪駆動最大車速である２５km／ｈまで出力できる。
【０１４８】
この後、ｔ１９において、前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＥＲとの間の速度差、すなわち前輪にスリップが生じると、回転合わせモードとなり、目標直流電動機トルクが前後輪速度差感応トルク演算手段１３５の出力になる。この時、本実施例では、既に４輪駆動状態になっているので、回転合わせモードに対応するトルクをスムーズに直流電動機５から後輪に伝達でき、安定した再加速が実現できる。ｔ１８のアクセルオンから前輪のスリップが発生するｔ１９まではエンジン１の応答遅れである。
【０１４９】
以上説明したように、本実施例によれば、スムーズな再加速を実現できるので、応答性に優れ、車両加速性能，車両走破性能などの走行性能を向上できる従輪駆動システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施例である４輪駆動車の駆動システムの構成を示すブロック図。
【図２】図１の４輪駆動車に搭載された従輪駆動システムの４輪駆動制御装置を構成する演算装置の構成を示すブロック図。
【図３】図１の４輪駆動車に搭載された従輪駆動システムによる通常時の４輪駆動走行モードの動作を示すタイミングチャート。
【図４】図２の演算装置が構成する直流電動機トルク算出手段の構成を示すブロック図。
【図５】図４の直流電動機トルク算出手段から出力されるアクセル感応トルクの特性を示す図。
【図６】図４の直流電動機トルク算出手段から出力される前後輪速差感応トルクの特性を示す図。
【図７】図２の演算装置が構成するドライバ手段の構成を示すブロック図。
【図８】図２の演算装置が構成するアクセル開度検出手段の処理を示す流れ図。
【図９】図２の演算装置が構成するスリップ検出手段の処理を示す流れ図。
【図１０】図１の４輪駆動車に搭載された従輪駆動システムによる高応答時の４輪駆動走行モードの動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１５１】
１  エンジン
２  駆動専用発電機
４  クラッチ
５  直流電動機
１４Ｒ，１４Ｌ  前輪
１５Ｒ，１５Ｌ  後輪
１００  ４輪駆動制御装置
【図１】
2009107503.tif 000003
【図２】
2009107503.tif 000004
【図３】
2009107503.tif 000005
【図４】
2009107503.tif 000006
【図５】
2009107503.tif 000007
【図６】
2009107503.tif 000008
【図７】
2009107503.tif 000009
【図８】
2009107503.tif 000010
【図９】
2009107503.tif 000011
【図１０】
2009107503.tif 000012