JP2004074874A

JP2004074874A - ４輪駆動車両の駆動力制御装置

Info

Publication number: JP2004074874A
Application number: JP2002235655A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kadota; 門田　圭司
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-13
Also published as: KR20040015684A; CN1483607A; JP3582521B2; EP1389555B1; DE60327290D1; US6898504B2; KR100554320B1; US20040034461A1; EP1389555A2; CN1289334C; EP1389555A3

Abstract

【課題】クラッチ接続時のショックを回避しつつ発進時における４輪駆動状態への移行の応答性を向上させる。
【解決手段】モータ回転速度及び後輪の回転速度がそれぞれ検出可能な許容回転速度ＬＭＳ，ＬＷＳ以下となると、それまでの検出値からそれぞれ停止するまでの推定時間ＴＭＳ，ＴＷＳのカウントダウンを開始し、カウントダウンして両推定時間ＴＭＳ，ＴＷＳが共にゼロとなったら、クラッチを接続することで、確実にショックがない状態でクラッチ接続が行われる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行状態等に応じて４輪駆動状態と２輪駆動状態と駆動切り替えが行われる４輪駆動車の駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の４輪駆動車の駆動力制御装置としては、例えば特開平１１−２４３６０８号公報に記載されるものがある。
この車両では、主駆動輪である前輪がエンジンによって駆動され、また、４輪駆動状態のときには、従駆動輪である後輪が電動モータによって駆動される構成となっている。上記モータから後輪軸までのトルク伝達経路には、クラッチや減速機が介装されている。そして、上記従来技術では、モータの回転速度が車軸の回転速度に相当する速度まで電動モータを空転させてからクラッチを接続状態とし、その後モータの出力トルクを徐徐に立ち上げるといった駆動制御方式を採用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような駆動制御方法では、前輪（主駆動輪）の加速スリップ検出後にクラッチを接続しモータトルクを除除に増加させているので、最も加速スリップが発生しやすい発進初期などにおいて、運転者が要求する発進性・加速性に対する応答がその分遅れることとなる。
【０００４】
発進時におけるこの改善策の１つとしては、車両が停止している状態（発進する前）からクラッチを接続しておくことで、クラッチ接続時のショックを回避しつつ発進初期から必要なモータトルクを掛けることを可能とする方法が考えられる。
この場合、車両が停止状態であるか否かを、車輪速度で判断することが考えられるが、４輪駆動状態から２輪駆動状態へ移行した直後に車輪が停止（車両が停止）した場合には、まだモータの回転（クラッチ入力側）が停止していない可能性もあり、つまり車輪速度から車両停止状態と判定しても、クラッチの入力軸と出力軸との間に所定以上の回転速度差があって、クラッチ接続時にショックが発生するおそれがある。
【０００５】
また、車輪等の回転速度を検出する回転センサは、一般に、極低回転になると磁束パルスが小さくなり正確に検出することができない。すなわち、減速から停止に至るあいだに、回転センサが実質検出不能の極低回転の領域に入ると、何時、車両が停止したのかが判断できない。よって、いつクラッチを接続すべきか決めることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような点に着目したもので、クラッチ接続時のショックを回避しつつ発進時における４輪駆動状態への移行の応答性を向上させることが可能な４輪駆動車両の駆動力制御装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、主駆動輪を駆動する主駆動源と、従駆動輪に駆動トルクを伝達可能な従駆動源と、上記従駆動源から従駆動輪までのトルク伝達経路に介装されたクラッチと、クラッチの出力軸側の回転速度を検出する出力軸側回転速度検出手段と、クラッチの入力軸側の回転速度を検出する入力軸側回転速度検出手段と、上記出力軸側回転速度検出手段の検出値に基づき上記出力軸の回転が停止するまでの時間を推定する出力軸側停止推定手段と、上記入力軸側回転速度検出手段の検出値に基づき上記入力軸の回転が停止するまでの時間を推定する入力軸側停止推定手段と、
走行中の車両が停止すると推定すると、上記出力軸側停止推定手段及び入力軸側停止推定手段の推定値に基づき、上記クラッチの入力軸及び出力軸の両軸が共に停止状態となるまでの推移時間だけ経過したと判定すると上記クラッチを接続するクラッチ接続指令を出力するクラッチ接続指令出力手段を備えることを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、走行中の車両が停止すると推定すると、車両走行中に求めた、クラッチの入力軸が停止するまでの推定時間及び出力軸が停止するまでの推定時間に基づき推定された推移時間（一般には、上記２つの推定時間のうちの大きい方の推定時間が相当する）が経過してクラッチ入力軸及びクラッチ出力軸の両方が確実に停止したと想定される状態となってからクラッチを接続する。したがって、クラッチ接続時のショックを回避しつつ、４輪駆動状態が要求されやすい発進前に確実にクラッチ接続状態としておくことが可能となる。
【０００９】
また、上記各推定時間は、走行中の車両が停止すると推定する前の、すなわち極低速状態となる前の走行状態における、各回転速度検出手段による検出値、つまり許容される最低回転数以上での検出値に基づく推定値と想定されるので、走行中の車両が停止すると推定したときから車両停止までの走行状態の変動（外乱）が小さければ、所要の精度で、各軸が停止するまでの推定時間を求めることが可能である。
【００１０】
なお、上記推定時間は、回転時間の変化率（特に減速度）から推定すればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。
この図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、内燃機関であるエンジン２（主駆動源）によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、モータ４（従駆動源）によって駆動可能な従駆動輪である。
【００１２】
すなわち、エンジン２の出力トルクＴｅが、トランスミッション３０及びディファレンスギア３１を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されるようになっている。
上記トランスミッション３０には、現在の変速のレンジを検出するシフト位置検出手段３２が設けられ、該シフト位置検出手段３２は、検出したシフト位置信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１３】
また、上記エンジン２の回転トルク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。
上記発電機７は、エンジン２の回転数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圧を発電する。
【００１４】
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に供給可能となっている。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。上記モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。符号１３はデフを表す。
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、メインスロットルバルブ１５とサブスロットルバルブ１６が介装されている。メインスロットルバルブ１５は、アクセル開度指示装置（加速指示操作部）であるアクセルペダル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。このメインスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量に機械的に連動するか、あるいは当該アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ４０の踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１８が電気的に調整制御することで、そのスロットル開度が調整される。上記アクセルセンサ４０の踏み込み量検出値は、４ＷＤコントローラ８にも出力される。アクセルセンサ４０は、加速指示検出手段を構成する。
【００１５】
また、サブスロットルバルブ１６は、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。上記ステップモータ１９の回転角は、モータコントローラ２０からの駆動信号によって調整制御される。なお、サブスロットルバルブ１６にはスロットルセンサが設けられており、このスロットルセンサで検出されるスロットル開度検出値に基づいて、上記ステップモータ１９のステップ数はフィードバック制御される。ここで、上記サブスロットルバルブ１６のスロットル開度をメインスロットルバルブ１５の開度以下等に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジン２の出力トルクを制御することができる。
【００１６】
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、エンジン回転数検出センサ２１は、検出した信号をエンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
また、符号３４は制動指示操作部を構成するブレーキペダルであって、そのブレーキペダル３４のストローク量が、制動操作量検出手段を構成するブレーキストロークセンサ３５によって検出される。該ブレーキストロークセンサ３５は、検出したブレーキストローク量を制動コントローラ３６及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１７】
制動コントローラ３６は、入力したブレーキストローク量に応じて、各車輪１Ｌ、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒに装備したディスクブレーキなどの制動装置３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲを通じて、車両に作用する制動力を制御する。
また、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ｃ１（界磁電流値）を入力し、その発電機制御指令ｃ１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。
【００１８】
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。符号２４は、リレーであり、４ＷＤコントローラ８から指令によってモータ４に供給される電圧（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００１９】
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。
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４の回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。モータ用回転数センサ２６は、入力軸側回転速度検出手段を構成する。
【００２０】
また、上記クラッチ１２は、油圧クラッチや電磁クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じて接続状態又は切断状態となる。
また、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。車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＲＲは、出力軸側回転速度検出手段を構成する。
【００２１】
また、駆動モードＳＷ４２を備え、運転者によって２輪駆動モード若しくは４輪駆動モードが選択され、その駆動モードの選択情報が上記４ＷＤコントローラ８に出力される。
なお。符号４１は、車室内に配置されたクラッチ接続用のワーニングランプであって、４ＷＤコントローラ８からの信号に基づき点滅若しくは消灯する。
【００２２】
また、符号４３は、４ＷＤコントローラ８に作動電力を供給する１２Ｖバッテリであり、その１２Ｖ電力供給ラインには、接続・遮断を行うための１２Ｖリレー４４が介挿されている。
４ＷＤコントローラ８は、図３に示すように、発電機制御部８Ａ、リレー制御部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、クラッチ制御部８Ｄ、余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇ、ガタ詰め制御部８Ｈ、電源管理部８Ｊ、１２Ｖリレー制御部８Ｋ、及びクラッチ接続判定部８Ｌを備える。クラッチ接続判定部８Ｌは、出力軸側停止推定手段、入力軸側停止推定手段、及びクラッチ接続指令出力手段を構成する。
【００２３】
上記１２Ｖリレー制御部８Ｋは、１２Ｖリレー４４を介して１２Ｖバッテリ４３から４ＷＤコントローラ８への電力供給の遮断・接続を行う。なお、電源管理部８Ｊ、及び１２Ｖリレー制御部８Ｋ以外の上記余剰トルク演算部８Ｅ等は、上記１２Ｖバッテリ４３から電力が供給がある場合にのみ作動する。
上記発電機制御部８Ａは、電圧調整器２２を通じて、発電機７の発電電圧Ｖをモニターしながら、当該発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整することで、発電機７の発電電圧Ｖを所要の電圧に調整する。
【００２４】
リレー制御部８Ｂは、発電機７からモータ４への電力供給の遮断・接続を制御する。
モータ制御部８Ｃは、モータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整することで、当該モータ４のトルクを所要の値に調整する。
クラッチ制御部８Ｄは、上記クラッチ１２にクラッチ制御指令を出力することで、クラッチ１２の状態を制御する。
【００２５】
また、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、図４に示すように、電源管理部８Ｊ→余剰トルク演算部８Ｅ→目標トルク制限部８Ｆ→余剰トルク変換部８Ｇの順に循環して処理が行われる。
まず、電源管理部８Ｊでは、図５に示す処理を行う。すなわち、ステップＳ１にて、駆動モードＳＷ４２からモード情報を入力し、続いてステップＳ３にて、４輪駆動モードか否かを判定する。４輪駆動モードと判定した場合には、ステップＳ５に移行し、一方、２輪駆動モードと判定した場合には、ステップＳ７に移行する。
【００２６】
ステップＳ５では、１２Ｖリレー制御部８Ｋを介して１２ＶリレーＯＮ指令を出力して通電状態として復帰する。一方、ステップＳ７では、１２Ｖリレー制御部８Ｋを介して１２ＶリレーＯＦＦ指令を出力して非通電状態として復帰する。なお、非通電状態の場合には、以降の余剰トルク演算部８Ｅは実施されず、また、発電機７やモータ４への指令値の出力も中止される。
【００２７】
次に、余剰トルク演算部８Ｅでは、図６に示すような処理を行う。
すなわち、先ず、ステップＳ１０において、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの信号に基づき演算した、前輪１Ｌ、１Ｒ（主駆動輪）の車輪速から後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）の車輪速を減算することで、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量であるスリップ速度ΔＶＦを求め、ステップＳ２０に移行する。
【００２８】
ここで、スリップ速度ΔＶＦの演算は、例えば、次のように行われる。
前輪１Ｌ、１Ｒにおける左右輪速の平均値である平均前輪速ＶＷｆ、及び後輪３Ｌ、３Ｒにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒを、それぞれ下記式により算出する。
ＶＷｆ＝（ＶＷｆｌ＋ＶＷｆｒ）／２
ＶＷｒ＝（ＶＷｒｌ＋ＶＷｒｒ）／２
次に、上記平均前輪速ＶＷｆと平均後輪速ＶＷｒとの偏差から、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒのスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記式により算出する。
【００２９】
ΔＶＦ　＝　ＶＷｆ　−ＶＷｒ
ステップＳ２０では、上記求めたスリップ速度ΔＶＦが所定値、例えばゼロより大きいか否かを判定する。スリップ速度ΔＶＦが０以下と判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと推定されるので、ステップＳ３０に移行し、Ｔｈにゼロを代入した後、復帰する。
【００３０】
一方、ステップＳ２０において、スリップ速度ΔＶＦが０より大きいと判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていると推定されるので、ステップＳ４０に移行する。
ステップＳ４０では、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクＴΔＶＦを、下記式によって演算してステップＳ５０に移行する。この吸収トルクＴΔＶＦは加速スリップ量に比例した量となる。
【００３１】
ＴΔＶＦ　＝　Ｋ１　×　ΔＶＦ
ここで、Ｋ１は、実験などによって求めたゲインである。
ステップＳ５０では、現在の発電機７の負荷トルクＴＧを、下記式に基づき演算したのち、ステップＳ６０に移行する。

ここで、
Ｖ　：発電機７の電圧
Ｉａ：発電機７の電機子電流
Ｎｈ：発電機７の回転数
Ｋ３：効率
Ｋ２：係数
である。
ステップＳ６０では、下記式に基づき、余剰トルクつまり発電機７で負荷すべき目標の発電負荷トルクＴｈを求め、復帰する。
【００３２】
Ｔｈ　＝　ＴＧ　＋　ＴΔＶＦ
次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図７に基づいて説明する。
すなわち、まず、ステップＳ１１０で、上記目標発電負荷トルクＴｈが、発電機７の最大負荷容量ＨＱより大きいか否かを判定する。目標発電負荷トルクＴｈが当該発電機７の最大負荷容量ＨＱ以下と判定した場合には、復帰する。一方、目標発電負荷トルクＴｈが発電機７の最大負荷容量ＨＱよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１２０に移行する。
【００３３】
ステップＳ１２０では、目標の発電負荷トルクＴｈにおける最大負荷容量ＨＱを越える超過トルクΔＴｂを下記式によって求め、ステップＳ１３０に移行する。
ΔＴｂ＝　Ｔｈ　−　ＨＱ
ステップＳ１３０では、エンジン回転数検出センサ２１及びスロットルセンサからの信号等に基づいて、現在のエンジントルクＴｅを演算してステップＳ１４０に移行する。
【００３４】
ステップＳ１４０では、下記式のように、上記エンジントルクＴｅから上記超過トルクΔＴｂを減算したエンジントルク上限値ＴｅＭを演算し、求めたエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジンコントローラ１８に出力した後に、ステップＳ１５０に移行する。
ＴｅＭ　＝Ｔｅ　−ΔＴｂ
ステップＳ１５０では、目標発電負荷トルクＴｈに最大負荷容量ＨＱを代入した後に、復帰する。
【００３５】
次に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図８に基づいて説明する。
まず、ステップＳ２００で、Ｔｈが０より大きいか否かを判定する。Ｔｈ＞０と判定されれば、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしているので、ステップＳ２１０に移行する。また、Ｔｈ≦０と判定されれば、前輪１Ｌ、１Ｒは加速スリップしていない状態であるので、ステップＳ２９０に移行する。
【００３６】
ステップＳ２１０では、モータ用回転数センサ２１が検出したモータ４の回転数Ｎｍを入力し、そのモータ４の回転数Ｎｍに応じた目標モータ界磁電流Ｉｆｍを算出し、当該目標モータ界磁電流Ｉｆｍをモータ制御部８Ｃに出力した後、ステップＳ２２０に移行する。
ここで、上記モータ４の回転数Ｎｍに対する目標モータ界磁電流Ｉｆｍは、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、モータ４が所定の回転数以上になった場合には、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。すなわち、モータ４が高速回転になるとモータ誘起電圧Ｅの上昇によりモータトルクが低下することから、上述のように、モータ４の回転数Ｎｍが所定値以上になったらモータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくして誘起電圧Ｅを低下させることでモータ４に流れる電流を増加させて所要モータトルクＴｍを得るようにする。この結果、モータ４が高速回転になってもモータ誘起電圧Ｅの上昇を抑えてモータトルクの低下を抑制するため、所要のモータトルクＴｍを得ることができる。また、モータ界磁電流Ｉｆｍを所定の回転数未満と所定の回転数以上との２段階で制御することで、連続的な界磁電流制御に比べ制御の電子回路を安価にできる。
【００３７】
なお、所要のモータトルクＴｍに対しモータ４の回転数Ｎｍに応じて界磁電流Ｉｆｍを調整することでモータトルクＴｍを連続的に補正するモータトルク補正手段を備えても良い。すなわち、２段階切替えに対し、モータ回転数Ｎｍに応じてモータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整すると良い。この結果、モータ４が高速回転になってもモータ４の誘起電圧Ｅの上昇を抑えモータトルクの低下を抑制するため、所要のモータトルクＴｍを得ることができる。また、なめらかなモータトルク特性にできるため、２段階制御に比べ車両は安定して走行できるし、常にモータ駆動効率が良い状態にすることができる。
【００３８】
ステップＳ２２０では、上記目標モータ界磁電流Ｉｆｍ及びモータ４の回転数Ｎｍからモータ４の誘起電圧Ｅを算出して、ステップＳ２３０に移行する。
ステップＳ２３０では、上記余剰トルク演算部８Ｅが演算した発電負荷トルクＴｈに基づき対応する目標モータトルクＴｍを算出して、ステップＳ２４０に移行する。
【００３９】
ステップＳ２４０では、上記目標モータトルクＴｍ及び目標モータ界磁電流Ｉｆｍを変数として対応する目標電機子電流Ｉａを算出して、ステップＳ２５０に移行する。
ステップＳ２５０では、下記式に基づき、上記目標電機子電流Ｉａ、抵抗Ｒ、及び誘起電圧Ｅから発電機７の目標電圧Ｖを算出し、ステップＳ２６０に移行する。
【００４０】
Ｖ＝Ｉａ×Ｒ＋Ｅ
なお、抵抗Ｒは、電線９の抵抗及びモータ４のコイルの抵抗である。
ステップＳ２６０は、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧが「１」つまりガタ詰め処理中か否かを判定し、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧが「１」であればステップＳ２７０に移行し、「０」であれば、ステップＳ３１０に移行する。
【００４１】
ステップＳ２７０及びステップＳ２８０では、Ｖとガタ詰め用目標電圧ＧａＶとを比較し、ガタ詰め用目標電圧ＧａＶの方が大きければ、Ｖにガタ詰め用目標電圧ＧａＶを代入して、ステップＳ３１０に移行する。
ステップＳ３１０では、当該発電機７の目標電圧Ｖを発電機制御部８Ａに出力したのち、復帰する。
【００４２】
一方、ステップＳ２００にて、Ｔｈが「０」の場合にはステップＳ２９０に移行する。ステップＳ２００において、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧが「１」つまりガタ詰め処理があればステップＳ３００に移行して、Ｖにガタ詰め用目標電圧ＧａＶを代入して移行してステップＳ３１０に移行する。また、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧが「０」つまりガタ詰め処理中でなければ処理を終了して復帰する。
【００４３】
ここで、上記余剰トルク変換部８Ｇでは、モータ側の制御を考慮して目標の発電負荷トルクＴｈに応じた発電機７での目標電圧Ｖを算出しているが、上記目標発電負荷トルクＴｈから直接に、当該目標発電負荷トルクＴｈとなる電圧値Ｖを算出しても構わない。
次に、ガタ詰め処理部８Ｈの処理について説明する。
【００４４】
ガタ詰め処理部では、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、図９に示す処理が行われる。
まず、ステップ４１０にて、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧに基づきガタ詰め処理が開始されているか判定し、ガタ詰め処理中でないと判定した場合にはステップＳ４２０に移行する一方、ガタ詰め処理中と判定した場合にはステップＳ５７０に移行する。
【００４５】
ステップＳ４２０では、シフト位置検出手段３１からの信号に基づいて、変速が駆動レンジ（Ｄ・Ｒ・１・２）か否かを判定し、駆動レンジつまりエンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒにトルク伝達されている状態と判定した場合には、ステップＳ４４０に移行する。一方、非駆動レンジと判定した場合には処理を終了して、復帰する。
【００４６】
ステップＳ４４０では、ブレーキストロークセンサ３５からの信号に基づき、ブレーキペダル３４が戻される方向に変位、つまり制動指示が小さくなる方向に変位すると判定するとステップＳ４５０に移行し、そうでない場合には、処理を終了して復帰する。または、ブレーキペダル３４が解放されたか否かを判定し、解放された時にステップＳ４５０へ移行し、そうでない場合には処理を終了して復帰するようにしてもよい。
【００４７】
ステップＳ４５０では、上記ブレーキストロークセンサ３５からの信号に基づきブレーキストロークの緩め量の変化（減少速度）を求め、その減少速度に応じたガタ詰め用目標モータトルクＧａＴｍを、予め設定したマップや関数から算出した後、ステップＳ４６０に移行する。本実施形態では、上記減少量が所定値以上の場合には、ガタ詰め用目標モータトルクＧａＴｍを上記減少量に比例した値としている。もっとも、上記ガタ詰め用目標モータトルクＧａＴｍを、上記減少量に関係なく一定としても良い。
【００４８】
ステップＳ４６０では、上記ガタ詰め用目標モータトルクＧａＴｍを変数として対応するガタ詰めに用いる目標電機子電流ＧａＩａを算出し、続いてステップＳ４７０で、所定値に固定したモータ界磁電流Ｉｍｆとモータ４の回転数Ｎｍからモータ４の誘起電圧ＧａＥを算出し、ステップＳ４８０に移行する。なお、車両発進時にのみガタ詰め制御を実施するのであれば、モータ４の誘起電圧ＧａＥの変動を無視して、モータ４の誘起電圧ＧａＥの算出を行うことなく所定値として処理をしても構わない。
【００４９】
ステップＳ４８０では、発電機のガタ詰め用目標電圧ＧａＶを算出し、続いて、ステップＳ４９０で、上記目標電圧ＧａＶを変数として対応する目標発電負荷トルクＧａＴｈを算出し、ステップＳ５００にて出力した後、ステップＳ５１０に移行する。
ステップＳ５１０では、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧを「１」にした後、ステップＳ５２０に移行する。ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧを「１」とすることで、余剰トルク変換部８Ｇなどによって上記出力した目標電圧ＧａＶや目標発電負荷トルクＧａＴｈに応じたモータトルクなどの処理が行われる。すなわち、ガタ詰めのために、モータ４が駆動制御されて、クラッチ接続後に微小トルク発生状態となる。
【００５０】
ステップＳ５２０では、従駆動輪である後輪車軸の回転速度を求め、これにデフなどのギヤ比を逆算してクラッチ出力軸での回転速度を求め、該クラッチ出力軸の回転速度にさらに減速機１１のギヤ比を逆算して、モータ４の出力軸位置での回転速度に換算した、クラッチ出力軸の換算出力軸回転速度Ｎｓｒを算出して、ステップＳ５３０に移行する。
【００５１】
ここで、上記クラッチ出力軸の回転速度として、直接にクラッチ出力軸の回転速度を検出しても良い。
ステップＳ５３０では、定期的に取得した上記換算出力軸回転速度Ｎｓｒについて加重平均を取るなどして、当該換算出力軸回転速度Ｎｓｒの平均変化率ＤＮｓｒを算出した後、ステップＳ５４０に移行する。この平均変化率ＤＮｓｒは、クラッチ出力軸の回転加速度に相当する値である。
【００５２】
ステップＳ５４０では、まず、下記式によって目標回転速度ＭＮｍを求めた後、ステップＳ５５０に移行する。
ＭＮｍ　＝Ｎｓｒ　＋Ｎｍｏｆｓ　＋ＤＮｓｒ×ＧＤＶ
ここで、上記式から分かるように、目標回転速度ＭＮｍは、クラッチ出力軸の換算出力軸回転速度Ｎｓｒよりも所定回転速度差Ｎｍｏｆｓだけ大きな値となると共に、上記クラッチ出力軸の回転加速度に対応する平均変化率ＤＮｓｒで補正された値となっている。
【００５３】
また、上記所定回転速度差Ｎｍｏｆｓは、実験などで求められた定数であって、クラッチ接続時のトルク変動によるショックが乗員に対して伝達されない若しくは乗員の気にならない程度の小さい値に抑えることができる値に設定する。なお、クラッチ接続時には、クラッチから従駆動輪までの間に、詰めるべきガタが存在しているので、クラッチ接続時のトルク変動が小さければショックとして認識されない。なお、所定回転速度差Ｎｍｏｆｓを、モータ４の回転速度Ｎｍ若しくはクラッチ出力軸の回転速度に例えば逆比例した変数としても良い。
【００５４】
また、上記ＧＤＶは、実験等で求めた定数であって、上記平均変化率ＤＮｓｒをクラッチ動作の応答遅れ分の値に換算する定数（クラッチの応答遅れ時間だけ経過する間の換算出力軸回転速度Ｎｓｒの増減分に換算するための定数）である。すなわち、クラッチ動作の応答遅れによって、この平均変化率ＤＮｓｒが大きいほど、実際のクラッチ接続時におけるクラッチ出力軸の回転速度が上記検出値よりも大きくなることが想定されるが、その分がＤＮｓｒ×ＧＤＶによって補正されることとなる。
【００５５】
次に、ステップＳ５５０では、下記条件式のように、モータ回転速度Ｎｍと上記目標回転速度ＭＮｍとの偏差が、所定上下幅ＤＮｍ内に収まったか否かを判定し、所定上下幅ＤＮｍ内と判定した場合には、ステップＳ５６０に移行する。一方、所定上下幅ＤＮｍ内よりも大きい場合には、そのまま処理を終了して復帰する。
【００５６】
｜Ｎｍ　−ＭＮｍ｜　≦　ＤＮｍ
ここで、上記ＤＮｍは、制御誤差分を考慮して設定すれば良い。
若しくは、上記ＤＮｍを、モータ４の回転加速度ΔＮｍ（回転速度の変化率）に基づき補正（例えばΔＮｍに応じた分だけ加算する。）しても良い。すなわち、モータ４の回転加速度ΔＮｍが大きいほど、クラッチ動作の応答遅れ分のモータ回転速度Ｎｍのオーバーシュートを見越して、上記ＤＮｍを大きな値に設定することで、上記目標回転速度ＭＮｍの値を小さくしたことと同等の結果を得る。このように、モータ４の回転加速度ΔＮｍに応じて上記目標回転速度ＭＮｍを直接補正したことと同等の作用であるから、当該上下幅ＤＮｍをモータ４の回転加速度ΔＮｍに応じて変化させる代わりに、上記目標回転速度ＭＮｍを、モータ４の回転加速度ΔＮｍに応じて補正しても同じである。この場合には、モータ４の回転加速度ΔＮｍに実験などで決定した係数を乗算した値を上記目標回転速度ＭＮｍから減算すれば良い。また、目標回転速度ＭＮｍについて直接に平均変化率ＤＮｓｒで補正する代わりに、上記ＤＮｍを平均変化率ＤＮｓｒに応じて変更するようにしても同等の効果を得ることができる。
【００５７】
ステップＳ５６０では、クラッチ制御部８Ｄを介してクラッチ１２を接続状態にした後、処理を終了して復帰する。
一方、ステップＳ４１０で、ガタ詰め処理中と判定した場合にはステップＳ５７０に移行する。
ステップＳ５７０では、アクセルセンサ４０からの信号に基づき、加速指示量であるアクセル開度を求め、該アクセル開度が５％を越えているか否かを判定し、アクセル開度が５％を越えていると判定すると、ステップＳ５８０に移行しガタ詰めガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧに「０」を代入して処理を終了し、復帰する。一方、ステップＳ５７０にてアクセル開度が５％以下と判定した場合には、ステップＳ５２０に移行し、まだクラッチ１２が接続状態でなければクラッチ１２を接続状態として処理を終了する。
【００５８】
次に、クラッチ接続判定部８Ｌの処理について説明する。
クラッチ接続判定部８Ｌでは、所定のサンプリング時間（例えば１０ｍ秒）ごとに、図１０に示すように、車輪停止状態推定部→電動機停止状態推定部→外乱検出部→クラッチ接続可能判定部→クラッチ接続フラグ出力部の順に処理が実施される。
【００５９】
まず、車輪停止状態推定部では、図１１に示すような処理が実施される。すなわち、ステップＳ１０００にて、後輪側の車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＲＲからの信号に基づき後輪の平均車輪速ＶＷｆを求め、ステップＳ１０１０に移行する。
ステップＳ１０１０では、後輪の平均車輪速ＶＷｆが、車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＲＲでの検出精度が確保できる最低限の許容回転速度ＬＷＳよりも大きいか否かを判定し、平均車輪速ＶＷｆが上記許容回転速度ＬＷＳよりも大きいと判定した場合にはステップＳ１０１５に移行し、一方、平均車輪速ＶＷｆが上記許容回転速度ＬＷＳ以下であればステップＳ１０４５に移行する。
【００６０】
ステップＳ１０１５では、後輪の平均車輪速ＶＷｆが最低限の許容回転速度ＬＭＳ以下となったか否かを判定するフラグＸＷＦに、「０」を代入してステップＳ１０２０に移行する。
ステップＳ１０２０では、下記式に基づき車輪回転速度変化率ＤＷＳを演算して、ステップＳ１０３０に移行する。
【００６１】
ＤＷＳ　＝　（ＶＷｆ_ｎ　＋ＶＷｆ_ｎ−１＋ＶＷｆ_ｎ−２）／３−（ＶＷｆ_ｎ−３　＋　ＶＷｆ_ｎ−４　＋ＶＷｆ_ｎ−５）／３
ここで、添え字ｎ−ｍは、ｍ周期前の演算時に検出した値であることを示す。したがって、添え字がｎは今回検出した値であることを示す。以下においても同様である。
【００６２】
本実施形態では、６周期分の値を用い、その平均値の差をとって車輪回転速度変化率ＤＷＳを求めているが、これに限定されるわけではない。なお、車輪回転速度変化率ＤＷＳを、２周期分の値を使用して（ＶＷｆ_ｎ　−ＶＷｆ_ｎ−１）で求めても良いが、上記のように６周期分の値で変化率を求めた方がノイズの影響が受けにくい。
【００６３】
ステップＳ１０３０では、車輪停止所要時間推定値ＴＷＳを、下記式に基づき演算して、ステップＳ１０４０に移行する。
ＴＷＳ　＝　（ＶＷｆ_ｎ／（−１×ＤＷＳ））−ＴＷＤ−３０（ｍｓ）
ここで、上記車輪回転速度変化率ＤＷＳは加速方向の変化率を正値としているので、（−１）を乗算して、減速方向の変化率（減速度）を正としている。
【００６４】
また、上記式中のＴＷＤは、後輪側の車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＲＲの応答遅れ時間であり、３０（ｍｓ）は、ステップＳ１０２０の演算による位相遅れ時間であり、本実施形態では、車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＲＲの応答遅れ及び上記位相遅れ分の補正をしている。また、クラッチ動作の応答遅れ分の補正をしても良い。
【００６５】
ステップＳ１０４０では、推定車輪回転停止フラグＦＷＳに、「停止状態でない」ことを示す「０」をセットし復帰する。
一方、ステップＳ１０１０にて、平均車輪速ＶＷｆが上記許容回転速度ＬＷＳ以下となったと判定された場合には、ステップＳ１０４５に移行してフラグＸＷＦに「１」を代入した後、ステップＳ１０５０に移行して、車輪停止所要時間推定値ＴＷＳが「０」より大きいか否かを判定し、「０」より大きければ後輪は未だ停止していないと判断してステップＳ１０６０へ移行し、「０」以下であれば車輪停止状態と判断してＳ１０７０に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０６０では、車輪停止所要時間推定値ＴＷＳをカウントダウンするすなわち、前回周期にて演算されたＴＷＳ値から、１サイクル演算時間（例えば１０ｍｓ）を減算する。その後、ステップ１０４０に移行する。
また、ステップＳ１０７０では、推定車輪回転停止フラグＦＷＳに「停止状態」を示す「１」を設定した後、復帰する。
【００６７】
ここで、上記ステップＳ１０２０，Ｓ１０３０は出力軸側停止推定手段を構成する。
次に、電動機停止状態推定部では、図１２に示すような、上記車輪停止状態推定手段と同様な処理が実施される。すなわち、ステップＳ１１００にて、モータ用回転数センサ２１からの信号に基づきモータ回転数Ｎｍを求め、ステップＳ１１１０に移行する。
【００６８】
ステップＳ１１１０では、モータ回転数Ｎｍが、モータ用回転数センサ２１での検出精度が確保できる最低限の許容回転速度ＬＭＳよりも大きいか否かを判定し、モータ回転数Ｎｍが上記許容回転速度ＬＭＳよりも大きいと判定した場合にはステップＳ１１１５に移行し、一方、モータ回転数Ｎｍが上記許容回転速度ＬＭＳ以下であればステップＳ１１４５に移行する。
【００６９】
ステップＳ１１１５では、モータ回転数Ｎｍが最低限の許容回転速度ＬＭＳ未満となったか否かを判定するフラグＸＭＦに「０」を代入してステップＳ１１２０に移行する。
ステップＳ１１２０では、下記式に基づきモータ回転速度変化率ＤＭＳを演算して、ステップＳ１１３０に移行する。
【００７０】
ＤＭＳ　＝　（Ｎｍ_ｎ　＋Ｎｍ_ｎ−１＋Ｎｍ_ｎ−２）／３−（Ｎｍ_ｎ−３　＋　Ｎｍ_ｎ−４　＋Ｎｍ_ｎ−５）／３
ここで、添え字ｎ−ｍは、ｍ周期前の演算時に検出した値であることを示す。したがって、添え字がｎは今回検出した値であることを示す。以下においても同様である。
【００７１】
本実施形態では、６周期分の値を用い、その平均値の差をとってモータ回転速度変化率ＤＭＳを求めているが、これに限定されるわけではない。なお、モータ回転速度変化率ＤＭＳを、２周期分の値を使用して（Ｎｍ_ｎ　−Ｎｍ_ｎ−１）で求めても良いが、上記のように６周期分の値で変化率を求めた方がノイズの影響が受けにくい。
【００７２】
ステップＳ１１３０では、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳを、下記式に基づき演算して、ステップＳ１１４０に移行する。
ＴＭＳ　＝　（Ｎｍ_ｎ／（−１×ＤＭＳ））−ＴＭＤ−３０（ｍｓ）
ここで、上記モータ回転速度変化率ＤＷＳは加速方向の変化率を正値としているので、（−１）を乗算して、減速方向の変化率（減速度）を正とすると共に、加速時（停車すると推定されない場合）は、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳが負値となるようにしている。
【００７３】
また、上記式中のＴＭＤは、モータ用回転数センサ２１の応答遅れ時間であり、３０（ｍｓ）は、ステップＳ１１２０の演算による位相遅れ時間であり、本実施形態では、モータ用回転数センサ２１の応答遅れ及び上記位相遅れ分の補正をしている。また、クラッチ動作の応答遅れ分の補正をしても良い。
ステップＳ１１４０では、推定モータ回転停止フラグＦＭＳに、「停止状態でない」ことを示す「０」をセットし復帰する。
【００７４】
一方、ステップＳ１１１０にて、モータ回転数Ｎｍが上記許容回転速度ＬＭＳ以下となったと判定された場合には、ステップＳ１１５０に移行し、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳが「０」より大きいか否かを判定し、「０」より大きければ後輪は未だ停止していないと判断してステップＳ１１６０へ移行し、「０」以下であればモータ停止状態と判断してＳ１１７０に移行する。
【００７５】
ステップＳ１１６０では、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳをカウントダウンするすなわち、前回周期にて演算されたＴＷＳ値から、１サイクル演算時間（例えば１０ｍｓ）を減算する。その後、ステップ１１４０に移行する。
また、ステップＳ１１７０では、推定モータ回転停止フラグＦＭＳに「停止状態」を示す「１」を設定した後、復帰する。
【００７６】
ここで、ステップＳ１１２０，Ｓ１１３０は、入力軸側停止推定手段を構成する。
次に、外乱検出部の処理について、図１３に基づき説明する。本外乱検出部は、アクセル操作やブレーキ操作などの車輪の停止時刻に変化を与えるような外乱を検出する処理である。
【００７７】
まず、ステップＳ１２１０にて、アクセルセンサ４０からからの信号に基づきアクセル操作量ＡＣＣを求め、ステップＳ１２２０に移行する。
ステップＳ１２２０では、ブレーキストロークセンサからの信号に基づきブレーキ操作量ＢＫＣを演算してステップＳ１２２５に移行する。
ステップＳ１２２５では、ＸＷＦが「１」か否か、つまり車輪停止所要時間推定値ＴＷＳのカウントダウンを介しているか否かを判定し、そうで有ればステップＳ１２３に移行し、ＸＷＦが「１」でなければ復帰する。
【００７８】
Ｓ１２３０では、下記式に基づきブレーキ操作量の変化率であるブレーキ操作変化量ＤＢＫＣを演算してステップＳ１２４０に移行する。
ＤＢＫＣ　＝　（ＢＫＣ_ｎ＋ＢＫＣ_ｎ−１　＋ＢＫＣ_ｎ−２）＋（ＢＫＣ_ｎ−３＋ＢＫＣ_ｎ−４　＋ＢＫＣ_ｎ−５）
ステップＳ１２４０では、アクセル操作がされたか否かを判断する。すなわち、上記アクセル操作量ＡＣＣが所定値ＡＣＣＴＨ（例えば５％）よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合にはステップＳ１２７０に移行し、そうでなければステップＳ１２５０に移行する。所定値ＡＣＣＴＨは、走行状態が変動（外乱）すると想定される閾値である。
【００７９】
ステップＳ１２５０では、ブレーキ操作変化量ＤＢＫＣの絶対値が、ブレーキ操作量閾値ＤＢＫＣＴＨを越えているか否かを判定し、ブレーキ操作量閾値ＤＢＫＣＴＨを越えていると判定した場合にはステップＳ１２７０に移行し、ブレーキ操作量閾値ＤＢＫＣＴＨを越えていない場合にはステップＳ１２６０に移行する。
【００８０】
ステップＳ１２６０では、外乱検出フラグＦＤＳに、外乱が無いことを示す「０」を設定し復帰する。
一方、許容以上の外乱があると判定した場合には、ステップＳ１２７０に移行し、外乱検出フラグＦＤＳに「１」を設定し、ステップＳ１２８０に移行する。ステップＳ１２８０では、上記外乱のために一時停車時にクラッチ接続が行われない状態であることを運転者に通知するために、ワーニングランプ状態フラグＦＷＡＲＮに対し、点滅要求を示す「２」を代入したのち、ステップＳ１２９０にて、「ワーニングランプ状態フラグＦＷＡＲＮ＝２」若しくはＦＷＡＲＮの切り替わりをワーニングランプ制御部８Ｍに出力した後、処理を終了する。
【００８１】
ここで、ワーニングランプ制御部８Ｍでは、ワーニングランプ状態フラグＦＷＡＲＮに応じて、ワーニングランプ４１を制御する。すなわち、ワーニングランプ状態フラグＦＷＡＲＮが「２」に切り替わったことを検出すると、ワーニングランプ４１を点滅させる。また、ワーニングランプ状態フラグＦＷＡＲＮが「１」に切り替わったことを検出すると、ワーニングランプ４１を消灯させる。
【００８２】
次に、クラッチ制御フラグ出力部について、図１４に基づき説明する。
まず、フラグＸＷＦ及びＸＭＦのいずれもが「１」か否かを判定、両フラグとも「１」で有ればステップＳ１４１０に移行し、そうでなければ復帰する。
ステップＳ１４１０にて、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳと車輪停止所要時間推定値ＴＷＳとを比較して、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳの方が大きいか等しければステップＳ１４２０に移行し、車輪停止所要時間推定値ＴＷＳの方が大きければステップＳ１４３０に移行する。
【００８３】
ステップＳ１４２０では、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳがクラッチ応答遅れ時間ＣＬＤよりもよりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合にはステップＳ１４６０に移行し、クラッチ応答遅れ時間ＣＬＤ以下と判定した場合にはステップＳ１４４０に移行する。
同様に、ステップＳ１４３０では、車輪停止所要時間推定値ＴＷＳがクラッチ応答遅れ時間ＣＬＤよりもよりも大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合にはステップＳ１４６０に移行し、クラッチ応答遅れ時間ＣＬＤ以下と判定した場合にはステップＳ１４４０に移行する。
【００８４】
ステップＳ１４４０では、外乱検出フラグＦＤＳが「０」つまり許容以上の外乱が発生していないと判定した場合にはステップＳ１４５０に移行し、一方、外乱検出フラグＦＤＳが「０」でなければ、ステップＳ１４６０に移行する。
ステップＳ１４５０では、クラッチ接続可能フラグＦＣＬＰに「１」を代入し、続けて、ステップＳ１４７０にて、ワーニング状態フラグＦＷＡＲＮを「０」つまり消灯情報に設定変更し、さらに、ステップＳ１４８０にて、当該ワーニング状態フラグＦＷＡＲＮが「０」となっている旨をワーニングランプ制御部に出力して処理を終了する。
【００８５】
次に、クラッチ制御フラグ出力部の処理を、図１５に基づき説明すると、まず、クラッチ接続可能フラグＦＣＬＰが「１」か否かが判定される。クラッチ接続可能フラグＦＣＬＰが「１」と判定した場合には、ステップＳ１５２０に移行して、クラッチＯＮ指令をクラッチ制御部を介してクラッチに出力する。
一方、クラッチ接続可能フラグＦＣＬＰが「１」でないと判定した場合には、クラッチの接続状態をそのままとして、復帰する。すなわち、クラッチが接続されていれば、そのまま接続状態とし、非接続状態であれば、そのまま非接続状態とする。
【００８６】
次に、エンジンコントローラ１８の処理について説明する。
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図１６に示すような処理が行われる。
すなわち、まずステップＳ６１０で、アクセルセンサ４０からの検出信号に基づいて、運転者の要求する目標出力トルクＴｅＮを演算して、ステップＳ６２０に移行する。
【００８７】
ステップＳ６２０では、４ＷＤコントローラ８から制限出力トルクＴｅＭの入力があるか否かを判定する。入力が有ると判定するとステップＳ６３０に移行する。一方、入力が無いと判定した場合にはステップＳ６５０に移行する。
ステップＳ６３０では、制限出力トルクＴｅＭが目標出力トルクＴｅＮよりも大きいか否かを判定する。制限出力トルクＴｅＭの方が大きいと判定した場合には、ステップＳ６４０に移行する。一方、制限出力トルクＴｅＭの方が小さいか目標出力トルクＴｅＮと等しければステップＳ６５０に移行する。
【００８８】
ステップＳ６４０では、目標出力トルクＴｅＮに制限出力トルクＴｅＭを代入することで目標出力トルクＴｅＮを増大して、ステップＳ６５０に移行する。
ステップＳ６５０では、ガタ詰めフラグＧＡＴＡＦＬＧ＝１つまりガタ詰め処理中であるか否かを判定する。ガタ詰め処理中と判定した場合には、ステップＳ６６０に移行する。一方、ガタ詰め処理中でないと判定した場合にはステップＳ６７０に移行する。
【００８９】
ステップＳ６６０では、目標出力トルクＴｅＮをガタ詰め用目標負荷トルクＧａＴｈ分だけ増大してステップＳ６７０に移行する。
ステップＳ６７０では、スロットル開度やエンジン回転数などに基づき、現在の出力トルクＴｅを算出してステップＳ６８０に移行する。
ステップＳ６８０では、現在の出力トルクＴｅに対する目標出力トルクＴｅＮのの偏差分ΔＴｅ′を下記式に基づき出力して、ステップＳ６９０に移行する。
【００９０】
ΔＴｅ′　＝ＴｅＮ　−　Ｔｅ
ステップＳ６９０では、その偏差分ΔＴｅに応じたスロットル開度θの変化分Δθを演算し、その開度の変化分Δθに対応する開度信号を上記ステップモータ１９に出力して、復帰する。
次に、上記構成の装置における作用などについて説明する。
【００９１】
なお、以下の説明は、駆動モードが４輪駆動モードに設定されている場合の説明であり、駆動モードが２輪駆動モードの場合には、クラッチ１２が接続されない。
路面μが小さいためや運転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量が大きいなどによって、エンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されたトルクが路面反力限界トルクよりも大きくなると、つまり、主駆動輪１Ｌ、１Ｒである前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、その加速スリップ量に応じた発電負荷トルクＴｈで発電機７が発電することで、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクが、当該前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクに近づくように調整される。この結果、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒでの加速スリップが抑えられる。
【００９２】
しかも、発電機７で発電した余剰の電力によってモータ４が駆動されて従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒも駆動されることで、車両の加速性が向上する。
このとき、主駆動輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクを越えた余剰のトルクでモータ４を駆動するため、エネルギー効率が向上し、燃費の向上に繋がる。
ここで、常時、後輪３Ｌ、３Ｒを駆動状態とした場合には、力学的エネルギー→電気的エネルギー→力学的エネルギーと何回かエネルギー変換を行うために、変換効率分のエネルギー損失が発生することで、前輪１Ｌ、１Ｒだけで駆動した場合に比べて車両の加速性が低下する。このため、後輪３Ｌ、３Ｒの駆動は原則として抑えることが望まれる。これに対し、本実施形態では、滑り易い路面等では前輪１Ｌ、１Ｒに全てのエンジン２の出力トルクＴｅを伝達しても全てが駆動力として使用されないことに鑑みて、前輪１Ｌ、１Ｒで有効利用できない駆動力を後輪３Ｌ、３Ｒに出力して加速性を向上させるものである。
【００９３】
また、走行中に車両の加速等のために、踏み込まれていたブレーキペダルが戻されると、その戻し始めのブレーキペダルのストローク速度に比例したガタ詰め用目標モータトルクＧａＴｍに応じたモータ４の目標電圧ＧａＶが算出されて、モータ４が微小トルク発生状態となると共にクラッチ１２が接続状態となる。この結果、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒを駆動できるほどではない微小トルクが、モータ４から後輪３Ｌ、Ｒまでのトルク伝達経路に作用して、当該トルク伝達経路中にあるクラッチ１２、減速機１１、ディファレンシャル・ギヤ３などの機構に存在するガタが詰められた状態となる。
【００９４】
その後、前輪１Ｌ、１Ｒに加速スリップが生じて４輪駆動状態に移行する際には、上述のように既にガタ詰めが行われているので、上記動力伝達系のバックラッシュなどに起因するショックの発生が防止できるばかりか、後輪３Ｌ、３Ｒを駆動し始める前に動力伝達系のガタが詰められた状態となっているので、モータ駆動による後輪３Ｌ、３Ｒの応答が向上、つまり４輪駆動状態への移行する際の応答が向上する。そして、４輪駆動のためのモータトルクが上記微小のモータトルクＧａＴｈよりも大きくなると、４輪駆動のためのモータトルクに実際のモータトルクが移行する。
【００９５】
このとき、ブレーキペダルの戻り始めの速度が速い場合には、すぐにアクセルペダル１７が踏まれて加速開始つまり、４輪駆動状態への移行が早期に行われる可能性が高いが、本実施形態では、ブレーキペダル３４の戻り始めの速度が速いほどモータの微小トルクＧａＴｈを大きくして早めにガタ詰めを行うことで、上記早期の４輪駆動状態への移行であっても対応可能としている。
【００９６】
また、エンジン２が駆動状態であっても、エンジン２の出力トルクが主駆動輪である前輪１Ｒ、１Ｌにトルクが伝達されない非駆動レンジ状態では、ガタ詰めをする必要がない。したがって、上記ステップＳ４２０でガタ詰め処理に移行することを防止することで、無用に微小トルク発生をしない、すなわち、発電機で微小電流を発生することを防止して、電気エネルギーの無駄を防ぐ。なお、ガタ詰め処理中であっても、例えばステップＳ５４０の位置で、駆動レンジか否かを判定し、非駆動レンジの場合にステップＳ５５０に移行してガタ詰め処理を中止しても良い。
【００９７】
また、アクセル開度が所定量（ステップＳ５４０では５％を例示）を越えると、ガタ詰め処理を中止する。ここで、上記アクセル開度の所定量は、０％でもよいが少し車両が動いてから加速スリップ発生し４ＷＤになる場合、ガタ詰めしておいたにも関わらず少し動く間にガタが出る可能性がある。このため、少しアクセルペダルが踏まれて車両が発進し始めるか加速スリップが起き始めるであろう５％とした。すなわち、上記所定量としては、一般に、少しアクセルペダルが踏まれて車両が発進し始めるか加速スリップが起き始めるであろうアクセル開度とすることが好ましい。
【００９８】
さらに、ガタ詰めのためにクラッチ１２を接続する際に、モータ４で回転されるクラッチ入力軸が、クラッチ出力軸よりも所定回転速度差Ｎｍｏｆｓ分だけ大きな状態で当該クラッチ１２の接続を行うことで、クラッチ接続後のガタ詰めを早期に完了可能とすることができると共に、続いて４輪駆動に移行する際には、加速不足感を抑えた加速が可能となる。
【００９９】
ここで、クラッチ入力軸とクラッチ出力軸との回転速度差がゼロの状態で接続する場合には、クラッチ接続直後のトルクはほぼ０であるので、クラッチ接続後に徐徐にトルクを上げる従来の制御では、従駆動輪に対し力強い加速が出来ずに失速感に繋がる。
また、クラッチ接続指令を出力してから実際にクラッチ１２が接続されるまでには、クラッチ１２の応答遅れ分だけ時間がずれるが、クラッチ出力軸の回転加速度に応じて目標回転速度ＭＮｍが補正される結果、実際のクラッチ接続時におけるクラッチ出力軸の回転速度とクラッチ入力軸の回転速度との回転速度差を所定範囲に抑えることができる。この結果、車両が極低加速度で走行したり高加速度状態で走行したりするなど、車両の加速状態に影響せず、クラッチ接続時のトルク変動を目標とする範囲に抑えることが出来る。
【０１００】
同様に、モータ４の回転加速度ΔＮｍが大きい場合には、実際のクラッチ接続時のモータ回転速度Ｎｍが検出値よりも大きくなるが、当該モータ４の回転加速度ΔＮｍに応じて補正を加えることで、モータ４の回転加速度状態による悪影響が抑えられて、クラッチ接続時のトルク変動を目標とする範囲に抑えることが出来る。
【０１０１】
ここで、上記クラッチ接続時の処理は、ガタ詰めに連続してすぐに４輪駆動状態に移行する際に効果が大きいので、４輪駆動の予測としてアクセルスイッチがオンとなったら行うようにしても良い。また、車両が所定速度以上で走行している場合に限定して、上記ステップＳ５２０〜ステップＳ５５０の処理（クラッチ接続のタイミング制御）を実行するようにしても良い。
【０１０２】
また、上記説明では、ガタ詰め処理時において、クラッチ接続前後のモータ駆動制御を同じにしているが、クラッチ接続前後で、モータ駆動制御を変更しても良い。例えば、クラッチ接続前は、モータ４に供給するパワー（電力）を一定に制御する等パワー制御でモータ４を駆動制御するように構成しても良い。このようにするとモータ４の回転速度Ｎｍが高くなるほどモータトルクが小さくなってクラッチ接続時のトルク変動を効果的に抑えることが可能となる。
【０１０３】
また、車輪速センサが精度良く検出可能な最低の許容回転数に応じた、極低速度域まで減速して車両が停止すると推定されると、極低速度となるまでの検出結果に基づく減速度から、モータ４の回転が停止、つまりクラッチ１２の入力軸が停止するまでのモータ停止所要時間推定値ＴＭＳと、後輪３Ｌ、３Ｒの回転が停止、つまりクラッチ１２の出力軸が停止するまでの車輪停止所要時間推定値ＴＷＳとが演算され、モータ停止所要時間推定値ＴＭＳと車輪停止所要時間推定値ＴＷＳとのうちの大きい方の推定値の時間が経過したときに、クラッチ１２に接続指令を出力するので、確実にクラッチ１２の入力軸と出力軸とが共に停止した状態でクラッチ接続が行われて、クラッチ接続時のショック発生を抑えることが可能となる。
【０１０４】
また、モータ４及び後輪３Ｌ、３Ｒの回転が停止するまでの時間を推定する際に、センサの応答遅れ時間及び演算の位相遅れ分を考慮することで、上記モータ停止所要時間推定値ＴＭＳと車輪停止所要時間推定値ＴＷＳがより正確な値となる。さらに、クラッチ１２の動作応答遅れを考慮して、実際にモータ４若しくは後輪３Ｌ、３Ｒが完全に停止する前にクラッチ接続指令を出力することで、無駄時間なくクラッチ１２の接続が実施される。
【０１０５】
また、このようにクラッチ接続が実施された場合には、停止した車両が発進する前にクラッチ１２が接続されているので、４輪駆動状態への移行の応答性が良く、所要の発進加速性を持つことが可能となる。
このように、４輪駆動モードであれば、一般には、加速スリップしやすい発進時にクラッチが予め接続状態となっているが、発進時に上記説明したガタ詰め処理をするようにしても良い。発進時における駆動系のガタによるショックも防止可能となる。なお、予めクラッチ接続が行われているので、クラッチ接続処理は不要である。
【０１０６】
また、車両が減速して極低速度となり一時停止しても、すぐ発進する場合には、車両の一時停止時にモータ４が空転している場合が想定されるが、本実施形態によれば、モータ４の回転が停止する前に車両が発進した場合には、車両停止時にクラッチ１２の接続を行ってクラッチ接続時のショックを発生することが回避される。
【０１０７】
また、車両が極低速度状態となって車両が停止すると推定しても、モータ４及び後輪３Ｌ、３Ｒの回転が停止する前に、アクセルが踏まれて加速要求があった場合には車両の走行条件が変更されて、上記車輪停止所要時間推定値ＴＷＳが不正確となって当該推定時間経過後にモータ４若しくは後輪３Ｌ、３Ｒが停止してい無い可能性が高いので、クラッチ接続指令の出力を停止して、クラッチ接続時のショック発生を防止する。
【０１０８】
ここで、上述のように停車時にクラッチが接続されないことも考慮して、発進時に、クラッチ接続の有無を判定し、クラッチ接続が行われていない場合には、上記ガタ詰め処理を発進時に行うようにしても良い。
同様に、車両が極低速度状態となって車両が停止すると推定しても、モータ４及び後輪３Ｌ、３Ｒの回転が停止する前に、ブレーキが操作されて車両への制動力が変化した場合には、車両の走行条件が変更されて、上記車輪停止所要時間推定値ＴＷＳが不正確となって当該推定時間経過後にモータ４若しくは後輪３Ｌ、３Ｒが停止していない可能性が高いので、クラッチ接続指令の出力を停止して、クラッチ接続時のショック発生を防止する。なお。上記ブレーキ操作は、ブレーキが戻されて制動力が小さくなる方向に変化した場合だけ行っても良い。ブレーキが踏まれて制動力が大きくなる方向に変化した上記推定値よりも早めに回転が停止すると推定されるので、上記推定値経過後には後輪の回転が既に停止した状態と推定されるためである。
【０１０９】
なお、２輪駆動状態であって且つ上記極低速度状態よりも車速が小さいときに、クラッチ１２が非接続状態であれば、上記アクセル操作やブレーキ操作に関係なく、上記モータ停止所要時間推定値ＴＭＳには影響は無い。
図１７及び図１８に上記停車時のクラッチ接続処理におけるタイムチャート例を示す。
【０１１０】
すなわち、図１７に示すように、車両が減速していくときに、車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＬＬ及びモータ用回転数センサ２１のそれぞれにおける、許容可能な最低回転数ＬＷＳ、ＬＭＳとなるまでの検出値から求められる減速度から、それぞれ、回転数がゼロとなるまでの車輪停止所要時間推定値ＴＷＳ、及びモータ停止所要時間推定値ＴＭＳが求められ、その車輪停止所要時間推定値ＴＷＳ、及びモータ停止所要時間推定値ＴＭＳの両方がカウントダウンして両方の値が共にゼロとなった時点をクラッチ接続指令出力時としているので、確実にクラッチ１２の入力軸及び出力軸の回転が停止しているときにクラッチ１２の接続が出来ることが分かる。
【０１１１】
また、上記車輪停止所要時間推定値ＴＷＳのカウントダウン時に、ブレーキ操作及びアクセル操作が許容以上ある場合には、クラッチ接続を禁止するが、図１８のように、許容以下のブレーキ操作があっても、クラッチ接続は禁止されず、また、クラッチ接続完了後に許容以上のアクセル操作がされても、停車時のクラッチ接続状態が維持される。
【０１１２】
ここで、上記実施形態では、発電機７の発電した電圧でモータ４を駆動して４輪駆動を構成する場合で説明しているが、これに限定されない。モータ４ヘ電力供給できるバッテリを備えるシステムに採用しても良い。この場合には、バッテリから微小電力を供給するようにすればよいし、さらにはバッテリからの供給と共に発電機７からの電力供給も併行して行うようにしてもよい。
または、上記実施形態では、主駆動源として内燃機関を例示しているが、主駆動源をモータから構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る概略装置構成図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るシステム構成図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係る４ＷＤコントローラを示すブロック図である。
【図４】本発明に基づく実施形態に係る４ＷＤコントローラの処理手順を示す図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係る電源管理部の処理を示す図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係る余剰トルク演算部の処理を示す図である。
【図７】本発明に基づく実施形態に係る目標トルク制御部の処理を示す図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係る余剰トルク変換部の処理を示す図である。
【図９】本発明に基づく実施形態に係るガタ詰め処理部の処理を示す図である。
【図１０】本発明に基づく実施形態に係るクラッチ接続判定部の処理を示す図である。
【図１１】本発明に基づく実施形態に係る車両停止状態推定部の処理を示す図である。
【図１２】本発明に基づく実施形態に係る電動機停止状態推定部の処理を示す図である。
【図１３】本発明に基づく実施形態に係る外乱検出部の処理を示す図である。
【図１４】本発明に基づく実施形態に係るクラッチ接続可能判定部の処理を示す図である。
【図１５】本発明に基づく実施形態に係るクラッチ制御フラグ出力部の処理を示す図である。
【図１６】本発明に基づく実施形態に係るエンジンコントローラの処理を示す図である。
【図１７】本発明に基づく実施形態に係る回転停止タイミングの推定を説明する図である。
【図１８】本発明に基づく実施形態に係るタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ　　前輪
２　　エンジン
３Ｌ、３Ｒ　　後輪
４　　モータ
６　　ベルト
７　　発電機
８　　４ＷＤコントローラ
８Ｌ　クラッチ接続判定部（出力軸側停止推定手段、入力軸側停止推定手段、クラッチ接続指令出力手段）
９　　電線
１０　ジャンクションボックス
１１　減速機
１２　クラッチ
１４　吸気管路
１５　メインスロットルバルブ
１６　サブスロットルバルブ
１８　エンジンコントローラ
１９　ステップモータ
２０　モータコントローラ
２１　エンジン回転数センサ
２２　電圧調整器
２３　電流センサ
２６　モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ
車輪速センサ
３０　トランスミッション
３１　ディファレンシャル・ギヤ
３２　シフト位置検出手段
３４　ブレーキペダル
３５　ブレーキストロークセンサ（制動操作量検出手段）
３６　制動コントローラ
３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲ制動装置
４０　アクセルセンサ（加速指示検出手段）
４１　ワーニングランプ
４２　駆動モードＳＷ
４４　１２Ｖリレー
Ｉｆｈ　　発電機の界磁電流
Ｖ　　　　発電機の電圧
Ｎｈ　　　発電機の回転数
Ｉａ　　　電機子電流
Ｉｆｍ　　モータの界磁電流
Ｅ　　　　モータの誘起電圧
Ｎｍ　　　モータの回転数（回転速度）
ΔＮｍ　　モータの回転加速度
ＴＧ　　　発電機負荷トルク
Ｔｈ　　　目標発電機負荷トルク
Ｔｈ２　　第２目標発電機負荷トルク
Ｔｍ　　　モータのトルク
Ｔｅ　　　エンジンの出力トルク
ＧＡＴＡＦＬＧ　ガタ詰め用フラグ
ＧａＴｍ　ガタ詰め用目標モータトルク
ＧａＩａ　ガタ詰め用目標電機子電流
ＧａＶ　　ガタ詰め用目標電圧
ＧａＴｈ　ガタ詰め用発電負荷トルク
Ｎｓｒ　　　換算出力軸回転速度
ＤＮｓｒ　換算出力軸回転速度の変化率（クラッチ出力軸の回転加速度に相当）
ＭＮｍ　　目標回転速度
ＤＮｍ　　所定上下幅
Ｎｍｏｆｓ　　所定回転速度差
ＬＷＳ　　許容回転速度
ＤＷＳ　　車輪回転速度変化率
ＴＷＳ　　車輪停止所要時間推定値
ＬＭＳ　　許容回転速度
ＤＭＳ　　モータ回転速度変化率
ＴＭＳ　　モータ停止所要時間推定値
ＦＷＳ　　推定車輪回転停止フラグ
ＦＭＳ　　推定モータ回転停止フラグ

Claims

主駆動輪を駆動する主駆動源と、従駆動輪に駆動トルクを伝達可能な従駆動源と、上記従駆動源から従駆動輪までのトルク伝達経路に介装されたクラッチと、クラッチの出力軸側の回転速度を検出する出力軸側回転速度検出手段と、クラッチの入力軸側の回転速度を検出する入力軸側回転速度検出手段と、上記出力軸側回転速度検出手段の検出値に基づき上記出力軸の回転が停止するまでの時間を推定する出力軸側停止推定手段と、上記入力軸側回転速度検出手段の検出値に基づき上記入力軸の回転が停止するまでの時間を推定する入力軸側停止推定手段と、
走行中の車両が停止すると推定すると、上記出力軸側停止推定手段及び入力軸側停止推定手段の推定値に基づき、上記クラッチの入力軸及び出力軸の両軸が共に停止状態となるまでの推移時間だけ経過したと判定すると上記クラッチを接続するクラッチ接続指令を出力するクラッチ接続指令出力手段を備えることを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御装置。
上記クラッチ接続指令出力手段は、上記出力軸側回転速度検出手段若しくは入力軸側回転速度検出手段によって検出可能な許容回転速度未満の回転速度に被測定対象の回転速度が推移したと判定すると、車両が停止すると推定することを特徴とする請求項１に記載した４輪駆動車両の駆動力制御装置。
運転者による加速指示の有無を検出する加速指示検出手段を備え、上記クラッチ接続指令出力手段は、車両が停止すると推定した後に加速指示があったことを検出すると、上記車両が停止すると推定した後のクラッチ接続指令の出力を禁止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した４輪駆動車両の駆動力制御装置。
制動操作量を検出する制動操作量検出手段を備え、
上記クラッチ接続指令出力手段は、車両が停止すると推定した後に、上記制動操作量検出手段に基づき単位時間当たりの上記制動操作量の変化量が所定値以上と判定した場合には、上記車両が停止すると推定した後のクラッチ接続指令の出力を禁止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載した４輪駆動車両の駆動力制御装置。
上記クラッチ接続指令出力手段は、クラッチの応答遅れ時間を考慮して上記推移時間を補正することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載した４輪駆動車両の駆動力制御装置。