JP2005133903A - モータ四輪駆動車の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、従駆動輪を駆動する電動モータのトルクを確保することができるモータ四輪駆動車の変速制御装置を提供すること。
【解決手段】 主駆動輪をエンジン２により駆動し、従駆動輪をモータ４により駆動し、前記モータ４は、前記エンジン２により発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、前記エンジン２と前記主駆動輪との間に介装され、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行うマニュアルモード付き自動変速機&デフギア５と、変速によってエンジン回転数が前記モータ４を駆動可能なエンジン回転数以下となる場合、運転者の変速指令があっても変速動作を禁止する変速禁止手段と、を備えた。
【選択図】 図５

Description

本発明は、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、電動モータは、エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車の変速制御装置に関するものである。

従来、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、電動モータは、エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このモータ四輪駆動車の特徴の一つを挙げると、モータの特性として回転速度０から高トルクを発生させることができるが、回転速度が増加すると共にモータに逆起電圧が誘導される。このため、車速が増加しモータ回転速度が増加すると、モータを駆動するのに必要付与電圧は高くなり、必要発電エネルギーを発生させるのに必要な駆動エンジン回転数も高くなる。これに対し、自動変速のみを行う自動変速機を用いたモータ四輪駆動車にあっては、変速マップの設定によりエンジン回転数を確保することが可能である。
特開２００３−７９００４号公報

しかしながら、ドライバーのアップシフト指令やダウンシフト指令に応じて変速ができる、いわゆる、マニュアルモード付き自動変速機やマニュアルトランスミッションのクラッチ断続操作等を自動化した自動マニュアルトランスミッション（以下、「自動ＭＴ」という。）にあっては、発進直後、運転者が早期に高速側へアップシフトすると、十分なエンジン回転数を確保することができず、モータ四輪駆動車として十分な駆動性能を引き出せないという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、従駆動輪を駆動する電動モータのトルクを確保することができるモータ四輪駆動車の変速制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のモータ四輪駆動車の変速制御装置では、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動され、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行う変速機が搭載されたモータ四輪駆動車において、下記の(1),(2)の何れかの手段を採用した。
(1) 変速によってエンジン回転数が電動モータを駆動可能なエンジン回転数以下となる場合、運転者の変速指令があっても変速動作を禁止する変速禁止手段。
(2) ４輪駆動発進時、発進開始から発進完了まで、運転者の変速指令操作にかかわらず１速を維持する１速固定モードを選択する１速固定モード選択手段。

よって、本発明のモータ四輪駆動車の変速制御装置にあっては、変速禁止手段において、変速によってエンジン回転数が電動モータを駆動可能なエンジン回転数以下となる場合、運転者の変速指令があっても変速動作が禁止される。あるいは、１速固定モード選択手段において、４輪駆動発進時、発進開始から発進完了まで、運転者の変速指令操作にかかわらず１速を維持する１速固定モードが選択される。この結果、アップシフトに伴うエンジン回転数の低下が防止され、従駆動輪を駆動する電動モータのトルクを確保することができる。

以下、本発明のモータ四輪駆動車の変速制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のモータ四輪駆動車を示す全体システム図、図２は実施例１のモータ四輪駆動車の４ＷＤ制御系を示すブロック図である。この全体システムは、図１に示すように、左右前輪1L,1R（主駆動輪）が内燃機関であるエンジン２によって駆動され、左右後輪3L,3R（従駆動輪）が電動機であるモータ４（電動モータ）によって駆動可能な車両の場合の例である。

そして、図１に示すように、エンジン２の出力トルクTeが、マニュアルモード付きマニュアルモード付き自動変速機&デフギア５（変速機）を介して左右前輪1L,1Rに伝達されるようになっている。また、エンジン２の出力トルク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力を発電する。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に供給可能になっている。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の駆動トルクは、ギア減速機１１及び４ＷＤクラッチ１２を介して左右後輪3L,3Rに伝達可能になっている。尚、符号１３は左右後輪3L,3Rのディファレンシャルギアをあらわす。

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、スロットルバルブ１５が介装されている。このスロットルバルブ１５は、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アクセルバイワイヤー方式である。すなわち、上記スロットルバルブ１５は、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップモータ１９のステップ数に応じた回転角によりバルブ開度が調整制御される。そのステップモータ１９の回転角は、エンジンコントローラ１８からの開度信号によって調整制御される。

上記スロットルバルブ１５のバルブ開度を検出するスロットルセンサ１６を有し、該スロットルセンサ１６は、検出したバルブ開度に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８，ＡＴコントローラ３０及び４ＷＤコントローラ８に出力している。

上記アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ２０を有し、該アクセルセンサ２０は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８，ＡＴコントローラ３０及び４ＷＤコントローラ８に出力している。

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（エンジン回転数検出手段）を備え、このエンジン回転数センサ２１は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。

上記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バルブ開度制御処理が行われる。

さらに、マニュアルモード付き自動変速機&デフギア５の出力側の前輪側駆動トルクを検出するトルクセンサ２８が設けられ、このトルクセンサ３２で検出した前輪側駆動トルクTfを４ＷＤコントローラ８に入力する。さらに、運転席の近傍に４輪駆動状態とするか否かを選択する４ＷＤスイッチ２９が設けられ、この４ＷＤスイッチ２９のスイッチ信号を４ＷＤコントローラ８に入力する。

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（界磁電流値）を入力し、その発電機制御指令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。

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。なお、図２において符号２４はリレーであり、４ＷＤコントローラ８からの指令によってモータ４に供給される電力（電流）の遮断及び接続が制御される。

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、検出したモータの回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。

上記４ＷＤクラッチ１２は、油圧クラッチや電磁クラッチ等により構成され、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じたトルク伝達率でトルクの伝達を行う。

上記各車輪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。

上記４ＷＤコントローラ８は、アクセルセンサ２０からのアクセル開度に応じた駆動力を発生させるようにモータ４を駆動遷移制御すると共に、左右後輪3L,3Rによりモータ４が回転されるのを防止し、フリクションを低減するため、モータ駆動遷移制御によりモータ４を停止するときには、前記４ＷＤクラッチ１２を切り離す制御を行う。また、４ＷＤコントローラ８には、２ＷＤモードと４ＷＤモードとＡＵＴＯモードとを手動操作により選択する４ＷＤスイッチ２８からのモード情報が入力される。４ＷＤコントローラ８とＡＴコントローラとＡＴコントローラ３０とは、双方向通信線により接続されている。

前記マニュアルモード付き自動変速機&デフギア５としては、例えば、本出願人が昭和６２年３月に発行した「RE4R01A型オートマチックトランスミッション整備要領書」（A261C07）に記載のものと同じとし、図示しないコントロールバルブ内における複数のシフトソレノイドのON,OFFの組み合わせにより、前進の第１速〜第４速を選択可能とする。

前記複数のシフトソレノイドのON,OFFは、ＡＴコントローラ３０により制御する。このＡＴコントローラ３０は、運転者が操作するシフトレバー３１の位置を検出するレバー位置センサ３２からのレバー位置信号（Ｐ・Ｒ・Ｎ・Ｄ・Ｌによるレンジ位置信号と＋・−による手動変速信号）を入力するほか、スロットルセンサ１６からのスロットル開度信号、車速センサ３３（車速検出手段）からの車速信号、変速機油温センサ３４からの油温信号、等を入力する。

ここで、シフトレバー３１とレバー位置センサ３２について補足説明する。これは、上記文献にも記載の通り、周知の駐車（Ｐ）レンジ位置と、後退走行（Ｒ）レンジ位置と、中立（Ｎ）レンジ位置と、前進自動変速（Ｄ）レンジ位置と、エンジンブレーキ（Ｌ）レンジ位置とを一直線に有する以外に、該一直線からオフセットしてマニュアル変速（Ｍ）レンジ位置を有する。

前記Ｍレンジ位置を選択しての手動変速では、シフトレバー３１をアップシフト（＋）位置と、ダウンシフト（−）位置との間に自己復帰形式にて弾性支持し、運転者は１段階高速側へアップシフト変速を希望する度にシフトレバー３１をアップシフト（＋）の位置とし、逆に、１段階低速側へダウンシフト変速を希望する度にシフトレバー３１をダウンシフト（−）の位置にして、マニュアル変速指令をＡＴコントローラ３０に出力するものとする。

前記Ｄレンジ位置での自動変速では、図示しない制御プログラムにより、予め変速マップ上に定められたアップシフト線とダウンシフト線に基づいて、検出された車速とスロットル開度による運転点から好適変速段を検索する。次いで、現在の変速段が好適変速段と一致しているか否かを判断し、不一致ならば好適変速段へ変速が実行されるようにシフトソレノイドのON/OFFを切り換え、一致していればシフトソレノイドのON/OFFをそのまま保つことにより、Ｄレンジ変速マップに沿った変速制御を実行する。

すなわち、運転者がマニュアル変速を希望してシフトレバー３１をＭレンジにすると、ＡＴコントローラ３０は後述する制御プログラムを実行して、当該Ｍレンジでのマニュアル変速制御を行う。

次に、作用を説明する。

［Ｍモード時変速制御処理］
実施例１のＡＴコントローラ３０により実行されるＭモード時変速制御処理の流れ（メインルーチン）を示す基本フローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、運転者がマニュアル変速を希望してシフトレバー３１をＭレンジにした時点から開始される。

ステップＳ１では、現在の変速段、車速センサ３３からの車速(V)、スロットルセンサ１６からのスロットル開度(TVO)を読み込み、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、図６に示すＭモード変速マップ（Ｍ１レンジ、Ｍ２レンジ、Ｍ３レンジ、Ｍ４レンジ）を読み込み、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、運転者が選択しているマニュアルレンジ位置に対応するＭモード変速マップを１つ選択し、現時点の車速(V)とスロットル開度(TVO)による運転点が（実質的には車速(V)のみによる運転点が）、Ｍモード変速マップ上で運転者が選択しているマニュアルレンジ位置の許可領域にあるか否か、つまり、現在の変速段を維持するか否かを判断し、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、運転者が選択しているマニュアルレンジ位置に対応するＭモード変速マップに基づいて変速し、リターンへ移行する。
例えば、Ｍ１レンジの選択時、図６(a)において、運転点が低車速域のＡである場合には現在のマニュアル第１速が許可されるが、運転点が高車速域のＢである場合には現在のマニュアル第１速が禁止され、このステップＳ４では、エンジン２の過回転（オーバーレブ）を防止するために、第２速へ強制的にアップシフト変速される。また、Ｍ４レンジの選択時、図６(d)において、運転点が低車速域のＣである場合には現在のマニュアル第４速が禁止され、このステップＳ４では、エンジンストールを防止するために、第３速へ強制的にダウンシフト変速される。

ステップＳ５では、現在の変速段がマニュアル第１速か否かが判断され、YESの場合はステップＳ７へ移行し、NOの場合はステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、図４に示すフローチャートにしたがって通常変速制御が実行され、リターンへ移行する。

ステップＳ７では、図５に示すフローチャートにしたがって発進時対応変速制御が実行され、リターンへ移行する。

［通常変速制御処理］
実施例１のＡＴコントローラ３０により実行される通常変速制御処理の流れ（サブルーチン）を示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、図３の基本フローチャートで現在マニュアル第２速以上であり、ステップＳ６へ進んできたら開始される。

ステップＳ２１では、レバー位置センサ３２からアップシフト信号（(＋)の手動変速信号）が入力されたか否かが判断され、YESの場合がステップＳ２２へ移行し、NOの場合はステップＳ２４へ移行する。

ステップＳ２２では、図６のＭモード変速マップからアップシフト後の変速段マップを参照し、現在の運転点がアップシフト後の変速段マップ上で許可領域に存在するか否かが判断され、YESの場合はステップＳ２３へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ２３では、ステップＳ２２での現在の運転点がアップシフト後の変速段マップ上で許可領域に存在するとの判断に基づいて、現在の変速段から１段のアップシフトが実行され、リターンへ移行する。

ステップＳ２４では、レバー位置センサ３２からダウンシフト信号（(−)の手動変速信号）が入力されたか否かが判断され、YESの場合がステップＳ２５へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ２５では、図６のＭモード変速マップからダウンシフト後の変速段マップを参照し、現在の運転点がダウンシフト後の変速段マップ上で許可領域に存在するか否かが判断され、YESの場合はステップＳ２６へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ２６では、ステップＳ２５での現在の運転点がダウンシフト後の変速段マップ上で許可領域に存在するとの判断に基づいて、現在の変速段から１段のダウンシフトが実行され、リターンへ移行する。

［発進時対応変速制御処理］
実施例１のＡＴコントローラ３０により実行される発進時対応変速制御処理の流れ（サブルーチン）を示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、図３の基本フローチャートで現在マニュアル第１速であり、ステップＳ７へ進んできたら開始される。

ステップＳ３１では、レバー位置センサ３２からアップシフト信号（(＋)の手動変速信号）が入力されたか否かが判断され、YESの場合がステップＳ３２へ移行し、NOの場合はステップＳ３５へ移行する。

ステップＳ３２では、４ＷＤスイッチ２９がON（４輪駆動モード選択時）か否かが判断され、YESの場合はステップＳ３３へ移行し、NOの場合は図４のステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ３３では、ステップＳ３２での４輪駆動モード選択時であるとの判断に基づいて、図７に示すＤレンジ変速マップの１→２アップシフト線を用い、現在の運転点（V,TVO）が変速禁止領域（Ｄレンジ１速領域）にあるか否かが判断され、YESの場合はステップＳ３４へ移行し、NOの場合は図４のステップＳ２２へ移行する。
ここで、図７に示すＤレンジ変速マップの１→２アップシフト線による車速(V)の閾値は、２速への変速によってエンジン回転数がモータ４を駆動可能なエンジン回転数を確保する限界値を意味し、図６(b)に示すＭ２レンジマップの２→１ダウンシフト線による車速(V)の閾値（エンジンストールを防止するエンジン回転数の限界値）よりも遙かに大きい。

ステップＳ３４では、ステップＳ３３での現在の運転点（V,TVO）が変速禁止領域（Ｄレンジ１速領域）にあるとの判断に基づいて、１速から２速への変速を禁止する禁止フラグＤが、禁止フラグＤ＝０からＤ＝１に書き替えられ、リターンへ移行する。

ステップＳ３５では、ステップＳ３１でのアップシフト信号無しとの判断に基づいて、１速から２速への変速を禁止する禁止フラグＤが、禁止フラグＤ＝１か否かが判断され、YESの場合はステップＳ３６へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ３６では、図８に示すＤレンジ変速マップの１→２アップシフト線を用い、現在の運転点（V,TVO）が変速許可領域（Ｄレンジ２速領域）にあるか否かが判断され、YESの場合はステップＳ３７へ移行し、NOの場合はリターンへ移行する。

ステップＳ３７では、ステップＳ３６での現在の運転点（V,TVO）が変速許可領域にあるとの判断に基づいて、現在の変速段（１速）から１段のアップシフト（２速）が実行され、ステップＳ３８へ移行する。

ステップＳ３８では、ステップＳ３７でのアップシフト実行に基づいて、１速から２速への変速を禁止する禁止フラグＤが、禁止フラグＤ＝１から禁止フラグＤ＝０へと書き替えられ、リターンへ移行する。

［Ｍモード時の通常変速制御作用］
例えば、マニュアル２速としての走行中には、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む。そして、運転者がシフトレバー３１に対し３速へのアップシフト操作を行うと、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進み流れとなり、ステップＳ２２において、現在の運転点（V,TVO）が図６(c)のＭ３レンジマップにて３速許可領域にあると判断される限り、ステップＳ２３において、２速から３速へのアップシフト変速が実行される。

一方、運転者がシフトレバー３１に対し１速へのダウンシフト操作を行うと、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６へと進み流れとなり、ステップＳ２５において、現在の運転点（V,TVO）が図６(a)のＭ１レンジマップにて１速許可領域にあると判断される限り、ステップＳ２６において、２速から１速へのダウンシフト変速が実行される。

すなわち、マニュアルモードでの走行中に、運転者がシフトレバー３１に対しアップシフト操作やダウンシフト操作を行った場合には、現在の運転点（V,TVO）が図６に示すＭモード変速マップを参照することで変速許可領域に入っている限り、シフトレバー操作に対応して応答良くアップシフト変速やダウンシフト変速が実行される。

ただし、現在の運転点（V,TVO）が、仮に変速を実行した場合、エンジン過回転状態となったり、エンジンストール状態となる可能性がある禁止領域である場合には、運転者がシフトレバー３１に対するアップシフト操作やダウンシフト操作にかかわらず、現在の変速段が維持されることになり、変速実行によるエンジン過回転やエンジンストールを未然に防止することができる。

［Ｍモード時の強制変速制御作用］
例えば、マニュアル１速としたままでの走行中であって車速(V)が上昇し、運転点が図６(a)のＢ点になると、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進み、ステップＳ４では、エンジン過回転を防止するために強制的に１速から２速へとアップシフト変速が実行される。また、例えば、マニュアル４速としたままでの走行中であって車速(V)が下降し、運転点（V,TVO）が図６(d)のＣ点になると、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進み、ステップＳ４では、エンジンストールを防止するために強制的に４速から３速へとダウンシフト変速が実行される（請求項５の強制変速手段に相当）。

すなわち、運転者がマニュアルシフト操作を行っていないにもかかわらず、その時の変速段を維持すれば、エンジン過回転状態となったり、エンジンストール状態となる可能性が高い場合には、強制的にエンジン回転数をコントロールする変速が実行されることになり、この結果、エンジン過回転の発生やエンジンストールの発生を未然に防止することができる。

［Ｍモード発進時の変速許可制御作用］
例えば、マニュアル１速での発進時、発進の直後にシフトレバー３１に対しアップシフト操作を行った場合で、４ＷＤスイッチ２９をOFFにして２輪駆動状態を選択している場合には、図４及び図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進み、ステップＳ２３では、２速へのアップシフト変速によってエンジン回転数がモータ４を駆動可能なエンジン回転数以下となる場合であっても、シフトレバー３１に対するアップシフト操作に応じて１速から２速へとのアップシフト変速が実行される（請求項４の変速許可手段に相当）。

すなわち、２輪駆動状態を選択している場合には、マニュアル１速での発進直後にアップシフト操作を行うと、２速へのアップシフト変速によってエンジン回転数がモータ４を駆動可能なエンジン回転数以下となる場合であっても、エンジンストール状態になる可能性がない限り、直ちに１速から２速へとのアップシフト変速が実行され、運転者の２速走行意図が反映される。

また、例えば、マニュアル１速での発進時、発進してからしばらく時間が経過した後にシフトレバー３１に対しアップシフト操作を行った場合で、４ＷＤスイッチ２９をONにして４輪駆動状態を選択しているが、現在の運転点（V,TVO）が図７に示す変速禁止領域ではない場合には、図４及び図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進み、ステップＳ２３では、シフトレバー３１に対するアップシフト操作に応じて１速から２速へとのアップシフト変速が実行される。

すなわち、４輪駆動状態を選択しているが、現在の運転点（V,TVO）が図７に示す変速禁止領域ではないということは、既に車速やエンジン回転数が十分に高い走行状態であることを意味し、この場合には、２速へのアップシフト変速によってエンジン回転数がモータ４を駆動可能なエンジン回転数以下になることがないため、直ちに１速から２速へとのアップシフト変速が実行され、運転者の４ＷＤでの２速走行意図が反映される。

［Ｍモード発進時の変速禁止制御作用］

例えば、マニュアル１速での発進時、発進の直後にシフトレバー３１に対しアップシフト操作を行った場合であるが、４ＷＤスイッチ２９をONにして４輪駆動状態を選択し、かつ、現在の運転点（V,TVO）が図７に示す変速禁止領域にある場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３３→ステップＳ３４へと進み、ステップＳ３４では、変速禁止フラグＤが立てられ、１速から２速へのアップシフト変速が禁止される。その後、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３５→ステップＳ３６→リターンへと進む流れがステップＳ３６の条件が成立するまで繰り返され、１速から２速へのアップシフト変速禁止が維持される（請求項１，２，３の変速禁止手段に相当）。

そして、発進後、時間が経過することで、ステップＳ３６において、現在の運転点（V,TVO）が変速許可領域（Ｄレンジ２速領域）にあると判断されると、ステップＳ３６からステップＳ３７→ステップＳ３８へと進み、１速から２速へのアップシフト変速が実行されると共に、変速禁止フラグＤが降ろされる。

すなわち、図９に示すタイムチャートにおいて、t1の時点にてマニュアル１速にて発進を開始し、発進直後であるt2の時点でアップシフト操作を行った場合、従来技術では、点線特性に示すように、t4の時点でアップシフト変速が実行されるため、エンジン回転数が一気に低下し、エンジン回転数が、１点鎖線特性で示す誘起電圧に打ち勝つモータ駆動可能な発電機回転数リミッタを下回り、この結果、モータトルクが低下したままとなってしまい、４輪駆動モードを選択しているのに、モータトルクを加えた４輪駆動発進による高い駆動性能を発揮できない。

これに対し、実施例１では、発進直後であるt2の時点でアップシフト操作を行ってもこの時点では、車速が低く現在の運転点（V,TVO）が図７に示す変速禁止領域にある場合には、現在の運転点（V,TVO）が変速許可領域にあると判断される時点t5までは、１速状態が維持されることで、エンジン回転数（＝発電機回転数）の実線特性に示すように、t5の時点までは、エンジン回転数が誘起電圧に打ち勝つモータ駆動可能な発電機回転数リミッタ回転数を上回り、この結果、モータトルクの低下がなく、４輪駆動モードの選択に対応してモータトルクを加えた４輪駆動発進による高い駆動性能が発揮される。

次に、効果を説明する。
実施例１のモータ四輪駆動車の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 主駆動輪をエンジン２により駆動し、従駆動輪をモータ４により駆動し、前記モータ４は、前記エンジン２により発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、前記エンジン２と前記主駆動輪との間に介装され、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行うマニュアルモード付き自動変速機&デフギア５と、変速によってエンジン回転数が前記モータ４を駆動可能なエンジン回転数以下となる場合、運転者の変速指令があっても変速動作を禁止する変速禁止手段と、を備えたため、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、従駆動輪を駆動するモータトルクを確保することができる。

(2) 車速を検出する車速センサ３３を設け、前記変速禁止手段は、車速が所定車速以下の時、前記変速指令による変速動作を禁止するため、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、車速が所定車速に達するまで従駆動輪を駆動するモータトルクを確保することができる。

(3) エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出センサ２１を設け、前記変速禁止手段は、エンジン回転数が所定エンジン回転数以下の時、前記変速指令による変速動作を禁止するため、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、エンジン回転数が所定エンジン回転数に達するまで従駆動輪を駆動するモータトルクを確保することができる。

(4) 運転者の変速指令操作に応じた変速信号入力時、変速信号による変速によってエンジン回転数がモータ４を駆動可能なエンジン回転数以下となる場合であっても、４輪駆動要求の無い２輪駆動時には、運転者の変速指令による変速動作を許可する変速許可手段を設けたため、モータトルクを要さない２輪駆動時には、運転者の手動変速指令に対し、応答良く変速が実行され、運転者の走行意図を反映することができる。

(5) 運転者の変速指令操作に応じた変速信号による変速により、エンジン回転数が過回転状態あるいはエンジンストール状態となる場合、運転者の変速指令操作によらずアップシフトあるいはダウンシフトを行う強制変速手段を設けたため、エンジン過回転の発生やエンジンストールの発生を未然に防止することができる。

実施例２は、４ＷＤモードの選択しての発進時、手動変速を禁止しつつ１速固定モードを選択するようにした例である。なお、構成的には、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。

［車両発進時変速制御処理］
実施例２のＡＴコントローラ３０により実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、車両が停止状態から発進した時点から開始される。

ステップＳ４１で車両発進が検出されると、ステップＳ４２へ移行し、ステップＳ４２では、４ＷＤスイッチ２９のスイッチ信号により４ＷＤモード選択時か否かが判断され、YESの場合はステップＳ４３へ移行し、NOの場合はステップＳ４６へ移行する。

ステップＳ４３では、マニュアルモード付き自動変速機&デフギア５の変速段を１速に固定したままとする１速固定モードを選択し、ステップＳ４４へ移行する。すなわち、ステップＳ４６に進むまでは、１速以外への変速を禁止する。

ステップＳ４４では、運転者がシフトレバー３１によりマニュアルシフト操作を行ってもマニュアルシフト操作に基づく変速信号を無視して手動変速を禁止し、ステップＳ４５へ移行する。

ステップＳ４５では、４輪駆動モードによる発進が完了したか否かが判断され、YESの場合はステップＳ４６へ移行し、NOの場合はステップＳ４３へ戻る。
４輪駆動モードによる発進完了の判断は、例えば、車速（車体速）が所定値（例えば、15km/h）を超えた場合、前後輪車輪速差が所定値以下となった場合、オルタネータの負荷が所定値以下となった場合、所定エンジン回転数が所定時間以上継続した場合、のいずれかにより行う、或いは、２以上の組み合わせにより行う。

ステップＳ４６では、通常発進による変速モードである自動変速モードと手動変速モードの何れでも選択可能とし、ステップＳ４７へ移行する。なお、ステップＳ４５から移行してきた場合には、１速固定モードを解除する。

ステップＳ４７では、車輪速やブレーキ操作等により車両が停止したか否かを判断し、YESの場合はエンドへ移行し、NOの場合はステップＳ４６へ戻る。

［車両発進時変速制御作用］
２ＷＤモードを選択しての車両発進時には、ステップＳ４１→ステップＳ４２→ステップＳ４６→ステップＳ４７へと進む流れとなり、車両を停止させることなく走行を維持している限りは、ステップＳ４６→ステップＳ４７へと進む流れが繰り返され、ステップＳ４６において、シフトレバー３１により自動変速モード（Ｄレンジ）と手動変速モード（マニュアルレンジ）の何れでも選択可能な状態が維持される。

４ＷＤモードを選択しての車両発進時には、ステップＳ４１→ステップＳ４２→ステップＳ４３→ステップＳ４４→ステップＳ４５へと進む流れとなり、ステップＳ４３にて１速固定モードとされ、ステップＳ４４にて手動変速が禁止され、ステップＳ４５での４輪駆動モードによる発進完了の判断されるまで、この手動変速を禁止して１速固定モードが維持される（請求項６の１速固定モード選択手段）。

そして、ステップＳ４５で車速が所定値を超えることで４輪駆動モードによる発進完了の判断されると、ステップＳ４５からステップＳ４６→ステップＳ４７へと進む流れとなり、手動変速を許可するばかりでなく、シフトレバー３１により自動変速モード（Ｄレンジ）と手動変速モード（マニュアルレンジ）の何れでも選択可能な状態が走行中維持される（請求項７の１速固定モード選択手段）。

すなわち、４ＷＤモードを選択しての発進時、マニュアル変速操作を許可する場合、発進直後にアップシフト変速操作が行われると、図１１の点線特性に示すように、アップシフト変速実行に伴うエンジン回転数の低下があり、これに伴い、発電機７の回転数も低下することでモータトルクの低下が発生する。

これに対し、４ＷＤモードを選択しての発進時、実施例２の１速固定制御を行った場合には、図１１の実線特性に示すように、車速が0km/h〜15km/hの発進域ではエンジン回転数が高回転数に維持され、モータトルクも高トルクに維持され、４ＷＤによる高い発進駆動性能を発揮することができる。

次に、効果を説明する。
実施例２のモータ四輪駆動車の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(6) 主駆動輪をエンジン２により駆動し、従駆動輪をモータ４により駆動し、前記モータ４は、前記エンジン２により発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、前記エンジン２と前記主駆動輪との間に介装され、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行うマニュアルモード付き自動変速機&デフギア５と、４輪駆動発進時、発進開始から発進完了まで、運転者の変速指令操作にかかわらず１速を維持する１速固定モードを選択する１速固定モード選択手段と、を備えたため、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、従駆動輪を駆動するモータトルクを確保することができる。

(7) 車速を検出する車速センサ３３を設け、前記１速固定モード選択手段は、車速が所定値以下の間のみ１速固定モードを選択し、車速が所定値を超えると手動変速を許可するため、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、車速が所定車速に達するまで従駆動輪を駆動するモータトルクを確保することができる。

以上、本発明のモータ四輪駆動車の変速制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１，２では、変速機として、マニュアルモード付き自動変速機&デフギア５の例を示したが、例えば、図１２に示すように、自動クラッチ５０と前進６段後進１段の変速段を選択可能な同期歯車変速機構とディファレンシャルギア装置を有し、変速時に自動クラッチを切り離しその間に変速歯車を切り替える自動クラッチ式歯車変速機５’（＝自動ＭＴ）を変速機として搭載した車両にも適用することができる。

実施例１では変速禁止手段による例を示し、実施例２では１速固定モード選択手段による例を示したが、例えば、自動的に変速を行う自動変速モードと、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行う手動変速モードと、を切り換える変速モード切換手段と、変速モードの切り換えに応じて自動変速と手動変速とを切り換える変速機と、備えた車両において、４ＷＤ発進時、手動変速モードへの切り換えを禁止する変速モード切換禁止手段を設けることで、発進直後、運転者が手動変速操作により早期に高速側へアップシフトしても、従駆動輪を駆動するモータトルクを確保するという効果を得るようにしても良い。

本発明の変速制御装置は、左右前輪をエンジンにより駆動する前輪駆動ベースのモータ四輪駆動車への適用例を示したが、左右後輪をエンジンにより駆動する後輪駆動ベースのモータ四輪駆動車へも適用することができる。

実施例１のモータ四輪駆動車の変速制御装置を示す全体システム図である。 実施例１のモータ四輪駆動車の変速制御装置の制御系を示すブロック図である。 実施例１のＡＴコントローラにより実行されるＭモード時変速制御処理の流れを示す基本フローチャートである。 実施例１のＡＴコントローラにより実行される通常変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のＡＴコントローラにより実行される発進時対応変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 ＡＴコントローラに記憶設定されているＭモード変速マップを示す図である。 発進時に２速へアップシフトする手動変速操作が行われた場合の変速禁止領域を示す変速禁止領域マップを示す図である。 発進時に２速へアップシフトする手動変速操作が行われた場合の変速許可領域を示す変速許可領域マップを示す図である。 発進時における車速・スロットル開度・アップシフト指令・ギア位置・エンジン回転数・モータトルクの各特性を示すタイムチャートである。 実施例２のＡＴコントローラにより実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 発進時におけるエンジン回転数−車速の関係特性図及びモータトルク−車速の関係特性図である。 変速機として適用可能な自動クラッチ式歯車変速機の一例を示すスケルトン図である。

符号の説明

1L,1R 左右前輪（主駆動輪）
２ エンジン
3L,3R 左右後輪（従駆動輪）
４ モータ（電動モータ）
５ マニュアルモード付き自動変速機&デフギア（変速機）
６ 無端ベルト
７ 発電機
１６ スロットルセンサ
２１ エンジン回転数検出センサ（エンジン回転数検出手段）
２９ ４ＷＤスイッチ
３０ ＡＴコントローラ
３１ シフトレバー
３２ レバー位置センサ
３３ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (7)

1. 主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、
   前記エンジンと前記主駆動輪との間に介装され、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行う変速機と、
   変速によってエンジン回転数が前記電動モータを駆動可能なエンジン回転数以下となる場合、運転者の変速指令があっても変速動作を禁止する変速禁止手段と、
   を備えたことを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。
2. 請求項１に記載されたモータ四輪駆動車の変速制御装置において、
   車速を検出する車速検出手段を設け、
   前記変速禁止手段は、車速が所定車速以下の時、前記変速指令による変速動作を禁止することを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。
3. 請求項１に記載されたモータ四輪駆動車の変速制御装置において、
   エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、
   前記変速禁止手段は、エンジン回転数が所定エンジン回転数以下の時、前記変速指令による変速動作を禁止することを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載されたモータ四輪駆動車の変速制御装置において、
   運転者の変速指令操作に応じた変速信号入力時、変速信号による変速によってエンジン回転数が前記電動モータを駆動可能なエンジン回転数以下となる場合であっても、４輪駆動要求の無い２輪駆動時には、運転者の変速指令による変速動作を許可する変速許可手段を設けたことを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたモータ四輪駆動車の変速制御装置において、
   運転者の変速指令操作に応じた変速信号による変速により、エンジン回転数が過回転状態あるいはエンジンストール状態となる場合、運転者の変速指令操作によらずアップシフトあるいはダウンシフトを行う強制変速手段を設けたことを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。
6. 主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モータにより駆動し、前記電動モータは、前記エンジンにより発電される電気エネルギーによって駆動されるモータ四輪駆動車において、
   前記エンジンと前記主駆動輪との間に介装され、運転者の変速指令操作に応じた変速信号により変速動作を行う変速機と、
   ４輪駆動発進時、発進開始から発進完了まで、運転者の変速指令操作にかかわらず１速を維持する１速固定モードを選択する１速固定モード選択手段と、
   を備えたことを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。
7. 請求項６に記載されたモータ四輪駆動車の変速制御装置において、
   車速を検出する車速検出手段を設け、
   前記１速固定モード選択手段は、車速が所定値以下の間のみ１速固定モードを選択し、車速が所定値を超えると手動変速を許可することを特徴とするモータ四輪駆動車の変速制御装置。

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