JP2005153780A - 四輪駆動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モータやその駆動装置に異常が発生したときのエンジンの負荷増加を防止して燃費を確保する。
【解決手段】モータ４或いはインバータ９に異常が検出されたら、クラッチ１２を開放し、発電機７も停止することにより、エンジン２の負荷増加を防止する。モータ４或いはインバータ９の異常検出には、モータ４で駆動される後輪速度とエンジン２で駆動される前輪速度との速度差の大きさ、或いはモータ４で駆動される後輪速度の減速度の大きさを用いる。また、インバータ９の下アームの各相の短絡電流をローパスフィルタに通し、その直流成分を所定値と比較してインバータ９の異常を検出する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、前後輪の何れか他方には電動機を接続して当該車輪を駆動可能とした四輪駆動車両に関し、例えば主駆動輪をエンジンによって駆動し、従駆動輪を電動機で制駆動可能とするようにした四輪駆動車両に好適なものである。

このような四輪駆動車両としては、例えば前輪（以下、主駆動輪とも記す）をエンジンで駆動し、後輪（以下、従駆動輪とも記す）を電動機で補助駆動する所謂モータ四輪駆動車両において、前輪、即ち主駆動輪のスリップが大きいときには、電動機と後輪との間に介装されたクラッチを締結した上で電動機で後輪を駆動して四輪駆動状態とし、アクセルペダルの踏込み量が所定値以下になったら電動機による後輪の駆動を停止することにより、電動機駆動のハンチングを抑制防止するものがある（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−２４３６０４号公報

しかしながら、前記電動機と従駆動輪との間のクラッチが締結された状態で、電動機自身或いは電動機を駆動するインバータ等の駆動回路に故障を含む異常が発生した場合には、電動機の出力トルクが低下してエンジンの負荷が増大し、燃費が低下するという問題が生じる。
本発明は上記諸問題を解決するために開発されたものであり、電動機やそれを駆動するための駆動手段に異常が発生した場合でも燃費を確保することができる四輪駆動車両を提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明の四輪駆動車両は、主駆動輪をエンジンで駆動すると共に従駆動輪に電動機を接続して当該従駆動輪を駆動可能とした四輪駆動車両において、電動機やそれを駆動するための駆動手段に異常が発生した場合には、車輪と電動機との間に介装されたクラッチ等の締結手段を開放することを特徴とするものである。

而して、本発明の四輪駆動車両によれば、電動機やそれを駆動するための駆動手段に異常が発生した場合には、車輪と電動機との間に介装されたクラッチ等の締結手段を開放する構成としたため、エンジン負荷の増大を回避して燃費を確保することができる。

次に、本発明の四輪駆動車両の第１実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本実施形態の車両の概略構成を示す図である。本実施形態では、左右前輪１Ｌ、１Ｒがエンジン２によって駆動され、左右後輪３Ｌ、３Ｒがモータ（電動機）４によって駆動可能となっていて、このモータ４を駆動することで四輪駆動状態となる車両の例である。
まず、構成について説明すると、図１に示すように、エンジン２の出力トルクＴｅが、トランスミッション及びディファレンスギヤ５を通じて左右前輪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。

前記発電機７は、エンジン２の回転速度Ｎｅにプーリ比を乗じた回転速度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。その発電機７が発電した電力はジャンクションボックス１０及びインバータ９を介してモータ４に供給可能となっている。前記モータ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。なお、本実施形態のモータ４は交流モータである。また、図中の符号１３はデファレンスギヤを示す。

前記エンジン２の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、その回転角により開度が調整制御される。従って、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブ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、エンジンの出力トルクを減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度調整が、エンジン２による前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制する駆動力制御となる。

また、前記発電機７は、出力電圧を調整するための電圧調整器（レギュレータ）を備え、前記４ＷＤコントローラ８によって界磁電流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及び発電電圧が制御される。
また、前記クラッチ１２は、例えば湿式多板クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。

また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速度センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速度センサ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度検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。
前記インバータ９及びジャンクションボックス１０の構成を図２に示す。前記ジャンクションボックス１０内には、インバータ９と発電機７とを接続・遮断するリレー１７が設けられている。そして、このリレー１７が接続されている状態で、発電機７から供給された電力は、インバータ９内で三相電流に変換されてモータ４を駆動する。このモータ４の駆動状態を制御するために、ジャンクションボックス１０内には、発電電圧を検出する電圧センサ１８、インバータ９の入力電流を検出するための電流センサ１９、インバータ９への印加電圧を検出する電圧センサ２０が設けられ、インバータ９内にも、当該インバータ９内で変換された各相の電流値を検出する電流センサ２１が設けられ、モータ４には、回転子の位置を検出する位置センサ２２が設けられている。

前記４ＷＤコントローラ８は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、前記各車輪速度センサ２７ＦＬ〜２７ＲＲで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス１０内の電圧センサ１８、電流センサ１９、電圧センサ２０の各出力信号、インバータ９内の電流センサ２１の出力信号、モータ４の位置センサ２２の出力信号及びアクセルペダル（不図示）の踏込み量に相当するアクセル開度が入力される。また、この４ＷＤコントローラ８は、前記発電機７の発電制御、ジャンクションボックス１０内のリレー１７の制御、インバータ９によるモータ４の制御、減速機１１とディファレンスギヤ１３間のクラッチ１２の締結制御を行う。発電機７の制御は、前記ジャンクションボックス１０内の電圧センサ１８で発電電圧を検出し、リレー１７の接続中は、同じくジャンクションボックス１０内の電流センサ１９でインバータ入力電流を検出しながら行われる。インバータ９及びモータ４の制御は、前記ジャンクションボックス１０内の電圧センサ２０で検出されたインバータ印加電圧及びインバータ９内の電流センサ２１で検出された各相の電流及び位置センサ２２で検出された回転子の位置により、公知のベクトル制御によって、回転速度及び出力トルクの制御を行う。このとき、位置センサ２２の入力から回転子の速度も算出される。なお、モータ４の制御を４ＷＤコントローラとは別のコントローラで行う場合には、４ＷＤコントローラによってもモータの駆動状態を監視するのがよい。

図３には、前記４ＷＤコントローラ８内で行われる四輪駆動のための演算処理のフローチャートを示す。この演算処理は、例えばイグニッションスイッチＯＮからイグニッションスイッチＯＦＦまで、所定の制御周期毎に繰り返し行われる。
この演算処理では、まずステップＳ１で、例えば前記前輪１Ｌ、１Ｒの車輪速度センサ２７ＦＬ、２７ＦＲで検出された前輪速度の平均値を走行速度と見なし、この走行速度が、例えば３km/h程度に設定された第１所定走行速度以上であるか否かを判定し、走行速度が第１所定走行速度以上である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ６に移行する。

前記ステップＳ２では、例えば前記前輪１Ｌ、１Ｒの車輪速度センサ２７ＦＬ、２７ＦＲで検出された前輪速度の平均値から後輪３Ｌ、３Ｒの車輪速度センサ２７ＲＬ、２７ＲＲで検出された後輪速度の平均値を減じた値を加速スリップ量とし、この加速スリップ量が所定値以上であるか否かを用いて前輪加速スリップの判定を行い、加速スリップ量が所定値以上である場合には前記ステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ３に移行する。

前記ステップＳ６では、四輪駆動状態にすべきであると判定して４ＷＤフラグをセットしてからステップＳ７に移行する。
前記ステップＳ７では、前記ステップＳ１と同様に、例えば前記前輪１Ｌ、１Ｒの車輪速度センサ２７ＦＬ、２７ＦＲで検出された前輪速度の平均値を走行速度と見なし、この走行速度が、例えば３０km/h程度に設定された第２所定走行速度以上であるか否かを判定し、走行速度が第２所定走行速度以上である場合には前記ステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。

前記ステップＳ３では、前輪のみの二輪駆動状態にすべきであると判定して４ＷＤフラグをクリアしてからステップＳ４に移行する。
前記ステップＳ４では、前記クラッチを開放する制御を行ってからステップＳ５に移行する。
前記ステップＳ５では、前記モータ４を停止し、前記ジャンクションボックス１０内のリレー１７を遮断（ＯＦＦ）し、前記発電機７の発電を停止してからメインプログラムに復帰する。

一方、前記ステップＳ８では、前記発電機７による発電を開始し、前記ジャンクションボックス１０内のリレー１７を接続（ＯＮ）し、前記モータ４を駆動してからステップＳ９に移行する。
前記ステップＳ９では、前記発電機７による発電を制御すると共に、前記モータ４の駆動状態を制御してからステップＳ１０に移行する。ちなみに、モータ４のモータトルク指令値は、前記加速スリップ量が大きいほど、大きく設定される。
前記ステップＳ１０では、前記クラッチ１２を締結する制御を行ってからメインプログラムに復帰する。

この演算処理によれば、エンジン２で駆動される主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが前記第１所定速度以上の回転速度で回転し、且つ主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒよりも加速スリップしている加速スリップ量が前記所定値以上であり、且つ車両の走行速度が前記第２所定速度未満である場合には、モータ４によって後輪３Ｌ、３Ｒを駆動する四輪駆動状態として、クラッチ１２を締結すると共に発電機７の発電状態及びモータ４の駆動状態を制御する。これにより、例えば発進時、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップした場合、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒにも駆動力が付与されて、当該主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制してスムーズに発進することが可能となる。

図４には、前記図３の演算処理と平行して前記４ＷＤコントローラ８内で行われるフェイルセーフのための演算処理のフローチャートを示す。この演算処理も、前記図３の演算処理と同様に、例えばイグニッションスイッチＯＮからイグニッションスイッチＯＦＦまで、例えば１０msec. 程度に設定された所定の制御周期毎にタイマ割込によって行われる。

この演算処理では、まずステップＳ１１で、前記４ＷＤフラグがセットされているか否かを判定し、当該４ＷＤフラグがセットされている場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
前記ステップＳ１２では、後述のタイマがスタートされているか否かを判定し、当該タイマがスタートされている場合にはステップＳ１４に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。

前記ステップＳ１３では、タイマのリセット並びにスタートが行われてから前記ステップＳ１４に移行する。
前記ステップＳ１４では、前記タイマのカウント値が予め設定された所定値（所定時間）以上であるか否かを判定し、当該タイマが所定値以上である場合にはステップＳ１５に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。なお、このタイマカウント値の所定値とは、前記ステップＳ１１で４ＷＤフラグがセットされ、その結果、四輪駆動状態となり、前述のように従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒに駆動力が付与されて、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップが収束又は略収束するための所要時間を検出するためのものである。

前記ステップＳ１５では、前記平均前輪速度と平均後輪速度との差からなる加速スリップ量が所定値Ａ以上であるか否かを判定し、当該加速スリップ量が所定値Ａ以上である場合にはステップＳ１７に移行し、そうでない場合にはステップＳ１６に移行する。前記所定値Ａは、例えば図５の制御マップに従って、車両の走行速度、この場合には前記平均前輪速度に基づき、当該走行速度が大きいほど大きく設定する。このステップＳ１５は、前記ステップＳ１１での４ＷＤフラグ判定の結果、四輪駆動状態であり、且つ前記タイマによって四輪駆動状態開始から所定時間が経過しているので、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップは収束又は略収束状態にあるはずである。従って、前記加速スリップ量は、厳密には主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量ではなく、相対的に従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒがロック傾向になっているスリップ量を示す。同様に、前記平均前輪速度は略車両の走行速度に等しい。四輪駆動状態で、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒがロック傾向のスリップ状態になるのは、モータ４或いはインバータ９の故障、即ち異常である可能性が高い。例えばインバータ９の故障によってモータ４の端子間が短絡すると、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒに制動力がかかり、ロック傾向のスリップ状態になる。従って、前記所定値Ａは、モータ４或いはインバータ９の異常検出のための閾値となる。但し、前後輪の速度差、即ち前記加速スリップ量は、例えば高速走行時において、路面状況の急激な変動によって大きく変動する恐れがあるので、走行速度、即ち平均前輪速度が大きいほど、所定値Ａを大きく設定してモータ４或いはインバータ９の異常の誤検出を回避する。一方、低速走行時には、前後輪の速度差がさほど大きくなることはないので、所定値Ａを小さく設定してモータ４或いはインバータ９の異常を確実に検出できるようにした。

前記ステップＳ１６では、前記平均後輪速度の微分値等から得られる後輪加減速度の絶対値が所定値Ｂ以上であるか否かを判定し、当該後輪加減速度の絶対値が所定値Ｂ以上である場合には前記ステップＳ１７に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。この所定値Ｂは、例えば図６の制御マップに従って、前述したモータトルク指令値に基づき、当該モータトルク指令値が所定値以下の領域では一定値とし、所定値以上の領域では当該モータトルク指令値が大きいほど大きく設定する。このステップＳ１６も、前記ステップＳ１１での４ＷＤフラグ判定の結果、四輪駆動状態であり、且つ前記タイマによって四輪駆動状態開始から所定時間が経過しているので、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップは収束又は略収束状態にあるはずである。このような四輪駆動状態で、前述のように、例えばインバータ９の故障によってモータ４の端子間が短絡すると、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒに制動力がかかり、ロック傾向のスリップ状態になる。この後輪３Ｌ、３Ｒの制動の状態を前記後輪加減速度の絶対値、即ち従駆動輪（電動機接続車輪）の減速度（減速加速度）として検出すれば、前記所定値Ｂは、モータ４或いはインバータ９の異常検出のための閾値となる。但し、モータトルク指令値が大きい領域では、例えば摩擦係数の低い路面で、前記主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップに対し、タイムラグをもって、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップする恐れがある。そのため、モータトルク指令値が大きい領域では、所定値Ｂを大きく設定してモータ４或いはインバータ９の異常の誤検出を回避する。なお、モータ４の端子が短絡した際の従動輪の加減速度の絶対値（即ち減速度の絶対値）は、モータトルク指令値が大きいときのスリップによる従動輪の加減速度の絶対値（即ち加速度の絶対値）よりも十分に大きいため、所定値Ｂはモータ４短絡時の加減速度の絶対値よりも小さく且つモータトルク指令値が大きいときの従動輪の加減速度の絶対値よりも大きい値に設定される。一方、モータトルク指令値が小さい領域では、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒがタイムラグをもって加速スリップする恐れはないので、所定値Ｂを小さく設定してモータ４或いはインバータ９の異常を確実に検出できるようにした。

前記ステップＳ１７では、モータ４或いはインバータ９が異常であると判定してからステップＳ１８に移行する。
前記ステップＳ１８では、前記モータ４と従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒとの間に介装されたクラッチ１２を解放してからステップＳ１９に移行する。
前記ステップＳ１９では、前記４ＷＤフラグをクリアしてからステップＳ２０に移行する。

前記ステップＳ２０では、前記モータ４を停止し、前記ジャンクションボックス１０内のリレー１７を遮断（ＯＦＦ）し、前記発電機７の発電を停止してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、モータ４或いはインバータ９、即ちモータ駆動手段に異常が検出されたら、後輪３Ｌ、３Ｒとモータ４との間のクラッチ（締結手段）１２を解放するようにしたため、クラッチ解放後はエンジン２への負荷の増加がなく、燃費を確保することが可能となる。

また、エンジン２によって駆動される前輪１Ｌ、１Ｒの平均前輪速度とモータ４によって駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速度との差、即ち加速スリップ量が前記所定値Ａ以上であるときに、モータ４或いはインバータ９が異常であると判定することにより、モータ４或いはインバータ９の異常を確実に検出することができる。
また、モータ４によって駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速度がエンジン２によって駆動される前輪１Ｌ、１Ｒの平均前輪速度以上であるときに、モータ４或いはインバータ９が異常であると判定することにより、モータ４或いはインバータ９の異常を確実に検出することができる。

また、四輪駆動状態で走行速度に等しい又はほぼ等しい平均前輪速度（エンジン駆動車輪速度）に基づいて、前記モータ４によって駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速度のロック傾向のスリップ量の所定値Ａを設定することにより、モータ４或いはインバータ９の異常を正確且つ確実に検出することができる。
また、モータ４によって駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの加減速度の絶対値（電動機接続車輪減速度）が所定値Ｂ以上であるときに、モータ４或いはインバータ９が以上であると判定することにより、モータ４或いはインバータ９の異常を確実に検出することができる。

また、モータトルク指令値に基づいて、モータ４によって駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの加減速度絶対値の所定値Ｂを設定することにより、モータ４或いはインバータ９の異常を正確且つ確実に検出することができる。
また、クラッチ１２が締結されてから所定時間後に、モータ４或いはインバータ９の異常を検出することとしたため、エンジン２によって駆動される前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップが収束或いは略収束し、前後輪の速度差等を用いて、モータ４或いはインバータ９の異常を確実に検出することができる。

なお、前記第１実施形態では、モータ４で駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速度のエンジン２で駆動される前輪１Ｌ、１Ｒの平均前輪速度に対する速度差が所定値Ａ以上であるか、或いはモータ４で駆動される後輪３Ｌ、３Ｒの車輪加減速度の絶対値、即ち減速度が所定値Ｂ以上であるかの何れの場合にも、モータ４或いはインバータ９が異常であると判定することとしたが、二つの条件を所謂アンド条件で重合するようにすれば、モータ或いはインバータ９の異常をより一層正確且つ確実に検出することができる。

次に、本発明の四輪駆動車両の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両の概略構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様である。本実施形態のインバータ９及びモータ４の具体的な構成を図７に示す。このインバータ９は、前記交流モータ９に三相電力を供給するために、Ｕ相上アームのスイッチング素子３４ＵＵ、Ｕ相下アームのスイッチング素子３５ＵＬ、Ｖ相上アームのスイッチング素子３４ＶＵ、Ｖ相下アームのスイッチング素子３５ＶＬ、Ｗ相上アームのスイッチング素子３４ＷＵ、Ｗ相下アームのスイッチング素子３５ＷＬを備え、前記第１実施形態と同様にモータ４の各相の電流を検出する電流センサ２１を備えると共に、本実施形態では、各相の短絡電流センサ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗを備える。また、前記第１実施形態と同様に、位置センサ２２によってモータ４の回転子の回転位置を検出する。

ここで、発電機４の出力、即ちインバータ９の入力電圧は、三相交流を全波整流した、リップルのある直流である。そして、内蔵された各スイッチング素子３４ＵＵ〜３５ＷＬが各々スイッチングすることにより、三相交流をモータ４に与えて回転トルクを発生させる。その場合、相電流センサ２０及び回転子位置センサ２１の出力を用いて周知のベクトル制御を行うことにより、モータ４の回転制御を行う。なお、インバータ９には電解コンデンサを設けてもよい。

図８に、本実施形態におけるインバータ異常検出装置のブロック図を示す。ここでは、前記各相の短絡電流センサ３３Ｕ〜３３Ｗのうち、Ｕ相の短絡電流センサ３３Ｕについて代表して説明する。この短絡電流センサ３３Ｕの出力はローパスフィルタ３６を通して比較器３７に入力される。この比較器３７では、前記ローパスフィルタ３６からの入力と所定電流Ｃとを比較し、その比較結果をインバータ異常検出部３８に出力する。

図９ａには、前記発電機７からインバータ９に印加される電圧信号を、図９ｂには、正常な状態の短絡電流センサ３３Ｕの電流値を示す。インバータ９に印加される電圧は、前述のように、発電機７の三相交流を全波整流した形で供給されるので、リップルのある直流波形となる。リップルの周波数は発電機７の回転速度に応じて決まる。一方、正常な状態でモータ４を駆動しているインバータ９の下アームの各短絡電流センサ３３Ｕには、図９ｂのようなパルス状の電流が流れる。パルスの周期は、スイッチングの周波数による。各短絡電流センサ３３Ｕの出力をローパスフィルタ３６に通すと、ほとんどの高周波成分が除去され、信号レベルは図９ｂに二点差線で示すような小さいものとなる。従って、前記所定電流Ｃの値を、このローパスフィルタ３６の出力値より大きい値にしておけば、前記インバータ異常検出部３８は、ローパスフィルタ３６の出力値が所定電流Ｃより小さいときには正常であると判定できる。

しかし、インバータ９の上下アームが短絡すると、短絡電流が流れる。短絡電流の値は発電機７の容量に依存する。一方、モータ４の巻線間が短絡状態となると、巻線にブレーキ電流が流れてブレーキがかかる。この場合、前記各短絡電流センサ３４Ｕに流れる電流は、短絡状態となるので、図９ｃに示すようになる。この場合のローパスフィルタ３６の出力値は、高周波成分を除去しても、直流分が残存するので、信号レベルは図９ｃに二点差線で示すような大きいものとなる。このときのローパスフィルタ３６の出力値は、前記所定電流Ｃより大きいので、前記インバータ異常検出部３８ではインバータ９が異常であると判定することができる。

このようにインバータ異常検出部３８でインバータ９の異常が検出されたら、前記第１実施形態と同様に、クラッチ１２を開放し、更に発電機７を停止する。なお、前記ローパスフィルタに代えて、積分器や平均値回路を用いることもできる。また、前記図８に示すブロック図を演算処理によって構成することも可能である。
従って、本実施形態では、前記第１実施形態の効果に加えて、前記短絡電流センサ３３Ｕで検出されたインバータ９の下アームの電流値に基づいて、当該インバータ９の異常を検出することにより、モータ回転速度が減少する以前に異常を検出することが可能となるので、エンジン負荷の増加を迅速且つ確実に防止することができる。

また、前記短絡電流センサ３３Ｕで検出された電流の直流成分をローパスフィルタ３６で抽出し、その抽出された直流成分と所定電流Ｃとに基づいて、インバータ９の異常を検出することにより、インバータ９の異常を正確且つ確実に検出することができる。なお、ローパスフィルタ３６で抽出される直流成分は、モータ４の回転速度に依存するので、前記所定電流Ｃをモータ回転速度に応じて設定することにより、より一層正確にインバータ９の異常を検出することができる。

なお、前記各実施形態では、発電機７の発電した電力でモータ４を駆動して四輪駆動を構成する場合で説明しているが、本発明はこれに限定されない。即ち、モータ４を個別のバッテリで駆動するように構成してもよい。この場合には、発電機７が発電した電力を他の負荷装置に供給して、当該負荷装置で消費するようにすればよい。
また、前記実施形態では、各演算処理を行うためにマイクロコンピュータ等の演算処理装置を用いたが、同様の演算処理が可能であれば適宜の演算器を組み合わせて用いてもよい。

本発明の四輪駆動車両の第１実施形態を示す概略構成図である。 図１のジャンクションボックス及びモータの構成の説明図である。 図１の４ＷＤコントローラで行われる四輪駆動制御のための演算処理のフローチャートである。 図１の４ＷＤコントローラで行われるフェイルセーフのための演算処理のフローチャートである。 図４の演算処理に用いられる制御マップである。 図４の演算処理に用いられる制御マップである。 本発明の四輪駆動車両の第２実施形態を示すジャンクションボックス及びモータの構成の説明図である。 図７の短絡電流センサからの出力を用いたインバータ異常検出装置のブロック図である。 図８の異常検出装置の作用の説明図である。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒは前輪（エンジン駆動車輪）
２はエンジン
３Ｌ、３Ｒは後輪（モータ接続車輪）
４はモータ（電動機）
７は発電機
８は４ＷＤコントローラ
９はインバータ（駆動手段）
１０はジャンクションボックス
１１は減速機
１２はクラッチ（摩擦要素）
１７はリレー
１８は電圧センサ
１９は電流センサ
２０は電圧センサ
２１は電流センサ
２２は位置センサ
２７ＦＬ〜２７ＲＲは車輪速度センサ
３３Ｕ〜３３Ｗは短絡電流センサ
３４ＵＵ〜３４ＷＬはスイッチング素子
３６はローパスフィルタ
３７は比較器
３８はインバータ異常検出部

Claims (9)

1. 前後輪の何れか一方を駆動するエンジンと、前後輪の何れか他方に接続されて当該車輪を駆動可能な電動機と、前記電動機と前後輪の何れか他方との間に介装された締結手段と、前記電動機を駆動制御する駆動手段と、車両の走行状態に応じて前記電動機の駆動状態及び締結手段の作動状態を制御する制御手段と、前記電動機及び駆動手段の少なくとも何れか一方の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記制御手段は、前記異常検出手段で電動機及び駆動手段の少なくとも何れか一方の異常が検出されたときには、前記締結手段を開放することを特徴とする四輪駆動車両。
2. 前記エンジンによって駆動される車輪の回転速度を検出する第１車輪速度検出手段と、前記電動機に接続された車輪の回転速度を検出する第２車輪速度検出手段と、前記第１車輪速度検出手段で検出されたエンジン駆動車輪速度と第２車輪速度検出手段で検出された電動機接続車輪速度との速度差を検出する車輪速度差検出手段とを備え、前記異常検出手段は、前記車輪速度差検出手段で検出された車輪速度差が所定値以上であるときに、前記電動機及び駆動手段の少なくとも何れか一方が異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両。
3. 前記異常検出手段は、前記第１車輪速度検出手段で検出されたエンジン駆動車輪速度が第２車輪速度検出手段で検出された電動機接続車輪速度以上であるときに、前記電動機及び駆動手段の少なくとも何れか一方が異常であると判定することを特徴とする請求項２に記載の四輪駆動車両。
4. 前記異常検出手段は、前記第１車輪速度検出手段で検出されたエンジン駆動車輪速度に基づいて前記車輪速度差の所定値を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の四輪駆動車両。
5. 前記第２車輪速度検出手段で検出された電動機接続車輪速度の減速度を検出する車輪減速度検出手段を備え、前記異常検出手段は、前記車輪減速度検出手段で検出された電動機接続車輪減速度が所定値以上であるときに、前記電動機及び駆動手段の少なくとも何れか一方が異常であると判定することを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の四輪駆動車両。
6. 前記異常検出手段は、前記制御手段で設定される電動機の出力トルク指令値に基づいて前記電動機接続車輪減速度の所定値を設定することを特徴とする請求項５に記載の四輪駆動車両。
7. 前記異常検出手段は、前記締結手段が締結された所定時間後に、前記電動機及び駆動手段の異常を検出することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の四輪駆動車両。
8. 前記駆動手段は、前記電動機の各相に対応する上アームと下アームとを直列に接続した直列回路によって当該電動機への印加電力を調整するインバータであり、前記インバータの各相の下アームの出力側に電流センサを備え、前記異常検出手段は、前記電流センサで検出された前記下アームの電流値に基づいて、前記インバータの異常を検出することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の四輪駆動車両。
9. 前記電流センサで検出された電流の直流成分を抽出するフィルタを備え、前記異常検出手段は、前記フィルタで抽出された直流成分と所定の電流閾値とに基づいて、前記インバータの異常を検出することを特徴とする請求項８に記載の四輪駆動車両。

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