JP2007045403A - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エンジンにより駆動される車輪とモータにより駆動される車輪とが独立した車両において、燃料消費率の向上と走行安定性の向上とを両立させることを目的とする。
【解決手段】本発明の駆動制御装置は、エンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、モータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測し、モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測した場合に、ジェネレータを作動させてモータにより車輪を駆動することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、モータで車輪を駆動する車両の駆動制御装置に関し、特にエンジンで駆動される車輪とモータで駆動される車輪とが独立した多輪駆動車、あるいはモータ単独で車輪を駆動する車両の駆動制御装置に関する。

エンジンを搭載した車両としては、エンジンのトルクを動力分配機構（トランスファ）を介して前輪と後輪とに分配することにより前輪及び後輪を駆動する多輪駆動車が知られている。このような多輪駆動車によれば、発進時や低μ路走行時のトラクッションを向上させることができ、車両の走行安定性を向上させることができる。

しかしながら、上記したような多輪駆動車は、動力分配機構（トランスファ）等により車両重量が増加する上、エンジンの引き摺り損失が大きくなり燃料消費率が低下するという問題がある。

このような問題に対し、車両の前輪をモータで駆動し、車両の後輪をエンジンで駆動する、あるいは車両の前輪をエンジンで駆動し、車両の後輪をモータで駆動する、４輪駆動のハイブリット車が知られている。

このようなハイブリット車によれば、エンジンが前輪又は後輪のみを駆動すればよいので、動力分配機構が不要となり、車両重量が軽減されるとともにエンジン引き摺り損失が少なくなり、燃料消費率を向上させることができる。
特開平９−３９６１３号公報

上記したような４輪駆動のハイブリット車両では、必要なときのみ容易に４輪駆動に切り換えられるものの、４輪駆動時に多くの電力を消費するという問題がある。その結果、モータ駆動用のバッテリが大型化し、車両に搭載する上でも不利になる可能性がある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンにより駆動される車輪とモータにより駆動される車輪とが独立し、車両の走行条件に応じてエンジンのみによる駆動と、エンジン及びモータによる駆動と、モータのみによる車輪の単独駆動とを切り換える車両の駆動制御装置において、バッテリ電力の消費を最小限に抑えることによりバッテリの小型化と走行安定性の向上とを両立することを目的とする。

本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る車両の駆動制御装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

このように構成された駆動制御装置では、予測手段は、モータによる第２の車輪の駆動が必要か否か、例えば、エンジンによる第１の車輪の駆動とモータによる第２の車輪の駆動とによる多輪駆動が必要か否か、あるいはモータによる第２の車輪の単独駆動が必要か否かを判別する。

その際、予測手段は、例えば、発進判定、低μ路判定、スノーモード判定、あるいは坂路判定等に基づいてモータによる第２の車輪の駆動が必要であるか否かを判別する。そして、予測手段がモータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測した場合、モータ駆動制御段は、ジェネレータを作動させ、ジェネレータで発電されたエネルギをモータに供給する。これにより、モータが第２の車輪の駆動を開始し、車両がエンジンとモータとによる多輪駆動状態、またはモータによる車輪の単独駆動状態に切り換えられる。

このように、モータによる第２の車輪の駆動が必要な時には、ジェネレータで発電されたエネルギによってモータを作動させるので、車両の走行安定性を確保しつつバッテリ電力の消費を抑えることができる。一方、モータによる第２の車輪の駆動が不必要な時には、モータを作動させないため、電気エネルギの消費を最低限に抑えることができる。さらに、モータによる車輪の単独駆動時は、エンジンを停止することができるので燃料消費率が向上する。

また、本発明にかかる車両の駆動制御装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータにより駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
前記モータへ電力を供給可能なバッテリと、
前記ジェネレータを作動させて前記モータにより第２の車輪を駆動するための
モータ駆動制御手段とを更に備え、
前記モータ駆動制御手段は、前記ジェネレータによる発電エネルギが前記モータの作動に不足である場合には前記バッテリに蓄電された電気エネルギを用いて前記モータを作動させることを特徴とするようにしてもよい。尚、ここでいうバッテリは、大電流の出し入れが容易な電気二重層コンデンサからなるキャパシタ等も含むものとする。

このような構成によれば、例えば、車両の発進時のようにジェネレータの発電量が不足する場合や、車輪のスリップ時のように多輪駆動への切り換えを早急に行う必要がある場合等に、バッテリの電力を一時的にモータに供給することによりジェネレータによる発電量の不足やジェネレータの動作遅れ等を補うことができる。

本発明にかかる車両の駆動制御装置は、モータによる第２の車輪の駆動が必要なときには、ジェネレータを作動させ、ジェネレータで発電されたエネルギをモータに供給して第２の車輪を駆動するため、バッテリ電力の消費が抑えられる。

また、本発明の駆動制御装置は、多輪駆動を必要としない場合、モータによって車輪を駆動しないため、エンジン引き摺り損失を低減することができ、燃料消費率を向上させることができる。

さらに、本発明の駆動制御装置では、車輪をモータで駆動する際にジェネレータによる発電エネルギがモータを作動させるのに不足していれば、バッテリに蓄電された電気エネルギを一時的に利用してモータを作動させるため、モータの作動に必要な電力を直ちに確保することができる。つまり、バッテリ電力の消費を最小限に抑えつつ走行安定性を向上させることができる。

従って、本発明によれば、バッテリ電力の消費を最低限に抑えつつ走行安定性を向上させることができるため、バッテリの小型化と走行安定性の向上とを両立することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る駆動制御装置を適用する車両の概略構成を示す構成図である。図１に示す車両は、前輪（第２の車輪）をモータ３６で駆動し、後輪（第１の車輪）をエンジン（Ｅ／Ｇ）１で駆動する４輪駆動のハイブリット車である。

エンジン（Ｅ／Ｇ）１には、変速機としての自動変速機（オートマチック・トランスミッション：Ａ／Ｔ）２が連結され、自動変速機（Ａ／Ｔ）２には、プロペラシャフト６が接続されている。

プロペラシャフト６は、リヤディファレンシャルギヤ４に接続されている。リヤディファレンシャルギヤ４には、左右のドライブシャフト５が接続され、各ドライブシャフト５には、後輪６が連結されている。

この場合、前記エンジン（Ｅ／Ｇ）１の動力は、自動変速機（Ａ／Ｔ）２を介してプロペラシャフト６に伝達され、次いでディファレンシャルギヤ８及びドライブシャフト９を介して後輪６に伝達される。

ここで、自動変速機（Ａ／Ｔ）２は、例えば、図２に示すように、トルクコンバータ３０１と歯車変速機とを備えている。前記歯車変速機は、遊星歯車機構、クラッチ、ブレーキ等を組み合わせて構成され、変速段の選択と前進／後進の選択を行うようになっている。

尚、トルクコンバータ３０１は、ロックアップクラッチ３０５を備え、車速が一定値以上になると前記ロックアップクラッチ３０５を係合させることにより、エンジン１の出力軸とトルクコンバータ３０１の出力軸とを直結するようになっている。

歯車変速機は、トルクコンバータ３０１に連結された副変速部２００と、この副変速部２００に続く主変速部２１０とを備えている。副変速部２００は、オーバドライブ用遊星歯車機構２９を備え、前記トルクコンバータ３０１に連結された歯車変速機の入力軸２８が前記オーバードライブ用遊星歯車機構２９のキャリヤ３０に連結されている。

前記遊星歯車機構２９は、内周面に内歯を有するリングギヤ３２と、このリングギヤ３２内に配置されたサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と前記リングギヤ３２との間に配置され、キャリヤ３０によって保持されたピニオンギヤ（図示せず）とを有し、ピニオンギヤがサンギヤ３１とリングギヤ３２とに噛合しつつサンギヤ３１の周囲を相対回転するよう構成されている。

キャリヤ３０とサンギヤ３１との間には、多板クラッチＣ0 と一方向クラッチＦ0 とが設けられている。尚、この一方向クラッチＦ0 は、サンギヤ３１がキャリヤ３０に対して相対的に正回転（入力軸２８の回転方向に回転）する場合に係合するようになっている。

また、副変速部２００には、サンギヤ３１の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そして、副変速部２００の出力要素であるリングギヤ３２は、主変速部２１０の入力要素である中間軸３３に接続されている。

このように構成された副変速部２００では、多板クラッチＣ0 もしくはワンウェイクラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構２９の全体が一体となって回転するため、中間軸３３が入力軸２８と同速度で回転し、低速段となる。。

また、副変速部２００では、ブレーキＢ0 が係合してサンギヤ３１の回転が止められた状態ではリングギヤ３２が入力軸２８に対して増速されて正回転し、高速段となる。

次に、主変速部２１０は、遊星歯車機構２９と同一構造の三組の遊星歯車機構４０、５０、６０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち、第１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１と第２遊星歯車機構５０のサンギヤ５１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構４０のリングギヤ４３と第２遊星歯車機構５０のキャリヤ５２と第３遊星歯車機構６０のキャリヤ６２との三者が連結され、かつそのキャリヤ６２に出力軸６５が連結されている。さらに第２遊星歯車機構５０のリングギヤ５３が第３遊星歯車機構６０のサンギヤ６１に連結されている。

上記した主変速部２１０の歯車列では前進５段と後進２段の変速段を設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。

先ず、クラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構５０のリングギヤ５３および第３遊星歯車機構６０のサンギヤ６１と中間軸３３との間に第１クラッチＣ1（前進クラッチ）が設けられている。また、互いに連結された第１遊星歯車機構４
０のサンギヤ４１および第２遊星歯車機構５０のサンギヤ５１と中間軸３３との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。

次にブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構４０および第２遊星歯車機構５０のサンギヤ４１及び５１の回転を止めるように配置されている。また、これらのサンギヤ４１、５１（すなわち共通サンギヤ軸）とケーシング６６との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ４１、５１が逆回転（入力軸２８の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。

第１遊星歯車機構４０のキャリヤ４２とケーシング６６との間には、多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 が設けられている。そして、第３遊星歯車機構６０のリングギヤ６３の回転を止める手段として、多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがケーシング６６との間に並列に配置されている。前記第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ６３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。尚、図２において、Ｓ１はタービン回転数センサであり、Ｓ２は出力軸回転数センサである。

上記の自動変速機（Ａ／Ｔ）２では、各クラッチやブレーキを図３の作動表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進２段の変速段を設定することができる。尚、図３において○印は係合状態、◎印はエンジンブレーキ時に係合状態、△印は係合するが動力伝達には関係のない状態、空欄は解放状態をそれぞれ示す。

また、自動変速機（Ａ／Ｔ）２における変速段の選択は、車室内に設置されたセレクトレバー（図示せず）により行えるようになっている。セレクトレバーのポジション配列は、図４に示すように、パーキング（Ｐ）ポジションに続けてリバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、次いでドライブ（Ｄ）ポジションが配置され、これらの配列方向に対して垂直方向の位置にドライブ（Ｄ）ポジションに続けてマニュアル（Ｍ）
ポジションが配置されている。続いて、パーキング（Ｐ）ポジションからドライブ（Ｄ）ポジションまでの配列方向と平行に、マニュアル（Ｍ）ポジションに続けて３ポジションが配置され、これらの配列方向に対して斜め方向に、３ポジションに続けて２ポジション、次いでロー（Ｌ）ポジションが配置されている。

これらのポジションのうち、Ｒポジションでは後進２段の変速段が選択され、Ｄポジションでは１速〜５速までの前進５段の変速段が走行状態に応じて選択され、４ポジションでは１速〜４速までの前進４段の変速段が走行状態に応じて選択され、３ポジションでは１速〜３速までの前進３段の変速段が走行状態に応じて選択され、次いで２ポジションでは１速〜２速までの前進２段の変速段が走行状態に応じて選択され、さらにＬポジションでは１速のみの前進１段の変速段が選択される。

また、Ｍポジションでは、変速モードがスポーツモードとなり、図５に示すように車室内のステアリングホイール７０のスポーク部の表面に設けられたシフトダウンスイッチ７１と前記スポーク部の裏面に設けられたシフトアップスイッチ７２とが操作されたときにダウンシフト及びアップシフトが可能となる。

ここで図１に戻り、モータ７の出力軸８は、フロントディファレンシャルギヤ９に接続されている。前記フロントディファレンシャルギヤ９には、左右のドライブシャフト１０が接続され、各ドライブシャフト１０には、前輪１１が接続されている。この場合、前記モータ７の回転トルクは、出力軸８からフロントディファレンシャルギヤ９に伝達され、次いでフロントディファレンシャルギヤ９からドライブシャフト１０を介して前輪１１に伝達される。

また、前記モータ７には、２つのインバータ（Ｉ1）１２及び（Ｉ2）１４（以下、インバータ（Ｉ1）１２を第１インバータ（Ｉ1）１２、インバータ（Ｉ2）を第２インバータ
（Ｉ2）１４と記す）が電気的に接続されている。

第１インバータ（Ｉ1）１２には、モータ及び発電機として機能するモータ・ジェネレ
ータ（Ｍ／Ｇ）１３と、電力源であるバッテリ１５とが電気的に接続されている。前記モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１のクランク軸１７と機械的に連結されている。具体的には、図６に示すように、エンジン（Ｅ／Ｇ）１のクランク軸１７に、電磁クラッチ１８を介して自動変速機（Ａ／Ｔ）２のトルクコンバータ入力部１９が連結されるとともに、前記電磁クラッチ１８に続き、電磁クラッチ２０及び減速装置２１を介してモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３が接続されている。

前記モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１の始動時には電磁クラッチ１８、２０が係合された状態でスタータ・モータとして機能し、車両の減速走行時などには電磁クラッチ２０が係合した状態で発電機として機能する。

減速装置２１は、遊星歯車式で、サンギヤ２１ｃ、キャリア２１ｄ、リングギヤ２１ｅを具備し、ブレーキ２１ａ及び一方向クラッチ２１ｂを介してモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３に連結されている。

そして、減速装置２１は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３がスタータ・モータとして機能する場合に、ブレーキ２１ａを係合させることにより、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３の回転トルクをサンギヤ２１ｃからキャリア２１ｄへ減速して伝達する。この減速装置２１によれば、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３及びインバータ４の体格を小さくしても、エンジン（Ｅ／Ｇ）１をクランキングするのに十分なトルクを確保することができる。

また、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３には、第１インバータ（Ｉ1）１２が電気
的に接続されている。この第１インバータ（Ｉ1）１２は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／
Ｇ）１３をモータとして作用させる場合には、バッテリ１５からモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３へ供給される電力をスイッチングにより可変にする。

第１インバータ（Ｉ1）１２は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３を発電機として
作用させる場合には、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３からバッテリ１５への電力の充電と、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３からモータ７への電力の供給とをスイッチングにより切り換える。

バッテリ１５には、第２インバータ（Ｉ2）１４が接続されており、この第２インバー
タ（Ｉ2）１４は、モータ７へ供給される電力をスイッチングにより可変にする。

ここで、バッテリ１５は、補機駆動用電源としてのメインバッテリ１５ａと補機制御電源としてのサブバッテリ１５ｂとを備え、メインバッテリ１５ａとサブバッテリ１５ｂとが互いに電力を融通しあうようになっている。前記メインバッテリ１５ａの電圧値はサブバッテリ１５ｂの電圧値より高く、メインバッテリ１５ａがモータ７の駆動電源として使用される。

次に、エンジン（Ｅ／Ｇ）１には、エンジン１、自動変速機（Ａ／Ｔ）２、電磁クラッチ１８、２０、ブレーキ２１ａ、第１インバータ（Ｉ2）１２、第２インバータ（Ｉ2）１４などの制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６が併設されている。このＥＣＵ１６は、中央処理装置（ＣＰＵ）の他に、制御プログラムを記憶したＲＯＭ、演算結果等を書き込むＲＡＭ、データのバックアップを行うバックアップＲＡＭなどを備え、これらを双方向性バスにより相互に接続して構成される。

ＥＣＵ１６に入力される信号は、図７に示すように、ナビゲーションシステムの出力信号、各車輪速度信号、エンジン回転数（ＮＥ）信号、エンジン水温信号、イグニッションスイッチ信号、スノーモードスイッチ信号、メインバッテリ１５ａの充電量を示すＳＯＣ（State Of Charge）信号、サブバッテリ１５ｂの充電量を示すＳＯＣ信号、ヘッドライ
トスイッチ信号、デフォッガスイッチ信号、エアコンディショナスイッチ信号、車速信号、自動変速機用の油温信号（Ａ／Ｔ油温信号）、シフトポジション信号、サイドブレーキのオン／オフ信号、フットブレーキのオン／オフ信号、触媒温度信号、アクセル開度信号、クランク位置信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサの出力信号、４輪駆動切換スイッチのオン／オフ信号、タービン回転数センサの出力信号等である。

ＥＣＵ１６は、上記した各種信号に基づいてエンジン１の運転状態、自動変速機（Ａ／Ｔ）２の状態、車両の走行状態等を判定し、その判定結果に応じて、点火装置に対する点火信号、燃料噴射弁に対する噴射信号、スタータモータに対するスタータ信号、第１インバータ（Ｉ1）１２に対する制御信号、第２インバータ（Ｉ2）１４に対する制御信号、ＡＢＳアクチュエータに対するＡＢＳアクチュエータ信号、Ａ／Ｔソレノイドに対する制御信号、Ａ／Ｔライン圧コントロールソレノイドに対する制御信号、スポーツモードインジケータに対するスポーツモードインジケータ信号等を出力する。

例えば、ＥＣＵ１６は、車速、エンジン回転数、アクセル開度、スロットル弁開度、加減速度等に応じて最適な変速プログラムを選択し、選択した変速プログラムに応じてＡ／Ｔソレノイドに対するＡ／Ｔソレノイド信号、Ａ／Ｔライン圧コントロールソレノイドに対するＡ／Ｔライン圧コントロールソレノイド信号等を出力して、自動変速機（Ａ／Ｔ）２を制御する。

ＥＣＵ１６は、エンジン回転数：ＮＥとトルクコンバータ３０１のタービンランナ３０３の回転数：ＮＴとを比較し、タービンランナ３０３の回転数：ＮＴがエンジン回転数：ＮＥより高ければ、車両が減速走行状態にあるとみなし、電磁クラッチ２０を係合させるとともに第１インバータ（Ｉ1）１２を制御して、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３
による回生発電を行い、回生発電された電力をメインバッテリ１５ａに充電させる。

ＥＣＵ１６は、メインバッテリ１５ａの充電量（ＳＯＣ）が所定値以下になると、電磁クラッチ２０を係合してクランク軸１７の回転トルクをモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３に伝達させ、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３を発電機として作用させ、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力がメインバッテリ１５ａに充電されるように第１インバータ（Ｉ1）１２を制御する。

次に、ＥＣＵ１６は、通常はエンジン（Ｅ／Ｇ）１による後輪６の駆動のみで車両が走行するように制御を行う。そして、ＥＣＵ１６は、後輪駆動と前輪駆動とによる４輪駆動走行が必要であると予測した場合に、モータ７を作動させて前輪１１の駆動を行う。

具体的には、ＥＣＵ１６は、車両の発進、低μ路走行、スノーモード走行、坂路走行等を判定したときに、４輪駆動走行が必要であると予測する。
車両の発進判定は、車速が０であり、且つシフトポジションがＤ、Ｍ、３、２、Ｌ、Ｒポジションの非中立ポジションにあるときに、フットブレーキ信号がオンからオフに移行したことを条件に判断される。低μ路判定は、車輪６、１１の回転速度の変化に基づいて判断される。スノーモード判定は、車室内に配置されたスノーモードスイッチの設定がオン、あるいは低μ路判定に基づくスノーモード設定を条件に判断される。坂路判定は、アクセル開度信号と車速信号とから決定される基準加速度と実際の加速度との差、あるいはナビゲーションシステムの出力信号に基づいて判断される。このようにＥＣＵ１６は、本発明にかかる予測手段を実現する。

また、ＥＣＵ１６は、２輪駆動による走行時に４輪駆動への切り換えが必要であると判定した場合には、自動で２輪駆動から４輪駆動へ切り換える。例えば、ＥＣＵ１６は、車両の非コーナリング時に前輪１１の回転数と後輪６の回転数との差が大きくなると、車輪がスリップしていると判定して２輪駆動から４輪駆動へ切り換える。

さらに、ＥＣＵ１６は、車室内に設けられた図示しない４輪駆動切換スイッチの設定がオンに設定された場合は、無条件でモータ７を作動させて４輪駆動走行に切り換える。

次に、ＥＣＵ１６は、２輪駆動から４輪駆動へ切り換える場合に、電磁クラッチ２０を係合させてエンジン（Ｅ／Ｇ）１の動力をモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３に伝達させるとともに第１インバータ（Ｉ1）１２を制御してモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１
３を発電機として作用させ、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力をモータ７に印加する。

尚、車両の発進時のようにモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３によって十分な発電量を得られないような場合には、ＥＣＵ１６は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）で発電された電力をモータ７に印加すると同時に、第２インバータ（Ｉ2）１４を制御してメイン
バッテリ１５ａの電力をモータ７に印加させ、図８に示すように一時的にメインバッテリ１５ａとモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３との２つの電源を併用する（以下、このようにバッテリ電力を使い分ける様式を補助パターンＡと称する）。

また、ＥＣＵ１６は、車両の走行時に２輪駆動から４輪駆動へ早急に切り換える必要が
生じた場合には、電磁クラッチ２０を係合させてエンジン（Ｅ／Ｇ）１の動力をモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３に伝達させるとともに第１インバータ（Ｉ1）１２を制御し
てモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３を発電機として機能させ、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力をモータ７に印加する。

尚、前記したような制御を開始してからモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）７が実際に発電機として機能するまでにタイムラグがあるので、ＥＣＵ１６は、図９に示すように、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３が発電機として機能するまでの間の電源としてメインバッテリ１５ａを利用する（以下、このようにバッテリ電力を使い分ける様式を補助パターンＢと称する）。

このように、ＥＣＵ１６は、本発明にかかるモータ駆動制御手段を実現する。
一方、ＥＣＵ１６は、発進判定に基づいて４輪駆動制御を開始した場合は、例えば、車両が高速走行状態にあること、あるいはシフトポジションがＰ、Ｎポジションのような非駆動ポジションにあること等を条件にモータ７を停止させて４輪駆動制御を終了する。

以下、本実施の形態の作用及び効果について述べる。ここでは、車両の発進判定に基づいて４輪駆動の必要性を予測する場合を例にあげて説明する。
ＥＣＵ１６は、図１０に示す駆動制御ルーチンを所定時間毎に繰り返し実行する。この駆動制御ルーチンでは、ＥＣＵ１６は、先ずＳ１００１において運転状態を示す各種信号の入力処理を行い、次いでＳ１００２において前記入力信号に基づいて４輪駆動切換スイッチがオンに設定されているか否かを判別する。

前記Ｓ１００２において４輪駆動切換スイッチがオフに設定されていると判定した場合、ＥＣＵ１６は、Ｓ１００３へ進み、メインバッテリ１５ａの充電量（ＳＯＣ）が所定値（α％）以下であるか否かを判別する。

前記Ｓ１００３においてメインバッテリ１５ａの充電量（ＳＯＣ）が所定値（α％）より大きいと判定した場合、ＥＣＵ１６は、Ｓ１００４へ進み、前記Ｓ１００１で入力処理された信号の中から車速信号、シフトポジション信号、フットブレーキのオン／オフ信号を抽出し、それらの信号に基づいて車両の発進時であるか否かを判別する。

前記Ｓ１００４において車両の発進時ではないと判定した場合、ＥＣＵ１６は、Ｓ１００５へ進み、前記Ｓ１００１で入力処理された信号のうち、各車輪の回転速度信号を抽出し、その信号に基づいて車輪スリップ判定を行うことにより、２輪駆動制御から４輪駆動制御への自動制御切換が必要であるか否かを判定する。

前記Ｓ１００５において自動制御切換が不要であると判定した場合、ＥＣＵ１６は、Ｓ１００６へ進み、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３が発電機として作用しないよう制御を行う。

この場合、モータ７が前輪１１を駆動しないため、車両はエンジン（Ｅ／Ｇ）１による後輪駆動のみで走行することになる。
一方、前記Ｓ１００５において自動制御切換が必要であると判定した場合、図９に示した補助パターンＢに従って第２インバータ（Ｉ2）１４を制御して、メインバッテリ１５
ａの電力をモータ７に印加する。

続いて、ＥＣＵ１６は、Ｓ１００９へ進み、電磁クラッチ２０を係合させるとともに、第１インバータ（Ｉ1）１２を制御してモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３を発電機と
して作用させる。

この場合、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３が発電機として機能するまでの間は、メインバッテリ１５ａの電力がモータ７に印加され、その電力によりモータ７が前輪１１を駆動し、車両が直ちに４輪駆動状態となる。そして、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３が発電機として機能し始めた後は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力がモータ７に印加され、その電力によりモータ７が前輪１１を駆動し、車両が４輪駆動状態となる。

また、前記Ｓ１００４において車両の発進時であると判定した場合、ＥＣＵ１６は、４輪駆動が必要であると予測し、Ｓ１００８へ進む。Ｓ１００８で、ＥＣＵ１６は、図８に示した補助パターンＡに従って第２インバータ（Ｉ2）１４を制御し、メインバッテリ１
５ａの電力をモータ７に印加させる。

続いて、ＥＣＵ１６は、Ｓ１００９へ進み、第１インバータ（Ｉ1）１２を制御してモ
ータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３を発電機として作用させ、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力をモータ７に印加させる。

この場合、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力及びメインバッテリ１５ａの電力がモータ７に印加され、その電力によりモータ７が前輪１１を駆動し、車両が４輪駆動状態となる。その際、モータ７に印加される電力は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３で発電された電力にメインバッテリ１５ａの電力を加えた電力となるため、発進時に必要となる電力が十分に確保される。そして、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３の発電量が所望の発電量に達すると、メインバッテリ１５ａからモータ７への電力供給が停止される。

また、前記Ｓ１００２で４輪駆動切換スイッチがオンに設定されていると判定した場合、あるいは前記Ｓ１００３でメインバッテリ１５ａの充電量（ＳＯＣ）が所定値（α％）以下であると判定した場合、ＥＣＵ１６は、前記Ｓ１００４において車両の発進時であると判定した場合と同様の処理を行う。

以上述べた実施の形態では、４輪駆動走行が必要なときには、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３を発電機として作用させ、その発電エネルギでモータ７を作動させるため、メインバッテリ１５ａの電力消費が抑えられる。

また、車両の発進時のようにモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３の発電量が不足する場合や、車両の走行中に２輪駆動から４輪駆動へ切り換えるときのようにモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１３による発電が間に合わない場合等には、一時的にバッテリ１５の電力を使用してモータ７を作動させるため、車両を直ちに４輪駆動状態にすることができ、バッテリ１５の電力消費を最低限に抑えつつ、走行安定性を向上させることができる。

さらに、４輪駆動が必要ないときはモータ７を作動させないため、モータ７の引き摺りが低減でき、エンジン１の燃料消費率を向上させることができる。
従って、本実施の形態によれば、モータによって駆動される車輪とエンジンによって駆動される車輪とが独立した４輪駆動車両において、バッテリ１５の電力消費を最低限に抑えつつ車両の走行安定性を確保することができるため、走行安定性の確保とバッテリの小型化とを両立することができる。

本発明にかかる駆動制御装置を適用する装置の全体像を示す構成図 自動変速機（Ａ／Ｔ）の歯車列を示す概略図 自動変速機（Ａ／Ｔ）の作動状態を示す図 シフトレバーポジションを示す図 シフトスイッチを有するステアリングホイールを示す図 モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）の動力連結形態を示す図 ＥＣＵの入出力信号を示す図 バッテリ電力を使い分ける様式を示す図（１） バッテリ電力を使い分ける様式を示す図（２） 駆動制御ルーチンを示すフローチャート図

符号の説明

１・・・・エンジン（Ｅ／Ｇ）
２・・・・自動変速機（Ａ／Ｔ）
６・・・・後輪
７・・・・モータ
１１・・・前輪
１２・・・第１インバータ（Ｉ1）
１３・・・モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
１４・・・第２インバータ（Ｉ2）
１５・・・バッテリ
１５ａ・・メインバッテリ
１５ｂ・・サブバッテリ
１６・・・ＥＣＵ
１７・・・クランク軸
１８・・・電磁クラッチ
２０・・・電磁クラッチ
２１・・・減速装置

Claims (8)

1. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、を備え、
   前記予測手段は、前記車両のスノーモード走行時に前記モータによる前記第２の車輪の駆動が必要であると予測することを特徴とする車両の駆動制御装置。
2. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、を備え、
   前記予測手段は、アクセル開度及び車速から定まる基準加速度と実際の加速度との差に基づいて前記車両が坂路走行しているか否かを判定し、前記車両の坂路走行時に前記モータによる前記第２の車輪の駆動が必要であると予測することを特徴とする車両の駆動制御装置。
3. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、を備え、
   前記予測手段は、ナビゲーションシステムの出力信号に基づいて前記車両が坂路走行しているか否かを判定し、前記車両の坂路走行時に前記モータによる前記第２の車輪の駆動が必要であると予測することを特徴とする車両の駆動制御装置。
4. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、を備え、
   前記モータによる前記第２の車輪の駆動が開始された後に前記車両が高速走行状態になると、前記モータ駆動制御手段は、前記モータによる前記第２の車輪の駆動を停止することを特徴とする車両の駆動制御装置。
5. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、を備え、
   前記モータにより前記第２の車輪の駆動が開始された後にシフトポジションが非駆動ポジションになると、前記モータ駆動制御手段は、前記モータによる前記第２の車輪の駆動を停止することを特徴とする車両の駆動制御装置。
6. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、
   前記モータへ電力を供給可能なバッテリと、を更に備え、
   前記モータ駆動制御手段は、前記ジェネレータによる発電エネルギが前記モータの作動に不足である場合には前記バッテリに蓄電された電気エネルギを用いて前記モータを作動させ、前記ジェネレータの発電量が所望の発電量に達すると、前記バッテリから前記モータへの電力供給を停止させることを特徴とする車両の駆動制御装置。
7. エンジンと、このエンジンによって駆動される第１の車輪と、ジェネレータと、このジェネレータで発電されたエネルギにより作動するモータと、このモータによって駆動される第２の車輪とを備えた車両の駆動制御装置であり、
   前記モータによる第２の車輪の駆動が必要か否かを予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記モータによる第２の車輪の駆動が必要であると予測された場合に、前記ジェネレータを作動させて前記モータにより前記第２の車輪を駆動するモータ駆動制御手段と、
   前記モータへ電力を供給可能なバッテリとを、更に備え、
   前記モータ駆動制御手段は、前記ジェネレータによる発電エネルギが前記モータの作動に不足である場合には前記バッテリに蓄電された電気エネルギを用いて前記モータを作動させ、前記エンジンが第１の車輪を駆動することによって前記車両が走行している時に前記モータによる前記第２の車輪の駆動が必要になると、前記バッテリに蓄電された電気エネルギを用いて前記モータを作動させることを特徴とする車両の駆動制御装置。
8. 請求項７において、前記エンジンが第１の車輪を駆動することによって前記車両が走行している時に前記モータによる前記第２の車輪の駆動が必要になる場合は、前記第１の車輪又は前記第２の車輪がスリップしている場合であることを特徴とする車両の駆動制御装置。

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