JP2009113570A - 車両用駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】トラクション性能及び旋回加速時の操縦安定性が良好な車両用駆動システムを提供する。
【解決手段】車両用駆動システム１を、主動力源１０が出力するトルクを前後輪側へ配分するセンターディファレンシャル２０と、前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を制限する差動制限機構と、前輪駆動力伝達機構３０又は後輪駆動力伝達機構４０のいずれか一方に設けられ該動力伝達機構への駆動アシスト及び回生を行うモータジェネレータ５０と、駆動アシスト時にモータジェネレータに電力を供給するとともに回生時にモータジェネレータが発電した電力を蓄積する蓄電手段１１０と、モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段１３０と、車両の加速中にスリップ状態が検出された場合に、センターディファレンシャルの前後輪側出力部の差動を許容すると共にモータジェネレータに回生を行わせるモータジェネレータ制御手段１３０とを備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、センターディファレンシャル及びモータジェネレータを有するＡＷＤハイブリッド車両の車両用駆動システムに関し、特にトラクション性能及び旋回加速時の操縦安定性を向上した車両用駆動システムに関する。

フルタイム式の四輪駆動（ＡＷＤ）システムにおいては、旋回時に生じる前後輪の回転数差を吸収する差動機構であるセンターディファレンシャルが設けられる。エンジン等の主動力源が出力したトルクは、センターディファレンシャルにおいて前輪側及び後輪側へ配分され、前後のアクスルデフ等を介して前輪及び後輪に伝達される。
また、後輪側へ偏重した前後不等トルク配分を有するＡＷＤ駆動システムにおいて、センターディファレンシャルの前輪側出力部と後輪側出力部とを拘束（差動制限）することによって、前後輪へのトルク配分を、前後５０対５０まで連続的に可変するトランスファクラッチを設け、車両の走行状態に応じて差動制限トルクを変更することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、車両用駆動システムは、例えば低μ路面での加速時に車輪が空転することを防止するトラクションコントロール機能を設けることが知られている。トラクションコントロールは、例えば車輪の空転あるいはその徴候を検出した場合に、該当する車輪のブレーキに制動力を発生させ、あるいは、エンジン出力を絞ることによって行われる。
従来、主駆動輪をエンジンによって駆動するとともに、エンジンで駆動される発電機を用いて従駆動輪をモータ駆動する車両において、前輪のトラクションコントロール制御時にも発電機の発電量を維持して後輪の駆動力を確保するため、エンジンと主駆動輪との間に係合量を調節可能な摩擦係合要素を配置したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、近年低公害及び省資源の促進を目的として、走行用動力として内燃機関と電気モータとを併用し、減速時に電気モータによって回生された電力を、加速時の駆動アシストに用いるエンジン−電気ハイブリッド車両が普及している。
従来、ＡＷＤ車両のパワートレーンのエンジンと変速機との間にモータジェネレータを配置するとともに、アクセル開度に応じてエンジンとモータとを協調制御する駆動力制御装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００６−２０５８３５号公報 特開２００７−５５４８４号公報 特開２００６−６３８９１号公報

車輪が路面に伝達可能な最大駆動力（トルク伝達容量）は、車輪の接地荷重に依存するが、前後輪の接地荷重は、車両の加減速や登坂、降板に伴う荷重移動や、積荷の変化によって変動する。例えば、フロントエンジンの乗用車の場合、静止時や定速走行時には前輪側が後輪側よりも接地荷重が大きいが、加速時や登坂時には前輪側の接地荷重が減少し、後輪側の接地荷重が増大する。一方、車両の減速時や降板時には前輪側の接地荷重が増大し、後輪側の接地荷重が減少する。

ここで、仮に前後輪が路面に伝達可能なトルク比（接地荷重比とほぼ等しい）が６０：４０である場合に、センターディファレンシャルの前後トルク配分が４０：６０に設定された不等トルク配分のＡＷＤシステムを用いてエンジン出力を増加していくと、後輪が前輪より先にスリップを開始するため、前輪にはまだ余力があってもそれ以上エンジン出力を増すことは実質的に不可能となる。
これに対し、センターディファレンシャルの前後輪側出力部を拘束し、トルク配分を５０：５０に近づければトラクション性能は改善されるが、それでも前輪側には余力があるにもかかわらずエンジン出力が制限されることになり、車両のトラクション性能を最大限に発揮することができない。
また、このようにセンターディファレンシャルの前後輪側出力部を拘束すると、車両の回頭性が低下し、アンダーステア特性が強くなって旋回加速時におけるハンドリング性能が損なわれる。

また、高μ路面での急加速時や登坂時において、荷重が極端に後輪側へ移動した結果、仮に前後輪が路面に伝達可能なトルク比が２０：８０である場合に、前後トルク配分が４０：６０の不等トルク配分のＡＷＤシステムを用いてエンジン出力を増加していくと、上述した場合とは逆に、前輪が後輪より先にスリップを開始するため、後輪にはまだ余力があってもそれ以上エンジン出力を増すことは実質的に不可能となる。
以上の問題に鑑み、本発明の課題は、トラクション性能及び旋回加速時の操縦安定性が良好な車両用駆動システムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、主動力源が出力するトルクを前輪側及び後輪側へ配分するセンターディファレンシャルと、前記センターディファレンシャルの前輪側出力部から前記前輪へ駆動力を伝達する前輪駆動力伝達機構と、前記センターディファレンシャルの後輪側出力部から前記後輪へ駆動力を伝達する後輪駆動力伝達機構と、前記前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を制限する差動制限機構と、前記前輪駆動力伝達機構又は前記後輪駆動力伝達機構のいずれか一方に設けられ該動力伝達機構への駆動アシスト及び該動力伝達機構からの回生を行うモータジェネレータと、前記駆動アシスト時に前記モータジェネレータに電力を供給するとともに前記回生時にモータジェネレータが発電した電力を蓄積する蓄電手段と、前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、車両の加速中に前記スリップ状態が検出された場合に、前記センターディファレンシャルの前記前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を許容すると共に前記モータジェネレータに前記回生を行わせるモータジェネレータ制御手段とを備える車両用駆動システムである。
ここで、車輪のスリップ状態は、例えば、車輪速度を検出する車速センサの出力と、車体の前後加速度を検出する加速度センサの出力とに基づいて検出することができる。すなわち、スリップが発生せず又は微小な状態においては、車輪速度の増加率と車体加速度との間には一定の相関があるが、駆動力過剰によるスリップ（ホイルスピン）の発生時にはこの相関が崩れる（車輪速度が増大する）ことから、車輪速度を監視することによってスリップを検出することができる。
なお、スリップの発生要因は、例えばタイヤと路面との摩擦係数μや車輪の接地荷重の変動であったり、過大な駆動トルクであったりするが、いずれの要因であっても現象としては車輪の空転又はロックを伴うことから、車輪速度に基づいて演算されるスリップ率を監視することによって検出可能である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪の接地荷重移動状態を検出する接地荷重移動状態検出手段を備え、前記モータジェネレータ制御手段は、車両の加速中に前記接地荷重移動状態が生じた場合には、前記前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を許容すると共に前記接地荷重移動状態に応じて前記モータジェネレータに前記駆動アシストまたは前記回生を行わせることを特徴とする車両用駆動システムである。
請求項３の発明は、請求項２に記載の車両用駆動システムにおいて、前記モータジェネレータ制御手段は、前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪の接地荷重の増大に応じて前記モータジェネレータに前記駆動アシストを行わせることを特徴とする車両用駆動システムである。
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の車両用駆動システムにおいて、前記モータジェネレータ制御手段は、前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪の接地荷重の減少に応じて前記モータジェネレータに前記回生を行わせることを特徴とする車両用駆動システムである。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪（以下、「モータジェネレータ装着側の車輪」と称する）のスリップ状態に応じて、センターディファレンシャルの前後輪側出力部間の差動を許容しつつモータジェネレータの回生を行うことによって、過剰な駆動トルクを吸収してグリップを回復させ、スリップを防止することができる。このとき吸収したエネルギは、電力として蓄積することにより、車両の動力として有効に利用することができる。
本発明によれば、例えばブレーキ装置によりスリップ状態の車輪を制動するタイプのトラクションコントロールのように、エネルギが摩擦熱として大気中に無駄に排出されたり、ブレーキが過熱して機能に支障が出ることがない。また、エンジン等の主動力源の出力を絞るタイプのトラクションコントロールであれば、スリップしていない車輪への駆動力も絞られて車両全体としてもトラクションが低下するが、本発明によれば、エンジン出力はモータジェネレータ非装着側の車輪の最大駆動力に応じて設定し、装着側の車輪の余剰駆動力をモータジェネレータによって回生することにより、車両のトラクション性能を最大限発揮することができる。
そして、このときセンターディファレンシャルの前後輪側出力部の差動を許容することによって、アンダーステア方向のヨーモーメントが発生しにくく、車両の旋回性能も確保される。

（２）モータジェネレータ装着側の車輪の接地荷重移動状態に応じて、センターディファレンシャルの前輪側出力部と後輪側出力部との差動を許容すると共に駆動アシストまたは回生を行うことによって、車両の駆動力を向上することができる。
具体的には、モータジェネレータ装着側の車輪の接地荷重の増大に応じてモータジェネレータに駆動アシストを行わせることによって、接地荷重の増大に応じて大きくなる車輪の駆動力伝達余力を有効に活用することができる。
例えば、モータジェネレータが後輪側に装着されている場合、急加速時や登坂時の荷重移動によって後輪の接地荷重が増大し、前後の接地荷重がセンターディファレンシャルの駆動力配分比以上に後輪側偏重となった際に、モータジェネレータで後輪を駆動アシストすることによって、後輪の駆動力伝達余力を有効に活用して高いトラクション性能を得ることができる。
また、モータジェネレータ装着側の車輪の接地荷重の減少に応じて回生を行わせることによって、主動力源の出力を絞ることなく、接地荷重の減少に応じて小さくなる車輪の駆動力伝達能力（キャパシティ）を超えない範囲で回生ブレーキ力の付与ができるので、これを超えた駆動力によるスリップの発生を防止できる。
例えば、モータジェネレータが後輪側に装着されている場合、降板時の荷重移動によって後輪の接地荷重が減少した際に、センターディファレンシャルから後輪へ伝達されるトルクの一部をモータジェネレータで回生し吸収することによって、駆動力による後輪のスリップを防止して車両の安定性を確保することができる。このとき、主動力源から前輪側へ伝達されるトルクは絞られないことから、車両全体での駆動力は、後輪スリップに応じて主動力源の出力を絞る既存のトラクションコントロールに対して向上する。

本発明は、トラクション性能及び旋回加速時の操縦安定性が良好な車両用駆動システムを提供する課題を、後輪側偏重の不等トルク配分ＡＷＤシステムのプロペラシャフトにモータジェネレータを設けて、加速時にスリップ又はその兆候が後輪側で生じた場合には回生するとともに、加速時の荷重移動等によって後輪の接地荷重が大きくなり駆動力伝達容量に余裕がある場合には駆動アシストすることによって解決する。

以下、本発明を適用した車両用駆動システムの実施例について説明する。
実施例の車両用駆動システムは、例えば内燃機関−電気ハイブリッドの乗用車等の自動車に設けられるＡＷＤシステムである。
図１は、実施例の車両用駆動システムの機械的構成を示す模式図である。
図２は、実施例の車両用駆動システムにおける制御系の構成を示す模式図である。
図１に示すように、車両用駆動システム１は、パワーユニット１０、トランスファ２０、前輪駆動力伝達機構３０、後輪駆動力伝達機構４０、モータジェネレータ５０、前輪６０、後輪７０等を備えている。なお、左右にそれぞれ設けられる構成要素に関しては、符号に添え字Ｌ，Ｒをそれぞれ付して図示する。
また、車両用駆動システム１は、図２に示すように、バッテリ１１０、インバータ１２０、強電システムコントロールユニット１３０を備えている。

パワーユニット１０は、エンジン１１及びトランスミッション１２を備えている。
エンジン１１は、例えばガソリンエンジン等の内燃機関であり、車両の走行用主動力源である。
トランスミッション１２は、エンジン１１の出力を減速又は増速してトランスファ２０に伝達する変速機である。トランスミッション１２は、例えば、エンジン１１との間に流体継手であるトルクコンバータを備え、トルクコンバータの出力側に複数列のプラネタリギヤセットが設けられたオートマティックトランスミッションである。
また、エンジン１１には、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１３が設けられている。エンジン制御ユニット１３は、エンジン１１及びその補器類を統括的に制御するＣＰＵを備えている。エンジン制御ユニット１３には、スロットル操作部１４が接続されている。スロットル操作部１４は、ドライバが操作するスロットルペダルとその変位を検出するポジションセンサとを備えている。

トランスファ２０は、パワーユニット１０の出力を、前輪駆動力伝達機構３０及び後輪駆動力伝達機構４０へ配分するものである。
トランスファ２０は、図示しない複合プラネタリギヤタイプのセンターディファレンシャルと、油圧式多板型差動制限装置（ＬＳＤ）とを組み合わせて構成されている。
センターディファレンシャルは、前輪６０と後輪７０との速度差を吸収するディファレンシャル（差動）機能を果たすとともに、前輪６０と後輪７０に駆動力を所定の比率で配分する。前後のトルク配分は、プラネタリギヤのギヤ比によって決まり、前輪と後輪との速度差がほとんどない通常の走行条件では、トルク配分比は、例えばフロント４５％、リア５５％となっている。

ＬＳＤは、センターディファレンシャルの前輪側出力部と後輪側出力部とを拘束（差動制限）する差動制限機構である。ＬＳＤは、例えば、湿式多板クラッチと、これを押し付けることによって差動制限力を生じさせるピストン等を備えて構成されている。
ＬＳＤは、通常走行時においては、図示しない可変トルク配分（ＶＴＤ）制御ユニットによって、トランスファ２０への入力トルクを元に制御を行うトルク感応式制御が行われている。ＬＳＤの多板クラッチは、ピストンに作用する油圧に応じて、トランスファ２０における前後の出力トルク比を、４５：５５から５０：５０（直結）まで連続的に変化させる。

前輪駆動力伝達機構３０は、トランスファ２０の前輪側出力部の出力を、前輪６０に伝達するものである。前輪駆動力伝達機構３０は、インプットシャフト３１、フロントディファレンシャル３２、ドライブシャフト３３等を備えて構成されている。
インプットシャフト３１は、トランスファ２０の前輪側出力部の出力を、フロントディファレンシャル３２に伝達する回転軸である。
フロントディファレンシャル３２は、インプットシャフト３１からの入力を左右前輪６０Ｌ，６０Ｒに配分するとともに、旋回時等に左右前輪６０Ｌ，６０Ｒの回転数差を吸収する差動機構を備えている。
ドライブシャフト３３は、フロントディファレンシャル３２の左右出力部から左右前輪６０Ｌ，６０Ｒにそれぞれ駆動力を伝達する回転軸である。

後輪駆動力伝達機構４０は、トランスファ２０の後輪側出力部の出力を、後輪７０に伝達するものである。後輪駆動力伝達機構４０は、プロペラシャフト４１、リアディファレンシャル４２、ドライブシャフト４３等を備えて構成されている。
プロペラシャフト４１は、トランスファ２０の後輪側出力部の出力を、リアディファレンシャル４２に伝達する回転軸である。
リアディファレンシャル４２は、プロペラシャフト４１からの入力を左右後輪７０Ｌ，７０Ｒに配分するとともに、旋回時等に左右後輪７０Ｌ，７０Ｒの回転数差を吸収する差動機構を備えている。
ドライブシャフト４３は、リアディファレンシャル４２の左右出力部から左右後輪７０Ｌ，７０Ｒにそれぞれ駆動力を伝達する回転軸である。

モータジェネレータ５０は、後輪駆動力伝達機構４０のプロペラシャフト４１に設けられた例えば同期電動機等の回転電機である。
モータジェネレータ５０は、インバータ１２０を介して強電システムコントロールユニット１３０に制御され、モータ及び発電機として機能する。モータとして機能する際は、モータジェネレータ５０は、プロペラシャフト４１を駆動することによって、後輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動アシストする。一方、発電機として機能する際は、後輪７０Ｌ，７０Ｒからプロペラシャフト４１に伝達されるトルクを吸収して電気エネルギとして回生し、インバータ１２０に伝達する。
また、モータジェネレータ５０の出力等の運転状態は、強電システムコントロールユニット１３０によってモニタされている。

前輪６０及び後輪７０は、それぞれドライブシャフト３３，４３によって駆動される駆動輪であって、図示しないハブベアリングハウジングを介して回転可能に支持されている。また、ハブベアリングハウジングには、前輪６０及び後輪７０の回転速度を検出する後述する車速センサ１３１が装着されている。
ハブベアリングハウジングは、図示しないサスペンション装置を介して車体に支持されている。

バッテリ１１０は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池であって、インバータ１２０を介して、モータジェネレータ５０のアシスト駆動時に電力を供給するとともに、回生時にモータジェネレータ５０が発電した電力が充電され蓄積される蓄電手段である。
バッテリ１１０には、その充電状態（ＳＯＣ）を検出する図示しないＳＯＣセンサが設けられ、その出力は強電システムコントロールユニット１３０に伝達される。

インバータ１２０は、強電システムコントロールユニット１３０から入力される出力コマンドに応じて、駆動アシスト時にはバッテリ１１０が出力する電力をモータジェネレータ５０に供給してモータジェネレータ５０を駆動させ、回生時にはモータジェネレータ５０が発電した電力をバッテリ１１０に充電する。

強電システムコントロールユニット１３０は、モータジェネレータ５０、バッテリ１１０及びインバータ１２０を含む強電システムを総括的に制御するＣＰＵを備えている。この強電システムコントロールユニット１３０は、本発明にいうモータジェネレータ制御手段として機能する。
強電システムコントロールユニット１３０は、エンジン制御ユニット１３及び図示しないブレーキ制御ユニットから、ドライバの加速・減速操作に応じた要求加速度及び要求減速度に関する情報を受領する。

また、強電システムコントロールユニット１３０には、車速センサ１３１及びＧセンサ１３２が直接又は間接的に接続されている。強電システムコントロールユニット１３０は、これらの出力に基づいて、後輪７０のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段としても機能する。
車速センサ１３１は、前後輪６０，７０をそれぞれ支持するハブ部に設けられ、各車輪の回転速度を検出するものである。
Ｇセンサ１３２は、車体の前後方向加速度を検出するものである。このＧセンサ１３２は、車体の前後方向加速度に基づいて、車両の接地荷重移動状態を検出する本発明にいう接地荷重移動状態検出手段として機能する。
さらに、強電システムコントロールユニット１３０は、図示しないＡＢＳ制御ユニット、ＴＣＳ制御ユニット、ＶＤＣ制御ユニット、ＶＴＤ制御ユニットと車載ＬＡＮ等の通信手段を介して接続され、各制御に関する情報を受領する。

ＡＢＳ制御ユニットは、車速センサ１３１及びＧセンサ１３２等の出力から、制動時の各車輪のロック又はその兆候を検出し、これらの検出に応じて液圧式ブレーキのフルード圧を減圧する制御を行う。
ＴＣＳ制御ユニットは、車輪速センサ及び前後Ｇセンサ等から、駆動力に起因する車輪のスリップ（ホイールスピン）を検出し、該当駆動輪のブレーキに制動力を発生させるとともに、エンジン制御装置１３に電子制御スロットルを閉じてエンジン１１の出力を絞る指示を出す制御を行う。

ＶＤＣ制御ユニットは、アンダーステア又はオーバーステアの発生時に、旋回内輪と外輪の制動力を個別に制御して挙動の安定化を図るものである。ＶＤＣ制御ユニットは、例えばステアリング操作量と車両速度から求められる目標ヨーレートと、図示しないヨーレートセンサが検出した実際のヨーレートとを比較して車両のアンダーステア、オーバーステアを検出し、目標ヨーレートと実ヨーレートとの乖離に応じて各車輪の制動力を制御して車両のステア特性をニュートラルに近づけるとともに、エンジン制御装置１３に電子制御スロットルを閉じてエンジン１１の出力を絞る指示を出す制御を行う。
ＶＴＤ制御ユニットは、上述したトランスファ２０内に設けられたＬＳＤの多板クラッチを制御し、前後輪の駆動トルク配分を変化させるものである。
さらに、強電システムコントロールユニット１３０は、エンジン制御ユニット１３から、アイドル停止制御に関する情報を受領する。

以下、実施例の車両用駆動システムにおける車両加速時のモータジェネレータの制御について説明する。
図３は、加速時におけるモータジェネレータの制御の概略を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：加速要求入力＞
強電システムコントロールユニット１３０は、エンジン制御ユニット１３から要求加速度を受領する。要求加速度は、例えば、ドライバがスロットルペダルを踏み込んだ操作量に応じて設定される。
ステップＳ０２に進む。
＜ステップＳ０２：エンジン出力増加＞
エンジン制御ユニット１３は、エンジン１１に設けられた電子制御スロットルバルブを開き、エンジン１１の出力を要求加速度に応じて制御させる。
ステップＳ０３に進む。

＜ステップＳ０３：前輪スリップ有無判断＞
強電システムコントロールユニット１３０は、前輪６０に設けられた車速センサ１３１によって検出される車輪速度と、Ｇセンサ１３２の出力に基づいて演算される参照車輪速度とを比較し、前者が後者よりも所定の閾値以上大きかった場合には、駆動力が過大なことに起因する前輪６０のスリップが発生していると判断し、ステップＳ０４に進む。一方、前輪６０のスリップが発生していないと判断された場合には、ステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０４：トラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）制御開始＞
ＴＣＳ制御ユニットは、前輪６０のスリップの程度に応じて、前輪６０にブレーキをかけつつエンジン１１の出力を絞るトラクションコントロール制御を行う。
ステップＳ０５に進む。

＜ステップＳ０５：後輪スリップ有無判断＞
強電システムコントロールユニット１３０は、後輪７０に設けられた車速センサ１３１によって検出される車輪速度と、Ｇセンサ１３２の出力に基づいて演算される参照車輪速度とを比較し、前者が後者よりも所定の閾値以上大きかった場合には、駆動力が過大なことに起因する後輪７０のスリップが発生していると判断し、ステップＳ０６に進む。一方、後輪７０のスリップが発生していないと判断された場合には、ステップＳ０７に進む。

＜ステップＳ０６：トラクションコントロール回生＞
強電システムコントロールユニット１３０は、インバータ１２０を介してモータジェネレータ５０を制御し、モータジェネレータ５０に回生を行わせ、余剰な後輪への駆動トルクを吸収させる。ここで、モータジェネレータ５０による回生電力量は、後輪７０のスリップの程度及びバッテリ１１０のＳＯＣに応じて設定される。
なお、後輪スリップの程度のモニタは、この回生中にも継続され、後輪のスリップが検出されなくなった場合には、回生は中止される。また、回生は、バッテリ１１０のＳＯＣが満充電に近づいた場合にも、過充電を避けるために中止される。
また、この回生の間は、トランスファ２０のＬＳＤは、ＶＴＤ制御ユニットによって、前輪側出力部と後輪側出力部との差動を許容するよう非拘束（フリー）状態とされる。
トラクションコントロール回生が中止されると、本処理は一旦終了（リターン）される。

＜ステップＳ０７：急加速・登坂判定＞
強電システムコントロールユニット１３０は、Ｇセンサ１３２の出力を所定の判定値と比較して、車両が高μ路での急加速又は登坂状態（後輪側への接地荷重移動状態）であるか否かを判定する。この判定値は、例えば、前輪６０と後輪７０との接地荷重の比率が、急加速時又は登坂時の荷重移動によって、トランスファ２０による前後輪の駆動トルク配分比以上に後輪偏重となる際の車両の前後加速度に基づいて設定されている。すなわち、Ｇセンサ１３２の出力が判定値よりも大きい場合、前後輪の接地荷重比率は、４５対５５よりも後輪偏重となっている。
急加速又は登坂状態であると判定された場合はステップＳ０８に進み、その他の場合はステップＳ１０に進む。

＜ステップＳ０８：要求加速度・実加速度比較＞
強電システムコントロールユニット１３０は、Ｇセンサ１３２の出力に基づいて検出した車両の実際の加速度（実加速度）を要求加速度と比較し、後者が前者よりも大きい場合はステップＳ０９に進み、その他の場合は本処理を一旦終了する。

＜ステップＳ０９：駆動アシスト＞
強電システムコントロールユニット１３０は、インバータ１２０を介して、モータジェネレータ５０にトルクを発生させ、後輪駆動力伝達機構４０及び後輪７０の駆動アシストを行う。
このとき、ＶＴＤ制御ユニットは、ＬＳＤの差動制限を行わない状態に維持し、モータジェネレータ５０が発生するトルクが、不可避的に伝達される微小なトルクを除いて、実質的に前輪駆動力伝達機構３０側へ流入しないようにする。
モータジェネレータ５０による目標発生トルクΔＴは、例えば、Ｇセンサ１３２が検出した前後方向加速度ｇの関数によって算出される。（ΔＴ＝ｆ（ｇ））
目標発生トルクΔＴは、これがモータジェネレータ５０の最大トルクよりも小さい領域では、加速度ｇに所定の係数を乗じた比例関係となり、モータジェネレータ５０の最大トルクよりも大きい領域では、このトルクで一定となる。この係数は、車両のホイールベース及び重心高に基づいて設定される。
なお、駆動アシスト中は、後輪７０の車速センサ１３２の出力をモニタすることによって、駆動力過多による後輪７０のスリップの有無が検出され、スリップが発生した場合には、駆動アシストのトルクを低減し又は駆動アシストを中止する。
また、例えばドライバがスロットルペダルを戻した場合等において、要求加速度が実加速度以下となった場合にも駆動アシストは中止される。
いずれかの理由により駆動アシストが中止されると、本処理は一旦終了する。

＜ステップＳ１０：降板判定＞
強電システムコントロールユニット１３０は、Ｇセンサ１３２の出力等に基づいて、車両が降板路走行中（前輪側への接地荷重移動状態）であるか否かを判定する。降板路走行中と判定された場合ステップＳ１１に進み、その他の場合は本処理を一旦終了する。

＜ステップＳ１１：後輪スリップ防止回生＞
強電システムコントロールユニット１３０は、インバータ１２０を介してモータジェネレータ５０を制御し、モータジェネレータ５０に回生を行わせ、後輪への駆動トルクを吸収させる。ここで、モータジェネレータ５０による回生電力量は、Ｇセンサ１３２の出力に基づいて検出された降板路の傾斜及びバッテリ１１０のＳＯＣに応じて設定され、傾斜の増大に応じて回生電力量も大きくされる。この回生は、加速要求がなくなった場合、あるいは、降板路の終了が検出された場合に中止される。
回生が中止されると、本処理は一旦終了される。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）後輪７０のスリップが検出された場合に、モータジェネレータ５０で回生を行って余剰な駆動トルクを吸収することによって、後輪７０のスリップを防止することができる。このとき吸収したエネルギは電力としてバッテリ１１０に蓄積され、車両の動力として有効に利用することができる。
また、このときエンジン１１の出力は、前輪６０の駆動力伝達能力に応じて設定されるので、後輪スリップ時に後輪にブレーキをかけつつエンジン出力を絞る既存のトラクションコントロール装置と比較して、スリップしていない前輪の駆動力まで後輪のスリップに応じて絞られることがなく、車両全体のトラクションを最大限に発揮することができる。さらに、後輪を摩擦式のブレーキ装置で制動する場合のように、エネルギがブレーキの摩擦熱として無駄に排出されることがなく、また、ブレーキの過熱によって機能に支障が生じることもない。
（２）荷重移動によって後輪７０の接地荷重が大きくなり、駆動力伝達能力が大きくなる急加速時又は登坂時に、要求加速度に応じてモータジェネレータ５０で駆動アシストを行うことによって、後輪７０の駆動力伝達余力を有効に活用して車両のトラクション性能を向上し、良好な加速性能あるいは登坂性能を得ることができる。
（３）荷重移動によって後輪７０の接地荷重が小さくなり、駆動力伝達能力が小さくなる降板時に、モータジェネレータ５０で回生を行い余剰な駆動トルクを吸収することによって、後輪７０に伝達される駆動トルクを低減し、スリップの発生を予防して車両の安定性を確保できる。このとき、エンジン１１から前輪６０側へ伝達される駆動トルクは絞られないことから、車両のトラクションが確保され、良好な加速性能が得られる。
（４）上述した駆動アシスト及び回生中に、センターディファレンシャル２０のＬＳＤを締結しないことによって、締結時に発生するアンダーステア方向のヨーモーメントが生じず、車両の回頭性を高め旋回性能を向上することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例のセンターディファレンシャルは、後輪側偏重の不等トルク配分式のものであったが、本発明はこれに限らず、例えば前後均等トルク配分のセンターディファレンシャルを有するＡＷＤシステムにも適用することができる。また、センターディファレンシャルの構造も、プラネタリギヤ式のものに限らず、ベベルギヤ式等他の方式であってもよい。また、センターディファレンシャルの前後輪側出力部を拘束するロック手段（ＬＳＤ手段）も、実施例のような油圧多板クラッチに限らず、電磁クラッチ、トルク感応式ＬＳＤ等他の方式によるものであってもよい。
（２）実施例の駆動システムは、例えば、後輪側にモータジェネレータが設けられているが、本発明はこれに限らず、前輪側にモータジェネレータを設けてもよい。この場合、前輪が駆動力によってスリップした際には回生を行うとよい。また、登坂時、急加速時等のように前輪接地荷重が減少した際は加速時に回生を行って余剰トルクを吸収し、降板時のように前輪接地荷重が増大した際は加速時に駆動アシストを行なうようにしてもよい。
（３）実施例の駆動システムは、前後方向の加速度に基づいて後輪の接地荷重の変動を検出し、これに応じてモータジェネレータを制御しているが、これに限らず、例えば車体後部への積荷の搭載やトーイングに応じて変化するリアサスペンションのストローク等に応じて接地荷重変動を検出するようにしてもよい。
また、実施例の駆動システムは、車輪スリップの発生に応じてトルクの余剰状態を判定しているが、前後加速度センサによる荷重移動推定や、直接接地荷重を計測してトルクの余剰状態を判定してもよい。
（４）実施例の駆動システムは、例えば後輪駆動力伝達機構のプロペラシャフトにモータジェネレータを設けているが、後輪駆動力伝達機構にモータジェネレータを設ける際の構成はこれに限らず、例えばセンターディファレンシャルの後輪側出力部と隣接してモータジェネレータを配置し、これらを共通のトランスミッションケースあるいはトランスファーケース内に収容してもよい。また、リアディファレンシャルに隣接して配置したり、リアドライブシャフトの車輪側端部と隣接するインホイールモータとしてもよい。
（５）実施例の駆動システムは、蓄電手段としてバッテリを用いているが、これに限らず、キャパシタを用いたり、バッテリとキャパシタとを併用してもよい。
（６）実施例の駆動システムは、駆動アシスト又は回生を行う際に考慮する駆動輪の接地状態として、スリップの有無及び接地荷重変動を用いているが、接地状態として路面の推定摩擦係数を用いることもできる。例えば、加速時に後輪のスリップが生じ易い低μ路面では回生し、また後輪への大きな荷重移動が生じやすい高μ路面の急加速時には駆動アシストを行うようにしてもよい。このような推定摩擦係数は、例えばステアリング操作に対するヨー応答等に基づいて検出することができる。

本発明を適用した車両用駆動システムの実施例の機械的構成を示す模式図である。 図１の車両用駆動システムの制御系の構成を示す模式図である。 図１の車両用駆動システムにおける車両加速時の制御の概略を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 駆動システム １０ パワーユニット
１１ エンジン １２ トランスミッション
１３ エンジン制御ユニット １４ スロットル操作部
２０ トランスファ
３０ 前輪駆動力伝達機構 ３１ インプットシャフト
３２ フロントディファレンシャル ３３ ドライブシャフト
４０ 後輪駆動力伝達機構 ４１ プロペラシャフト
４２ リアディファレンシャル ４３ ドライブシャフト
５０ モータジェネレータ
６０ 前輪 ７０ 後輪
１１０ バッテリ １２０ インバータ
１３０ 強電システム コントロールユニット
１３１ 車速センサ １３２ Ｇセンサ

Claims (4)

1. 主動力源が出力するトルクを前輪側及び後輪側へ配分するセンターディファレンシャルと、
   前記センターディファレンシャルの前輪側出力部から前記前輪へ駆動力を伝達する前輪駆動力伝達機構と、
   前記センターディファレンシャルの後輪側出力部から前記後輪へ駆動力を伝達する後輪駆動力伝達機構と、
   前記前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を制限する差動制限機構と、
   前記前輪駆動力伝達機構又は前記後輪駆動力伝達機構のいずれか一方に設けられ該動力伝達機構への駆動アシスト及び該動力伝達機構からの回生を行うモータジェネレータと、
   前記駆動アシスト時に前記モータジェネレータに電力を供給するとともに前記回生時にモータジェネレータが発電した電力を蓄積する蓄電手段と、
   前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、
   車両の加速中に前記スリップ状態が検出された場合に、前記センターディファレンシャルの前記前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を許容すると共に前記モータジェネレータに前記回生を行わせるモータジェネレータ制御手段と
   を備える車両用駆動システム。
2. 請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
   前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪の接地荷重移動状態を検出する接地荷重移動状態検出手段を備え、
   前記モータジェネレータ制御手段は、車両の加速中に前記接地荷重移動状態が生じた場合には、前記前輪側出力部と前記後輪側出力部との差動を許容すると共に前記接地荷重移動状態に応じて前記モータジェネレータに前記駆動アシストまたは前記回生を行わせること
   を特徴とする車両用駆動システム。
3. 請求項２に記載の車両用駆動システムにおいて、
   前記モータジェネレータ制御手段は、前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪の接地荷重の増大に応じて前記モータジェネレータに前記駆動アシストを行わせること
   を特徴とする車両用駆動システム。
4. 請求項２又は請求項３に記載の車両用駆動システムにおいて、
   前記モータジェネレータ制御手段は、前記モータジェネレータが設けられた一方の駆動力伝達機構側の車輪の接地荷重の減少に応じて前記モータジェネレータに前記回生を行わせること
   を特徴とする車両用駆動システム。

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