JP4151622B2

JP4151622B2 - 車両用駆動制御装置

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Publication number: JP4151622B2
Application number: JP2004205837A
Authority: JP
Inventors: 英通得能
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2024-07-13
Also published as: JP2006033930A

Description

本発明は、車輪を駆動可能な電動機と、車輪と電動機との間に介装されたクラッチと、を駆動制御する車両用駆動制御装置に関するものである。

従来、例えば前輪をエンジンで駆動し、後輪を電動モータで駆動可能とするような所謂スタンバイ型の４輪駆動車両では、電動モータと車輪との間にクラッチを介装している（特許文献１参照）。
特開２００２−１５２９１１号公報

ところで、電動モータを駆動しないときには、フリクション損失を小さい状態に保って燃費の悪化を防ぐために、クラッチを非締結状態にするが、クラッチが完全に非締結状態となる前に電動モータの駆動を停止すると、クラッチが完全に非締結状態となるときにショックが発生するので、クラッチに非締結状態となるように指令を出力してから、所定時間が経過するまで電動モータの駆動を継続することが考えられる。しかしながら、所定時間が経過する前に、クラッチが完全に非締結状態になると、電動モータの駆動が無駄になるばかりか、ロータアンバランスによる振動が増大したり、耐久性に優れた電動モータが必要になることでコストアップの要因となったりする、という問題がある。

特に湿式クラッチ等は、オイルの粘性が高かったりクラッチ板が大きかったりすると、クラッチ板の間にオイルが浸入する時間が長くなるので、クラッチ板が完全に非締結状態となるまでの時間、つまり引きずり時間が長くなる。そのため、クラッチに非締結状態となるように指令を出力してから、電動モータの駆動を継続すべき所定時間を、オイルの粘性（温度）やクラッチ板の大きさ等を考慮して長く設定せざるを得ないので、上記の問題が顕著になる。
そこで、本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、電動機による車輪駆動を停止する際、電動機の駆動時間を可及的に短縮可能な車両用駆動制御装置の提供を課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用駆動制御装置は、車輪を駆動可能な電動機と、車輪と電動機との間に介装されたクラッチと、を駆動制御するものであって、電動機による車輪の駆動を停止する際、クラッチを非締結状態にする非締結制御を開始してから、クラッチの非締結状態を検知したとき、つまりクラッチが完全に非締結状態となるときに、電動機の駆動を停止することを特徴としている。ここでは、少なくとも非締結制御を開始した後の、電動機の駆動トルク及び回転加速度に応じて算出される電動機負荷の減少状態に基づいて、クラッチの非締結状態を検知する。

本発明によれば、電動機による車輪の駆動を停止する際、クラッチを非締結状態にする非締結制御を開始してから、クラッチが非締結状態を検知したとき、つまりクラッチが完全に非締結状態となるときに、電動機の駆動を停止するので、電動機の駆動時間を可及的に短縮することができる。したがって、不必要に電動機を駆動して、ロータアンバランスによる振動が増大したり、耐久性に優れた電動機が必要になることでコストアップの要因となったりすることを回避できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の概略構成図であり、前輪１ＦＬ・１ＦＲをエンジン２で駆動する主駆動輪とし、後輪１ＲＬ・１ＲＲを電動モータ３（電動機）で駆動可能な補助駆動輪とする所謂スタンバイ型の４輪駆動車両である。
エンジン２の出力は、トルクコンバータを有するオートマチックトランスアクスル４を介して前輪１ＦＬ・１ＦＲに伝達されると共に、Ｖベルト６を介してジェネレータ７に伝達される。ジェネレータ７は、Ｖベルト６を介して伝達された動力によって発電を行い、発電した電力はパワーケーブル８を通じて電動モータ３へ直接供給される。電動モータ３の出力は、減速機９、電磁クラッチ１０（クラッチ）、及びディファレンシャルギヤ１１を順に介して後輪１ＲＬ・１ＲＲに伝達される。

ここで、エンジン２の出力は、吸気管路１２（例えば、インテークマニホールド）に設けられたスロットルバルブ１３の開度を制御するエンジンコントローラ１４によって制御される。具体的には、アクセルセンサ１５で検出されるアクセルペダル１６の操作量に応じて、スロットルバルブ１３に連結されたスロットルモータ１７の回転角を制御している。

また、ジェネレータ７は、図２に示すように、発電電圧Ｖを調整するトランジスタ式のレギュレータ２０を備えており、このレギュレータ２０が４ＷＤコントローラ１９からの発電制御指令に応じて界磁電流Ｉｇを制御することによりジェネレータ７の発電電圧Ｖが制御される。
また、パワーケーブル８の途中に設けられたジャンクションボックス２１には、メインリレー２２と電流センサ２３とが設けられている。メインリレー２２は、４ＷＤコントローラ１９からのリレー制御指令に応じて電動モータ３に対する電力供給のＯＮ／ＯＦＦを行い、電流センサ２３は、電動モータ３へ通電される電機子電流Ｉａを検出し４ＷＤコントローラ１９に出力する。さらに、ジャンクションボックス２１では、内蔵されたモニター回路により、ジェネレータ７による発電電圧Ｖと、モータ誘起電圧Ｅとが検出され４ＷＤコントローラ１９に出力される。

また、電動モータ３は、例えば他励式直流モータで構成され、４ＷＤコントローラ１９からのモータ制御指令に応じて界磁電流Ｉｍが制御されることにより、駆動トルクＴｍが制御される。また、電動モータ３は、内蔵されたサーミスタ２４によりモータ温度が検出されると共に、モータ回転センサ２５によりモータ回転数Ｎｍが検出されており、各検出信号が４ＷＤコントローラ１９に出力される。

また、電磁クラッチ１０は、湿式多板型のクラッチで構成され、４ＷＤコントローラ１９からのクラッチ制御指令に応じて励磁電流の通電が制御されることにより、動力伝達経路の断続が制御される。
なお、４ＷＤコントローラ２０には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ２６、スロットルバルブ１３のスロットル開度θを検出するスロットルセンサ２７、及び各車輪速Ｖｗ_FL〜Ｖｗ_RRを検出する車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲの各検出信号も入力される。

次に、４ＷＤコントローラ１９で実行する４ＷＤ制御処理を、図３のフローチャートに従って説明する。
この４ＷＤ制御処理は、所定時間（例えば１０msec）毎に実行され、図３に示すように、エンジン２に対するジェネレータ７の目標負荷トルクＴｇ^*を演算するステップＳ１の負荷トルク演算処理と、目標負荷トルクＴｇ^*を制限するステップＳ２の負荷トルク制限処理と、電磁クラッチ１０の断続を制御するステップＳ３のクラッチ制御処理と、目標負荷トルクＴｇ^*に基づいてジェネレータ７の発電を制御すると共に、電動モータ３を駆動制御するステップＳ３のＧ／Ｍ制御処理と、を順次実行する。なお、電動モータ３を駆動する際には、メインリレー２２を通じて電動モータ３に電力が供給されているものとする。

ここで、上記ステップＳ１の負荷トルク演算処理では、図４に示すように、先ずステップＳ１００で、主駆動輪としての前輪１ＦＬ・１ＦＲのスリップ速度ΔＶ_Fを算出する。このスリップ速度ΔＶ_Fは、例えば下記（１）式に示すように、前輪１ＦＬ・１ＦＲの平均車輪速Ｖｗｆから、後輪１ＲＬ・１ＲＲの平均車輪速Ｖｗｒを減じて算出する。
Ｖｗｆ＝（Ｖｗ_FL＋Ｖｗ_FR）／２
Ｖｗｒ＝（Ｖｗ_RL＋Ｖｗ_RR）／２
ΔＶ_F＝Ｖｗｆ−Ｖｗｒ ………（１）

続くステップＳ１０１では、スリップ速度ΔＶ_Fが例えば０より大きいか否かを判定する。この判定結果がΔＶ_F≦０であるときには、前輪１ＦＬ・１ＦＲは加速スリップしていないと判断し、ステップ１０２に移行してからエンジン２に対するジェネレータ７の目標負荷トルクＴｇ^*を０に設定して負荷トルク演算処理を終了する。一方、判定結果がΔＶ_F＞０であるときには、前輪１ＦＬ・１ＦＲが加速スリップしていると判断してステップＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３では、下記（２）式に示すように、前輪１ＦＬ・１ＦＲの加速スリップを抑えるために必要なジェネレータ７の負荷トルク増加分ΔＴｇを、スリップ速度ΔＶ_Fから算出する。ここで、Ｋ１は係数である。
ΔＴｇ＝Ｋ１・ΔＶ_F ………（２）

続くステップＳ１０４では、下記（３）式に示すように、ジェネレータ７の負荷トルクＴｇを算出する。ここで、Ｖはジェネレータ７の発電電圧、Ｉａは電機子電流、Ｎｇはジェネレータ７の回転数、Ｋ２は係数、Ｋ３は効率である。なお、ジェネレータ７の回転数Ｎｇは、エンジン回転数Ｎｅにプーリ比を乗じて算出する。
Ｔｇ＝Ｋ２×Ｖ×Ｉａ／（Ｋ３×Ｎｇ） ………（３）
続くステップＳ１０５では、下記（４）式に示すように、エンジン２に対するジェネレータ７の目標負荷トルクＴｇ^*を算出して負荷トルク演算処理を終了する。
Ｔｇ^*＝Ｔｇ＋ΔＴｇ ………（４）

次に、前記ステップＳ２の負荷トルク制限処理では、図５に示すように、先ずステップＳ２００で、目標負荷トルクＴｇ^*がジェネレータ７の容量で定まる最大負荷トルクＴｇ_MAXより大きいか否かを判定する。この判定結果がＴｇ^*＞Ｔｇ_MAXであるときには、ステップＳ２０１に移行して目標負荷トルクＴｇ^*を最大負荷トルクＴｇ_MAXに制限してからステップＳ２０２に移行する。一方、判定結果がＴｇ^*≦Ｔｇ_MAXであるときには、そのままステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２では、図６に示すような制御マップを参照し、エンジン回転数Ｎｅをパラメータとしてスロットル開度θから現在のエンジントルクＴｅを算出する。

続くステップＳ２０３では、下記（５）式に示すように、エンジン２を停止させることなくエンジントルクＴｅを低減できる低減許容トルクＴdropを算出する。ここで、Ｔｅ_MINはエンジン２を運転し続けるのに必要な最低限度のエンジントルクであり、エンジン回転数Ｎｅ等から算出してもよいし、所定値としてもよい。
Ｔdrop＝Ｔｅ−Ｔｅ_MIN ………（５）

続くステップＳ２０４では、目標負荷トルクＴｇ^*が低減許容トルクＴdropより大きいか否かを判定する。この判定結果がＴｇ^*＞Ｔdropであるときには、ステップＳ２０５に移行して目標負荷トルクＴｇ^*を低減許容トルクＴdropに制限してからステップＳ２０６に移行する。なお、目標負荷トルクＴｇ^*を、低減許容トルクＴdropから所定値αを減じた値（＝Ｔdrop−α）に制限して余裕を持たせてもよい。一方、判定結果がＴｇ^*≦Ｔdropであるときには、そのままステップＳ２０６に移行する。

ステップＳ２０６では、図７に示すような制御マップを参照し、ベルトスリップが発生するＶベルト６の伝動トルク上限値Ｔslipをエンジン回転数Ｎｅに応じて算出する。ここで、図７の制御マップでは、エンジン回転数Ｎｅが高くなるにつれて、伝動トルク上限値Ｔslipが段階的に小さくなるように設定されている。
続くステップＳ２０７では、目標負荷トルクＴｇ^*が伝動トルク上限値Ｔslipよりも大きいか否かを判定する。この判定結果がＴｇ^*＞Ｔslipであるときには、ステップＳ２０８に移行して目標負荷トルクＴｇ^*を伝動トルク上限値Ｔslipに制限してから負荷トルク制限処理を終了する。一方、判定結果がＴｇ^*≦Ｔslipであるときには、そのまま負荷トルク制限処理を終了する。

次に、前記ステップＳ３のクラッチ制御処理では、図８に示すように、先ずステップＳ３００で、電磁クラッチ１０の切断条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、スリップ速度ΔＶ_Fが０以下である、又はモータ回転速度Ｎｍが所定値Ｎｍ１（例えば、車速３０ｋｍ／ｈ相当の値）以上であるかを判断して、クラッチ切断条件の成立を判定する。なお、スリップ速度ΔＶ_Fが０以下であるか否かは、２輪駆動のままでよいか、それとも４輪駆動に切換えるべきかを判断する処理であり、モータ回転速度Ｎｍが所定値Ｎｍ１以上であるか否かは、燃費や電動モータ３の耐久性などを考慮して、２輪駆動に切換えるべきか、それとも４輪駆動のままでよいかを判断する処理である。ここで、判定結果がΔＶ_F≦０であるとき、又はＮｍ≧Ｎｍ１であるときには、クラッチ切断条件が成立していると判断して、後述するステップＳ３０３に移行する。一方、判定結果がΔＶ_F＞０で、且つＮｍ＜Ｎｍ１であるときには、クラッチ切断条件は成立していないと判断して、ステップＳ３０１に移行する。

なお、本実施形態では、スリップ速度ΔＶ_Fに基づいて、２輪駆動のままでよいか、それとも４輪駆動に切換えるべきかを判断しているが、これに限定されるものではなく、目標負荷トルクＴｇ^*に基づいて判断してもよい。また、本実施形態では、モータ回転速度Ｎｍに基づいて、２輪駆動に切換えるべきか、それとも４輪駆動のままでよいかを判断しているが、これに限定されるものではなく、車速やモータ温度に基づいて判断してもよい。

ステップＳ３０１では、電磁クラッチ１０を締結状態に制御するクラッチ制御指令を電磁クラッチ１０に出力する。
続くステップＳ３０２では、電磁クラッチ１０の締結状態を示す締結フラグＦｃを“１”にセットしてからクラッチ制御処理を終了する。この締結フラグは、Ｆｃ＝１のときに電磁クラッチ１０が締結状態であることを示し、Ｆｃ＝０のときに電磁クラッチ１０が非締結状態であることを示す。

一方、前記ステップＳ３００から移行するステップＳ３０３では、締結フラグＦｃが“１”にセットされているか否かを判定する。この判定結果が電磁クラッチ１０の非締結状態を示すＦｃ＝０であるときには、そのままクラッチ制御処理を終了する。一方、判定結果が電磁クラッチ１０の締結状態を示すＦｃ＝１であるときには、ステップＳ３０４に移行する。なお、イグニッションスイッチをＯＮにしたときの初期設定では、Ｆｃ＝０にリセットされている。

ステップＳ３０４では、後述するモータ負荷Ｌ１の算出が済んだか否かを示す算出フラグＦａが“０”にリセットされているか否かを判定する。この判定結果がモータ負荷Ｌ１の算出が済んだことを示すＦａ＝１であるときには、後述するステップＳ３０８に移行する。一方、判定結果がモータ負荷Ｌ１の算出が済んでいないことを示すＦａ＝０であるときには、ステップＳ３０５に移行する。なお、イグニッションスイッチをＯＮにしたときの初期設定では、Ｆａ＝０にリセットされている。

ステップＳ３０５では、下記（６）式に示すように、電磁クラッチ１０を非締結状態にするクラッチ制御指令（以下、ＯＦＦ指令と称す）を出力する前のモータ負荷Ｌ１を算出する。このモータ負荷Ｌ１は、電磁クラッチ１０が締結状態にあるときのモータ負荷であり、モータ軸から後輪までのフリクションに相当する。ここで、Ｔｍは界磁電流Ｉｍ及び電機子電流Ｉａに基づいて算出されるモータトルク（駆動トルク）、Ｉｗはモータ軸から後輪までの固有の慣性モーメント、αｍはモータ回転速度Ｎｍに基づいて算出されるモータ回転加速度である。
Ｌ１＝Ｔｍ−Ｉｗ×αｍ ………（６）

続くステップＳ３０６では、電磁クラッチ１０を非締結状態にするＯＦＦ指令を電磁クラッチ１０に出力する。
続くステップＳ３０７では、算出フラグＦａを"１"にセットする。
続くステップＳ３０８では、下記（７）式に示すように、電磁クラッチ１０を非締結状態にするＯＦＦ指令を出力した後のモータ負荷Ｌ２を算出する。このモータ負荷Ｌ２は、クラッチ板の締結力、つまりクラッチ伝達トルクが徐々に失われてゆくことで、最終的に非締結状態となるまで徐々に減少してゆくモータ負荷であり、最終的に非締結状態となった時点で、モータ軸からクラッチ駆動側までのフリクションに相当することになる。ここで、モータトルクＴｍ、モータ回転加速度αｍについては、上記（６）式と同様であるが、Ｉｃはモータ軸からクラッチ駆動側までの固有の慣性モーメントである。
Ｌ２＝Ｔｍ−Ｉｃ×αｍ ………（７）

続くステップＳ３０９では、下記（８）式に示すように、モータ負荷Ｌ１からモータ負荷Ｌ２を減じた値（Ｌ１−Ｌ２）が、所定値ΔＬ以上であるか否かを判定する。ここで、（Ｌ１−Ｌ２）はクラッチ被動側から後輪までのフリクションに相当し、ΔＬは予め実験等から求めたクラッチ被動側から後輪までの理論上のフリクションに、若干の余裕代を減じた値である。この判定結果が（Ｌ１−Ｌ２）＜ΔＬであるときには、未だに電磁クラッチ１０が完全な非締結状態にはないと判断して、そのままクラッチ制御処理を終了する。一方、判定結果が（Ｌ１−Ｌ２）≧ΔＬであるときには、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態になったと判断してステップＳ３１０に移行する。
（Ｌ１−Ｌ２）≧ΔＬ ………（８）

すなわち、上記（８）式によれば、クラッチ板の締結力、つまりクラッチ伝達トルクが徐々に失われてゆくときに、モータ負荷Ｌ２が軽減されてゆき、クラッチ被動側から後輪までのフリクションに相当するはずの（Ｌ１−Ｌ２）が、予め実験等から求めたクラッチ被動側から後輪までの理論上のフリクションに基づいて算出されたΔＬ以上になるか（同等になるか）否かを判定することで、電磁クラッチ１０が完全な非締結状態であるか否かを判断する。
ステップＳ３１０では、締結フラグＦｃを“０”にリセットする。
続くステップＳ３１１では、算出フラグＦａを“０”にリセットしてからクラッチ制御処理を終了する。

次に、前記ステップＳ４のＧ／Ｍ制御処理では、図８に示すように、先ずステップＳ４００で、スリップ速度ΔＶ_Fが０より大きいか否かを判定する。この判定結果がΔＶ_F≦０であるときには、２輪駆動のままでよいと判断し、そのままＧ／Ｍ制御処理を終了する。一方、判定結果がΔＶ_F＞０であるときには、４輪駆動に切換えるべきと判断してステップＳ４０１に移行する。なお、本実施形態では、スリップ速度ΔＶ_Fに基づいて、２輪駆動のままでよいか、それとも４輪駆動に切換えるべきかを判断しているが、これに限定されるものではなく、目標負荷トルクＴｇ^*に基づいて判断してもよい。

ステップＳ４０１では、前述したクラッチ制御処理で締結フラグＦｃが“１”にセットされているか否かを判定する。この判定結果がＦｃ＝０であるときには、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態にあると判断し、そのままＧ／Ｍ制御処理を終了する。一方、判定結果がＦｃ＝０であるときには、電磁クラッチ１０が締結状態にあると判断してステップＳ４０２に移行する。

ステップＳ４０２では、フローチャート内で示すような制御マップを参照して、モータ回転数Ｎｍから目標モータ界磁電流Ｉｍ^*を算出する。ここで、目標界磁電流Ｉｍ^*は、モータ回転数Ｎｍが高速域に達すると、公知の弱め界磁制御によって小さくされる。すなわち、電動モータ３が高速回転すると誘起電圧が上昇してモータトルクＴｍが低下するので、界磁電流Ｉｍを小さくすることで誘起電圧の上昇を抑制し、モータトルクＴｍの低下防止を図る。

続くステップＳ４０３では、電動モータ３の界磁電流Ｉｍを目標界磁電流Ｉｍ^*に制御するモータ制御指令を電動モータ３に出力する。
続くステップＳ４０４では、目標負荷トルクＴｇ^*に基づいて目標モータトルクＴｍ^*を算出する。
続くステップＳ４０５では、フローチャート内に示すような制御マップを参照し、目標モータトルクＴｍ^*をパラメータとして電動モータ３の目標界磁電流Ｉｍ^*から目標電機子電流Ｉａ^*を算出する。

続くステップＳ４０６では、フローチャート内に示すような制御マップを参照し、目標界磁電流Ｉｍ^*をパラメータとしてモータ回転数Ｎｍから電動モータ３の誘起電圧Ｅを算出する。
続くステップＳ４０７では、下記（９）式に示すように、ジェネレータ７で発電する目標電圧Ｖ^*を算出する。ここで、Ｒは電動モータ３のコイルとパワーケーブル９の合成抵抗である。
Ｖ^*＝Ｉａ^*×Ｒ＋Ｅ ………（９）

続くステップＳ４０８では、ジェネレータ７の発電電圧Ｖを目標電圧Ｖ^*と一致させるためにジェネレータ７の界磁電流Ｉｇを調整する発電制御指令をレギュレータ２０に出力してＧ／Ｍ制御処理を終了する。
以上より、図８のステップＳ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０６の処理と、図９のＳ４００〜Ｓ４０２の処理とが「駆動制御手段」に対応し、図８のステップＳ３０２〜３０５、Ｓ３０７〜Ｓ３１１の処理が「非締結状態検知手段」に対応している。

次に、上記一実施形態の動作や作用効果について説明する。
今、アクセルペダル１６が大きく踏込まれたり、或いは降雨路、雪路、凍結路のように路面の摩擦係数が低かったりして、エンジン２によって駆動される前輪１ＦＬ・１ＦＲが加速スリップしたとする（ステップＳ１０１の判定が“Yes”）。
このとき、エンジン２に対するジェネレータ７の目標負荷トルクＴｇ^*が、前輪１ＦＬ・１ＦＲのスリップ速度ΔＶ_Fに応じて算出され（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）、この目標負荷トルクＴｇ^*に基づいてジェネレータ７の発電が開始される（ステップＳ４０４〜Ｓ４０８）。こうして、加速スリップで損失する回転エネルギーを電気エネルギーに変換するときに、エンジン２の出力が抑制されることになり、前輪１ＦＬ・１ＦＲの加速スリップを抑制することができる。

また、ジェネレータ７で発電された電力が電動モータ３に供給され、電動モータ３によって後輪１ＲＬ・１ＲＲを駆動することにより（ステップＳ４０２、Ｓ４０３）、エネルギー効率を向上させるだけでなく、スムーズで安定した発進性能と走行性能を発揮することができる。
また、Ｖベルト６のベルト伝動でジェネレータ７の発電を行う際、このジェネレータ７の目標負荷トルクＴｇ^*を伝動トルク上限値Ｔslip以下に制限することにより（ステップＳ２０７、Ｓ２０８）、ベルトスリップの発生を確実に防止することができる。

ところで、電動モータ３を駆動しないときには、フリクション損失を小さい状態に保って燃費の悪化を防ぐために、電磁クラッチ１０を非締結状態にするが、完全に非締結状態となる前に電動モータ３の駆動を停止すると、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態となるときにショックが発生するので、電磁クラッチ１０に非締結状態となるようにＯＦＦ指令を出力してから、所定時間が経過するまで電動モータ３の駆動を継続することが考えられる。しかしながら、所定時間が経過する前に、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態になると、電動モータ３の駆動が無駄になるばかりか、ロータアンバランスによる振動が増大したり、耐久性に優れた電動モータが必要になることでコストアップの要因となったりする、という問題がある。

特に本実施形態のような湿式クラッチ等を採用している場合には、オイルの粘性が高かったりクラッチ板が大きかったりすると、クラッチ板の間にオイルが浸入する時間が長くなるので、クラッチ板が完全に非締結状態となるまでの時間、つまり引きずり時間が長くなる。そのため、電磁クラッチ１０に非締結状態となるようにＯＦＦ指令を出力してから、電動モータ３の駆動を継続すべき所定時間を、オイルの粘性（温度）やクラッチ板の大きさ等を考慮して長く設定せざるを得ないので、上記の問題が顕著になる。

そこで、本実施形態では、電動モータ３による後輪１ＲＬ・１ＲＲの駆動を停止する際、電磁クラッチ１０へのＯＦＦ指令の出力によって非締結制御を開始し（ステップＳ３０６）、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態となったら（ステップＳ３０９の判定が“Yes”）、締結フラグＦｃを“０”にリセットし（ステップＳ３１０）、電動モータ３の駆動を停止する（ステップＳ４０１の判定が“No”）。

これによれば、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態になってから、電動モータ３の駆動を停止することができるので、電動モータ３の駆動時間を可及的に短縮することができる。したがって、不必要に電動モータ３を駆動して、ロータアンバランスによる振動が増大したり、耐久性に優れた電動モータが必要になることでコストアップの要因となったりすることを回避できる。
また、電磁クラッチ１０の非締結状態を、モータトルクＴｍとモータ回転加速度αｍとに応じて算出されるモータ負荷Ｌ１及びＬ２に基づいて検知することで（ステップＳ３０４〜Ｓ３０９）、電磁クラッチ１０の非締結状態を、精度よく且つ容易に検知することができる。

すなわち、ＯＦＦ指令を出力した後のモータ負荷Ｌ２と、ＯＦＦ指令を出力する前のモータ負荷Ｌ１との差（Ｌ１−Ｌ２）が、所定値ΔＬ以上となるときに、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態であると検知している。このように、クラッチ被動側から後輪までのフリクションに相当するはずの（Ｌ１−Ｌ２）と、予め実験等から求めたクラッチ被動側から後輪までの理論上のフリクションに基づいて算出されたΔＬと、を比較するという方法で、精度よく容易に電磁クラッチ１０の非締結状態を検知することができる。

なお、上記の一実施形態では、電動モータ３と後輪１ＲＬ・１ＲＲとの間に、湿式クラッチを介装しているが、これに限定されるものではない。要は、クラッチを非締結状態にする非締結制御を開始してから、つまりクラッチ制御指令を出力してから、完全に非締結状態となるまでの時間が変動し得るクラッチであれば、如何なるクラッチを採用した場合にも本発明を適用することができる。

また、上記の一実施形態では、前記ステップＳ３０９の処理で、モータ負荷Ｌ１からモータ負荷Ｌ２を減じた値（Ｌ１−Ｌ２）が、所定値ΔＬ以上であるか否かを判定することで、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態になっているか否かを判断しているが、これに限定されるものではない。すなわち、電磁クラッチ１０が完全に非締結状態となるときには、電動モータ３はクラッチ被動側より下流の負荷から解放されることになるので、例えばＯＦＦ指令を出力した後のモータ負荷Ｌ２が所定値以下となったときや、モータ負荷Ｌ２の減少速度が所定値以上となったときに、電磁クラッチ１０の非締結状態であると判断するようにしてもよい。要は、少なくともモータトルクＴｍ及びモータ回転加速度αｍに応じて算出されるモータ負荷に基づいて、電磁クラッチ１０の非締結状態が検知できればよい。

また、上記一実施形態では、エンジン回転数Ｎｅに応じて伝動トルク上限値Ｔslipを算出しているが、これに限定されるものではなく、例えば車速に応じて伝動トルク上限値Ｔslipを算出してもよい。
また、上記一実施形態では、目標電圧Ｖ^*に応じて界磁電流Ｉｇを調整することによりジェネレータ７の発電を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、目標電機子電流Ｉａ^*と実際の電機子電流Ｉａとの偏差ΔＩａに比例制御ゲインを乗じてジェネレータ界磁電流Ｉｇを算出し、このジェネレータ界磁電流Ｉｇに応じて算出するデューティ比に基づいてジェネレータ７の発電を制御してもよい。

また、上記の一実施形態では、電動モータ３に直流モータを使用しているが、これに限定されるものではなく、交流モータを使用してもよい。
さらに、上記一実施形態では、前輪１ＦＬ・１ＦＲが加速スリップしたときにだけ、ジェネレータ７の発電を開始して４輪駆動に切換えているが、これに限定されるものでない。前輪１ＦＬ・ＦＲが加速スリップしていないときでも、アクセル開度に応じて４輪駆動に切換えたり、或いは運転者によって２輪駆動と４輪駆動の切換えが可能なセレクトスイッチの信号に応じて４輪駆動に切換えたりしてもよい。

さらに、上記一実施形態では、ジェネレータ７で発電した電力を電動モータ３のみに供給しているが、これに限定されるものでなく、バッテリ、点火装置、始動装置、エアコンディショナ等の電装品に供給してもよい。
また、上記の一実施形態では、前輪１ＦＬ・１ＦＲをエンジン２で駆動する主駆動輪とし、後輪１ＲＬ・１ＲＲを電動モータ３で駆動可能な補助駆動輪としているが、これに限定されるものではなく、後輪１ＲＬ・１ＲＲを主駆動輪とし、前輪１ＦＬ・１ＦＲを補助駆動輪としてもよい。
さらに、上記の一実施形態では、本発明を４輪車両に適用しているが、２輪車両や３輪車両、或いは５輪以上の車両に適用してもよい。

本発明の概略構成図である。本発明の概略構成を示す回路図である。４ＷＤ制御処理を示すフローチャートである。負荷トルク演算処理を示すフローチャートである。負荷トルク制限処理を示すフローチャートである。エンジントルクＴｅの算出に用いる制御マップである。伝動トルク上限値Ｔslipの算出に用いる制御マップである。クラッチ制御処理を示すフローチャートである。Ｇ／Ｍ制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＦＬ・１ＦＲ前輪
１ＲＬ・１ＲＲ後輪
２エンジン
３電動モータ（電動機）
４オートマチックトランスアクスル
６Ｖベルト
７ジェネレータ
８パワーケーブル
９減速機
１０電磁クラッチ（クラッチ）
１１ディファレンシャルギヤ
１２吸気管路
１３スロットルバルブ
１４エンジンコントローラ
１５アクセルセンサ
１６アクセルペダル
１７スロットルモータ
１９４ＷＤコントローラ
２０レギュレータ
２１ジャンクションボックス
２２メインリレー
２３電流センサ
２４サーミスタ
２５モータ回転センサ
２６エンジン回転数センサ
２７スロットルセンサ
２８ＦＬ〜２８ＲＲ車輪速センサ
Ｉｇジェネレータの界磁電流
Ｖ発電電圧（Ｖ^*は目標値）
Ｎｇジェネレータ回転数
Ｉａ電機子電流（Ｉａ^*は目標値）
Ｉｍ電動モータの界磁電流（Ｉｍ^*は目標値）
Ｅ電動モータの誘起電圧
Ｎｍモータ回転数
Ｔｇジェネレータの負荷トルク（Ｔｇ^*は目標値）
Ｔｅエンジントルク
Ｔslip 伝動トルク上限値
Ｌ１ＯＦＦ指令を出力する前のモータ負荷
Ｌ２ＯＦＦ指令を出力した後のモータ負荷
Ｔｍモータトルク
αｍモータ回転加速度

Claims

車輪を駆動可能な電動機と、前記車輪と前記電動機との間に介装されたクラッチと、前記電動機及び前記クラッチを駆動制御する駆動制御手段と、を備えた車両用駆動制御装置において、
前記クラッチの非締結状態を検知する非締結状態検知手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記電動機による前記車輪の駆動を停止する際、前記クラッチを非締結状態にする非締結制御を開始してから、前記非締結状態検知手段で当該クラッチの非締結状態を検知したときに、前記電動機の駆動を停止し、
前記非締結状態検知手段は、少なくとも前記駆動制御手段が前記非締結制御を開始した後の、前記電動機の駆動トルク、及び前記電動機の回転加速度に応じて算出される電動機負荷の減少状態に基づいて、前記クラッチの非締結状態を検知することを特徴とする車両用駆動制御装置。
前記非締結状態検知手段は、前記駆動制御手段が前記非締結制御を開始した後の前記電動機負荷と、当該非締結制御を開始する前の前記電動機負荷との差が、所定値以上となるときに、前記クラッチの非締結状態であると検知することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。