JP4215957B2

JP4215957B2 - 前後輪駆動車両の制御装置

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Publication number: JP4215957B2
Application number: JP2001041868A
Authority: JP
Inventors: 泰彦須合; 直樹内山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: JP2002240585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後の車輪の一方をエンジンで駆動し、他方を電気モータで駆動する前後輪駆動車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の制御装置として、例えば特開平９−３１５１６４号公報に記載されたものが知られている。この前後輪駆動車両では、前輪がエンジンで、後輪が電気モータでそれぞれ駆動される。電気モータは後輪駆動系を介して後輪に連結されており、この後輪駆動系は、後輪と電気モータとの間を接続・遮断するクラッチを有している。この制御装置では、電気モータおよびエンジンの運転がコントローラにより制御されるとともに、クラッチは、車速が第１の所定速度より低いときに接続され、車速が第１の所定車速よりも高い第２の所定車速に達したときに遮断される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、この従来の制御装置では、クラッチが車速に応じて制御されるにすぎず、車速が第２の所定車速に達しないかぎりクラッチが接続状態に保持されるため、コントローラや電気モータなどが故障したときに、電気モータを適切に保護できないという問題がある。例えばコントローラが故障したときには、電気モータが適切に制御されないことにより、これが過負荷運転または過回転運転されることによって、電気モータが破損または故障するおそれがある。これと同様に、後輪駆動系が故障したとき、例えばそのいずれかのギヤ同士がロック状態になったときには電気モータが過負荷運転されるおそれがあるとともに、ギヤ同士の噛み合いが外れることにより電気モータが空回りする状態のときには、これが過回転運転されるおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、前後の車輪の一方をエンジンで駆動し、他方をその駆動系を介して電気モータで駆動する前後輪駆動車両において、電気モータおよびその制御系などを含む制御駆動系が故障したときに、電気モータを保護することができるとともに、燃費を向上させることができる前後輪駆動車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の請求項１に係る発明は、前後の車輪の一方（前輪４，４）をエンジン３で駆動し、他方（後輪６，６）をクラッチ８および差動装置（リヤ差動機構９）を含む車輪駆動系（後輪駆動機構１８）を介して電気モータ５で駆動し、クラッチ８を電気モータ５と差動装置（リヤ差動機構９）との間に配置し、差動装置（リヤ差動機構９）をクラッチ８と他方の車輪（後輪６，６）との間に配置するとともに、クラッチ８により電気モータ５と差動装置（リヤ差動機構９）との間を接続・遮断する前後輪駆動車両２の制御装置１であって、電気モータ５に接続され、電気モータ５を制御するモータ制御手段（ＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ＰＤＵ２４）と、モータ制御手段と電気モータ５との間を電気的に遮断する遮断手段（ＮＦＢ２５）と、クラッチ８を駆動するクラッチ駆動手段（クラッチ駆動機構１１）と、モータ制御手段（ＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ＰＤＵ２４）と電気モータ５と車輪駆動系（後輪駆動機構１８）とを含むモータ駆動制御系１９が故障しているか否かを判定する故障判定手段（ＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ステップ１８）と、故障判定手段によりモータ駆動制御系１９が故障していると判定されているときに、電気モータ５とモータ制御手段（ＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ＰＤＵ２４）との間を電気的に遮断するように遮断手段（ＮＦＢ２５）を制御するとともに、クラッチ８を遮断するようにクラッチ駆動手段（クラッチ駆動機構１１）を制御する車両制御手段（ＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ステップ１９，２０）と、モータ制御手段（ＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ＰＤＵ２４）により電気モータ５が制御されたときに、他方の車輪（後輪６，６）において得られるべき回転状態を表す推定回転パラメータ（推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴ）を算出する推定回転パラメータ算出手段（ＭＧ・ＥＣＵ２２、ステップ１７）と、他方の車輪（後輪６，６）の実際の回転状態を表す実回転パラメータ（実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴ）を検出する実回転パラメータ検出手段（ＭＧ・ＥＣＵ２２、レゾルバ３２、ステップ１７）と、を備え、故障判定手段（ＭＧ・ＥＣＵ２２）は、検出された実回転パラメータ（実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴ）と、算出された推定回転パラメータ（推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴ）との比較結果（ステップ１８の判別結果）に応じてモータ駆動制御系１９の故障を判定することを特徴とする。
【０００６】
この前後輪駆動車両の制御装置によれば、故障判定手段によりモータ制御手段と電気モータと車輪駆動系とを含むモータ駆動制御系が故障していると判定されているときに、遮断手段によりモータ制御手段と電気モータとの間が電気的に遮断されるとともに、クラッチ駆動手段によりクラッチが遮断される。このように、モータ駆動制御系が故障しているときに、電気モータを、モータ制御手段に対して電気的に遮断された状態に保持できるので、例えばモータ制御手段の故障による電気モータの過回転運転および過負荷運転を確実に防止でき、これを保護することができる。また、モータ駆動制御系が故障しているときに、クラッチにより電気モータを他方の車輪に対して機械的に遮断された状態に保持できるので、例えば車輪駆動系の故障による電気モータの過負荷運転および過回転運転を確実に防止でき、これを保護することができる。また、クラッチによる機械的な遮断により、例えば電気モータが故障しているときには、電気モータが走行抵抗になるのを防止できるので、その分、エンジンの燃費を向上させることができる。さらに、モータ駆動制御系の故障が、検出された実回転パラメータと、算出された推定回転パラメータとの比較結果に応じて判定される。この推定回転パラメータは、モータ駆動制御系が正常な状態にある場合に電気モータの制御により得られるべき他方の車輪の回転状態を表すものである一方、実回転パラメータは、電気モータによる駆動制御の結果としての他方の車輪の実際の回転状態を表すものである。したがって、これらの２つの回転パラメータを比較することより、モータ駆動制御系が故障しているか否かを判定することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の前後輪駆動車両２の制御装置１において、エンジン３により一方の車輪（前輪４，４）を駆動するためのエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧを設定するエンジン目標駆動力設定手段（ＭＧ・ＥＣＵ２２、ステップ２）と、電気モータ５により他方の車輪（後輪６，６）を駆動するためのモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴを設定するモータ目標駆動力設定手段（ＭＧ・ＥＣＵ２２、ステップ２）と、モータ駆動制御系１９が故障していると判定されているとき（ステップ３の判別結果がＹＥＳのとき）に、エンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧをモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴに応じて補正する目標駆動力補正手段（ＭＧ・ＥＣＵ２２、ステップ４）と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
この前後輪駆動車両の制御装置によれば、モータ駆動制御系が故障していると判定されているときには、エンジン目標駆動力がモータ目標駆動力に応じて補正される。したがって、上述したように、モータ駆動制御系が故障していることによって電気モータにより他方の車輪が駆動されない場合には、それに起因する車両全体としての駆動力不足を、エンジンの駆動力で補うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る前後輪駆動車両の制御装置について説明する。図１は、本発明による制御装置１を適用した前後輪駆動車両（以下「車両」という）２の概略構成を示している。同図に示すように、この車両２は、左右の前輪４，４（前後の車輪の一方）をエンジン３で駆動するとともに、左右の後輪６，６（前後の車輪の他方）を電気モータ（以下「モータ」という）５で駆動するタイプのものである。
【００１２】
エンジン３は、車両２の前部に横置きに搭載されており、自動変速機３ａ、フロント差動機構３ｂおよび左右の前車軸７，７などを介して、左右の前輪４，４に接続されている。
【００１３】
一方、モータ５は、後輪駆動機構１８を介して左右の後輪６，６に接続されている。この後輪駆動機構１８（車輪駆動系）は、クラッチ８、リヤ差動機構９、左右の後車軸１０，１０およびクラッチ駆動機構１１などで構成されている。さらに、モータ５は、車両２の走行エネルギにより回転駆動されているときに発電するジェネレータとしての機能を有している。このモータ５で発電した回生電力は、後述する主バッテリ２６に充電される。
【００１４】
クラッチ８は、スリーブ、シンクロナイザハブおよびブロッキングリング（いずれも図示せず）などから成るサーボシンクロメッシュタイプのものであり、例えば特公昭４８−２４０９６号公報に記載されたものと同様に構成されている。このスリーブは、クラッチ８が接続される接続位置と遮断される遮断位置との間でスライド自在であり、クラッチ駆動機構１１により、これらの２つの位置の一方に駆動される。
【００１５】
クラッチ駆動機構１１（クラッチ駆動手段）は、モータ５、クラッチ８およびリヤ差動機構９に近接した位置に配置され、これらとともに図示しないケーシング内に収容されている。このケーシングの下部は、オイルを貯えるオイルパン（図示せず）を構成している。また、クラッチ駆動機構１１は、オイルポンプ１２、電磁弁１３、アキュムレータ１４および油圧アクチュエータ１５などで構成されている。
【００１６】
オイルポンプ１２の吸い込み口（図示せず）は、オイルパン内のオイル中に位置し、吐出口（図示せず）は、油路１６を介して電磁弁１３およびアキュムレータ１４に接続されている。また、オイルポンプ１２は、互いに噛み合う２つの歯車（図示せず）を内蔵した歯車ポンプタイプのものであり、一方の歯車は、図示しないギヤ機構を介して後車軸１０に連結されている。この構成により、オイルポンプ１２は、車輪６の回転中、後車軸１０により常に回転駆動されることによって、油圧を発生し、その油圧を電磁弁１３側およびアキュムレータ１４側に供給する。
【００１７】
また、アキュムレータ１４は、オイルポンプ１２と電磁弁１３の間に並列に設けられており、オイルポンプ１２が発生した油圧を蓄える。このアキュムレータ１４は、後述するように、オイルポンプ１２の停止中に、蓄えた油圧を電磁弁１３を介して油圧アクチュエータ１５に供給することにより、クラッチ８の接続・遮断を行うためのものであり、このようなクラッチ８の接続・遮断を複数回、繰り返して実行できるような容量を備えている。
【００１８】
さらに、アキュムレータ１４とオイルポンプ１２の間には、アキュムレータ１４側との油路１６の分岐部よりも上流側の位置に、図示しないワンウェイバルブが設けられており、このワンウェイバルブにより、オイルが油路１６内を電磁弁１３側およびアキュムレータ１４側からオイルポンプ１２側に逆流するのが阻止される。これにより、アキュムレータ１４に蓄えられた油圧は、オイルポンプ１２の停止中、油圧アクチュエータ１５によりクラッチ８が駆動されない限り、低下することなく一定に保持される。
【００１９】
また、電磁弁１３は、３方弁タイプのものであり、クラッチ８の接続用および遮断用の２つの油路１７ａ，１７ｂを介して、油圧アクチュエータ１５に接続されている。この電磁弁１３は、後述するＭＧ・ＥＣＵ２２に電気的に接続されており、油圧アクチュエータ１５への油圧の供給路を、ＭＧ・ＥＣＵ２２から駆動信号が入力されたときには遮断用の油路１７ｂから接続用の油路１７ａに切り換える。これにより、油圧アクチュエータ１５は、クラッチ８のスリーブを接続位置に駆動し、クラッチ８を接続する。また、電磁弁１３は、駆動信号が入力されている限り、油圧アクチュエータ１５への油圧の供給路を接続用の油路１７ａに保持する。これにより、クラッチ８が接続状態に保持される。
【００２０】
一方、電磁弁１３は、ＭＧ・ＥＣＵ２２からの駆動信号の入力が停止されたときには、油圧アクチュエータ１５への油圧の供給路を接続用の油路１７ａから遮断用の油路１７ｂに切り換える。これにより、油圧アクチュエータ１５は、クラッチ８のスリーブを遮断位置に駆動し、クラッチ８を遮断する。また、電磁弁１３は、駆動信号の入力が停止されている限り、油圧アクチュエータ１５への油圧の供給路を遮断用の油路１７ｂに保持する。これにより、クラッチ８が遮断状態に保持される。
【００２１】
一方、制御装置１は、エンジン３を主に制御するためのＥＮＧ・ＥＣＵ２０と、モータ５を主に制御するためのＭＯＴ・ＥＣＵ２１と、エンジン３およびモータ５を含めて車両２全体を制御するためのＭＧ・ＥＣＵ２２とを備えている。これら３つのＥＣＵ２０〜２２はいずれも、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏインターフェースおよびウォッチドグタイマなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。また、３つのＥＣＵ２０〜２２はいずれも、補機バッテリ２３に電気的に接続されており、この補機バッテリ２３からの電力供給により作動する。これらのＥＣＵ２０〜２２への補機バッテリ２３からの電力供給は、図示しないイグニッション・スイッチがＯＮされたときに開始され、ＯＦＦされたときに停止される。また、ＭＧ・ＥＣＵ２２は、ＥＮＧ・ＥＣＵ２０およびＭＯＴ・ＥＣＵ２１に接続されている。
【００２２】
ＥＮＧ・ＥＣＵ２０は、ＭＧ・ＥＣＵ２２が算出した後述するエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧなどに応じて、燃料噴射弁や点火プラグなどを駆動することにより、エンジン３の運転を制御する。
【００２３】
ＭＯＴ・ＥＣＵ２１（モータ制御手段、故障判定手段、車両制御手段）は、ＰＤＵ２４およびＮＦＢ（ノーヒューズブレーカ）２５を介して、モータ５に接続されている。このＰＤＵ２４（モータ制御手段）は、モータ５の駆動回路であり、主バッテリ２６に接続されている。ＭＯＴ・ＥＣＵ２１は、ＰＤＵ２４を介してモータ５の運転を制御する。具体的には、ＭＧ・ＥＣＵ２２から入力される後述するモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴなどに応じて、モータ５への主バッテリ２６からの電力供給を制御することによりモータ５の運転を制御する。
【００２４】
また、ＮＦＢ２５（遮断手段）は、ＰＤＵ２４とモータ５の間に設けられており、これらの間を接続・遮断する接点２５ａと、電磁弁１３と後述するリレー２７の間を接続・遮断する接点２５ｂと、２つの接点２５ａ，２５ｂを開放するためのソレノイド２５ｃと、図示しないスイッチとを備えている。
【００２５】
このＮＦＢ２５では、そのスイッチがＯＮされたときに、接点２５ａ，２５ｂがいずれも閉鎖状態に機械的に保持され、それにより、ＰＤＵ２４とモータ５の間、および電磁弁１３とリレー２７の間がいずれも通電可能状態に保持される。また、ＮＦＢ２５は、過電流がＰＤＵ２４とモータ５の間に流れたときなどには、トリップする。すなわち、ソレノイド２５ｃのコイルに電流が流れることにより、ソレノイド２５ｃの電磁力によって接点２５ａ，２５ｂが開放されるとともに、それらの開放状態が機械的に保持される。
【００２６】
さらに、ＮＦＢ２５は、そのソレノイド２５ｃがＭＯＴ・ＥＣＵ２１および前記ＭＧ・ＥＣＵ２２にそれぞれ接続されており、２つのＥＣＵ２１，２２の一方からのトリップ信号が入力されたときも、上記のようにトリップする。
【００２７】
一方、ＭＧ・ＥＣＵ２２（モータ制御手段、故障判定手段、車両制御手段、推定回転パラメータ算出手段、実回転パラメータ検出手段、エンジン目標駆動力設定手段、モータ目標駆動力設定手段、目標駆動力補正手段）は、リレー２７および上記接点２５ａを介して、電磁弁１３に接続されている。リレー２７は、ＭＧ・ＥＣＵ２２と電磁弁１３の間を接続・遮断する接点２７ａと、この接点２７ａを閉鎖するためのソレノイド２７ｂなどを備えている。このソレノイド２７ｂは、ＭＧ・ＥＣＵ２２に接続されており、ＭＧ・ＥＣＵ２２からの駆動電流により励磁される。
【００２８】
また、接点２７ａは、ａ接点タイプのものであり、ソレノイド２７ｂが励磁状態のときには、その電磁力により閉鎖されることによって、ＭＧ・ＥＣＵ２２と電磁弁１３の間を接続する一方、非励磁状態のときには、開放されることにより、ＭＧ・ＥＣＵ２２と電磁弁１３の間を遮断する。これにより、例えばＭＧ・ＥＣＵ２２に供給される電源電圧が低下することなどにより、ＭＧ・ＥＣＵ２２からの駆動電流がリレー２７に入力されないときには、接点２７ａが開放されることによって、ＭＧ・ＥＣＵ２２と電磁弁１３の間が遮断され、それにより、クラッチ８が遮断される。
【００２９】
また、ＭＧ・ＥＣＵ２２には、アクセル開度センサ３０、車輪回転数センサ３１、レゾルバ３２および近接センサ３３がそれぞれ接続されている。このアクセル開度センサ３０は、図示しないアクセルペダルに近接して配置されており、アクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）θＡＰを検出し、その検出信号をＭＧ・ＥＣＵ２２に出力する。
【００３０】
車輪回転数センサ３１は、前輪４，４および後輪６，６にそれぞれ近接して設けられた４つの磁気ピックアップ式センサ（１つのみ図示）で構成されており、これらの車輪回転数センサ３１から、各車輪回転数を表すパルス信号がＭＧ・ＥＣＵ２２にそれぞれ出力される。
【００３１】
また、レゾルバ３２（実回転パラメータ検出手段）はモータ５のモータ回転数ＮＭＯＴを検出し、その検出信号をＭＧ・ＥＣＵ２２に出力する。さらに、近接センサ３３は、クラッチ８のスリーブに近接して配置されており、スリーブが前述した接続位置にあるか否かを表す検出信号を、ＭＧ・ＥＣＵ２２に出力する。ＭＧ・ＥＣＵ２２は、前述したＭＯＴ・ＥＣＵ２１、ＰＤＵ２４、モータ５、後輪駆動機構１８およびセンサ３０〜３３などとともに、後輪６を駆動制御するためのモータ駆動制御系１９を構成している。
【００３２】
以下、図２を参照しながら、ＭＧ・ＥＣＵ２２により実行される目標駆動力の算出処理について説明する。本処理は、エンジン３およびモータ５により前輪４および後輪６をそれぞれ駆動するためのエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧおよびモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴを算出するためのものであり、所定の時間（例えば１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
【００３３】
まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、車両２の状態を検出する。具体的には、前述した各種センサ３０〜３３からの検出信号などを読み込み、車両２が前進、停止および後退のいずれの走行状態にあるかを判定するとともに、車輪回転数センサ３１の検出信号に基づいて、車速ＶＣＡＲを算出する。
【００３４】
次に、ステップ２に進み、ステップ１で算出した車速ＶＣＡＲおよびアクセル開度θＡＰに応じ、図示しないマップを検索することにより、車両２全体の目標駆動力ＦＣＭＤを算出する。これと同時に、車両２の走行状態に応じて、モータ５により後輪６を駆動するためのモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴ（モータ目標駆動力）を算出し、これと目標駆動力ＦＣＭＤに応じて、エンジン３により前輪４を駆動するためのエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧ（エンジン目標駆動力）を算出する。
【００３５】
次いで、ステップ３に進み、モータ系故障判定フラグＦ＿ＭＯＴＥＲＲが「１」であるか否かを判別する。このモータ系故障判定フラグＦ＿ＭＯＴＥＲＲは、後述するように、モータ駆動制御系１９が故障していると判定されているときに「１」に、正常であると判定されているときに「０」にそれぞれセットされるものである。
【００３６】
この判別結果がＹＥＳで、モータ駆動制御系１９が故障していると判定されているときには、ステップ４に進み、ステップ２で算出したエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧに、補正係数ＫＭＯＴとモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴの積を加算した値を、エンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧの今回値として設定する。この補正係数ＫＭＯＴは、車両２の走行状態に応じて、所定範囲（例えば０＜ＫＭＯＴ≦１．０）の値に設定される。
【００３７】
次に、ステップ５に進み、ステップ４で算出したエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧを、ＥＮＧ・ＥＣＵ２０に出力した後、本処理を終了する。これによって、エンジン３は、ＥＮＧ・ＥＣＵ２０により、エンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧに基づいて制御される。
【００３８】
一方、前記ステップ３の判別結果がＮＯで、モータ駆動制御系１９が正常な状態にあると判定されているときには、ステップ６に進み、ステップ２で算出したエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧおよびモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴをそのまま、ＥＮＧ・ＥＣＵ２０およびＭＯＴ・ＥＣＵ２１にそれぞれ出力し、本処理を終了する。これによって、エンジン３は、ＥＮＧ・ＥＣＵ２０により、エンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧに基づいて制御され、モータ５は、ＭＯＴ・ＥＣＵ２１により、モータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴに基づいて制御される。
【００３９】
以下、図３を参照しながら、ＭＧ・ＥＣＵ２２により実行される故障判定処理について説明する。本処理は、モータ駆動制御系１９のうちのＭＧ・ＥＣＵ２２以外の部分の故障判定を行うものであり、所定の時間（例えば１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
【００４０】
まず、ステップ１０において、判定処理実行中フラグＦ＿ＭＯＴＣＨＫが「１」であるか否かを判別する。この判定処理実行中フラグＦ＿ＭＯＴＣＨＫは、後述するように、本判定処理の実行中に「１」にセットされるものである。
【００４１】
この判別結果がＮＯで、本判定処理を実行中でないときには、ステップ１１に進み、故障判定の実行条件が成立しているか否かを判別する。このステップ１１では、例えば車速ＶＣＡＲが所定速度以下であること、加速中であること、クラッチ８が接続状態にあること、およびモータ系故障判定フラグＦ＿ＭＯＴＥＲＲが「０」であることなどがいずれも成立しているときに、故障判定の実行条件が成立していると判別される。
【００４２】
この判別結果がＮＯで、故障判定の実行条件が不成立のときには、本処理を終了する一方、判別結果がＹＥＳで、故障判定の実行条件が成立しているときには、ステップ１２に進み、現時点のモータ回転数ＮＭＯＴをモータ回転数の前回値ＮＭＯＴＯＬＤとしてセットする。
【００４３】
次いで、ステップ１３に進み、前記ステップ２で算出したエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧおよびモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴ基づいて、現時点から所定時間後に上昇しているべきモータ回転数ＮＭＯＴの上昇分である推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴ（推定回転パラメータ）を算出する。
【００４４】
次に、ステップ１４に進み、ダウンカウント式のタイマに所定のタイマ値をセットした後、これをスタートさせる。
【００４５】
次いで、ステップ１５に進み、判定処理実行中フラグＦ＿ＭＯＴＣＨＫを「１」にセットした後、ステップ１６に進む。この判定処理実行中フラグＦ＿ＭＯＴＣＨＫを「１」にセットした後は、ステップ１の判別結果がＹＥＳとなるので、以上のステップ１１〜１５をスキップして、ステップ１６に進む。
【００４６】
このステップ１６では、タイマがタイムアップしたか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、タイムアップしていないときには、本処理を終了する一方、判別結果がＹＥＳで、ステップ１３の実行後、所定時間が経過したときには、ステップ１７に進み、実際のモータ回転数ＮＭＯＴの上昇分である実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴ（実回転パラメータ）を算出する。この実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴは、タイムアップ時のモータ回転数ＮＭＯＴと、前記ステップ１２で求めた前回値ＮＭＯＴＯＬＤとの差として算出される（ＤＮＭＯＴ＝ＮＭＯＴ−ＮＭＯＴＯＬＤ）。
【００４７】
次に、ステップ１８に進み、ステップ１７で算出した実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴが推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＤＮＭＯＴ＜ＤＮＭＯＴＥＳＴであるときには、加速制御中であるにもかかわらず、実際にはモータ回転数ＮＭＯＴが上昇しないことにより、モータ駆動制御系１９が故障していると判定して、ステップ１９に進み、それを表すためにモータ系故障判定フラグＦ＿ＭＯＴＥＲＲを「１」にセットする。
【００４８】
次いで、ステップ２０に進み、トリップ信号をＮＦＢ２５に出力する。これにより、ＮＦＢ２５がトリップすることによって、ＰＤＵ２４とモータ５の間、およびリレー２７と電磁弁１３の間がそれぞれ遮断される。これにより、それ以降、モータ５は、ＭＯＴ・ＥＣＵ２１およびＰＤＵ２４に対して電気的に遮断されるとともに、クラッチ８により後輪６に対して機械的に遮断される。次に、ステップ２１に進み、故障判定処理が終了したことを表すために判定処理実行中フラグＦ＿ＭＯＴＣＨＫを「０」にセットした後、本処理を終了する。
【００４９】
一方、ステップ１８の判別結果がＹＥＳで、ＤＮＭＯＴ≧ＤＮＭＯＴＥＳＴであるときには、モータ回転数ＮＭＯＴが実際に適切に上昇していることにより、モータ駆動制御系１９が正常な状態にあるとして、ステップ２２に進み、それを表すためにモータ系故障判定フラグＦ＿ＭＯＴＥＲＲを「０」にセットし、次いで、上記ステップ２１を実行した後、本処理を終了する。
【００５０】
また、ＭＧ・ＥＣＵ２２は、以上の故障判定処理に加えて、所定周期で実行されるウォッチドグ処理によりＭＯＴ・ＥＣＵ２１の故障判定を行う。すなわち、ＭＯＴ・ＥＣＵ２１のウォッチドグタイマのタイマ値は、所定のプログラムが実行されるごとにリセットされるようになっていて、ＭＧ・ＥＣＵ２２は、ウォッチドグタイマのタイマ値を監視することにより、ＭＯＴ・ＥＣＵ２１が故障しているか否かを判定する。そして、このウォッチドグ処理によりＭＯＴ・ＥＣＵ２１が故障していると判定されたときには、前記ステップ２０と同様に、トリップ信号をＮＦＢ２５に出力することにより、モータ５を、後輪６に対して機械的に遮断すると同時に、ＰＤＵ２４に対して電気的に遮断する。
【００５１】
一方、ＭＯＴ・ＥＣＵ２１も、上記と同様のウォッチドグ処理によりＭＧ・ＥＣＵ２２の故障判定を実行するとともに、その判定結果がＭＧ・ＥＣＵ２２の故障状態を示しているときには、上記と同様に、トリップ信号をＮＦＢ２５に出力することにより、モータ５を、後輪６に対して機械的に遮断すると同時に、ＰＤＵ２４に対して電気的に遮断する。
【００５２】
以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、ＭＧ・ＥＣＵ２２による図３の故障判定処理によりモータ駆動制御系１９のうちのＭＧ・ＥＣＵ２２以外の部分の故障判定が実行される。また、ウォッチドグ処理によりＭＯＴ・ＥＣＵ２１およびＭＧ・ＥＣＵ２２の故障判定が実行される。そして、それらの判定結果のいずれかが故障状態を示しているときには、ＮＦＢ２５によりＰＤＵ２４とモータ５の間が遮断される。これにより、モータ５は、ＭＧ・ＥＣＵ２２、ＭＯＴ・ＥＣＵ２１およびＰＤＵ２４に対して電気的に遮断状態に保持されるので、これらのうちのいずれかの故障によるモータ５の過回転運転および過負荷運転を確実に防止でき、これを保護することができる。これに加えて、判定結果が故障状態を示しているときには、ＮＦＢ２５によりリレー２７と電磁弁１３の間が遮断されるので、モータ５は、クラッチ８により後輪６に対して機械的に遮断状態に保持される。これにより、後輪駆動機構１８などの故障によるモータ５の過負荷運転および過回転運転を確実に防止でき、これを保護することができる。これと同様の理由により、モータ５が故障しているときには、モータ５が走行抵抗になるのを防止できるので、その分、エンジン３の燃費を向上させることができる。
【００５３】
また、モータ駆動制御系１９が故障していると判定されているときには、図２の処理により、エンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧがモータ目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＭＯＴに応じて補正されるとともに、この補正後のエンジン目標駆動力ＦＣＭＤ＿ＥＮＧに基づいてエンジン３が制御される。したがって、モータ駆動制御系１９が故障していることによってモータ５により後輪６が駆動されない場合には、それに起因する車両２全体としての駆動力不足を、エンジン３の駆動力で補うことができる。
【００５４】
さらに、図３の故障判定処理により、実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴを推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴと比較することによって、モータ駆動制御系１９の故障が判定される。この推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴは、モータ駆動制御系１９が正常な状態にある場合にモータ５の駆動制御により得られるべき後輪６の回転状態を表すものである一方、実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴは、モータ５による駆動制御の結果としての後輪６の実際の回転状態を表すものである。したがって、両者の比較結果に基づいてモータ駆動制御系１９が正常な状態にあるか否かを判定することができる。なお、この推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴを、走行路面の摩擦抵抗係数μの状態に応じて補正してもよい。例えば、摩擦抵抗係数μが小さいほど、推定モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴＥＳＴをより大きな値に補正することにより、故障判定の精度を向上させることができる。
【００５５】
なお、モータ駆動制御系１９の故障判定処理は、実施形態の加速中に限らず、定速走行中や減速走行中などの走行状態のときに実行してもよい。また、故障判定は、実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴに基づいて行う実施形態の手法に限らず、後輪駆動機構１８および後輪６のいずれかの回転状態を表す回転パラメータを用いて行ってもよい。例えば、実モータ上昇回転数ＤＮＭＯＴに代えて、車速ＶＣＡＲや加速度センサで検出した車体加速度を用いて故障判定を行ってもよい。
【００５６】
また、クラッチ８は、実施形態の油圧駆動式のサーボシンクロメッシュタイプのものに限らず、モータ５と後輪６の間を接続・遮断可能なものであればよい。例えば湿式または乾式多板クラッチや電磁クラッチなどでもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、モータ制御手段または車輪駆動系などの故障による電気モータの過回転運転および過負荷運転を確実に防止でき、これを保護することができる。また、電気モータが故障しているときには、電気モータが走行抵抗になるのを防止できるので、その分、エンジンの燃費を向上させることができる。また、実回転パラメータと推定回転パラメータとの比較結果に応じて、モータ駆動制御系が故障しているか否かを判定することができる。さらに、モータ駆動制御系が故障していることによって電気モータにより他方の車輪を駆動できない場合には、それに起因する車両全体としての駆動力不足を、エンジンの駆動力で補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による制御装置およびこれを適用した前後輪駆動車両の概略構成図である。
【図２】エンジン目標駆動力およびモータ目標駆動力の算出処理を示すフローチャートである。
【図３】故障判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１制御装置
２前後輪駆動車両
３エンジン
４左右の前輪（前後の車輪の一方）
５電気モータ
６左右の後輪（前後の車輪の他方）
８クラッチ
９リヤ差動機構（差動装置）
１１クラッチ駆動機構（クラッチ駆動手段）
１８後輪駆動機構（車輪駆動系）
１９モータ駆動制御系
２１ＭＯＴ・ＥＣＵ（モータ制御手段、故障判定手段、車両制御手段）
２２ＭＧ・ＥＣＵ（モータ制御手段、故障判定手段、車両制御手段、推定回転パラ
メータ算出手段、実回転パラメータ検出手段、エンジン目標駆動力設定手段、
モータ目標駆動力設定手段、目標駆動力補正手段）
２４ＰＤＵ（モータ制御手段）
２５ＮＦＢ（遮断手段）
３２レゾルバ（実回転パラメータ検出手段）
ＤＮＭＯＴ実モータ上昇回転数（実回転パラメータ）
ＤＮＭＯＴＥＳＴ推定モータ上昇回転数（推定回転パラメータ）
ＦＣＭＤ＿ＥＮＧエンジン目標駆動力
ＦＣＭＤ＿ＭＯＴモータ目標駆動力

Claims

前後の車輪の一方をエンジンで駆動し、他方をクラッチおよび差動装置を含む車輪駆動系を介して電気モータで駆動し、前記クラッチを前記電気モータと前記差動装置との間に配置し、前記差動装置を前記クラッチと前記他方の車輪との間に配置するとともに、前記クラッチにより前記電気モータと前記差動装置との間を接続・遮断する前後輪駆動車両の制御装置であって、
前記電気モータに接続され、当該電気モータを制御するモータ制御手段と、
当該モータ制御手段と前記電気モータとの間を電気的に遮断する遮断手段と、
前記クラッチを駆動するクラッチ駆動手段と、
前記モータ制御手段と前記電気モータと前記車輪駆動系とを含むモータ駆動制御系が故障しているか否かを判定する故障判定手段と、
当該故障判定手段により前記モータ駆動制御系が故障していると判定されているときに、前記電気モータと前記モータ制御手段との間を電気的に遮断するように前記遮断手段を制御するとともに、前記クラッチを遮断するように前記クラッチ駆動手段を制御する車両制御手段と、
前記モータ制御手段により前記電気モータが制御されたときに、前記他方の車輪において得られるべき回転状態を表す推定回転パラメータを算出する推定回転パラメータ算出手段と、
前記他方の車輪の実際の回転状態を表す実回転パラメータを検出する実回転パラメータ検出手段と、
を備え、
前記故障判定手段は、前記検出された実回転パラメータと、前記算出された推定回転パラメータとの比較結果に応じて前記モータ駆動制御系の故障を判定することを特徴とする前後輪駆動車両の制御装置。
前記エンジンにより前記一方の車輪を駆動するためのエンジン目標駆動力を設定するエンジン目標駆動力設定手段と、
前記電気モータにより前記他方の車輪を駆動するためのモータ目標駆動力を設定するモータ目標駆動力設定手段と、
前記モータ駆動制御系が故障していると判定されているときに、前記エンジン目標駆動力を前記モータ目標駆動力に応じて補正する目標駆動力補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の前後輪駆動車両の制御装置。