JP6645783B2 - 全輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源として少なくとも電動モータを備える全輪駆動車両の制御装置に関する。

動力源として電動モータを備える車両は、高電圧バッテリの直流電力をインバータで交流電力に変換して電動モータに供給している。この高電圧バッテリとインバータとの間には、平滑用のコンデンサが設けられている。この平滑用のコンデンサとしては、大容量のものが採用される。そのため、車両の衝突時には、安全性を向上させるために、コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放出させる必要がある。

しかし、衝突時に電動モータが回転していると、電動モータで逆起電圧が発生するため、コンデンサを放電できない。特に、衝突の衝撃によりドライブシャフトが抜けた場合、車両が停止しても、電動モータが回転し続ける。このような場合でもコンデンサを放電させるためには、電動モータの回転数を所定値以下にする必要がある。特許文献１には、車両の衝突を検知した場合、電動モータの回転数が所定値より高いときにはインバータを用いて電動モータの回転数低減制御（一相オン制御、三相オン制御）を行った後にコンデンサの放電制御を行うことが開示されている。

特開２０１３−４６４３２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の方法は、インバータを用いた制御によって電動モータの回転数を低下させるため、電動モータの回転数を所定値以下まで迅速に低下させることができない虞がある。電動モータの回転数を所定値以下まで低下させる時間が長くなるほど、コンデンサの放電実施までの時間が長くなる。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、車両の衝突時に電動モータの回転数を迅速に低下させて、コンデンサの放電実施までの時間を短くできる全輪駆動車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る全輪駆動車両の制御装置は、動力源である電動モータと、電動モータの運転に応じて充放電されるコンデンサと、前後輪のうちの一方の車輪に伝達される動力を締結力に応じて調節するクラッチと、一方の車輪と電動モータとの間をクラッチを介して機械的に連結して動力を伝達する第１動力伝達機構と、前後輪のうちの他方の車輪と電動モータとの間を機械的に連結して動力を伝達する第２動力伝達機構と、を備える全輪駆動車両の制御装置であって、全輪駆動車両の衝突を検知する衝突検知手段と、電動モータの回転数を検出する回転数検出手段と、衝突検知手段が衝突を検知した場合、クラッチの締結力を増加させる増加制御を行い、当該増加制御を開始した後に回転数検出手段が検出した回転数が所定値以下になるとコンデンサの放電を実施する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る全輪駆動車両は、第１動力伝達機構により前後輪のうちの一方の車輪にクラッチを介して動力を伝達すると共に第２動力伝達機構により前後輪のうちの他方の車輪に動力を伝達する全輪駆動車両である。本発明に係る全輪駆動車両の制御装置では、車両の衝突を検知した場合、クラッチの締結力の増加制御を行うことでクラッチの締結力を大きくする。これにより、一方の車輪と電動モータとが、クラッチを介して機械的に繋がる。そのため、本発明に係る全輪駆動車両の制御装置によれば、車両の衝突時に他方の車輪のドライブシャフトが抜けた場合でも（他方の車輪によって電動モータの回転数を低下させることができない場合でも）、一方の車輪によって電動モータの回転数を迅速に低下させることができ、コンデンサの放電実施までの時間を短くできる。その結果、衝突後の短時間の間にコンデンサを放電させることができ、安全性を向上させることができる。

本発明に係る全輪駆動車両の制御装置では、直流電力を交流電力に変換して電動モータに供給するインバータを備え、コンデンサは、インバータの平滑用のコンデンサであることがと好ましい。このような構成の場合、インバータの平滑用のコンデンサは大容量であるので、衝突後の短時間で大容量のコンデンサを放電させることで、安全性を向上させることができる。

本発明に係る全輪駆動車両の制御装置では、一方の車輪は、後輪であることが好ましい。このような構成の場合、車両の衝突時に前輪のドライブシャフトが抜けた場合でも、後輪によって電動モータの回転数を迅速に低下させることができる。

本発明によれば、車両の衝突時に電動モータの回転数を迅速に低下させることができ、コンデンサの放電実施までの時間を短くできる。

実施形態に係る全輪駆動車両の動力源及び動力伝達系を模式的に示す図である。 実施形態に係る全輪駆動車両の制御装置の構成図である。 図２の制御装置における動作の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１を参照して、実施形態に係る全輪駆動（ＡＷＤ（Ａｌｌ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ））車両１の動力源及び動力伝達系について説明する。図１は、実施形態に係る全輪駆動車両１の動力源及び動力伝達系を模式的に示す図である。図１では、車輪等については片側（左側）のみを示している。なお、この実施形態では、全輪駆動の１モータのハイブリッド車両（ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ））に適用した場合を例にして説明する。

ハイブリッド車両である全輪駆動車両１は、動力源としてエンジン２及び電動モータ３を備えている。エンジン２は、どのような形式のものでもよいが、例えば、水平対向型の４気筒ガソリンエンジンである。電動モータ３は、電動機として機能し、例えば、三相交流タイプの交流同期モータである。電動モータ３は、発電機としても機能するモータジェネレータでもよい。全輪駆動車両１では、このエンジン２及び電動モータ３による動力を分配することで、前輪４（特許請求の範囲に記載の前後輪のうちの他方の車輪に相当）及び後輪５（特許請求の範囲に記載の前後輪のうちの一方の車輪に相当）を駆動する。

エンジン２からの動力は、ギヤ６に伝達される。エンジン２とギヤ６との間には、例えば、トルクコンバータ、変速機等が設けられている。ギヤ６と同軸上に、ギヤ７が設けられている。ギヤ６及びギヤ７は、中空のシャフト８に設けられており、シャフト８と一体で回転する。シャフト８は、遊星歯車機構９に接続されている。

ギヤ７は、ギヤ１０と噛み合っている。ギヤ１０には、フロントプロペラシャフト１１の一端部が取り付けられている。フロントプロペラシャフト１１は、ギヤ１０から車両前方に延在している。フロントプロペラシャフト１１の他端部は、フロントディファレンシャル（以下「フロントデフ」と記載）１２に接続されている。フロントデフ１２は、例えば、ベベルギヤ式の差動装置である。ギヤ７に伝達された動力は、ギヤ１０及びフロントプロペラシャフト１１を介してフロントデフ１２に伝達される フロントデフ１２には、左右の各フロントドライブシャフト１３が接続されている。フロントドライブシャフト１３には、前輪４が取り付けられている。フロントデフ１２からの動力は、左右の各フロントドライブシャフト１３を介して左右の各前輪４にそれぞれ伝達される。

シャフト８の中空部８ａを形成する周面には、環状のギヤ８ｂが形成されている。シャフト８の中空部８ａには、第１リヤプロペラシャフト１４の一端部が挿入されている。第１リヤプロペラシャフト１４の一端部には、ギヤ１４ａが設けられている。このギヤ１４ａは、シャフト８のギヤ８ｂと噛み合っている。したがって、シャフト８からの動力は、第１リヤプロペラシャフト１４に伝達される。

遊星歯車機構９は、サンギヤ９ａと、サンギヤ９ａと噛み合う複数のピニオンギヤ９ｂと、複数のピニオンギヤ９ｂを支持するキャリア９ｃと、複数のピニオンギヤ９ｂと噛み合うリングギヤ９ｄと、を備えている。サンギヤ９ａには、電動モータ３の中空の回転軸（出力軸）３ａが取り付けられている。キャリア９ｃには、シャフト８が取り付けられている。リングギヤ９ｄは、所定の箇所に固定されており、例えば、トランスミッションケースに固定されている。電動モータ３からの動力は、サンギヤ９ａ、ピニオンギヤ９ｂ及びキャリア９ｃを介してシャフト８に伝達される。なお、遊星歯車機構９、各ギヤ６，７，１０、シャフト８及び電動モータ３は、トランスミッションケース内に収容されていてもよい。

第１リヤプロペラシャフト１４は、一端部のギヤ１４ａから車両後方に延在している。第１リヤプロペラシャフト１４の他端部は、クラッチ１５に取り付けられている。第１リヤプロペラシャフト１４の中間部は、電動モータ３の回転軸３ａの中空部３ｂ及びサンギヤ９ａの中空部９ｅに挿通されている。

クラッチ１５は、後輪５に伝達される動力を締結力に応じて調節するクラッチである。クラッチ１５は、第１リヤプロペラシャフト１４と第２リヤプロペラシャフト１６との間に介装されている。クラッチ１５は、油圧式のクラッチであり、油圧に応じて締結力が可変である。クラッチ１５の油圧は、後述する油圧回路３３によって調整される。クラッチ１５の締結力は、例えば、０％（解放状態）からＭＡＸ値で１００％（第１リヤプロペラシャフト１４と第２リヤプロペラシャフト１６とが直結状態）まで可変である。クラッチ１５は、全輪駆動車両１の運転状態等に応じて締結力（すなわち後輪５への駆動力分配率）が制御される。このクラッチ１５の締結力に応じて、第１リヤプロペラシャフト１４から第２リヤプロペラシャフト１６に動力が伝達される。

第２リヤプロペラシャフト１６は、クラッチ１５から車両後方に延在している。第２リヤプロペラシャフト１６の一端部は、クラッチ１５に取り付けられている。第２リヤプロペラシャフト１６の他端部は、リヤディファレンシャル（以下「リヤデフ」と記載）１７に接続されている。クラッチ１５を介して第２リヤプロペラシャフト１６に伝達された動力は、リヤデフ１７に伝達される。リヤデフ１７には、左右の各リヤドライブシャフト１８が接続されている。リヤドライブシャフト１８には、後輪５が取り付けられている。リヤデフ１７からの動力は、左右の各リヤドライブシャフト１８を介して左右の各後輪５にそれぞれ伝達される。なお、第１リヤプロペラシャフト１４及び第２リヤプロペラシャフト１６は、全輪駆動車両１の左右方向の略中央部に配置されるセンタシャフトである。

なお、この実施形態では、特許請求の範囲に記載の第１動力伝達機構２１は、電動モータ３の回転軸３ａが取り付けられている遊星歯車機構９と、シャフト８と、第１リヤプロペラシャフト１４と、クラッチ１５と、第２リヤプロペラシャフト１６と、リヤデフ１７と、後輪５が取り付けられているリヤドライブシャフト１８とにより構成されている。この第１動力伝達機構２１では、クラッチ１５を介して電動モータ３と後輪５との間を機械的に連結して、後輪５まで動力を伝達する。特に、第１動力伝達機構２１では、クラッチ１５の締結力が大きくなるほど、動力が伝達され易くなる。

また、特許請求の範囲に記載の第２動力伝達機構２２は、電動モータ３の回転軸３ａが取り付けられている遊星歯車機構９と、シャフト８と、ギヤ７と、ギヤ１０と、フロントプロペラシャフト１１と、フロントデフ１２と、前輪４が取り付けられているフロントドライブシャフト１３とにより構成されている。この第２動力伝達機構２２では、電動モータ３と前輪４との間を機械的に連結して、前輪４まで動力を伝達する。

図２を参照して、実施形態に係る全輪駆動車両１の制御装置３０について説明する。特に、制御装置３０は、全輪駆動車両１の衝突時にインバータ３２の平滑用のコンデンサ３８を速やかに放電（ディスチャージ）させるための制御を行う。図２は、実施形態に係る全輪駆動車両１の制御装置３０の構成図である。

制御装置３０は、回転数センサ３１（特許請求の範囲に記載の回転数検出手段に相当）と、インバータ３２と、油圧回路３３と、エアバッグＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３４（特許請求の範囲に記載の衝突検知手段に相当）と、モータＥＣＵ３５と、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６と、を備えている。この実施形態では、モータＥＣＵ３５とＨＥＶ−ＥＣＵ３６とにより、特許請求の範囲に記載の制御手段が構成される。なお、ＥＣＵ３４，３５，３６は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（図示せず）を介して相互に通信可能に接続されている。

回転数センサ３１は、電動モータ３の回転数を検出するセンサである。回転数センサ３１は、電動モータ３の回転数を示す検出信号（回転数に応じた電気信号）をモータＥＣＵ３５に送信する。

インバータ３２は、高電圧（例えば、数１００Ｖ）のバッテリ３７の直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を電動モータ３に供給するインバータである。インバータ３２は、モータＥＣＵ３５によって制御される。インバータ３２は、例えば、６個のスイッチング素子３２ａ〜３２ｆと、６個のダイオード３２ｇ〜３２ｌと、を備えている。

スイッチング素子３２ａ〜３２ｆは、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子３２ａとスイッチング素子３２ｂとは、Ｕ相アームを構成し、直列接続されている。スイッチング素子３２ｃとスイッチング素子３２ｄとは、Ｖ相アームを構成し、直列接続されている。スイッチング素子３２ｅとスイッチング素子３２ｆとは、Ｗ相アームを構成し、直列接続されている。この各相アームの中間点が、電動モータ３の各相のコイルの一端にそれぞれ接続されている。各スイッチング素子３２ａ〜３２ｆは、モータＥＣＵ３５からの各スイッチング制御信号によりそれぞれオン／オフされる。各ダイオード３２ｇ〜３２ｌは、各スイッチング素子３２ａ〜３２ｆのコレクタ−エミッタ間にエミッタ側からコレクタ側に電流を流す方向にそれぞれ接続されている。

インバータ３２の入力端には、コンデンサ３８が設けられている。コンデンサ３８は、インバータ３２の電源ライン３２ｍとアースライン３２ｎとの間に接続されている。コンデンサ３８は、インバータ３２の動作（ひいては電動モータ３の運転）に応じて充放電される。特に、コンデンサ３８は、インバータ３２のスイッチング動作等による電流や電圧の脈動を抑制するための平滑用のコンデンサである。コンデンサ３８は、電動モータ３に供給する大電流を平滑化するため、大容量のコンデンサである。

コンデンサ３８は大容量であるので、コンデンサ３８には多くの電荷が蓄えられている場合がある。そのため、全輪駆動車両１の衝突時には、安全性を向上させるために、大容量のコンデンサ３８に蓄えられている電荷を速やかに放出することが望ましい。しかし、全輪駆動車両１の衝突時に電動モータ３が回転していると、電動モータ３で逆起電圧が発生するため、コンデンサ３８を放電できない。したがって、コンデンサ３８を放電させるためには、電動モータ３の回転数を所定値以下にする必要がある。

油圧回路３３は、オイルポンプ（図示せず）から吐出された油圧を調整して、クラッチ１５に供給する油圧回路である。油圧回路３３は、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６によって制御される。なお、油圧回路３３は、変速機等で用いられる油圧回路と共用されるものでもよい。

エアバッグＥＣＵ３４は、全輪駆動車両１の運転席や助手席等に設けられているエアバッグを制御するコントロールユニットである。エアバッグＥＣＵ３４は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果等の各種データを記憶するＲＡＭ、その記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。特に、この実施形態では、エアバッグＥＣＵ３４は制御装置３０における衝突検知部として機能する。エアバッグＥＣＵ３４は、例えば、全輪駆動車両１の前後方向等の加速度を検出する加速度センサを備えており、この加速度センサで検出された加速度に基づいて全輪駆動車両１が衝突したか否かを判定する。この衝突の判定方法については、周知の方法が用いられる。エアバッグＥＣＵ３４は、全輪駆動車両１の衝突を検知した場合にはＨＥＶ−ＥＣＵ３６に衝突検知信号を送信する。

モータＥＣＵ３５は、インバータ３２をスイッチング制御することで電動モータ３を制御するコントロールユニットである。モータＥＣＵ３５は、エアバッグＥＣＵ３４と同様に、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。モータＥＣＵ３５は、例えば、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６から電動モータ３に対するモータ制御信号を受信すると、このモータ制御信号に示される要求トルク等に基づいてインバータ３２に対するスイッチング制御（例えば、スイッチング素子３２ａ〜３２ｆをオン／オフするための各スイッチング制御信号を生成）を行う。この際、モータＥＣＵ３５は、回転数センサ３１で検出された電動モータ３の回転数等を用いる。特に、モータＥＣＵ３５は、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６からの放電指令信号を受信すると、コンデンサ３８に蓄えられている電荷を放出させるためにインバータ３２に対して放電制御を行う。このインバータ３２を用いた放電方法については、周知の方法が適用される。また、モータＥＣＵ３５は、電動モータ３の回転数に応じた電気信号をＨＥＶ−ＥＣＵ３６に送信する。

ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、全輪駆動車両１の動力源であるエンジン２及び電動モータ３等を統括的に制御するコントロールユニットである。ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、エアバッグＥＣＵ３４と同様に、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、例えば、アクセルペダル開度（運転者の要求）、全輪駆動車両１の運転状態、バッテリ３７の充電状態（ＳＯＣ）等に基づいてエンジン２に対する要求出力、電動モータ３に対する要求トルク、クラッチ１５に対する要求締結力等を求め、エンジンＥＣＵ（図示せず）に要求出力等を示すエンジン制御信号を送信し、モータＥＣＵ３５に要求トルク等を示すモータ制御信号を出力し、クラッチ１５の締結力が要求締結力になるように油圧回路３３を制御する。

特に、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、エアバッグＥＣＵ３４から衝突検知信号を受信した場合（すなわち全輪駆動車両１が衝突した場合）、油圧回路３３に対してクラッチ１５の締結力を増加させるための制御を行う。この制御は、例えば、要求締結力をＭＡＸ値（例えば、１００％）として、この要求締結力までクラッチ１５の締結力を増加させるための油圧を油圧回路３３で調整する制御である。この締結力増加制御を開始後に、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、モータＥＣＵ３５から送信される電動モータ３の回転数が所定値以下か否かを判定する。この所定値は、例えば、回転数に応じて発生する電動モータ３の逆起電圧でコンデンサ３８の放電を妨げない程度の回転数であり、電動モータ３、インバータ３２、コンデンサ３８等の仕様に応じて決められる。電動モータ３の回転数が所定値以下と判定した場合、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、モータＥＣＵ３５に放電指令信号を送信する。なお、油圧回路３３に対する制御については、ＨＥＶ−ＥＣＵ３で油圧回路３３を直接制御するのではなく、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６からはトランスミッション・コントロールユニット等の他の制御部に要求油圧等を示す油圧制御信号を送信し、この他の制御部で油圧回路３３に対する制御を行わせるようにしてもよい。

図１及び図２を参照しつつ、制御装置３０の動作について図３のフローチャートに沿って説明する。図３は、制御装置３０における動作の流れを示すフローチャートである。

エアバッグＥＣＵ３４では、全輪駆動車両１が他車両等と衝突（例えば、前面衝突）した場合、その衝突を検知し、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６に衝突検知信号を送信する。ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、衝突検知信号を受信する。

なお、全輪駆動車両１の衝突の衝撃によりフロントドライブシャフト１３が抜けた場合、電動モータ３と前輪４とが機械的に繋がっていない状態になる。この場合、全輪駆動車両１が停止し、前輪４の回転が停止しても、前輪４によって電動モータ３の回転を停止させることができない。ちなみに、通常、電動モータ３と前輪４とは、遊星歯車機構９のサンギヤ９ａ、ピニオンギヤ９ｂ、キャリア９ｃ、シャフト８、ギヤ７、ギヤ１０、フロントプロペラシャフト１１、フロントデフ１２及びフロントドライブシャフト１３を介して機械的に繋がっている。この場合、前輪４の回転が停止すると、前輪４によって電動モータ３の回転を迅速に停止させることができる。

ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、全輪駆動車両１（自車両）が衝突したか否かを判定する（Ｓ１０）。ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、エアバッグＥＣＵ３４からの衝突検知信号を受信した場合、Ｓ１０の判定にて衝突した（Ｙｅｓ）と判定する。一方、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、エアバッグＥＣＵ３４からの衝突検知信号を受信していない場合、Ｓ１０の判定にて衝突していない（Ｎｏ）と判定する。Ｓ１０の判定にて衝突していないと判定した場合、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、本処理を一旦終了し、所定のタイミングでＳ１０の判定を行う。

Ｓ１０にて衝突したと判定した場合、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、油圧回路３３に対して、クラッチ１５の締結力を増加させるための締結力増加制御を行う（Ｓ１２）。油圧回路３３では、この締結力増加制御に応じて油圧を調整してクラッチ１５に供給する（Ｓ１２）。これにより、クラッチ１５は、締結力がＭＡＸ値まで迅速に大きくなる。

クラッチ１５の締結力が大きくなることで（特に、締結力がＭＡＸ値（１００％）になるとクラッチ１５を介して第１リヤプロペラシャフト１４と第２リヤプロペラシャフト１６とが直結状態になる）、電動モータ３と後輪５とが、遊星歯車機構９のサンギヤ９ａ、ピニオンギヤ９ｂ、キャリア９ｃ、シャフト８、第１リヤプロペラシャフト１４、クラッチ１５、第２リヤプロペラシャフト１６、リヤデフ１７及びリヤドライブシャフト１８を介して、機械的に繋がる。これにより、衝突後に全輪駆動車両１が停止して後輪５の回転が停止すると、この停止した後輪５に機械的に繋がっている電動モータ３の回転数が迅速に低下し、電動モータ３の回転が停止する。このように、後輪５によって、電動モータ３の回転を停止させる。電動モータ３の回転数が低下するほど逆起電圧が低下し、電動モータ３の回転が停止すると逆起電圧が発生しない。

Ｓ１２の締結力増加制御開始後、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、電動モータ３の回転数が所定値以下か否かを判定する（Ｓ１４）。Ｓ１４の判定にて回転数が所定値より高い（Ｎｏ）と判定した場合、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、Ｓ１２の締結力増加制御を継続する。

Ｓ１４の判定にて回転数が所定値以下（Ｙｅｓ）と判定した場合、ＨＥＶ−ＥＣＵ３６は、モータＥＣＵ３５に放電指令信号を送信する（Ｓ１６）。モータＥＣＵ３５は、この放電指令信号を受信すると、インバータ３２に対して放電制御を行う（Ｓ１６）。インバータ３２では、この放電制御に応じてコンデンサ３８の電荷を放出させる（Ｓ１６）。この際、電動モータ３で逆起電圧が発生していないので（あるいは、放電を妨げるほど逆起電圧を発生していないので）、コンデンサ３８から電荷が迅速に放出される。

実施形態に係る全輪駆動車両１の制御装置３０によれば、全輪駆動車両１の衝突時にフロントドライブシャフト１３が抜けた場合でも（前輪４によって電動モータ３の回転数を低下させることができない場合でも）、締結力増加制御によってクラッチ１５の締結力を大きくすることで、後輪５によって電動モータ３の回転数を迅速に低下（特に、電動モータ３の回転を迅速に停止）させることができ、コンデンサ３８の放電実施までの時間を短くできる。その結果、この制御装置３０によれば、衝突後の短時間の間にコンデンサ３８を放電させることができる。特に、インバータ３２の平滑用のコンデンサ３８は大容量であるので、衝突後の短時間で大容量のコンデンサ３８を放電させることで、安全性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、インバータの平滑用のコンデンサに適用したが、電動モータの運転に応じて充放電されるコンデンサであれば、平滑用のコンデンサ以外のコンデンサに適用してもよい。

上記実施形態ではクラッチを介して電動モータと後輪とが機械的に連結される車両に適用したが、クラッチを介して電動モータと前輪とが機械的に連結される車両にも適用可能である。この車両の場合、衝突時にリヤドライブシャフトが抜けた場合でも、クラッチの締結力の増加制御を行うことで、前輪によって電動モータの回転数を迅速に低下させることができる。

上記実施形態では締結力が可変の油圧式のクラッチに適用したが、油圧式以外のクラッチにも適用可能であり、また、ＯＮ／ＯＦＦのクラッチ等にも適用可能である。

上記実施形態では第１動力伝達機構、第２動力伝達機構の一例を示したが、各動力伝達機構の構成としてはこれに限定されない。また、上記実施形態では１モータのハイブリッド車両の一例を示したが、ハイブリッド車両の構成としてはこれに限定されず、例えば、２モータのハイブリッド車両に適用してもよい。

上記実施形態ではハイブリッド車両に適用したが、エンジンを動力源として備えない車両にも適用可能である。例えば、動力源として２つの電動モータを備える車両に適用し、ギヤ６に電動モータによる動力が入力される構成とする。

上記実施形態では車両の衝突を検知するためにエアバックＥＣＵからＨＥＶ−ＥＣＵに衝突検知信号を取り入れる構成としたが、加速度センサ等の検出信号をＨＥＶ−ＥＣＵに取り入れて、ＨＥＶ−ＥＣＵにおいてその検出信号に基づいて衝突したか否かを判定する構成としてもよい。

上記実施形態ではインバータを制御してコンデンサを放電させる構成としたが、放電用回路を別途に設けるなど、他の方法でコンデンサを放電させてもよい。

また、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサを備え、この各車輪の車輪速も加味して制御を行うようにしてもよい。例えば、車両の衝突を検知した場合、電動モータの回転数が所定の回転数以上かつ前輪の車輪速が略０ｋｍ／ｈの場合（電動モータと前輪とが機械的に繋がっておらず、前輪によって電動モータの回転を停止させることができない場合）にはフロントドライブシャフトが抜けていると判断し、クラッチの締結力増加制御を行い、電動モータの回転数が略０かつ前輪の車輪速が略０ｋｍ／ｈの場合（電動モータと前輪とが機械的に繋がっており、前輪によって電動モータの回転を停止させた場合）にはフロントドライブシャフトが抜けていないと判断し、クラッチの締結力増加制御を行わないようにしてもよい。また、後輪の車輪速が略０ｋｍ／ｈの場合（後輪が停止した場合）にはクラッチの締結力増加制御を行い、後輪の車輪速が所定の速度以上の場合（後輪が何らかの要因で停止していない場合）にはクラッチの締結力増加制御を行わないようにしてもよい。さらに、この２つ制御を組み合わせて、電動モータの回転数が所定の回転数以上かつ前輪の車輪速が略０ｋｍ／ｈの場合に後輪の車輪速が略０ｋｍ／ｈの場合にのみクラッチの締結力増加制御を行うようにしてもよい。

１ 全輪駆動車両
３ 電動モータ
４ 前輪（他方の車輪）
５ 後輪（一方の車輪）
６ ギヤ
７ ギヤ
８ シャフト
９ 遊星歯車機構
９ａ サンギヤ
９ｂ ピニオンギヤ
９ｃ キャリア
１０ ギヤ
１１ フロントプロペラシャフト
１２ フロントディファレンシャル
１３ フロントドライブシャフト
１４ 第１リヤプロペラシャフト
１５ クラッチ
１６ 第２リヤプロペラシャフト
１７ リヤディファレンシャル
１８ リヤドライブシャフト
２０ 第１動力伝達機構
２１ 第２動力伝達機構
３０ 制御装置
３１ 回転数センサ（回転数検出手段）
３２ インバータ
３３ 油圧回路
３４ エアバッグＥＣＵ（衝突検知手段）
３５ モータＥＣＵ（制御手段）
３６ ＨＥＶ−ＥＣＵ（制御手段）
３８ コンデンサ

Claims (6)

1. 動力源である電動モータと、前記電動モータの運転に応じて充放電されるコンデンサと、前後輪のうちの一方の車輪に伝達される動力を締結力に応じて調節するクラッチと、前記一方の車輪と前記電動モータとの間を前記クラッチを介して機械的に連結して動力を伝達する第１動力伝達機構と、前記前後輪のうちの他方の車輪と前記電動モータとの間を機械的に連結して動力を伝達する第２動力伝達機構と、を備える全輪駆動車両の制御装置であって、
   前記全輪駆動車両の衝突を検知する衝突検知手段と、
   前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記衝突検知手段が前記衝突を検知した場合、前記回転数検出手段が検出した前記回転数が所定値以下になると前記コンデンサの放電を実施する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記衝突検知手段が前記衝突を検知し、前記電動モータと前記他方の車輪とが機械的に連結されていない状態となっていると判断した場合、前記クラッチの締結力を増加させる増加制御を行う、全輪駆動車両の制御装置。
2. 前記第２動力伝達機構は、前記他方の車輪に取り付けられるドライブシャフトを備え、
   前記制御手段は、前記衝突検知手段が前記衝突を検知し、前記ドライブシャフトが抜けていると判断した場合、前記クラッチの締結力を増加させる増加制御を行う、請求項１に記載の全輪駆動車両の制御装置。
3. 前記他方の車輪の車輪速を検出する車輪速センサを備え、
   前記制御手段は、前記電動モータの前記回転数と前記他方の車輪の前記車輪速とに応じて前記ドライブシャフトが抜けているか否かを判断する、請求項２に記載の全輪駆動車両の制御装置。
4. 前記増加制御により、前記一方の車輪と前記電動モータとの間を直結状態とする、請求項１〜３に記載の全輪駆動車両の制御装置。
5. 直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに供給するインバータを備え、
   前記コンデンサは、前記インバータの平滑用のコンデンサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の全輪駆動車両の制御装置。
6. 前記一方の車輪は、後輪であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の全輪駆動車両の制御装置。

Images