JPH09175225A

JPH09175225A - スタック脱出装置

Info

Publication number: JPH09175225A
Application number: JP7352571A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Suga; 裕史菅
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】運転者の運転技術に拘わらず容易にスタック
状態から脱出する。【解決手段】窪みに車輪を捕られたときなど通常の運
転操作では車両を操作できない状態（スタック状態）に
車両が陥ったことを、アクセルペダルを踏み込んでいる
にも拘わらず所定時間継続して車速Ｖが閾値ＶESより小
さいときに判定する（Ｓ１０２〜Ｓ１１４）。車両がス
タック状態に陥ったと判定されると、駆動軸に取り付け
られたアシストモータのトルクを、車速Ｖが値０以上の
ときにはアクセルペダルの踏込量に応じた値とし（ステ
ップＳ１１８）、車速Ｖが値０未満のときには値０とす
る（ステップＳ１２０）。この制御により、車両は、前
後に揺さぶられ、その揺れのエネルギが窪みを脱出する
エネルギを越えたときにスタック状態から脱出する。こ
の結果、運転技術に拘わらず、誰でも容易に車両をスタ
ック状態から脱出させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタック脱出装置
に関し、詳しくは、窪みに車輪を捕られたときなど通常
の運転操作では車両を操作できない状態であるスタック
状態から車両を脱出させるスタック脱出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】路面状態が悪く路面の窪みに車輪を捕ら
れたときや、オフロードを走行している最中にぬかるみ
にはまったときなど、通常の運転操作では車両を操作す
ることができない状態（スタック状態）になったときに
は、運転者は、アクセルペダルの踏込量を微妙に加減す
るアクセルワークと共にギヤの切り換えにより車両を前
後に揺さぶり、その反動を利用してこの状態から脱出し
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た運転者のアクセルワークやギヤの切り換えには、熟練
した運転操作を必要とするという問題があった。このた
め、悪路やオフロードの運転経験の少ない者にとって、
車両をスタック状態から脱出はさせるのは困難であっ
た。

【０００４】また、原動機の動力を流体式トルクコンバ
ータにより駆動軸に伝達して駆動する車両では、運転者
の操作によるギヤの瞬時の切り換えや微妙なアクセルワ
ークに伴う駆動軸への微妙なトルクの作用は困難であっ
た。

【０００５】本発明のスタック脱出装置は、こうした問
題を解決し、悪路やオフロードの運転経験の少ない者で
も簡易にスタック状態から脱出できることを目的とし、
次の手段を採った。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明のスタック脱出装置は、窪みに車輪を捕られたとき
など通常の運転操作では車両を操作できない状態である
スタック状態から該車両を脱出させるスタック脱出装置
であって、駆動軸にトルクを作用させるトルク作用手段
と、前記車両の速度を検出する車速検出手段と、所定の
指示がなされるまで、前記車速検出手段に検出された速
度に基づいて、該速度の方向に車両を加速するトルクが
前記駆動軸に作用するよう前記トルク作用手段を制御す
るトルク制御手段とを備えることを要旨とする。

【０００７】このスタック脱出装置は、所定の指示がな
されるまで、トルク制御手段が、車速検出手段に検出さ
れた車両の速度に基づいて、この速度の方向に車両を加
速するトルクが駆動軸に作用するよう駆動軸にトルクを
作用させるトルク作用手段を制御する。

【０００８】このスタック脱出装置によれば、車両の速
度の方向に車両を加速するトルクが駆動軸に作用するか
ら、スタック状態からの脱出のための揺さぶりが徐々に
大きくなり、車両をスタック状態から脱出させることが
できる。

【０００９】こうした本発明のスタック脱出装置におい
て、前記車両がスタック状態から脱出したことを判定す
る脱出判定手段を備え、前記所定の指示は前記脱出判定
手段による脱出の判定であるものとすることもできる。
こうすれば、スタック状態から脱出した直後に駆動軸に
作用するトルクを解除することができる。

【００１０】また、本発明のスタック脱出装置におい
て、前記所定の指示は、運転者によるアクセルペダルの
踏み込みの解放であるものとすることもできる。こうす
れば、スタック状態の脱出動作をいつでも解除すること
ができる。

【００１１】本発明のスタック脱出装置において、前記
トルク制御手段は、前記トルク制御手段は、前記車速検
出手段により検出された速度の方向が前記車両の前進方
向のときには該速度の方向に車両を加速するトルクが前
記駆動軸に作用し、前記検出された速度の方向が前記車
両の後進方向のときにはトルクが前記駆動軸に作用しな
いよう前記トルク作用手段を制御する手段であるものと
することもできる。こうすれば、車両の前進方向へのス
タック状態の脱出の確率を大きくすることができる。

【００１２】本発明のスタック脱出装置において、前記
車両をスタック状態から該車両の前進方向に脱出させる
か後進方向に脱出させるかを選択する脱出方向選択手段
を備え、前記トルク制御手段は、前記車速検出手段によ
り検出された速度の方向が前記脱出方向選択手段により
選択された方向のときには該選択された方向に前記車両
を加速するトルクが前記駆動軸に作用し、前記検出され
た速度の方向が前記脱出方向選択手段により選択されな
かった方向のときにはトルクが前記駆動軸に作用いない
よう前記トルク作用手段を制御する手段であるものとす
ることもできる。こうすれば、車両をスタック状態から
所望の方向に脱出させることができる。

【００１３】本発明のスタック脱出装置において、前記
トルク制御手段は、前記車速検出手段に検出される速度
の方向の反転回数を計数する反転回数計数手段と、前記
駆動軸に作用させるトルクとして、前記反転回数計数手
段により計数された反転回数に応じて順次大きくなるト
ルクを設定するトルク設定手段とを備えるものとするこ
ともできる。

【００１４】こうすれば、駆動軸に作用させるトルクを
徐々に大きくすることができる。この結果、早期にスタ
ック状態を脱出することができる。

【００１５】本発明のスタック脱出装置において、前記
トルク制御手段は、運転者によるアクセルペダルの踏込
量に応じたトルクが前記駆動軸に作用するよう前記トル
ク作用手段を制御する手段であるものとすることもでき
る。こうすれば、駆動軸に作用させるトルクを運転者の
意志に沿ったものとすることができる。

【００１６】本発明のスタック脱出装置において、前記
車両がスタック状態にあるのを検出するスタック状態検
出手段を備え、前記トルク制御手段は、前記スタック状
態検出手段によりスタック状態にあるのを検出したと
き、前記トルク作用手段を制御する手段であるものとす
ることもできる。こうすれば、運転者による特別な操作
なしにスタック状態から脱出することができる。この場
合、前記スタック状態検出手段は、アクセルペダルが踏
み込まれた状態で前記車速検出手段により検出された速
度の大きさが所定時間継続して所定値以下のときに、前
記車両がスタック状態にあるとことを検出する手段であ
るものとしてもよい。

【００１７】本発明のスタック脱出装置において、前記
トルク作用手段は、前記駆動軸をトルクの出力軸とする
電動機であるものとしたり、原動機の動力をトルク変換
して前記駆動軸に伝達する流体式トルクコンバータとプ
ラネタリギヤユニットとからなる動力伝達手段であるも
のとすることもできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例の
スタック脱出装置として機能する動力伝達装置２０の概
略構成を示す構成図、図２は図１の動力伝達装置２０を
構成するクラッチモータ３０およびアシストモータ４０
の構造を示す断面図、図３は図１の動力伝達装置２０を
組み込んだ車両の概略構成を示す構成図である。説明の
都合上、まず図３を用いて、車両全体の構成から説明す
る。

【００１９】図３に示すように、この車両には、動力源
であるエンジン５０としてガソリンにより運転されるガ
ソリンエンジンが備えられている。このエンジン５０
は、吸気系からスロットルバルブ６６を介して吸入した
空気と燃料噴射弁５１から噴射されたガソリンとの混合
気を燃焼室５２に吸入し、この混合気の爆発により押し
下げられるピストン５４の運動をクランクシャフト５６
の回転運動に変換する。ここで、スロットルバルブ６６
はアクチュエータ６８により開閉駆動される。点火プラ
グ６２は、イグナイタ５８からディストリビュータ６０
を介して導かれた高電圧によって電気火花を形成し、混
合気はその電気火花によって点火されて爆発燃焼する。

【００２０】このエンジン５０の運転は、電子制御ユニ
ット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）７０により制御され
ている。ＥＦＩＥＣＵ７０には、エンジン５０の運転状
態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロ
ットルバルブ６６の開度（ポジション）を検出するスロ
ットルバルブポジションセンサ６７、原動機の５０の負
荷を検出する吸気管負圧センサ７２、エンジン５０の水
温を検出する水温センサ７４、ディストリビュータ６０
に設けられクランクシャフト５６の回転数と回転角度を
検出する回転数センサ７６及び回転角度センサ７８など
である。なお、ＥＦＩＥＣＵ７０には、この他、例えば
イグニッションキーの状態ＳＴを検出するスタータスイ
ッチ７９なども接続されているが、その他のセンサ，ス
イッチなどの図示は省略した。

【００２１】エンジン５０のクランクシャフト５６に
は、本実施例の動力伝達装置２０が結合されている。動
力伝達装置２０の駆動軸２２は、ディファレンシャルギ
ヤ２４に結合されており、動力伝達装置２０からのトル
クは最終的に左右の駆動輪２６，２８に伝達される。こ
の動力伝達装置２０は、制御装置８０により、制御され
ている。制御装置８０の構成は後で詳述するが、内部に
は制御ＣＰＵが備えられており、シフトレバー８２に設
けられたシフトポジションセンサ８４やアクセルペダル
６４に設けられたアクセルペダルポジションセンサ６
５、車両の車速Ｖを検出する車速センサ８６なども接続
されている。また、制御装置８０は、上述したＥＦＩＥ
ＣＵ７０と通信により、種々の情報をやり取りしてい
る。これらの情報のやり取りを含む制御については、後
述する。

【００２２】動力伝達装置２０の構成について説明す
る。図１に示すように、エンジン５０のクランクシャフ
ト５６の一端に取り付けられた動力伝達装置２０は、大
きくは、クランクシャフト５６にアウタロータ３２が機
械的に結合されたクラッチモータ３０、このクラッチモ
ータ３０のインナロータ３４に機械的に結合されたロー
タ４２を有するアシストモータ４０、およびクラッチモ
ータ３０とアシストモータ４０を駆動・制御する制御装
置８０から構成されている。

【００２３】各モータの概略構成について、図１により
説明する。クラッチモータ３０は、図１に示すように、
アウタロータ３２の内周面に永久磁石３５を備え、イン
ナロータ３４に形成されたスロットに三相のコイル３６
を巻回する同期電動機として構成されている。この三相
コイル３６への電力は、回転トランス３８を介して供給
される。インナロータ３４において三相コイル３６用の
スロット及びティースを形成する部分は、無方向性電磁
鋼板の薄板を積層することで構成されている。なお、ク
ランクシャフト５６には、その回転角度θｅを検出する
レゾルバ３９が設けられているが、このレゾルバ３９
は、ディストリビュータ６０に設けられた回転角度セン
サ７８と兼用することも可能である。

【００２４】他方、アシストモータ４０も同期電動機と
して構成されているが、回転磁界を形成する三相コイル
４４は、ケース４５に固定されたステータ４３に巻回さ
れている。このステータ４３も、無方向性電磁鋼板の薄
板を積層することで形成されている。ロータ４２の外周
面には、複数個の永久磁石４６が設けられている。アシ
ストモータ４０では、この永久磁石４６により磁界と三
相コイル４４が形成する磁界との相互作用により、ロー
タ４２が回転する。ロータ４２が機械的に結合された軸
は、動力伝達装置２０のトルクの出力軸である駆動軸２
２であり、駆動軸２２には、その回転角度θｄを検出す
るレゾルバ４８が設けられている。また、駆動軸２２
は、ケース４５に設けられたベアリング４９により軸支
されている。

【００２５】係るクラッチモータ３０とアシストモータ
４０とは、クラッチモータ３０のインナロータ３４がア
シストモータ４０のロータ４２、延いては駆動軸２２に
機械的に結合されている。従って、エンジン５０と両モ
ータ３０，４０との関係を簡略に言えば、エンジン５０
のクランクシャフト５６の回転および軸トルクが、クラ
ッチモータ３０のアウタロータ３２およびインナロータ
３４を介して駆動軸２２に伝達され、アシストモータ４
０によるトルクがこれに加減算されるということにな
る。

【００２６】アシストモータ４０は、通常の永久磁石型
三相同期モータとして構成されているが、クラッチモー
タ３０は、永久磁石３５を有するアウタロータ３２も三
相コイル３６を備えたインナロータ３４も、共に回転す
るよう構成されている。そこで、クラッチモータ３０の
構成の詳細について、図２を用いて補足する。クラッチ
モータ３０のアウタロータ３２は、クランクシャフト５
６に嵌合されたホイール５７の外周端に圧入ピン５９ａ
およびネジ５９ｂにより取り付けられている。ホイール
５７の中心部は、軸形状に突設されており、ここにベア
リング３７Ａ，３７Ｂを用いてインナロータ３４が回転
自在に取り付けられている。また、インナロータ３４に
は、駆動軸２２の一端が固定されている。

【００２７】アウタロータ３２に永久磁石３５が設けら
れていることは既に説明した。この永久磁石３５は、実
施例では４個設けられており、アウタロータ３２の内周
面に貼付されている。その磁化方向はクラッチモータ３
０の軸中心に向かう方向であり、一つおきに磁極の方向
は逆向きになっている。この永久磁石３５と僅かなギャ
ップにより対向するインナロータ３４の三相コイル３６
は、インナロータ３４に設けられた計２４個のスロット
（図示せず）に巻回されており、各コイルに通電する
と、スロットを隔てるティースを通る磁束を形成する。
各コイルに三相交流を流すと、この磁界は回転する。三
相コイル３６の各々は、回転トランス３８から電力の供
給を受けるよう接続されている。この回転トランス３８
は、ケース４５に固定された一次巻線３８Ａとインナロ
ータ３４に結合された駆動軸２２に取り付けられた二次
巻線３８Ｂとからなり、電磁誘導により、一次巻線３８
Ａと二次巻線３８Ｂとの間で、双方向に電力をやり取り
することができる。なお、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の電流
をやり取りするために、回転トランス３８には三相分の
巻線が用意されている。

【００２８】隣接する一組の永久磁石３５が形成する磁
界と、インナロータ３４に設けられた三相コイル３６が
形成する回転磁界との相互作用により、アウタロータ３
２とインナロータ３４とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル３６に流す三相交流の周波数は、クラン
クシャフト５６に直結されたアウタロータ３２の回転数
（１秒間の回転数）とインナロータ３４の回転数との偏
差の周波数としている。この結果、両者の回転には滑り
を生じることになる。クラッチモータ３０及びアシスト
モータ４０の制御の詳細については、後でフローチャー
トを用いて詳しく説明する。

【００２９】次に、クラッチモータ３０およびアシスト
モータ４０を駆動・制御する制御装置８０について説明
する。制御装置８０は、クラッチモータ３０を駆動する
第１の駆動回路９１、アシストモータ４０を駆動する第
２の駆動回路９２、両駆動回路９１，９２を制御する制
御ＣＰＵ９０、二次電池であるバッテリ９４から構成さ
れている。制御ＣＰＵ９０は、１チップマイクロプロセ
ッサであり、内部に、ワーク用のＲＡＭ９０ａ、処理プ
ログラムを記憶したＲＯＭ９０ｂ、入出力ポート（図示
せず）およびＥＦＩＥＣＵ７０と通信を行なうシリアル
通信ポート（図示せず）を備える。この制御ＣＰＵ９０
には、レゾルバ３９からのエンジン５０の回転角度θ
ｅ、レゾルバ４８からの駆動軸２２の回転角度θｄ、ア
クセルペダルポジションセンサ６５からのアクセルペダ
ルポジション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰ、シフト
ポジションセンサ８４からのシフトポジションＳＰ、車
速センサ８６からの車速Ｖ、第１の駆動回路９１に設け
られた２つの電流検出器９５，９６からのクラッチ電流
値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２の駆動回路に設けられた２つの
電流検出器９７，９８からのアシスト電流値Ｉｕａ，Ｉ
ｖａ、バッテリ９４の残容量を検出する残容量検出器９
９からの残容量ＢRMなどが、入力ポートを介して入力さ
れている。なお、残容量検出器９９は、バッテリ９４の
電解液の比重またはバッテリ９４の全体の重量を測定し
て残容量を検出するものや、充電・放電の電流値と時間
を演算して残容量を検出するものや、バッテリの端子間
を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵抗を測るこ
とにより残容量を検出するものなどが知られている。

【００３０】また、制御ＣＰＵ９０からは、第１の駆動
回路９１に設けられたスイッチング素子である６個のト
ランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号ＳＷ
１と、第２の駆動回路９２に設けられたスイッチング素
子としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６
を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。第１の
駆動回路９１内の６個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ
６は、トランジスタインバータを構成しており、それぞ
れ、一対の電源ラインＰ１，Ｐ２に対してソース側とシ
ンク側となるよう２個ずつペアで配置され、その接続点
に、クラッチモータ３０の三相コイル（ＵＶＷ）３６の
各々が、回転トランス３８を介して接続されている。電
源ラインＰ１，Ｐ２は、バッテリ９４のプラス側とマイ
ナス側に、それぞれ接続されているから、制御ＣＰＵ９
０により対をなすトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオ
ン時間の割合を制御信号ＳＷ１により順次制御し、各コ
イル３６に流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な
正弦波にすると、三相コイル３６により、回転磁界が形
成される。

【００３１】他方、第２の駆動回路９２の６個のトラン
ジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６も、トランジスタインバ
ータを構成しており、それぞれ、第１の駆動回路９１と
同様に配置されていて、対をなすトランジスタの接続点
は、アシストモータ４０の三相コイル４４の各々に接続
されている。従って、制御ＣＰＵ９０により対をなすト
ランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間を制御信
号ＳＷ２により順次制御し、各コイル４４に流れる電流
を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相
コイル４４により、回転磁界が形成される。

【００３２】以上構成を説明した動力伝達装置２０の動
作について説明する。動力伝達装置２０の動作原理、特
にトルク変換の原理は以下の通りである。エンジン５０
がＥＦＩＥＣＵ７０により運転され、エンジン５０の回
転数Ｎｅが値Ｎ１で回転しているとする。このとき、制
御装置８０が回転トランス３８を介してクラッチモータ
３０の三相コイル３６に何等電流を流していないとすれ
ば、即ち第１の駆動回路９１のトランジスタＴｒ１ない
しＴｒ６が常時オフ状態であれば、三相コイル３６には
何等の電流も流れないから、クラッチモータ３０のアウ
タロータ３２とインナロータ３４とは電磁的に全く結合
されていない状態となり、エンジン５０のクランクシャ
フト５６は空回りしている状態となる。この状態では、
トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６がオフとなっているか
ら、三相コイル３６からの回生も行なわれない。即ち、
エンジン５０はアイドル回転をしていることになる。

【００３３】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０が制御信号
ＳＷ１を出力してトランジスタをオンオフ制御すると、
エンジン５０のクランクシャフト５６の回転数Ｎｅと駆
動軸２２の回転数Ｎｄとの偏差（言い換えれば、クラッ
チモータ３０におけるアウタロータ３２とインナロータ
３４の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ））に応じて、クラッ
チモータ３０の三相コイル３６に一定の電流が流れる。
即ち、クラッチモータ３０は発電機として機能し、電流
が第１の駆動回路９１を介して回生され、バッテリ９４
が充電される。この時、アウタロータ３２とインナロー
タ３４とは一定の滑りが存在する結合状態となる。即
ち、エンジン５０の回転数Ｎｅ（クランクシャフト５６
の回転数）よりは低い回転数Ｎｄでインナロータ３４は
回転する。この状態で、回生された電気エネルギと等し
いエネルギがアシストモータ４０で消費されるように、
制御ＣＰＵ９０が第２の駆動回路９２を制御すると、ア
シストモータ４０の三相コイル４４に電流が流れ、アシ
ストモータ４０においてトルクが発生する。

【００３４】図４に照らせば、エンジン５０が、トルク
と回転数とにより現わされる出力エネルギ一定の曲線上
のトルクＴｅが値Ｔ１で回転数Ｎｅが値Ｎ１の運転ポイ
ントで運転されているときに、領域Ｇ１のエネルギをク
ラッチモータ３０から回生し、これを領域Ｇ２のエネル
ギとしてアシストモータ４０に付与することにより、駆
動軸２２を同一の出力エネルギ一定の曲線上のトルクが
値Ｔ２で回転数Ｎｄが値Ｎ２の運転ポイントで駆動する
ことができるのである。こうして、クラッチモータ３０
における滑り、即ち正の値の回転数差Ｎｃに応じたエネ
ルギをトルクとして駆動軸２２に付与して、トルクの変
換を行なうのである。

【００３５】次に、エンジン５０が、トルクＴｅが値Ｔ
２で回転数Ｎｅが値Ｎ２の運転ポイントで運転されてお
り、駆動軸２２の回転数Ｎｄが値Ｎ２より大きな値Ｎ１
で回転している場合を考える。この状態では、クラッチ
モータ３０のインナロータ３４は、アウタロータ３２に
対して回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）の絶対値で示される
回転数で駆動軸２２の回転方向の向き回転するから、ク
ラッチモータ３０は、通常のモータとして機能し、バッ
テリ９４からの電力により駆動軸２２に回転エネルギを
与える。一方、制御ＣＰＵ９０によりアシストモータ４
０により電力を回生するよう第２の駆動回路９２を制御
すると、アシストモータ４０のロータ４２とステータ４
３との間の滑りにより三相コイル４４に回生電流が流れ
る。ここで、アシストモータ４０により回生される電力
がクラッチモータ３０により消費されるよう制御ＣＰＵ
９０により第１および第２の駆動回路９１，９２を制御
すれば、クラッチモータ３０を、バッテリ９４に蓄えら
れた電力を用いることなく駆動することができる。

【００３６】図４に照らせば、エンジン５０が、トルク
と回転数とにより現わされる出力エネルギ一定の曲線上
のトルクＴｅが値Ｔ２で回転数Ｎｅが値Ｎ２の運転ポイ
ントで運転されているときに、領域Ｇ２と領域Ｇ３との
和のエネルギをアシストモータ４０から回生し、これを
領域Ｇ１と領域Ｇ３との和のエネルギとしてクラッチモ
ータ３０に付与することにより、駆動軸２２を同一の出
力エネルギ一定の曲線上のトルクが値Ｔ１で回転数Ｎｄ
が値Ｎ１の運転ポイントで駆動することができるのであ
る。

【００３７】なお、実施例の動力伝達装置２０では、こ
うしたトルク変換に加えて、エンジン５０からの出力エ
ネルギ（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積）と、クラッチ
モータ３０により回生または消費される電気エネルギ
と、アシストモータ４０により消費または回生される電
気エネルギとを調節することにより、余剰の電気エネル
ギを見い出してバッテリ９４を放電したり、不足する電
気エネルギをバッテリ９４に蓄えられた電力により補っ
たりして、エンジン５０からの出力エネルギをより効率
よく動力として駆動軸２２に伝達する。

【００３８】また、動力伝達装置２０では、トランジス
タＴｒ１ないしＴｒ６をオフとしてアウタロータ３２と
インナロータ３４との電磁的な結合を完全に解除し、バ
ッテリ９４に蓄えられた電力を用いてアシストモータ４
０により駆動軸２２を駆動することもできる。

【００３９】次に、路面状態が悪く路面の窪みに車輪を
捕られたときや、オフロードを走行している最中にぬか
るみにはまったときなど、通常の運転操作では車両を操
作することができない状態（スタック状態）になったと
きに、動力伝達装置２０がスタック脱出装置として機能
する際の動作について図５に例示するスタック状態処理
ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、割込処理に
て所定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンが実行
されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まずアク
セルペダルポジションセンサ６５からのアクセルペダル
ポジションＡＰを読み込む処理を行なう（ステップＳ１
００）。アクセルペダル６４は運転者が出力トルクが足
りないと感じたときに踏み込まれるものであり、したが
って、アクセルペダルポジションＡＰの値は運転者の欲
している出力トルク（すなわち、駆動軸２２のトルク）
に対応するものである。次に、読み込んだアクセルペダ
ルポジションＡＰに基づいてアクセルペダル６４が踏み
込まれているか否かを判断し（ステップＳ１０２）、ア
クセルペダル６４が踏み込まれていないときには、スタ
ック状態の検出やスタック状態からの脱出は不要と判断
し、スタック状態にあることを判定するスタック状態判
定フラグＦESおよびスタック状態の検出に使用されるカ
ウンタＣに値０のセットして（ステップＳ１３０，１３
２）、本ルーチンを終了する。

【００４０】ステップＳ１０２でアクセルペダル６４が
踏み込まれていると判定されたときには、車速センサ８
６により検出される車速Ｖを読み込み（ステップＳ１０
４）、読み込んだ車速Ｖと閾値ＶESと比較する（ステッ
プＳ１０６）。ここで、車速Ｖは車両が前進する方向を
正の値とする。また、閾値ＶESは、車両がスタック状態
にあるかを判定するための閾値で、停止状態にある車両
に対してアクセルペダル６４を僅かに踏み込んで所定時
間（例えば１秒）経過した後に車両が到達する速度より
若干小さな値として設定される。したがって、車速Ｖが
閾値ＶES以上のときには、車両はスタック状態にないと
判断してスタック状態判定フラグＦESおよびカウンタＣ
に値０をセットして本ルーチンを終了する（ステップＳ
１３０，Ｓ１３２）。

【００４１】車速Ｖが閾値ＶESより小さいときには、既
に車両がスタック状態にあるとの判定がなされているか
をスタック状態判定フラグＦESにより調べる（ステップ
Ｓ１０８）。まだスタック状態にあるとの判定がなされ
ていないときには（ＦES＝０のとき）、本ルーチンが繰
り介し実行される毎にカウンタＣをインクリメントし
（ステップＳ１１０）、カウンタＣが設定値ＣES以上と
なったときにスタック状態にあると判定して（ステップ
Ｓ１１２）、スタック状態判定フラグＦESに値１をセッ
トする（ステップＳ１１４）。ここで、設定値ＣESは、
アクセルペダル６４が僅かでも踏み込まれた状態で所定
時間（例えば１秒）経過しても車速Ｖが閾値ＶES以上に
ならないときに車両がスタック状態にあると判定するた
めの所定時間の経過を設定するために用いられる設定値
で、所定時間の設定や本ルーチンの起動間隔によって定
められる。

【００４２】ステップＳ１０８でスタック状態判定フラ
グＦESが値１であるか、ステップＳ１１４でスタック状
態判定フラグＦESに値１が設定されると、制御ＣＰＵ９
０は、車速Ｖを値０と比較する（ステップＳ１１６）。
車速Ｖが値０以上のとき、即ち車両が停止しているか前
進方向に移動しているときには、アシストモータ４０の
トルク指令値Ｔａ＊にアクセルペダルポジションＡＰの
値に応じて定まるトルクを設定し（ステップＳ１１
８）、車速Ｖが値０未満のとき、即ち車両が後進方向に
移動しているときには、アシストモータ４０のトルク指
令値Ｔａ＊に値０を設定する（ステップＳ１２０）。な
お、ステップＳ１１８におけるトルク指令値Ｔａ＊の設
定は、各アクセルペダルポジションＡＰとこれに応じた
トルクの値をマップとして予めＲＯＭ９０ｂに記憶し、
ステップＳ１００で読み込んだアクセルペダルポジショ
ンＡＰに対応するトルクをおのマップから導出するもの
とした。

【００４３】次に、クラッチモータ３０のトルク指令値
Ｔｃ＊に値０を設定し（ステップＳ１２２）、これら設
定したトルク指令値を用いてクラッチモータ３０の制御
（ステップＳ１２４）と、アシストモータ４０の制御
（ステップＳ１２６）と、エンジン５０のアイドル運転
制御（１２８）とを行なう。図５のスタック状態処理ル
ーチンでは、図示の都合上、クラッチモータ３０の制御
とアシストモータ４０の制御とエンジン５０のアイドル
運転制御とは別々のステップとして記載しているが、実
際には、これらの制御は同時に並行して行なわれる。例
えば、制御ＣＰＵ９０が割り込み処理を利用して、クラ
ッチモータ３０とアシストモータ４０の制御を同時に実
行すると共に、通信によりＥＦＩＥＣＵ７０に指示を送
信して、ＥＦＩＥＣＵ７０によりエンジン５０のアイド
ル運転制御も同時に行なわせるのである。

【００４４】ステップＳ１２４のクラッチモータ３０の
制御は、ステップＳ１２２でクラッチモータ３０のトル
ク指令値Ｔｃ＊に値０が設定されるから、第１の駆動回
路９１のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６をすべてオフ
とする制御がなされる。この制御により、クラッチモー
タ３０のアウタロータ３２とインナロータ３４との電磁
的な結合は完全に解除され、クランクシャフト５６と駆
動軸２２は互いにその回転を拘束されることなく、自由
に回転できるようになる。

【００４５】ステップＳ１２６のアシストモータ４０の
制御は、図６に例示するアシストモータ制御処理に基づ
いて行なわれる。この処理が実行されると、制御装置８
０の制御ＣＰＵ９０は、まず駆動軸２２の回転角度θｄ
をレゾルバ４８から読み込む処理を行なう（ステップＳ
１４０）。次に、電流検出器９７，９８により、アシス
トモータ４０の三相コイル４４のＵ相とＶ相に流れてい
る電流Ｉｕａ，Ｉｖａを検出する処理を行なう（ステッ
プＳ１４２）。電流はＵ，Ｖ，Ｗの三相に流れている
が、その総和はゼロなので、二つの相に流れる電流を測
定すれば足りる。こうして得られた三相の電流を用いて
座標変換（三相−二相変換）を行なう（ステップＳ１４
４）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ軸，ｑ
軸の電流値に変換することであり、次式（１）を演算す
ることにより行なわれる。

【００４６】

【数１】

【００４７】ここで座標変換を行なうのは、永久磁石型
の同期電動機においては、ｄ軸及びｑ軸の電流がトルク
を制御する上で本質的な量だからである。もとより、三
相のまま制御することも可能である。次に、２軸の電流
値に変換した後、アシストモータ４０におけるトルク指
令値Ｔａ＊から求められる各軸の電流指令値Ｉｄａ＊，
Ｉｑａ＊と実際各軸に流れた電流Ｉｄａ，Ｉｑａと偏差
を求め、各軸の電圧指令値Ｖｄａ，Ｖｑａを求める処理
を行なう（ステップＳ１４６）。即ち、まず以下の式
（２）の演算を行ない、次に次式（３）の演算を行なう
のである。

【００４８】

【数２】

【００４９】

【数３】

【００５０】ここで、Ｋｐ１，２およびＫｉ１，２は、
各々係数である。これらの係数は、適用するモータの特
性に適合するよう調整される。

【００５１】ここで、電圧指令値Ｖｄａ，Ｖｑａは、電
流指令値Ｉ＊との偏差△Ｉに比例する部分（上式（３）
右辺第１項）と偏差△Ｉのｉ回分の過去の累積分（右辺
第２項）とから求められる。その後、こうして求めた電
圧指令値をステップＳ１４４で行なった変換の逆変換に
相当する座標変換（二相−三相変換）を行ない（ステッ
プＳ１４８）、実際に三相コイル４４に印加する電圧Ｖ
ｕａ，Ｖｖａ，Ｖｗａを求める処理を行なう。各電圧
は、次式（４）により求める。

【００５２】

【数４】

【００５３】実際の電圧制御は、第２の駆動回路９２の
トランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオンオフ時間に
よりなされるから、式（４）によって求めた各電圧指令
値となるよう各トランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６の
オン時間をＰＷＭ制御する（ステップＳ１５０）。

【００５４】なお、図５のスタック状態処理ルーチンの
ステップＳ１２０ではアシストモータ４０のトルク指令
値Ｔａ＊に値０が設定されるから、この場合、前述のク
ラッチモータ３０の制御と同様に第２の駆動回路９２の
トランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６をすべてオフとす
る制御を行なう。即ち上述した図６のアシストモータ制
御処理は、ステップＳ１１８によりトルク指令値Ｔａ＊
が設定されたときに実行されるのである。また、こうし
たアシストモータ４０の駆動に必要な電力は、バッテリ
９４に蓄えられた電力により賄われる。

【００５５】ステップＳ１２８のエンジン５０のアイド
ル運転制御は、ステップＳ１２４のクラッチモータ３０
の制御によって何等負荷が接続されていない状態でのア
イドル運転制御となる。実施例では、このアイドル運転
制御は、制御ＣＰＵ９０から通信により指示を受信した
ＥＦＩＥＣＵ７０が、エンジン５０の回転数Ｎｅが予め
設定されているアイドル回転数になるようスロットルバ
ルブ６６をバイパスする図示しない空気通路に設けられ
た空気流入量を調節するアイドルスピードコントロール
バルブＩＳＣＶの開度と燃料噴射量とを制御することに
より行なう。

【００５６】次に、こうしたスタック状態処理ルーチン
を実行することにより、車両がスタック状態から脱出す
る様子について図７および図８を用いて説明する。図７
は、駆動軸２２が窪みに嵌まって車両がスタック状態と
なったときに、車両がスタック状態から脱出する際の車
速Ｖ，アシストモータ４０のトルクＴａおよびスタック
状態判定フラグＦESの状態の変化を例示する説明図であ
り、図８はスタック状態から脱出する際の駆動輪２６の
状態を例示する説明図である。

【００５７】図８（ａ）に示すように、駆動輪２６が窪
みに嵌まって車両がスタック状態となると、アクセルペ
ダル６４を踏み込んでも駆動輪２６が回転しないか、あ
るいは駆動輪２６が空転して車両の車速Ｖはほぼ値０
（閾値ＶES未満の値）となる。この状態に陥ったときを
時間ｔ０とすると、この時間ｔ０から、図５のスタック
状態処理ルーチンではステップＳ１１０のカウンタＣの
インクリメントを開始する。車両がスタック状態に陥っ
たままアクセルペダル６４が踏み続けられて所定時間
（例えば１秒）経過して時間ｔ１となると、カウンタＣ
は設定値ＣES以上となり、アシストモータ４０のトルク
指令値Ｔａ＊には車速Ｖの符号によりアクセルペダルポ
ジションＡＰに応じた値か値０かが設定され、クラッチ
モータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊には値０が設定され
る。

【００５８】いま、時間ｔ１で車速Ｖが値０であったと
すると、アシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊に
は、そのときのアクセルペダルポジションＡＰ（値ＡＰ
１）に応じた値（ｆ（ＡＰ１））が設定されるから、駆
動輪２６は、図８（ｂ）に示すように窪みを前進方向に
上る。しかし、スタック状態を脱出するまでには至らず
途中で停止し（時間ｔ２）、図８（ｃ）に示すように、
重力の作用で途中まで上った窪みを下り、その勢いで窪
みを後進方向に上る。このとき、車速Ｖは負の値となる
から、アシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊には値
０が設定され、駆動輪２６には何らトルクが作用してい
ない状態となる。このように駆動輪２６は窪みを後進方
向に上るが、エネルギの損失により前進方向に上ったと
きの高さよりは低い高さまで上ったところで停止し（時
間ｔ３）、再び前進方向に窪みを下り始める。この時間
ｔ３からは車速Ｖが値０以上となるから、アシストモー
タ４０のトルク指令値Ｔａ＊には再びアクセルペダルポ
ジションＡＰに応じた値が設定されて加速される。した
がって、車両には重力とアシストモータ４０からのトル
クが作用するから、駆動輪２６は、図８（ｄ）に示すよ
うに、前回窪みを前進方向に上ったとき（図８（ｂ））
に比して高い位置まで上ることになる。

【００５９】こうした時間ｔ１ないし時間ｔ５による前
後の揺さぶりの動作を繰り返すと（図８の（ｂ）ないし
（ｅ））、前進方向の窪みを上る位置は順次高くなり、
この高さが窪みの高さを超えたときに、駆動輪２６は窪
みから脱出する（図８（ｆ））。しかし、アシストモー
タ４０のトルクＴａは、アクセルペダルポジションＡＰ
に応じた値であるから、トルクＴａが小さいときには、
窪みから脱出することができない場合もある。このよう
な場合には、運転者が更にアクセルペダル６４を踏み込
むことにより、アシストモータ４０のトルクＴａを大き
くすることができる。例えば、図７の時間ｔ４から時間
ｔ５間でアクセルペダル６４を更に踏み込んでアクセル
ペダルポジションＡＰを値ＡＰ２とすると、車速Ｖが値
０以上となる時間ｔ５以降で、アシストモータ４０のト
ルク指令値Ｔａ＊にアクセルペダルポジションＡＰに応
じた値（ｆ（ＡＰ２））が設定され、この値のトルクで
駆動輪２６は加速されて窪みを前進方向に上り、窪みか
ら脱出する。

【００６０】このように駆動輪２６は窪みを脱出する
が、脱出した後でも車速Ｖは値０以上であるから、アシ
ストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊にはアクセルペダ
ルポジションＡＰに応じた値が設定され車両は加速され
る。しかし、車両の車速Ｖが閾値ＶES以上となると（時
間ｔ６）、図５のスタック状態処理ルーチンのステップ
Ｓ１０６で車両がスタック状態から脱出したことの判断
がなされ、スタック状態からの脱出の制御を終えて通常
の走行制御が実行される。なお、車両がスタック状態か
ら脱出したのを運転者が判断して、踏み込んでいたアク
セルペダル６４を解放すれば、車両の車速Ｖに拘わら
ず、スタック状態からの脱出の制御を終了し、通常の制
御を実行する。

【００６１】以上説明した実施例のスタック脱出装置に
よれば、車両がスタック状態にあるかを判定することが
できる。そして、車両がスタック状態にある場合、運転
者の運転技術に拘わらず、容易に車両をスタック状態か
ら脱出させることができる。しかも、車両の車速Ｖが値
０以上のときにのみ前進方向に車両を加速するトルクを
作用させるから、車両をスタック状態から前進方向に脱
出させることができる。また、スタック状態から脱出す
る際のアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊をアク
セルペダル６４の踏込量に応じた値としたから、駆動軸
２２に作用するトルクＴａに運転者の意志を反映させる
ことができる。

【００６２】この他、実施例のスタック脱出装置によれ
ば、車両がスタック状態から脱出したのを車速Ｖにより
判断することができる。また、スタック状態からの脱出
の如何に拘わらず、運転者がアクセルペダル６４の踏み
込みを解放することにより、スタック状態からの脱出の
制御を終了することができる。さらに、エンジン５０
は、アイドル回転数となるよう制御されるから、燃料を
無駄に使用することがない。

【００６３】実施例のスタック脱出装置では、アクセル
ペダル６４を踏み込んでいるにも拘わらず所定時間継続
して車速Ｖが閾値ＶES未満のときに車両がスタック状態
に陥ったと判定し、スタック状態からの脱出の処理を行
なったが、車両がスタック状態に陥ったか否かの判定は
運転者に行なわせ、スタック状態からの脱出の処理のみ
を行なう構成としてもよい。この場合、運転者により車
両がスタック状態に陥った際の明示の指示、例えば、ス
イッチの操作などがなされたときに、図５のスタック状
態処理ルーチンのステップＳ１０８ないしＳ１１４を除
いたルーチンを実行する。

【００６４】実施例のスタック脱出装置では、車速Ｖが
値０以上のときには車両が前進方向に加速するようアシ
ストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設定し、車速Ｖ
が値０未満のときにはトルク指令値Ｔａ＊に値０を設定
したが、車速Ｖが値０以上のときには車両が前進方向に
加速するようアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊
を設定し、車速Ｖが値０未満のときには車両が後進方向
に加速するようアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ
＊を設定するものとしてもかまわない。また、逆に、車
速Ｖが値０以下のときには車両が後進方向に加速するよ
うアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設定し、
車速Ｖが値０より大きいときにはトルク指令値Ｔａ＊に
値０を設定するものとしてもよい。こうすれば、車両を
スタック状態から後進方向に脱出させることができる。
さらに、こうしたスタック状態からの前進方向への脱出
制御と後進方向への脱出制御をシフトポジションＳＰに
より切り換えるもの、即ち、シフトポジションＳＰがＤ
レンジやＬレンジ等のように車両を前進方向に駆動する
レンジにあるときには、実施例として説明したスタック
状態からの前進方向への脱出制御を行ない、シフトポジ
ションＳＰがＲレンジ等のように車両を後進方向に駆動
するレンジにあるときには、変形例のスタック状態から
の後進方向への脱出制御を行なうものとしてもよい。こ
うすれば、運転者は所望の方向に車両をスタック状態か
ら脱出させることができる。

【００６５】実施例のスタック脱出装置では、車速Ｖが
値０以上のときにはアクセルペダルポジションＡＰに応
じて車両が前進方向に加速するトルクをアシストモータ
４０のトルク指令値Ｔａ＊に設定したが、アクセルペダ
ルポジションＡＰに応じたものでない所定値のトルクを
アシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊に設定するも
のとしてもよく、アシストモータ４０のトルク指令値Ｔ
ａ＊を順次大きくするものとしてもよい。アシストモー
タ４０のトルク指令値Ｔａ＊を順次大きくする場合、図
５のスタック状態処理ルーチンのステップＳ１１６ない
しＳ１２０に代えて図９のスタック状態処理ルーチンの
ステップＳ１６２なしいＳ１７０を実行する。即ち、車
速Ｖの符号が負から正に変化したかを判定し（ステップ
Ｓ１６２）、変化した場合には、符号変化回数ｎをイン
クリメントする（ステップＳ１６４）。そして、車速Ｖ
を値０と比較し（ステップＳ１６６）、値０以上のとき
にはアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を次式
（５）で算出し、値０未満のときにはトルク指令値Ｔａ
＊に値０を設定する。ここで、式（５）中、ＴSTは最初
に作用させる初期トルクであり、Ｔｉは順次増加させる
トルク値である。こうすれば、アクセルペダル６４の操
作なしに順次作用するトルクが大きくなるから、早期に
車両はスタック状態から脱出することができる。

【００６６】Ｔａ＊＝ＴST＋ｎ×Ｔｉ …（５）

【００６７】実施例のスタック脱出装置では、車両がス
タック状態に陥ったときには、クラッチモータ３０のト
ルク指令値Ｔｃ＊に値０を設定すると共にアシストモー
タ４０のトルク指令値Ｔａ＊にアクセルペダルポジショ
ンＡＰに応じたトルクを設定して、アシストモータ４０
によりスタック状態から脱出するものとしたが、クラッ
チモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊にアクセルペダルポ
ジションＡＰに応じたトルクを設定してクラッチモータ
３０によりスタック状態から脱出するものとしても差し
支えない。この場合、図５のスタック状態処理ルーチン
のステップＳ１１６ないしＳ１２８に代えて図１０のス
タック状態処理ルーチンのステップＳ２１６ないしＳ２
２８を実行する。以下、このクラッチモータ３０による
スタック状態からの脱出制御について説明する。

【００６８】車速Ｖと値０とを比較し（ステップＳ２１
６）、値０以上のときにはクラッチモータ３０のトルク
指令値Ｔｃ＊にアクセルペダルポジションＡＰに応じた
値ｆ（ＡＰ）を設定し（ステップＳ２１８）、値０未満
のときにはトルク指令値Ｔｃ＊に値０を設定する（ステ
ップＳ２２０）。ここで、クラッチモータ３０のトルク
指令値Ｔｃ＊に設定するアクセルペダルポジションＡＰ
に応じた値ｆ（ＡＰ）は、前述したアシストモータ４０
のトルク指令値Ｔａ＊に設定するときと同様である。

【００６９】次に、アシストモータ４０のトルク指令値
Ｔａ＊に値０を設定し（ステップＳ２２２）、エンジン
５０の目標トルクＴｅ＊にクラッチモータ３０のトルク
指令値Ｔｃ＊に設定したアクセルペダルポジションＡＰ
に応じた値ｆ（ＡＰ）を、エンジン５０の回転数Ｎｅに
アイドル回転数より若干高い値Ｎ１を設定する（ステッ
プＳ２２３）。そして、クラッチモータ３０の制御（ス
テップＳ２２４）とアシストモータ４０の制御（ステッ
プＳ２２６）とエンジン５０の制御（ステップＳ２２
８）とを行なう。これらの各制御は、図５のスタック状
態処理ルーチンと同様に同時に並行して行なわれる。

【００７０】ステップＳ２２４のクラッチモータ３０の
制御は図１１に例示するクラッチモータ制御処理に基づ
き行なわれる。このクラッチモータ制御処理が実行され
ると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まずレゾルバ
４８により検出される駆動軸２２の回転角度θｄとレゾ
ルバ３９により検出されるエンジン５０のクランクシャ
フト５６の回転角度θｅを読み込む処理を行ない（ステ
ップＳ２４２，Ｓ２４４）、両軸の相対角度θｃを計算
する（ステップＳ２４６）。次に、電流検出器９５，９
６により、クラッチモータ３０の三相コイル３６のＵ相
とＶ相に流れている電流Ｉｕｃ，Ｉｖｃを検出する（ス
テップＳ２４８）。その後、図６のアシストモータ制御
処理のステップＳ１４４ないしＳ１４８と同様の処理で
ある座標変換（ステップＳ２５０）、電圧指令値Ｖｄ
ｃ，Ｖｑｃの演算（ステップＳ２５２）、電圧指令値の
逆座標変換（ステップＳ２５４）を行なって、クラッチ
モータ３０の第１の駆動回路９１のトランジスタＴｒ１
ないしＴｒ６のオンオフ制御時間を求め、ＰＷＭ制御を
行なう（ステップＳ２５６）。

【００７１】なお、こうしたクラッチモータ３０の制御
を行なうと、アウタロータ３２とインナロータ３４とに
滑りが生じるから、この滑りに応じた電力が回生される
ことになる。実施例では、この回生された電力は電源ラ
インＰ１，Ｐ２を介してバッテリ９４の充電に用いられ
る。

【００７２】ステップＳ２２６のアシストモータ４０の
制御としては、ステップＳ２２２でアシストモータ４０
のトルク指令値Ｔａ＊に値０が設定されるから、図５の
ステップＳ１２４のクラッチモータ３０の制御と同様
に、第２の駆動回路９２のトランジスタＴｒ１１ないし
Ｔｒ１６をすべてオフとする制御が行なわれる。

【００７３】ステップＳ２２８のエンジン５０の制御と
しては、ステップＳ２２３において設定された目標トル
クＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで定常
運転状態となるようトルクＴｅおよび回転数Ｎｅの制御
が行なわれる。実際には、制御ＣＰＵ９０から通信によ
りＥＦＩＥＣＵ７０に指示を送信し、燃料噴射量やスロ
ットルバルブ開度を増減して、エンジン５０のトルクが
目標トルクＴｅ＊に、回転数が目標回転数Ｎｅ＊になる
よう調整されるのである。

【００７４】以上説明したクラッチモータ３０によるス
タック状態からの脱出制御によれば、駆動軸２２に結合
されたクラッチモータ３０によりスタック状態から車両
を脱出させることができる。

【００７５】実施例のスタック脱出装置では、エンジン
５０のクランクシャフト５６と駆動軸２２とを電磁的に
結合するクラッチモータ３０と、駆動軸２２にトルクを
付加するアシストモータ４０とを備えるものとしたが、
駆動軸２２にトルクを作用させることができ作用させる
トルクを車速Ｖに応じて制御が可能であればよいから、
クラッチモータ３０だけを備える構成やアシストモータ
４０だけを備える構成としてもよい。例えば、図１２や
図１３に例示する駆動軸２２にモータＭが取り付けられ
たハイブリッド型の車両の構成に適用するものとしても
よい。

【００７６】なお、図１２に例示するハイブリッド型の
車両は、エンジンＥＧからの動力を駆動軸２２を駆動す
る動力と発電機Ｇを駆動する動力とに分配するプラネタ
リギヤＰＧと、発電機Ｇにより発電された電力を蓄える
バッテリＢＴと、駆動軸２２に動力を付加するモータＭ
と、アクセルペダルポジションセンサ６５や車速センサ
８６等により検出された信号に基づいてエンジンＥＧや
プラネタリギヤＰＧ，モータＭ，発電機Ｇ等を駆動制御
する車両コントローラＣＣとを備え、図１３に例示する
ハイブリッド型の車両は、エンジンＥＧからの動力によ
り駆動する発電機Ｇと、発電機Ｇにより発電された電力
を蓄えるバッテリＢＴと、駆動軸２２に動力を付加する
モータＭと、アクセルペダルポジションセンサ６５や車
速センサ８６等により検出された信号に基づいてエンジ
ンＥＧ，モータＭ，発電機Ｇ等を駆動制御する車両コン
トローラＣＣとを備える。こうした図１２および図１３
に例示するハイブリッド型の車両を構成する機器のうち
モータＭと車両コントローラＣＣとが実施例のスタック
脱出装置のアシストモータ４０と制御装置８０とに相当
し、図５のスタック状態処理ルーチンと同様なルーチン
を実行して車両をスタック状態から脱出させる。

【００７７】次に、第２の実施例としてのスタック脱出
装置について説明する。図１４は、第２実施例のスタッ
ク脱出装置として動作可能な動力伝達装置１２０の構成
の概略を例示する構成図である。第２実施例の動力伝達
装置１２０は、図示するように、流体式トルクコンバー
タ１３０と、プラネタリギヤユニット１４０とから構成
されている。

【００７８】流体式トルクコンバータ１３０は、一般的
なロックアップ機構付きの３要素１段２相のトルクコン
バータとして構成され、詳しくは、エンジン１２２のク
ランクシャフト１２４に結合されたポンプインペラ１３
２と、プラネタリギヤユニット１４０へ動力を伝達する
インプットシャフト１２８に結合されたタービンランナ
１３４と、ポンプインペラ１３２とタービンランナ１３
４とを循環する流体がタービンランナ１３４からポンプ
インペラ１３２へ戻される際の流向を変えるステータ１
３６と、ステータ１３６をフリーにするステータワンウ
ェイクラッチ１３７と、クランクシャフト１２４とイン
プットシャフト１２８とを選択的に連結してその回転数
差をなくすロックアップクラッチ１３８とを備える。

【００７９】プラネタリギヤユニット１４０は、２つの
プラネタリギヤを用いた前進３段後退１段の一般的なギ
ヤユニットとして構成され、詳しくは、フロントサンギ
ヤ１５２，フロントリングギヤ１５４，フロントピニオ
ンギヤ１５６およびフロントプラネタリキャリア１５８
からなるフロントプラネタリギヤ１５０と、リヤサンギ
ヤ１６２，リヤリングギヤ１６４，リヤピニオンギヤ１
６６およびリヤプラネタリキャリア１６８からなるリヤ
プラネタリギヤ１６０と、リヤリングギヤ１６４に結合
されたインタミーディットシャフト１４２とインプット
シャフト１２８とを選択的に連結するフロントクラッチ
１７０と、フロントサンギヤ１５２およびリヤサンギヤ
１６２と一体形成されたサンギヤシャフト１４４とイン
プットシャフト１２８とを選択的に連結するリヤクラッ
チ１７２と、サンギヤシャフト１４４を動力伝達装置１
２０のケースに連結して固定可能とするサンギヤ固定ブ
レーキ１７４と、サンギヤシャフト１４４を一方向のみ
回転可能とするサンギヤワンウェイクラッチ１８０を機
能させるクラッチ機能ブレーキ１７６と、フロントプラ
ネタリキャリア１５８を動力伝達装置１２０のケースに
連結して固定可能とするキャリア固定ブレーキ１７８
と、キャリア固定ブレーキ１７８がオフのときにフロン
トプラネタリキャリア１５８を一方向のみ回転可能とす
るキャリアワンウェイクラッチ１８２とを備える。フロ
ントプラネタリギヤ１５０のフロントリングギヤ１５４
とリヤプラネタリギヤ１６０のリヤプラネタリキャリア
１６８は、共にディファレンシャルギヤを介して車輪に
結合された駆動軸１２６に連結されている。

【００８０】流体式トルクコンバータ１３０およびプラ
ネタリギヤユニット１４０の各クラッチ１３８，１７
０，１７２および各ブレーキ１７４，１７６，１７８
は、それぞれ図示しない油圧式のアクチュエータを備え
ており、各アクチュエータの駆動によりそれぞれ機能す
る。これらのアクチュエータは、導電ラインにより後述
する制御装置２８０に接続されており、制御装置２８０
により駆動制御される。

【００８１】なお、図示しないが、第２実施例の動力伝
達装置１２０が搭載された車両も、第１実施例の動力伝
達装置２０が搭載された車両と同様に、アクセルペダル
２６４のポジションを検出するアクセルペダルポジショ
ンセンサ２６５、スロットルバルブ６６のポジションを
検出するスロットルバルブポジションセンサ６７、シフ
トレバー２８２のポジションを検出するシフトポジショ
ンセンサ２８４、車速Ｖを検出する車速センサ２８６等
の各センサを備える。

【００８２】図１５は、動力伝達装置１２０の電気的な
構成を制御装置２８０を中心に概略したブロック図であ
る。図示するように制御装置２８０は、ＣＰＵ２８０ａ
を中心として構成されるマイクロコンピュータであり、
詳しくは、ＣＰＵ２８０ａにより実行される制御プログ
ラムを記憶するＲＯＭ２８０ｂと、制御データ等を一時
的に記憶するＲＡＭ２８０ｃと、エンジンコントロール
ユニット２７０からの信号やアクセルペダルポジション
センサ２６５，シフトポジションセンサ２８４，車速セ
ンサ２８６等の各センにより検出された信号を入力する
入力処理回路２８０ｄと、エンジンコントロールユニッ
ト２７０への通信信号や動力伝達装置１２０が備える各
クラッチおよび各ブレーキのアクチュエータへの駆動信
号を出力する出力処理回路２８０ｅ等を備える。

【００８３】こうして構成された動力伝達装置１２０
は、制御装置２８０により各クラッチおよび各ブレーキ
のオンオフ制御を受けることにより、前進３段後退１段
の変速を行なって、エンジン１２２からの動力を駆動軸
１２６に伝達する。各段における各クラッチおよび各ブ
レーキの状態は、次表に示すとおりである。ここで、表
中、○印はクラッチまたはブレーキが作動して連結また
は固定されていることを示し、△印はエンジンブレーキ
のときにのみ作用することを示す。なお、これらの各段
におけるプラネタリギヤユニット１４０の動作は周知で
あるから、その説明は省略する。

【００８４】

【表１】

【００８５】次に、この第２実施例の動力伝達装置１２
０がスタック脱出装置として機能する際の動作について
図１６に例示するスタック状態処理ルーチンに基づき説
明する。なお、動力伝達装置１２０では、このスタック
状態処理ルーチンは、シフトレバー２８２が通常走行時
のＤレンジでプラネタリギヤユニット１４０の状態が１
速（ファースト）のときか、シフトレバー２８２がファ
ースト固定のＬレンジのときに繰り返し実行される。ま
た、図１６のスタック状態処理ルーチンのステップＳ３
００ないしＳ３１６は、図５のスタック状態処理ルーチ
ンのステップＳ１００ないしＳ１１６の処理と同一の処
理であるから、異なる処理についてのみ説明する。

【００８６】図１６のスタック状態処理ルーチンでは、
車両がスタック状態のときには、車速Ｖと値０とを比較
し（ステップＳ３１６）、車速Ｖが値０以上のときには
フロントクラッチ１７０をオンとしインプットシャフト
１２８とインタミーディットシャフト１４２を連結し
（ステップＳ３１８）、車速Ｖが値０未満のときにはフ
ロントクラッチ１７０をオフとしてインプットシャフト
１２８とインタミーディットシャフト１４２との連結を
解除する（ステップＳ３２０）。即ち、車両の揺さぶり
に対して、車両が停止しているか、僅かにでも前進して
いるときには、プラネタリギヤユニット１４０の状態を
上記表におけるファーストの状態としてエンジン１２２
の動力を駆動軸１２６へ伝達し、車両が後退していると
きには、フロントクラッチ１７０をオフすることにより
エンジン１２２の動力の駆動軸１２６への伝達を解除す
るのである。この結果、車両は、図８を用いた説明と同
様には、前後の揺れを次第に大きくして、スタック状態
から前進方向に脱出する。

【００８７】なお、流体式トルクコンバータ１３０の伝
達する動力がアクセルペダル２６４の踏込量に応じたも
のとなるから、スタック状態から脱出する際の動力もア
クセルペダル２６４の踏込量に応じたものとなる。

【００８８】以上説明したスタック脱出装置によれば、
車両がスタック状態にあるかを判定することができる。
そして、車両がスタック状態にある場合、運転者の運転
技術に拘わらず、容易に車両をスタック状態から脱出さ
せることができる。しかも、車両の車速Ｖが値０以上の
ときにのみ前進方向に車両を加速する動力を作用させる
から、車両をスタック状態から前進方向に脱出させるこ
とができる。また、スタック状態から脱出する際の動力
をアクセルペダル２６４の踏込量に応じた値としたか
ら、駆動軸２２に作用する動力に運転者の意志を反映さ
せることができる。更に、車両がスタック状態から脱出
したのを車速Ｖにより判断することができる。また、ス
タック状態からの脱出の如何に拘わらず、運転者がアク
セルペダル６４の踏み込みを解放することにより、スタ
ック状態からの脱出の制御を終了することができる。

【００８９】第２実施例のスタック脱出装置では、Ｄレ
ンジのファーストの状態のときかＬレンジのときに、フ
ロントクラッチ１７０をオンオフすることによりスタッ
ク状態から前進方向に脱出するものとしたが、シフトレ
バー２８２が後退のＲレンジのときに、リヤクラッチ１
７２をオンオフすることによりスタック状態から後進方
向に脱出するものとしてもよい。シフトレバー２８２が
Ｒレンジのときには、プラネタリギヤユニット１４０の
状態は表中のリバースの状態となるから、リヤクラッチ
１７２をオンすることによりエンジン１２２の動力を駆
動軸１２６へ伝達し、リヤクラッチ１７２をオフするこ
とによりエンジン１２２の動力の駆動軸１２６への伝達
を解除することができる。この場合、図１６のスタック
状態処理ルーチンのステップＳ３１６ないしＳ３２０の
処理に代えて、車速Ｖが値０以下のときにはリヤクラッ
チ１７２をオンとし、車速Ｖが値０より大きいときには
リヤクラッチ１７２をオフとする処理を実行すればよ
い。

【００９０】また、第２実施例のスタック脱出装置で
は、第１実施例のスタック脱出装置と同様に、車両がス
タック状態に陥ったか否かの判定を行なったが、こうし
た判定は行なわない構成としてもよい。第２実施例のス
タック脱出装置では、フロントクラッチ１７０をオンと
したときには、アクセルペダル６４の踏込量に応じたト
ルクが駆動軸１２６に作用するものとしたが、エンジン
１２２の制御を組み合わせてフロントクラッチ１７０を
オンとしたときの駆動軸１２６に作用するトルクを制御
するものとしてもよい。

【００９１】第２実施例のスタック脱出装置では、前進
３段後退１段のプラネタリギヤユニット１４０を備える
動力伝達装置１２０により構成したが、インプットシャ
フト１２８の動力の駆動軸１２６への伝達とその解除が
行なえるものであれば如何なる構成としてもよい。例え
ば、３つのプラネタリギヤから構成される前進５段後退
１段のプラネタリギヤユニットを備える動力伝達装置
や、ロックアップ機構のない流体式トルクコンバータを
備える動力伝達装置等としてもよい。

【００９２】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のスタック脱出装置として機能
する動力伝達装置２０の概略構成を示す構成図である。

【図２】図１の動力伝達装置２０を構成するクラッチモ
ータ３０およびアシストモータ４０の構造を示す断面図
である。

【図３】図１の動力伝達装置２０を組み込んだ車両の概
略構成を示す構成図である。

【図４】動力伝達装置２０の動作原理を説明するための
グラフである。

【図５】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行され
るスタック状態処理ルーチンを例示するフローチャート
である。

【図６】制御装置８０により実行されるアシストモータ
４０の制御の基本的な処理を例示するフローチャートで
ある。

【図７】車両がスタック状態から脱出する際の車速Ｖ，
アシストモータ４０のトルクＴａおよびスタック状態判
定フラグＦESの状態の変化を例示する説明図である。

【図８】車両がスタック状態を脱出する際の駆動輪２６
の状態を例示する説明図である。

【図９】図５のスタック状態処理ルーチンの変形例の一
部を例示するフローチャートである。

【図１０】図５のスタック状態処理ルーチンの変形例の
一部を例示するフローチャートである。

【図１１】制御装置８０により実行されるクラッチモー
タ３０の制御の基本的な処理を例示するフローチャート
である。

【図１２】実施例のスタック脱出装置を適用可能なハイ
ブリッド型電気自動車の概略構成を例示する構成図であ
る。

【図１３】実施例のスタック脱出装置を適用可能なハイ
ブリッド型電気自動車の概略構成を例示する構成図であ
る。

【図１４】第２実施例のスタック脱出装置として動作可
能な動力伝達装置１２０の概略構成を例示する構成図で
ある。

【図１５】第２実施例のスタック脱出装置として動作可
能な動力伝達装置１２０の電気的な構成の概略を例示す
るブロック図である。

【図１６】第２実施例の制御装置２８０のＣＰＵ２８ａ
により実行されるスタック状態処理ルーチンを例示する
フローチャートである。

【符号の説明】

２０…動力伝達装置２２…駆動軸２４…ディファレンシャルギヤ２６，２８…駆動輪３０…クラッチモータ３２…アウタロータ３４…インナロータ３５…永久磁石３６…三相コイル３７Ａ，３７Ｂ…ベアリング３８…回転トランス３８Ａ…一次巻線３８Ｂ…二次巻線３９…レゾルバ４０…アシストモータ４２…ロータ４３…ステータ４４…三相コイル４５…ケース４６…永久磁石４８…レゾルバ４９…ベアリング５０…エンジン５１…燃料噴射弁５２…燃焼室５４…ピストン５６…クランクシャフト５７…ホイール５８…イグナイタ５９ａ…圧入ピン５９ｂ…ネジ６０…ディストリビュータ６２…点火プラグ６４…アクセルペダル６５…アクセルペダルポジションセンサ６６…スロットルバルブ６７…スロットルバルブポジションセンサ６８…アクチュエータ７０…ＥＦＩＥＣＵ７２…吸気管負圧センサ７４…水温センサ７６…回転数センサ７８…回転角度センサ７９…スタータスイッチ８０…制御装置８２…シフトレバー８４…シフトポジションセンサ８６…車速センサ９０…制御ＣＰＵ９０ａ…ＲＡＭ９０ｂ…ＲＯＭ９１…第１の駆動回路９２…第２の駆動回路９４…バッテリ９５，９６…電流検出器９７，９８…電流検出器９９…残容量検出器１２０…動力伝達装置１２２…エンジン１２４…クランクシャフト１２６…駆動軸１２８…インプットシャフト１３０…流体式トルクコンバータ１３２…ポンプインペラ１３４…タービンランナ１３６…ステータ１３７…ステータワンウェイクラッチ１３８…ロックアップクラッチ１４０…プラネタリギヤユニット１４２…インタミーディットシャフト１４４…サンギヤシャフト１５０…フロントプラネタリギヤ１５２…フロントサンギヤ１５４…フロントリングギヤ１５６…フロントピニオンギヤ１５８…フロントプラネタリキャリア１６０…リヤプラネタリギヤ１６２…リヤサンギヤ１６４…リヤリングギヤ１６６…リヤピニオンギヤ１６８…リヤプラネタリキャリア１７０…フロントクラッチ１７２…リヤクラッチ１７４…サンギヤ固定ブレーキ１７６…クラッチ機能ブレーキ１７８…キャリア固定ブレーキ１８０…サンギヤワンウェイクラッチ１８２…キャリアワンウェイクラッチ２６４…アクセルペダル２６５…アクセルペダルポジションセンサ２７０…エンジンコントロールユニット２８０…制御装置２８０ａ…ＣＰＵ２８０ｂ…ＲＯＭ２８０ｃ…ＲＡＭ２８０ｄ…入力処理回路２８０ｅ…出力処理回路２８２…シフトレバー２８４…シフトポジションセンサ２８６…車速センサＢＴ…バッテリＣＣ…車両コントローラＥＧ…エンジンＧ…発電機Ｍ…モータＰ１，Ｐ２…電源ラインＰＧ…プラネタリギヤＴｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】

【数１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】

【数２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】

【数３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】

【数４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窪みに車輪を捕られたときなど通常の運
転操作では車両を操作できない状態であるスタック状態
から該車両を脱出させるスタック脱出装置であって、駆動軸にトルクを作用させるトルク作用手段と、前記車両の速度を検出する車速検出手段と、所定の指示がなされるまで、前記車速検出手段に検出さ
れた速度に基づいて、該速度の方向に車両を加速するト
ルクが前記駆動軸に作用するよう前記トルク作用手段を
制御するトルク制御手段とを備えるスタック脱出装置。
【請求項２】請求項１記載のスタック脱出装置であっ
て、前記車両がスタック状態から脱出したことを判定する脱
出判定手段を備え、前記所定の指示は、前記脱出判定手段による脱出の判定
であるスタック脱出装置。
【請求項３】前記所定の指示は、運転者によるアクセ
ルペダルの踏み込みの解放である請求項１記載のスタッ
ク脱出装置。
【請求項４】前記トルク制御手段は、前記車速検出手
段により検出された速度の方向が前記車両の前進方向の
ときには該速度の方向に車両を加速するトルクが前記駆
動軸に作用し、前記検出された速度の方向が前記車両の
後進方向のときにはトルクが前記駆動軸に作用しないよ
う前記トルク作用手段を制御する手段である請求項１記
載のスタック脱出装置。
【請求項５】請求項１記載のスタック脱出装置であっ
て、前記車両をスタック状態から該車両の前進方向に脱出さ
せるか後進方向に脱出させるかを選択する脱出方向選択
手段を備え、前記トルク制御手段は、前記車速検出手段により検出さ
れた速度の方向が前記脱出方向選択手段により選択され
た方向のときには該選択された方向に前記車両を加速す
るトルクが前記駆動軸に作用し、前記検出された速度の
方向が前記脱出方向選択手段により選択されなかった方
向のときにはトルクが前記駆動軸に作用いないよう前記
トルク作用手段を制御する手段であるスタック脱出装
置。
【請求項６】請求項１ないし５いずれか記載のスタッ
ク脱出装置であって、前記トルク制御手段は、前記車速検出手段に検出される速度の方向の反転回数を
計数する反転回数計数手段と、前記駆動軸に作用させるトルクとして、前記反転回数計
数手段により計数された反転回数に応じて順次大きくな
るトルクを設定するトルク設定手段とを備えるスタック
脱出装置。
【請求項７】前記トルク制御手段は、運転者によるア
クセルペダルの踏込量に応じたトルクが前記駆動軸に作
用するよう前記トルク作用手段を制御する手段である請
求項１ないし５記載のスタック脱出装置。
【請求項８】請求項１ないし７いずれか記載のスタッ
ク脱出装置であって、前記車両がスタック状態にあるのを検出するスタック状
態検出手段を備え、前記トルク制御手段は、前記スタック状態検出手段によ
りスタック状態にあるのを検出したとき、前記トルク作
用手段を制御する手段であるスタック脱出装置。
【請求項９】前記スタック状態検出手段は、アクセル
ペダルが踏み込まれた状態で前記車速検出手段により検
出された速度の大きさが所定時間継続して所定値以下の
ときに、前記車両がスタック状態にあるとことを検出す
る手段である請求項８記載のスタック脱出装置。
【請求項１０】前記トルク作用手段は、前記駆動軸を
トルクの出力軸とする電動機である請求項１ないし９い
ずれか記載のスタック脱出装置。
【請求項１１】前記トルク作用手段は、原動機の動力
をトルク変換して前記駆動軸に伝達する流体式トルクコ
ンバータとプラネタリギヤユニットからなる動力伝達手
段である請求項１ないし９いずれか記載のスタック脱出
装置。