JP2008162395A - ４輪駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転数に基づいて、ハンチングの発生を精度良く検出し、ハンチングに対するフェール対策を実現できる４輪駆動制御装置を提供することにある。
【解決手段】エンジン１より駆動される発電機４で発電される電力により駆動されるモータ１０を制御する４ＷＤコントローラ６は、モータ１０から発生するトルクをモータ駆動輪１２に伝達するシャフト１３とモータ１０との間で発生するハンチングを、モータ１０の回転数に基づいて検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動する車両の４輪駆動制御装置に関する。

従来、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで駆動する４輪駆動の車両が発案されている。当該４輪駆動の車両には、更に、エンジンの駆動力をベルトを介して受け、電気エネルギーに変換する発電機と、当該発電機で変換された電気エネルギーを上記モータに供給する接続手段と、上記モータの駆動力に基づき、後輪を駆動する後輪駆動部とを有している（特許文献１参照）。
特開平７−２３１５０８号公報

しかしながら、上記の４輪駆動の車両では、スタック時やロールバック、再接続時、車輪からモータのトルクと逆方向にトルクがかかる場合がある。モータのトルクと逆方向にトルクがかけられると、シャフトにねじれが発生する。シャフトのねじれは、モータのトルクに打ち勝ったところで、モータの回転軸を逆方向に戻す。その後、シャフトのねじれがなくなったところで、モータの回転軸はトルクをシャフトにかける。更に、車輪からの逆方向トルクがかけられていると、シャフトにねじれが発生し、上記の一連の現象が繰り返し発生（ハンチング）する。モータおよびシャフト間に上記ハンチングが発生すると、車をゆすり、運転者に不愉快を与えるといった問題があった。更に、上記のハンチングは、部品の故障、モータ電流電圧のハンチングの誘発または高電流または高電圧の発生等のフェールを起こすといった問題もあった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、モータの回転数に基づいて、ハンチングの発生を精度良く検出し、ハンチングに対するフェール対策を実現できる４輪駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る４輪駆動制御装置は、モータから発生するトルクを駆動輪に伝達するシャフトと当該モータとの間で発生するハンチングを、モータの回転数に基づいて検出することを特徴とする。

本発明により、ハンチングの発生を精度良く検出することができる。これより、ハンチングが発生した場合でも、ハンチングの発生回数および継続時間を抑制する対策を実行することができる。よって、部品の故障、モータ電流電圧のハンチングの誘発または高電流または高電圧の発生等のフェールに対する対策を実現できる。

本発明に係る４輪駆動制御装置を含む４輪駆動車両として、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで駆動する４輪駆動車両を例として説明する。以下に、本発明の第１乃至第５の実施形態に係る４輪駆動制御装置および該４輪駆動制御装置を含む４輪駆動車両について、図１乃至図１３を参照して説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の４輪駆動制御装置および該４輪駆動制御装置を含む４輪駆動車両を図１乃至図４を参照して説明する。

（４輪駆動車両の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る４輪駆動制御装置である４ＷＤコントローラ６を含む４輪駆動車両のシステム構成を説明する図である。図１では、４輪駆動車両の駆動力源であるエンジン１と、エンジン１の駆動力を調整する指令を出すアクセルペダル５と、エンジン１の回転を変速する変速機３と、変速機３におけるギア比を設定する変速比選択手段７と、エンジン１により駆動されるエンジン駆動輪１１と、エンジン１によりベルト２を介して駆動され、電力を発生する発電機４と、発電機４により発電した電力により駆動されるモータ１０と、モータ１０に交流電力を供給するパワーハーネス８と、モータ１０の回転を減速する減速機９と、モータ１０により駆動されるモータ駆動輪１２と、モータ１０から発生するトルクをモータ駆動輪１２に伝達するシャフト１３と、変速比選択手段７の選択値、アクセルペダル５の指令値によりトルク指令値をモータ１０に出力する４ＷＤコントローラ６とを示している。

ここで、通常、４輪駆動車両は、エンジン１で発生したトルクによりエンジン駆動輪１１を回転させて走行する（以下、２ＷＤ走行とする）。一方、４輪駆動車両は、雪道や急な坂道の走行中におけるエンジン駆動輪１１の空回りの発生等を検出して、エンジン１でエンジン駆動輪１１を回転させるとともに、モータ１０で発生したトルクによりモータ駆動輪１２を回転させて走行する（以下、４ＷＤ走行とする）。４ＷＤ走行時、モータ１０からモータ駆動輪１２にトルクを伝達させるため、モータ１０とシャフト１３およびモータ駆動輪１２を、減速機９に内蔵された複数の金属板を幾十にも重ねて構成された減速機クラッチ（不図示）で接続する。２ＷＤ走行時は、モータ１０は駆動しないので、モータ駆動輪１２からモータ１０に逆にトルクが伝達しないよう、当該減速機クラッチを切り離している。上記の４輪駆動車両において、スタック時、ロールバック時または再接続時に、モータ駆動輪１２からモータ１０のトルクと逆方向にトルクがかかる場合がある。上記の逆方向トルクにより、シャフト１３には、ねじれが発生する。シャフト１３のねじれは、モータ１０のトルクに打ち勝ったところで、モータ１０の回転軸を逆方向に戻す。その後、シャフト１３のねじれがなくなったところで、モータ１０の回転軸はトルクをシャフト１３にかける。更に、モータ駆動輪１２からの逆方向トルクがかけられていると、シャフト１３にねじれが発生し、上記の一連の現象が繰り返し発生（以下、この現象をハンチングとする。）する。

（ハンチング検出方法）
図２は図１に示すモータ１０のハンチング時の回転数ＭＯＴＲＰＭの時間変化を説明する図である。図２では、４輪駆動車両のロールバック中に発生したハンチングにおけるモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の速度をモータ軸換算した値（以下、換算値とする。）Ｎｓｒを示している。そのため、回転数ＭＯＴＲＰＭおよび換算値Ｎｓｒは負の値になっている。なお、横軸は時間〔ｓ〕であり、縦軸は速度〔ｒｐｍ〕である。図２に示すように、ハンチング時、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭは、短時間で小刻みに数回大きく振れている。これから、ハンチング時のモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭの時間変化の傾き（以下、モータ１０の加速度とする。）は、非ハンチング時のモータ１０の加速度と比較して異常に大きいことがわかる。また、ハンチング時、換算値Ｎｓｒも変動している。換算値Ｎｓｒの変動により、４輪駆動車両は揺れ、場合によっては運転者に不愉快を与える。また、上記のように、ハンチング時、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭは、短時間で小刻みに数回大きく振れることから、モータ電流電圧のハンチングを誘発するとともに、高電流または高電圧を発生させ、フェールを起こす場合もある。そこで、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６はシャフト１３とモータ１０との間で発生するハンチングを、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭに基づいて検出するハンチング検出手段を有している。

図３は、第１の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図である。図３において、直線Ａはハンチングが発生した場合のモータ１０の回転数の時間変化を示している。また、点線Ｂは、上記の所定値における速度の時間変化を表している。一方、直線Ｃは、４輪駆動車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値における速度の時間変化を表している。図３に示したように、ハンチングが発生した場合のモータ１０の回転数の時間変化の傾き、すなわち、モータ１０の加速度は、４輪駆動車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値（直線Ｃの傾き）よりも大きい。そこで、第１の実施形態の４ＷＤコントローラでは、上記の所定値（点線Ｂの傾き）を、４輪駆動車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値（直線Ｃの傾き）を超過する値に予め設定する。その後、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭを計測し、モータ１０の加速度を算出する。その後、予め設定された所定値と、モータ１０の加速度とを比較して、当該加速度が所定値を超過していた場合に、ハンチングが発生したと検出している。なお、上記の４輪駆動車両で起こりうる最大加速度は、例えば、４ＷＤ走行時における最大速度で駆動中に、運転者がパーキングブレーキを引いた場合に発生する。または、減速機クラッチを切り離した状態で、モータ１０を駆動した場合に発生する。

また、第１の実施形態における４ＷＤコントローラでは、上記の条件に合わせて、減速機クラッチが接続されている条件と、４ＷＤコントローラ６からモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件とを追加している。これは、減速機クラッチが接続されていない場合、ハンチングは発生しないし、トルク指令値が当該基準値以下の場合、ハンチングが発生しても、影響が小さく、フェールに至らないからである。更に、モータ１０の加速度が所定値を超過した状態が、予め設定された所定時間（例えば５０ｍｓ）継続している条件を追加している。これは、測定誤差により、一瞬、モータ１０の加速度が所定値を超過する場合があるからである。よって、上記の条件を追加することで、ハンチングの検出精度を向上することができる。これから、ハンチングの発生を精度良く検出できる。これから、ハンチングが発生した場合であっても、速やかにモータ１０のトルクを減少させることにより、ハンチングの発生回数および継続時間を抑制する対策を実行することができる。よって、ハンチングを抑制できることから、部品の故障、モータ電流電圧のハンチングの誘発または高電流または高電圧の発生等のフェールに対する対策を実現できる。

（ハンチング検出方法による制御処理）
図４は、図３に示すハンチング検出方法を実行するフローチャートである。ここで、図４は、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６のハンチング検出手段にて実行されるハンチング検出方法による自動検出制御処理の流れを示している。

以下、上記の自動検出制御処理について説明する。まず、減速機クラッチがＯＮか否か、すなわち、モータ１０とシャフト１３が減速機クラッチで接続されているか否か判断する（ステップＳ１１）。減速機クラッチがＯＦＦの場合（ステップＳ１１でＮｏ）、ハンチングは発生せず、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、減速機クラッチがＯＮの場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、４ＷＤコントローラ６からモータ１０へのトルク指令値が予め定めた基準値を超過しているか否か判断する（ステップＳ１２）。当該トルク指令値が当該基準値以下であると判断した場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ハンチングが発生してもフェールに至らないことから、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、当該トルク指令値が当該基準値を超過していると判断した場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、４ＷＤ走行時におけるモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭを計測し、４ＷＤ走行時におけるモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭの時間変化の傾き、すなわち、モータ１０の加速度を算出する。その後、算出した加速度が所定値を超過したか否か判断する（ステップＳ１３）。ここで、所定値は、上述したように、４輪駆動車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値を超過する値に予め設定され、４ＷＤコントローラ６内に格納されている。

算出した加速度が所定値以下の場合（ステップＳ１３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、算出した加速度が所定値を超過したと判断した場合、算出した加速度が所定値を超過した状態が所定時間（例えば５０ｍｓ）継続して発生しているか否か判断する（ステップＳ１３）。なお、当該所定時間は予め設定され、４ＷＤコントローラ６内に格納されている。算出した加速度が所定値を超過した状態が、所定時間継続して発生しなかった場合も（ステップＳ１３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、算出した加速度が所定値を超過した状態が所定時間継続して発生した場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ハンチングが発生したと判断し（ステップＳ１４）、本自動検出制御処理を終了する。上記のフローチャートにより、モータ駆動輪１２のシャフト１３とモータ１０との間にハンチングが発生したか否か自動的に検出することができる。

上記のハンチング検出方法により、ハンチングが発生したことを自動的に検出した後、４ＷＤコントローラ６は、４ＷＤコントローラ６からモータ１０へのトルク指令値を速やかに小さくする制御処理を自動的に実行し、ハンチングにおける影響を小さくして、フェールに至らないようにする。

以上より、フェールが発生する前にハンチングの発生を精度良く自動的に検出することができる。また、ハンチングが発生した場合であっても、速やかにモータ１０のトルクを減少させる制御処理を自動的に実行することにより、ハンチングの発生回数および継続時間を抑制する対策を自動的に実行することができる。よって、フェールが発生する前に、ハンチングを抑制できることから、部品の故障、モータ電流電圧のハンチングの誘発または高電流または高電圧の発生等のフェールに対する対策を自動的に実現できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る４ＷＤコントローラについて、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点を中心に図５および図６を参照して説明する。また、第２の実施形態について、第１の実施形態と同様の構成には同じ番号を付し、説明を省略する。なお、第２の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両の構成は、第１の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両と同じである。第２の実施形態の４ＷＤコントローラが、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点は、ハンチング検出手段が異なることだけである。

（ハンチング検出方法）
図５は、第２の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図である。図５では、４輪駆動車両のロールバック中に発生したハンチングにおけるモータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭ、すなわち、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭの時間変化の傾きと、４輪駆動車両の加速度をモータ軸換算した値（以下、換算値とする。）ｄＮｓｒとを示している。そのため、加速度ｄＭＯＴＲＰＭおよび換算値ｄＮｓｒは負の値になっている。なお、横軸は時間〔ｓ〕であり、縦軸は加速度〔ｒｐｍ／ｓ〕である。図５に示すように、ハンチング時のモータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭは、換算値ｄＮｓｒと比較しても異常に大きいことがわかる。また、換算値ｄＮｓｒの変動により、４輪駆動車両は揺れ、場合によっては運転者に不愉快を与える。更に、図５に示したように、ハンチング時、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭは、短時間で小刻みに数回大きく振れていることから、モータ電流電圧のハンチングを誘発するとともに、高電流または高電圧を発生させ、フェールを起こす場合もある。

そこで、第２の実施形態の４ＷＤコントローラでは、ハンチング時のモータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭが、換算値ｄＮｓｒと比較して異常に大きいことを利用して、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭと換算値ｄＮｓｒとの加速度差を算出し、当該加速度差が所定値を超過した場合にハンチングが発生したと検出する。ここで、上記の所定値は、４輪駆動車両で起こりうる当該加速度差の最大値に予め設定している。

また、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様に、上記の条件に合わせて、減速機クラッチ（不図示）が接続されている条件と、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件とを追加している。更に、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭと換算値ｄＮｓｒとの加速度差が所定値を超過した状態が、予め設定した所定時間（例えば５０ｍｓ）継続している条件を追加している。これは、測定誤差により、一瞬、当該加速度差が所定値を超過する場合があるからである。よって、第２の実施形態の４ＷＤコントローラでも、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得することができる。

（ハンチング検出方法による制御処理）
図６は、図５に示すハンチング検出方法を実行するフローチャートである。ここで、図６は、第２の実施形態の４ＷＤコントローラのハンチング検出手段にて実行されるハンチング検出方法による自動検出制御処理の流れを示している。

以下、上記の自動検出制御処理について説明する。まず、減速機クラッチがＯＮか否か判断する（ステップＳ２１）。減速機クラッチがＯＦＦの場合（ステップＳ２１でＮｏ）、ハンチングは発生せず、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、減速機クラッチがＯＮの場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め定めた基準値を超過しているか否か判断する（ステップＳ２２）。当該トルク指令値が当該基準値以下であると判断した場合（ステップＳ２２でＮｏ）、ハンチングが発生してもフェールに至らないことから、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、当該トルク指令値が当該基準値を超過していると判断した場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、４ＷＤ走行時におけるモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の速度を計測し、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭおよび４輪駆動車両の加速度をモータ軸換算した値、すなわち、換算値ｄＮｓｒとの加速度差を算出し、当該加速度差が所定値を超過したか否か判断する（ステップＳ２３）。ここで、上記の所定値は、上述のように、４輪駆動車両で起こりうる当該加速度差の最大値に予め設定し、４ＷＤコントローラ内に格納している。

当該加速度差が所定値以下の場合（ステップＳ２３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、当該加速度差が所定値を超過したと判断した場合、当該加速度差が所定値を超過した状態が所定時間（例えば５０ｍｓ）継続して発生しているか判断する（ステップＳ２３）。なお、当該所定時間は予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。当該加速度差が所定値を超過した状態が、所定時間継続して発生しなかった場合も（ステップＳ２３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、当該加速度差が所定値を超過した状態が所定時間継続して発生した場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、ハンチングが発生したと判断し（ステップＳ２４）、本自動検出制御処理を終了する。上記のフローチャートにより、モータ駆動輪１２のシャフト１３とモータ１０との間にハンチングが発生したか否か自動的に検出することができる。その後、４ＷＤコントローラは、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値を速やかに小さくする制御処理を自動的に実行し、ハンチングにおける影響を小さくして、フェールに至らないようにする。

以上より、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る４ＷＤコントローラについて、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点を中心に図７および図８を参照して説明する。また、第３の実施形態について、第１の実施形態と同様の構成には同じ番号を付し、説明を省略する。なお、第３の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両の構成は、第１の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両と同じである。第３の実施形態の４ＷＤコントローラが、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点は、ハンチング検出手段が異なることだけである。

（ハンチング検出方法）
図７は、第３の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図である。図７において、三角波Ｄは、ハンチング時におけるモータ１０の回転数の時間変化を示している。一方、直線Ｅは、モータ駆動輪１２の速度をモータ軸換算した値の時間変化を示している。図７に示すように、ハンチング時、モータ１０の回転数は、短時間で小刻みに数回大きく振れている。これから、４輪駆動車両は揺れ、場合によっては運転者に不愉快を与える。更に、モータ電流電圧のハンチングを誘発するとともに、高電流または高電圧を発生させ、フェールを起こす場合もある。

そこで、第３の実施形態の４ＷＤコントローラでは、第１の実施形態と同様に、４ＷＤコントローラにおいて、モータ１０の回転数の時間変化の傾き、すなわち、モータ１０の加速度を算出し、当該加速度が所定値を超過したか否か判断し、当該加速度が所定値を超過した場合、所定時間（例えば５０ｍｓ）継続したか否か判断する。更に、所定時間（例えば５００ｍｓ）内にモータ１０の加速度の符号が変化した回数が所定回数（例えば３回）に達したか否か判断する。そして、所定値を超過した当該加速度が所定時間継続し、且つ、所定時間（例えば５００ｍｓ）内にモータ１０の加速度の符号が変化した回数が所定回数（例えば３回）に達した場合、ハンチングが発生したと検出している。ここで、上記の所定値は、第１の実施形態と同様に、４輪駆動車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値を超過する値に予め設定している。

また、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様に、上記の条件に合わせて、減速機クラッチ（不図示）が接続されている条件と、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件とを追加している。また、モータ１０の加速度が所定値を超過した状態が、予め設定した所定時間（例えば５０ｍｓ）継続している条件を追加している。よって、第３の実施形態の４ＷＤコントローラでも、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得することができる。更に、第３の実施形態の４ＷＤコントローラでは、所定時間（例えば５００ｍｓ）内にモータ１０の加速度の符号が所定回数（例えば３回）変化する条件を追加しているので、誤判定を防ぐこともできる。

（ハンチング検出方法による制御処理）
図８は、図７に示すハンチング検出方法を実行するフローチャートである。ここで、図８は、第３の実施形態の４ＷＤコントローラのハンチング検出手段にて実行されるハンチング検出方法による自動検出制御処理の流れを示している。

以下、上記の自動検出制御処理について説明する。まず、減速機クラッチがＯＮか否か判断する（ステップＳ３１）。減速機クラッチがＯＦＦの場合（ステップＳ３１でＮｏ）、ハンチングは発生せず、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、減速機クラッチがＯＮの場合（ステップＳ３１でＹｅｓ）、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め定めた基準値を超過しているか否か判断する（ステップＳ３２）。当該トルク指令値が当該基準値以下であると判断した場合（ステップＳ３２でＮｏ）、ハンチングが発生してもフェールに至らないことから、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、当該トルク指令値が当該基準値を超過していると判断した場合（ステップＳ３２でＹｅｓ）、４ＷＤ走行時におけるモータ１０の回転数を計測し、モータ１０の加速度を算出する。その後、算出した加速度が所定値を超過したか否か判断する（ステップＳ３３）。ここで、所定値は、上述したように、４輪駆動車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値を超過する値に予め設定し、４ＷＤコントローラ内に格納している。

算出した加速度が所定値以下の場合（ステップＳ３３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、算出した加速度が所定値を超過したと判断した場合、算出した加速度が所定値を超過した状態が所定時間（例えば５０ｍｓ）継続して発生しているか否か判断する（ステップＳ３３）。なお、当該所定時間は予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。算出した加速度が所定値を超過した状態が、所定時間継続して発生しなかった場合も（ステップＳ３３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、算出した加速度が所定値を超過した状態が所定時間継続して発生した場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）、次の制御処理に移行する。次に、所定時間（例えば５００ｍｓ）内にモータ１０の加速度の符号が変化した回数が所定回数（例えば３回）に達したか否か判断する（ステップＳ３４）。なお、当該所定回数も予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。所定時間内にモータ１０の加速度の符号が変化した回数が所定回数未満の場合（ステップＳ３４でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、所定時間内にモータ１０の加速度の符号が変化した回数が所定回数に達した場合、すなわち、所定回数以上になった場合（ステップＳ３４でＹｅｓ）、ハンチングが発生したと判断し（ステップＳ３５）、本自動検出制御処理を終了する。上記のフローチャートにより、モータ駆動輪１２のシャフト１３とモータ１０との間にハンチングが発生したか否か自動的に検出することができる。その後、４ＷＤコントローラは、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値を速やかに小さくする制御処理を自動的に実行し、ハンチングにおける影響を小さくして、フェールに至らないようにする。

以上より、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得できる。更に、第３の実施形態の４ＷＤコントローラでは、所定時間（例えば５００ｍｓ）内にモータ１０の加速度の符号が所定回数（例えば３回）変化する条件を追加しているので、誤判定を防ぐこともできる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る４ＷＤコントローラについて、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点を中心に図９および図１０を参照して説明する。また、第４の実施形態について、第１の実施形態と同様の構成には同じ番号を付し、説明を省略する。なお、第４の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両の構成は、第１の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両と同じである。第４の実施形態の４ＷＤコントローラが、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点は、ハンチング検出手段が異なることだけである。

（ハンチング検出方法）
図９は、第４の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図である。図９において、三角波Ｆは、ハンチング時におけるモータ１０の回転数の時間変化を示している。一方、直線Ｇは、モータ駆動輪１２の速度をモータ軸換算した値の時間変化を示している。また、点線Ｈは、後述する所定値における速度の時間変化を表している。図９に示すように、ハンチング時、モータ１０の回転数は、短時間で小刻みに数回大きく振れている。これから、４輪駆動車両は揺れ、場合によっては運転者に不愉快を与える。更に、モータ電流電圧のハンチングを誘発するとともに、高電流または高電圧を発生させ、フェールを起こす場合もある。

そこで、第４の実施形態の４ＷＤコントローラでは、モータ１０の回転数とモータ駆動輪１２の速度をモータ軸換算した値との速度差を算出し、当該速度差が上記所定値（例えば１０００ｒｐｍ）を超過したか否か判断する。更に、所定時間（例えば５００ｍｓ）内に、当該速度差が所定値を超過した状態が所定回数（例えば３回）発生したか否か判断する。そして、所定時間内に、当該速度差が所定値を超過した状態が所定回数（例えば３回）発生した場合に、ハンチングが発生したと検出している。ここで、上記の所定値は、４輪駆動車両で起こりうる当該速度差の最大値に予め設定している。

また、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様に、上記の条件に合わせて、減速機クラッチ（不図示）が接続されている条件と、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件とを追加している。よって、第４の実施形態の４ＷＤコントローラでも、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得することができる。

（ハンチング検出方法による制御処理）
図１０は、図９に示すハンチング検出方法を実行するフローチャートである。ここで、図１０は、第４の実施形態の４ＷＤコントローラのハンチング検出手段にて実行されるハンチング検出方法による自動検出制御処理の流れを示している。

以下、上記の自動検出制御処理について説明する。まず、減速機クラッチがＯＮか否か判断する（ステップＳ４１）。減速機クラッチがＯＦＦの場合（ステップＳ４１でＮｏ）、ハンチングは発生せず、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、減速機クラッチがＯＮの場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め定めた基準値を超過しているか否か判断する（ステップＳ４２）。当該トルク指令値が当該基準値以下であると判断した場合（ステップＳ４２でＮｏ）、ハンチングが発生してもフェールに至らないことから、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、当該トルク指令値が当該基準値を超過していると判断した場合（ステップＳ４２でＹｅｓ）、４ＷＤ走行時におけるモータ１０の回転数とモータ駆動輪１２の速度を計測する。当該計測結果から、モータ１０の回転数とモータ駆動輪１２の速度をモータ軸換算した速度値との速度差を算出する。その後、当該速度差が所定値を超過したか否か判断する（ステップＳ４３）。ここで、所定値は、上述したように、４輪駆動車両で起こりうる当該速度差の最大値に予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。

当該速度差が所定値以下の場合（ステップＳ４３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、当該速度差が所定値を超過したと判断した場合（ステップＳ４３でＹｅｓ）、所定時間（例えば５００ｍｓ）内に、当該速度差が所定値を超過した状態が発生した回数が所定回数（例えば３回）に達したか否か判断する（ステップＳ４４）。なお、当該所定時間および当該所定回数も予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。所定時間内に、当該速度差が所定値を超過した状態が発生した回数が所定回数未満の場合（ステップＳ４４でＮｏ）、ハンチングは発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、所定時間内に、当該速度差が所定値を超過した状態が発生した回数が所定回数に達した場合、すなわち、所定回数以上になった場合（ステップＳ４４でＹｅｓ）、ハンチングが発生したと判断し（ステップＳ４５）、本自動検出制御処理を終了する。上記のフローチャートにより、モータ駆動輪１２のシャフト１３とモータ１０との間にハンチングが発生したか否か自動的に検出することができる。その後、４ＷＤコントローラは、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値を速やかに小さくする制御処理を自動的に実行し、ハンチングにおける影響を小さくして、フェールに至らないようにする。

以上より、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得できる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る４ＷＤコントローラについて、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点を中心に図１１乃至図１３を参照して説明する。また、第５の実施形態について、第１の実施形態と同様の構成には同じ番号を付し、説明を省略する。なお、第５の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両の構成は、第１の実施形態の４ＷＤコントローラを含む４輪駆動車両と同じである。第５の実施形態の４ＷＤコントローラが、第１の実施形態の４ＷＤコントローラ６と異なる点は、ハンチング検出手段が異なることだけである。

（ハンチング検出方法）
図１１は第５の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図である。ここで、図１１（ａ）は、４輪駆動車両のロールバック時において、ハンチングが発生した場合のモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の速度をモータ軸換算した値、すなわち、換算値Ｎｓｒの時間変化を示している。一方、図１１（ｂ）は、４輪駆動車両のロールバック時において、ハンチングが発生せず登坂できる場合のモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと換算値Ｎｓｒの時間変化を示している。そのため、回転数ＭＯＴＲＰＭおよび換算値Ｎｓｒは負の値になっている。なお、横軸は時間〔ｓ〕であり、縦軸は速度〔ｒｐｍ〕である。

ここで、図１１（ａ）に示すように、ハンチング時、換算値Ｎｓｒも変動している。換算値Ｎｓｒの変動により、４輪駆動車両は揺れ、場合によっては運転者に不愉快を与える。更に、ハンチング時、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが短時間で小刻みに数回大きく振れていることから、モータ電流電圧のハンチングを誘発するとともに、高電流または高電圧を発生させ、フェールを起こす場合もある。また、図１１（ａ）と図１１（ｂ）を対比すると、ハンチングが発生せず登坂できる場合、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭは、換算値Ｎｓｒに追従できている。一方、ハンチングが発生した場合、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭは、換算値Ｎｓｒに追従できていない。そこで、第５の実施形態の４ＷＤコントローラでは、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが４輪駆動車両の速度をモータ軸換算した値、すなわち、換算値Ｎｓｒに追従できたか否か判断し、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが換算値Ｎｓｒに追従できなかった場合、ハンチングが発生したと検出している。

図１２は、図１１の拡大図である。図１２に示すように、ハンチングが発生する前兆（図１２のＪ部参照）として、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと換算値Ｎｓｒの速度差が継続して現れている。その後、ハンチングが発生している。そこで、第５の実施形態では、当該前兆を利用して、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが換算値Ｎｓｒに追従できたか否か判断している。具体的には、予め、ハンチング時のモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の速度を計測する。当該計測結果から、図１２に示したように、速度差Ｋと時間Ｌを算出する。その後、速度差Ｌ未満の値を所定値（例えば５０ｒｐｍ）に設定し、時間Ｌ未満の値を所定時間（例えば３００ｍｓ）に設定する。次に、４ＷＤコントローラにおいて、ロールバック時におけるモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと換算値Ｎｓｒとの速度差を算出し、当該速度差が上記の所定値（例えば５０ｒｐｍ）を超過したか否か判断する。更に、当該速度差が上記の所定値を超過した状態が、上記の所定時間（例えば３００ｍｓ）継続して発生したか否か判断する。上記の所定値を超過した当該速度差が上記の所定時間継続して発生した場合に、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが換算値Ｎｓｒに追従できなかったと判断している。

また、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様に、上記の条件に合わせて、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件とを追加している。よって、第５の実施形態の４ＷＤコントローラでも、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得することができる。

（ハンチング検出方法による制御処理）
図１３は、図１１に示すハンチング検出方法を実行するフローチャートである。ここで、図１３は、第５の実施形態の４ＷＤコントローラのハンチング検出手段にて実行されるハンチング検出方法による自動検出制御処理の流れを示している。

以下、上記の自動検出制御処理について説明する。まず、ロールバック時か否か判断する（ステップＳ５１）。ロールバック時でない場合（ステップＳ５１でＮｏ）、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、ロールバック時の場合（ステップＳ５１でＹｅｓ）、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め定めた基準値を超過しているか否か判断する（ステップＳ５２）。当該トルク指令値が当該基準値以下であると判断した場合（ステップＳ５２でＮｏ）、ハンチングが発生してもフェールに至らないことから、本自動検出制御処理を継続する必要が無いので、制御処理を終了する。一方、当該トルク指令値が当該基準値を超過していると判断した場合（ステップＳ５２でＹｅｓ）、ロールバック時におけるモータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の速度とを計測する。当該計測結果から、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の速度をモータ軸換算した値、すなわち、換算値Ｎｓｒとの速度差を算出する。その後、所定値（例えば５０ｒｐｍ）と当該速度差を比較し、当該速度差が所定値を超過したか否か判断する（ステップＳ５３）。ここで、所定値は、上記のように予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。

当該速度差が所定値以下の場合（ステップＳ５３でＮｏ）、ハンチングが発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、当該速度差が所定値を超過したと判断した場合（ステップＳ５３でＹｅｓ）、当該速度差が所定値を超過した状態が、所定時間（例えば３００ｍｓ）継続したか否か判断する（ステップＳ５４）。なお、当該所定時間は、上記のように予め設定され、４ＷＤコントローラ内に格納されている。当該速度差が所定値を超過した状態が所定時間継続しなかった場合（ステップＳ５４でＮｏ）、ハンチングは発生していないので、本自動検出制御処理を終了する。一方、当該速度差が所定値を超過した状態が所定時間継続した場合（ステップＳ５４でＹｅｓ）、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが換算値Ｎｓｒに追従できなかったと判断する。これから、ハンチングが発生したと判断し（ステップＳ５５）、本自動検出制御処理を終了する。上記のフローチャートにより、モータ駆動輪１２のシャフト１３とモータ１０との間にハンチングが発生したか否か自動的に検出することができる。その後、４ＷＤコントローラは、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値を速やかに小さくする制御処理を自動的に実行し、ハンチングにおける影響を小さくして、フェールに至らないようにする。

以上より、第１の実施形態の４ＷＤコントローラと同様の効果を取得できる。

なお、以上に述べた実施形態は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施形態に適用可能である。例えば、第１乃至第５の実施形態では、４ＷＤコントローラにおいて、ハンチングが発生したと判断した後、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値を速やかに小さくする制御処理を実行しているが、特にこれに限定されるものでなく、ハンチングを抑制できる他の方法を実行しても良い。

また、第１乃至第４の実施形態では、ハンチングの発生を検出する検出条件に、減速機クラッチが接続されている条件と、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件を追加しているが、特にこれに限定されるものでなく、上記の条件は無くても良い。同様に、第５の実施形態では、４ＷＤコントローラからモータ１０へのトルク指令値が予め設定した基準値を超過している条件を追加しているが、特にこれに限定されるものでなく、無くても良い。ただし、上記の条件を追加することで、ハンチングが発生したことをより精度良く検出することができる。

また、第１および第３の実施形態では、ハンチングの発生を検出する検出条件に、モータ１０の加速度が所定値を超過した状態が所定時間継続している条件を追加しているが、特にこれに限定されるものでなく、無くても良い。同様に、第２の実施形態では、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭと換算値ｄＮｓｒとの差が所定値を超過した状態が所定時間継続している条件を追加しているが、特にこれに限定されるものでなく、無くても良い。ただし、上記の条件を追加することで、測定誤差によって所定値を超過し、ハンチングが発生したと検出することを防止できる。すなわち、ハンチングが発生したことをより精度良く検出することができる。

また、第２の実施形態では、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭと４輪駆動車両の加速度をモータ軸換算した値ｄＮｓｒの加速度差を算出しているが、特にこれに限定されるものでなく、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭを４輪駆動車両の加速度相当に換算した値と４輪駆動車両の加速度との差を算出しても良い。この場合、所定値を、４輪駆動車両で起こりうる、モータ１０の加速度ｄＭＯＴＲＰＭを４輪駆動車両の加速度相当に換算した値と４輪駆動車両の加速度との加速度差の最大値とする。

また、第４および第５の実施形態では、モータ１０の回転数とモータ駆動輪１２の速度をモータ軸換算した値との速度差を算出しているが、特にこれに限定されるものでなく、モータ１０の速度をモータ駆動輪１２に換算した値とモータ駆動輪１２の速度との速度差を算出しても良い。

また、第５の実施形態では、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭと換算値Ｎｓｒとの速度差が所定値を超過した状態が、所定時間継続して発生した場合に、モータ１０の回転数ＭＯＴＲＰＭが換算値Ｎｓｒに追従できなかったと判断しているが、特にこれに限定されるものでなく、他の方法で判断しても良い。

本発明の第１の実施形態に係る４輪駆動制御装置を含む４輪駆動車両のシステム構成を説明する図 図１に示すモータのハンチング時の回転数の時間変化を説明する図 第１の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図 図３に示すハンチング検出方法を実行するフローチャート 第２の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図 図５に示すハンチング検出方法を実行するフローチャート 第３の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図 図７に示すハンチング検出方法を実行するフローチャート 第４の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図 図９に示すハンチング検出方法を実行するフローチャート 第５の実施形態の４ＷＤコントローラにて実行されるハンチング検出方法を説明する図 図１１の拡大図 図１１に示すハンチング検出方法を実行するフローチャート

符号の説明

１ エンジン、２ ベルト、３ 変速機、４ 発電機、５ アクセルペダル、
６ ４輪駆動制御装置である４ＷＤコントローラ、７ 変速比選択手段、
８ パワーハーネス、９ 減速機、１０ モータ、１１ エンジン駆動輪、
１２ モータ駆動輪、１３ シャフト、
ｄＭＯＴＲＰＭ モータの加速度、
ｄＮｓｒ ４輪駆動車両の加速度をモータ軸換算した値、
ＭＯＴＲＰＭ モータ回転数、
Ｎｓｒ ４輪駆動車両の速度をモータ軸換算した値、

Claims (13)

1. 発電機で発電される電力により駆動されるモータを制御する４輪駆動制御装置であって、
   前記モータから発生するトルクを駆動輪に伝達するシャフトと前記モータとの間で発生するハンチングを、モータの回転数に基づいて検出することを特徴とする４輪駆動制御装置。
2. 前記モータの回転数の時間変化の傾きが、所定値を超過した場合に、ハンチングが発生したと検出することを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動制御装置。
3. 前記モータの回転数の時間変化の傾きが所定値を超過した場合で、且つ、所定時間内に、前記モータの回転数の時間変化の傾きの符号が変化した回数が所定回数に達した場合、ハンチングが発生したと検出することを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動制御装置。
4. 前記所定値は、前記発電機および前記モータを搭載する車両で起こりうる最大加速度をモータ軸換算した値を超過する値であることを特徴とする請求項２または３に記載の４輪駆動制御装置。
5. 同時刻における前記発電機および前記モータを搭載する車両の加速度と前記モータの回転数の時間変化の傾きを比較し、該比較により算出された加速度差が所定値を超過した場合に、ハンチングが発生したと検出することを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動制御装置。
6. 前記加速度差は、前記車両の加速度をモータ軸換算した値と前記傾きとの差であることを特徴とする請求項５に記載の４輪駆動制御装置。
7. 前記所定値は、前記車両で起こりうる前記加速度差の最大値であることを特徴とする請求項５または６に記載の４輪駆動制御装置。
8. 同時刻における前記モータの回転数と前記駆動輪の速度とを比較し、該比較により算出された速度差が所定値を超過した状態が、所定時間内に所定回数発生した場合に、ハンチングが発生したと検出することを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動制御装置。
9. 前記速度差は、前記モータの回転数と前記駆動輪の速度をモータ軸換算した値との差であることを特徴とする請求項８に記載の４輪駆動制御装置。
10. 前記所定値は、前記発電機および前記モータを搭載する車両で起こりうる前記速度差の最大値であることを特徴とする請求項８または９に記載の４輪駆動制御装置。
11. ロールバック時、前記発電機および前記モータを搭載する車両の速度に前記モータの回転数が追従できなかった場合、ハンチングが発生したと検出することを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動制御装置。
12. 同時刻における前記モータの回転数と前記車両の速度を比較し、該比較により算出された速度差が所定値を超過した状態が、所定時間連続して発生した場合、前記モータの回転数が前記車両の速度に追従できなかったと判断することを特徴とする請求項１１に記載の４輪駆動制御装置。
13. 前記速度差は、前記モータの回転数と前記車両の速度をモータ軸換算した値との差であることを特徴とする請求項１２に記載の４輪駆動制御装置。

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