JP3661671B2

JP3661671B2 - 車両の駆動制御装置

Info

Publication number: JP3661671B2
Application number: JP2002258176A
Authority: JP
Inventors: 弘一清水; 裕之大谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2022-09-03
Also published as: KR20040020832A; US6931310B2; JP2004096956A; CN1491828A; CN1280128C; US20040055304A1; EP1393963A2; KR100506102B1; EP1393963A3; EP1393963B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動制御装置、特に、車輪を電動機により駆動し得る車両の駆動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような車両の駆動制御装置として例えば、前後輪の一方を主駆動輪、他方を従駆動輪とし、主駆動輪を内燃機関で駆動すると共にこの内燃機関で併せて発電機を駆動し、従駆動輪は電磁式のクラッチを介して電動機に結合して、主駆動輪が加速スリップしていると推定されたときに発電機の発電負荷トルクを加速スリップ量に応じたトルクに制御し、その発電電力で電動機を駆動してクラッチを介し従駆動輪を駆動することにより加速性および走行安定性の向上を図った４輪駆動可能な車両の駆動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１８６０５号公報（第１１−２２頁、図１−３５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような４輪駆動可能な車両においては、路面μが大きいために主駆動輪が加速スリップしない状態では、クラッチはオフとなって従駆動輪は駆動されず、主駆動輪のみの２輪駆動モードとなる。
【０００５】
これがため、２輪駆動モードが長期間継続するとその期間中はクラッチが作動せず、電動機が駆動されないので、その間の車両使用状況や環境変化等によっては、電動機自体やそこへのハーネスに断線や短絡等の故障が発生して、その後、主駆動輪の加速スリップの発生により従駆動輪を駆動しようとしても、電動機が上記の故障により作動せず、所望の加速性および走行安定性が得られない場合が懸念される。
【０００６】
従って、駆動制御装置が、電動機の故障を検知するための自己診断を行うことが望ましいが、電動機にはその回転数に応じて逆起電圧が生じるため、発電機から電動機に供給される電力の電圧がその逆起電圧よりも小さい発電不足時に電動機の自己診断を行うと、電動機が十分回転しないために確実に診断できなかったり、診断可能な回転数に達するまでに時間がかかり診断に長時間を要して、実際に故障があった場合にその発見に時間がかかってしまうといった問題がある。かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、電動機の故障を速やかに検知でき、これにより電動機の修理を喚起できる信頼性に優れた車両の駆動制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、内燃機関によって駆動される発電機と、その発電機からの供給電力で駆動される電動機と、その電動機の駆動を制御する駆動制御手段と、前記電動機に車輪を分離可能に結合するクラッチとを具え、前記電動機により前記クラッチを介して前記車輪を駆動し得るようにした車両の駆動制御装置において、
前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいか否かを判断する逆起電圧判断手段と、
前記クラッチが前記電動機と前記車輪とを分離させている状態で且つ、前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断された場合に前記発電機から前記電動機へ電力を供給させて前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する電動機診断手段と、
を具えることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、内燃機関によって駆動されかつロータとステータとの何れか一方が電機子コイルを有し他方が永久磁石および界磁コイルを有する発電機と、その発電機からの供給電力で駆動される電動機と、その電動機の駆動を制御する駆動制御手段と、前記電動機に車輪を分離可能に結合するクラッチとを具え、前記電動機により前記クラッチを介して前記車輪を駆動し得るようにした車両の駆動制御装置において、
前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいか否かを判断する逆起電圧判断手段と、
前記クラッチが前記電動機と前記車輪とを分離させている状態で且つ、前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断された場合に、前記界磁コイルの界磁電流の制御により前記発電機に発電させてその出力電力で、前記発電機が前記永久磁石のみで発電して供給する電力での回転速度よりも高い回転速度になるように前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する電動機診断手段と、
を具えることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の車両の駆動制御装置において、
前記内燃機関の回転速度を検出する内燃機関回転速度検出手段を具え、
前記逆起電圧判断手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された所定回転速度以上のときに前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断する、
ということを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から３までの何れか一項記載の車両の駆動制御装置において、
前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を具え、
前記逆起電圧判断手段は、前記アクセル開度が予め設定された所定開度以上のときに前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断する、
ということを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の車両の駆動制御装置において、
前記車両の車体速度を検出する車速検出手段を具え、
前記電動機診断手段は、前記車体速度が予め設定された所定速度以上の場合に前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する、
ということを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から５までの何れか一項記載の車両の駆動制御装置において、
前記車両は、前記内燃機関が前記発電機を駆動すると共にその車両の前輪および後輪のうち一方の車輪を駆動し、前記電動機がその車両の前輪および後輪のうち他方の車輪を駆動し得るようにした車両であり、
前記車両の駆動制御装置は、
前記車両の運転者の操作により、前記クラッチで前記電動機と前記車輪とを分離させて前記内燃機関により前記一方の車輪のみを駆動する２輪駆動固定モードと、前記クラッチで前記電動機と前記他方の車輪とを選択的に結合して４輪駆動走行可能とする４輪駆動可能モードとを切り替える駆動モード切替手段を具え、
前記電動機診断手段は、前記２輪駆動固定モードに切り替えられている場合に前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する、
ということを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１から６までの何れか一項記載の車両の駆動制御装置において、
記電動機診断手段は、前記車両のイグニッションスイッチがオンにされる毎に一回のみ前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する、
ということを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電動機にその回転数に応じて逆起電圧が生じても、発電機から電動機への供給電力の電圧が電動機の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合に発電機から電動機へ電力を供給させて電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断するので、発電不足で電動機が十分回転しないために確実に診断できなかったり、診断可能な回転数に達するまでに時間がかかり診断に長時間を要して実際の故障の発見に時間がかかったりするといった不都合を防止することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、電動機にその回転数に応じて逆起電圧が生じても、発電機から電動機への供給電力の電圧が電動機の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合に発電機から電動機へ電力を供給させて電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断するので、発電不足で電動機が十分回転しないために確実に診断できなかったり、診断可能な回転数に達するまでに時間がかかり診断に長時間を要して実際の故障の発見に時間がかかったりするといった不都合を防止することができる。しかも、界磁コイルの界磁電流の制御により発電機に発電させてその出力電力で、発電機が永久磁石のみで発電して供給する電力での回転速度よりも高い回転速度になるように電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断するので、発電機の界磁制御系の故障も診断できると共に、その界磁制御系の故障時でも電動機の故障診断を行うことができる。
【００１６】
ところで、内燃機関の回転速度と発電機の回転速度とは比例しており、発電特性は発電機の回転速度に依存する処、請求項３の発明によれば、発電機から電動機への供給電力の電圧が電動機の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合を内燃機関の回転速度から判断するので、十分な発電電力の場合の判断を容易に行うことができる。
【００１７】
また、内燃機関の回転速度が大きくても出力トルクが少なくて発電電力不足の場合があり得る処、請求項４の発明によれば、発電機から電動機への供給電力の電圧が電動機の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合を、運転者の駆動量要求に応じて大きくされるアクセル開度から判断するので、内燃機関の出力トルク不足で発電電力不足となるため確実な診断ができなかったり診断時間が長くかかったりするのを防止することができる。そして請求項３の発明との組み合わせにより、内燃機関の回転速度が所定速度以上でかつアクセル開度が所定開度以上の場合に十分な発電電力があると判断するようにすれば、より確実に自己診断を行うことができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、車体速度が予め実験等で設定された暗騒音の大きくなる所定速度以上の場合に電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断するので、診断時の電動機の作動音を暗騒音でカバーし得て、搭乗者に違和感を与えるのを防止することができる。
【００１９】
さらに、夏季等で４輪駆動を使用しない場合には電動機を駆動しないため通常は故障に気づきづらい処、請求項６の発明によれば、２輪駆動固定モードに切り替えられている場合に電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断するので、冬季等に４輪駆動が必要になる前に電動機の故障を発見して修理しておくことができる。
【００２０】
そして、電動機はさほど故障するものでないのに車両の発進毎に診断を行うとすると頻繁に電動機を作動させることになって必要以上にブラシ等が摩耗してしまう処、請求項７の発明によれば、イグニッションスイッチがオンにされる毎に一回のみ電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断するので、ブラシ等の電動機部品を消耗させることなく電動機の故障を検知することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両の駆動制御装置の実施の形態について図１〜図１７を参照して説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１〜図５は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は要部構成図、図２はシステム構成図、図３は本実施形態の動作を説明するためのフローチャート、図４は本実施形態におけるタイムチャートの一例である。
【００２３】
本実施形態は、図１に示すように、左右前輪１Ｌ、１Ｒを主駆動輪として内燃機関であるエンジン２によって駆動し、左右後輪３Ｌ、３Ｒは従駆動輪として電動機であるモータ４によって選択的に駆動する４輪駆動可能な車両の駆動を制御するものである。
【００２４】
図１および図２において、エンジン２の出力トルクは、トランスミッションおよびディファレンシャルギアを持つトランスアクスル５を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されると共に、その一部は無端ベルト６を介して発電機７に伝達されるようになっている。発電機７は、エンジン２の回転数にプーリ比を乗じた回転数で回転し、駆動制御手段であるコントローラ８によって調整される界磁電流に応じて、エンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電圧を発電するようになっている。この発電機７で発電された電力は、ハーネス９を介してモータ４に供給可能となっており、このハーネス９の途中にはジャンクションボックス１０が設けられている。モータ４の駆動軸は、減速機１１およびクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。なお、符号１３はディファレンシャルギアを表す。
【００２５】
エンジン２の吸気管路１４（例えばインテークマニホールド）には、メインスロットルバルブ１５とサブスロットルバルブ１６とが介装されている。メインスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ３１の出力に基づいてコントローラ８およびエンジンコントローラ１８を介してスロットル開度が電気的に調整制御される。
【００２６】
またサブスロットルバルブ１６は、ステップモータ１９をアクチュエータとして、コントローラ８によりモータコントローラ２０を介してスロットル開度が調整制御されると共に、そのスロットル開度はスロットルセンサ３２で検出され、その検出値がコントローラ８に供給されてフィードバック制御される。このサブスロットルバルブ１６のスロットル開度を、メインスロットルバルブ１５の開度以下等に調整することにより、運転者によるアクセルペダル１７の操作とは独立して、エンジン２の出力トルクを減少させることができる。
【００２７】
エンジン２の回転数は、エンジン回転数検出センサ２１で検出されてコントローラ８に出力される。発電機７は、その出力電圧を調整するための電圧調整器２２を備えており、その界磁電流をコントローラ８により調整することで、エンジン２に対する発電負荷トルクおよび発電電圧が制御されるようになっている。電圧調整器２２は、コントローラ８からの発電機制御指令（界磁電流値）に基づいて発電機７の界磁電流を調整すると共に、発電機７の出力電圧を検出してコントローラ８に出力するようになっている。なお、発電機７の回転数は、コントローラ８においてエンジン２の回転数からプーリ比に基づいて演算される。
【００２８】
また図２に示すように、ジャンクションボックス１０内には、発電機７からモータ４に供給される電力の電流値を検出する電流センサ２３、およびコントローラ８からの指令に応じて発電機７からモータ４への発電電力の供給をオン・オフ制御するリレー２４が設けられており、電流センサ２３で検出される電機子電流信号はコントローラ８に出力される。なお、ハーネス９におけるモータ４の電圧値はリレー２４のオン・オフにかかわらず常時コントローラ８で検出される。
【００２９】
モータ４は、コントローラ８からの指令により界磁電流が制御され、これにより駆動トルクが調整されるようになっている。なお、符号２５はモータ４の温度を測定するサーミスタで、その検出温度はコントローラ８に出力される。また、モータ４には、その駆動軸の回転数を検出するモータ用回転数センサ２６が設けられており、このモータ用回転数センサ２６で検出されたモータ４の回転数信号はコントローラ８に出力される。
【００３０】
クラッチ１２は、電磁式のクラッチからなり、コントローラ８からのクラッチ制御指令に応じたトルク伝達率でトルクを伝達するようになっている。また各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられており、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値としてコントローラ８に出力するようになっている。
【００３１】
コントローラ８は、イグニッションスイッチ３３のオンにより付勢されるリレースイッチ３４を介してバッテリ３５に接続される。また、発電機７の界磁コイル、リレー２４のリレーコイル、およびクラッチ１２の電磁ソレノイドは、リレースイッチ３４のオンにより付勢されるリレースイッチ３６を介してバッテリ３５に接続される。コントローラ８には、駆動モード選択手段である駆動モード選択スイッチ５１が接続されており、この駆動モード選択スイッチ５１により、左右後輪３Ｌ、３Ｒを従駆動輪としてモータ４によりクラッチ１２を介して選択的に駆動する４輪駆動可能モード（４ＷＤ可能モード）と、ジャンクションボックス１０内のリレー２４およびクラッチ１２をオフとして、左右後輪３Ｌ、３Ｒを駆動することなく左右前輪１Ｌ、１Ｒの主駆動輪のみをエンジン２により駆動する２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）とのいずれか一方を選択することができる。
【００３２】
かかる駆動制御装置は、上記の特許文献１に記載のものと同様に動作するもので、駆動モード選択スイッチ５１の操作による４輪駆動可能モード（４ＷＤ可能モード）選択時に、コントローラ８において、例えば車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの車輪速検出値に基づいて、あるいはエンジン２から主駆動輪である左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクと左右前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクとの差に基づいて、左右前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしているか否かを推定し、加速スリップしていると推定された場合には、発電機７の発電負荷トルクが加速スリップ量に応じたトルクとなるように界磁電流を制御すると共に、リレー２４およびクラッチ１２をオンとして、発電機７の発電電力をリレー２４を介しモータ４に供給して該モータ４を駆動することにより、クラッチ１２を介して従駆動輪である左右後輪３Ｌ、３Ｒを駆動するようになっている。
【００３３】
従って、例えば路面μが小さい場合や、運転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量が大きい場合等で、エンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されたトルクが路面反力限界トルクよりも大きくなると、つまり、主駆動輪である左右前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、その加速スリップ量に応じた発電負荷トルクで発電機７が発電するので、左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクは、当該左右前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクに近づくように調整され、その結果、主駆動輪である左右前輪１Ｌ、１Ｒでの加速スリップが抑えられる。
【００３４】
しかも、発電機７で発電した余剰の電力によってモータ４が駆動されて従駆動輪である左右後輪３Ｌ、３Ｒが駆動されるので、車両の加速性および走行安定性が向上すると共に、エネルギー効率が向上し、燃費を向上させることができる。なお、その他の動作および作用効果については、上記の特許文献１に詳細に記載されているので、ここではその説明を省略する。
【００３５】
かかる駆動制御装置において本発明の第１実施形態では、駆動モード選択スイッチ５１の操作による２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）の選択時であって、かつ発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅを上回る場合に、コントローラ８が、クラッチ１２を切った状態でモータ４を短時間駆動してその作動の可否を診断する。このため、コントローラ８には警告灯４２を接続し、モータ４が故障と診断されたときにこの警告灯４２を点灯あるいは点滅駆動するようにする。
【００３６】
図３は、この第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。ここではコントローラ８において、ステップＳ１およびステップＳ２で例えば１０msec毎に発電機電圧Ｖおよび電動機電圧（逆起電圧）Ｅを監視して、ステップＳ３でＶ−Ｅ＞０か否かを判断し、Ｖ−Ｅ＞０であったら、次にステップＳ４で自己診断を実行することとし、ステップＳ５でモータ回転数Ｎｍを、予め実験等で定めたモータ正常判定しきい値Ｎｍ１と比較して、Ｎｍ≧Ｎｍ１であったらステップＳ６でモータ４が正常であると判定し、Ｎｍ≧Ｎｍ１でなかったらステップＳ４へ戻り、所定時間内にモータ回転が上がらずＮｍ≧Ｎｍ１とならなかった場合にはモータ４が異常（故障）であると診断する。従ってコントローラ８は、逆起電圧判断手段および電動機診断手段に相当する。
【００３７】
この第１実施形態によれば、モータ４にその回転数に応じて逆起電圧が生じても、図４に示すように、発電機７からモータ４への供給電力の電圧がモータ４の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合に自己診断を実行し、発電機７からモータ４へ電力を供給してモータ４の駆動を行い、モータ４の回転可否を判断するので、発電不足でモータ４が十分回転しないため確実に診断できなかったり、診断可能な回転数に達するまでに時間がかかり診断に長時間を要して実際の故障の発見に時間がかかったりするといった不都合を防止することができる。しかも、夏季等で４輪駆動を使用しない場合には電動機を駆動しないため通常は故障に気づきづらい処、この第１実施形態によれば、２ＷＤ固定モードに切り替えられている場合にモータ４の駆動を行い、モータ４の回転可否を診断するので、冬季等に４輪駆動が必要になる前にモータ４の故障を発見して修理しておくことができる。
【００３８】
（第２実施形態）
ところで、発電機７の発電電圧は図５に示すように、永久磁石分のみの発電電圧（下側の実線）でもモータ４の回転数が所定数（Ｎｍ２）以下では、逆起電圧（破線）より高くなる場合があり、かかる場合にこのＮｍ２を正常判定しきい値に設定すると、発電機７の界磁コイルを故障により制御できなくても、図６のタイムチャートで示すように、発電機（オルタ）電圧Ｖが電動機（モータ）電圧Ｅを超えて、モータ回転数Ｎｍ≧Ｎｍ２となり、判定結果が正常と誤判定される可能性も否定できない。そこで、以下に説明する本発明の第２実施形態では、駆動モード選択スイッチ５１の操作による２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）の選択時であって、かつ発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅを上回る場合に、コントローラ８がクラッチ１２を切った状態で発電機７の界磁コイルを通電制御しつつモータ４を短時間駆動して、図５の上側の実線で示すように発電機電圧Ｖが高くなる、図５中斜線で示す領域内でモータ４の作動の可否を診断する。
【００３９】
図７は、この第２実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。ここではコントローラ８において、ステップＳ１１で例えば１０msec毎に発電機電圧Ｖと電動機電圧（逆起電圧）Ｅとを比較して、Ｖ−Ｅ＞０であったら、次にステップＳ１２で自己診断を実行することとし、ステップＳ１３で発電機７の界磁コイルの通電制御をオンにして永久磁石の磁界に界磁コイルの磁界を加え、ステップＳ１４でモータ回転数Ｎｍを、予め実験等で定めた、図５に示す界磁コイルを通電制御した状態の発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅと等しくなるモータ正常判定しきい値Ｎｍ１と比較して、Ｎｍ≧Ｎｍ１であったらステップＳ１５でモータ４が正常であると判定し、Ｎｍ≧Ｎｍ１でなかったらステップＳ１６でモータ４が異常（故障）であると判定する。
【００４０】
この第２実施形態によれば、モータ４にその回転数に応じて逆起電圧が生じても、図８に示すように、発電機７からモータ４への供給電力の電圧がモータ４の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合に自己診断を実行し、発電機７からモータ４へ電力を供給してモータ４の駆動を行い、モータ４の回転可否を判断するので、発電不足でモータ４が十分回転しないために確実に診断できなかったり、診断可能な回転数に達するまでに時間がかかり診断に長時間を要して実際の故障の発見に時間がかかったりするといった不都合を防止することができる。また、２ＷＤ固定モードに切り替えられている場合にモータ４の駆動を行い、モータ４の回転可否を診断するので、冬季等に４輪駆動が必要になる前に、モータ４の故障を発見して修理しておくことができる。しかも、界磁コイルの界磁電流の制御により発電機７に発電させてその出力電力で、発電機７が永久磁石のみで発電して供給する電力での回転速度よりも高い回転速度になるようにモータ４の駆動を行い、モータ４の回転可否を診断するので、図９に示すように、界磁電流を制御しても発電機７の電圧Ｖが大きく上昇しない場合に発電機７の界磁制御系の故障も診断できると共に、その界磁制御系の故障時でも永久磁石のみの磁界の場合のモータ正常判定しきい値を別途用いることでモータ４の故障診断を行うことができる。
【００４１】
（第３実施形態）
また、図１０に示すように、エンジン回転数が低いと、発電機制御をオンにしても十分な発電ができないためモータ４がモータ正常判定しきい値Ｎｍ１まで回転せず、正常判定ができない場合が考えられる。そこで、以下に説明する本発明の第３実施形態では、駆動モード選択スイッチ５１の操作による２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）の選択時であって、かつエンジン回転数が所定回転数を超えている場合に、コントローラ８が、クラッチ１２を切った状態で発電機７の界磁コイルを通電制御しつつモータ４を短時間駆動してその作動の可否を診断する。
【００４２】
図１１は、この第３実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。ここではコントローラ８において、ステップＳ２１で例えば１０msec毎に、内燃機関回転速度検出手段としてのエンジン回転数検出センサ２１からエンジン回転数を読み込み、そのエンジン回転数が、予め実験等で定めたモータ４をモータ正常判定しきい値Ｎｍ１まで回転させ得る発電電圧が得られる回転数ＴＡＣＯ１より大きいか否かを判断して、エンジン回転数がＴＡＣＯ１より大きい場合に、次にステップＳ２２で自己診断を実行することとし、ステップＳ２３で発電機７の界磁コイルの通電制御をオンにして永久磁石の磁界に界磁コイルの磁界を加え、ステップＳ２４でモータ回転数Ｎｍを、予め実験等で定めた界磁コイルを通電制御した状態の発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅと等しくなるモータ正常判定しきい値Ｎｍ１と比較して、Ｎｍ≧Ｎｍ１であったらステップＳ２５でモータ４が正常であると判定し、Ｎｍ≧Ｎｍ１でなかったらステップＳ２６でモータ４が異常（故障）であると判定する。
【００４３】
この第３実施形態によれば、先の実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、図１２に示すように、エンジン回転数がＴＡＣＯ１より大きい場合に、発電機７からモータ４への供給電力の電圧がモータ４の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合であると判断するので、十分な発電電力の場合の判断を容易に行うことができる。
【００４４】
（第４実施形態）
さらに、図１３に示すように、アクセルペダル１７が戻されて（オフで）エンジン回転数が低下する場合には、上記ＴＡＣＯ１よりエンジン回転数が大きい時点で自己診断を実行することとしても、発電機７の負荷の増大でエンジン回転数がさらに低下してしまい、モータ回転数がモータ正常判定しきい値Ｎｍ２に達せず判定が中断してしまう場合が考えられる。そこで、以下に説明する本発明の第４実施形態では、駆動モード選択スイッチ５１の操作による２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）の選択時であって、かつエンジン回転数が所定回転数を超えており、しかもアクセル開度が所定以上となっている場合に、コントローラ８が、クラッチ１２を切った状態で発電機７の界磁コイルを通電制御しつつモータ４を短時間駆動してその作動の可否を診断する。
【００４５】
図１５は、この第４実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。ここではコントローラ８において、ステップＳ３１で例えば１０msec毎に、内燃機関回転速度検出手段としてのエンジン回転数検出センサ２１からエンジン回転数を読み込み、そのエンジン回転数が、予め実験等で定めたモータ４をモータ正常判定しきい値Ｎｍ１まで回転させ得る発電電圧が得られる回転数ＴＡＣＯ１より大きいか否かを判断して、エンジン回転数がＴＡＣＯ１より大きい場合に、次にステップＳ３２でアクセル開度検出手段としてのアクセルセンサ３１からアクセル開度（アクセルペダル１７の踏み込み量）を読み込み、そのアクセル開度が例えば５％以上の場合に、次にステップＳ３３で自己診断を実行することとし、ステップＳ３４で発電機７の界磁コイルの通電制御をオンにして永久磁石の磁界に界磁コイルの磁界を加え、ステップＳ３５でモータ回転数Ｎｍを、予め実験等で定めた界磁コイルを通電制御した状態の発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅと等しくなるモータ正常判定しきい値Ｎｍ１と比較して、Ｎｍ≧Ｎｍ１であったらステップＳ３６でモータ４が正常であると判定し、Ｎｍ≧Ｎｍ１でなかったらステップＳ３７でモータ４が異常（故障）であると判定する。
【００４６】
この第４実施形態によれば、先の実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、図１５に示すように、エンジン回転数がＴＡＣＯ１より大きく、かつアクセル開度が例えば５％以上の場合に、発電機７からモータ４への供給電力の電圧がモータ４の逆起電圧より大きい十分な発電電力の場合であると判断するので、エンジン２の出力トルク不足で発電電力不足となるため確実な診断ができなかったり診断時間が長くかかったりするのを防止することができるので、より確実に自己診断を行うことができる。なお、所定以上のアクセル開度を、アクセルペダル１７と連動するスイッチのオン・オフで検出するようにしても良い。
【００４７】
（第５実施形態）
さらに、２ＷＤ走行中に自己診断のためにモータがいきなり作動すると、モータの作動音で搭乗者が違和感を感じることも考えられる。また、モータはさほど故障するものでないのに車両の発進毎に診断を行うとすると頻繁にモータを作動させることになって必要以上にブラシ等が摩耗してしまう。そこで、以下に説明する本発明の第５実施形態では、駆動モード選択スイッチ５１の操作による２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）の選択時であって、かつ車速が所定車速を超え、またエンジン回転数が所定回転数を超えており、さらにアクセル開度が所定以上となっており、そして発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅを上回る場合に、コントローラ８が、クラッチ１２を切った状態で発電機７の界磁コイルを通電制御しつつモータ４を短時間駆動してその作動の可否を診断する。
【００４８】
このため、本第５実施形態では、車体速度検出手段として、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの車輪速検出値に基づいて車体速度を演算する車体速度演算回路４１を設け、ここで演算した車体速度をコントローラ８に出力する。なお、車体速度演算回路４１は、その機能をコントローラ８に持たせて、コントローラ８において演算するようにしてもよいし、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの車輪速検出値によることなく、独立した車体速センサを設けて車体速度を直接検出して、その検出した車体速度値をコントローラ８に出力するようにしてもよい。
【００４９】
図１６は、この第５実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。ここではコントローラ８において、ステップＳ４１で例えば１０msec毎に、２輪駆動固定モード（２ＷＤ固定モード）が選択されているか否かを駆動モード切替手段としての駆動モード選択スイッチ５１からの信号から判断し、２ＷＤ固定モードが選択されている場合に、次にステップＳ４２で車体速度演算回路４１から現在の車速を読み込んで、予め実験等で定めた暗騒音でモータ作動音をカバーできる所定車速Ｖｃａｒ１よりも大きいか否かを判断し、車速＞Ｖｃａｒ１の場合に、次にステップＳ４３でエンジン回転数検出センサ２１からエンジン回転数を読み込み、そのエンジン回転数が、予め実験等で定めたモータ４をモータ正常判定しきい値Ｎｍ１まで回転させ得る発電電圧が得られる回転数ＴＡＣＯ１より大きいか否かを判断し、エンジン回転数がＴＡＣＯ１より大きい場合に、次にステップＳ４４でアクセル開度検出手段としてのスイッチからの信号によりアクセルアクセル開度が所定量以上のアクセルオン状態か否かを判断し、アクセルオン状態の場合に、次にステップＳ４５で発電機電圧Ｖおよび電動機電圧Ｅを読み込んでＶ−Ｅ＞０か否かを判断し、Ｖ−Ｅ＞０であったら次にステップＳ４６でイグニッションスイッチ３３がオンにされた後１回目にこのステップにきたか否かを判断する。
【００５０】
そして上記ステップＳ４６でイグニッションスイッチ３３のオン後１回目にこのステップにきたと判断した場合には次にステップＳ４７で自己診断を実行することとし、ステップＳ４８で発電機７の界磁コイルの通電制御をオンにして永久磁石の磁界に界磁コイルの磁界を加え、ステップＳ４９でモータ回転数Ｎｍを、予め実験等で定めた界磁コイルを通電制御した状態の発電機電圧Ｖが電動機電圧Ｅと等しくなるモータ正常判定しきい値Ｎｍ１と比較して、Ｎｍ≧Ｎｍ１であったらステップＳ５０でモータ４が正常であると判定し、Ｎｍ≧Ｎｍ１でなかったらモータ４が異常（故障）であると判定してステップＳ４１に戻る。また、ステップＳ４１〜Ｓ４６で否の場合も何れもステップＳ４１に戻る。
【００５１】
この第５実施形態によれば、先の実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、図１７に示すように、車速Ｖｃａｒが暗騒音でモータ作動音をカバーできる所定車速Ｖｃａｒ１よりも大きい場合に自己診断を行うので、２ＷＤ走行中に自己診断のためのモータの作動音で搭乗者が違和感を感じるのを防止することができる。また、イグニッションスイッチ３３のオン毎に１回のみ自己診断を行うので、頻繁なモータ４の作動で必要以上にブラシ等を摩耗させるのを防止することができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記各実施の形態では、左右前輪１Ｌ、１Ｒを主駆動輪、左右後輪３Ｌ、３Ｒを従駆動輪としたが、逆に、左右前輪１Ｌ、１Ｒをモータ４によりクラッチ１２を介して選択的に駆動する従駆動輪とし、左右後輪３Ｌ、３Ｒをエンジン２によって駆動する主駆動輪とすることもできる。また本発明はこのような４輪駆動可能モードを有する車両に限らず、モータによりクラッチを介して車輪を選択的に駆動する車両に広く適用することができる。さらに、上記角実施形態では２ＷＤ固定モードの場合のみ自己診断を行ったが、４ＷＤ可能モードでの２ＷＤ走行中に上記自己診断を行っても良い。そして、上記各実施形態では、モータ４の診断結果が異常（故障）のときは、警告灯４２を点灯あるいは点滅駆動するようにしたが、これと同時に、あるいは警告灯４２に代えて警告音を発生させるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の駆動制御装置の第１実施形態における要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態のシステム構成図である。
【図３】上記第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】上記第１実施形態の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図５】上記システムにおける発電機発電電圧とモータ逆起電圧との関係を示す説明図である。
【図６】上記システムにおける界磁制御系異常の場合の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図７】本発明の車両の駆動制御装置の第２実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】上記第２実施形態の、界磁制御系正常の場合の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図９】上記第２実施形態の、界磁制御系異常の場合の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図１０】上記システムにおけるエンジン回転数低すぎの場合の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図１１】本発明の車両の駆動制御装置の第３実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】上記第３実施形態の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図１３】上記システムにおけるアクセル開度小さすぎの場合の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図１４】本発明の車両の駆動制御装置の第４実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】上記第４実施形態の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【図１６】本発明の車両の駆動制御装置の第５実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】上記第５実施形態の動作を説明するためのタイムチャートの一例である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ前輪
２エンジン
３Ｌ、３Ｒ後輪
４モータ
６ベルト
７発電機
８４ＷＤコントローラ
９ハーネス
１０ジャンクションボックス
１１減速機
１２クラッチ
１４吸気管路
１５メインスロットルバルブ
１６サブスロットルバルブ
１８エンジンコントローラ
１９ステップモータ
２０モータコントローラ
２１エンジン回転数センサ
２２電圧調整器
２３電流センサ
２６モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ車輪速センサ
３１アクセルセンサ
３２スロットルセンサ
３３イグニッションスイッチ
３４，３６リレースイッチ
３５バッテリ
４１車体速度演算回路
４２警告灯
５１駆動モード選択スイッチ

Claims

内燃機関によって駆動される発電機と、その発電機からの供給電力で駆動される電動機と、その電動機の駆動を制御する駆動制御手段と、前記電動機に車輪を分離可能に結合するクラッチとを具え、前記電動機により前記クラッチを介して前記車輪を駆動し得るようにした車両の駆動制御装置において、
前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいか否かを判断する逆起電圧判断手段と、
前記クラッチが前記電動機と前記車輪とを分離させている状態で且つ、前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断された場合に前記発電機から前記電動機へ電力を供給させて前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する電動機診断手段と、
を具えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
内燃機関によって駆動されかつロータとステータとの何れか一方が電機子コイルを有し他方が永久磁石および界磁コイルを有する発電機と、その発電機からの供給電力で駆動される電動機と、その電動機の駆動を制御する駆動制御手段と、前記電動機に車輪を分離可能に結合するクラッチとを具え、前記電動機により前記クラッチを介して前記車輪を駆動し得るようにした車両の駆動制御装置において、
前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいか否かを判断する逆起電圧判断手段と、
前記クラッチが前記電動機と前記車輪とを分離させている状態で且つ、前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断された場合に、前記界磁コイルの界磁電流の制御により前記発電機に発電させてその出力電力で、前記発電機が前記永久磁石のみで発電して供給する電力での回転速度よりも高い回転速度になるように前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断する電動機診断手段と、
を具えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
請求項１または２記載の車両の駆動制御装置において、
前記内燃機関の回転速度を検出する内燃機関回転速度検出手段を具え、
前記逆起電圧判断手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された所定回転速度以上のときに前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断することを特徴とする車両の駆動制御装置。
請求項１から３までの何れか一項記載の車両の駆動制御装置において、
前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を具え、
前記逆起電圧判断手段は、前記アクセル開度が予め設定された所定開度以上のときに前記発電機から前記電動機への供給電力の電圧がその電動機の逆起電圧より大きいと判断することを特徴とする車両の駆動制御装置。
請求項３または４記載の車両の駆動制御装置において、
前記車両の車体速度を検出する車速検出手段を具え、
前記電動機診断手段は、前記車体速度が予め設定された所定速度以上の場合に前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断することを特徴とする車両の駆動制御装置。
請求項１から５までの何れか一項記載の車両の駆動制御装置において、
前記車両は、前記内燃機関が前記発電機を駆動すると共にその車両の前輪および後輪のうち一方の車輪を駆動し、前記電動機がその車両の前輪および後輪のうち他方の車輪を駆動し得るようにした車両であり、
前記車両の駆動制御装置は、
前記車両の運転者の操作により、前記クラッチで前記電動機と前記車輪とを分離させて前記内燃機関により前記一方の車輪のみを駆動する２輪駆動固定モードと、前記クラッチで前記電動機と前記他方の車輪とを選択的に結合して４輪駆動走行可能とする４輪駆動可能モードとを切り替える駆動モード切替手段を具え、
前記電動機診断手段は、前記２輪駆動固定モードに切り替えられている場合に前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断することを特徴とする車両の駆動制御装置。
請求項１から６までの何れか一項記載の車両の駆動制御装置において、
前記電動機診断手段は、前記車両のイグニッションスイッチがオンにされる毎に一回のみ前記電動機の駆動を行い、その電動機の回転可否を診断することを特徴とする車両の駆動制御装置。