JP4215957B2 - 前後輪駆動車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【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
21 MOT・ECU(モータ制御手段、故障判定手段、車両制御手段)
22 MG・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)
24 PDU(モータ制御手段)
25 NFB(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 (2)
- 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。
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