JP5885534B2 - 制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御システムに関する。

車両に用いられる制御装置として、従来より、２つの後輪に対応してそれぞれ電動機と遊星歯車式減速機とを備え、遊星歯車式減速機は、サンギヤと、サンギヤに噛合される複数のプラネタリギヤと、プラネタリギヤを支持するプラネタリキャリアと、プラネタリギヤの外周側に噛合されるリングギヤとを備えるものが提案されている。
電動機の出力軸は遊星歯車式減速機のサンギヤに入力されるようになっている。リングギヤは、遊星歯車式減速機を覆う遊星歯車式減速機ケースに回転自在に支持されている。遊星歯車式減速機の外径側と遊星歯車式減速機ケースとの間の空間には、リングギヤの回転を制御する油圧ブレーキと、一方向クラッチとが設けられている。一方向クラッチは、車両が前進する際のサンギヤの回転方向を正転方向とすると、リングギヤに逆転方向のトルクが作用する場合にリングギヤの回転をロックするように設けられている。プラネタリキャリアは、遊星歯車式減速機の出力軸に接続されおり、この出力軸は、後輪との間に設けられたドライブシャフトに接続されている。ドライブシャフトは後輪の車軸を介して後輪に接続されるようになっている。
このような構成において、電動機の駆動力は遊星歯車式減速機のサンギヤに入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリアを通して遊星歯車式減速機から出力される。車両が電動機の駆動力で前進走行する場合には、リングギヤが一方向クラッチによりロックされるため、電動機の駆動力がドライブシャフトに出力される。このドライブシャフトへの出力は、後輪の車軸を介して後輪に伝達される（特許文献１参照）。

特開２０１０−２３５０５１号公報

しかしながら、このような車両において、車両が電動機の駆動力で前進走行しているときに運転手が急ブレーキを踏んで後輪がロックした場合、遊星歯車式減速機の出力軸と後輪との間に設けられたドライブシャフトに大きな捩れトルクが発生するおそれがあることが本発明者らによって見出された。

図１８は、急ブレーキ時にドライブシャフトに捩れトルクが発生する状況を示す図である。
図１８（ａ）は、車両が通常走行時に電動機の駆動力で前進走行している場合を示している。同図において、電動機を構成するロータ１５の出力軸は、遊星歯車式減速機１２の入力軸に接続されている。車両３が電動機の駆動力で前進走行している場合には、電動機のロータ１５の回転数は遊星歯車式減速機１２の減速比に対応して後輪Ｗｒの数倍の回転数となるように制御されている。この通常走行時の電動機に対する制御は、運転手による操作に応じた車両コントロールがなされることを前提に、車両全体の燃費向上の観点や運転手の乗り心地向上の観点から行われるようになっている（以下、このような通常走行時の電動機に対する制御を「通常走行制御」という）。
遊星歯車式減速機１２の出力軸は、ドライブシャフト７１の一端に接続されている。また、ドライブシャフト７１の他端は、後輪Ｗｒに設けられた図示しない車軸に接続されている。
このような構成において、車両３が電動機の駆動力で前進走行する場合、電動機のロータ１５からの駆動力は遊星歯車式減速機１２を介して減速された状態でドライブシャフト７１に与えられ、これが後輪Ｗｒに伝達する。よって、車両３は電動機の駆動力で前進する。

一方、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のような通常走行時に運転手が急ブレーキを踏み「急ブレーキにより後輪Ｗｒがロックする場合」を示している。
同図において、後輪Ｗｒがロックしている。なお、ここでいう「急ブレーキにより後輪Ｗｒがロックする場合」には、他の要因によって後輪Ｗｒがロックするまたはそれと略同等の状況が生じた場合をも含む。したがって、急ブレーキが踏まれた場合に限らず、低μ路においてブレーキが踏まれ後輪Ｗｒに対してアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が作動した場合、サイドブレーキ操作によって後輪Ｗｒがロックした場合、パーキングブレーキが操作されたことによって後輪Ｗｒがロックした場合が含まれる。
これに対し、電動機においてはそれまで通常走行制御がなされていることから、電動機を構成するロータ１５には、自身が持つ慣性によってロータ１５がそれまでと同じ方向に回転し続けようとするトルクが発生している（以下、ロータ１５のような回転体に、それ自身が持つ慣性により発生したトルクを「イナーシャトルク」という）。

図１９は、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが発生するメカニズムを説明する図である。同図において、車両３が電動機の駆動力で前進走行しているときに、時刻Ｔａで運転手が急ブレーキを踏んだことで車両３の車輪Ｗｒがロックしたものとする。
ここで、電動機のロータ１５は時刻Ｔａで高速回転している。したがって、ロータ１５は、自分自身のイナーシャトルクによりロックしようとする車輪Ｗｒを駆動するため、ドライブシャフト７１に捩れトルクが発生する。ロータ１５とドライブシャフト７１の間には、遊星歯車式減速機１２が設けられているため、遊星歯車式減速機１２の減速比に対応してトルクが増大され、その結果遊星歯車式減速機１２の出力軸に接続されているドライブシャフト７１に過大トルクが発生する。更に、遊星歯車式減速機１２の構成部品であるサンギヤ、プラネタリギヤ及びプラネタリキャリアも時刻Ｔａで高速回転しているので、それら自身の慣性によるイナーシャトルクもドライブシャフト７１に加えられ、ドライブシャフト７１の過大トルクはより大きくなる。
これらの過大トルクはドライブシャフト７１の耐性を考える上では問題になる。

なお、かかる過大トルク発生後は、ドライブシャフト７１自身が持つ弾性力により、ドライブシャフト７１には、ロータ１５を逆方向に回転させるトルクが発生する。このため、ロータ１５はいったん逆方向に回転し、その後時刻Ｔｂにおいて、車速およびモータの回転数はともにゼロに収束する。

従来、以上のようなドライブシャフト７１に生じる過大トルクに対しては、ドライブシャフト７１の強度を上げることで対応していた。しかし、部品の重量や寸法の増加は、車両３の燃費を悪化させる原因になる。また、部品が大型化は、駆動系のレイアウトに制限をもたらす。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが生じることを防止し、これにより部品の重量や寸法の増加を防ぎ、よって燃費の向上、レイアウトの容易化を可能にする車両の制御システムを提供することを目的とする。

（１）本発明は、車輪（例えば、後述の実施形態の後輪Ｗｒ、ＬＷｒ、ＲＷｒ）を駆動する電動機（例えば、後述の実施形態の電動機２、２Ａ、２Ｂ）の制御を行う制御システム（例えば、後述の実施形態の制御システム１００）であって、前記電動機の駆動力で回転する部材のうちで前記車輪までの間に存在する回転体のイナーシャトルクを、前記車輪に制動が行われた場合の前記車輪の回転状態を用いて算出する算出手段（例えば、後述の実施形態の回転体イナーシャトルク演算部９３）と、前記制動が行われた場合に前記算出手段からの算出結果に基づき前記回転体のイナーシャトルクを相殺するように前記電動機の制御を行う制御手段（例えば、後述の実施形態の加算器９４、トルク指令値選択部９５、モータＥＣＵ８１ａ、８１ｂ、ＰＤＵ８０ａ、８０ｂ）と、前記制動による前記車輪のロックを判定する車輪ロック判定手段（例えば、後述の実施形態の車輪ロック判定部１９９）と、を備え、前記制御手段は、前記車輪ロック判定手段がロックすると判定した場合に前記算出結果に基づく制御を行う制御システムを提供する。
（１）の発明によれば、電動機の駆動力で回転する部材のうちで車輪までの間に存在する回転体のイナーシャトルクを、車輪に制動が行われた場合の車輪の回転状態を用いて算出し、制動が行われた場合に算出結果に基づき回転体のイナーシャトルクを相殺するように電動機の制御を行うようにしたので、電動機から車輪までの間に存在する部材に、回転体のイナーシャトルクに伴う過大トルクが発生することを防止できる。また、車輪がロックすることを判定する車輪ロック判定手段を備えたので、車輪の回転状態に応じてきめ細やかに過大トルク発生防止制御を行うことができる。

（２）本発明は、前記制動は、ブレーキペダルが操作されたこと、アンチロックブレーキシステムが作動したこと、サイドブレーキが操作されたこと及びパーキングブレーキが操作されたことのうちの少なくとも１つである、ことを特徴とする。
（２）発明によれば、ブレーキペダルが操作されたこと、アンチロックブレーキシステムが作動したこと、サイドブレーキが操作されたこと、パーキングブレーキが操作されたことを用いて車輪がロックしそうな状況を検知しているので、既存のセンサー出力等を用いることができ、簡易な構成を採ることができる。

（３）本発明は、前記算出結果に基づいて前記電動機を回生制御する、ことを特徴とする。
（３）の発明によれば、回転体のイナーシャトルクに相当する分のトルクを相殺するにあたり電動機を回生制御しているので、電動機の回転数を急速に低下させることができる。

（４）本発明は、前記車輪が複数であり、前記電動機が前記複数の車輪毎に設けられ、前記電動機の制御が前記電動機毎に行われる制御システムであって、前記算出手段は、前記車輪毎に前記回転体のイナーシャトルクを算出し、前記制御手段は、前記算出手段からの算出結果に基づく制御を行う、ことを特徴とする。
（４）の発明によれば、車輪毎に過大トルク発生防止制御を行うことができるので、車輪毎の回転状態に応じてきめ細やかに過大トルク発生防止制御を行うことができる。

本発明によれば、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが生じることを防止し、これにより部品の重量や寸法の増加を防ぎ、よって燃費の向上、レイアウトの容易化を可能にする車両の制御システムを提供できる。

本発明の第１実施形態に係る制御システムを搭載した車両の全体図である。 本発明の第１実施形態の車両に用いられる駆動装置の縦断面図である。 図２の駆動装置の部分拡大図である。 車両の停車中の駆動装置の共線図である。 駆動装置がドライブ側となって前進走行する場合の駆動装置の共線図である。 駆動装置がコースト側となって前進走行する場合であって電動機が停止する場合の駆動装置の共線図である。 駆動装置がコースト側となって前進走行する場合であって電動機が回生する場合の駆動装置の共線図である。 駆動装置がドライブ側となって後進走行する場合の駆動装置の共線図である。 駆動装置がコースト側となって後進走行する場合の駆動装置の共線図である。 車両の走行状態における電動機の状態と切離機構の状態を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る車両に用いられる制御システムの構成図である。 本発明の第１実施形態に係るメインＥＣＵのシステム図である。 本発明の第１実施形態に係る車両の制御フローチャートである。 本発明の第１実施形態によりドライブシャフトへの過大トルクを防止できることを説明した図である。 本発明の第２実施形態に係るメインＥＣＵのシステム図である。 本発明の第２実施形態に係る車両の制御フローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るメインＥＣＵのシステム図である。 急ブレーキ時にドライブシャフトに捩れトルクが発生する状況を示す図である。 急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが発生するメカニズムを説明する図である。

本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御システムを搭載した車両の全体図である。同図において、ハイブリッドの車両３は、内燃機関４と電動機５が直列に接続された駆動ユニット６を車両前部に有しており、駆動ユニット６の動力がトランスミッション７を介して前輪Ｗｆに伝達されるようになっている。その一方で、この駆動ユニット６と別に車両後部に設けられた電動機２Ａ、２Ｂを含む駆動装置１の動力が後輪Ｗｒ（ＲＷｒ、ＬＷｒ）に伝達されるようになっている。
前輪Ｗｆ側の電動機５と後輪Ｗｒ側の電動機２Ａ、２Ｂはともに、ＰＤＵ８（パワードライブユニット）を介してバッテリ９に接続されており、ＰＤＵ８において、バッテリ９からの電力供給と、バッテリ９へのエネルギー回生が制御されるようになっている。なお、車両３の電動機２Ａ、２Ｂ、５を制御するための制御システムについては、後に改めて詳述する。

また、４つの車輪Ｗｆ、Ｗｒの各々には、図示しない摩擦ブレーキが設けられている。この摩擦ブレーキは、例えば、油圧式のディスクブレーキで構成されている。運転手がブレーキペダルを踏み込むと、踏込力が油圧シリンダ等を介してブレーキパッドに増幅して伝達され、各車輪Ｗｆ、Ｗｒに取り付けられているブレーキディスクとブレーキパッドとの間に摩擦力が生じ、これにより、ブレーキディスク（すなわち車輪Ｗｆ、Ｗｒ）の回転エネルギーが熱エネルギーに変換されて、車輪Ｗｆ、Ｗｒの制動が行われるようになっている。

図２は、本実施形態の車両に用いられる駆動装置１の縦断面図である。図３は、図２の駆動装置１の部分拡大図である。
これらの図において、駆動装置１は、車両３の各後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに駆動力を伝えるために左右の出力軸１０Ａ、１０Ｂを有しており、各々、車幅方向に同軸上に配置されている。これら出力軸１０Ａ、１０Ｂは、ドライブシャフト７１（図２には示さない）を介して、各後輪ＲＷｒ、ＬＷｒの車軸に接続されるようになっている。駆動装置１の減速機ケース１１は全体が略円筒状に形成され、その内部には、出力軸１０Ａ、１０Ｂを駆動するための電動機２Ａ、２Ｂと、この電動機２Ａ、２Ｂの駆動回転を減速する遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂとが、出力軸１０Ａ、１０Ｂと同軸上に配置されている。電動機２Ａ及び遊星歯車式減速機１２Ａは左後輪ＬＷｒを制御し、電動機２Ｂ及び遊星歯車式減速機１２Ｂは右後輪ＲＷｒを制御するようになっており、電動機２Ａ及び遊星歯車式減速機１２Ａと電動機２Ｂ及び遊星歯車式減速機１２Ｂは、減速機ケース１１内で車幅方向に左右対称に配置されている。
なお、減速機ケース１１は、車両３の骨格となる図示しないフレームの一部等で支持されている。

減速機ケース１１の左右両端側内部には、それぞれ電動機２Ａ、２Ｂのステータ１４Ａ、１４Ｂが固定されており、ステータ１４Ａ、１４Ｂの内周側には環状のロータ１５Ａ、１５Ｂが回転可能に配置されている。ロータ１５Ａ、１５Ｂの内周部には出力軸１０Ａ、１０Ｂの外周を囲繞する円筒軸１６Ａ、１６Ｂが結合され、この円筒軸１６Ａ、１６Ｂが出力軸１０Ａ、１０Ｂと同軸で相対回転可能となるように減速機ケース１１の端部壁１７Ａ、１７Ｂと中間壁１８Ａ、１８Ｂに軸受１９Ａ、１９Ｂを介して支持されるようになっている。また、円筒軸１６Ａ、１６Ｂの一端側の外周であって減速機ケース１１の端部壁１７Ａ、１７Ｂには、ロータ１５Ａ、１５Ｂの回転位置情報を電動機２Ａ、２Ｂの図示しないコントローラにフィードバックするためのレゾルバ２０Ａ、２０Ｂが設けられている。

遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂは、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂと、このサンギヤ２１に噛合される複数のプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂと、これらのプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂを支持するプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂと、プラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂの外周側に噛合されるリングギヤ２４Ａ、２４Ｂと、を備え、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂから電動機２Ａ、２Ｂの駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂを通して出力されるようになっている。

サンギヤ２１Ａ、２１Ｂは円筒軸１６Ａ、１６Ｂに一体に形成されている。また、プラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂは、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂに直接噛合される大径の第２ピニオン２６Ａ、２６Ｂと、この第２ピニオン２６Ａ、２６Ｂよりも小径の第１ピニオン２７Ａ、２７Ｂとを有する２連ピニオンであり、これらの第２ピニオン２６Ａ、２６Ｂと第１ピニオン２７Ａ、２７Ｂが同軸にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。このプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂはプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂに支持され、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは、軸方向内側端部が径方向内側に伸びて出力軸１０Ａ、１０Ｂにスプライン嵌合され一体回転可能に支持されるとともに、軸受３３Ａ、３３Ｂを介して中間壁１８Ａ、１８Ｂに支持されるようになっている。
なお、中間壁１８Ａ、１８Ｂは電動機２Ａ、２Ｂを収容する電動機収容空間と遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂを収容する遊星歯車式減速機空間とを隔て、外径側から内径側に互いの軸方向間隔が広がるように屈曲して構成されている。そして、中間壁１８Ａ、１８Ｂの内径側、且つ、遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂ側にはプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂを支持する軸受３３Ａ、３３Ｂが配置されるとともに中間壁１８Ａ、１８Ｂの外径側、且つ、電動機２Ａ、２Ｂ側にはステータ１４Ａ、１４Ｂ用のバスリング４１Ａ、４１Ｂが配置されている。

リングギヤ２４Ａ、２４Ｂは、その内周面が小径の第１ピニオン２７Ａ、２７Ｂに噛合されるギヤ部２８Ａ、２８Ｂと、ギヤ部２８Ａ、２８Ｂより小径で減速機ケース１１の中間位置で互いに対向配置される小径部２９Ａ、２９Ｂと、ギヤ部２８Ａ、２８Ｂの軸方向内側端部と小径部２９Ａ、２９Ｂの軸方向外側端部を径方向に連結する連結部３０Ａ、３０Ｂとを備えて構成されている。
本実施形態の場合、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの最大半径は、第２ピニオン２６Ａ、２６Ｂの出力軸１０Ａ、１０Ｂの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。小径部２９Ａ、２９Ｂは、径方向外側で対向する減速機ケース１１の円筒状支持部４２に軸受４３を介して回転自在に支持され、止め輪４４により連結されている。円筒状支持部４２は、減速機ケース１１の略中央部で遊星歯車式減速機１２Ｂ側に偏奇した位置から径方向内側に伸びる支持壁３９の内径側端部から遊星歯車式減速機１２Ａ側に延設されている。

減速機ケース１１とリングギヤ２４Ａの間には円筒状の空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂに対する制動を行う油圧ブレーキ６０が、第２ピニオン２６Ａと径方向でオーバーラップし、第１ピニオン２７Ａと軸方向でオーバーラップして配置されている。油圧ブレーキ６０は、減速機ケース１１の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート３５と、リングギヤ２４Ａの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート３６が軸方向に交互に配置され、これらのプレート３５、３６が環状のピストン３７によって係合及び開放操作されるようになっている。ピストン３７は、減速機ケース１１と支持壁３９と円筒状支持部４２間に形成された環状のシリンダ室３８に進退自在に収容されており、シリンダ室３８への高圧オイルの導入によってピストン３７を前進させ、シリンダ室３８からオイルを排出することによってピストン３７を後退させるようになっている。油圧ブレーキ６０は図１に示したオイルポンプ７０に接続されている。

さらに詳細には、ピストン３７は、軸方向前後に第１ピストン壁６３と第２ピストン壁６４を有し、これらのピストン壁６３，６４が円筒状の内周壁６５によって連結されている。したがって、第１ピストン壁６３と第２ピストン壁６４の間には径方向外側に開口する環状空間が形成されているが、この環状空間は、シリンダ室３８の外壁内周面に固定された仕切部材６６によって軸方向前後に仕切られている。減速機ケース１１の支持壁３９と第２ピストン壁６４の間は高圧オイルが直接導入される第２作動室とされ、仕切部材６６と第１ピストン壁６３の間は、内周壁６５に形成された貫通孔を通して第２作動室と導通する第１作動室とされている。第２ピストン壁６４と仕切部材６６の間は大気圧に導通している。
この油圧ブレーキ６０によれば、第２作動室と第１作動室に高圧オイルが導入され、第１ピストン壁６３と第２ピストン壁６４に作用するオイルの圧力によって固定プレート３５と回転プレート３６を相互に押し付けが可能である。したがって、軸方向前後の第２，第２ピストン壁６３、６４によって大きな受圧面積を稼ぐことができるため、ピストン３７の径方向の面積を抑えたまま固定プレート３５と回転プレート３６に対する大きな押し付け力を得ることができる。
この油圧ブレーキ６０の場合、固定プレート３５が減速機ケース１１に支持される一方で、回転プレート３６がリングギヤ２４Ａに支持されているため、両プレート３５、３６がピストン３７によって押し付けられると、両プレート３５、３６間の摩擦係合によって互いに連結されたリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに制動力が作用し、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂが固定される。一方で、その状態からピストン３７による係合が開放されると、連結されたリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの自由な回転が許容される。

減速機ケース１１とリングギヤ２４Ｂの間にも円筒状の空間部が確保されており、その空間部内には、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂに対し一方向の動力のみを伝達し他方向の動力を遮断する一方向クラッチ５０が配置されている。一方向クラッチ５０は、インナーレース５１とアウターレース５２との間に多数のスプラグ５３を介在させて構成されており、そのインナーレース５１がリングギヤ２４Ｂのギヤ部２８Ｂと一体に構成されている。またアウターレース５２は、減速機ケース１１の内周面により位置決めされるとともに、回り止めされている。
一方向クラッチ５０は、車両３が電動機２Ａ、２Ｂの駆動力で前進走行する際に係合してリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転をロックするように構成されている。より具体的には、一方向クラッチ５０は、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂに作用するトルクの作用方向によってリングギヤ２４Ａ、２４Ｂをロック又は切り離すように構成されており、車両が前進する際のサンギヤ２１Ａ、２１Ｂの回転方向を正転方向とするとリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに逆転方向のトルクが作用する場合にリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転をロックするようになっている。

このように構成された駆動装置１は、遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂが中央部で軸方向に対向し、遊星歯車式減速機１２Ａのリングギヤ２４Ａと遊星歯車式減速機１２Ｂのリングギヤ２４Ｂが連結され、連結されたリングギヤ２４Ａ、２４Ｂは減速機ケース１１の円筒状支持部４２に軸受４３を介して回転自在に支持されている。また、遊星歯車式減速機１２Ａの外径側と減速機ケース１１との間の空間には油圧ブレーキ６０が設けられ、遊星歯車式減速機１２Ｂの外径側と減速機ケース１１との間の空間には一方向クラッチ５０が設けられ、油圧ブレーキ６０と一方向クラッチ５０間であって軸受３４の外径側には油圧ブレーキ６０を作動するピストン３７が配置されている。

次に、このように構成された駆動装置１による車両３の制御を説明する。なお、図４〜図９は各状態における速度共線図（以下、共線図とも呼ぶ。）を表し、左側のＳ、Ｃはそれぞれ電動機２Ａに連結された遊星歯車式減速機１２Ａのサンギヤ２１Ａ、出力軸１０Ａに連結されたプラネタリキャリア２３Ａ、右側のＳ、Ｃはそれぞれ電動機２Ｂに連結された遊星歯車式減速機１２Ｂのサンギヤ２１Ｂ、出力軸１０Ｂに連結されたプラネタリキャリア２３Ｂ、Ｒはリングギヤ２４Ａ、２４Ｂ、ＢＲＫは油圧ブレーキ６０、ＯＷＣは一方向クラッチ５０を表す。以下の説明において前進時のサンギヤ２１Ａ、２１Ｂの回転方向を正転方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が正転方向の回転、下方が逆転方向の回転であり、矢印は、上方が正転方向のトルクを表し、下方が逆転方向のトルクを表す。

図４は、車両の停車中における共線図である。
電動機２Ａ、２Ｂは停止するとともに、後輪ＲＷｒ、ＬＷｒは停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。

図５は、車両が駆動装置１の電動機２Ａ、２Ｂの駆動力により前進走行する場合、即ち駆動装置１がドライブ側となって車両が前進する場合における共線図である。
電動機２Ａ、２Ｂを駆動すると、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂには正転方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ５０によりリングギヤ２４Ａ、２４Ｂはロックされて、逆転方向に回転しようとするリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに正転方向のロックトルクが付加される。これによりプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは正転方向に回転し前進走行がなされる。
なお、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには、後輪ＲＷｒ、ＬＷｒから出力軸１０Ａ、１０Ｂを介して入力される走行抵抗が逆転方向に作用する。このように、車両の走行時には、電動機２Ａ、２Ｂのトルクをあげることで、一方向クラッチ５０が機械的に係合してリングギヤ２４Ａ、２４Ｂがロックされ、油圧ブレーキ６０を作動するオイルポンプ７０を作動させずに車両を発進することができる。これにより、車両発進時の応答性を向上させることができる。

図６は、車両が駆動ユニット６により前進走行している、又は他の車両等に前進方向に牽引されている状態で電動機２Ａ、２Ｂを停止する場合、即ち駆動装置１がコースト側で且つ電動機２Ａ、２Ｂが停止する場合における共線図である。
図５の状態から電動機２Ａ、２Ｂを停止すると、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには、後輪ＲＷｒ、ＬＷｒから出力軸１０Ａ、１０Ｂを介して前進走行を続けようとする正転方向のトルクが作用するので、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂには逆転方向のトルクが作用し一方向クラッチ５０が開放される。従って、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂはプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂより早い速度で空転する。これにより、電動機２Ａ、２Ｂで回生する必要がない場合に、油圧ブレーキ６０によりリングギヤ２４Ａ、２４Ｂを固定しなければ、電動機２Ａ、２Ｂは停止し、電動機２Ａ、２Ｂの連れ回りを防止することができる。

図７は、車両が駆動ユニット６により前進走行し、かつアクセルオフでの自然減速状態や、ブレーキにて制動減速している状態において、電動機２Ａ、２Ｂにより回生する場合、即ち駆動装置１がコースト側で且つ電動機２Ａ、２Ｂが回生する場合における共線図である。
図５の状態から電動機２Ａ、２Ｂを回生すると、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには、後輪ＲＷｒ、ＬＷｒから出力軸１０Ａ、１０Ｂを介して前進走行を続けようとする正転方向のトルクが作用するので、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂには逆転方向のトルクが作用し一方向クラッチ５０が開放される。このとき、油圧ブレーキ６０を係合してリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに逆転方向のロックトルクを付加することにより、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂは固定されるとともに電動機２Ａ、２Ｂには逆転方向の回生トルクが作用する。これにより、電動機２Ａ、２Ｂで回生充電することができる。

図８は、車両が駆動装置１の電動機２Ａ、２Ｂのモータトルクにより後進走行する場合、即ち駆動装置１がドライブ側となって後進する場合における共線図である。
電動機２Ａ、２Ｂを逆転方向に駆動すると、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂには逆転方向のトルクが付加される。このとき、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂには正転方向のトルクが作用し一方向クラッチ５０が開放されるが、油圧ブレーキ６０を係合してリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに逆転方向のロックトルクを付加することにより、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂは固定されるとともにプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは逆転方向に回転し後進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには、後輪ＲＷｒ、ＬＷｒから出力軸１０Ａ、１０Ｂを介して入力される走行抵抗が正転方向に作用している。

図９は、車両が駆動ユニット６により後進走行している場合、又は他の車両等に後進方向に牽引されている状態、即ち後進走行において駆動装置１がコースト側における共線図である。
このとき、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには、後輪ＲＷｒ、ＬＷｒから出力軸１０Ａ、１０Ｂを介して後進走行を続けようとする逆転方向のトルクが作用するので、一方向クラッチ５０によりリングギヤ２４Ａ、２４Ｂはロックされて逆転方向に回転しようとするリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに正転方向のロックトルクが付加されるとともに、電動機２Ａ、２Ｂには正転方向の逆起電力が発生する。

図１０は、車両の走行状態における電動機２Ａ、２Ｂの状態と切離機構（一方向クラッチ５０と油圧ブレーキ６０）の状態を示した図である。なお、フロントとは前輪Ｗｆを駆動する駆動ユニット６、リアとは後輪Ｗｒを駆動する駆動装置１を表わし、○が作動（駆動、回生含む）、×が非作動（停止）を意味する。また、ＭＯＴ状態とは、駆動装置１の電動機２Ａ、２Ｂの状態を意味する。さらに、切離機構のＯＮはリングギヤ２４Ａ、２４Ｂがロックされることを示し、ＯＦＦはリングギヤ２４Ａ、２４Ｂがフリー状態であることを示す。また、ＯＷＣは一方向クラッチ５０を意味し、ＢＲＫは油圧ブレーキ６０を意味する。

停車中は、駆動装置１の電動機２Ａ、２Ｂは停止するとともに、前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６、後輪Ｗｒ側の駆動装置１はいずれも停止しており、切離機構も非作動状態となっている。
そして、キーポジションをＯＮにした後、ＥＶ発進時は、後輪Ｗｒの駆動装置１の電動機２Ａ、２Ｂが駆動する。このとき、図５で説明したように、切離機構は一方向クラッチ５０によりロックされ、電動機２Ａ、２Ｂの動力が後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに伝達される。
続いて加速時には、前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６と後輪Ｗｒ側の駆動装置１の四輪駆動となり、このときも図５で説明したように、切離機構は一方向クラッチ５０によりロックされ、電動機２Ａ、２Ｂの動力が後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに伝達される。
低・中速域のＥＶクルーズでは、モータ効率が良いため前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６が非作動状態で、後輪Ｗｒ側の駆動装置１により後輪駆動となる。このときも図５で説明したように、切離機構は一方向クラッチ５０によりロックされ、電動機２Ａ、２Ｂの動力が後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに伝達される。

一方、高速域の高速クルーズでは、エンジン効率が良いため前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６による前輪駆動となる。このとき、図６で説明したように、切離機構の一方向クラッチ５０が切り離される（ＯＷＣフリー）とともに油圧ブレーキ６０を作動しないため、電動機２Ａ、２Ｂは停止する。
また、自然減速する場合も、図６で説明したように、切離機構の一方向クラッチ５０が切り離される（ＯＷＣフリー）とともに油圧ブレーキ６０を作動しないため、電動機２Ａ、２Ｂは停止する。

一方、減速回生する場合、例えば前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６の駆動力により駆動する場合は、図７で説明したように、切離機構の一方向クラッチ５０は切り離される（ＯＷＣフリー）が、油圧ブレーキ６０を係合することで、電動機２Ａ、２Ｂで回生充電がなされる。
通常走行では、摩擦ブレーキに対する制動制御と協調して電動機２Ａ、２Ｂで回生して走行エネルギーを回収するが、緊急制動の要求（例えば、ＡＢＳ作動時）には、電動機２Ａ、２Ｂの回生を禁止して、摩擦ブレーキによる制動制御を優先する。この場合、一方向クラッチ５０は切り離された状態（ＯＷＣフリー）となり、油圧ブレーキ６０を作動させないことで、電動機２Ａ、２Ｂを停止させる。

後進走行の場合は、前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６が停止し後輪Ｗｒ側の駆動装置１が駆動して後輪駆動となるか、又は前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６と後輪Ｗｒ側の駆動装置１の四輪駆動となる。このとき、図８で説明したように、電動機２Ａ、２Ｂは逆転方向に回転し、切離機構の一方向クラッチ５０は切り離される（ＯＷＣフリー）が、油圧ブレーキ６０を接続することで、電動機２Ａ、２Ｂの動力が後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに伝達される。
前進方向側に牽引される（ＦＷＤ被牽引）場合は、図６で説明したように、切離機構の一方向クラッチ５０が切り離される（ＯＷＣフリー）とともに油圧ブレーキ６０を作動しないため、電動機２Ａ、２Ｂは停止する。なお、ＦＷＤ被牽引の場合に、電動機２Ａ、２Ｂを回生する場合には、減速回生時と同様に油圧ブレーキ６０を接続する。
また、ＰＤＵ等の故障等の高電圧系故障時により電動機２Ａ、２Ｂが駆動できない場合には、前輪Ｗｆ側の駆動ユニット６により前輪駆動となる。このとき、図６で説明したように、切離機構の一方向クラッチ５０が切り離される（ＯＷＣフリー）とともに油圧ブレーキ６０を作動しないため、電動機２Ａ、２Ｂは停止する。

次に、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが発生することを防止する本実施形態の制御システムを説明する。
図１１は、本発明の第１実施形態に係る車両に用いられる制御システムの構成図である。同図の制御システム１００において、後輪Ｗｒ用の電動機２には、第１ＰＤＵ（パワードライブユニット）８０ａが接続されており、第１ＰＤＵ８０ａが高圧のバッテリ９に接続されている。
第１ＰＤＵ８０ａは、図示しないが、スイッチング素子をブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備しており、パルス幅変調（ＰＷＭ）により駆動されるＰＷＭインバータを備えている。この第１ＰＤＵ８０ａには、第１モータＥＣＵ（電子制御ユニット）８１ａが接続されており、第１モータＥＣＵ８１ａは、第１ＰＤＵ８０ａにおける制御に応じた所定パルス幅を有する信号を、後述するメインＥＣＵ９０からのトルク指令値に基づき、出力するようになっている。第１ＰＤＵ８０ａは、電動機２の駆動時には、バッテリ９から出力される直流電力を３相交流電力に変換して電動機２へ供給し、電動機２の回生時には、電動機５から出力される３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ９を充電するようになっている。

前輪Ｗｆ用の電動機５には、第２ＰＤＵ８０ｂが接続されている。この第２ＰＤＵ８０ｂも、第１ＰＤＵ８０ａと同様の構成を有しており、前輪Ｗｆ用の電動機５に対応して、第２モータＥＣＵ８１ｂが接続され、電動機５を駆動および回生するために、第２モータＥＣＵ８１ｂからの制御を受けるようになっている。
内燃機関４には、アクセルペダルセンサなどの検出結果に基づき燃料噴射量等を変化させてエンジンを制御するエンジンＥＣＵ８３が接続されている。
なお、同図では、後輪Ｗｒ用の電動機２に対する制御システムとして、１組の構成（第１ＰＤＵ８０ａ及び第１モータＥＣＵ８１ａの構成）しか示していないが、これは単に記載を省略したに過ぎない。左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに対応した電動機２Ａ、２Ｂ毎に、それぞれ、第１ＰＤＵ８０ａ及び第１モータＥＣＵ８１ａの構成が存在している。そして、これらの第１モータＥＣＵ８１ａには、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒ毎に、メインＥＣＵ９０から異なるトルク指令値が送られるようになっている。

エンジンＥＣＵ８３、第１モータＥＣＵ８１ａおよび第２モータＥＣＵ８１ｂには、車両３の統合制御を行うメインＥＣＵ９０が接続されている。メインＥＣＵ９０は、車両３に搭載された各種センサや各種ユニットを監視するようになっており、その監視状態に応じて内燃機関４、電動機２、５による駆動量や回生量を決定し、エンジンＥＣＵ８３、第１モータＥＣＵ８１ａおよび第２モータＥＣＵ８１ｂに対して制御指令を出力するようになっている。また、メインＥＣＵ９０は、本発明の、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが発生することを防止する制御を行うようになっている。

図１２は、本発明の第１実施形態に係るメインＥＣＵのシステム図である。同図において、メインＥＣＵ９０は、通常走行トルク指令値生成部９１と、車輪回転角加速度算出部９２と、回転体イナーシャトルク演算部９３と、加算器９４と、トルク指令値選択部９５と、急ブレーキ検出部９６とを有しており、第１モータＥＣＵ８１ａに対して、電動機２のＰＷＭ制御のために必要な第１モータ指令値を出力するようになっている。
なお、同図でも、後輪Ｗｒに対する構成として１組の構成しか示していないが、これも記載を省略したに過ぎない。メインＥＣＵ９０は、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに対応した構成を有しており、その構成は、特段の説明がない限り、図１２に示してあるものと同様である。

通常走行トルク指令値生成部９１は、ハイブリッドの車両３が通常走行している場合に電動機２に与えるトルク指令値を生成するようになっている。このトルク指令値は、上述した通常走行制御のためのトルク指令値であり、運転手による操作に応じた車両コントロールに従い、車両全体の燃費向上の観点や運転手の乗り心地向上の観点から、決定されるようになっている。
先に図４〜１１を用いて説明したように、車両３は、ハイブリッドの車両状態として、停車、ＥＶ発進、加速、ＥＶクルーズ、高速クルーズ、自然減速、減速回生等の各状態を取りうる。このため、通常走行トルク指令値生成部９１は、これらの車両状態に応じたトルク指令値を生成することになる。
また、車両３は、通常走行制御のために車両情報を検出する各種センサ（図示しない）を有しているので、通常走行トルク指令値生成部９１は、これらのセンサ出力に応じたトルク指令値を生成するものとなっている。車両情報を検出する各種センサとしては、自車両の速度を検出する速度センサ、運転手によるブレーキペダルの踏み込み操作の有無および操作量を検出するブレーキペダルセンサ、運転手によるアクセルペダルの踏み込み操作量を検出するアクセルペダル開度センサ、各ペダルに作用するトルクを検出するペダルトルクセンサ、シフトポジションセンサ等の１つまたは２つ以上の組み合わせであってよい。
通常走行トルク指令値生成部９１で生成したトルク指令値は、後述するトルク指令値選択部９５の入力１と加算器９４に出力されるようになっている。

車輪回転角加速度算出部９２は、運転手が急ブレーキを踏んだことを検出したときに、後輪Ｗｒの回転角加速度を算出するようになっている。
後輪Ｗｒの回転角加速度を算出するために、後輪Ｗｒにその回転状態をモニターするセンサ、例えば回転数センサを設け、この回転数センサの出力を車輪回転角加速度算出部９２に入力することにより、車輪回転角加速度算出部９２は、後輪Ｗｒの回転数の時間変化量に基づいて車輪回転角加速度を算出するようになっている。
運転手が急ブレーキを踏んだことは、後述する急ブレーキ検出部９６からの出力に基づき判断するようになっている。また、車輪回転角加速度算出部９２の算出結果は、回転体イナーシャトルク演算部９３に出力されるようになっている。

回転体イナーシャトルク演算部９３は、車輪回転角加速度算出部９２からの算出結果を用いて、電動機２の駆動力で回転する部材のうちで後輪Ｗｒまでの間に存在する回転体のイナーシャトルクを演算し、このイナーシャトルクを相殺する分のトルク指令値を出力するようになっている。
回転体のイナーシャトルク演算のために、車輪回転角加速度算出部９２からの後輪Ｗｒの回転角加速度に、回転体の慣性モーメントを乗算し、この乗算値を遊星歯車式減速機１２の減速比に応じてモータ軸換算するようになっている。

ここで、イナーシャトルクの演算対象である回転体に含まれる部材について説明する。
まず、回転体には、電動機２のロータ１５が含まれる。
次に、電動機２の駆動力で回転する部材のうちで後輪Ｗｒまでの間に存在するものとして、遊星歯車式減速機１２が含まれる。遊星歯車式減速機１２は、前述のとおり、サンギヤ２１、複数のプラネタリギヤ２２、プラネタリキャリア２３、リングギヤ２４で構成されているが、車両３が電動機２の駆動力で前進走行している場合、リングギヤ２４はロックされているので、回転体には、サンギヤ２１、複数のプラネタリギヤ２２及びプラネタリキャリア２３が含まれることになる。
さらに、回転体には、図１８に示したドライブシャフト７１を含んでも良い。前述のとおり、ドライブシャフト７１に発生する過大トルクは、遊星歯車式減速機１２の出力軸とドライブシャフト７１との間の接続部やドライブシャフト７１と後輪Ｗｒの車軸との間の接続部に集中しやすい。回転体のイナーシャトルク演算がドライブシャフト７１における過大トルク発生防止のために行われることを考慮すると、その演算精度を向上させるためには、演算対象となる回転体の要素として、電動機２の駆動力で回転する部材のうち、電動機２から見て上記過大トルクの発生点までの部材を含むことが好ましい。したがって、例えば、ドライブシャフト７１と後輪Ｗｒの車軸との間の接続部に過大トルクが発生しやすい場合には、ドライブシャフト７１全体を回転体の要素に含んだほうが好ましい。ドライブシャフト７１の中で過大トルクが集中しやすい場所は、経験的ないし実験的に容易に知ることができる。ただし、そのような過大トルクが集中しやすい場所を特定できない場合や演算の精度をそれほど要求しない場合は、回転体にドライブシャフト７１を含むか、含めないか、または、ドライブシャフト７１の長手方向の中間点よりも電動機２側の部分だけを含めるのか、を適宜に決めてよい。
さらに、回転体には、上述したものの他に、電動機２の駆動力で回転する部材のうち、電動機２から見て上記過大トルクの発生点までに存在する軸受等の小さな部材も含みうる。ただし、これらの部材の慣性モーメントは、上述したロータ１５や遊星歯車式減速機１２の慣性モーメントに比して小さいから、演算の精度をそれほど要求しない場合には、回転体に含めないようにしても良い。

なお、以上で説明したロータ１５を含む回転体の慣性モーメントは、通常、車両３を設計する際に既知であるから、この値を図示しないＲＯＭ等に予め保存して利用すればよい。また、モータ軸換算する際に用いる遊星歯車式減速機１２の減速比も既知であるから、同様にＲＯＭ等に予め保存して利用すればよい。
この回転体イナーシャトルク演算部９３からのトルク指令値は、加算器９４に出力されるようになっている。

加算器９４は、通常走行トルク指令値生成部９１からのトルク指令値に、回転体イナーシャトルク演算部９３からのトルク指令値を加算するようになっている。これにより、通常走行制御のためのトルク値に、回転体のイナーシャトルクを相殺するのに必要なトルク値が加算されることになる。
加算器９４は、加算結果をトルク指令値選択部９５の入力２に出力するようになっている。

トルク指令値選択部９５は、２つの入力１、２と、制御入力とを有し、各入力１、２に通常走行トルク指令値生成部９１からの出力、加算器９４の出力をそれぞれ受け、制御入力に急ブレーキ検出部９６の出力を受けるようになっている。トルク指令値選択部９５は、制御入力に与えられた信号に応じて、入力１、２のいずれかを出力するようになっている。急ブレーキ検出部９６からの出力が、運転手が急ブレーキを踏んだことを示している場合には入力２からのトルク指令値を出力し、そうでない場合には入力１からのトルク指令値を出力するようになっている。
トルク指令値選択部９５の出力は、メインＥＣＵ９０からの出力信号（第１モータ指令値）として、図１１の第１モータＥＣＵ８１ａに出力されるようになっている。

急ブレーキ検出部９６は、車両３が電動機２の駆動力により前進走行している場合に運転手が急ブレーキを踏んだか否かを検出するものとなっている。
ここで、車両３が電動機２の駆動力により前進走行している場合とは、図１０で説明した車両状態のうち、ＥＶ発進、加速、ＥＶクルーズをいう。
運転手が急ブレーキを踏んだか否かは、たとえば、ブレーキペダルの踏力の変化速度が所定値を超えたかどうかで判断すればよい。具体的には、上述した、運転手によるブレーキペダルの踏み込み操作の有無および操作量を検出するブレーキペダルセンサやペダルに作用するトルクを検出するペダルトルクセンサの出力に基づき判断することができる。
なお、前述したように、急ブレーキにより後輪Ｗｒがロックする場合には、他の要因によって後輪Ｗｒがロックするまたはそれと略同等の状況が生じた場合をも含む。したがって、急ブレーキ検出部９６は、低μ路においてブレーキが踏まれ後輪Ｗｒに対してアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が作動した場合、走行中にサイドブレーキまたはパーキングブレーキが操作された場合を検出しても良い。また、以上のものを組み合わせて検出するようにしても良い。ＡＢＳが作動していることの判定は、別途設けられている既存のＡＢＳ制御装置からの出力を受ければよい。急なサイドブレーキ操作が行われたことの判定は、運転手によるサイドブレーキの操作の有無および操作量を検出するセンサや、所定量以上の力でサイドブレーキが操作されたことを検出するためにサイドブレーキに作用するトルクを検出するセンサを用いればよい。パーキングブレーキが操作されたことの判定は、運転手によるサイドブレーキの操作の有無を検出すればよい。いずれの場合においても既存のセンサー出力等を用いることができるので、簡易な構成を採用することができる。
そして、急ブレーキ検出部９６は、その検出結果を先に述べた車輪回転角加速度算出部９２とトルク指令値選択部９５に出力するようになっている。

かかる構成において、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが発生することを防止する制御フローを説明する。
図１３は、本発明の第１実施形態に係る車両の制御フローチャートである。
同図において、ステップＳ１では、車両３が電動機２の駆動力により前進走行しており、電動機２に対して通常走行制御が行われている。通常走行制御のためのトルク指令値は、メインＥＣＵ９０の通常走行トルク指令値生成部９１で生成される。これが第１モータ指令値として第１モータＥＣＵ８１ａに出力され、電動機２が制御される。
なお、車両３が電動機２の駆動力により前進走行している場合とは、図１０で説明した車両状態のうち、ＥＶ発進、加速、ＥＶクルーズである。

次に、ステップＳ２において、運転手が急ブレーキを踏んだかどうかの判定が行われる。この判定は急ブレーキ検出部９６で行われる。
ステップＳ２において運転手が急ブレーキを踏んだと判定した場合、後輪Ｗｒがロックされようとしていると判断して、ステップＳ３以降の過大トルク発生防止制御を行う。このとき、トルク指令値選択部９５は加算器９４からの加算結果を第１モータ指令値として出力するように制御される。

ステップＳ３において、後輪Ｗｒの回転角加速度を算出する。この算出は車輪回転角加速度算出部９２で行われる。
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３で算出された後輪Ｗｒの回転角加速度に対して、回転体の慣性モーメントを乗算する。ここでいう回転体とは、先に述べたとおりであり、電動機２の駆動力で回転する部材のうちで後輪Ｗｒまでの間に存在する回転体をいう。さらに、ステップＳ５において、ステップＳ４の乗算結果を、遊星歯車式減速機１２の減速比に応じてモータ軸換算する。これにより、回転体のイナーシャトルクが演算できたことになるので、このイナーシャトルクを相殺する分のトルク指令値を生成する。ステップＳ４，Ｓ５の演算は回転体イナーシャトルク演算部９３で行われる。
以上のステップＳ３〜Ｓ５の制御を通じて、メインＥＣＵ９０は、急ブレーキが踏まれた場合の後輪Ｗｒの回転状態を用いてロータ１５を含む回転体のイナーシャトルクを演算し、このイナーシャトルクを相殺する分のトルク指令値を生成したことになる。

ステップＳ６において、ステップＳ５で生成したトルク指令値を、通常走行制御のためのトルク指令値に加算する。通常走行制御のためのトルク指令値は通常走行トルク指令値生成部９１で生成されたものを用いる。この加算処理は加算器９４で行う。
そして、トルク指令値選択部９５からは、加算器９４からの加算結果が第１モータ指令値として出力されるので、この指令値に基づき電動機２が制御されることになる。

一方、ステップＳ２において運転手が急ブレーキを踏んでいないと判定した場合、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、通常走行トルク指令値生成部９１のトルク指令値を用いて通常走行制御を行うことになる。この場合、トルク指令値選択部９５は、通常走行トルク指令値生成部９１からの出力を第１モータ指令値として出力し、この指令値に基づき電動機２が制御されることになる。

図１４は、本発明の第１実施形態によりドライブシャフトへの過大トルクを防止できることを説明した図である。同図において、実線で示したグラフが本発明の第１実施形態の制御システムを利用したものであり、点線が従来例のものである。
本実施形態の制御システムを用いることで、時刻Ｔａで運転手が急ブレーキを踏んで車両３の車輪Ｗｒがロックしたとしても、急ブレーキの操作を検出したメインＥＣＵ９０の作用により、通常走行制御のためのトルク指令値にロータ１５を含む回転体のイナーシャトルクを相殺する分のトルク指令値を加算したものが、電動機２のトルク制御に用いられる。このため、電動機２に対しては、通常走行制御時よりも強い回生力が発生するので、ロータ１５を含む回転体の回転数は急激に低下する。したがって、ドライブシャフト７１にも過大トルクが生じない。
なお、図１４に示されているように、時刻Ｔａ後、ドライブシャフト７１に対して若干のトルクが生じる場合がある。これはメインＥＣＵ９０における急ブレーキ検出の判定や各演算のための応答遅れによるものである。この制御により相殺される回転体のイナーシャトルクは、この制御を行わない場合に発生する急ブレーキ後の回転体のイナーシャトルクに一致しないが、応答遅れの時間は極めて短時間であるため、実質的に両者は等しくなり、残る回転体のイナーシャトルクが過大トルクを発生させることはない。

以上のように、従来は、車両３が電動機２の駆動力により前進走行しているときに運転手が急ブレーキを踏んで後輪Ｗｒがロックした場合、ロータ１５を含む回転体のイナーシャトルクに相当する分のトルクが遊星歯車式減速機１２の出力軸に伝達されて、ドライブシャフト７１に過大トルクが生じていた。
これに対し、本発明の第１実施形態では、運転手が急ブレーキを踏んだことを検出したときに、ステップＳ３以降の過大トルク発生防止制御を行うことで、通常走行制御のためのトルクに、ロータ１５を含む回転体のイナーシャトルクに相当する分のトルクを加算し、その加算結果を用いて電動機２を制御する。したがって、電動機２に対して、強い回生力が発生することになり、これによりロータ１５を含む回転体のイナーシャトルクに相当する分のトルクを相殺することができる。よって、ロータ１５を含む回転体のイナーシャトルクが遊星歯車式減速機１２を介してドライブシャフト７１に伝達することはなく、ドライブシャフト７１に過大トルクが発生することを防止できる。
このことにより、ドライブシャフト７１などの部品の重量や寸法の増加を防ぐことができ、よって燃費の向上、レイアウトの容易化が可能になる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。
本発明の第２実施形態は、本発明の第１実施形態におけるトルク指令値選択部９５の制御入力を、後輪Ｗｒが実際にロックしそうか否かに応じて、きめ細やかに制御したものである。
第１実施形態では、運転手が急ブレーキを踏んだことと後輪Ｗｒがロックすることを等価な事象として扱ってきたが、実際にはそうとは限らない。トルク指令値選択部９５で急ブレーキの検出があったとしても、後輪Ｗｒと路面の摩擦が高ければ後輪Ｗｒがロックしていない場合もありうるし、逆に、低μ路を走行している場合のようにブレーキが踏まれて既に後輪Ｗｒがロックしているのにトルク指令値選択部９５で急ブレーキの検出がなされない場合も起こりうる。
そして、これらの事象に対応すべく、例えば、急ブレーキの検出の感度を上げることが考えられるが、この場合は実際に後輪Ｗｒがロックしていないのに、図１３のステップＳ３以降の過大トルク発生防止制御が行われることになる。過大トルク発生防止制御は、ドライブシャフト７１への過大トルク発生防止との観点から電動機２の制御を行うものであるので、必ずしも、車両全体の燃費向上の観点や運転手の乗り心地向上の観点からは適切なものとは言えない。したがって、不必要な過大トルク発生防止制御がなされることで燃費向上や乗り心地向上の観点から問題を生じうる。
一方で、急ブレーキの検出の感度を下げることも考えられるが、この場合は実際に後輪Ｗｒがロックしているのに過大トルク発生防止制御が行われないこととなるため、従来と同様の問題を生じうる。
第２実施形態はかかる課題に対応したものである。

図１５は、本発明の第２実施形態に係るメインＥＣＵのシステム図である。同図において、車輪ロック判定部１９９は、急ブレーキ検出部９６の出力と車輪回転角加速度算出部９２からの出力を受けて、運転手が急ブレーキを踏んだことを検出したときに、後輪Ｗｒが実際にロックしようとしているか否かを、後輪Ｗｒの車輪回転角加速度を見ながら判定するようになっている。例えば、前進走行中にブレーキが踏まれた場合に後輪Ｗｒの回転角加速度が所定値より大きくなる場合、後輪Ｗｒに対する制御が、車両全体の燃費向上の観点や運転手の乗り心地向上の観点から行われていないと判断できるので、後輪Ｗｒがロックしようとしていると判断することができる。

このため、車輪ロック判定部１９９は、後輪Ｗｒの回転角加速度が所定値より大きいか否かを判定するようになっており、この判断結果に基づいて、後輪Ｗｒが実際にロックしようとしているか否かを判断するようになっている。車輪ロック判定部１９９の判定結果は、第１実施形態の急ブレーキ検出部９６の検出結果を加えて、トルク指令値選択部９５の制御入力に与えられることになる。
なお、車輪ロック判定部１９９での判定方法はこれに限られない。例えば、後輪Ｗｒの回転角加速度が急激に変化したか否かを判定しても良い。この場合は、回転角加速度の時間変化量（回転角速度の２階微分）を算出し、その値が所定値を越えたか否かで判定すればよい。

かかる構成において、急ブレーキ時にドライブシャフトに過大トルクが発生することを防止する制御フローを説明する。
図１６は、本発明の第２実施形態に係る車両の制御フローチャートである。同図において、第１実施形態のステップＳ２とステップＳ３の間にステップＳ１２が設けられたこと以外は、第１実施形態と同様である。
ステップＳ２において運転手が急ブレーキを踏んだと判定した場合、更にステップＳ１２において後輪Ｗｒがロックしようとしているか否かの判定が行われる。この判定は上述した車輪ロック判定部１９９で行われる。
ステップＳ１２において後輪Ｗｒがロックしようとしていると判定した場合には、ステップＳ３以降の過大トルク発生防止制御を行う。一方、ステップＳ１２において後輪Ｗｒがロックしようとしていないと判定した場合には、ステップＳ７の制御を行う。
なお、ステップＳ２における急ブレーキ判定は、第１実施形態と同様の感度のものを用いても良いが、第２実施形態ではステップＳ１２の存在により、後輪Ｗｒがロックしようとしているか否かを、後輪Ｗｒの回転状態を見ながら精度よく判断できるため、第１実施形態のものよりも感度を上げることができる。具体的には、ステップＳ２において、単に、通常の摩擦ブレーキの操作がなされたか否かだけを判断するようにしても良い。

これにより、第２実施形態では、第１実施形態の効果に加え、後輪Ｗｒが現実にロックしようとしているか否かを、後輪Ｗｒの回転状態を見ながら判断しているため、後輪Ｗｒの回転状態に応じてきめ細やかに過大トルク発生防止制御を行うことができる。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。
本発明の第３実施形態は、本発明の第１実施形態における過大トルク発生防止制御を左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒ毎に行うようにしたものである。後輪であっても右輪ＲＷｒと左輪ＬＷｒとでは、車輪が接する路面状態が違う場合（例えば、走路の半分に雪が残っている場合で、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒの一方が低μ路に接し、他方が高μ路に接している場合）や車両の負荷のかかり具合に差がある場合が生じるので、急ブレーキを踏まれた際の各車輪の回転状態も異なるものとなる。そこで、第３実施形態では、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒ毎に過大トルク発生防止制御を行う。

図１７は、本発明の第３実施形態に係るメインＥＣＵのシステム図である。同図において、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒ毎に第１実施形態のメインＥＣＵ９０Ｌ、９０Ｒが設けられている。この場合のメインＥＣＵの構成としては、図１７に示すように、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒ毎のメインＥＣＵ９０Ｌ、９０Ｒのうち、急ブレーキ検出部９６のような共通化できる構成については左右で共用化しても良い。
このような構成において、第１実施形態の車両３は、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒに対応して電動機２Ａ、２Ｂ毎に、第１ＰＤＵ８０ａ、第１モータＥＣＵ８１ａ及びメインＥＣＵ９０を有しているので、車両３が急ブレーキを検出した後の過大トルク発生防止制御を車輪ごとに行うことができる。
これにより、第３実施形態では、第１実施形態の効果に加え、左右の後輪ＲＷｒ、ＬＷｒ毎の回転状態に応じてきめ細やかに過大トルク発生防止制御を行うことができる。
なお、この第３実施形態に用いたメインＥＣＵ９０Ｌ、９０Ｒに代えて、前述した第２実施形態のメインＥＣＵ１９０を用いてもよい。この場合、車輪ごとに過大トルク発生防止制御を行うか否かを判定することができるので、各後輪Ｗｒの回転状態を見ながら、よりきめ細やかに過大トルク発生防止制御を行うことができる。

ところで、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜に変形、改良等が可能である。
以上の各実施形態においては、後輪Ｗｒ用の電動機２とドライブシャフト７１との間に遊星歯車式減速機１２を有する構成を前提に説明してきたが、遊星歯車式減速機以外の減速機を含むものであってもよい。この場合は、図１３、図１６のステップＳ４において、ロータ１５を含む回転体の慣性モーメントとして、その減速機の慣性モーメントを用いればよい。また、遊星歯車式減速機１２を備えず、電動機２と後輪Ｗｒとがドライブシャフトによって直接連結されるものであってもよい。

さらに、以上の各実施形態においては、車両３が電動機２の駆動力により前進走行している場合に急ブレーキが踏まれた場合を例に説明してきたが、これに限られない。車両３が電動機２の駆動力により駆動している場合であれば、それが前進走行中であるか、後進走行中であるかは問わない。車両３が電動機２の駆動力により走行している場合に急ブレーキが踏まれれば、ドライブシャフト７１に過大トルクが発生するおそれがあるからである。したがって、以上の各実施形態は、図１０の車両状態のうちのＲＶＳ（後進走行）の場合にも適用可能である。

１ 制御装置
２、２Ａ、２Ｂ 電動機
３ 車両
４ 内燃機関
５ 電動機
６ 駆動ユニット
９ バッテリ
１２、１２Ａ、１２Ｂ 遊星歯車式減速機
１５ ロータ
５０ 一方向クラッチ
７１ ドライブシャフト
８０ａ、８０ｂ ＰＤＵ
８１ａ、８１ｂ モータＥＣＵ
８３ エンジンＥＣＵ
９０、１９０ メインＥＣＵ
９１ 通常走行トルク指令値生成部
９２ 車輪回転角加速度算出部
９３ 回転体イナーシャトルク演算部
９４ 加算器
９５ トルク指令値選択部
９６ 急ブレーキ検出部
１００ 制御システム
１９９ 車輪ロック判定部
Ｗｆ 前輪
Ｗｒ、ＬＷｒ、ＲＷｒ 後輪

Claims (4)

1. 車輪を駆動する電動機の制御を行う制御システムであって、
   前記電動機の駆動力で回転する部材のうちで前記車輪までの間に存在する回転体のイナーシャトルクを、前記車輪に制動が行われた場合の前記車輪の回転状態を用いて算出する算出手段と、
   前記制動が行われた場合に前記算出手段からの算出結果に基づき前記回転体のイナーシャトルクを相殺するように前記電動機の制御を行う制御手段と、
   前記制動による前記車輪のロックを判定する車輪ロック判定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記車輪ロック判定手段がロックすると判定した場合に前記算出結果に基づく制御を行う
   ことを特徴とする制御システム。
2. 前記制動は、ブレーキペダルが操作されたこと、アンチロックブレーキシステムが作動したこと、サイドブレーキが操作されたこと及びパーキングブレーキが操作されたことのうちの少なくとも１つである請求項１に記載の制御システム。
3. 前記算出結果に基づいて前記電動機を回生制御する請求項１又は請求項２に記載の制御システム。
4. 前記車輪が複数であり、前記電動機が前記複数の車輪毎に設けられ、前記電動機の制御が前記電動機毎に行われる制御システムであって、
   前記算出手段は、前記車輪毎に前記回転体のイナーシャトルクを算出し、
   前記制御手段は、前記算出手段からの算出結果に基づく制御を行う請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御システム。

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