四輪駆動車およびその制御方法
【課題】４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングを向上可能な四輪駆動車およびその制御方法を提供する。
【解決手段】四輪駆動車は、２ＷＤモードと４ＷＤモードとを切替えて走行可能である。２ＷＤモード時はエンジンにより前輪が駆動され、４ＷＤモード時はモータによりさらに後輪が駆動される。４ＷＤモード時は、エンジンの出力を用いてオルタネータにより発電し、モータへ電力が供給される。そして、エンジンＥＣＵは、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジンのスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更する。
【解決手段】四輪駆動車は、２ＷＤモードと４ＷＤモードとを切替えて走行可能である。２ＷＤモード時はエンジンにより前輪が駆動され、４ＷＤモード時はモータによりさらに後輪が駆動される。４ＷＤモード時は、エンジンの出力を用いてオルタネータにより発電し、モータへ電力が供給される。そして、エンジンＥＣＵは、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジンのスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、四輪駆動車およびその制御方法に関し、特に、前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モード（２ＷＤモード）と前輪車軸および後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モード（４ＷＤモード）とを切替えて走行可能な四輪駆動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第３９８５６４０号公報（特許文献１）は、一方の車輪駆動軸をエンジンにより駆動し、他方の車輪駆動軸をモータにより駆動して走行する四輪駆動車を開示する。この四輪駆動車においては、エンジンによって発電機が駆動され、発電機により発電された電力がモータに供給される。そして、エンジン回転駆動を維持するための回転維持トルクをエンジン発生トルクから減算することによって算出される余剰トルクに基づいて、発電機の駆動トルクが設定される。この四輪駆動車によれば、四輪駆動走行時において、発電機を駆動する際のエンジン負荷によってエンジンストールに至る事態を確実に防止できるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９８５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に開示されるような四輪駆動車においては、４ＷＤモード時は、モータ駆動用の電力を発電する発電機がエンジンにより駆動されるので、２ＷＤモード時に対してエンジン出力（エンジントルク）が増加する。このため、４ＷＤモード時は、アクセルペダル操作量が大きくなる（アクセルペダルを踏込む）とエンジン出力（エンジントルク）が頭打ちとなり、アクセルペダル操作のフィーリング悪化を招く。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングを向上可能な四輪駆動車およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によれば、四輪駆動車は、前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モード（２ＷＤモード）と前輪車軸および後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モード（４ＷＤモード）とを切替えて走行可能な四輪駆動車であって、内燃機関と、発電機と、電動機と、制御装置とを備える。内燃機関は、前輪車軸および後輪車軸の一方を駆動する。発電機は、内燃機関の出力を用いて発電可能である。電動機は、４ＷＤモード時、発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する。制御装置は、内燃機関を制御する。そして、制御装置は、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更する。
【０００７】
好ましくは、四輪駆動車は、変速機をさらに備える。変速機は、内燃機関に連結される。そして、制御装置は、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時に対するスロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように変速機の変速比を変更する。
【０００８】
また、この発明によれば、四輪駆動車の制御方法は、前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モード（２ＷＤモード）と前輪車軸および後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モード（４ＷＤモード）とを切替えて走行可能な四輪駆動車の制御方法である。四輪駆動車は、内燃機関と、発電機と、電動機とを含む。内燃機関は、前輪車軸および後輪車軸の一方を駆動する。発電機は、内燃機関の出力を用いて発電可能である。電動機は、４ＷＤモード時、発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する。そして、制御方法は、４ＷＤモードが選択されているか否かを判定するステップと、４ＷＤモードが選択されているとき、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更するステップとを備える。
【０００９】
好ましくは、四輪駆動車は、内燃機関に連結される変速機をさらに含む。そして、制御方法は、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時に対するスロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように変速機の変速比を変更するステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００１０】
この四輪駆動車およびその制御方法においては、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係が変更される。これにより、４ＷＤモード時に、アクセルペダル操作量が大きいときのエンジン出力（エンジントルク）の頭打ちがなくなり、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できるようになる。
【００１１】
したがって、この四輪駆動車およびその制御方法によれば、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による四輪駆動車の全体構成図である。
【図２】２ＷＤモード時と４ＷＤモード時とで車両駆動トルクが等しいときのエンジントルクの内訳を示す図である。
【図３】アクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係（従来）を示した図である。
【図４】アクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を示した図である。
【図５】実施の形態１におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。
【図６】図１に示すエンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵにより実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。
【図９】実施の形態２におけるエンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵにより実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による四輪駆動車の全体構成図である。図１を参照して、この四輪駆動車１は、エンジン１０と、変速機２０と、差動ギヤ３０と、前輪車軸４０と、前輪５０と、プーリ６０，６２，６４と、オルタネータ７０，７２と、補機バッテリ８０とを備える。また、四輪駆動車１は、インバータ９０と、モータ１００と、後輪車軸１１０と、後輪１２０と、エンジンＥＣＵ１３０と、モータＥＣＵ１４０と、走行モード切替スイッチ１５０とをさらに備える。
【００１５】
エンジン１０は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、発生した動力を変速機２０へ出力する。エンジン１０の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。
【００１６】
変速機２０は、エンジン１０に連結され、エンジン１０の出力を変速して差動ギヤ３０へ出力する。一例として、変速機２０は、無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））である。差動ギヤ３０は、変速機２０の出力を前輪車軸４０へ伝達する。前輪車軸４０は、差動ギヤ３０から受ける駆動力を前輪５０へ伝達する。
【００１７】
プーリ６０は、エンジン６０の出力軸に連結される。プーリ６２は、オルタネータ７０の回転軸に連結され、プーリ６０とベルトで連結される。プーリ６４は、オルタネータ７２の回転軸に連結され、プーリ６０とベルトで連結される。
【００１８】
オルタネータ７０は、プーリ６０，６２を介してエンジン１０の出力を受ける。そして、オルタネータ７０は、エンジンＥＣＵ１３０から受ける制御信号に基づいてエンジン１０の出力を用いて発電し、発電された電力を補機バッテリ８０へ出力する。オルタネータ７２は、プーリ６０，６４を介してエンジン１０の出力を受ける。そして、オルタネータ７２は、エンジンＥＣＵ１３０から受ける制御信号に基づいてエンジン１０の出力を用いて発電し、発電された電力をインバータ９０へ出力する。補機バッテリ８０は、オルタネータ７０によって発電された電力を補機用電力として蓄え、図示されない補機へ必要に応じて電力を供給する。
【００１９】
インバータ９０は、オルタネータ７２によって発電された電力を受け、モータＥＣＵ１４０から受ける制御信号に基づいてモータ１００を駆動する。モータ１００は、インバータ９０によって駆動され、発生した動力を後輪車軸１１０へ出力する。後輪車軸１１０は、モータ１００から受ける駆動力を後輪１２０へ伝達する。
【００２０】
エンジンＥＣＵ１３０は、図示されないアクセルペダルの操作量や車両速度等に基づいて、エンジン１０および変速機２０の動作を制御する。また、エンジンＥＣＵ１３０は、補機バッテリ８０の充電量が低下すると、オルタネータ７０が発電を行なうための制御信号を生成してオルタネータ７０へ出力する。
【００２１】
さらに、エンジンＥＣＵ１３０は、走行モード切替スイッチ１５０により４ＷＤモードが選択されているとき、４ＷＤモード時におけるトルク制御を実行する。詳しくは、エンジンＥＣＵ１３０は、前輪分の駆動トルクを発生するようにエンジン１０および変速機２０を制御する。また、エンジンＥＣＵ１３０は、後輪分の駆動トルクをモータ１００が発生するようにモータＥＣＵ１４０へトルク指令値を出力するとともに、モータ１００の要求電力をオルタネータ７２が発電するための制御信号を生成してオルタネータ７２へ出力する。
【００２２】
ここで、エンジンＥＣＵ１３０は、走行モード切替スイッチ１５０により４ＷＤモードが選択されているとき、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジン１０のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更する。これにより、４ＷＤモード時に、アクセルペダル操作量が大きいときのエンジン出力（エンジントルク）の頭打ちがなくなり、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できる。この点については、後ほど詳しく説明する。
【００２３】
走行モード切替スイッチ１５０は、エンジン１０および変速機２０によって前輪車軸４０のみが駆動される２ＷＤモードと、前輪車軸４０および後輪車軸１１０の双方が駆動される４ＷＤモードとを利用者が切替えるためのスイッチである。利用者は、走行モード切替スイッチ１５０により、好みに応じて走行モード（２ＷＤモード／４ＷＤモード）を切替えることができる。
【００２４】
モータＥＣＵ１４０は、後輪用のトルク指令値をエンジンＥＣＵ１３０から受けると、そのトルク指令値によって指令されるトルクをモータ１００が発生するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ９０へ出力する。なお、エンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０の構成についても、後ほど詳しく説明する。
【００２５】
図２は、２ＷＤモード時と４ＷＤモード時とで車両駆動トルクが等しいときのエンジントルクの内訳を示す図である。図２を参照して、左側のグラフは、２ＷＤモード時のエンジン１０の発生トルク（エンジントルク）の内訳を示し、右側のグラフは、４ＷＤモード時のエンジントルクの内訳を示す。そして、図示されるように、両者において駆動トルクは等しい。
【００２６】
２ＷＤモード時、エンジントルクは、駆動トルク（前輪）と補機分（オルタネータ７０駆動分）とから成る。一方、４ＷＤモード時は、エンジントルクは、前輪分および後輪分の駆動トルクと補機分（オルタネータ７０駆動分）とに加えて、オルタネータ７２発電分（電気ロス等含む）が上乗せされる。すなわち、２ＷＤモード時と４ＷＤモード時とで車両駆動トルクが等しい場合、４ＷＤモード時の方が２ＷＤモード時よりもオルタネータ７２発電分だけ大きなエンジントルクが要求される。このことは、エンジントルクの上限は走行モードに拘わらず不変であるから、４ＷＤモード時は２ＷＤモード時よりも出力可能な駆動トルクが小さいことを意味する。
【００２７】
図３は、アクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係（従来）を示した図である。なお、トータル軸トルクとは、前輪車軸４０のトルクと後輪車軸１１０のトルクとの合計であり、２ＷＤモード時は前輪車軸４０のトルクのみである。
【００２８】
図３を参照して、２ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作の全域にわたってトータル軸トルクが変化する。すなわち、アクセルペダル操作の全域にわたって車両駆動力を操作できる。なお、アクセルペダル操作量に応じて軸トルクが変化する領域を以下では「非線形領域」とも称する。すなわち、２ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作の全域が非線形領域である。
【００２９】
一方、４ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作量が所定値ＡＣＣ１までは２ＷＤモード時と同等の軸トルクが出力されるが、アクセルペダル操作量が所定値ＡＣＣ１に達すると、エンジントルクが最大となり、それ以上アクセルペダルを踏込んでも軸トルクは増加しない。すなわち、４ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作量が所定値ＡＣＣ１までの領域に非線形領域が狭められる。
【００３０】
４ＷＤモード時におけるこのようなアクセルペダル操作量と軸トルク（車両駆動トルク）との関係は、運転者に違和感を与える。そこで、この実施の形態１においては、４ＷＤモードにおいてもアクセルペダル操作の全域が非線形領域となるように、４ＷＤモード時は２ＷＤモード時に対して以下に示すようにエンジン１０のスロットル開度特性を変更することとしたものである。
【００３１】
図４は、アクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を示した図である。図４を参照して、実線は、２ＷＤモード時におけるスロットル開度の特性を示し、点線は、４ＷＤモード時におけるるスロットル開度の特性を示し、横軸は、アクセルペダル操作量を示す。図４に示されるように、この実施の形態１では、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジン１０のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係が変更される。
【００３２】
なお、このアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係は、マップ等により予め規定される。すなわち、この実施の形態１では、図４に示すようなアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を有する、２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップと４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップとが設けられ、走行モード（２ＷＤモード／４ＷＤモード）に応じてアクセルペダル操作量−スロットル開度マップが切替えられる。
【００３３】
図５は、この実施の形態１におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。図５を参照して、実線は、２ＷＤモード時の関係を示し、点線は、４ＷＤモード時の関係を示す。上述のように４ＷＤモード時に２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更することにより、アクセルペダル操作の全域において４ＷＤモード時の軸トルクは２ＷＤモード時の軸トルクよりも小さいけれども、４ＷＤモードにおいてもアクセルペダル操作の全域が非線形領域となる。したがって、４ＷＤモード時においても、アクセルペダル操作の全域にわたって軸トルク（車両駆動トルク）を変化させることができ、図３（従来図）に示したような、４ＷＤモード時にアクセルペダルを踏込んでも軸トルクが増加しないことによる運転者の違和感は発生しない。
【００３４】
図６は、図１に示したエンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０の機能ブロック図である。図６を参照して、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤトルク制御部２００と、ＣＶＴ制御部２１０と、エンジン要求出力算出部２２０と、要求出力修正部２３０と、要求駆動力修正部２４０とを含む。また、モータＥＣＵ１４０は、モータ制御部３００と、要求発電電力計算部３１０と、発電制御部３２０と、オルタネータ機械負荷計算部３３０と、予測トルク計算部３４０とを含む。
【００３５】
４ＷＤトルク制御部２００は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているとき、４ＷＤ走行での要求トルクを算出する。そして、４ＷＤトルク制御部２００は、後輪車軸１１０を駆動するモータ１００（図１）の要求トルク（トルク指令値）を算出し、その算出された要求トルク（トルク指令値）をモータＥＣＵ１４０へ出力する。なお、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、モータ１００の要求トルクは零である。
【００３６】
ＣＶＴ制御部２１０は、車両速度やスロットル開度等に基づいて変速機（ＣＶＴ）２０（図１）の変速比を決定し、その決定された変速比に従って変速機２０を制御する。エンジン要求出力算出部２２０は、アクセルペダル操作量や車両速度等に基づいてエンジン１０（図１）の要求出力を算出する。ここで、エンジン要求出力算出部２２０は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているときは、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいてエンジン１０のスロットル開度を決定し、その決定されたスロットル開度を用いてエンジン１０の要求出力を算出する。一方、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、エンジン要求出力算出部２２０は、２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいてスロットル開度を決定し、その決定されたスロットル開度を用いてエンジン１０の要求出力を算出する。
【００３７】
要求出力修正部２３０は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているとき、モータＥＣＵ１４０から受けるオルタネータ７２（図１）の機械負荷計算値に基づいて、エンジン要求出力算出部２２０によって算出されたエンジン１０の要求出力を修正する。具体的には、アクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいてエンジン要求出力算出部２２０により算出されたエンジン１０の要求出力に、オルタネータ７２の機械負荷分が上乗せされる。なお、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、オルタネータ７２の発電は行なわれないので、エンジン１０の要求出力の修正は行なわれない。
【００３８】
要求駆動力修正部２４０は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているとき、モータＥＣＵ１４０から受けるモータ１００の予測トルク値に基づいて、エンジン１０に要求される駆動力を修正する。なお、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、エンジン要求駆動力の修正は行なわれない。
【００３９】
一方、モータＥＣＵ１４０のモータ制御部３００は、エンジンＥＣＵ１３０から受ける要求トルクをモータ１００が発生するための制御信号を生成し、その生成された制御信号をインバータ９０（図１）出力してモータ１００の制御を行なう。
【００４０】
要求発電電力計算部３１０は、上記要求トルクを発生するモータ１００へ電力を供給するオルタネータ７２の要求発電電力を計算する。発電制御部３２０は、要求発電電力計算部３１０によって算出された要求発電電力に基づいて、オルタネータ７２を駆動するための制御信号を生成し、その生成された制御信号をオルタネータ７２へ出力してオルタネータ７２の発電制御を行なう。
【００４１】
オルタネータ機械負荷計算部３３０は、要求発電電力計算部３１０により計算された要求発電電力をオルタネータ７２が発電する際のオルタネータ７２の機械負荷を計算し、その算出された機械負荷計算値をエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。予測トルク計算部３４０は、モータ１００の出力トルクを推定し、その推定されたトルク値（予測トルク値）をエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。
【００４２】
図７は、エンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０により実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。
【００４３】
図７を参照して、エンジンＥＣＵ１３０は、走行モード切替スイッチ１５０がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、ここでは、走行モード切替スイッチ１５０がオンされていることは、４ＷＤモードが選択されていることを意味し、反対に、走行モード切替スイッチ１５０がオフされていることは、２ＷＤモードが選択されていることを意味するものとする。
【００４４】
ステップＳ１０において走行モード切替スイッチ１５０がオンされていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択する（ステップＳ２０）。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、その選択された４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量や車両速度等に基づいてエンジン１０（図１）の要求出力を算出する（ステップＳ３０）。
【００４５】
次いで、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤ走行での要求トルクを算出する（ステップＳ４０）。さらに、エンジンＥＣＵ１３０は、その算出された要求トルクに基づいて、後輪１２０を駆動するモータ１００（図１）の要求トルクを算出する（ステップＳ５０）。算出されたモータ１００の要求トルクは、モータＥＣＵ１４０へ送信され、モータＥＣＵ１４０は、そのモータ１００の要求トルクに基づいて、オルタネータ７２（図１）の要求発電電力を算出する（ステップＳ６０）。そして、モータＥＣＵ１４０は、算出された要求発電電力に基づいてオルタネータ７２への制御出力を算出する（ステップＳ７０）。
【００４６】
次いで、モータＥＣＵ１４０は、モータ１００の出力トルクを推定する（ステップＳ８０）。たとえば、モータ１００に供給される電力およびモータ１００の回転数に基づいてモータ１００の出力トルクを推定することができる。あるいは、トルクセンサを用いてモータ１００の出力トルクを推定してもよい。さらに、モータＥＣＵ１４０は、オルタネータ７２が発電する際のオルタネータ７２の機械負荷を算出する（ステップＳ９０）。
【００４７】
なお、ステップＳ８０において推定されたモータ１００の出力トルク（予測トルク）およびステップＳ９０において算出されたオルタネータ７２の機械負荷の各算出値は、モータＥＣＵ１４０からエンジンＥＣＵ１３０へ送信される。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、モータＥＣＵ１４０から受けるオルタネータ７２の機械負荷計算値に基づいて、ステップＳ３０において算出されたエンジン１０の要求出力を修正する（ステップＳ１００）。さらに、エンジンＥＣＵ１３０は、モータ１００の予測トルク値に基づいて、エンジン１０に要求される駆動力を修正する（ステップＳ１１０）。
【００４８】
一方、ステップＳ１０において走行モード切替スイッチ１５０がオフされていると判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ１３０は、２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択する（ステップＳ１２０）。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、その選択された２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量や車両速度等に基づいてエンジン１０の要求出力を算出する（ステップＳ１３０）。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１においては、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジン１０のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係が変更される。これにより、４ＷＤモード時に、アクセルペダル操作量が大きいときのエンジン出力（エンジントルク）の頭打ちがなくなり（図５）、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できる。したがって、この実施の形態１によれば、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングが向上する。
【００５０】
［実施の形態２］
実施の形態１では、図５に示したように、４ＷＤモードにおいてアクセルペダル操作の全域を非線形領域にできるけれども、アクセルペダル操作の全域において、４ＷＤモード時のトルクは２ＷＤモード時のトルクに比べて小さい。そこで、実施の形態２においては、４ＷＤモードの選択時、実施の形態１と同様に４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いるとともに、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択したことによる駆動力の低下を補うために変速機（ＣＶＴ）２０（図１）の変速比が変更される。
【００５１】
図８は、実施の形態２におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。図８を参照して、実線は、２ＷＤモード時の関係を示し、点線は、４ＷＤモード時の関係であって２ＷＤモード時と変速機２０の変速比が同一の場合を示し、一点鎖線は、４ＷＤモード時の関係であって変速比を変更した場合を示す。４ＷＤモード時、図４に示した４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いるとともに、駆動力の低下を補うように変速機２０の変速比を変更することによって、４ＷＤモード時に２ＷＤモード時と同等のトルク特性が得られる。
【００５２】
図９は、実施の形態２におけるエンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０により実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。図９を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ９５をさらに含む。
【００５３】
すなわち、ステップＳ９０においてモータＥＣＵ１４０によりオルタネータ７２（図１）の機械負荷が算出されると、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択したことによる駆動力の低下を補うために変速機２０の変速比を変更する（ステップＳ９５）。なお、トルク増大側に変速機２０の変速比を変更できない場合には、変速比の変更は行なわれない。そして、変速機２０の変速比が変更されると、ステップＳ１００へ処理が移行される。なお、ステップＳ９５以外のその他の処理は、実施の形態１と同じである。
【００５４】
以上のように、この実施の形態２においては、４ＷＤモードの選択時、実施の形態１と同様に４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップが用いられる。そして、この実施の形態２においては、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択したことによる駆動力の低下を補うために変速機２０の変速比が変更される。したがって、この実施の形態２によれば、４ＷＤモードにおいて、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できるとともに、２ＷＤモード時と同等の駆動トルク特性を得ることができる。その結果、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングがさらに向上する。
【００５５】
なお、上記の各実施の形態においては、変速機２０は無段変速機（ＣＶＴ）としたが、この発明は、変速機２０がＣＶＴのものに限定されるものではなく、有段式の自動変速機であってもよい。また、実施の形態１においては、変速機２０は手動変速機であってもよい。
【００５６】
また、上記においては、エンジンＥＣＵ１３０とモータＥＣＵ１４０とに機能分担して制御を行なうものとしたが、エンジンＥＣＵ１３０が有する機能とモータＥＣＵ１４０が有する機能とを１つのＥＣＵで構成してもよい。
【００５７】
また、上記においては、エンジン１０によって前輪車軸４０を駆動し、モータ１００によって後輪車軸１１０を駆動するものとしたが、エンジン１０によって後輪車軸１１０を駆動し、モータ１００によって前輪車軸４０を駆動してもよい。
【００５８】
なお、上記において、エンジン１０は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、オルタネータ７２は、この発明における「発電機」の一実施例に対応する。また、モータ１００は、この発明における「電動機」の一実施例に対応し、エンジンＥＣＵ１３０は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
【００５９】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１ 四輪駆動車、１０ エンジン、２０ 変速機、３０ 差動ギヤ、４０ 前輪車軸、５０ 前輪、６０，６２，６４ プーリ、７０，７２ オルタネータ、８０ 補機バッテリ、９０ インバータ、１００ モータ、１１０ 後輪車軸、１２０ 後輪、１３０ エンジンＥＣＵ、１４０ モータＥＣＵ、１５０ 走行モード切替スイッチ、２００ ４ＷＤトルク制御部、２１０ ＣＶＴ制御部、２２０ エンジン要求出力算出部、２３０ 要求出力修正部、２４０ 要求駆動力修正部、３００ モータ制御部、３１０ 要求発電電力計算部、３２０ 発電制御部、３３０ オルタネータ機械負荷計算部、３４０ 予測トルク計算部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、四輪駆動車およびその制御方法に関し、特に、前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モード（２ＷＤモード）と前輪車軸および後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モード（４ＷＤモード）とを切替えて走行可能な四輪駆動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第３９８５６４０号公報（特許文献１）は、一方の車輪駆動軸をエンジンにより駆動し、他方の車輪駆動軸をモータにより駆動して走行する四輪駆動車を開示する。この四輪駆動車においては、エンジンによって発電機が駆動され、発電機により発電された電力がモータに供給される。そして、エンジン回転駆動を維持するための回転維持トルクをエンジン発生トルクから減算することによって算出される余剰トルクに基づいて、発電機の駆動トルクが設定される。この四輪駆動車によれば、四輪駆動走行時において、発電機を駆動する際のエンジン負荷によってエンジンストールに至る事態を確実に防止できるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９８５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に開示されるような四輪駆動車においては、４ＷＤモード時は、モータ駆動用の電力を発電する発電機がエンジンにより駆動されるので、２ＷＤモード時に対してエンジン出力（エンジントルク）が増加する。このため、４ＷＤモード時は、アクセルペダル操作量が大きくなる（アクセルペダルを踏込む）とエンジン出力（エンジントルク）が頭打ちとなり、アクセルペダル操作のフィーリング悪化を招く。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングを向上可能な四輪駆動車およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によれば、四輪駆動車は、前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モード（２ＷＤモード）と前輪車軸および後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モード（４ＷＤモード）とを切替えて走行可能な四輪駆動車であって、内燃機関と、発電機と、電動機と、制御装置とを備える。内燃機関は、前輪車軸および後輪車軸の一方を駆動する。発電機は、内燃機関の出力を用いて発電可能である。電動機は、４ＷＤモード時、発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する。制御装置は、内燃機関を制御する。そして、制御装置は、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更する。
【０００７】
好ましくは、四輪駆動車は、変速機をさらに備える。変速機は、内燃機関に連結される。そして、制御装置は、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時に対するスロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように変速機の変速比を変更する。
【０００８】
また、この発明によれば、四輪駆動車の制御方法は、前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モード（２ＷＤモード）と前輪車軸および後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モード（４ＷＤモード）とを切替えて走行可能な四輪駆動車の制御方法である。四輪駆動車は、内燃機関と、発電機と、電動機とを含む。内燃機関は、前輪車軸および後輪車軸の一方を駆動する。発電機は、内燃機関の出力を用いて発電可能である。電動機は、４ＷＤモード時、発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する。そして、制御方法は、４ＷＤモードが選択されているか否かを判定するステップと、４ＷＤモードが選択されているとき、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更するステップとを備える。
【０００９】
好ましくは、四輪駆動車は、内燃機関に連結される変速機をさらに含む。そして、制御方法は、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時に対するスロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように変速機の変速比を変更するステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００１０】
この四輪駆動車およびその制御方法においては、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係が変更される。これにより、４ＷＤモード時に、アクセルペダル操作量が大きいときのエンジン出力（エンジントルク）の頭打ちがなくなり、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できるようになる。
【００１１】
したがって、この四輪駆動車およびその制御方法によれば、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による四輪駆動車の全体構成図である。
【図２】２ＷＤモード時と４ＷＤモード時とで車両駆動トルクが等しいときのエンジントルクの内訳を示す図である。
【図３】アクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係（従来）を示した図である。
【図４】アクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を示した図である。
【図５】実施の形態１におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。
【図６】図１に示すエンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵにより実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。
【図９】実施の形態２におけるエンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵにより実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による四輪駆動車の全体構成図である。図１を参照して、この四輪駆動車１は、エンジン１０と、変速機２０と、差動ギヤ３０と、前輪車軸４０と、前輪５０と、プーリ６０，６２，６４と、オルタネータ７０，７２と、補機バッテリ８０とを備える。また、四輪駆動車１は、インバータ９０と、モータ１００と、後輪車軸１１０と、後輪１２０と、エンジンＥＣＵ１３０と、モータＥＣＵ１４０と、走行モード切替スイッチ１５０とをさらに備える。
【００１５】
エンジン１０は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、発生した動力を変速機２０へ出力する。エンジン１０の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。
【００１６】
変速機２０は、エンジン１０に連結され、エンジン１０の出力を変速して差動ギヤ３０へ出力する。一例として、変速機２０は、無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））である。差動ギヤ３０は、変速機２０の出力を前輪車軸４０へ伝達する。前輪車軸４０は、差動ギヤ３０から受ける駆動力を前輪５０へ伝達する。
【００１７】
プーリ６０は、エンジン６０の出力軸に連結される。プーリ６２は、オルタネータ７０の回転軸に連結され、プーリ６０とベルトで連結される。プーリ６４は、オルタネータ７２の回転軸に連結され、プーリ６０とベルトで連結される。
【００１８】
オルタネータ７０は、プーリ６０，６２を介してエンジン１０の出力を受ける。そして、オルタネータ７０は、エンジンＥＣＵ１３０から受ける制御信号に基づいてエンジン１０の出力を用いて発電し、発電された電力を補機バッテリ８０へ出力する。オルタネータ７２は、プーリ６０，６４を介してエンジン１０の出力を受ける。そして、オルタネータ７２は、エンジンＥＣＵ１３０から受ける制御信号に基づいてエンジン１０の出力を用いて発電し、発電された電力をインバータ９０へ出力する。補機バッテリ８０は、オルタネータ７０によって発電された電力を補機用電力として蓄え、図示されない補機へ必要に応じて電力を供給する。
【００１９】
インバータ９０は、オルタネータ７２によって発電された電力を受け、モータＥＣＵ１４０から受ける制御信号に基づいてモータ１００を駆動する。モータ１００は、インバータ９０によって駆動され、発生した動力を後輪車軸１１０へ出力する。後輪車軸１１０は、モータ１００から受ける駆動力を後輪１２０へ伝達する。
【００２０】
エンジンＥＣＵ１３０は、図示されないアクセルペダルの操作量や車両速度等に基づいて、エンジン１０および変速機２０の動作を制御する。また、エンジンＥＣＵ１３０は、補機バッテリ８０の充電量が低下すると、オルタネータ７０が発電を行なうための制御信号を生成してオルタネータ７０へ出力する。
【００２１】
さらに、エンジンＥＣＵ１３０は、走行モード切替スイッチ１５０により４ＷＤモードが選択されているとき、４ＷＤモード時におけるトルク制御を実行する。詳しくは、エンジンＥＣＵ１３０は、前輪分の駆動トルクを発生するようにエンジン１０および変速機２０を制御する。また、エンジンＥＣＵ１３０は、後輪分の駆動トルクをモータ１００が発生するようにモータＥＣＵ１４０へトルク指令値を出力するとともに、モータ１００の要求電力をオルタネータ７２が発電するための制御信号を生成してオルタネータ７２へ出力する。
【００２２】
ここで、エンジンＥＣＵ１３０は、走行モード切替スイッチ１５０により４ＷＤモードが選択されているとき、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジン１０のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更する。これにより、４ＷＤモード時に、アクセルペダル操作量が大きいときのエンジン出力（エンジントルク）の頭打ちがなくなり、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できる。この点については、後ほど詳しく説明する。
【００２３】
走行モード切替スイッチ１５０は、エンジン１０および変速機２０によって前輪車軸４０のみが駆動される２ＷＤモードと、前輪車軸４０および後輪車軸１１０の双方が駆動される４ＷＤモードとを利用者が切替えるためのスイッチである。利用者は、走行モード切替スイッチ１５０により、好みに応じて走行モード（２ＷＤモード／４ＷＤモード）を切替えることができる。
【００２４】
モータＥＣＵ１４０は、後輪用のトルク指令値をエンジンＥＣＵ１３０から受けると、そのトルク指令値によって指令されるトルクをモータ１００が発生するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ９０へ出力する。なお、エンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０の構成についても、後ほど詳しく説明する。
【００２５】
図２は、２ＷＤモード時と４ＷＤモード時とで車両駆動トルクが等しいときのエンジントルクの内訳を示す図である。図２を参照して、左側のグラフは、２ＷＤモード時のエンジン１０の発生トルク（エンジントルク）の内訳を示し、右側のグラフは、４ＷＤモード時のエンジントルクの内訳を示す。そして、図示されるように、両者において駆動トルクは等しい。
【００２６】
２ＷＤモード時、エンジントルクは、駆動トルク（前輪）と補機分（オルタネータ７０駆動分）とから成る。一方、４ＷＤモード時は、エンジントルクは、前輪分および後輪分の駆動トルクと補機分（オルタネータ７０駆動分）とに加えて、オルタネータ７２発電分（電気ロス等含む）が上乗せされる。すなわち、２ＷＤモード時と４ＷＤモード時とで車両駆動トルクが等しい場合、４ＷＤモード時の方が２ＷＤモード時よりもオルタネータ７２発電分だけ大きなエンジントルクが要求される。このことは、エンジントルクの上限は走行モードに拘わらず不変であるから、４ＷＤモード時は２ＷＤモード時よりも出力可能な駆動トルクが小さいことを意味する。
【００２７】
図３は、アクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係（従来）を示した図である。なお、トータル軸トルクとは、前輪車軸４０のトルクと後輪車軸１１０のトルクとの合計であり、２ＷＤモード時は前輪車軸４０のトルクのみである。
【００２８】
図３を参照して、２ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作の全域にわたってトータル軸トルクが変化する。すなわち、アクセルペダル操作の全域にわたって車両駆動力を操作できる。なお、アクセルペダル操作量に応じて軸トルクが変化する領域を以下では「非線形領域」とも称する。すなわち、２ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作の全域が非線形領域である。
【００２９】
一方、４ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作量が所定値ＡＣＣ１までは２ＷＤモード時と同等の軸トルクが出力されるが、アクセルペダル操作量が所定値ＡＣＣ１に達すると、エンジントルクが最大となり、それ以上アクセルペダルを踏込んでも軸トルクは増加しない。すなわち、４ＷＤモードにおいては、アクセルペダル操作量が所定値ＡＣＣ１までの領域に非線形領域が狭められる。
【００３０】
４ＷＤモード時におけるこのようなアクセルペダル操作量と軸トルク（車両駆動トルク）との関係は、運転者に違和感を与える。そこで、この実施の形態１においては、４ＷＤモードにおいてもアクセルペダル操作の全域が非線形領域となるように、４ＷＤモード時は２ＷＤモード時に対して以下に示すようにエンジン１０のスロットル開度特性を変更することとしたものである。
【００３１】
図４は、アクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を示した図である。図４を参照して、実線は、２ＷＤモード時におけるスロットル開度の特性を示し、点線は、４ＷＤモード時におけるるスロットル開度の特性を示し、横軸は、アクセルペダル操作量を示す。図４に示されるように、この実施の形態１では、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジン１０のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係が変更される。
【００３２】
なお、このアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係は、マップ等により予め規定される。すなわち、この実施の形態１では、図４に示すようなアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を有する、２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップと４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップとが設けられ、走行モード（２ＷＤモード／４ＷＤモード）に応じてアクセルペダル操作量−スロットル開度マップが切替えられる。
【００３３】
図５は、この実施の形態１におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。図５を参照して、実線は、２ＷＤモード時の関係を示し、点線は、４ＷＤモード時の関係を示す。上述のように４ＷＤモード時に２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係を変更することにより、アクセルペダル操作の全域において４ＷＤモード時の軸トルクは２ＷＤモード時の軸トルクよりも小さいけれども、４ＷＤモードにおいてもアクセルペダル操作の全域が非線形領域となる。したがって、４ＷＤモード時においても、アクセルペダル操作の全域にわたって軸トルク（車両駆動トルク）を変化させることができ、図３（従来図）に示したような、４ＷＤモード時にアクセルペダルを踏込んでも軸トルクが増加しないことによる運転者の違和感は発生しない。
【００３４】
図６は、図１に示したエンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０の機能ブロック図である。図６を参照して、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤトルク制御部２００と、ＣＶＴ制御部２１０と、エンジン要求出力算出部２２０と、要求出力修正部２３０と、要求駆動力修正部２４０とを含む。また、モータＥＣＵ１４０は、モータ制御部３００と、要求発電電力計算部３１０と、発電制御部３２０と、オルタネータ機械負荷計算部３３０と、予測トルク計算部３４０とを含む。
【００３５】
４ＷＤトルク制御部２００は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているとき、４ＷＤ走行での要求トルクを算出する。そして、４ＷＤトルク制御部２００は、後輪車軸１１０を駆動するモータ１００（図１）の要求トルク（トルク指令値）を算出し、その算出された要求トルク（トルク指令値）をモータＥＣＵ１４０へ出力する。なお、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、モータ１００の要求トルクは零である。
【００３６】
ＣＶＴ制御部２１０は、車両速度やスロットル開度等に基づいて変速機（ＣＶＴ）２０（図１）の変速比を決定し、その決定された変速比に従って変速機２０を制御する。エンジン要求出力算出部２２０は、アクセルペダル操作量や車両速度等に基づいてエンジン１０（図１）の要求出力を算出する。ここで、エンジン要求出力算出部２２０は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているときは、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいてエンジン１０のスロットル開度を決定し、その決定されたスロットル開度を用いてエンジン１０の要求出力を算出する。一方、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、エンジン要求出力算出部２２０は、２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいてスロットル開度を決定し、その決定されたスロットル開度を用いてエンジン１０の要求出力を算出する。
【００３７】
要求出力修正部２３０は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているとき、モータＥＣＵ１４０から受けるオルタネータ７２（図１）の機械負荷計算値に基づいて、エンジン要求出力算出部２２０によって算出されたエンジン１０の要求出力を修正する。具体的には、アクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいてエンジン要求出力算出部２２０により算出されたエンジン１０の要求出力に、オルタネータ７２の機械負荷分が上乗せされる。なお、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、オルタネータ７２の発電は行なわれないので、エンジン１０の要求出力の修正は行なわれない。
【００３８】
要求駆動力修正部２４０は、走行モード切替スイッチ１５０によって４ＷＤモードが選択されているとき、モータＥＣＵ１４０から受けるモータ１００の予測トルク値に基づいて、エンジン１０に要求される駆動力を修正する。なお、走行モード切替スイッチ１５０によって２ＷＤモードが選択されているときは、エンジン要求駆動力の修正は行なわれない。
【００３９】
一方、モータＥＣＵ１４０のモータ制御部３００は、エンジンＥＣＵ１３０から受ける要求トルクをモータ１００が発生するための制御信号を生成し、その生成された制御信号をインバータ９０（図１）出力してモータ１００の制御を行なう。
【００４０】
要求発電電力計算部３１０は、上記要求トルクを発生するモータ１００へ電力を供給するオルタネータ７２の要求発電電力を計算する。発電制御部３２０は、要求発電電力計算部３１０によって算出された要求発電電力に基づいて、オルタネータ７２を駆動するための制御信号を生成し、その生成された制御信号をオルタネータ７２へ出力してオルタネータ７２の発電制御を行なう。
【００４１】
オルタネータ機械負荷計算部３３０は、要求発電電力計算部３１０により計算された要求発電電力をオルタネータ７２が発電する際のオルタネータ７２の機械負荷を計算し、その算出された機械負荷計算値をエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。予測トルク計算部３４０は、モータ１００の出力トルクを推定し、その推定されたトルク値（予測トルク値）をエンジンＥＣＵ１３０へ出力する。
【００４２】
図７は、エンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０により実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。
【００４３】
図７を参照して、エンジンＥＣＵ１３０は、走行モード切替スイッチ１５０がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、ここでは、走行モード切替スイッチ１５０がオンされていることは、４ＷＤモードが選択されていることを意味し、反対に、走行モード切替スイッチ１５０がオフされていることは、２ＷＤモードが選択されていることを意味するものとする。
【００４４】
ステップＳ１０において走行モード切替スイッチ１５０がオンされていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択する（ステップＳ２０）。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、その選択された４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量や車両速度等に基づいてエンジン１０（図１）の要求出力を算出する（ステップＳ３０）。
【００４５】
次いで、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤ走行での要求トルクを算出する（ステップＳ４０）。さらに、エンジンＥＣＵ１３０は、その算出された要求トルクに基づいて、後輪１２０を駆動するモータ１００（図１）の要求トルクを算出する（ステップＳ５０）。算出されたモータ１００の要求トルクは、モータＥＣＵ１４０へ送信され、モータＥＣＵ１４０は、そのモータ１００の要求トルクに基づいて、オルタネータ７２（図１）の要求発電電力を算出する（ステップＳ６０）。そして、モータＥＣＵ１４０は、算出された要求発電電力に基づいてオルタネータ７２への制御出力を算出する（ステップＳ７０）。
【００４６】
次いで、モータＥＣＵ１４０は、モータ１００の出力トルクを推定する（ステップＳ８０）。たとえば、モータ１００に供給される電力およびモータ１００の回転数に基づいてモータ１００の出力トルクを推定することができる。あるいは、トルクセンサを用いてモータ１００の出力トルクを推定してもよい。さらに、モータＥＣＵ１４０は、オルタネータ７２が発電する際のオルタネータ７２の機械負荷を算出する（ステップＳ９０）。
【００４７】
なお、ステップＳ８０において推定されたモータ１００の出力トルク（予測トルク）およびステップＳ９０において算出されたオルタネータ７２の機械負荷の各算出値は、モータＥＣＵ１４０からエンジンＥＣＵ１３０へ送信される。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、モータＥＣＵ１４０から受けるオルタネータ７２の機械負荷計算値に基づいて、ステップＳ３０において算出されたエンジン１０の要求出力を修正する（ステップＳ１００）。さらに、エンジンＥＣＵ１３０は、モータ１００の予測トルク値に基づいて、エンジン１０に要求される駆動力を修正する（ステップＳ１１０）。
【００４８】
一方、ステップＳ１０において走行モード切替スイッチ１５０がオフされていると判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、エンジンＥＣＵ１３０は、２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択する（ステップＳ１２０）。そして、エンジンＥＣＵ１３０は、その選択された２ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いて、アクセルペダル操作量や車両速度等に基づいてエンジン１０の要求出力を算出する（ステップＳ１３０）。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１においては、４ＷＤモード時、２ＷＤモード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対するエンジン１０のスロットル開度が小さくなるように、２ＷＤモード時に対してアクセルペダル操作量とスロットル開度との関係が変更される。これにより、４ＷＤモード時に、アクセルペダル操作量が大きいときのエンジン出力（エンジントルク）の頭打ちがなくなり（図５）、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できる。したがって、この実施の形態１によれば、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングが向上する。
【００５０】
［実施の形態２］
実施の形態１では、図５に示したように、４ＷＤモードにおいてアクセルペダル操作の全域を非線形領域にできるけれども、アクセルペダル操作の全域において、４ＷＤモード時のトルクは２ＷＤモード時のトルクに比べて小さい。そこで、実施の形態２においては、４ＷＤモードの選択時、実施の形態１と同様に４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いるとともに、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択したことによる駆動力の低下を補うために変速機（ＣＶＴ）２０（図１）の変速比が変更される。
【００５１】
図８は、実施の形態２におけるアクセルペダル操作量とトータル軸トルクとの関係を示した図である。図８を参照して、実線は、２ＷＤモード時の関係を示し、点線は、４ＷＤモード時の関係であって２ＷＤモード時と変速機２０の変速比が同一の場合を示し、一点鎖線は、４ＷＤモード時の関係であって変速比を変更した場合を示す。４ＷＤモード時、図４に示した４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを用いるとともに、駆動力の低下を補うように変速機２０の変速比を変更することによって、４ＷＤモード時に２ＷＤモード時と同等のトルク特性が得られる。
【００５２】
図９は、実施の形態２におけるエンジンＥＣＵ１３０およびモータＥＣＵ１４０により実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。図９を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ９５をさらに含む。
【００５３】
すなわち、ステップＳ９０においてモータＥＣＵ１４０によりオルタネータ７２（図１）の機械負荷が算出されると、エンジンＥＣＵ１３０は、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択したことによる駆動力の低下を補うために変速機２０の変速比を変更する（ステップＳ９５）。なお、トルク増大側に変速機２０の変速比を変更できない場合には、変速比の変更は行なわれない。そして、変速機２０の変速比が変更されると、ステップＳ１００へ処理が移行される。なお、ステップＳ９５以外のその他の処理は、実施の形態１と同じである。
【００５４】
以上のように、この実施の形態２においては、４ＷＤモードの選択時、実施の形態１と同様に４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップが用いられる。そして、この実施の形態２においては、４ＷＤモード用のアクセルペダル操作量−スロットル開度マップを選択したことによる駆動力の低下を補うために変速機２０の変速比が変更される。したがって、この実施の形態２によれば、４ＷＤモードにおいて、アクセルペダル操作の全域にわたってエンジン出力（エンジントルク）を操作できるとともに、２ＷＤモード時と同等の駆動トルク特性を得ることができる。その結果、４ＷＤモード時におけるアクセルペダル操作のフィーリングがさらに向上する。
【００５５】
なお、上記の各実施の形態においては、変速機２０は無段変速機（ＣＶＴ）としたが、この発明は、変速機２０がＣＶＴのものに限定されるものではなく、有段式の自動変速機であってもよい。また、実施の形態１においては、変速機２０は手動変速機であってもよい。
【００５６】
また、上記においては、エンジンＥＣＵ１３０とモータＥＣＵ１４０とに機能分担して制御を行なうものとしたが、エンジンＥＣＵ１３０が有する機能とモータＥＣＵ１４０が有する機能とを１つのＥＣＵで構成してもよい。
【００５７】
また、上記においては、エンジン１０によって前輪車軸４０を駆動し、モータ１００によって後輪車軸１１０を駆動するものとしたが、エンジン１０によって後輪車軸１１０を駆動し、モータ１００によって前輪車軸４０を駆動してもよい。
【００５８】
なお、上記において、エンジン１０は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、オルタネータ７２は、この発明における「発電機」の一実施例に対応する。また、モータ１００は、この発明における「電動機」の一実施例に対応し、エンジンＥＣＵ１３０は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
【００５９】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１ 四輪駆動車、１０ エンジン、２０ 変速機、３０ 差動ギヤ、４０ 前輪車軸、５０ 前輪、６０，６２，６４ プーリ、７０，７２ オルタネータ、８０ 補機バッテリ、９０ インバータ、１００ モータ、１１０ 後輪車軸、１２０ 後輪、１３０ エンジンＥＣＵ、１４０ モータＥＣＵ、１５０ 走行モード切替スイッチ、２００ ４ＷＤトルク制御部、２１０ ＣＶＴ制御部、２２０ エンジン要求出力算出部、２３０ 要求出力修正部、２４０ 要求駆動力修正部、３００ モータ制御部、３１０ 要求発電電力計算部、３２０ 発電制御部、３３０ オルタネータ機械負荷計算部、３４０ 予測トルク計算部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モードと前記前輪車軸および前記後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モードとを切替えて走行可能な四輪駆動車であって、
前記前輪車軸および前記後輪車軸の一方を駆動する内燃機関と、
前記内燃機関の出力を用いて発電可能な発電機と、
前記四輪駆動モード時、前記発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する電動機と、
前記内燃機関を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記四輪駆動モード時、前記二輪駆動モード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する前記内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、前記二輪駆動モード時に対して前記アクセルペダル操作量と前記スロットル開度との関係を変更する、四輪駆動車。
【請求項２】
前記内燃機関に連結される変速機をさらに備え、
前記制御装置は、前記四輪駆動モード時、前記二輪駆動モード時に対する前記スロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように前記変速機の変速比を変更する、請求項１に記載の四輪駆動車。
【請求項３】
前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モードと前記前輪車軸および前記後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モードとを切替えて走行可能な四輪駆動車の制御方法であって、
前記四輪駆動車は、
前記前輪車軸および前記後輪車軸の一方を駆動する内燃機関と、
前記内燃機関の出力を用いて発電可能な発電機と、
前記四輪駆動モード時、前記発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する電動機とを含み、
前記制御方法は、
前記四輪駆動モードが選択されているか否かを判定するステップと、
前記四輪駆動モードが選択されているとき、前記二輪駆動モード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する前記内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、前記二輪駆動モード時に対して前記アクセルペダル操作量と前記スロットル開度との関係を変更するステップとを備える、四輪駆動車の制御方法。
【請求項４】
前記四輪駆動車は、前記内燃機関に連結される変速機をさらに含み、
前記制御方法は、前記四輪駆動モード時、前記二輪駆動モード時に対する前記スロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように前記変速機の変速比を変更するステップをさらに備える、請求項３に記載の四輪駆動車の制御方法。
【請求項１】
前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モードと前記前輪車軸および前記後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モードとを切替えて走行可能な四輪駆動車であって、
前記前輪車軸および前記後輪車軸の一方を駆動する内燃機関と、
前記内燃機関の出力を用いて発電可能な発電機と、
前記四輪駆動モード時、前記発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する電動機と、
前記内燃機関を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記四輪駆動モード時、前記二輪駆動モード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する前記内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、前記二輪駆動モード時に対して前記アクセルペダル操作量と前記スロットル開度との関係を変更する、四輪駆動車。
【請求項２】
前記内燃機関に連結される変速機をさらに備え、
前記制御装置は、前記四輪駆動モード時、前記二輪駆動モード時に対する前記スロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように前記変速機の変速比を変更する、請求項１に記載の四輪駆動車。
【請求項３】
前輪車軸および後輪車軸の一方のみが駆動される二輪駆動モードと前記前輪車軸および前記後輪車軸の双方が駆動される四輪駆動モードとを切替えて走行可能な四輪駆動車の制御方法であって、
前記四輪駆動車は、
前記前輪車軸および前記後輪車軸の一方を駆動する内燃機関と、
前記内燃機関の出力を用いて発電可能な発電機と、
前記四輪駆動モード時、前記発電機により発電される電力を受けて他方の車軸を駆動する電動機とを含み、
前記制御方法は、
前記四輪駆動モードが選択されているか否かを判定するステップと、
前記四輪駆動モードが選択されているとき、前記二輪駆動モード時よりも同一のアクセルペダル操作量に対する前記内燃機関のスロットル開度が小さくなるように、前記二輪駆動モード時に対して前記アクセルペダル操作量と前記スロットル開度との関係を変更するステップとを備える、四輪駆動車の制御方法。
【請求項４】
前記四輪駆動車は、前記内燃機関に連結される変速機をさらに含み、
前記制御方法は、前記四輪駆動モード時、前記二輪駆動モード時に対する前記スロットル開度の減少に伴なう車両駆動トルクの低下を補うように前記変速機の変速比を変更するステップをさらに備える、請求項３に記載の四輪駆動車の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２４７７４８（Ｐ２０１０−２４７７４８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０１１０９（Ｐ２００９−１０１１０９）
【出願日】平成２１年４月１７日（２００９．４．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１７日（２００９．４．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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