JP2000142157A - 電動駆動力アシスト車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動駆動力アシスト車両の電力供給装置をコ
ンパクト化する。 【解決手段】 エンジン１に連結されたオルタネータ８
をバッテリー５・負荷６とモータ４とのいずれか一方の
側に選択的に接続するための切替スイッチ７を設け、ス
リップ検出手段１２によりスリップ状態を検出したら、
制御装置１０により、切替スイッチ７をモータ４側に切
り替えると共に、アクチュエータ１５を駆動してスロッ
トル弁１３を強制的に所定量開弁し、吸入空気量を増や
してエンジン回転数を上げることによりオルタネータ８
の発電量を増大する。 【効果】 スリップ状態を脱出するべくモータに発電機
の電力を供給する際の発電量を、ガソリンエンジンにお
ける吸入空気量を増やすことでエンジン回転を上げて強
制的に増大することから、発電機を大型化することなく
従来の一般に用いられている発電機を用いた安価・軽量
かつコンパクトな装置を供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによって
前後輪のいずれか一方を駆動し、他方の車輪をモータに
よって駆動可能にする電動駆動力アシスト車両に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば同一出願人による特開平８−２３
７８１１号公報に示されているエンジンによって前後輪
のいずれか一方を駆動し、他方の車輪をモータによって
駆動可能にすると共に、エンジンによって駆動される車
輪がスリップした際にモータに電力を供給して他方の車
輪を駆動するようにした電動駆動力アシスト車両があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の電動駆動力アシスト車両においてその電
力供給源としてバッテリーを用いているものがあるが、
そのようなバッテリー駆動方式にあっては、車輪を駆動
するためにバッテリーが大型化すると共に、容量確保の
ためには大型バッテリーを複数積載する必要があった
り、大電流供給のために配線容量を大きくする必要があ
るなどの問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、電動駆動力アシスト車両に適するコンパクトな電力
供給装置を実現するために、本発明に於いては、駆動輪
（２）をエンジン（１．２１）によって駆動し、従動輪
（３）をモータ（４）によって駆動可能にすると共に、
スリップ検出手段（１２）により前記駆動輪（２）のス
リップ状態を検出したら、前記モータ（４）に電力を供
給して前記従動輪（３）を駆動することにより駆動力を
アシストするようにした電動駆動力アシスト車両であっ
て、前記エンジン（１）に連結された発電機（８）の発
電量を制御する制御装置（１０）と、前記エンジン（１
・２１）の出力を増大させるべく設けられた出力増大手
段（１５・１６・１８）とを備え、前記スリップ検出手
段（１２）により前記スリップ状態を検出した場合に
は、前記制御装置（１０）により、前記出力増大手段
（１５・１６・１８）にて前記エンジン（１・２１）の
出力を増大させると共に、前記発電機（８）の電力を前
記モータ（４）に供給するものとした。

【０００５】これによれば、エンジンに連結された一方
の車輪がスリップ状態になっても、発電機の電力をモー
タに供給して他方の車輪を駆動することから、容易にス
リップ状態を脱出することができると共に、その際に出
力増大手段によりガソリンエンジンの場合にはエンジン
の吸入空気量を通常のスロットル開度制御にはよらずに
強制的に増やし、ディーゼルエンジンの場合には燃料噴
射量を増大して、エンジン回転数を上げることにより発
電機の発電量を増大して、上記他方の車輪を駆動するモ
ータへの電力供給を増大することができるため、バッテ
リーからの電力供給によらずに上記他方の車輪によるア
シスト力を大きく発生させることができる。

【０００６】また、前記発電機（８）を、バッテリ
（６）を含む車体電装系（５・６）と前記モータ（４）
とのいずれか一方の側に選択的に接続するための切替ス
イッチ（７）を設け、前記スリップ検出手段（１２）に
より前記スリップ状態を検出したら、前記制御装置（１
０）により、前記切替スイッチ（７）を前記モータ
（４）側に切り替えることにより、上記他方の車輪を駆
動するモータへの電力をバッテリではなく発電機から供
給することから、バッテリやその配線を大容量型のもの
にする必要が無くなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００８】図１は、本発明が適用された電動駆動力ア
シスト車両の模式的レイアウト図である。図における車
両にあっては前輪駆動自動車であり、車両前部に搭載さ
れたエンジン１により駆動輪としての前輪２が駆動され
ると共に、従動輪としての後輪３が左右毎に設けられた
モータ４により駆動されるようになっている。

【０００９】上記車両における回路構成を図２を参照し
て以下に示す。図２に示されるように、バッテリー５に
同じく車体電装系としての負荷６が接続されているが、
そのバッテリー５の正端子は、切替スイッチ７を介して
オルタネータ８に接続されるようになっている。その切
替スイッチ７及び駆動スイッチ９を介して上記モータ４
がオルタネータ８に接続されている。それら各スイッチ
７・９は制御装置としてのコントロールユニット１０に
より制御され、そのコントロールユニット１０はレギュ
レータ１１を介してオルタネータ８を制御するようにな
っている。

【００１０】また、コントロールユニット９には、スリ
ップ検出手段１２からのスリップ検出信号が入力するよ
うになっている。そのスリップ検出手段１２におけるス
リップ判断のデータとして、図示されない各種センサか
らの検出値がスリップ検出手段１２に入力しており、そ
れらは、車速Ｖ・前輪速Ｗｆ・後輪速Ｗｒ・エンジン回
転数Ｎｅ・シフト位置ＳＰ・クラッチ状態ＣＬなどであ
る。

【００１１】図３は、本発明に基づくガソリンエンジン
１の吸入空気系を示す要部模式図である。図に示される
ように、エンジン１に連結された吸気管１４には、図示
されないアクセルペダルにより遠隔操作されるスロット
ル弁１３が設けられているが、そのスロットル弁１３に
は、アクセルペダルによる操作とは別個に出力増大手段
としてスロットル弁を開閉動作し得る例えばモータ駆動
式のアクチュエータ１５が取り付けられている。このア
クチュエータ１５は、コントロールユニット９により制
御される。

【００１２】次に図４のフローチャートを参照して、車
両スタック時に適用された本発明に基づく制御要領を以
下に示す。図４の第１ステップＳＴ１では本制御を行う
ことが可能な条件が成立しているか否かを判別する。そ
の作動条件としては、例えばエンジン１が回転中である
こと、モータ４やオルタネータ８などの本システムの電
気系に異常がないことである。それらの作動条件が満足
していたら第２ステップＳＴ２に進むが、満足していな
い場合には第２ステップＳＴ２以降の制御を行わない。

【００１３】第２ステップＳＴ２では、スタック状態を
判断するために前記各種検出値（車速Ｖ・前輪２の車輪
速Ｗ・エンジン回転数Ｎｅ・ギヤ位置ＳＰなど）を取り
込む。そして、第３ステップＳＴ３で車両がスタック状
態か否かを判断するが、本実施の形態にあっては駆動輪
（前輪２）のスリップの有無で判断している。

【００１４】たとえば、車速Ｖが３０km/h以下であり、
その車速Ｖに対して車輪速Ｗが所定の割合α以上の高速
になっていること、クラッチＣＬがオン状態であると共
にギア位置ＳＰがマニュアル車の場合に１速か２速であ
りまたはオートマチック車の場合には相当位置であるこ
と、エンジン回転数Ｎｅがギア比を考慮した車速Ｖに対
して所定の割合β以上の高回転になっていることで、前
輪２のスリップすなわちスタック状態を判断可能であ
る。あるいは、前後輪間の車輪速差が所定値以上である
ことでも判断し得る。

【００１５】第３ステップＳＴ３で上記判断条件により
車両がスタックしていると判断した場合には第４ステッ
プＳＴ４に進むが、スタック状態ではないと判断した場
合には第４ステップＳＴ４以降の制御を行わない。その
第４ステップＳＴ４では、アクチュエータ１５を駆動し
てスロットル弁１３を全開側に所定量開弁させる。これ
により、エンジン１への吸入空気量が図示されないアク
セルペダルの位置に関わらず増大し、エンジン出力が増
大すると共にオルタネータ８の発電量も増大する。

【００１６】次の第５ステップＳＴ５では、通常時には
オルタネータ１１とバッテリ６とを接続している切替ス
イッチ７を切り替えて、オルタネータ１１の上記により
増大した発電による電力がモータ４に供給され得るよう
にし、第６ステップＳＴ６に進む。第６ステップＳＴ６
では、駆動スイッチ９をオンし、オルタネータ８の発電
電流によりモータ４を作動させる。このとき、本実施の
形態にあっては、上記各スイッチ７・９のオン状態をそ
のままにして、コントロールユニット１０によりレギュ
レータ１１を制御してオルタネータ８の発電量をデュー
ティ制御する。

【００１７】デューティ比の初期値は比較的小さな値に
しておき、次の第７ステップＳＴ７でデューティ比ｄを
制御サイクル毎に所定量ずつ増大させる値（ｄ＋Δｄ）
に設定し、次の第８ステップＳＴ８で車両がスタック状
態を脱したか否かを判別し、スタック状態であると判断
したら、その時のデューティ比ｄでは駆動力が足りない
として、第６ステップＳＴ６に戻り、第７ステップＳＴ
７を経ることによりデューティ比を増大し、その増大さ
れたデューティ比ｄによってモータ４を作動させて、後
輪３の駆動力を増大させる。

【００１８】このように、第６ステップＳＴ６〜第８ス
テップＳＴ８を繰り返すことにより、デューティ比を徐
々に増大させることにより後輪３の駆動力が徐々に増大
することから、円滑なスタック脱出を行うことができ
る。スタック状態を脱したと判断したら第８ステップＳ
Ｔ８から第９ステップＳＴ９に進み、その第９ステップ
ＳＴ９ではアクチュエータ１５の駆動状態を停止する。
次の第１０ステップＳＴ１０で、デューティ比ｄを小さ
くしてオルタネータ８の出力を低減する。

【００１９】次の、第１１ステップＳＴ１１で駆動スイ
ッチ９をオフにして、モータ４の駆動を停止する。そし
て、第１２ステップＳＴ１２で、切替スイッチ７を通常
状態に切り替えて、モータ４の作動を停止してスタック
脱出制御を終了し、オルタネータ８の電力をバッテリ６
及び負荷５に供給する通常状態に戻す。

【００２０】なお、上記第１０ステップＳＴ１０でのデ
ューティ比の低減制御に変えてデューティ比を０にした
り、第１０ステップＳＴ１０でのデューティ比ｄの低減
に加えて第１１ステップＳＴ１１でもさらにデューティ
比ｄを低減する制御を行うなど、速やかなモータ４の停
止を行うようにしても良い。

【００２１】このように、本発明によれば、モータ４に
対する駆動電流の供給をバッテリ６からではなく、オル
タネータ８から行うと共に、スタックなどにおけるスリ
ップが検出されたら積極的に吸入空気量を増大してエン
ジン１の出力（回転）を増大することから、オルタネー
タ８の発電量も増大して、後輪３駆動による脱出に必要
な大きな駆動力を得ることができる。

【００２２】このようにモータ４を駆動する必要が生じ
た場合には回転数を上げて発電量を増大することから、
オルタネータ８を大型化することなく増大された発電量
を得ることができ、従来の一般に用いられているオルタ
ネータを用いることができる。また、バッテリ６を大型
化し、さらにケーブルなどを大容量化する必要がなく、
従来の電源線の途中に切替スイッチ７を設けるという簡
単な回路構成により、安価なシステムを構築できるな
ど、装置の軽量かつコンパクト化が可能である。さら
に、モータ駆動用にバッテリ６の電力を使用しないこと
から、バッテリの劣化が無く、システムの信頼性を高め
得る。

【００２３】なお、ガソリンエンジンに適用される出力
増大手段としては、図３の例に限られるものではなく、
スロットル弁１３とは別個にエンジン１への吸入空気量
を増大し得るものであれば良い。例えば図５に示される
ように、吸気管１４に並列に、スロットル弁１３をバイ
パスするバイパス路を設け、そのバイパス路中に例えば
電磁式の開閉弁１６を設ける。これにより、第４ステッ
プＳＴ４で開閉弁１６のソレノイドを励磁して開弁駆動
し、バイパス路を介して空気を流すことにより、吸入空
気量を増大させてエンジン出力を増大させることができ
る。なお、その他の制御については前記と同様である。
また、本発明はディーゼルエンジンにも適用可能であ
り、その一例を図６を参照して以下に示す。図６のディ
ーゼルエンジン２１にあっては、そのシリンダヘッドに
燃料噴射弁１７が設けられており、アクセル開度に応じ
て変化する燃料噴射制御装置からの噴射量制御信号によ
って燃料噴射弁１７による燃料噴射量が制御される。し
たがって、ディーゼルエンジン２１にあっても、第４ス
テップＳＴ４で上記アクチュエータ駆動の代わりに燃料
噴射制御装置１８による燃料噴射量増大制御を行うこと
により、エンジン出力を増大させることができる。な
お、その他の制御については前記と同様である。

【００２４】

【発明の効果】このように本発明によれば、エンジンに
連結された一方の車輪がスリップ状態になったら、他方
の車輪を駆動するモータに供給する電力を、出力増大手
段によりガソリンエンジンの吸入空気量を増大したりデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射量を増大してエンジン回転
数を上げて発電機の発電量を増大することにより行うこ
とから、発電機を大型化することなく、従来の一般に用
いられている発電機を用いて増大された発電量を得るこ
とができると共に、バッテリを大型化し、さらにケーブ
ルなどを大容量化する必要がなく、従来一般的に使用さ
れている車両に対し、大幅な電力供給システムを変更す
ることなく、安価であると共に軽量であって、かつコン
パクトな装置を供給できるばかりでなく、バッテリーの
劣化がなく、信頼性の高い電動駆動力アシスト車両を供
給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された電動駆動力アシスト車両の
模式的レイアウト図。

【図２】本発明が適用された電動駆動力アシスト車両の
電気回路の概略構成図。

【図３】本発明に基づく出力増大手段の一例を示す模式
図。

【図４】本発明に基づく制御フロー図。

【図５】出力増大手段の第２の実施例を示す図３に対応
する図。

【図６】出力増大手段の第３の実施例を示す図３に対応
する図。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 前輪 ３ 後輪 ４ モータ ５ 負荷 ６ バッテリー ７ 切替スイッチ ８ 発電機 １０ コントロールユニット １２ スリップ検出手段 １５・１６ アクチュエータ １８ 燃料噴射量制御装置 ２１ エンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D043 AA05 AA06 AA10 AB17 EA02 EA05 EA11 EA41 EB03 EB07 EB12 EB13 EE02 EE03 EE06 EE07 EF02 EF09 EF12 EF17 EF21 EF24 5H115 PG04 PI13 PI22 PU02 PU24 PU25 QE14 RB14 RE03 RE05 SE02 SE03 SE05 TB01 TE02 TO21 TO30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動輪をエンジンによって駆動し、従動
   輪をモータによって駆動可能にすると共に、スリップ検
   出手段により前記駆動輪のスリップ状態を検出したら、
   前記モータに電力を供給して前記従動輪を駆動すること
   により駆動力をアシストするようにした電動駆動力アシ
   スト車両であって、 前記エンジンに連結された発電機の発電量を制御する制
   御装置と、前記エンジンの出力を増大させるべく設けら
   れた出力増大手段とを備え、 前記スリップ検出手段により前記スリップ状態を検出し
   た場合には、前記制御装置により、前記出力増大手段に
   て前記エンジンの出力を増大させると共に、前記発電機
   の電力を前記モータに供給することを特徴とする電動駆
   動力アシスト車両。
2. 【請求項２】 前記発電機を、バッテリを含む車体電装
   系と前記モータとのいずれか一方の側に選択的に接続す
   るための切替スイッチを設け、 前記スリップ検出手段により前記スリップ状態を検出し
   たら、前記制御装置により、前記切替スイッチを前記モ
   ータ側に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の
   電動駆動力アシスト車両。