JP3823066B2 - 前後輪駆動車用の駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用の駆動装置の一形式として、前後輪の一方である主駆動輪側を主駆動手段で駆動し、かつ、前後輪の他方である副駆動輪側を副駆動手段で駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置がある。当該形式の駆動装置は、通常走行時には、主駆動手段にて主駆動輪を駆動して主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、車両の発進時や低速走行時には、主駆動手段および副駆動手段を駆動することにより、車両の前後輪の両方(主駆動輪および副駆動輪)を共に駆動して前後両輪駆動走行状態を形成するものであり、その一例が、特開2001−253256号公報に「車両駆動装置」の名称で提案されている。
【0003】
当該車両駆動装置は具体的には、前輪側を主駆動手段であるエンジンで駆動し、かつ、後輪側を副駆動手段である電動モータで駆動するもので、エンジンで駆動される第1の発電機、第1の発電機で発生する電力を蓄電する低電圧バッテリー、エンジンで駆動される第2の発電機を備え、第2の発電機で発生する電力を電動モータに供給して後輪側を駆動するように構成されている。
【0004】
当該車両駆動装置によれば、通常の四輪駆動車では必須不可欠としている、エンジンの駆動力を後輪側へ伝達するための長尺のドライブシャフト等、長尺の駆動伝達機構が不要となり、車両の重量の低減と、大幅な省エネルギー化を図ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種形式の駆動装置においては、上記した車両駆動装置に認められるように、前後両輪駆動走行時に、ブレーキが作動した場合にあっても、副駆動手段による副駆動輪側の駆動状態は継続されている。前後輪駆動車において、このような状態が発生すると、ブレーキと副駆動手段が互いに干渉して駆動装置の耐久性を損ない、副駆動手段の損傷を招き、かつ、無駄なエネルギーを消費することになる。従って、本発明の目的は、これらの問題に対処することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関するものであり、前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段を備え、前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動により同主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動と前記副駆動手段による前記副駆動輪側の駆動によりこれら両駆動輪の両輪駆動走行状態を形成する形式の前後輪駆動車用の駆動装置を適用対象とするものである。
【0007】
しかして、本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置は、ブレーキの作動状態またはブレーキの作動操作に応じて前記副駆動手段から前記副駆動輪側への出力を制御する出力制御手段を備えているものである。
【0008】
本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置において、前記出力制御手段は、ブレーキの作動時に前記主駆動手段が駆動した際に前記副駆動手段への駆動源の供給を停止する制御機能を有することを特徴とするものである。
【0009】
本発明に係る駆動装置においては、前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段である電動モータと、同電動モータと前記副駆動手段との動力伝達可能な連結を断続する電磁クラッチを備え、同電磁クラッチの結合を遮断した状態で前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動により同主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、前記電磁クラッチを結合した状態で前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動と前記副駆動手段による前記副駆動輪側の駆動によりこれら両駆動輪の両輪駆動走行状態を形成する形式の前後輪駆動車用の駆動装置を適用対象とすることができる。
【0010】
この場合には、前記出力制御手段を、ブレーキ作動時に前記主駆動手段が駆動した際には前記電動モータに対する電力の供給を停止する制御機能を有する構成とすることができ、かつ、車両走行中にブレーキが作動した際には前記電動モータに対する電力の供給を停止するとともに前記電磁クラッチの結合を遮断する制御機能を有する構成とすることができる。
【0011】
本発明に係るこれらの駆動装置においては、前記主駆動手段であるエンジンと、同エンジンにて駆動して電力を発生させるジェネレータを備え、前記ジェネレータで発電される電力を制御して、前記電動モータに対して電力を供給して同電動モータを駆動する構成とすることができる。
【0012】
【発明の作用・効果】
本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置においては、ブレーキの作動状態またはブレーキの作動操作に応じて副駆動手段から副駆動輪側への出力を制御する出力制御手段を備えていることから、下記の作用効果を奏するものである。すなわち、ブレーキと電動モータ等の副駆動手段との干渉を防止して、駆動装置の耐久性を向上させることができる。また、エンジン等の主駆動手段を空ふかし等の不要な駆動を継続する場合や、過酷な意地悪試験等の走行時にパーキングブレーキを作動させた場合の駆動装置の破損を防止することができる。また、前後両輪駆動が不要な場合には、電動モータ等の副駆動手段の駆動を規制することにより、エネルギーの無駄な消費を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関するものであり、前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段を備え、前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動により同主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動と前記副駆動手段による前記副駆動輪側の駆動によりこれら両駆動輪の両輪駆動走行状態を形成する形式の前後輪駆動車用の駆動装置を適用対象とするものである。当該形式の前後輪駆動車用の駆動装置には、幾多のタイプの駆動装置があり、本実施形態では、本発明者等が開発した図1および図4に示す2つのタイプの駆動装置を例示する。
【0014】
図1には、本発明に係る第1駆動装置を搭載して構成した第1の四輪駆動車10を概略的に示している。第1駆動装置は、主駆動輪である前輪側を駆動する第1駆動機構10aと、副駆動輪である後輪側を駆動する第2駆動機構10bと、第2駆動機構10bを制御する制御装置10cを備えている。
【0015】
第1駆動機構10aは、内燃機関であるエンジン11および発電機であるジェネレータ12を備えている。第1駆動機構10aにおいて、エンジン11の駆動力は、トランスミッション13a、減速ギヤ列13b、フロントディファレンシャル13cを経て各ドライブシャフト13dに伝達され、各ドライブシャフト13dによって前輪13eが駆動される。この間、エンジン11は、ジェネレータ12を駆動して電力を発生させる。発生した電力は、低電圧バッテリー14に蓄電される。低電圧バッテリー14は、補機駆動用のバッテリーであって、例えば12Vバッテリーである。
【0016】
第2駆動機構10bは、電動モータ15、DC−DCコンバータ16、高電圧バッテリー17、および電磁クラッチ18を備えている。高電圧バッテリー17は、電動モータ15を駆動する専用のバッテリーであって、例えば36Vバッテリーである。電動モータ15は、電気的エネルギーと機械的エネルギーを選択的に切替えて出力可能な電動モータ15であって、電動モータ15としては、他励磁式モータ、DCモータ、ブラシレスモータ等を適宜採用することができる。
【0017】
第2駆動機構10bにおいては、電動モータ15は電力の供給を受けて駆動し、電動モータ15の駆動力は減速ギヤ列19a、電磁クラッチ18、およびリヤディファレンシャル19bを経て各ドライブシャフト19cに伝達され、各ドライブシャフト19cによって後輪19dが駆動される。また、電動モータ15は、後輪19d側からの駆動力を受けた場合には、発電機として機能して回生電力を発生させる。発生した回生電力は、制御装置10cを構成する駆動回路10c2を介して高電圧バッテリー17に蓄電される。
【0018】
制御装置10cは、図2に示すように、スロットル開度センサS1、車輪速センサS2、ブレーキセンサS3、高電圧バッテリーの電圧センサS4、4WDスイッチの状態を検出するスイッチセンサS5、電動モータ15の回転状態を検出するモータセンサS6に接続されているもので、MPU(マイクロプロッセサ)10c1および駆動回路10c2を備えている。
【0019】
MPU10c1は、CPUと、電動モータ15および電磁クラッチ18を制御する制御用プログラムやデータを保持するメモリを有するもので、各センサS1〜S6から出力される検出信号を、インタフェースを介して取り込んで、電動モータ15や電磁クラッチ18等の動作すべき状態を判定し、電動モータ15に対する指令トルクおよび電動モータ15や電磁クラッチ18等の動作すべき状態を指令信号として、インタフェースを介して駆動回路10c2に出力する。
【0020】
駆動回路10c2は、MPU10c1からの指令信号に基づいて、電動モータ15の駆動および発電を制御し、かつ、電磁クラッチ18のON−OFF(結合−遮断)制御を行う。MPU10c1が有する制御用プログラムは、ブレーキの作動状態またはブレーキの作動操作に応じて電動モータから後輪19d側への出力を制御する出力制御プログラムを保持している。
【0021】
制御装置10cは、4WDスイッチがONしている場合に、電動モータ15および電磁クラッチ18の作動状態を選択する制御を行う。制御装置10cは、スロットル開度センサS1、車輪速センサS2、ブレーキセンサS3、高電圧バッテリーの電圧センサS4、4WDスイッチの状態を検出するスイッチセンサS5、電動モータ15の回転状態を検出するモータセンサS6からの信号に基づいて、電動モータ15が作動すべき状態、電磁クラッチ18の作動すべき状態を判定するとともに、電動モータ15に対する指令トルクを算出する。判定結果および指令トルクは、指令信号として駆動回路10c2に出力され、駆動回路10c2は、当該指令信号に基づいて電動モータ15および電磁クラッチ18の作動を制御する。
【0022】
図3は、制御装置10cによる電動モータ15および電磁クラッチ18の作動を制御する制御プログラムを実行するフローチャートである。制御装置10cを構成するマイクロコンピュータは、ステップ101にて、4WDスイッチがON状態であると判定した場合には、ステップ102にて、電動モータ15の作動状態を選択すべき判定を行う。また、マイクロコンピュータは、ステップ101にて、4WDスイッチがOFF状態であると判定した場合には、ステップ103にて電磁クラッチ18をOFFして、制御プログラムの実行を終了する。
【0023】
マイクロコンピュータは、ステップ102にて、電動モータ15が発電作動を選択すべき否かの発電制御の判定を行う。発電制御の判定は、高電圧バッテリー17の電圧、車輪速、ブレーキの作動状態に基づいて行い、高電圧バッテリー17の電圧が所定値以下で、車輪速が所定値以下で、ブレーキが作動状態にある場合には発電制御と判定して、プログラムをステップ104に進め、ステップ104にて電磁クラッチ18をONし、ステップ105にて電動モータ15を発電作動可能状態に制御する。これにより、電動モータ15は、後輪19d側からの駆動力により駆動して回生電力を発生させる。発生した回生電力は、制御装置10cの駆動回路10c2を介して高電圧バッテリー17に蓄電され、高電圧バッテリー17の電圧を所定値以上に上昇させる。
【0024】
マイクロコンピュータは、ステップ102にて、発電制御でないと判定した場合には、プログラムをステップ106に進め、ステップ106にて、電動モータ15が駆動作動を選択すべきか否かの駆動制御の判定を行う。駆動制御の判定は、スロットル開度センサや車輪速センサ等の信号に基づいて行い、車両が低速状態でスロットル開度が一定以上である場合には駆動制御と判定して、プログラムをステップ107に進める。
【0025】
マイクロコンピュータは、ステップ107では、後述する方式に基づいてモータ出力トルクTを算出して指令トルクとし、ステップ108にて電磁クラッチ18をONし、ステップ109にて電動モータ15を駆動可能状態に制御して、高電圧バッテリー17から制御装置10cの駆動回路10c2を介して電動モータ15へ電力を供給する。これにより、電動モータ15が駆動し、後輪19dは電動モータ15からの出力によって駆動して車両を四輪駆動走行状態とする。
【0026】
また、マイクロコンピュータは、ステップ106にて、駆動制御ではないと判定した場合には、プログラムをステップ110に進めて電磁クラッチ18をOFFにするとともに、ステップ111にて、高電圧バッテリー17から電動モータ15へ電力を供給することなく電動モータ15を非駆動状態に維持する。
【0027】
マイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行する。マイクロコンピュータは、この間、ブレーキセンサS3の検出信号を読み込んで、後述する電動モータ15から後輪19d側への出力トルクを規制する出力制御を行う。
【0028】
このように、当該駆動装置を搭載した前後輪駆動車10においては、制御装置10cの作動により、必要時、車両を四輪駆動状態に円滑に変更することができるとともに、後輪19dの駆動源である電力を、その消費に応じて支障なく蓄電することができるものであるが、後輪19dの駆動手段である電動モータ15を駆動する駆動源として高電圧バッテリー17の蓄電電力を採用して、電動モータ15を駆動する専用の発電機の使用を廃止している。高電圧バッテリー17は、車両の狭いスペースのどこにでも搭載可能であり、従って、当該駆動装置の車両への搭載性は極めて良好である。
【0029】
また、電動モータ15の駆動源として、電動モータ15を駆動させる専用の発電機に替えて高電圧バッテリー17の蓄電電力を採用することにより、四輪駆動車の構成では、二輪駆動車の設計を大幅に変更する必要がなくて、四輪駆動車を構成する場合の四輪駆動車の専用設計が不要となる。このため、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を大幅に軽減することができる。
【0030】
また、当該駆動装置においては、高電圧バッテリー17の蓄電用電源として、主駆動手段であるエンジン11にて駆動するジェネレータ12で発生する電力を蓄電する低電圧バッテリー14を選定して、低電圧バッテリー14の蓄電電力を高電圧に変換して高電圧バッテリー17に蓄電させるDC−DCコンバータ16を備える構成としている。DC−DCコンバータ16は、高電圧バッテリー17と同様に、車両の狭いスペースのどこにでも搭載可能であり、従って、当該駆動装置の車両への良好な搭載性は十分に確保される。
【0031】
また、当該駆動装置においては、後輪19dの駆動手段として、電気的エネルギーと機械的エネルギーを選択的に変換して出力可能な電動モータ15を採用して、高電圧バッテリー17の蓄電用電源として電動モータ15を選定し、電動モータ15で発生する回生電力によっても、高電圧バッテリー17を蓄電するように構成している。かかる構成によれば、電動モータ15の回生電力をも有効に利用して、エネルギーの利用効率を高めることができる。
【0032】
また、当該駆動装置においては、電動モータ15の駆動力の後輪19d側への伝達を断続する電磁クラッチ18、および、駆動装置の各構成部品を車両の状態に応じて制御する制御装置10cを備える構成としている。これにより、当該駆動装置は、車両を意図する駆動状態を的確に形成すべく作動させて、総合的に、エネルギーの利用効率を一層高めている。
【0033】
当該駆動装置は、このように、当該形式の四輪駆動車を構成するために極めて有効な駆動装置であるが、当該駆動装置を構成する制御装置10cは、車両が四輪駆動走行時等に、ブレーキ作動状態またはブレーキの作動操作に応じて電動モータ15から後輪19d側への出力を規制する出力制御を行い、車両が四輪駆動走行中にブレーキ作動状態に陥った場合等の種々の不具合を解消する。なお、この点についての詳細な説明は後述する。
【0034】
図4は、本発明に係る第2駆動装置を搭載して形成した第2の四輪駆動車20を概略的に示している。当該駆動装置は、前輪側を駆動する第1駆動機構20aと、後輪側を駆動する第2駆動機構20bと、第2駆動機構20bを制御する制御装置20cを備えている。
【0035】
第1駆動機構20aは、内燃機関であるエンジン21および発電機であるジェネレータ22を備えている。第1駆動機構20aにおいて、エンジン21の駆動力は、トランスミッション23a、減速ギヤ列23b、フロントディファレンシャル23cを経て各ドライブシャフト23dに伝達され、各ドライブシャフト23dによって前輪23eが駆動される。この間、エンジン21は、ジェネレータ22を駆動して電力を発生させる。
【0036】
第2駆動機構20bは、電動モータ24および電磁クラッチ25を備えている。電動モータ24は、高電圧の電力の供給を受けて駆動する。電磁クラッチ25がONしている場合に電動モータ24が駆動すると、電動モータ24の駆動力は、減速ギヤ列26a、電磁クラッチ25、およびリヤディファレンシャル26bを経て各ドライブシャフト26cに伝達され、各ドライブシャフト26cによって後輪26dが駆動される。
【0037】
第1駆動機構20aを構成するジェネレータ22は発電電圧可変の発電機であって、切替スイッチ27を介して、低電圧バッテリー28と電動モータ24とに選択的に接続される構成となっている。低電圧バッテリー28は、車両に搭載されている各種の補機部品29を駆動すべく機能する。切替スイッチ27の切替操作は、制御装置20cの駆動回路20c2を介して行われる。
【0038】
制御装置20cは、図5に示すように、スロットル開度センサS1、車輪速センサS2、ブレーキセンサS3、低電圧バッテリーの電圧センサS4、4WDスイッチの状態を検出するスイッチセンサS5、電動モータ24の回転状態を検出するモータセンサS6に接続されているもので、MPU(マイクロプロッセサ)20c1および駆動回路20c2を備えている。
【0039】
MPU20c1は、CPUと、ジェネレータ22、電磁クラッチ25および切替スイッチ27を制御する制御プログラムやデータを保持するメモリを有するもので、各センサS1〜S6にて出力される検出信号を、インタフェースを介して取り込んで、ジェネレータ22、電動モータ24、電磁クラッチ25および切替スイッチ27の動作すべき状態を判定し、ジェネレータ22、電動モータ24、電磁クラッチ25および切替スイッチ27の動作すべき状態を指令信号として、インタフェースを介して駆動回路20c2に出力する。駆動回路20c2は、MPU20c1からの指令信号に基づいて、切替スイッチ27の切替動作を制御し、ジェネレータ22の発電電力を制御し、電動モータ24の駆動を制御し、かつ、電磁クラッチ25のON−OFF制御を行う。MPU20c1が有する制御プログラムは、第1駆動装置と同様に、ブレーキの作動状態またはブレーキの作動操作に応じて電動モータの出力を制御する出力制御プログラムを保持している。
【0040】
すなわち、制御装置20cは、四輪駆動状態の成否を制御する制御機能、ジェネレータ22の発電電力を制御する制御機能、電動モータ24の駆動を制御する制御機能、電動モータ24の出力を規制する制御機能を備えている。
【0041】
制御装置20cを構成するマイクロコンピュータは、4WDスイッチがONしている場合に、四輪駆動状態を選択すべきか否かを判定し、四輪駆動状態を選択すべき判定をした場合には、切替スイッチ27の切替状態を選択し得る状態にあるか否かを判定し、切替スイッチ27が切替状態を選択し得る状態にあると判定した場合には、切替スイッチ27を切替動作するとともに、電磁クラッチ25をONして結合動作し、かつ、ジェネレータ22の発電状態を低電圧側から高電圧側に切替えて、ジェネレータ22を電動モータ24に接続する。
【0042】
これにより、ジェネレータ22は、高電圧の電力を電動モータ24に供給して、電動モータ24を駆動して車両を四輪駆動状態に形成する。なお、マイクロコンピュータによる四輪駆動状態を選択すべきか否かの判定は、スロットル開度センサS1、車輪速センサS2、ブレーキセンサS3、低電圧バッテリーの電圧センサS4、4WDスイッチの状態を検出するスイッチセンサS5からの検出信号に基づいて行い、車両の発進時、加速時、低速走行時等で、低電圧バッテリー28に十分な蓄電量が残存している場合に、四輪駆動状態を形成する。
【0043】
制御装置20cを構成するマイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを、図6に示すフローチャートに基づいて実行する。マイクロコンピュータは、ステップ121にて低電圧バッテリー28の蓄電電力の残量をモニタし、蓄電電力の残量が所定値A未満であると判定した場合にはプログラムをステップ122に進め、また、蓄電電力の残量が所定値A以上であると判定した場合にはプログラムをステップ123に進める。
【0044】
マイクロコンピュータは、ステップ122にて、低電圧側における電力の現在の消費量をモニタし、消費量が所定値B未満である場合にはプログラムをステップ123に進め、また、消費量が所定値B以上である場合にはプログラムをステップ124に進める。これにより、ジェネレータ22と低電圧バッテリー28および補機部品29との接続関係が保持され、ジェネレータ22は、低電圧バッテリー28および補機部品29への低電圧の電力の供給を継続する。
【0045】
マイクロコンピュータは、ステップ123では、車両が四輪駆動すべき状態か否かを判定し、車両が四輪駆動すべき状態ではないと判定した場合には、プログラムをステップ124に進める。これにより、ジェネレータ22と低電圧バッテリー28および補機部品29との接続関係が保持され、ジェネレータ22は、低電圧バッテリー28および補機部品29への低電圧の電力の供給を継続する。
【0046】
マイクロコンピュータは、ステップ123にて、車両が四輪駆動すべき状態にあると判定した場合にはプログラムをステップ125に進める。マイクロコンピュータは、ステップ125では、後述する方式に基づいてモータ出力トルクTを計算して指令トルクを算出し、ステップ126にて電磁クラッチ25をONし、切替スイッチ27を電動モータ24側へ切替え、かつ、ジェネレータ22を高電圧発電側に切替える。これにより、電動モータ24はジェネレータ22から高圧の電力の供給を受けて駆動し、車両を四輪駆動状態に形成する。
【0047】
マイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行する。マイクロコンピュータは、この間、ブレーキセンサS3の出力信号を読み込んで、後述する電動モータ24の出力トルクを規制する出力制御を行う。
【0048】
このように、当該駆動装置においては、制御装置20cの作動により、必要時、車両を四輪駆動状態に円滑に形成することができるが、当該駆動装置では、主駆動手段であるエンジン21にて駆動して電力を発生する発電機として、従来の発電機に替えて、発電電圧可変のジェネレータ22を採用し、ジェネレータ22を従来の低電圧系補機側である低電圧バッテリー28および補機部品29と、高電圧系の電動モータ24とに選択的に接続可能に構成している。これにより、当該駆動装置においては、ジェネレータ22で電動モータ24を駆動して後輪26d側を駆動させることができて、ジェネレータ22の電力によって車両を四輪駆動状態に形成することができる。
【0049】
また、当該駆動装置においては、主駆動手段であるエンジン21にて駆動して電力を発生する発電機として、従来の発電機に替えて、発電電圧可変のジェネレータ22を採用して、ジェネレータ22を電動モータ24の駆動源としていることから、電動モータ24を駆動するための専用の発電機や、その他の電動機専用の駆動手段は不要である。従って、当該駆動装置の車両への搭載性は極めて良好である。
【0050】
また、当該駆動装置においては、主駆動手段であるエンジン21にて駆動して電力を発生する発電機として発電電圧可変のジェネレータ22を採用して構成されていることから、当該駆動装置を採用して四輪駆動車を構成する場合、二輪駆動車の構成を大幅に変更する必要はなく、四輪駆動車を構成する場合の四輪駆動車両の専用設計を省略することができる。
【0051】
このため、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を大幅に軽減することができる。また、当該駆動装置は、それ自体、新たな高価な部品の追加が不要であることから、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を一層大幅に軽減することができる。
【0052】
当該駆動装置において、車両を四輪駆動状態にすることが要求される場合、例えば、車両の発進時や低速走行時等の短時間の間、ジェネレータ22から電力を電動モータ24に供給することから、低電圧系の補機部品29側への電力は、従来の低電圧バッテリー27から供給することになり、この場合には、一時的に、低電圧系の補機部品29側への要求電力が不足することがあり得る。
【0053】
当該駆動装置においては、この場合を想定して、一時的に低電圧系の補機部品29側への要求電力が不足する場合には、ジェネレータ22の高電圧系の電動モータ24への接続を中止する制御機能を備える制御装置20cを採用している。これにより、車両の四輪駆動状態の形成を一旦中断して、低電圧系補機側への要求電力の不足を補うことができる。
【0054】
しかして、上記した各四輪駆動車10,20を構成している各駆動装置においては、四輪駆動状態の形成時、制御装置は図7のフローチャートに示す方式の基づいて指令トルクの算出を行う。制御装置を構成するマイクロコンピュータは、四輪駆動状態を形成するものと判定した場合には、指定トルクの算出するプログラムを実行し、ステップ131にて、車輪速センサからの検出信号を読み込み、ステップ132にて、当該検出信号に基づいて前後輪の回転数差△Nを計算する。
【0055】
マイクロコンピュータは、次いで、ステップ133にて、スロットルセンサおよびその他のセンサからの検出信号を読み込み、ステップ134にて出力トルクTを算出してこれを指令トルクとして制御装置の駆動回路に出力し、ステップ135にて、電動モータに印加する電流を指令トルクに対応して制御する。
【0056】
出力トルクの算出では、予め設定されている図8(a)に示すスロットル開度とスロットル感応トルクの関係図から、電動モータに付与するスロットル感応トルクT1と、予め設定されている同図(b)に示す前後輪の回転数差△Nと△N感応トルクの関係図から、電動モータに付与する△N感応トルクT2を算出して、スロットル感応トルクT1と△N感応トルクT2の和(T1+T2)を指令トルクTとする。
【0057】
各駆動装置を構成する制御装置は、以上の制御プログラムを実行するとともに、車両が四輪駆動走行中にブレーキの作動状態が発生しまたは発生する場合を予測して、これらに対応した電動モータから後輪側への出力(出力トルク)を規制する出力制御プログラムの実行を行う。図9〜図12には、4種類の方式の出力制御プログラムをそれぞれ実行するためのフローチャートを示している。
【0058】
図9に示すフローチャートは、車両が四輪駆動走行中にパーキングブレーキやブレーキ(一括してブレーキと称することがある)が作動した場合に、電動モータから後輪側へ出力するトルクを所定値に規制する出力制御プログラムを実行するものである。
【0059】
マイクロコンピュータは、ステップ201にて、ブレーキの作動状態を判定して、ブレーキが非作動状態にあると判定した場合には、プログラムの実行を終了し、ブレーキが作動状態である判定した場合には、ステップ202にて、指令トルクのトルク値Tと設定されている規定トルク値T0との大小を判定する。
【0060】
マイクロコンピュータは、ステップ202にて、指令トルクのトルク値Tが規定トルク値T0未満であると判定した場合には、プログラムの実行を終了し、指令トルクのトルク値Tが規定トルク値T0以上であると判定した場合には、ステップ203にて、電動モータから後輪側への出力トルクが規定トルク値T0以下になるように、電動モータに印加する電流を制御して、プログラムの実行を終了する。
【0061】
これにより、電動モータとブレーキの干渉を防止することができて、駆動装置の耐久性を向上させることができる。マイクロコンピュータは、当該制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行する。
【0062】
図10に示すフローチャートは、ブレーキ作動中にエンジンを空ふかしした場合には、電動モータへの電力の供給を停止して電動モータを非駆動状態に維持する出力制御プログラムを実行するものである。
【0063】
マイクロコンピュータは、ステップ210にて、ブレーキの作動状態を判定して、ブレーキが非作動状態にあると判定した場合には、プログラムをステップ211に進めて、電動モータの通常の駆動制御を継続し、ブレーキが作動状態である判定した場合には、ステップ212にて、スロットル開度が四輪駆動状態を形成する設定された最大許容値C内か否かを判定する。
【0064】
マイクロコンピュータは、ステップ212にて、スロットル開度が四輪駆動状態を形成する設定された最大許容値C内であると判定した場合には、プログラムをステップ211にて電動モータの通常の駆動制御を継続し、スロットル開度が四輪駆動状態を形成する設定された最大許容値C以上であると判定した場合には、プログラムをステップ213に進め、ステップ213にて、この状態が設定された一定時間経過しているか否かを判定する。
【0065】
マイクロコンピュータは、ステップ213にて、スロットル開度が四輪駆動状態を形成する設定された最大許容値C以上のスロットル開度が一定時間経過しているものと判定した場合には、ステップ214にて、エンジンの空ふかしと判定して、電動モータに対する電力の供給を停止状態として電動モータを非駆動状態に維持し、プログラムの実行を終了する。
【0066】
これにより、制御装置は、継続してなされるエンジンの空ふかしに起因する、電動モータに供給され続ける電力の供給を停止して、電動モータにおける温度上昇、焼き付け等の損傷を防止することができる。
【0067】
図11に示すフローチャートは、パーキングブレーキが引かれた場合に、電動モータから後輪側へ出力するトルクを止める出力制御プログラムを実行するものである。
【0068】
マイクロコンピュータは、ステップ221にてパーキングブレーキの作動状態を判定し、パーキングブレーキが引かれていないと判定した場合には、プログラムの実行を終了し、パーキングブレーキが引かれたものと判定した場合には、プログラムをステップ222に進める。
【0069】
マイクロコンピュータは、ステップ222では、車速が設定された規定速度Dに満たないものと判定した場合にはプログラムの実行を終了し、車速が設定された規定速度D以上であると判定した場合にはプログラムをステップ223に進め、ステップ223にて、電磁クラッチの結合を遮断(OFF)し、かつ、電動モータへの電力の供給を停止して電動モータを停止状態とする。
【0070】
これにより、過酷な意地悪試験等の走行中にパーキングブレーキを引かれた場合の駆動装置の保護を図ることができる。マイクロコンピュータは、当該制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行する。
【0071】
図12に示すフローチャートは、パーキングブレーキが引かれて四輪駆動走行が不要な場合における後輪駆動側の第2駆動機構の作動を停止させる出力制御プログラムを実行するものである。
【0072】
マイクロコンピュータは、ステップ231にてパーキングブレーキの作動状態を判定し、パーキングブレーキが引かれていないと判定した場合には、プログラムの実行を終了し、パーキングブレーキが引かれたものと判定した場合には、プログラムをステップ232に進める。
【0073】
マイクロコンピュータは、ステップ232にて車速を判定し、車速が零ではないと判定した場合にはプログラムの実行を終了し、車速が零であると判定した場合にはプログラムをステップ233に進め、ステップ233にてスロットル開度の判定を行う。マイクロコンピュータは、ステップ233にてスロットル開度が零でないと判定した場合にはプログラムの実行を終了し、スロットル開度が零であると判定した場合にはプログラムをステップ234に進め、ステップ234にて、車両の停止状態が設定された一定時間経過しているか否かを判定する。
【0074】
マイクロコンピュータは、ステップ234にて、車両の停止状態が設定された一定時間経過していないものと判定した場合にはプログラムの実行を終了し、車両の停止状態が設定された一定時間経過しているものと判定した場合には、プログラムをステップ235に進める。マイクロコンピュータは、ステップ235では、電磁クラッチの結合を遮断(OFF)し、かつ、電動モータへの電力の供給を停止して電動モータを停止状態とする。
【0075】
これにより、パーキングブレーキが引かれて四輪駆動走行が不要な場合における後輪駆動側の第2駆動機構の作動を停止状態に維持することができて、無駄なエネルギーの消費を防止して、燃費の向上を図ることができる。マイクロコンピュータは、当該制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1駆動装置を搭載して構成した第1の四輪駆動車の概略的構成図である。
【図2】同駆動装置を構成する制御装置の概略構成図である。
【図3】同制御装置が有する制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図4】本発明に係る第2駆動装置を搭載して構成した第2の四輪駆動車の概略的構成図である。
【図5】同駆動装置を構成する制御装置の概略構成図である。
【図6】同制御装置が有する制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図7】本発明に係る各駆動装置の制御装置が行う指令トルクの算出する方式を示すフローチャートである。
【図8】指令トルクを算出するための基礎とする予め設定されているスロットル感応トルクT1とスロットル開度の関係を示すグラフ(a)、および、前後輪の回転差△Nと△N感応トルクT2の関係を示すグラフ(b)である。
【図9】本発明に係る制御装置が有する一例に係る出力制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図10】本発明に係る制御装置が有する他の一例に係る出力制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図11】本発明に係る制御装置が有する他の一例に係る出力制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図12】本発明に係る制御装置が有する他の一例に係る出力制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10,20…四輪駆動車、10a,20a…第1駆動機構、10b,20b…第2駆動機構、10c,20c…制御装置、11,21…エンジン、12,22…ジェネレータ、13a,23a…トランスミッション、13b,23b…減速ギヤ列、13c,23c…フロントディファレンシャル、13e,23e…前輪、14,28…低電圧バッテリー、15,24…電動モータ、16…DC−DCコンバータ、17…高電圧バッテリー、18,25…電磁クラッチ、19a,26a…減速ギヤ列、19b,26b…リヤディファレンシャル、19c,26c…ドライブシャフト、19d,26d…後輪、27…切替スイッチ、29…補機部品。
Claims (5)
- 前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段を備え、前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動により同主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動と前記副駆動手段による前記副駆動輪側の駆動によりこれら両駆動輪の両輪駆動走行状態を形成する形式の前後輪駆動車用の駆動装置であって、ブレーキの作動状態またはブレーキの作動操作に応じて前記副駆動手段から前記副駆動輪側への出力を制御する出力制御手段を備えている前後輪駆動車用の駆動装置であり、前記出力制御手段は、ブレーキの作動時に前記主駆動手段が駆動した際に前記副駆動手段への駆動源の供給を停止する制御機能を有することを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
- 請求項1に記載の前後輪駆動車用の駆動装置であり、当該駆動装置を構成する副駆動手段は電動モータであって、同電動モータと前記副駆動手段との動力伝達可能な連結を断続する電磁クラッチを備え、同電磁クラッチの結合を遮断した状態で前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動により同主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、前記電磁クラッチを結合した状態で前記主駆動手段による前記主駆動輪側の駆動と前記副駆動手段による前記副駆動輪側の駆動によりこれら両駆動輪の両輪駆動走行状態を形成することを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
- 請求項2に記載の前後輪駆動車用の駆動装置であり、当該駆動装置を構成する出力制御手段は、ブレーキ作動時に前記主駆動手段が駆動した際には前記電動モータに対する電力の供給を停止する制御機能を有することを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
- 請求項3に記載の前後輪駆動車用の駆動装置であり、当該駆動装置を構成する出力制御手段は、車両走行中にブレーキが作動した際には前記電動モータに対する電力の供給を停止するとともに前記電磁クラッチの結合を遮断する制御機能を有することを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の前後輪駆動車用の駆動装置であり、当該駆動装置を構成する主駆動手段はエンジンであって、同エンジンにて駆動して電力を発生させるジェネレータを備え、前記ジェネレータで発電される電力を制御して、前記電動モータに対して電力を供給して同電動モータを駆動することを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
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