JP3666394B2 - Vehicle driving force control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の複数の駆動輪を2つのグループに分割し、一方のグループが内燃機関(エンジン)によって駆動され、他方のグループが電動機によって駆動される車両の駆動力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前後輪の一方をエンジンで駆動し他方を電動機で駆動する車両の駆動力制御装置としては、例えば特開平11−243608号公報(以下、単に従来例と称す)に記載されているものがある。
この従来例には、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで駆動すると共に、前輪速度VFと後輪速度VRとの速度差が所定値ΔVS以上になったときに後輪の駆動指令をモータに出力し、このとき、車軸の回転速度VRと各加速度dVRとに基づいて車軸速度VRのその後の変化を予測する方程式を演算し、この予測方程式とモータの速度立上がり特性とからモータ回転速度VmがVRに相当する速度に等しくなるまでに係る時間tを演算し、モータをtの間空転し、t経過後にモータの通電を一時停止した状態でクラッチをオンし、その後モータを再起動して出力トルクを徐々に立上げるようにした車両用電動式駆動装置が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、モータを前輪速度VFと後輪速度VRとの速度差が所定値ΔVS以上になったときに駆動するようにしているので、トルクの発生によるショックを解消するために、電動機回転速度を駆動輪速度に一致させた状態で、一時モータの通電を停止し、クラッチをオンしてからモータ通電を開始して徐々にモータトルクを上昇するようにしている。ところが、4輪駆動車等では、発進時にトルク応答性を速くして、車輪空転時間を短くすることが重要であり、従来例のようにクラッチ制御指令とモータトルク指令とが同時に指令された場合、クラッチの実トルク遅れを考慮してモータトルク指令を実行しないと、クラッチが滑ってしまい、動力損失が生じると共にクラッチ寿命が短くなるという未解決の課題がある。
【0004】
この未解決の課題を解決するために、クラッチが確実にオンしてからモータトルクを発生させることが考えられるが、この場合には発進加速性が鈍くなるという新たな未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、クラッチ滑りを防止しながら発進加速性を良好に維持しながらクラッチ滑りを防止し、さらに駆動力制御系の消費電力を抑制することができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決ために、請求項1に係る車両の駆動力制御装置は、車両に配設された前後方向における複数の駆動輪の一部を構成する主駆動輪を内燃機関又は主電動機によって駆動し、残りの従駆動輪を従電動機で駆動するようにした車両の駆動力制御装置において、前記従電動機を駆動制御する従電動機制御手段と、前記従電動機と従駆動輪との間に介挿した伝達トルクを入力されるクラッチ伝達トルク指令に応じて断続可能なクラッチ手段と、前記従電動機による従駆動輪の駆動要否を判断する従電動機駆動要否判断手段と、前記従電動機駆動要否判断手段の判断結果が従駆動輪の駆動要であるときに前記クラッチ手段を接続状態に制御するクラッチ伝達トルク指令を出力するクラッチ制御手段とを備え、前記クラッチ制御手段は、クラッチ手段の接続時に従電動機出力トルク制御指令に連動すると共に、当該従電動機出力トルク制御指令に応じたクラッチ伝達トルク指令をクラッチ手段に出力するように構成されていることを特徴としている。
【0006】
また、請求項2に係る車両の駆動力制御装置は、車両に配設された前後方向における複数の駆動輪の一部を構成する主駆動輪を内燃機関又は主電動機によって駆動し、残りの従駆動輪を従電動機で駆動するようにした車両の駆動力制御装置において、前記従電動機を駆動制御する従電動機制御手段と、前記従電動機と従駆動輪との間に介挿した伝達トルクを入力されるクラッチ伝達トルク指令に応じて断続可能なクラッチ手段と、前記従電動機による従駆動輪の駆動要否を判断する従電動機駆動要否判断手段と、前記従電動機駆動要否判断手段の判断結果が従駆動輪の駆動要であるときに前記クラッチ手段を接続状態に制御するクラッチ伝達トルク指令を出力するクラッチ制御手段とを備え、前記従電動機制御手段は、クラッチ手段の接続時に前記クラッチ制御手段のクラッチ伝達トルク指令に連動すると共に、当該クラッチ伝達トルク指令に応じて従電動機出力トルクを制御するように構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係る車両の駆動力制御装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記従電動機駆動要否判定手段は、アクセル踏込操作が行われているときに駆動要と判断するように構成されていることを特徴としている。
【0007】
さらにまた、請求項4に係る車両の駆動力制御装置は、請求項1又は3の発明において、前記クラッチ制御手段は、前記従電動機制御手段の通電制御系から供給される電力によってクラッチ手段の接続制御を行うように構成されていることを特徴としている。
【0008】
また、請求項5に係る車両の駆動力制御装置は、請求項1乃至4の何れかの発明において、前記従電動機制御手段は、クラッチ手段の接続制御中に当該クラッチ手段の入力側及び出力側の回転数ずれに基づいてクラッチ滑りを検出するクラッチ滑り検出手段を備え、前記クラッチ滑り検出手段でクラッチ滑りを検出したときに、従電動機出力トルクを低減方向に補正するよう構成されていることを特徴としている。
【0009】
さらに、請求項6に係る車両の駆動力制御装置は、請求項5に係る発明において、前記従電動機出力トルクの低減方向への補正は、クラッチ滑り検出手段でクラッチ滑りを検出しなくなるまで継続することを特徴としている。
さらにまた、請求項7に係る車両の駆動力制御装置は、請求項5に係る発明において、前記従電動機出力トルクの低減方向への補正は、徐々に従電動機出力トルクを低減させることにより行うことを特徴としている。
【0010】
なおさらに、請求項8に係る車両の駆動力制御装置は、請求項5乃至7の何れかに係る発明において、前記クラッチ滑り検出手段は、従電動機の回転速度を検出する従電動機回転速度検出手段と、従駆動輪の回転速度を検出する従駆動輪回転速度検出手段を有し、前記従電動機回転速度検出手段及び従駆動輪回転速度検出手段で検出した回転速度差からクラッチ滑りを検出するように構成されていることを特徴としている。
【0011】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、従電動機駆動要否判断手段で、従電動機の駆動要否を判断し、その判断結果が駆動要であるときにクラッチ制御手段でクラッチ手段を接続状態に制御するので、クラッチ手段の接続に必要なエネルギーを無駄に消費することがなく、車両のエネルギー効率を向上させることができ、特に従電動機を内燃機関の回転力を利用した発電電力を使用してバッテリレスで駆動する場合に、余分な発電を抑制して内燃機関の負荷を軽減して、燃費を向上させることができるという効果が得られる。しかも、従電動機に対する電動機出力トルク制御指令に連動すると共に、電動機出力トルク制御指令に応じてクラッチ伝達トルク指令値を制御するので、クラッチ接続待ちのタイムラグを生じることがなく、車両加速性能を向上させることができると共に、クラッチ手段の接続ための無駄なエネルギー消費を抑制することができるという効果が得られる。
【0012】
また、請求項2に係る発明によれば、クラッチ手段の接続時に従電動機出力トルク指令をクラッチ伝達トルク指令に応じて制御するようにしたので、クラッチ手段が完全に接続されるまで待つことなく、従電動機出力トルクを増加できるので、クラッチ手段の接続待ちのタイムラグを生じることなく車両の加速性能を向上させることができるという効果が得られる。
さらに、請求項3に係る発明によれば、アクセル操作が行われているときに駆動要と判断するので、車両停止時の従電動機駆動力不要時にクラッチ手段の接続に必要なエネルギーを無駄に消費することを防止することができるという効果が得られる。
【0013】
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、クラッチ制御手段でクラッチ手段を接続制御するための電力を従電動機制御手段の従電動機に対する通電制御系から供給するようにしたので、クラッチ伝達トルク制御用に特別な制御装置を設けることなく従電動機出力トルクに連動したクラッチ手段の接続制御が可能となるという効果が得られる。
【0015】
また、請求項5に係る発明によれば、クラッチ滑り検出手段でクラッチ手段の滑り状態を検出し、クラッチ手段の滑りを解消するように従電動機出力トルクを低減方向に補正するので、従電動機による従駆動輪の駆動を継続しながらクラッチ手段の滑りを抑制又は解消してクラッチ手段を長寿命化することができるという効果が得られる。
【0016】
さらに、請求項6に係る発明によれば、クラッチ手段で発生した滑りがなくなるまで従電動機出力トルクを低減するので、クラッチ手段での滑りを確実に防止して、クラッチ手段を長寿命化することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項7に係る発明によれば、クラッチ手段の滑りを解消するための従電動機出力トルクの低減を徐々に行うようにしたので、従電動機出力トルクの低減時に急激なトルク変動を伴うことがなく、振動・ショックの発生を確実に防止することができるという効果が得られる。
【0017】
なおさらに、請求項8に係る発明によれば、従電動機出力回転速度と駆動輪回転速度とに基づいてクラッチ手段の入力側及び出力側の回転速度を検出するので、クラッチ滑りを正確に検出することができるという効果が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面について説明する。
図1は本発明を4輪駆動車に適用した場合の第1の実施形態を示す概略構成図であり、主駆動輪としての左右前輪1FL、1FRが内燃機関であるエンジン2によって駆動され、従駆動輪としての左右後輪1RL、1RRが従電動機である直流モータ4によって駆動される。
【0019】
エンジン2の出力トルクTeは、トランスミッション及びディファレンシャルギア5を介して左右前輪1FL、1FRに伝達される。また、エンジン2の出力トルクTeの一部は、無端ベルト6を介して発電機7に伝達される。
この発電機7は、エンジン2の回転数Neにプーリ比を乗じた回転数Nhで回転し、4WDコントローラ8によって調整される界磁電流Ifgに応じて、エンジン2に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電圧を発電する。この発電機7が発電した電力は、ジャンクションボックス9を介して直流モータ4に供給される。直流モータ4の出力軸は、減速機10、クラッチ手段としての電磁クラッチ11及びデファレンシャルギヤ12に連結され、ディファレンシャルギヤ12の左右出力側が夫々駆動軸13L及び13Rを介して左右後輪1RL及び1RRに連結されている。
【0020】
また、アクセルペダル14の踏込量を検出するアクセルストロークセンサ15が設けられ、このアクセルストロークセンサ15で検出したアクセル踏込量ASを4WDコントローラ8に出力する。また、各車輪1FL〜1RRの夫々には、車輪速を検出する車輪速センサ16FL〜16RRが設けられ、これら車輪速センサ16FL〜16RRで検出した車輪速VwFL〜VwRRを4WDコントローラ8に出力する。さらに、トランスミッションのシフト位置を検出するシフト位置センサ17が設けられ、このシフト位置センサ17で検出したシフト位置を4WDコントローラ8に入力する。さらにまた、運転席近傍に4輪駆動状態とするか否かを選択する4WDスイッチ18が設けられ、この4WDスイッチ18のスイッチ信号を4WDコントローラ8に入力する。
【0021】
さらに、発電機7は、図2に示すように、デルタ結線された3相のステータコイルSCと、フィールドコイルFCとを有し、ステータコイルSCの各接続点がダイオードで構成される整流回路19に接続されて、この整流回路19から直流電圧Vが出力される。
また、フィールドコイルFCは、その一端がダイオードD1を逆方向に介して所定電圧(例えば12ボルト)のバッテリ20に接続された4WDリレー21の出力側に接続され、他端が電圧調整器(レギュレータ)22を介して接地されている。4WDリレー21はそのリレーコイルの一端がバッテリ20にイグニッションスイッチ23を介して接続されたイグニッションリレー24の出力側に接続され、他端が4WDコントローラ8に接続されている。
【0022】
そして、発電機7は、4WDコントローラ8によってフィールドコイルFCに対する界磁電流Ifgを調整することで、エンジン2に対する発電負荷トルクTh及び発電する電圧Vが制御される。電圧調整器22は、4WDコントローラ8からパルス幅変調(PWM)した発電機制御指令(界磁電流値)C1を入力し、その発電機制御指令C1に応じた値に発電機7の界磁電流Ifgを調整する。
【0023】
また、ジャンクションボックス9内にはモータリレー25及び電流センサ26が直列に接続されて設けられ、このモータリレー25は、4WDコントローラ8からの指令によって直流モータ4に供給する電力の断続を行う。また、電流センサ26は、発電機7から直流モータ4に供給される電機子電流Iaを検出し、検出した電機子電流Iaを4WDコントローラ8に出力する。また、直流モータ4に供給されるモータ電圧Vmが4WDコントローラ8で検出される。
【0024】
さらに、直流モータ4は、4WDコントローラ8からのモータ出力トルク指令としてのパルス幅変調した界磁制御指令によって界磁電流Ifmが制御され、その界磁電流Ifmの調整によって駆動トルクTmが調整される。この直流モータ4の温度がサーミスタ27で検出され、その温度検出値が4WDコントローラ8に入力されると共に、直流モータ4の出力軸の回転数Nmがモータ用回転数センサ28で検出され、その回転数Nmが4WDコントローラ8に入力される。
【0025】
また、電磁クラッチ11は、その励磁コイル11aの一端が前記4WDリレー21の出力側に接続され、他の一端が4WDコントローラ8に接続され、この4WDコントローラ8内でスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタ29を介して接地されている。そして、このトランジスタ29のベースに供給するパルス幅変調したクラッチ制御指令CLによって励磁コイル11aの通電電流が制御され、これによって直流モータ4から駆動輪1RL,1RRに伝達されるトルク伝達力が制御される。
【0026】
4WDコントローラ8は、図3に示すように、4WDリレー制御部8A、モータリレー制御部8B、直流モータ4、発電機7及び電磁クラッチ11を制御する駆動輪トルク制御部8Cを備えている。
4WDリレー制御部8Aは、4WDスイッチ18のスイッチ信号が4輪駆動を選択するオン状態であり、且つシフト位置センサ17で検出したトランスミッションのシフト位置がドライブレンジ、2レンジ及び1レンジの何れかであるオン条件を満足したときに4WDリレー21のリレーコイルを通電状態として、4WDリレー21をオン状態に制御し、上記オン条件を満足しないときにリレーコイルを非通電状態として、4WDリレー21をオフ状態に制御する。
【0027】
モータリレー制御部8Bは、電流センサ26で検出した直流モータ4への電機子電流Ia、サーミスタ27で検出するモータ温度に基づいて、電機子電流Iaが設定値以下で且つモータ温度が設定以下であるときには正常状態であると判断して直流モータ4への通電を行うが、電機子電流Imが過電流状態となったとき及びモータ温度が過熱状態となったときに発電機7から直流モータ4への電力供給をモータリレー25によって遮断する。
【0028】
駆動輪トルク制御部8Cは、図4に示す駆動輪トルク制御処理を実行する。
この駆動輪トルク制御処理は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS1でアクセルストロークセンサ15で検出したアクセル踏込量ASを読込み、次いでステップS2に移行して、アクセルペダル14が操作されているか否かを判定する。この判定は、アクセル踏込量ASが零近傍の所定値ASs以上であるか否かによって判定し、AS<ASsであるときには、アクセル踏込量ASが微小値以下であって、アクセルペダル14が操作されていないものと判断してステップS3に移行する。
【0029】
このステップS3では、発電機7に対する発電機電圧目標値Vt、直流モータ4のフィールドコイルに対する界磁制御電流Ifm′及び電磁クラッチ11に対するクラッチ目標トルクTCLを夫々“0”に設定してから後述するステップS11に移行する。
一方、前記ステップS2の判定結果がAS≧ASsであるときには、アクセルペダル14が踏込まれて、アクセル操作が行われているものと判断してステップS4に移行し、アクセル踏込量ASをもとに図4中に示すモータトルク算出用マップを参照して、モータ出力トルクTmを算出する。ここで、モータトルク算出用マップは、横軸にアクセル踏込量ASをとり、縦軸にモータ出力トルクTmをとり、アクセル踏込量ASが“0”から所定値ASsまでの間ではモータ出力トルクTmが“0”となり、アクセル踏込量ASが所定値ASsから増加すると、アクセル踏込量ASの増加に応じてモータ出力トルクTmが増加し、アクセル踏込量ASが比較的大きな設定値ASbを超えるとアクセル踏込量ASの増加にもかかわらずモータ出力トルクTmが最大値TmMAX に制限されるように特性線L1が設定されている。
【0030】
次いで、ステップS5に移行して、モータ回転数Nmをもとに図4中に示すモータ界磁電流目標値算出用マップを参照してモータ界磁電流目標値Ifmtを算出する。ここで、モータ界磁電流目標値算出用マップは、横軸にモータ回転数Nmをとり、縦軸にモータ界磁電流目標値Ifmtをとり、モータ回転数Nmが“0”から増加して第1の設定値N1までの間ではモータ界磁電流目標値Ifmtが予め設定した最大電流値IMAX を維持し、モータ回転数Nmが第1の選定値N1を超えて増加すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ifmtが比較的大きな傾きで減少し、モータ回転数Nmが第1の設定値N1より大きな第2の設定値N2からこの第2の設定値N2より大きい第3の設定値N3までの間はモータ界磁電流目標値Ifmtが最大電流IMAX の半分程度の電流値IL を維持し、モータ回転数Nmが第3の設定値N3を超えて増加すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ifmtが比較的大きな傾きで減少するように特性線L2が設定されている。
【0031】
次いで、ステップS6に移行して、モータ回転数Nmと、モータ界磁電流目標値Ifmtとをもとに図4中に示したモータ誘起電圧算出用マップを参照してモータ誘起電圧Eを算出する。ここで、モータ誘起電圧算出用マップは、モータ界磁電流目標値Ifmtをパラメータとして横軸にモータ回転数Nmをとり、縦軸にモータ誘起電圧Eをとり、モータ回転数Nmが増加することにより、モータ誘起電圧Eが非線形に増加し、モータ界磁電流目標値Ifmtが増加するによってもモータ誘起電圧Eが増加するように設定されている。
【0032】
次いで、ステップS7に移行して、前記ステップS4で算出したモータ出力トルクTmと、前記ステップS5で算出したモータ界磁電流目標値Ifmtとをもとに予め設定した電機子電流目標値マップを参照して直流モータ4に対する電機子電流目標値Iatを算出する。ここで、電機子電流目標値マップは、図示しないが、モータ出力トルクTmが“0”であるときにはモータ界磁電流目標値Ifmtの値にかかわらず電機子電流目標値Iatが“0”となり、この状態からモータ出力トルクTmが増加するに応じて電機子電流目標値Iatが増加すると共に、モータ界磁電流目標値Ifmtが増加するに応じて電機子電流目標値Iatが減少し、モータ出力トルクが大きな値となると、モータ界磁電流目標値Ifmtが小さい方から順次に電機子電流目標値Iatが“0”に設定されるように構成されている。
【0033】
次いで、ステップS8に移行して、電流センサ25で検出した電機子電流Iaを読込み、次いでステップS9に移行して、電機子電流目標値Iat及び電機子電流Iaに基づいてPID演算を行って、電機子制御電流Ia′を算出し、この電機子制御電流Ia′とモータ誘起電圧Eとに基づいて下記(1)式の演算を行うことにより、発電機7に対する電圧目標値Vtを算出する。
【0034】
Vt=Ia′×R+E …………(1)
ここで、Rは電線の抵抗及び直流モータ4のコイルの抵抗である。
次いで、ステップS10に移行して、前記ステップS5で算出したモータ界磁電流目標値Ifmtと現在のモータ界磁電流Ifmとに基づいてPID制御演算を行ってモータ界磁制御電流Ifm′を算出する。
【0035】
次いで、ステップS11に移行して、モータ出力トルクTmに基づいて下記(2)式の演算を行って電磁クラッチ11に対するクラッチ伝達トルクTCLを算出する。
TCL=Tm×KDEF ×KTM +TCL0 …………(2)
ここで、KDEF はディファレンシャルギヤ12での減速比、KTM はクラッチトルクマージン、TCL0 はクラッチイニシャルトルクである。
【0036】
次いで、ステップS12に移行してクラッチ伝達トルクTCLが予め設定した例えばクラッチイニシャルトルクTCL0 に相当する設定値TS1を超えているか否かを判定し、TCL>TS1であるときにはステップS13に移行して、クラッチ電流指令値ICLとして比較的大きな値の電流設定値ISUを設定してからステップS17に移行し、TCL≦TS1であるときにはステップS14に移行して、クラッチ伝達トルクTCLが“0”より大きいか否かを判定し、TCL>0であるときにはステップS15に移行して、クラッチ電流指令値ICLとして電流設定値ISUの1/5程度の比較的小さい設定電流ISLを設定してから後述するステップS17に移行し、TCL=0であるときにはステップS16に移行して、クラッチ電流指令値ICLとして“0”を設定してからステップS17に移行する。
【0037】
ステップS17では、ステップS13、S15及びS16の何れかで設定されたクラッチ電流指令値ICLをパルス幅変調(PWM)して設定電流値に応じたデューティ比のクラッチ電流制御出力CLを算出する。
次いで、ステップS18に移行して、発電機7に対する電圧目標値Vtをパルス幅変調して電圧目標値Vtに応じたディーティ比の発電機制御出力C1を算出し、次いで、ステップS19に移行して、直流モータ4に対するモータ界磁制御電流Ifm′をパルス幅変調して制御電流Ifm′に応じたデューティ比のモータ界磁制御出力MFを算出する。
【0038】
次いで、ステップS20に移行して、ステップS17〜S19で設定したデューティ比のクラッチ電流制御出力CL、発電機制御出力C1及びモータ界磁制御出力MFを夫々電磁クラッチ11を制御するスイッチングトランジスタ29、発電機7の電圧調整器22及び直流モータ4のフィールドコイルに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【0039】
この図4の処理において、ステップS2の処理及びアクセルストロークセンサ15が従電動機駆動要否判断手段に対応し、ステップS11〜S17の処理がクラッチ制御手段に対応している。
次に、上記第1の実施形態の動作を図5に示すタイムチャートを伴って説明する。
【0040】
今、自動変速機のセレクトレバーをパーキング(P)レンジとし、アクセルペダル14を解放した状態で、イグニッションスイッチ23をオン状態とすることにより、エンジン2を始動させた状態で車両が停止しているものとする。
この停止状態で、4WDスイッチ18を図5(a)に示すように時点t1でオン状態とすると、この時点t1では、図5(c)に示すようにセレクトレバーがパーキングレンジにあるため、4WDリレー制御部8Bでは4WDリレー21をオフ状態に制御し、4WDコントローラ8へのパワー系電源の入力が停止されていると共に、バッテリ20からの発電機7のフィールドコイルFC、ジャンクションボックス10のモータリレー25、電磁クラッチ11のクラッチコイル11aへの電力供給が停止されている。
【0041】
この停止状態から時点t2でセレクトレバーをパーキングレンジからRレンジ及びNレンジを経てドライブ(D)レンジに移動させ、時点t3でドライブレンジを選択してから0.05秒程度の所定時間が経過した時点t4で4WDリレー制御部8Bによって4WDリレー21が図5(b)に示すようにオン状態に制御される。
【0042】
この状態では、アクセルペダル14が図5(g)に示すように解放状態を継続しているため、図4の処理が実行されても、ステップS2からステップS3に移行して、発電機7に対する電圧目標値Vt、直流モータ4に対するモータ界磁制御電流Ifm′及びクラッチ伝達トルクTCLが夫々“0”に設定されることにより、発電機制御出力C1、モータ界磁出力MF及びクラッチ制御出力CLが図5(d)、(e)(f)に示すようにオフ状態を維持する。
【0043】
その後、時点t5でアクセルペダル14を踏込むことにより、アクセルストロークセンサ15からアクセル踏込量が出力されると、図4の処理において、ステップS2でアクセル操作状態であっと判断されてステップS4に移行することにより、アクセル踏込量ASに応じたモータ出力トルクTmが算出される。
次いで、ステップS5、S6及びS7でモータ界磁電流目標値Ifmt、モータ誘起電圧E及び界磁電流目標値Iatを算出し、次いでステップS9で発電機7に対する電圧目標値Vtを算出すると共に、ステップS10でモータ界磁電流目標値Ifmtと電流センサ26で検出した実際のモータ界磁電流Iaとに基づいてPID演算処理を行ってモータ界磁制御電流Ifm′を算出し、さらに、ステップS11でモータ出力トルクTmに基づいて前記(1)式の演算を行って、クラッチ伝達トルクTCLを算出する。
【0044】
このとき、アクセルペダル14のアクセル踏込量ASが設定値ASsに達するまでの間はモータ出力トルクTmが“0”を維持するので、発電機7の電圧目標値Vt、モータ界磁制御電流Ifm′は“0”を維持するがクラッチ伝達トルクTCLについては前記(2)式によってクラッチイニシャルトルクTCL0 分増加する。このため、ステップS12及びS14を経てステップS15に移行して、クラッチ制御電流ICLが比較的小さい設定電流ISLに設定され、このクラッチ制御電流ICLがパルス幅変調されて、比較的小さなデューティ比のクラッチ制御出力CLが図5(e)に示すようにスイッチングトランジスタ29に出力されることにより、電磁クラッチ11のクラッチコイル11aにバッテリ20、4WDリレー21を介して供給されることにより、電磁クラッチ11が比較的小さい締結力で締結状態となる。
【0045】
この状態では、発電機7の電圧目標値Vtが“0”であるが、エンジン2が始動されて、発電機7のロータが回転しているので、発電機7からロータに設けられた永久磁石分に相当する出力電圧Vが図5(g)に示すように発生しているが、モータ介し制御電流Ifm′が“0”を維持することにより、直流モータ4は回転停止状態を維持する。
【0046】
その後、アクセル踏込量ASが設定値ASsを超えると、アクセル踏込量ASが増加するにつれてモータ出力トルクTmが徐々に増加すると共に、モータ界磁電流目標値Ifmtは最大値IMAX に設定されているので、直流モータ4の電機子電流目標値Iatが増加し、発電機7に対する電圧目標値Vtが増加すると共に、モータ界磁制御電流Ifm′が増加し、これによって発電機7の出力電圧Vが増加すると共に、直流モータ4の電機子電流Iaが増加して、直流モータ4で大きなモータ出力トルクが発生される。
【0047】
一方、クラッチ伝達トルクTCLはモータ出力トルクTmが増加することにより、クラッチイニシャルトルクTCL0 より大きな値となることにより、ステップS12からステップS13に移行して、クラッチ制御電流ICLとして大きな値の通常設定電流ISUが選定され、これがパルス幅変調されることにより、デューティ比の大きなクラッチ制御出力CLがスイッチングトランジスタ29に出力されることにより、電磁クラッチ11のクラッチコイル11aに大きな電流が供給されてクラッチ締結力が通常値となり、大きなクラッチ伝達トルクとなり、直流モータ4の出力トルクが減速機10、電磁クランチ11及びディファレンシャルギヤ12を介し、さらに駆動軸13L及び13Rを介して後輪1RL及び1RRに伝達されて、これら後輪1RL及び1RRが回転駆動される。
【0048】
その後、モータ回転数Nmが第1の設定値N1を超えると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ifmtが減少し、さらに第2の設定値N2を超えると設定値IL に設定されて、直流モータ4の誘起電圧Eを低下させることで、直流モータ4に流れる電流を増加させて所要モータ出力トルクTmを得るようにする。この結果、直流モータ4が高速回転になってもモータ誘起電圧Eの上昇を抑えてモータ出力トルクの低下を抑制するため、所要のモータ出力トルクTmを得ることができる。また、モータ界磁電流Ifmを直流モータ4の回転数Nmが所定の回転数N1未満と所定回転数N2以上との2段階で制御することで、連続的な界磁電流制御に比べて制御に必要な電子回路を安価に製造することができる。
【0049】
その後、アクセルペダル14を解放すると、図4の処理において、ステップS2からステップS3に移行して、車両停止時と同様に、発電機7の電圧目標値Vt、モータ界磁電流目標値Ifmt及びクラッチ伝達トルクTCLが“0”に設定されることにより、発電機7、直流モータ4及び電磁クラッチ11の駆動が停止される。
【0050】
このように、第1の実施形態によると、アクセルペダル14が踏込まれていない非操作状態では、電磁クラッチ11のクラッチ制御出力CLが“0”に設定されるので、この間の電磁クラッチ11による電力消費をカットすることができると共に、アクセル踏込量ASに基づいてモータ出力トルクTmが設定され、このモータ出力トルクTm及びモータ界磁電流目標値Ifmtに基づいて電機子電流目標値Iatを算出し、この電機子電流目標値Iatとモータ誘起電圧Eとに基づいて(1)式の演算を行って発電機7の電圧目標値Vtを算出すると共に、モータ出力トルクTmとクラッチイニシャルトルクTCL0 とに基づいて前記(2)式の演算を行ってクラッチ伝達トルクTCLを算出し、このクラッチ伝達トルクTCLを発生するようにクラッチ制御出力CLを2段階に制御するので、クラッチ接続待ちのタイムラグを生じることがなく、車両加速性能を向上させることができる。
【0051】
次に、本発明の第2の実施形態を図6を伴って説明する。
この第2の実施形態では、電磁クラッチ11のクラッチコイル11aにバッテリ20から4WDリレー21を介して供給する場合に代えて、ジャンクションボックス9から直流モータ4に供給する電力を電磁クラッチ11に供給するようにしたものである。
【0052】
すなわち、第2の実施形態では、図6に示すように、電磁クラッチ11のクラッチコイル11aの一端がジャンクションボックス9及び直流モータ4間の接続線に接続されていることを除いては、前述した第1の実施形態において、図2と同様の構成を有し、図2との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0053】
この第2の実施形態によると、アクセルペダル14を踏込んで、図4の処理において、ステップS2からステップS4に移行することにより、モータ出力トルクTmの増加に応じて電機子電流Iaが増加すると、これに応じて電磁クラッチ11のクラッチコイル11aに供給されるクラッチ電流ICLも増加することになり、このクラッチ電流ICLをクラッチ制御出力CLで制御することにより、直流モータのモータ出力トルクの増加に確実に連動したクラッチ電流ICLを発生させることができ、クラッチ接続待ちのタイムラグを生じることがなく、車両加速性能を向上させることができる。
【0054】
なお、上記第2の実施形態においては、直流モータ4に入力する電力を電磁クラッチ11に供給するようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、直流モータに供給する電力を検出して、この検出電力に基づいて4WDリレー21を介して電磁クラッチ11のクラッチコイル11aに供給する電力を制御するようにしてもよい。
【0055】
次に、本発明の第3の実施形態を図7〜図9を伴って説明する。
この第3の実施形態は、電磁クラッチ11の滑りを検出して、クラッチ滑りを解消するようにモータ出力トルクを制御するようにしたものである。
すなわち、第3の実施形態では、4WDコントローラ8で前述した第1の実施形態における図4の処理が、図7に示すように、ステップS3の処理の次にモータ出力トルク減少制御状態であるか否かを表す制御フラグF1をモータ出力トルク減少補正状態ではないことを表す“0”にリセットするステップS21が追加され、且つステップS4で、図8に示すモータトルク演算処理を実行することを除いては図4と同様の処理を行い、図4との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0056】
モータトルク演算処理は、先ず、ステップS31で、前述した図4のステップS4と同様にアクセル踏込量ASをもとにモータ出力トルク算出マップを参照してモータ出力トルクTaを算出し、次いでステップS32に移行して、車輪速センサ16RL〜16RRで検出した車輪回転数即ちクラッチの出力側回転数Nwを読込み、次いでステップS33に移行して、モータ用回転数センサ28で検出した直流モータ4の回転数Nmを読込み、所定の減速比で換算し、クラッチの入力側回転数Nm′を算出してからステップS34に移行する。
【0057】
このステップS34では、クラッチの入力側回転数Nm′からクラッチの出力側回転数Nwを減算して電磁クラッチ11のクラッチ滑り量ΔN(=Nm′−Nw)を算出し、次いでステップS35に移行して、モータ出力トルク減少制御状態であるか否かを表す制御フラグF1がモータ出力トルク減少補正状態を表す“1”にセットされているか否かを判定し、これが“1”にセットされているときには後述するステップS43にジャンプし、制御フラグF1が“0”にリセットされているときにはモータ出力トルク減少補正状態ではないものと判断してステップS36に移行し、クラッチ滑り量ΔNが予め設定した“0”に近い閾値αを超えているか否かを判定し、ΔN≦αであるときには電磁クラッチ11に滑りがないものと判断して、ステップS37に移行し、前記ステップS31で算出したモータ出力トルクTaをそのままモータ出力トルクTmとして設定してから処理を終了して図7の前記ステップS5に移行し、ΔN>αであるときにはステップS38に移行する。
【0058】
このステップS38では、制御フラグF1をモータ出力トルク減少補正状態を表す“1”にセットしてからステップS39に移行し、前記ステップS31で算出したモータ出力トルクTaから所定値βを減算した値を新たなモータ出力トルクTb(i) として算出してからステップS40に移行し、クラッチ滑り量ΔNが“0”であるか否かを判定し、ΔN>0であるときには滑りが継続しているものと判断してステップS41に移行し、ステップS39で算出したモータ出力トルクTb(i) をそのままモータ出力トルクTmとして設定してから図7のステップS5に移行し、N=0であるときにはステップS42に移行して、前回のモータ出力トルクTb(i-1) をモータ出力トルクルTmとして設定してから図7のステップS5に移行する。
【0059】
また、ステップS43では、前回のモータ出力トルクTb(i-1) から所定値βを減算した値を新たなモータ出力トルクTb(i) として算出してから、ステップS40へ移行する。
この図8の処理において、ステップS31〜ステップS34の処理と車輪速センサ16RL〜16RR及びモータ回転数センサ28とがクラッチ滑り検出手段に対応し、図7のステップS21の処理及び図8のステップS35〜ステップS32の処理とでモータ出力電圧補正手段を構成している。
【0060】
この第3の実施形態によると、アクセルペダル14を踏込んで車両を発進させたときに、図9に示すように、電磁クラッチ11が締結されるが、モータ出力トルクTmは、ステップS36の判定結果がクラッチ滑り量ΔNが閾値α以下であるときには電磁クラッチ11に滑りが無いものと判断してステップS27に移行し、ステップS31で算出したモータ出力トルクTaをそのままモータ出力トルクTmとして設定するので、第1の実施形態と同様にモータ出力トルクTaの増加によってモータ出力トルクTmが増加する。
【0061】
ところが、時点t11で、クラッチの入力側回転数Nm′がクラッチの出力側回転数Nwより大きくなって、電磁クラッチ11に滑りが生じると、ステップS34で算出するクラッチ滑り量ΔNが閾値α以下であるときには、モータ出力トルクTaをそのままモータ出力トルクTmとして設定することを継続するが、時点t12でクラッチ滑り量ΔNが閾値αを超えると、ステップS36からステップS38に移行して、制御フラグF1が“1”にセットされ、次いでステップS39に移行して、ステップS31で算出したモータ出力トルクTaから設定値βを減算した値を新たなモータ出力トルクTb(i) として算出し、次いでステップS40に移行して、クラッチ滑り量ΔNが“0”より大きいので、ステップS41に移行して、ステップS39で算出したモータ出力トルクTb(i) をモータ出力トルクTmとして設定する。
【0062】
このため、今回のモータ出力トルクTb(i) がステップS31で算出したモータ出力トルクTaに対して設定値βだけ減少することになり、これに応じて直流モータのモータ界磁制御出力MFも減少することになるため、実際の直流モータ4のモータ出力トルクが減少される。
次に、図8の処理が実行されたときには、制御フラグF1が“1”にセットされていることからステップS35からステップS43に移行して、さらにモータ出力トルクTb(i) が前回値Tb(i-1) より設定値βだけ減少され、この状態でもクラッチ滑り量ΔNが“0”に低下していないときにはステップS41に移行して、モータ出力トルクTm(i) がモータ出力トルクTmとして設定されることにより、実際の直流モータ4のモータ出力トルクがさらに減少される。
【0063】
このようにして順次モータ出力トルクTmが徐々に設定値βづつ減少され、これによって電磁クラッチ11のクラッチ滑り量ΔNが減少して、時点t13でクラッチ滑り量ΔNが“0”即ち電磁クラッチ11での滑りが全くない状態となると、ステップS40からステップS42に移行して、前回のモータ出力トルクTb(i-1) がモータ出力トルクTmとして設定されることにより、モータ出力トルクTmが前回値に保持され、この状態がアクセルペダル14が解放されて図7の処理において、ステップS2からステップS3を経てステップS21に移行することにより、制御フラグF1が“0”にリセットされるまで継続される。
【0064】
したがって、電磁クラッチ11が劣化して滑りが発生したときには、徐々にモータ出力トルクを減少補正することにより、クラッチ滑り量ΔNを減少させるので、直流モータ4でのトルク減少を急激なトルク変動を伴うことなく円滑に行うことができ、振動やショックの発生を確実に防止することができる。
しかも、モータ出力トルクの減少補正がクラッチ滑り量ΔNが“0”となるまで継続されるので、モータ出力トルクの低下が電磁クラッチ12が伝達可能な最大トルクまでの低下で抑えられるため、直流モータ4で後輪1RL,1RRを駆動する4WD機能を可能な限り高い状態で維持することができる。
【0065】
なお、上記第1〜第3の実施形態においては、クラッチ手段として電磁クラッチ11を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、流体圧クラッチを適用することもでき、この場合には流体圧クラッチに供給する流体圧を制御する圧力制御弁を電気的に制御することにより、クラッチ締結力を制御すればよく、その他クラッチ締結力を電気的制御が可能な任意のクラッチを適用することができる。
【0066】
また、上記第1〜第3の実施形態においては、発電機7の入力軸をベルト6を介してエンジン2に連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機7の入力軸をトランスファの出力側から前輪1FL,1FRまでの回転部分に連結するようにしてもよく、この場合には、エンジン2のアイドリング時の負荷を減少させることができる。
【0067】
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、発電機7を設けて、エンジン2の回転力を利用して直流モータ4を駆動する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機7を省略してバッテリ20或いは他のバッテリから直流モータ4に電力を供給するようにしてもよい。
さらにまた、上記第1〜第3の実施形態においては、前記(2)式でモータ出力トルクTmにトルクマージンKTMを乗算してクラッチ伝達トルクTCLを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モータ出力トルクTmにトルクマージンKTMを加算するようにしてもよい。
【0068】
なおさらに、上記第1〜第3の実施形態においては、クラッチ制御電流ICLを2段階に制御する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、クラッチ伝達トルクTmに応じて3段階以上の多段階又は無段階に制御するようにしてもよく、要はクラッチ11に入力されるモータ出力トルクTmよりクラッチ伝達トルクTCLが大きめとなるように制御すればよい。
【0069】
また、上記第1〜第3の実施形態においては、モータ出力トルクTmに基づいてクラッチ伝達トルクTCLを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、クラッチ伝達トルクTCLを最初に求め、このクラッチ伝達トルクTCLに基づいてこれより小さめのモータ出力トルクTmを算出するようにしてもよい。
【0070】
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、電動機として直流モータ4を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モータ出力トルクを可変可能な交流モータを適用することもできる。
なおさらに、上記第1〜第3の実施形態においては、本発明を4輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前後方向に2輪以上の駆動輪を備え、一部の主駆動輪を内燃機関又は主電動機で駆動し、残りの従駆動輪を従電動機で駆動する場合に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す概略装置構成図である。
【図2】第1実施形態における制御系のブロック図である。
【図3】第1実施形態に係る4WDコントローラを示す機能ブロック図である。
【図4】第1の実施形態における4WDコントローラでの駆動輪トルク制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図5】第1の実施形態における動作の説明に供するタイムチャートである。
【図6】本発明における第2の実施形態を示す制御系のブロック図である。
【図7】本発明における第3実施形態における4WDコントローラでの駆動輪トルク制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図8】図7のモータトルク演算処理の具体例を示すフローチャートである。
【図9】第3の実施形態における動作の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
1FL,1FR 前輪
1RL,1RR 後輪
2 エンジン
4 直流モータ
7 発電機
8 4WDコントローラ
9 ジャンクションボックス
10 減速機
11 電磁クラッチ
15 アクセルストロークセンサ
16FL〜16RR 車輪速センサ
17 シフト位置センサ
18 4WDスイッチ
20 バッテリ
21 4WDリレー
22 電圧調整器
26 電流センサ
28 モータ用回転数センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving force control apparatus for a vehicle in which a plurality of driving wheels of a vehicle are divided into two groups, one group is driven by an internal combustion engine (engine), and the other group is driven by an electric motor.
[0002]
[Prior art]
An example of a driving force control device for a vehicle in which one of the front and rear wheels is driven by an engine and the other is driven by an electric motor is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-243608 (hereinafter simply referred to as a conventional example).
In this conventional example, the front wheels are driven by an engine, the rear wheels are driven by a motor, and a rear wheel drive command is issued when the speed difference between the front wheel speed VF and the rear wheel speed VR exceeds a predetermined value ΔVS. At this time, an equation for predicting the subsequent change of the axle speed VR is calculated based on the axle rotation speed VR and each acceleration dVR, and the motor rotation speed is calculated from the prediction equation and the motor speed rising characteristic. The time t required until Vm becomes equal to the speed corresponding to VR is calculated, the motor is idled for t, the motor is temporarily stopped after t has elapsed, the clutch is turned on, and then the motor is restarted. Thus, there is described an electric drive device for a vehicle in which the output torque is gradually increased.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional example, the motor is driven when the speed difference between the front wheel speed VF and the rear wheel speed VR becomes equal to or greater than the predetermined value ΔVS, so that the shock caused by the generation of torque is eliminated. Therefore, in a state where the motor rotation speed is matched with the driving wheel speed, the energization of the temporary motor is stopped, the energization of the motor is started after the clutch is turned on, and the motor torque is gradually increased. However, in a four-wheel drive vehicle or the like, it is important to speed up the torque response at the time of starting and shorten the wheel idling time. When the clutch control command and the motor torque command are simultaneously commanded as in the conventional example, If the motor torque command is not executed in consideration of the actual torque delay of the clutch, there is an unsolved problem that the clutch slips, causing power loss and shortening the clutch life.
[0004]
In order to solve this unsolved problem, it is conceivable that the motor torque is generated after the clutch is securely turned on. However, in this case, there is a new unsolved problem that the start acceleration performance becomes slow.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, preventing clutch slippage while maintaining good start acceleration while preventing clutch slippage, and further, driving force control system An object of the present invention is to provide a vehicle driving force control device that can suppress power consumption of the vehicle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a vehicle driving force control apparatus according to a first aspect drives a main driving wheel constituting a part of a plurality of driving wheels in a front-rear direction disposed in the vehicle by an internal combustion engine or a main motor. In the vehicle driving force control apparatus in which the remaining driven wheels are driven by the driven motor, the driven motor control means for controlling the driving of the driven motor is interposed between the driven motor and the driven wheels. Clutch means that can be turned on and off in accordance with a clutch transmission torque command to which the received transmission torque is input, slave motor drive necessity judgment means that judges whether or not the driven motor is driven by the slave motor, and whether or not the slave motor drive is necessary And a clutch control means for outputting a clutch transmission torque command for controlling the clutch means to a connected state when the result of the judgment by the judgment means is that the driven wheel is required to be driven.The clutch control means is configured to be interlocked with the follower motor output torque control command when the clutch means is connected, and to output a clutch transmission torque command according to the follower motor output torque control command to the clutch means.It is characterized by having.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle driving force control apparatus that drives main driving wheels constituting a part of a plurality of driving wheels in the front-rear direction disposed in the vehicle by an internal combustion engine or a main motor, and the remaining subordinate driving wheels. In a vehicle driving force control apparatus in which driving wheels are driven by a slave motor, slave motor control means for driving and controlling the slave motor, and a transmission torque inserted between the slave motor and the slave drive wheel are input. The clutch means that can be switched according to the clutch transmission torque command, the slave motor drive necessity judgment means that judges whether or not the driven wheel is driven by the slave motor, and the determination result of the slave motor drive necessity judgment means Clutch control means for outputting a clutch transmission torque command for controlling the clutch means to be in a connected state when the driven wheel is required to drive, the slave motor control means,When clutch means is connectedIn addition to being interlocked with the clutch transmission torque command of the clutch control means, the slave motor output torque is controlled according to the clutch transmission torque command.
Further, in the vehicle driving force control apparatus according to
[0007]
Furthermore, a vehicle driving force control apparatus according to a fourth aspect is the first aspect.Or 3In the present invention, the clutch control means is configured to control connection of the clutch means by electric power supplied from an energization control system of the slave motor control means.The
[0008]
Claims5A vehicle driving force control apparatus according to
[0009]
And claims6A vehicle driving force control apparatus according to claim5In the invention according to the present invention, the correction in the direction in which the slave motor output torque is reduced is continued until clutch slip detection means no longer detects clutch slip.
Furthermore, the claims7A vehicle driving force control apparatus according to claim5In the invention according to the invention, the correction in the reduction direction of the slave motor output torque is performed by gradually reducing the slave motor output torque.
[0010]
Still further, the claims8A vehicle driving force control apparatus according to claim5Thru7In the invention according to any one of the above, the clutch slip detection means includes slave motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the slave motor, and slave drive wheel rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the slave drive wheel. The clutch slip is detected from the rotational speed difference detected by the secondary motor rotational speed detecting means and the secondary driving wheel rotational speed detecting means.
[0011]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the slave motor drive necessity judgment means judges whether or not the slave motor needs to be driven, and the clutch control means controls the clutch means to the connected state when the judgment result indicates that the drive is necessary. Therefore, the energy required for connecting the clutch means should not be wasted.TheThe energy efficiency of the vehicle can be improved, and particularly when the slave motor is driven without a battery using the generated power using the rotational force of the internal combustion engine, excessive power generation is suppressed and the load on the internal combustion engine is reduced. The effect of reducing the fuel consumption can be obtained.In addition, since the clutch transmission torque command value is controlled in accordance with the motor output torque control command in conjunction with the motor output torque control command for the slave motor, the vehicle acceleration performance is improved without causing a time lag of waiting for the clutch connection. In addition, it is possible to obtain an effect that wasteful energy consumption for connecting the clutch means can be suppressed.
[0012]
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 2,When clutch means is connectedSince the slave motor output torque command is controlled in accordance with the clutch transmission torque command, the slave motor output torque can be increased without waiting until the clutch means is completely connected. The effect that the acceleration performance of the vehicle can be improved without occurring is obtained.
Furthermore, according to the third aspect of the invention, since it is determined that driving is required when the accelerator operation is being performed, energy required for connection of the clutch means is wasted when the slave motor driving force is not required when the vehicle is stopped. The effect that it can prevent doing is acquired.
[0013]
Furthermore, according to the fourth aspect of the invention, the power for controlling the connection of the clutch means by the clutch control means is supplied from the energization control system for the slave motor of the slave motor control means. Therefore, it is possible to obtain the effect that the clutch means can be controlled in connection with the output torque of the slave motor without providing a special control device.
[0015]
Claims5According to the invention, the clutch slip detecting means detects the slip state of the clutch means, and the follower motor output torque is corrected in a decreasing direction so as to eliminate the slip of the clutch means. The effect that the clutch means can be extended in life by suppressing or eliminating the slip of the clutch means while continuing the operation is obtained.
[0016]
And claims6According to the invention, the slave motor output torque is reduced until the slip generated by the clutch means is eliminated, so that it is possible to reliably prevent the clutch means from slipping and prolong the life of the clutch means. can get.
Furthermore, the claims7According to the invention, since the slave motor output torque is gradually reduced to eliminate slipping of the clutch means, there is no sudden torque fluctuation when the slave motor output torque is reduced. The effect that the occurrence of shock can be surely prevented is obtained.
[0017]
Still further, the claims8According to the invention according to the present invention, since the rotational speeds on the input side and the output side of the clutch means are detected on the basis of the output speed of the slave motor and the rotational speed of the driving wheel, it is possible to accurately detect the clutch slip. can get.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment when the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle. Left and right front wheels 1FL and 1FR as main drive wheels are driven by an engine 2 which is an internal combustion engine. The left and right rear wheels 1RL and 1RR as drive wheels are driven by a
[0019]
The output torque Te of the engine 2 is transmitted to the left and right front wheels 1FL and 1FR via the transmission and the
The generator 7 rotates at a rotational speed Nh obtained by multiplying the rotational speed Ne of the engine 2 by the pulley ratio, and becomes a load on the engine 2 in accordance with the field current Ifg adjusted by the
[0020]
An
[0021]
Further, as shown in FIG. 2, the generator 7 has a delta-connected three-phase stator coil SC and a field coil FC, and a
The field coil FC has one end connected to the output side of the
[0022]
Then, the generator 7 adjusts the field current Ifg for the field coil FC by the
[0023]
A
[0024]
Further, in
[0025]
The
[0026]
As shown in FIG. 3, the
The 4WD
[0027]
Based on the armature current Ia to the
[0028]
The drive wheel
This drive wheel torque control process is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 10 msec). First, the accelerator depression amount AS detected by the
[0029]
In this
On the other hand, when the determination result in step S2 is AS ≧ ASs, it is determined that the
[0030]
Next, the process proceeds to step S5, where the motor field current target value Ifmt is calculated with reference to the motor field current target value calculation map shown in FIG. 4 based on the motor rotation speed Nm. Here, in the motor field current target value calculation map, the horizontal axis indicates the motor rotation speed Nm, the vertical axis indicates the motor field current target value Ifmt, and the motor rotation speed Nm increases from “0”. Between the set value N1 of 1 and the motor field current target value Ifmt is the preset maximum current value IMAXWhen the motor rotational speed Nm increases beyond the first selected value N1, the motor field current target value Ifmt decreases accordingly with a relatively large slope, and the motor rotational speed Nm is set to the first setting. Between the second set value N2 larger than the value N1 and the third set value N3 larger than the second set value N2, the motor field current target value Ifmt is the maximum current I.MAXAbout half the current value ILWhen the motor rotation speed Nm increases beyond the third set value N3, the characteristic line L2 is set so that the motor field current target value Ifmt decreases accordingly with a relatively large slope. .
[0031]
Next, the process proceeds to step S6, where the motor induced voltage E is calculated with reference to the motor induced voltage calculation map shown in FIG. 4 based on the motor rotation speed Nm and the motor field current target value Ifmt. . Here, the motor induced voltage calculation map uses the motor field current target value Ifmt as a parameter, the horizontal axis represents the motor rotation speed Nm, the vertical axis represents the motor induced voltage E, and the motor rotation speed Nm increases. The motor induced voltage E is set so that the motor induced voltage E increases even when the motor induced voltage E increases nonlinearly and the motor field current target value Ifmt increases.
[0032]
Next, the process proceeds to step S7, and the armature current target value map preset based on the motor output torque Tm calculated in step S4 and the motor field current target value Ifmt calculated in step S5 is referred to. Thus, the armature current target value Iat for the
[0033]
Next, the process proceeds to step S8, the armature current Ia detected by the
[0034]
Vt = Ia ′ × R + E (1)
Here, R is the resistance of the electric wire and the resistance of the coil of the
Next, the process proceeds to step S10, and PID control calculation is performed based on the motor field current target value Ifmt calculated in step S5 and the current motor field current Ifm to calculate the motor field control current Ifm '.
[0035]
Next, the process proceeds to step S11, where the calculation of the following equation (2) is performed based on the motor output torque Tm, and the clutch transmission torque T to the
TCL= Tm × KDEF× KTM + TCL0 ………… (2)
Where KDEFIs the reduction ratio in the
[0036]
Next, the process proceeds to step S12 and the clutch transmission torque TCLFor example, the clutch initial torque TCL0Set value T corresponding toS1Whether or not T is exceeded and TCL> TS1If YES, the routine proceeds to step S13, where the clutch current command value ICLAs a relatively large current setting value ISUIs set and then the process proceeds to step S17.CL≦ TS1When it is, the routine proceeds to step S14, where the clutch transmission torque TCLWhether or not is greater than “0” and TCLIf> 0, the routine proceeds to step S15, where the clutch current command value ICLCurrent setting value ISUA relatively small set current I of about 1/5SLIs set, and the process proceeds to step S17 to be described later.CLWhen = 0, the routine proceeds to step S16, where the clutch current command value ICLAs “0” is set, the process proceeds to step S17.
[0037]
In step S17, the clutch current command value I set in any of steps S13, S15 and S16.CLIs subjected to pulse width modulation (PWM) to calculate a clutch current control output CL having a duty ratio corresponding to the set current value.
Next, the process proceeds to step S18, where the voltage target value Vt for the generator 7 is pulse width modulated to calculate the generator control output C1 having a duty ratio corresponding to the voltage target value Vt, and then the process proceeds to step S19. Then, the motor field control current Ifm ′ for the
[0038]
Next, the process proceeds to step S20, the switching
[0039]
In the process of FIG. 4, the process of step S2 and the
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the time chart shown in FIG.
[0040]
Now, with the automatic transmission select lever set to the parking (P) range and the
In this stop state, when the
[0041]
From this stop state, the select lever is moved from the parking range to the drive (D) range through the R range and the N range at time t2, and a predetermined time of about 0.05 seconds has elapsed since the drive range was selected at time t3. At time t4, the 4WD
[0042]
In this state, since the
[0043]
After that, when the
Next, in steps S5, S6, and S7, the motor field current target value Ifmt, the motor induced voltage E, and the field current target value Iat are calculated. In step S9, the voltage target value Vt for the generator 7 is calculated. In step S10, PID calculation processing is performed based on the motor field current target value Ifmt and the actual motor field current Ia detected by the
[0044]
At this time, since the motor output torque Tm is maintained at “0” until the accelerator depression amount AS of the
[0045]
In this state, the voltage target value Vt of the generator 7 is “0”, but since the engine 2 is started and the rotor of the generator 7 is rotating, the permanent magnet provided from the generator 7 to the rotor is provided. The output voltage V corresponding to the minute is generated as shown in FIG. 5G, but the
[0046]
Thereafter, when the accelerator depression amount AS exceeds the set value ASs, the motor output torque Tm gradually increases as the accelerator depression amount AS increases, and the motor field current target value Ifmt becomes the maximum value IMAXTherefore, the armature current target value Iat of the
[0047]
On the other hand, clutch transmission torque TCLIndicates that the clutch initial torque Tm increases as the motor output torque Tm increases.CL0When the value becomes larger, the process proceeds from step S12 to step S13, and the clutch control current ICLAs the normal set current ISUIs selected, and this is pulse-width modulated, so that a clutch control output CL having a large duty ratio is output to the switching
[0048]
Thereafter, when the motor rotation speed Nm exceeds the first set value N1, the motor field current target value Ifmt decreases accordingly, and when the motor rotation speed Nm exceeds the second set value N2, the set value ILAnd the induced voltage E of the
[0049]
Thereafter, when the
[0050]
As described above, according to the first embodiment, when the
[0051]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, instead of supplying the
[0052]
That is, in 2nd Embodiment, as shown in FIG. 6, it mentioned above except that the end of the
[0053]
According to the second embodiment, when the
[0054]
In the second embodiment, the case where the electric power input to the
[0055]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, slip of the
That is, in the third embodiment, whether the processing of FIG. 4 in the first embodiment described above with the
[0056]
In the motor torque calculation process, first, in step S31, the motor output torque Ta is calculated with reference to the motor output torque calculation map based on the accelerator depression amount AS in the same manner as step S4 in FIG. , The wheel speed detected by the wheel speed sensors 16RL to 16RR, that is, the output speed Nw of the clutch is read, and then the process proceeds to step S33 where the rotation of the
[0057]
In this step S34, the clutch slip amount ΔN (= Nm′−Nw) of the
[0058]
In this step S38, the control flag F1 is set to “1” representing the motor output torque decrease correction state, and then the process proceeds to step S39, where a value obtained by subtracting the predetermined value β from the motor output torque Ta calculated in the step S31 is obtained. After calculating as a new motor output torque Tb (i), the routine proceeds to step S40, where it is determined whether or not the clutch slip amount ΔN is “0”, and when ΔN> 0, the slip continues. Then, the process proceeds to step S41, and the motor output torque Tb (i) calculated in step S39 is set as the motor output torque Tm as it is, and then the process proceeds to step S5 in FIG. 7. When N = 0, the process proceeds to step S42. Then, after the previous motor output torque Tb (i-1) is set as the motor output torque Tm, the process proceeds to step S5 in FIG.
[0059]
In step S43, a value obtained by subtracting the predetermined value β from the previous motor output torque Tb (i-1) is calculated as a new motor output torque Tb (i), and then the process proceeds to step S40.
In the process of FIG. 8, the process of steps S31 to S34, the wheel speed sensors 16RL to 16RR, and the motor
[0060]
According to the third embodiment, when the vehicle is started by depressing the
[0061]
However, when the clutch input side rotational speed Nm ′ becomes larger than the clutch output side rotational speed Nw at time t11 and the electromagnetic clutch 11 slips, the clutch slip amount ΔN calculated in step S34 is less than or equal to the threshold value α. In some cases, the motor output torque Ta is continuously set as the motor output torque Tm. However, when the clutch slip amount ΔN exceeds the threshold value α at time t12, the process proceeds from step S36 to step S38, and the control flag F1 is set. Then, the process proceeds to step S39, where a value obtained by subtracting the set value β from the motor output torque Ta calculated in step S31 is calculated as a new motor output torque Tb (i), and then in step S40. Since the clutch slip amount ΔN is larger than “0”, the process proceeds to step S41, and step S3. The motor output torque Tb (i) calculated in 9 is set as the motor output torque Tm.
[0062]
Therefore, the current motor output torque Tb (i) is reduced by the set value β with respect to the motor output torque Ta calculated in step S31, and accordingly, the motor field control output MF of the DC motor is also reduced. Therefore, the actual motor output torque of the
Next, when the processing of FIG. 8 is executed, since the control flag F1 is set to “1”, the process proceeds from step S35 to step S43, and the motor output torque Tb (i) is further set to the previous value Tb ( i-1) is decreased by the set value β, and even in this state, when the clutch slip amount ΔN has not decreased to “0”, the routine proceeds to step S41, where the motor output torque Tm (i) is set as the motor output torque Tm. As a result, the actual motor output torque of the
[0063]
In this way, the motor output torque Tm is gradually decreased by the set value β gradually, thereby reducing the clutch slip amount ΔN of the electromagnetic clutch 11, and the clutch slip amount ΔN becomes “0”, that is, at the electromagnetic clutch 11 at time t 13. When no slip occurs, the process proceeds from step S40 to step S42, and the previous motor output torque Tb (i-1) is set as the motor output torque Tm, so that the motor output torque Tm becomes the previous value. This state is maintained until the
[0064]
Therefore, when the
In addition, since the reduction correction of the motor output torque is continued until the clutch slip amount ΔN becomes “0”, the reduction of the motor output torque can be suppressed by the reduction to the maximum torque that can be transmitted by the
[0065]
In the first to third embodiments, the case where the
[0066]
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the case where the input shaft of the generator 7 was connected with the engine 2 via the
[0067]
Further, in the first to third embodiments, the case where the generator 7 is provided and the
Furthermore, in the first to third embodiments, the motor output torque Tm is added to the torque margin K in the equation (2).TMMultiplied by the clutch transmission torque TCLHowever, the present invention is not limited to this, and the torque margin K is included in the motor output torque Tm.TMMay be added.
[0068]
Still further, in the first to third embodiments, the clutch control current ICLHowever, the present invention is not limited to this, and it may be controlled in multiple stages of three or more stages or continuously without depending on the clutch transmission torque Tm. From the motor output torque Tm input to the clutch transmission torque TCLIt may be controlled so that becomes larger.
[0069]
In the first to third embodiments, the clutch transmission torque T based on the motor output torque Tm.CLHowever, the present invention is not limited to this, and the clutch transmission torque T is calculated.CLIs first obtained, and this clutch transmission torque TCLA smaller motor output torque Tm may be calculated based on the above.
[0070]
Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the
In the first to third embodiments, the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle. However, the present invention is not limited to this, and two or more drive wheels are provided in the front-rear direction. The present invention can be applied to a case where some main drive wheels are driven by an internal combustion engine or a main motor and the remaining sub drive wheels are driven by a sub motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic device configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a control system in the first embodiment.
FIG. 3 is a functional block diagram showing a 4WD controller according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a driving wheel torque control processing procedure in the 4WD controller according to the first embodiment.
FIG. 5 is a time chart for explaining operations in the first embodiment;
FIG. 6 is a block diagram of a control system showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a driving wheel torque control processing procedure in a 4WD controller according to a third embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a specific example of the motor torque calculation process of FIG.
FIG. 9 is a time chart for explaining operations in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1FL, 1FR Front wheel
1RL, 1RR Rear wheel
2 Engine
4 DC motor
7 Generator
8 4WD controller
9 Junction box
10 Reducer
11 Electromagnetic clutch
15 Accelerator stroke sensor
16FL-16RR Wheel speed sensor
17 Shift position sensor
18 4WD switch
20 battery
21 4WD relay
22 Voltage regulator
26 Current sensor
28 Motor rotation speed sensor
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