JP2002160541A - 前後輪駆動車両の制御装置 - Google Patents
前後輪駆動車両の制御装置Info
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Abstract
の間を接続・遮断するクラッチの接続ショックを確実に
防止でき、それによりクラッチの構造の簡略化、クラッ
チ容量の低減、および耐久性の向上を達成することがで
きる前後輪駆動車両の制御装置を提供する。 【解決手段】 前輪をエンジン3で、後輪を中間駆動軸
11を介して電気モータ4で駆動する前後輪駆動車両2
の制御装置1は、ECU30を備える。ECU30は、
車速Vcarが上限速度VMOTCLL/Hより小さい
ときに、電気モータ4のモータ回転数NMOTを目標モ
ータ回転数NMOTCMDに一致させるように制御し
(ステップ30〜50)、回転偏差の絶対値|DN_C
LUCH_R|が所定値DN_CL_REVより小さく
なったときに、中間駆動軸11と電気モータ4の間のク
ラッチ10を接続する(ステップ23,24)。
Description
方をエンジンで駆動し、他方を電気モータで駆動すると
ともに、他方の駆動輪の駆動軸と電気モータとの間をク
ラッチにより遮断・接続する前後輪駆動車両の制御装置
に関する。
特開平11−332019号公報に記載されたものが知
られている。この前後輪駆動車両では、前輪がエンジン
で、後輪が直流ブラシモータタイプの電気モータでそれ
ぞれ駆動されるとともに、後輪の駆動軸と電気モータと
の間がクラッチにより遮断・接続される。この制御装置
は、クラッチを、電気モータにより後輪を駆動する必要
があるときにのみ接続し、それ以外は遮断するように制
御する。これは、後輪の非駆動時すなわち自由回転時
に、電気モータと後輪との間を遮断することによって、
電気モータのブラシの寿命を延ばすためである。
によれば、クラッチにより後輪の駆動軸と電気モータと
の間を接続する際、両者の間の回転速度差が大きいとき
に、接続ショックを生じ、運転性を悪化させるととも
に、最悪の場合には後輪が瞬間的にロックすることがあ
る。また、このような接続ショックが作用するクラッチ
の耐久性を確保するために、クラッチ容量を大きくする
必要があり、その結果、クラッチが大型化する。
になされたものであり、前後輪の一方とこれを駆動する
電気モータとの間を接続・遮断するクラッチの接続ショ
ックを確実に防止でき、それによりクラッチの構造の簡
略化、クラッチ容量の低減、および耐久性の向上を達成
することができる前後輪駆動車両の制御装置を提供する
ことを目的とする。
め、本発明の請求項1に係る発明は、前後の駆動輪の一
方(例えば実施形態における(以下、この項において同
じ)前輪WFL,WFR)をエンジン3で駆動し、他方
(後輪WRL,WRR)を駆動軸(中間駆動軸11)を
介して電気モータ4で駆動するとともに、駆動軸(中間
駆動軸11)と電気モータ4との間をクラッチ10によ
り遮断・接続する前後輪駆動車両2の制御装置1であっ
て、電気モータ4の回転速度(モータ回転数NMOT)
を検出するモータ回転速度検出手段(ECU30、モー
タ回転角度位置センサ31)と、駆動軸(中間駆動軸1
1)の回転速度(目標モータ回転数NMOTCMD)を
検出する駆動軸回転速度検出手段(ECU30、車輪回
転数センサ32)と、クラッチ10を接続すべきか否か
を判定するクラッチ接続判定手段(ECU30、ステッ
プ20〜22,30)と、クラッチ10を接続すべきと
判定されたとき(ステップ30の判別結果がYESのと
き)に、電気モータ4の回転速度(モータ回転数NMO
T)を駆動軸(中間駆動軸11)の回転速度(目標モー
タ回転数NMOTCMD)に応じて制御する(モータ回
転数NMOTを目標モータ回転数NMOTCMDに一致
させるように制御する)モータ回転速度制御手段(EC
U30、ステップ30〜50)と、制御された電気モー
タ4の回転速度(モータ回転数NMOT)と駆動軸(中
間駆動軸11)の回転速度(駆動軸回転数NMOTCA
L_R)との回転速度差(回転偏差の絶対値|DN_C
LUCH_R|)が所定値DN_CL_REVより小さ
くなったとき(ステップ4,20,23の判別結果がY
ESになったとき)に、クラッチ10を接続するクラッ
チ駆動手段(クラッチ駆動機構20、ECU30)と、
を備えることを特徴とする。
クラッチ接続判定手段によりクラッチを接続すべきと判
定されたときには、モータ回転速度制御手段により、電
気モータの回転速度が駆動軸の回転速度に応じて制御さ
れる。そして、制御された電気モータの回転速度と駆動
軸の回転速度との回転速度差が所定値より小さくなった
ときに、クラッチ駆動手段により、クラッチが接続され
る。このように、電気モータの回転速度と駆動軸の回転
速度との回転速度差が小さくなったときに、クラッチを
接続することによって、クラッチの接続ショックを確実
に防止できるので、良好な運転性を確保できるととも
に、駆動輪の瞬間的なロックなどを確実に防止できるこ
とで、良好な走行安定性も確保できる。また、クラッチ
の接続ショックを確実に防止できるので、クラッチの構
造の簡略化、クラッチ容量の低減、および耐久性の向上
を達成することができ、コストダウンを図ることができ
る。さらに、電気モータは、元来応答性の高いものであ
るので、上記制御を短時間で行うことができる。
前後輪駆動車両2の制御装置1において、クラッチ10
がドグクラッチで構成されていることを特徴とする。
クラッチとして、構造が単純で耐久性に優れたドグクラ
ッチを用いることにより、コストダウンをさらに図るこ
とができる。
明の第1実施形態に係る制御装置について説明する。図
1は、本発明による制御装置1を適用した前後輪駆動車
両(以下「車両」という)2の概略構成を示している。
同図に示すように、この車両2は、左右の前輪WFL、
WFR(前後の駆動輪の一方)をエンジン3で駆動する
とともに、左右の後輪WRL、WRR(前後の駆動輪の
他方)を電気モータ(以下「モータ」という)4で駆動
するものである。
載されており、図示しないトルクコンバータを有する自
動変速機5、減速ギヤ(図示せず)を有するフロントデ
ィファレンシャル6、左右の前駆動軸7,7および左右
の等速ジョイント8,8などを介して、左右の前輪WF
L、WFRに接続されている。
ラッチ10、中間駆動軸11(駆動軸)、減速ギヤ(図
示せず)を有するリヤディファレンシャル12、左右の
後駆動軸13,13および左右の等速ジョイント14,
14などを介して、左右の後輪WRL、WRRに接続さ
れている。また、モータ4は、その駆動源であるバッテ
リ15にPDU16を介して接続されており、モータ4
がバッテリ15で駆動されており、かつクラッチ10が
接続されているときに、後輪WRL、WRRが駆動さ
れ、このとき、車両2は四輪駆動状態になる。さらに、
モータ4は、車両2の運動エネルギにより回転駆動され
ているときに発電を行い、発電した回生電力をバッテリ
15に充電するジェネレータとしての機能を有してい
る。
0に接続されており、ECU30によりモータ4の回転
数が中間駆動軸11の回転数に同期(一致)するように
制御される。また、モータ4には、レゾルバからなるモ
ータ回転角度位置センサ31が設けられており、このモ
ータ回転角度位置センサ(モータ回転速度検出手段)3
1は、モータ4の回転角度位置に応じた検出信号をEC
U30に出力する。この検出信号により、ECU30
は、後述するモータ回転数NMOT、モータ回転角度位
置PULMOTおよびモータ位置変化量NPULMOT
を算出する。
およびこれを駆動するクラッチ駆動機構20について説
明する。なお、同図においては、理解の容易化のため
に、断面部分のハッチングが省略されている。同図に示
すように、クラッチ10は、スリーブ10aや、ハブ1
0b、ブロッキングリング10c、シンクロスプリング
(図示せず)などから成るサーボシンクロメッシュタイ
プのものであり、例えば特公昭48−24096号公報
に記載されたものと同様に構成されている。このハブ1
0bは、中間駆動軸11上に一体に取り付けられてい
る。スリーブ10aは、リング状で、ハブ10bにスプ
ライン嵌め合いにより取り付けられており、それによ
り、ハブ10bに沿ってクラッチ10が接続される接続
位置と遮断される遮断位置との間で摺動自在である。ス
リーブ10aは、クラッチ駆動機構20により、これら
の2つの位置の一方に駆動される。後述するように、こ
のクラッチ10の接続・遮断は、ECU30により、車
速Vcarに応じて制御される。
ヤ11aが設けられている。このアイドルギヤ11a
は、モータ4の回転軸と一体のギヤ(図示せず)に常に
噛み合っており、このアイドルギヤ11aのブロッキン
グリング10cに近接する位置には、ドグ歯状のギヤ歯
11bが形成されている。また、スリーブ10aは、ド
グ歯状のギヤ歯(図示せず)を有しており、上記接続位
置に移動したときに、このギヤ歯がアイドルギヤ11a
のギヤ歯11bに噛み合うことにより、クラッチ10を
介して、モータ4と中間駆動軸11が互いに接続され
る。
動手段)は、モータ4、クラッチ10およびリヤディフ
ァレンシャル12に近接した位置に配置され、これらと
ともにケーシング(図示せず)内に収容されている。こ
のケーシングの下部は、オイルを貯えるオイルタンク1
7を構成している。また、クラッチ駆動機構20は、オ
イルポンプ21や、アキュムレータ22、2つのリリー
フ弁23a,23b、2つの一方弁24a,24b、油
圧アクチュエータ25などで構成されている。
2つの歯車21a,21aを内蔵した歯車ポンプタイプ
のものであり、一方の歯車21aは、図示しないギヤ機
構を介して後駆動軸13に連結されている。このオイル
ポンプ21の吸い込み口は、オイルタンク17内のオイ
ル中に位置しているとともに、リバース油路20bを介
してリリーフ弁23bに接続されている。また、オイル
ポンプ21の吐出口は、駆動油路20aを介して、アキ
ュムレータ22および油圧アクチュエータ25に接続さ
れている。
前進走行中、後駆動軸13により図2の矢印方向に回転
駆動されることによって、油圧を発生し、その油圧をア
キュムレータ22側および油圧アクチュエータ25側に
供給する。その際、駆動油路20aの油圧が所定圧以上
に上昇したときには、リリーフ弁23aが開弁し、それ
により、駆動油路20a内の油圧は、戻し油路20cを
介して、リヤディファレンシャル12などの後輪駆動系
の潤滑系に供給される。
回転(図2の矢印方向と逆の回転)により、その吸い込
み口側およびリバース油路20b側の油圧が所定圧以上
に上昇すると、リリーフ弁23bが開弁する。それによ
り、リバース油路20b内の油圧は、戻し油路20cを
介して後輪駆動系の潤滑系に供給される。また、リリー
フ弁23bの開弁だけでは、リバース油路20bの油圧
の上昇を抑制しきれない場合には、リリーフ弁23bに
加えて、一方弁24bが開弁することにより、リバース
油路20bの油圧が駆動油路20a側に送られ、それに
より、油圧の上昇が抑制される。
プ21に接続され、油圧アクチュエータ25と並列に設
けられており、オイルポンプ21が発生した油圧の一部
を蓄える。このアキュムレータ22は、オイルポンプ2
1が停止中のときに、蓄えた油圧を油圧アクチュエータ
25に供給することにより、クラッチ10の接続・遮断
を行うためのものであり、このようなクラッチ10の接
続・遮断を複数回、繰り返して実行できるような容量を
備えている。
路20a内をアキュムレータ22側からオイルポンプ2
1側に逆流するのを阻止するためのものであり、アキュ
ムレータ22とオイルポンプ21の間に設けられてい
る。これにより、アキュムレータ22に蓄えられた油圧
は、オイルポンプ21が停止中のときに、油圧アクチュ
エータ25によりクラッチ10が駆動されない限り、低
下することなく一定に保持される。
路20aに接続された電磁三方弁26と、この電磁三方
弁26を介して、油圧が供給される油圧サーボピストン
機構27などで構成されている。
イドと、4つの油路26a,26b,26c,26d
と、プランジャ26eおよび球状の弁体26fなどを備
えている。駆動油路20aは、この油路26aを介して
油圧サーボピストン機構27の油室27aに、油路26
b,26cを介して油圧サーボピストン機構27の油室
27bに、それぞれ連通している。また、油路26dの
一端部は、リークポートに連通している。
磁/非励磁に伴って、油路26b,26cの間および油
路26c,26dの間が、連通/遮断状態に切り換えら
れる。具体的には、電磁三方弁26がオフ状態にあると
き、すなわちそのソレノイドが非励磁状態にあるときに
は、プランジャ26eおよび弁体26fは図2に示す位
置に保持される。これにより、弁体26fによって、油
路26b,26c間が遮断されるとともに、油路26
c,26d間が連通する。その結果、駆動油路20aか
らの油圧は、油路26aを介して、油圧サーボピストン
機構27の油室27aにのみ供給される。
とき、すなわちそのソレノイドが励磁されたときには、
プランジャ26aは、図2に示す位置から弁体26f側
に駆動されることにより、油路26c,26d間を遮断
すると同時に、弁体26fを左方に移動させることによ
って、油路26b,26c間を連通させる。これによ
り、駆動油路20aからの油圧は、油路26aを介して
油室27aに、油路26b,26cを介して油室27b
にそれぞれ供給される。
2の左右方向にスライド自在のピストン27cと、この
ピストン27cの一端部に連結されたアーム27dなど
を備えている。このピストン27cは、駆動油路20a
からの油圧が油室27aにのみ供給されたときには、図
2に示す位置に保持される一方、駆動油路20aからの
油圧が油室27a,27bの両方に供給されたときに
は、油圧の作用面の面積差に起因する圧力差により、同
図の左方に移動する。
反対側の端部は、クラッチ10のスリーブ10aの溝に
嵌合しており、これにより、アーム27dは、上記ピス
トン27cの移動に伴い、スリーブ10aを前記接続位
置と前記遮断位置とに移動させる。以上のように、電磁
三方弁26のオン・オフに応じて、クラッチ10が接続
・遮断状態に切り換えられる。
輪WRL、WRRには、磁気ピックアップ式の車輪回転
数センサ32(駆動軸回転速度検出手段)がそれぞれ設
けられており、これらの車輪回転数センサ32から、左
右の前輪回転数N_FL,N_FRおよび左右の後輪回
転数N_RL,N_RRを表す検出信号(パルス信号)
が、ECU30にそれぞれ出力される。ECU30は、
これらの検出信号に基づき、車速Vcar、後述する目
標モータ回転数NMOTCMD、駆動軸回転数NMOT
CAL_Rおよび駆動軸回転角度位置PULDRVを算
出する。
段、駆動軸回転速度検出手段、クラッチ接続判定手段、
モータ回転速度制御手段、クラッチ駆動手段)は、RA
M、ROM、CPUおよびI/Oインターフェースなど
からなるマイクロコンピュータ(いずれも図示せず)で
構成されている。ECU30は、前記2つのセンサ3
1,32からの検出信号に基づき、後述するように、ク
ラッチ10の接続・遮断状態を判定し、クラッチ駆動機
構20の電磁三方弁26を駆動することにより、クラッ
チ10の接続・遮断を制御するとともに、モータ4の回
転数を制御する。
ECU30により実行されるモータ回転数同期制御につ
いて説明する。このモータ回転数同期制御は、クラッチ
10を接続する際、モータ4の回転数を、中間駆動軸1
1の回転数に予め同期させるように制御するものであ
る。なお、モータ回転数同期制御の具体的な処理の内容
は後述する。
の車輪回転数センサ32の検出信号から中間駆動軸11
の回転数を算出し、これを目標モータ回転数NMOTC
MDとして設定し、モータ回転角度位置センサ31の検
出信号からモータ回転数NMOTを算出するとともに、
これらの目標モータ回転数NMOTCMDとモータ回転
数NMOTとの回転偏差ENMOT(=NMOTCMD
−NMOT)を算出する。次に、PID制御により、こ
の回転偏差ENMOTからモータ要求トルクTRQ_M
OT(電流値)を算出する。
OTに基づき、電流PIDフィードバック制御を実行す
る。すなわち、モータ要求トルクTRQ_MOTとフィ
ードバック電流IFB(モータ4側に実際に出力されて
いる出力電流IOUT)との電流偏差DIから、PID
フィードバック制御により、モータ4への出力電流IO
UTを算出し、この出力電流IOUTに基づく駆動信号
をPDU16を介して出力することにより、モータ4を
駆動する。以上の電流PIDフィードバック制御によ
り、上記モータ回転数同期制御がより精度良く実行され
る。また、この電流PIDフィードバック制御は、モー
タ回転数同期制御よりも短い制御周期(例えば0.1m
sec)で実行される。
判定処理について説明する。本処理は、クラッチ10が
接続状態または遮断状態のいずれにあるかを判定するも
のであり、プログラムタイマの設定により、所定の周期
(例えば10msec)ごとに実行される。まず、ステ
ップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、センサ
フェールチェック処理を実行する。このセンサフェール
チェック処理は、車輪回転数センサ32が正常であるか
否かを判別するものであり、この処理で車輪回転数セン
サ32が異常であると判別されたときには、本処理は終
了される。
2が正常であると判別されたときには、ステップ2に進
み、左右の後輪回転数N_RL,N_RRと、リヤディ
ファレンシャル12の減速比GRATIOmotとを用
いて、次式(1)により中間駆動軸11の回転数である
駆動軸回転数NMOTCAL_Rを算出する。NMOT
CAL_R=[(N_RL+N_RR)/2]×GRA
TIOmot…… (1)
転数N_RL,N_RRの平均値(N_RL+N_R
R)/2を用いることにより、コーナリング中に生じる
左右の後輪WRL,WRR間の回転差の影響を排除しな
がら、駆動軸回転数NMOTCAL_Rを適切に算出す
ることができる。
MOTと駆動軸回転数NMOTCAL_Rとの偏差であ
る回転偏差DN_CLUCH_Rを算出する。この回転
偏差DN_CLUCH_Rは、モータ4と中間駆動軸1
1との回転差を示す。
対値|DN_CLUCH_R|がヒステリシス付きの所
定値DN_CL_REV(例えば500rpm)より小
さいか否かを判別する。この判別結果がNOのとき、す
なわちモータ4と中間駆動軸11との回転差が大きいと
きには、アップカウント式の回転数同期ディレイタイマ
のタイマ値TM_REVJUDを値0にセットする(ス
テップ5)。次に、ステップ6に進み、回転数同期フラ
グF_REVMATCHを「0」にセットした後、後述
するステップ10に進む。
き、すなわちモータ4と中間駆動軸11との回転差が小
さいときには、ステップ7に進み、回転数同期ディレイ
タイマのタイマ値TM_REVJUDが所定値TREF
1(例えば100)以上であるか否かを判別する。この
判別結果がNOのとき、すなわちモータ4と中間駆動軸
11との回転差が小さくなってから所定時間(例えば1
000msec)が経過していないときには、タイマ値
TM_REVJUDをインクリメントし(ステップ
8)、次に、前記ステップ6を実行した後、後述するス
テップ10に進む。
き、すなわちモータ4と中間駆動軸11との回転差の小
さい状態が所定時間、継続したときには、モータ4と中
間駆動軸11とが同期したとして、ステップ9に進み、
それを表すために、回転数同期フラグF_REVMAT
CHを「1」にセットして、ステップ10に進む。
F_MCLSOL=1および回転数同期フラグF_RE
VMATCH=1の両方が成立しているか否かを判別す
る。この電磁弁作動フラグF_MCLSOLは、後述す
るように、クラッチ駆動機構20の電磁三方弁26がオ
ン状態のときに「1」に、オフ状態のときに「0」にそ
れぞれセットされる。この判別結果がNOのとき、すな
わちモータ4と中間駆動軸11とが同期していないか、
または電磁三方弁26がオフ状態のときには、ステップ
11に進み、クラッチ接続判定タイマのタイマ値TM_
CLONJUDを値0にセットする。
が遮断状態にあるとして、それを表すために、クラッチ
接続フラグF_MCLONを「0」にセットした後、本
処理を終了する。
とき、すなわちF_MCLSOL=1かつF_REVM
ATCH=1であるときには、ステップ13に進み、ク
ラッチ接続判定タイマのタイマ値TM_CLONJUD
が所定値TREF2(例えば100)以上であるか否か
を判別する。この判別結果がNOのとき、すなわちステ
ップ10の判別結果がYESとなってから所定時間(例
えば1000msec)が経過していないときには、タ
イマ値TM_CLONJUDをインクリメントし(ステ
ップ14)、次に、上記ステップ12を実行した後、本
処理を終了する。
とき、すなわちモータ4と中間駆動軸11とが同期し且
つ電磁三方弁26がオン状態になってから所定時間が経
過したときには、クラッチ10が接続状態にあるとし
て、ステップ15に進み、それを表すために、クラッチ
接続フラグF_MCLONを「1」にセットした後、本
処理を終了する。以上のように、クラッチ接続フラグF
_MCLONは、クラッチ10が遮断状態のときに
「0」に、接続状態のときに「1」にそれぞれセットさ
れる。
して実行されるクラッチ接続・遮断制御処理について、
図5を参照しながら説明する。この処理では、以下に述
べるように、クラッチ駆動機構20の電磁三方弁26の
オン・オフすなわちクラッチ10の接続・遮断が決定さ
れ、制御される。まず、ステップ20において、車速V
carが所定の上限速度VMOTCLL/Hより小さい
か否かを判別する。この上限速度VMOTCLL/H
(例えば65,70km/h)は、ヒステリシス付きの
ものであり、これを用いることにより、車速Vcarの
変動を原因とする制御のハンチングが防止される。この
判別結果がYESのとき、すなわちVcar<VMOT
CLL/Hのときには、車速Vcarがクラッチ10を
接続可能な範囲にあるとして、ステップ21に進み、そ
れを表すために、車速フラグF_VMCLを「1」にセ
ットして、後述するステップ23に進む。
き、すなわちVcar≧VMOTCLL/Hのときに
は、車速Vcarがクラッチ10を接続可能な範囲にな
いとして、ステップ22に進み、それを表すために、車
速フラグF_VMCLを「0」にセットして、ステップ
23に進む。
ラグF_REVMATCH=1および上記車速フラグF
_VMCL=1の両方が成立しているか否かを判別す
る。この判別結果がYESのとき、すなわちモータ4と
中間駆動軸11とが同期し且つ車速Vcarがクラッチ
10を接続可能な範囲にあるときには、クラッチ10を
接続すべき状態であるとして、ステップ24に進み、電
磁弁作動フラグF_MCSOLを「1」にセットすると
ともに、電磁三方弁26をオンし、クラッチ10を接続
状態とするようにして、本処理を終了する。
き、すなわちモータ4と中間駆動軸11とが同期してい
ないか、または車速Vcarがクラッチ10を接続可能
な範囲にないときには、クラッチ10を遮断すべき状態
であるとして、ステップ25に進み、電磁弁作動フラグ
F_MCSOLを「0」にセットするとともに、電磁三
方弁26をオフし、クラッチ10を遮断状態とするよう
にして、本処理を終了する。
述したモータ回転数同期制御処理について説明する。こ
の処理では、図3の制御のうちのモータ要求トルクTR
Q_MOTが算出される。
て、前記車速フラグF_VMCLが「1」であるか否か
を判別する。この判別結果がNOのとき、すなわち車速
Vcarが上限速度VMOTCLL/H以上であるとき
には、本処理を終了する一方、判別結果がYESのと
き、すなわち車速Vcarが上限速度VMOTCLL/
Hより小さいときには、ステップ31に進み、目標モー
タ回転数NMOTCMDとモータ回転数NMOTとの偏
差を、回転偏差ENMOTとして算出する。この目標モ
ータ回転数NMOTCMDは、中間駆動軸11の回転数
であり、そのため、前記駆動軸回転数NMOTCAL_
Rと同じ算出式により上記周期ごとに算出される。
MOTの今回値ENMOT(n)と前回値ENMOT
(n−1)との偏差を、回転偏差ENMOTの変動量D
ENMOTとして算出する。
ラグF_KIRMHLDが「1」であるか否かを判別す
る。この判別結果がNOのときには、ステップ34に進
み、I項(積分項)KIRMの前回値KIRMOと、回
転偏差ENMOTにI項ゲインKIREVMATCHを
乗算した値との和を、I項KIRMとして算出する。
て、I項KIRMのリミットチェックを実行する。すな
わち、まず、ステップ35で、I項KIRMが所定の上
限値KIRMLMTHRよりも大きいか否かを判別す
る。この判別結果がYESのときには、ステップ36に
進み、I項KIRMを上限値KIRMLMTHRにセッ
トして、後述するステップ39に進む。
きには、ステップ37に進み、I項KIRMが所定の下
限値KIRMLMTLRより小さいか否かを判別する。
この判別結果がYESのときには、ステップ38に進
み、I項KIRMを下限値KIRMLMTLRにセット
して、後述するステップ39に進む。
き、すなわちKIRMLMTLR≦KIRM≦KIRM
LMTHRのときには、そのままステップ39に進む。
とき、すなわち積分停止フラグF_KIRMHLD=1
のときには、I項KIRMを算出することなく、以上の
ステップ34〜38をスキップして、ステップ39に進
む。このステップ39では、回転偏差ENMOTにP項
ゲインKPREVMATCHを乗算した値を、P項(比
例項)KPRMとして、回転偏差ENMOTの変動量D
ENMOTにD項ゲインKDREVMATCHを乗算し
た値を、D項(微分項)KDRMとしてそれぞれ算出す
る。
算出したP項KPRM、I項KIRMおよびD項KDR
Mの和を、PID制御量KRMMAINとして算出す
る。なお、前記ステップ33の判別結果がYESであっ
て、今回のループでI項KIRMが更新されていないと
きには、前回のI項KIRMを用いる。
44において、上記ステップ35〜38と同様に、PI
D制御量KRMMAINのリミットチェックを実行す
る。すなわち、ステップ40で、PID制御量KRMM
AINが所定の上限値KRMLMTHRよりも大きいか
否かを判別し、この判別結果がYESのときには、ステ
ップ42に進み、PID制御量KRMMAINを上限値
KRMLMTHRにセットして、後述するステップ45
に進む。
きには、ステップ43に進み、PID制御量KRMMA
INが所定の下限値KRMLMTLRより小さいか否か
を判別し、この判別結果がYESのときには、ステップ
44に進み、PID制御量KRMMAINを下限値KR
MLMTLRにセットして、後述するステップ45に進
む。
き、すなわちKRMLMTLR≦KRMMAIN≦KR
MLMTHRのときには、そのままステップ45に進
む。このステップ45では、PID制御量KRMMAI
Nをモータ要求トルクTRQ_MOTとしてセットす
る。
て、モータ要求トルクTRQ_MOTのリミットチェッ
クを実行する。すなわち、ステップ46で、モータ要求
トルクTRQ_MOTが所定の駆動側トルクリミット値
TRQ_DRVMAXよりも大きいか否かを判別し、こ
の判別結果がYESのときには、ステップ47に進み、
モータ要求トルクTRQ_MOTを駆動側トルクリミッ
ト値TRQ_DRVMAXにセットするとともに、積分
停止フラグF_KIRMHLDを「1」にセットして、
本処理を終了する。
きには、ステップ48に進み、モータ要求トルクTRQ
_MOTが所定の回生側トルクリミット値−TRQ_R
GNMAX(負値)よりも小さい(絶対値として大き
い)か否かを判別する。この判別結果がYESのときに
は、ステップ49に進み、モータ要求トルクTRQ_M
OTを回生側トルクリミット値−TRQ_RGNMAX
に、積分停止フラグF_KIRMHLDを「1」にそれ
ぞれセットして、本処理を終了する。
き、すなわち−TRQ_RGNMAX≦TRQ_MOT
≦TRQ_DRVMAXのときには、ステップ50に進
み、積分停止フラグF_KIRMHLDを「0」にセッ
トし、ステップ45で算出したモータ要求トルクTRQ
_MOTをそのまま出力するようにして、本処理を終了
する。
よれば、車速Vcarに応じてクラッチ駆動機構20の
電磁三方弁26がオン・オフされることにより、クラッ
チ10が遮断・接続される。このクラッチ10の接続の
際、モータ回転数NMOTが目標モータ回転数NMOT
CMDに同期するように予め制御されるので、モータ4
の回転数を中間駆動軸11の回転数に同期させることに
より、クラッチ10の接続ショックを確実に防止でき、
良好な運転性を確保できるとともに、後輪WRL,WR
Rのロックなどを確実に防止できることで、良好な走行
安定性も確保できる。また、このような制御により、ク
ラッチ10の構造の簡略化、クラッチ容量の低減、およ
び耐久性の向上を達成することができ、コストダウンを
図ることができる。さらに、モータ4は、元来応答性の
高いものであるので、上記制御を短時間で行うことがで
きる。
明の第2実施形態の制御装置1について説明する。この
制御装置1は、前述した第1実施形態の制御装置1と比
べると、前述した制御処理に、モータ4を中間駆動軸1
1に対して位置合わせする位置合わせ制御を付加した点
のみが異なっている。したがって、以下、この位置合わ
せ制御について説明するとともに、同じ構成に関しては
説明を省略する。
装置1では、上記位置合わせ制御が、前述したモータ回
転数同期制御の前に実行される。すなわち、この位置合
わせ制御では、クラッチ10を接続する際、モータ4の
回転角度位置の基準位置が中間駆動軸11の回転角度位
置の基準位置に予め一致するように制御される。
の車輪回転数センサ32の検出信号に基づき、中間駆動
軸11の基準位置からの回転角度位置を算出し、これを
駆動軸回転角度位置PULDRVとして設定するととも
に、モータ回転角度位置センサ31の検出信号をパルス
変換した信号に基づき、モータ4の基準位置からの回転
角度位置を算出し、これをモータ回転角度位置PULM
OTとして設定する。そして、駆動軸回転角度位置PU
LDRVとモータ回転角度位置PULMOTとの偏差を
位置偏差DPULとして算出し、これに基づいて基本目
標モータ回転数NMOTCMD0を算出する。次に、こ
の基本目標モータ回転数NMOTCMD0に基づき、前
記目標モータ回転数NMOTCMDを算出した後、これ
に基づいて、前述したモータ回転数同期制御が実行され
る。この場合、基本目標モータ回転数NMOTCMD0
を算出するまでの処理は、前記モータ回転数同期制御よ
りも長い所定の周期(例えば10msec)で実行さ
れ、目標モータ回転数NMOTCMDの算出処理は、前
記モータ回転数同期制御と同じ周期(例えば1mse
c)で実行される。
御処理のうちの上記基本目標モータ回転数NMOTCM
D0を算出する処理について説明する。この処理では、
まず、ステップ60で、駆動軸回転角度位置PULDR
Vの今回値PULDRVnを、次式(2)により算出す
る。 PULDRVn=PULDRVn−1+NPULDRV …… (2) ここで、PULDRVn−1は駆動軸回転角度位置PU
LDRVの前回値であり、NPULDRVは、前回ルー
プと今回ループとの間における中間駆動軸11の回転角
度位置の変化量を示す駆動軸角度変化量である。この駆
動軸角度変化量NPULDRVは、具体的には、前回ル
ープと今回ループとの間において、車輪回転数センサ3
2の検出信号のパルス数をカウントすることにより算出
される。また、制御開始時点での中間駆動軸11の回転
角度位置を基準位置として設定するため、この駆動軸回
転角度位置PULDRVは、制御開始時に値0にリセッ
トされる。
置PULMOTの今回値PULMOTnを、次式(3)
により算出する。 PULMOTn=PULMOTn−1+NPULMOT …… (3) ここで、PULMOTn−1は、モータ回転角度位置P
ULMOTの前回値であり、NPULMOTは、前回ル
ープと今回ループとの間におけるモータ4の回転角度位
置の変化量を示すモータ角度変化量である。このモータ
角度変化量NPULMOTは、具体的には、モータ回転
角度位置センサ31の検出信号をパルス変換した信号の
パルス数をカウントすることにより算出される。また、
制御開始時点でのモータ4の回転角度位置を基準位置と
して設定するため、このモータ回転角度位置PULMO
Tも、制御開始時に値0にリセットされる。
Lを、駆動軸回転角度位置PULDRVの今回値PUL
DRVnと、モータ回転角度位置PULMOTの今回値
PULMOTnとの偏差として算出する。
2で算出した位置偏差DPULに基づき、前記基本目標
モータ回転数NMOTCMD0を算出して、本処理を終
了する。
TCMD0に基づき、前記目標モータ回転数NMOTC
MDを算出する。前述したように、この目標モータ回転
数NMOTCMDの算出は、基本目標モータ回転数NM
OTCMD0の算出よりも短い周期で、以下のように行
われる。例えば、図10(a)に示すように、基本目標
モータ回転数NMOTCMD0が今回の算出制御実行時
点t1で算出され、その今回値と前回値との偏差がΔN
MOTCMD0Xであるとすると、目標モータ回転数N
MOTCMDは、基本目標モータ回転数NMOTCMD
0の次回の算出制御実行時点t2での、目標モータ回転
数NMOTCMDの今回値と前回値との偏差ΔNMOT
CMDXが上記偏差ΔNMOTCMD0Xと等しくかつ
次々回の算出制御実行時点t3で値0となるような、図
10(b)にハッチングで示す三角波状の値として算出
される。すなわち、目標モータ回転数NMOTCMD
は、今回の制御実行時点t1と次回の制御実行時点t2
との間では、時間の経過に伴って漸増するとともに、次
回の制御実行時点t2と次々回の制御実行時点t3との
間では、時間の経過に伴って漸減するように算出され、
最終的に、基本目標モータ回転数NMOTCMD0の算
出制御における2回の制御周期t1〜t3間での目標モ
ータ回転数NMOTCMDの積分値が、1回の制御周期
t1〜t2間での基本目標モータ回転数NMOTCMD
0の積分値と等しくなるように算出される。そして、こ
のように算出した目標モータ回転数NMOTCMDに基
づき、前述したように、モータ回転数同期制御が実行さ
れる。
よれば、モータ4は、その基準位置からの回転角度位置
が中間駆動軸11の基準位置からの回転角度位置に一致
するように制御されるので、クラッチ10の構造を簡易
にすることができる。例えばクラッチ10として、ブロ
ッキングリング10cなどのシンクロ機構を省略し、ド
グ歯同士が直接、噛み合うドグクラッチを採用すること
ができる。その場合、このドグクラッチの接続時に上記
位置合わせ制御を適用することによって、一方のドグ歯
の凸の部分が他方のドグ歯の凹の部分に嵌合するよう
に、位置合わせすることができ、ドグクラッチでの接続
ショックを確実に防止することができる。また、構造が
単純で耐久性に優れたドグクラッチを用いることによ
り、コストダウンをさらに図ることができる。さらに、
上記のように、1制御サイクルでの基本目標モータ回転
数NMOTCMD0が、2制御サイクルでの三角波状の
モータ回転数目標値NMOTCMDとして算出される処
理により、位置合わせ制御中のモータ4の回転角度位置
のオーバーシュートを防止しながら、位置合わせ制御の
追従性を確保することができる。
理の実行開始時点でのモータ4および中間駆動軸11の
回転角度位置をそれぞれ基準位置に設定するとともに、
モータ4の基準位置からの回転角度位置を中間駆動軸1
1の基準位置からの回転角度位置に一致させるように制
御したが、これに限らず、2つのアブソリュート方式ロ
ータリエンコーダによりモータ4および中間駆動軸11
の回転角度位置をそれぞれ検出することによって、位置
合わせ制御を実行するようにしてもよい。
FL,WFRを、モータ4により後輪WRL,WRRを
それぞれ駆動する実施形態の前後輪駆動車両に限らず、
これとは逆に構成した、すなわちエンジン3およびモー
タ4により後輪WRL,WRRおよび前輪WFL,WF
Rをそれぞれ駆動する前後輪駆動車両に適用してもよ
い。さらに、クラッチ10の接続・遮断を決定する条件
は、実施形態の車速Vcarに限らず、前後輪間の回転
速度差などの前後輪駆動車両の運転状態を表すパラメー
タであればよい。
チの接続ショックを確実に防止できるので、良好な運転
性を確保できるとともに、駆動輪の瞬間的なロックなど
を確実に防止できることで、良好な走行安定性も確保で
きる。また、クラッチの接続ショックを確実に防止でき
るので、クラッチの構造の簡略化、クラッチ容量の低
減、および耐久性の向上を達成することができ、コスト
ダウンを図ることができる。さらに、電気モータは、元
来応答性の高いものであるので、上記制御を短時間で行
うことができる。また、クラッチとして、構造が単純で
耐久性に優れたドグクラッチを用いることにより、コス
トダウンをさらに図ることができる。
た前後輪駆動車両の概略構成図である。
す図である。
ック図である。
ある。
ートである。
チャートである。
ック図である。
る。
び目標モータ回転数NMOTCMDの算出処理の内容を
説明するための模式図である。
速度検出手段、クラッチ接続判定手段、モータ回転速度
制御手段、クラッチ駆動手段) 31 モータ回転角度位置センサ(モータ回転速度検
出手段) 32 車輪回転数センサ(駆動軸回転速度検出手段) NMOT モータ回転数(電気モータの回転速度) NMOTCMD 目標モータ回転数(駆動軸の回転速
度) |DN_CLUCH_R| 回転偏差の絶対値(電気モータの回転
速度と駆動軸の回転速度との回転速度差) DN_CL_REV 所定値 WFL,WFR 左右の前輪(前後の駆動輪の一方) WRL,WRR 左右の後輪(前後の駆動輪の他方)
0)
Claims (2)
- 【請求項1】 前後の駆動輪の一方をエンジンで駆動
し、他方を駆動軸を介して電気モータで駆動するととも
に、前記駆動軸と前記電気モータとの間をクラッチによ
り遮断・接続する前後輪駆動車両の制御装置であって、 前記電気モータの回転速度を検出するモータ回転速度検
出手段と、 前記駆動軸の回転速度を検出する駆動軸回転速度検出手
段と、 前記クラッチを接続すべきか否かを判定するクラッチ接
続判定手段と、 前記クラッチを接続すべきと判定されたときに、前記電
気モータの回転速度を前記駆動軸の回転速度に応じて制
御するモータ回転速度制御手段と、 前記制御された電気モータの回転速度と前記駆動軸の回
転速度との回転速度差が所定値より小さくなったとき
に、前記クラッチを接続するクラッチ駆動手段と、 を備えることを特徴とする前後輪駆動車両の制御装置。 - 【請求項2】 前記クラッチがドグクラッチで構成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の前後輪駆動車
両の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001218766A JP2002160541A (ja) | 2000-09-12 | 2001-07-18 | 前後輪駆動車両の制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000276207 | 2000-09-12 | ||
JP2000-276207 | 2000-09-12 | ||
JP2001218766A JP2002160541A (ja) | 2000-09-12 | 2001-07-18 | 前後輪駆動車両の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002160541A true JP2002160541A (ja) | 2002-06-04 |
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ID=26599734
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2002160541A (ja) |
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