JP2004266975A

JP2004266975A - 車両の駆動装置

Info

Publication number: JP2004266975A
Application number: JP2003057011A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yuasa; 弘之湯浅; Yoshikazu Tanaka; 芳和田中
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: JP4162512B2

Abstract

【課題】変速のためにクラッチを解放操作したときの車両加速度の変動を抑制する。
【解決手段】前輪をエンジン，クラッチ，マニュアルトランスミッションの組み合わせで駆動する車両において、後輪を駆動するモータを設ける。そして、前記クラッチの解放操作が行われると、車両加速度がマイナスに反転してから、クラッチのスリップ率が最大値になるまでの間、クラッチ解放前の変速比とクラッチのスリップ率とに応じて後輪の駆動トルクを決定し、モータを駆動制御する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動する電動機とを備える車両の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の駆動装置として、主駆動輪（例えば前輪）を駆動するエンジンと、従駆動輪（例えば後輪）を駆動するアクチュエータとを備え、エンジン側の変速機の変速切換えが検出されたとき、変速後の変速位置とエンジンのスロットル開度とから目標車速を設定し、前記変速切換えに同期して目標車速になるように前記アクチュエータで車輪を駆動させる構成のものがあった（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３２５６３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、変速後の変速位置を推定するが、手動変速機の場合には、厳密に変速後の変速位置を推定するのは不可能であり、目標車速を的確に設定することができないという問題があった。
【０００５】
更に、目標車速に追従させるようにアクチュエータ（電動機）で車輪を駆動させる構成では、路面状況（摩擦係数，勾配など）によっては、運転者の意図しない加速やスリップが発生し、車両の安定性を損なってしまう可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動する電動機とを備えると共に、前記内燃機関による駆動トルクがクラッチ及び手動変速機を介して主駆動輪に伝達される構成の車両の駆動装置において、変速中の車両安定性を改善することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、内燃機関と手動変速機との間に介装されるクラッチの解放状態において、解放前の手動変速機の変速比に応じて、従駆動輪を駆動する電動機の駆動トルクを決定し、該駆動トルクに応じて電動機を制御する構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、クラッチを解放して手動の変速を行うときに、クラッチ解放直前の変速比に応じて電動機による従駆動輪の駆動トルクを決定し、主駆動輪への動力伝達が遮断されるクラッチ解放時に、従駆動輪を電動機で駆動する。
【０００９】
従って、変速段によって異なる主駆動輪の駆動トルクに応じて、クラッチ解放時に従駆動輪を駆動させることができ、クラッチ解放時の車両加速度の変動を抑止できる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記手動変速機の変速比が低速側であるほど、電動機の駆動トルクを大きくする構成とした。
かかる構成によると、クラッチ解放前の手動変速機の変速比が低速側で、クラッチ解放前の内燃機関による主駆動輪の駆動トルクが大きいほど、クラッチ解放中の電動機による従駆動輪の駆動トルクを大きくする。
【００１１】
従って、主駆動輪の駆動トルクが大きく、クラッチ解放による加速度変動が大きいときほど、従駆動輪の駆動トルクを大きくして、加速度変動を確実に抑制できる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記クラッチのスリップ率を検出し、手動変速機の変速比に応じた電動機の駆動トルクを、前記スリップ率で補正する構成とした。
かかる構成によると、クラッチのスリップ率から、主駆動輪側の駆動トルクの変化を推定し、該変化に応じて電動機による従駆動輪の駆動トルクを補正する。
【００１３】
従って、主駆動輪側の駆動トルクの変化に応じて従駆動輪側の駆動トルクを変化させることができ、主駆動輪側の駆動トルクの変化に見合った適切な駆動トルクで従駆動輪を駆動させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における車両の駆動装置のシステム構成図である。
【００１５】
図１において、エンジン（内燃機関）１による駆動トルクは、図示省略したクラッチペダルの踏み込みによって解放される摩擦クラッチ２、手動変速機３及びディファレンシャル４を介して前輪（主駆動輪）ＦＷに伝達される。
【００１６】
即ち、エンジン１，摩擦クラッチ２，手動変速機３，ディファレンシャル４からなる動力系は、いわゆるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）の前輪駆動車と同様に構成される。
【００１７】
前記エンジン１には、該エンジン１により駆動される発電機５が設けられ、該発電機５から直接電力が供給されるモータ（電動機）６が設けられる。
前記モータ６の発生トルクは、減速機７、電磁クラッチ８及びディファレンシャル９を介して後輪（従駆動輪）ＲＷに伝達される。
【００１８】
マイクロコンピュータを含んで構成される後輪駆動力コントロールユニット１０は、前記発電機５、モータ６及び電磁クラッチ８の制御機能を有する。
前記後輪駆動力コントロールユニット１０には、各種センサからの検出信号が入力される。
【００１９】
前記各種センサとしては、前輪（主駆動輪）ＦＷ，後輪（従駆動輪）ＲＷそれぞれの車輪速を検出する車輪速センサ１１ａ，１１ｂ、摩擦クラッチ２の締結・解放を検出するクラッチスイッチ１２、摩擦クラッチ２の出力側の回転速度Ｎｔを検出する出力側回転センサ１３、エンジン１の回転速度Ｎｅ（摩擦クラッチ２の入口側の回転速度）を検出するエンジン回転センサ１４などが設けられている。
【００２０】
そして、前記後輪駆動力コントロールユニット１０は、図２のフローチャートに示すようにして、モータ６による後輪（従駆動輪）ＲＷの駆動を制御する。
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、クラッチスイッチ１２の検出結果から、前記摩擦クラッチ２の解放状態であるか否かを判別する。
【００２１】
そして、前記摩擦クラッチ２の締結状態であれば、ステップＳ２へ進む。
ステップＳ２では、車輪速センサ１１ａの検出結果から判断される手動変速機３の出力軸回転速度と、出力側回転センサ１３で検出される摩擦クラッチ２の出力側の回転速度Ｎｔ、即ち、手動変速機３の入力軸回転速度とから、手動変速機３の変速比を演算する。
【００２２】
尚、手動変速機３のギヤ位置（変速位置）を検出するセンサ，スイッチを備える構成であっても良い。
一方、ステップＳ１で摩擦クラッチ２の解放状態であると判断されると、ステップＳ３へ進む。
【００２３】
ステップＳ３では、前記摩擦クラッチ２のスリップ率を演算する。
前記スリップ率は、エンジン回転センサ１４で検出されるエンジン回転速度Ｎｅ（即ち、摩擦クラッチ２の入力側の回転速度）、及び、出力側回転センサ１３で検出される摩擦クラッチ２の出力側の回転速度Ｎｔから、以下のようにして算出される。
【００２４】
スリップ率＝（Ｎｅ−Ｎｔ）／Ｎｔ
次のステップＳ４では、車両の加速度を演算する。
前記車両加速度は、車速の微分値として求められ、車速は、車輪速センサ１１ａ，１１ｂで検出される車輪速から求められる。また、加速度センサを備える構成であっても良い。
【００２５】
ステップＳ５では、車両加速度が最初にプラスからマイナスに反転した時点から、摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値を示すまでの間であるか否かを判別する。
【００２６】
加速中にシフトアップすべく摩擦クラッチ２が運転者によって解放操作されると、車両の加速度がプラスからマイナスに反転し、その後、前記スリップ率は漸増し、摩擦クラッチ２が再度締結され始めると、前記スリップ率は減少に転じる（図３参照）。
【００２７】
従って、摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値を示すのは、摩擦クラッチ２の解放状態から締結し始めへの切り替わりタイミングとなる。
ステップＳ５で、前記車両加速度がマイナスに反転してから、摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値に上昇するまでの区間内であると判別されると（図３参照）、ステップＳ６へ進む。
【００２８】
ステップＳ６では、前記ステップＳ２で求めておいた摩擦クラッチ２の解放直前における手動変速機３における変速比（ギヤ位置）に基づいて、モータ６による後輪ＲＷの基本駆動トルクを設定する。
【００２９】
ここでは、図中に示すように、手動変速機３における変速比が低速側であるほど、より大きな基本駆動トルクが設定される。
尚、摩擦クラッチ２の解放前がニュートラル状態であった場合には、前記基本駆動トルクを０として、モータ６による後輪ＲＷの駆動は行わない。
【００３０】
ステップＳ７では、前記摩擦クラッチ２のスリップ率に応じて、前記基本駆動トルクを補正するための補正係数ｋを設定する。
ここでは、図中に示すように、スリップ率が大きくなるほど、補正係数ｋとして大きな値が設定され、前記基本駆動トルクがより大きく増大補正されるようになっている。
【００３１】
そして、ステップＳ８では、前記基本駆動トルク×補正係数ｋを、モータ６による後輪ＲＷの要求駆動トルクとして算出し、ステップＳ９では、前記要求駆動トルクに従ってモータ６及び発電機５を制御する。
【００３２】
即ち、摩擦クラッチ２が解放される前の変速比が低速側であるときほど、モータ６による後輪ＲＷの駆動トルクは大きく設定され、かつ、摩擦クラッチ２のスリップ率が大きくなるほど、モータ６による後輪ＲＷの駆動トルクは大きく設定される。
【００３３】
これは、摩擦クラッチ２が解放される前の変速比（ギヤ位置）が低速側であるほど、主駆動輪である前輪ＦＷの駆動トルクが大きく、モータ６で補うべき駆動トルクの要求が大きくなり、また、スリップ率が大きくなるほど、前輪ＦＷの駆動トルクが低下しているものと推定されるためである。
【００３４】
上記のようにして、摩擦クラッチ２が解放され前輪ＦＷへの動力伝達が遮断されるときに、モータ６で後輪ＲＷを駆動すれば、変速のための摩擦クラッチ２の解放によって車両加速度がマイナス側に大きく変動することを抑止でき、以って、変速時におけるショックの発生を防止できる。
【００３５】
尚、上記実施形態では、前輪をエンジン１で駆動し、後輪をモータ６で駆動する構成としたが、後輪をエンジン１で駆動し、前輪をモータ６で駆動する構成であっても良いことは明らかである。
【００３６】
また、モータ６による従駆動輪の駆動を、変速に伴う摩擦クラッチ２の解放中の他、摩擦クラッチ２が締結されている状態においても行わせ、所謂４輪駆動状態で走行させる構成としても良い。
【００３７】
また、クラッチの解放中にモータ６による後輪駆動の継続時間が所定時間以上になった場合には、モータ６による駆動トルクを強制的に０に戻し、その後は、モータ６による後輪の駆動を行わないようにすると良い。
【００３８】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の駆動装置において、
前記クラッチの解放中に、前記車両の加速度が負に反転してから前記クラッチのスリップ率が最大値になるまでの間、前記電動機で従駆動輪を駆動することを特徴とする車両の駆動装置。
【００３９】
かかる構成によると、車両の加速度が負に反転してから、クラッチが再度締結し始めたことを示すスリップ率が最大値になるまでの間、クラッチ解放前の変速比に応じて電動機により従駆動輪を駆動する。
【００４０】
従って、クラッチの解放に伴って車両の加速度が負に反転して大きく落ち込むことを回避でき、かつ、主駆動輪の駆動が戻りつつあるときに過剰に従駆動輪が駆動されることがなく、運転者の意図しない加速の発生を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における車両の駆動装置のシステム構成図。
【図２】同上装置における後輪（従駆動輪）ＲＷの駆動制御を示すフローチャート。
【図３】同上装置における摩擦クラッチ解放時のスリップ率，車両加速度等の変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、２…摩擦クラッチ、３…手動変速機、５…発電機、６…モータ（電動機）、８…電磁クラッチ、１０…後輪駆動力コントロールユニット、１１ａ，１１ｂ…車輪速センサ、１２…クラッチスイッチ、１３…出力側回転センサ、１４…エンジン回転センサ

Claims

主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動する電動機とを備えると共に、前記内燃機関による駆動トルクがクラッチ及び手動変速機を介して主駆動輪に伝達される構成の車両の駆動装置であって、
前記クラッチの解放状態において、解放前の前記手動変速機の変速比に応じて前記電動機の駆動トルクを決定し、該駆動トルクに応じて前記電動機を制御することを特徴とする車両の駆動装置。
前記手動変速機の変速比が低速側であるほど、前記電動機の駆動トルクを大きくすることを特徴とする請求項１記載の車両の駆動装置。
前記クラッチのスリップ率を検出し、前記手動変速機の変速比に応じた前記電動機の駆動トルクを、前記スリップ率で補正することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の駆動装置。