JP2007313982A - 四輪駆動式車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】左右前車輪FL,FRは、エンジンENGおよびモータジェネレータMG2により駆動される。左右後車輪RL,RRは、インホイールモータ形式のモータジェネレータMGR,MGLにより独立に駆動される。モータジェネレータMG2とモータジェネレータMGR,MGLとは、定格出力が互いに異なり、かつ駆動輪との間の減速比が互いに異なるように構成されるため、トルクおよび車両速度に対する効率特性において互いに異なる出力域で高効率を示す。ECU30は、走行モードが燃費重視モードに選択されたとき、モータ要求駆動トルクおよび車両速度と、各モータジェネレータの効率特性とに基づいて、モータジェネレータ全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータMG2,MGR,MGLの間の駆動トルク配分を決定する。
【選択図】図1
Description
上記の四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、第2の電動機を第2の左右駆動輪の各々に組込まれたインホイールモータとすることにより、装置全体の省スペース化を図ることができる。
図2を参照して、駆動装置は、バッテリBと、昇圧コンバータ12と、インバータ14,31,20R,20Lと、電圧センサ10,13と、電流センサ22,24,26,28と、ECU30とを備える。
昇圧コンバータ12は、バッテリBから供給された直流電圧Vbを昇圧してコンデンサC2へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ12は、ECU30から信号PWMCを受けると、信号PWMCによってIGBT素子Q2がオンされた期間に応じて直流電圧Vbを昇圧してコンデンサC2に供給する。
図3を参照して、ECU30は、車両要求駆動力演算部60と、駆動力配分決定部62と、走行モード設定部64と、エンジンECU66と、コンバータ制御手段68と、インバータ制御手段70,72,74,76とを含む。
再び図3を参照して、この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置におけるモータジェネレータMG2,MGR,MGLの駆動トルク配分の決定方法について説明する。
最初に、走行モードDMが「燃費重視モード」に選択されたときの駆動トルク配分の決定方法について説明する。
(1) 低出力域での駆動トルク配分の決定方法
一例として、車両100が車両速度V1で走行しているときに、車両100の運転状況に応じて、モータジェネレータMG2,MGR,MGL全体に対して、モータ要求駆動トルクTM*としてトルクT1が要求された場合を考える。なお、モータ要求駆動トルクTM*は、モータ要求駆動力PMreq*を車両速度V1で除したものである。
(2) 高出力域での駆動トルク配分の決定方法
次に、モータ要求駆動力PMreq*が相対的に高いときの例として、車両100が車両速度V4(>V1)で走行しているときに、モータジェネレータMG2,MGR,MGL全体に対して、モータ要求駆動トルクTM*としてトルクT4(>T1)が要求された場合を考える。
(3) 駆動トルク配分の補正
以上のように、低出力域および高出力域の各々において、モータ要求駆動力PMreq*と各モータジェネレータのトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、モータジェネレータ全体の効率が最も高くなるようにモータジェネレータMG2,MGR,MGLの間の駆動トルク配分を決定することにより、幅広い出力域においてモータジェネレータ全体の効率を高く保つことができる。
次に、走行モードDMが「運動性能重視モード」に選択されたときの駆動トルク配分の決定方法について説明する。
この発明の実施の形態1による四輪駆動式車両の駆動力制御装置によれば、従駆動輪である左右後車輪RL,RRをそれぞれ駆動するモータジェネレータMGL,MGRは、主駆動輪である左右前車輪FL,FRを駆動するモータジェネレータMG2とは異なる出力域に効率が最大となる領域を有している。これは、上述したように、モータジェネレータMGR,MGLとモータジェネレータMG2とでは定格出力および減速比が互いに異なることによる。
図12は、この発明の実施の形態の変更例2による駆動力制御装置における駆動装置の概略ブロック図である。なお、図12の駆動装置は、図2の駆動装置に対して、スイッチ回路SW1,SW2を付加したものである。よって、互いに共通する部分についての図示およびその詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態による四輪駆動式車両の駆動力制御装置は、図1に示すFFベースの四輪駆動式の車両100以外に、図13に示すFRベースの四輪駆動式の車両110にも適用することが可能である。
Claims (10)
- 第1の左右駆動輪および第2の左右駆動輪を有する四輪駆動式車両の駆動力制御装置であって、
第1の電動機と、
前記第1の電動機の発生した動力を第1の駆動軸に連結される前記第1の左右駆動輪に伝達する第1の動力伝達機構と、
前記第2の左右駆動輪にそれぞれ連結されて互いに独立駆動が可能であり、かつ、前記第1の電動機とは定格出力が異なる2個の第2の電動機と、
前記2個の第2の電動機が発生した動力を前記第2の左右駆動輪にそれぞれ伝達する第2の動力伝達機構と、
電源から電力の供給を受けて前記第1の電動機を駆動制御する第1の駆動回路と、
前記電源から電力の供給を受けて前記2個の第2の電動機をそれぞれ駆動制御する2個の第2の駆動回路と、
前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動力について、前記第1および第2の電動機の間で出力配分を決定する駆動力配分決定部と、
前記第1および第2の電動機がそれぞれ配分された駆動力を出力するように、前記第1および第2の駆動回路を制御する駆動制御部とを備え、
前記第1および第2の動力伝達機構は、少なくとも一方が対応する電動機が発生した動力をその回転速度を減速させて対応する駆動輪に伝達する減速機を含み、
前記駆動力配分決定部は、
前記第1および第2の電動機の各々について、トルクおよび回転速度に対する効率特性をトルクおよび車両速度に対する効率特性に予め変換して格納する格納手段と、
前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度と、格納された前記第1および第2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、前記第1および第2の電動機の出力トルクの総和が前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクを満たすとともに、前記第1および第2の電動機全体の効率が所定の閾値以上となるように、前記第1および第2の電動機の間で出力配分を決定する第1の配分決定手段とを含む、四輪駆動式車両の駆動力制御装置。 - 前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動力を検出する駆動力検出部と、
前記車両速度を検出する車両速度検出部とをさらに備え、
前記第1の配分決定手段は、前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度ごとに、前記第1および第2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性に基づいて前記第1および第2の電動機全体の効率が最も高くなるときの前記第1および第2の電動機の出力配分を予め設定して記憶する記憶手段を含み、検出された前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度に対応する前記第1および第2の電動機間の出力配分を前記記憶手段から抽出する、請求項1に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。 - 前記車両の操舵角を検出する操舵角検出部をさらに備え、
前記第1の配分決定手段は、検出された前記車両の操舵角に基づいて、決定された前記第1および第2の電動機間の出力配分を補正する、請求項2に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。 - 前記第1および第2の左右駆動輪のスリップを検出する車輪スリップ検出部をさらに備え、
前記第1の配分決定手段は、前記第1および第2の左右駆動輪の一方にスリップが検出されたとき、決定された前記第1および第2の電動機間の出力配分を補正する、請求項2に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。 - 前記駆動力配分決定部は、
前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度ごとに、前記第1および第2の電動機間の出力配分と前記車両の走行状態とに基づいて、前記車両の挙動の安定度を示す評価値を取得する評価値取得手段と、
前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクおよび車両速度と、変換された前記第1および第2の電動機のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、前記第1および第2の電動機の出力トルクの総和が前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動トルクを満たし、かつ、前記第1および第2の電動機全体の効率が所定の閾値以上となるときの前記第1および第2の電動機間の出力配分を選出するとともに、前記車両の走行状態に応じて、選出された前記第1および第2の電動機間の出力配分の中から前記評価値が最も高くなるときの出力配分を前記第1および第2の電動機間の出力配分に決定する第2の配分決定手段と、
外部からの操作可能に設けられ、操作状態に応じて前記第1および第2の配分決定手段のいずれか一方を選択する選択手段とをさらに含む、請求項1に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。 - 前記電源と前記第1の駆動回路との間で電圧変換を行なう電圧変換回路と、
閉状態において前記電源からの電圧を前記第2の駆動回路に直接的に供給可能に設けられた第1のスイッチ回路と、
閉状態において前記電圧変換回路の出力電圧を前記第2の駆動回路に供給可能に設けられた第2のスイッチ回路とをさらに備え、
前記駆動力配分決定部は、
前記第2の電動機が配分された駆動力に基づいて前記第2の駆動回路の入力電圧の目標値を演算する演算手段と、
演算された前記目標値が前記電源からの電圧以下となるとき、前記記第1のスイッチ回路を閉状態とするとともに、前記第2のスイッチ回路を開状態とする第1の開閉制御手段と、
演算された前記目標値が前記電源からの電圧よりも高いとき、前記第1のスイッチ回路を開状態とするとともに、前記第2のスイッチ回路を閉状態とする第2の開閉制御手段とをさらに含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。 - 前記第1の左右駆動輪は、前記車両の前輪を構成し、かつ、前記第2の左右駆動輪は、前記車両の後輪を構成する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。
- 前記第1の左右駆動輪は、前記車両の後輪を構成し、かつ、前記第2の左右駆動輪は、前記車両の前輪を構成する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。
- 前記2個の第2の電動機の各々は、インホイールモータである、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。
- 前記車両は、ハイブリッド車両であり、
前記第1の動力伝達機構は、内燃機関の発生した動力に前記第1の電動機が発生した動力を合成して前記第1の駆動軸に連結される前記第1の左右駆動輪に伝達し、
前記駆動力配分決定部は、前記車両に要求される駆動力について、前記内燃機関および前記第1および第2の電動機全体との間の出力配分を決定するとともに、決定された前記第1および第2の電動機全体に要求される駆動力について、前記第1および第2の電動機の間で出力配分を決定する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の四輪駆動式車両の駆動力制御装置。
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