JP2008094123A - Vehicle controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関で得られた動力で主駆動輪を駆動し、電動機で得られた動力で従駆動輪を駆動する四輪駆動の車両を駆動制御する車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that drives and controls a four-wheel drive vehicle that drives main drive wheels with power obtained by an internal combustion engine and drives slave drive wheels with power obtained by an electric motor.
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている(特許文献1,2参照)。このうち特許文献1には、内燃機関の動力によって駆動される車輪とは異なる車輪を電動機の電動力によって駆動する場合には、内燃機関の動力によって駆動される発電機の出力を電動機に供給し、内燃機関の動力によって駆動される車輪とは異なる車輪を電動機の電動力によって駆動しない場合には、内燃機関の動力によって駆動される発電機から電動機への出力供給を停止する技術が開示されている。 Conventionally, as this type of technology, for example, those described in the following documents are known (see Patent Documents 1 and 2). Among these, in Patent Document 1, when a wheel different from the wheel driven by the power of the internal combustion engine is driven by the electric power of the electric motor, the output of the generator driven by the power of the internal combustion engine is supplied to the electric motor. A technique is disclosed in which output from a generator driven by the power of the internal combustion engine to the motor is stopped when a wheel different from the wheel driven by the power of the internal combustion engine is not driven by the electric power of the motor. Yes.
一方、特許文献2には、内燃機関の動力によって駆動される車輪とは異なる車輪を電動機の電動力によって駆動している状態から駆動しない状態に切り替える際に、内燃機関の動力によって駆動される車輪とは異なる車輪と電動機までの電動力伝達経路の間にクラッチを介在させ、電動機側の加速度と車輪側の加速度がほぼ一致した状態、すなわち電動力がゼロとなるトルク状態でクラッチを開放する技術が開示されている。 On the other hand, in Patent Document 2, when a wheel different from a wheel driven by the power of the internal combustion engine is switched from a state driven by the electric power of the electric motor to a state not driven, the wheel driven by the power of the internal combustion engine. A technology that opens the clutch in a state where the motor-side acceleration and the wheel-side acceleration are almost the same, that is, in a torque state in which the electric force is zero, by interposing a clutch between the wheel and the electric power transmission path to the motor different from Is disclosed.
また、この技術では、内燃機関の動力によって駆動される車輪とは異なる車輪を電動機の電動力によって駆動していない状態から駆動する状態に切替える際に、車輪が回転している場合には、クラッチで電動機側の加速度と車輪側の加速度とをほぼ一致する様に電動機を駆動してほぼ一致した時にクラッチを締結している。
上記従来の車両制御装置において、電動機と車輪との間の電動力伝達経路に介在されたクラッチを締結状態から開放(非締結)する場合に、電動機はクラッチの車輪側とほぼ同一の回転数で回転しているので、電動機はクラッチを開放することで負荷を失い、慣性力によって回転が持続して空転することがあった。このような回転が生じると、電動機やその取り付け元などから、音や振動が発生してしまうおそれがあった。また、電動機のベアリングが磨耗して劣化が促進されたり、電動機がブラシ付き電動機の場合にはモータブラシの劣化も促進されるといった不具合を招いていた。 In the above conventional vehicle control device, when the clutch interposed in the electric power transmission path between the electric motor and the wheel is released (non-engaged) from the engaged state, the electric motor has substantially the same rotational speed as the wheel side of the clutch. Since the motor is rotating, the electric motor loses its load by releasing the clutch, and the inertial force sometimes causes the rotation to continue and idle. When such rotation occurs, there is a possibility that sound and vibration may be generated from the electric motor and the mounting source. In addition, the bearings of the electric motor are worn and deterioration is accelerated, and when the electric motor is a brushed electric motor, the deterioration of the motor brush is also promoted.
しかし、上記特許文献には、このような回転を止める技術について明記されてはいなかった。 However, the above-mentioned patent document did not specify a technique for stopping such rotation.
このような電動機の無負荷状態による回転持続を止める方法としては、例えば電機子に短絡電流を発生させ、その磁界で回転を止める制御、いわゆるモータ(短絡)ブレーキ制御が知られている。しかし、電機子に短絡電流を流すことで、電動機が発熱したり、高電圧が発生したりするため、上記制御ができない場合があった。 As a method for stopping the rotation of the motor due to no load, for example, a control in which a short-circuit current is generated in the armature and the rotation is stopped by the magnetic field, so-called motor (short-circuit) brake control is known. However, when the short-circuit current is passed through the armature, the motor generates heat or a high voltage is generated, and thus the above control may not be possible.
また、クラッチが締結状態から非締結状態になった後、従駆動輪への駆動力要求によって再度クラッチを締結する場合に、クラッチの電動機側と従駆動輪側との間に大きな回転数差があると、電動機を空転させることでクラッチの電動機側と従駆動輪側との回転数を同期させる必要がある。しかし、クラッチが開放されて無負荷状態で電動機を空転させている状態で電動機の回転数を制御することは極めて困難であり、同期回転数の収束に多くの時間を必要としていた。このため、電動機の駆動運転領域を広くすることが困難になるといった問題があった。 In addition, when the clutch is reengaged after the clutch is changed from the engaged state to the non-engaged state due to a request for driving force to the driven wheels, there is a large difference in rotational speed between the motor side and the driven wheel side of the clutch. If it exists, it is necessary to synchronize the rotation speed of the motor side of a clutch and the driven wheel side by idling an electric motor. However, it is extremely difficult to control the rotational speed of the motor while the clutch is disengaged and the motor is idling in a no-load state, and much time is required for convergence of the synchronous rotational speed. For this reason, there has been a problem that it is difficult to widen the driving operation region of the electric motor.
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車輪を選択的に駆動する電動機の回転に起因する音や振動を緩和すると共に、電動機の運転駆動領域を拡げた車両制御装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to mitigate noise and vibration caused by rotation of an electric motor that selectively drives a wheel, and to set an operation driving area of the electric motor. The object is to provide an expanded vehicle control device.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、内燃機関で駆動される主駆動輪と、前記内燃機関で駆動される発電機で得られた電力で動作する電動機で駆動される従駆動輪と、締結状態または非締結状態とすることで前記電動機で得られた動力を前記従駆動輪に伝達/遮断制御するクラッチとを備えた4輪駆動車両の走行を制御する車両制御装置において、前記電動機の駆動/停止を制御する電動機制御手段と、前記電動機制御手段で前記電動機の駆動を停止させる制御を開始した後、前記クラッチを締結状態に保持するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a slave drive driven by an electric motor operating with electric power obtained by a main drive wheel driven by an internal combustion engine and a generator driven by the internal combustion engine. In a vehicle control device for controlling traveling of a four-wheel drive vehicle comprising a drive wheel and a clutch that transmits / cuts off the power obtained by the electric motor to the slave drive wheel by being engaged or disengaged. And motor control means for controlling driving / stopping of the electric motor, and clutch control means for holding the clutch in an engaged state after starting control for stopping the driving of the electric motor by the motor control means. And
上記特徴の請求項1に記載の発明によれば、従駆動輪が減速している場合には、電動機が従駆動輪の回転と同期して迅速に回転数を低下させることができる。これにより、電動機の回転に起因する音や振動の発生を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the driven wheel is decelerating, the electric motor can quickly reduce the rotational speed in synchronization with the rotation of the driven wheel. Thereby, generation | occurrence | production of the sound and vibration resulting from rotation of an electric motor can be reduced.
請求項2記載の発明には、請求項1に記載の車両制御装置において、前記クラッチ制御手段は、予め設定された前記電動機の動作要件が満たされた場合に、前記クラッチを締結状態に保持することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first aspect, the clutch control means holds the clutch in an engaged state when a preset operation requirement of the electric motor is satisfied. It is characterized by that.
上記特徴の請求項2に記載の発明によれば、電動機の過熱、高電圧の発生による電動機の劣化や、車両制御装置の動作不良を防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent the motor from overheating, the deterioration of the motor due to the generation of a high voltage, and the malfunction of the vehicle control device.
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の車両制御装置において、前記電動機制御手段は、前記電動機制御手段で前記電動機の駆動を停止させる制御を開始した後、前記電動機が再駆動されるか否かを推定する再駆動推定手段を備え、前記クラッチ制御手段は、前記再駆動推定手段で前記電動機が再駆動されるものと推定された場合には、前記クラッチを締結状態に保持することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first or second aspect, the electric motor control unit restarts the electric motor after the electric motor control unit starts a control for stopping the driving of the electric motor by the electric motor control unit. Re-estimating means for estimating whether or not the motor is re-established, and the clutch control means holds the clutch in an engaged state when the re-driving estimating means estimates that the motor is re-driven. It is characterized by doing.
上記特徴の請求項3に記載の発明によれば、電動機の再駆動が推定された場合には、クラッチを締結して電動機の回転数と従駆動輪の回転数とを合わせる制御が不要となる。これにより、車両を迅速に4輪駆動状態に移行することができる。 According to the third aspect of the present invention, when it is estimated that the electric motor is re-driven, it is not necessary to control the clutch to engage the motor and the rotational speed of the driven wheel. . As a result, the vehicle can be quickly shifted to the four-wheel drive state.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best embodiment for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係る車両制御装置を搭載した四輪駆動車の構成を示す図である。図1において、4輪駆動車100における車体10の前部側には第一の車軸となる前輪車軸13が回転可能に軸支されている。前輪車軸13の両端には前輪11,12が取り付けられている。前輪車軸13の中央部には、差動式の動力伝達機構である前輪側デファレンシャルギヤ23が設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a four-wheel drive vehicle equipped with a vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a
前輪11,12は、内燃機関であるエンジン20の回転動力が、トルクコンバータ21と変速機機構22とを備えてなる自動変速機により変速されて前輪側デファレンシャルギヤ23に伝達され、前輪側デファレンシャルギヤ23から前輪車軸13に伝達されることにより、車両の走行範囲全域において駆動される。
In the
すなわち、エンジン20、トルクコンバータ21と変速機機構22とを備えてなる自動変速機及び前輪側デファレンシャルギヤ23から構成された動力系は、いわゆる前輪駆動車と同じ構成であり、主駆動系を構成している。なお、自動変速機は多段或いは無段のどちらのものを用いてもよい。
That is, the power system including the automatic transmission including the
車体10の後部側には第二の車軸となる後輪車軸16が回転可能に軸支されている。後輪車軸16の両端には後輪14,15が取り付けられている。後輪車軸16の中央部には、差動式の動力伝達機構である後輪側デファレンシャルギヤ35が設けられている。
A
後輪14,15は、電動機30の回転動力が減速機33により減速されて、電磁クラッチ34を介して後輪側デファレンシャルギヤ35に伝達され、後輪側デファレンシャルギヤ35から後輪車軸16に伝達されることにより、車両走行の一部分、例えば車両の発進時から前輪11,12の駆動のみ(エンジン20の駆動のみ)による走行速度に達するまでの間において駆動される。また、後輪14,15は、前輪11,12にスリップが発生した場合にも駆動されるようになっている。すなわち、電動機30,減速機33,電磁クラッチ34及び後輪側デファレンシャルギヤ35から構成された動力系は従駆動系を構成している。なお、減速機33及び電磁クラッチ34は、後輪側デファレンシャルギヤ35と一体に設けられていてもよい。
In the
エンジン20には、電動機30で消費する電力を専ら生成する駆動専用発電機31が機械的に連結されている。エンジン20の回転動力を受けて作動し、車両の運転状態に応じた電力を発生する。駆動専用発電機31はエンジン20と共にエンジンルーム内に配置されている。駆動専用発電機31は、エンジン20のプーリ24と駆動専用発電機31のプーリ32との間に1本のプーリベルト25が掛架されることにより、エンジン20に機械的に連結され、エンジン20の動力を受けることができる。
The
本実施例では、電動機30の駆動電源として駆動専用発電機31を備えているので、電動機30を駆動するための専用の大容量バッテリを搭載することがなく、その分、車載スペースを有効活用できる。換言すれば、電動機30の駆動専用バッテリの車載スペースを不要にできる。しかも、本実施例では、従来の機械式4輪駆動車(エンジンによって前後輪を駆動する方式の車両)と比べて、プロペラシャフトなどの大掛かりかつ高価な装置が不要になるので、従駆動輪(本実施例では後輪)の動力系を簡単にかつ安価に構成できる。
In the present embodiment, since the drive-dedicated generator 31 is provided as a drive power source for the
電動機30は、例えば界磁巻線型の交流電動機で構成され、車両の後部座席からトランクルームに至る床下の狭いスペースに設置され、かつ後輪側デファレンシャルギヤ35近傍に配置されている。なお、本実施例では、電動機30として界磁巻線型の交流電動機を用いた場合を例に挙げて説明する。なお、電動機30としては、固定子(界磁)に界磁巻線を備えた直流機を用いてもよい。
The
交流電動機を用いた場合には、交流電動機を駆動するためのインバータ装置(直流電力を交流電力に変換する変換器)が設けられ、駆動専用発電機31から出力された直流電力は、交流電動機とインバータ装置とを備えた電動機ユニットに直接供給され、インバータ装置の入力側(直流側)に直接入力される。この電動機を用いることにより、直流電動機よりも大きい駆動力を出力できる。また、直流電動機よりも高い回転数の出力を出力でき、直流電動機の時よりも大きい走行速度まで後輪を駆動できる。 When an AC motor is used, an inverter device (converter that converts DC power into AC power) is provided for driving the AC motor, and the DC power output from the drive generator 31 is the same as that of the AC motor. It is directly supplied to an electric motor unit equipped with an inverter device, and is directly input to the input side (DC side) of the inverter device. By using this electric motor, a driving force larger than that of the DC electric motor can be output. Moreover, the output of the rotation speed higher than a direct current motor can be output, and a rear wheel can be driven to the traveling speed larger than the time of a direct current motor.
4輪駆動車100の内部には、4輪駆動制御装置50、エンジン制御装置51、変速機制御装置52、アンチロックブレーキシステム制御装置53を含む複数の車載制御装置が設けられている。複数の車載制御装置は、図示省略された車内通信網によって電気的に接続されており、各制御装置が所有する情報を信号伝送によってお互いに共有することが可能に構成されている。
Inside the four-
エンジン制御装置51は、エンジン20に搭載された絞り弁や燃料噴射弁などのエンジン機器の作動を制御してエンジン20から出力される動力を制御するためのものである。変速機制御装置52は、自動変速機の変速機機構22の作動を制御して自動変速機から前輪側デファレンシャルギヤ23に伝達される動力を制御するためのものである。アンチロックブレーキシステム制御装置53は、前輪11,12及び後輪14,15のブレーキ力を制御して、ブレーキペダルの強い踏み込みによる各車輪のロックを回避するアンチロックブレーキシステム(図示省略)の作動を制御するためのものである。
The
4輪駆動制御装置50は、駆動専用発電機31の電圧調整器の作動を制御してバッテリ或いは車載電装用発電機40若しくは自己発電の発電電流の一部から駆動専用発電機31の界磁巻線に供給される界磁電流を制御し、車載電装用発電機40から出力される電力を制御するための機能と、Hブリッジ回路又はハーフブリッジ回路の作動を制御してバッテリ或いは車載電装用発電機40から電動機30の界磁巻線に供給される界磁電流を制御するための機能と、電圧調整器の作動を制御してバッテリ或いは車載電装用発電機40から励磁コイルに供給される励磁電流を制御し、電磁クラッチ34の締結状態(完全締結,すべり締結,切離(開放))を制御するための機能とを備えている。
The four-wheel
さらに、4輪駆動制御装置50には、車両に対する運転者の要求値であるアクセル開度信号がエンジン制御装置51から、シフトレバーの位置を示すA/Tシフト信号が変速機制御装置52から、前輪11,12及び後輪14,15の各車輪速度値を示す車輪速信号がアンチロックブレーキシステム制御装置53からそれぞれ入力されている。4輪駆動制御装置50は、これらの入力信号に基づいて駆動専用発電機31、電動機30及び電磁クラッチ34の各制御対象の制御に必要な制御値を演算し、各制御対象に対して対応する制御値(制御信号)出力する。制御値演算では、制御対象に対する演算の他に、入力信号に基づいて、後述する回転している電動機30にモータブレーキ制御の可否判断、ならびに電動機駆動終了後に再度駆動する可能性があるか否かの推定判断も行っている。
Further, in the four-wheel
次に、図2のフローチャートを参照して、電動機30を駆動制御する際の手順について説明する。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 2, a procedure for driving and controlling the
図2において、先ず4輪駆動制御装置50への入力信号に基づいて、電動機30の駆動判断を行い、電動機駆動要求を行う(ステップS101)。電動機30の駆動判断は、例えばアンチロックブレーキシステム制御装置53から前輪11,12及び後輪14,15の各車輪速度値を示す車輪速信号を入力し、その車輪速信号に基づいて前輪側車輪速度が後輪側車輪速度より大きく、かつ前輪がスリップしているものと判断した場合に、後輪に駆動力を与えるために電動機30を駆動すると判断する。
In FIG. 2, first, based on the input signal to the four-wheel
もしくは、エンジン制御装置51から車両に対する運転者の要求値であるアクセル開度信号を入力し、そのアクセル開度信号に基づいて運転者の要求する発進あるいは加速要求時に、発進、加速安定性(前輪駆動力アップにより、発生する可能性のあるスリップを抑制しながら発進、加速を行う)を上げるために、電動機30を駆動すると判断する。
Alternatively, an accelerator opening signal, which is a driver's request value for the vehicle, is input from the
電動機30の駆動が要求されると、4輪駆動制御装置50に含まれる電動機制御手段が、電動機30の駆動を開始する。
When driving of the
次に、4輪駆動制御装置50は、電動機30の回転数が電磁クラッチ34で後輪14,15の回転数と同期(ほぼ同一回転又は一定時間後にほぼ同一回転に収束する)しているか否かを判断する(ステップS102)。この時に、電動機回転数センサが電動機30に取付けられている場合には、電動機30と電磁クラッチ34との間にある減速機33の減速比を考慮し、電磁クラッチ34の電動機側回転数を算出する。
Next, the four-wheel
先のステップS102の判断の結果、同期していないものと判断した場合には、4輪駆動制御装置50の電動機制御手段は、電磁クラッチ34の電動機側回転数をその従駆動輪側回転数に同期させるべく、電動機30を駆動(電動機再接続制御)する(ステップS103)。この時に、電動機30には負荷が無く、従駆動輪側回転数に対して先のステップS102の判断処理を繰り返しながら、上下する回転数の幅を収束させながら電動機30の回転駆動を制御する。
As a result of the determination in the previous step S102, when it is determined that they are not synchronized, the motor control means of the four-wheel
一方、判断の結果、同期しているものと判断した場合には、電磁クラッチ34が開放であれば、4輪駆動制御装置50に含まれるクラッチ制御手段は電磁クラッチ34を締結する。さらに、4輪駆動制御装置50の電動機制御手段は、電動機30を駆動する(ステップS103)。
On the other hand, if it is determined as a result of the determination that the
次に、4輪駆動制御装置50への入力信号に基づいて、電動機30の駆動停止を判断する(ステップS104)。電動機30の駆動停止判断は、例えばアンチロックブレーキシステム制御装置53から与えられる車輪速信号に基づいて、前輪側車輪速度と後輪側車輪速度が等しいと判断した場合、すなわち前輪11,12がスリップしていないものと判断した場合には、後輪14,15に駆動力を与える必要がないため、電動機30の駆動を停止すると判断する。また、エンジン制御装置51から与えられるアクセル開度信号に基づいて、運転者が発進もしくは加速を止めた(アクセルをオフした)と判断した場合には、電動機30の駆動を停止すると判断する。
Next, based on the input signal to the four-wheel
判断の結果、電動機30の駆動を停止すると判断した場合には、続いて電動機30の制御範囲を判断する(ステップS105) 。この電動機30の制御範囲の判断は、これ以降の制御において、電動機30の許容回転数の範囲内で制御が可能であるか否か、電動機30、駆動専用発電機31ならびに4輪駆動制御装置50が高電圧や高温度にならずに制御することが可能であるか否かを判断する。
As a result of the determination, when it is determined that the driving of the
電動機30の許容回転数の範囲内で制御できるか否かの判断は、例えばアンチロックブレーキシステム制御装置53から与えられる車輪速信号に基づいて車輪加速度を算出し、得られた車輪加速度に基づいて、予め設定された所定時間が経過するまでの間電動機30が許容回転数以下で制御できるか否かを推定して行われる。この所定時間は、このステップS106以降に選択的に実行されるステップS107〜ステップS111の処理を実行した後再びこのステップS106の処理に戻る処理時間に、電動機30の駆動を停止する際の電動機停止処理における制御遅れ時間を加えた時間として設定される。また、電磁クラッチ34が締結している場合には、後輪側デファレンシャルギヤ35のギヤ比を考慮して、車輪加速度に基づいて電動機30の回転加速度を推定し、この回転加速度に基づいて同様の制御ができるか否かを推定する。
The determination as to whether or not the
一方、電動機30、駆動専用発電機31ならびに4輪駆動制御装置50が予め設定された許容値以上の高電圧にならずに制御することが可能であるか否かの判断は、例えば先ず電動機30に取り付けられた回転数センサ(図示せず)から与えられる電動機30の回転数と、界磁電流センサ(図示せず)から与えられる界磁電流とに基づいて、電動機30の界磁量と電動機30の回転量とに応じて発生する電動機30の誘起電圧を推定する。この後この推定した誘起電圧が、先のステップS106の推定処理の際に用いた所定時間内に、電動機30、駆動専用発電機31もしくは4輪駆動制御装置50が劣化しうる電圧を越えないか否かを判断することで行われる。すなわち、越える場合には高電圧になるものと判断して制御はできないと判断する一方、越えない場合には高電圧にはならないものと判断して制御は可能であると判断する。
On the other hand, the determination as to whether or not the
なお、電動機30の誘起電圧は、電動機30の回転量変動と界磁電流制御の遅れ等による界磁量変動により、電動機30や駆動専用発電機31の劣化しうる電圧を越えるおそれがある。また、4輪駆動制御装置50が電動機30の誘起電圧が発生する部位と電気的に接続されている場合には、その接続部で4輪駆動制御装置50の劣化しうる電圧を越えるおそれがある。
The induced voltage of the
一方、電動機30ならびに駆動専用発電機31が予め設定された許容値以上の高温度にならずに制御することが可能であるか否かの判断は、先のステップS106の推定処理の際に用いた所定時間内に発生する発熱量を推定し、得られた発熱量と現在の温度とに基づいて、所定時間内に許容温度を上回らないか否かを判断して行われる。すなわち、許容温度を上回らなければ電動機ならびに駆動専用発電機31は高温にならないものと推定して制御可能であると判断する一方、上回る場合には高温度になるものと推定して制御はできないものと判断する。
On the other hand, whether or not the
電動機30または駆動専用発電機31の温度は、それぞれに取り付けられた温度センサ(図示せず)で計測され、もしくは電動機30の界磁電流と電機子電流とその流した時間及び電動機30の抵抗値とに基づいて算出される。
The temperature of the
このように、電磁クラッチ34の締結状態を保持するにあたって、上述した要件を満たしているか否かを判断し、満たした場合にのみ締結状態とすることで、電動機30の過熱や高電圧の発生による電動機30の劣化、ならびに4輪駆動制御装置50への悪影響を防止することができる。
As described above, when maintaining the engaged state of the electromagnetic clutch 34, it is determined whether or not the above-described requirements are satisfied, and only when the requirements are satisfied, the engaged state is set, so that the
次に、先のステップS106の判断結果において、電動機30の制御範囲外であると判断された場合には、電動機30を停止するべく一連の処理を実行する。この処理では、従来行われていた動作と同様にして、先ず電磁クラッチ34において電動機30側の加速度と後輪14,15の加速度がほぼ一致(同期)するように電動機30の駆動を制御する(ステップS107)。両者が同期した後、電磁クラッチ34を開放する(ステップS108)。
Next, when it is determined that the result of the previous step S106 is outside the control range of the
その後、モータブレーキ制御が可能であるか否かを判断する(ステップS109)。モータブレーキ制御が可能であるか否かは、例えば電動機30に取り付けられた温度センサで計測された電動機30の温度が、これから実施しようとするするモータブレーキ制御によって発生する電機子電流による発熱に耐えうる耐熱温度以下であるか否かを推定して行われる。
Thereafter, it is determined whether motor brake control is possible (step S109). Whether the motor brake control is possible or not is determined, for example, by the temperature of the
すなわち、電動機30の温度が耐熱温度以下であると推定された場合にはモータブレーキ制御を実行して電動機30を停止する(ステップS110)。一方、電動機30の温度が耐熱温度を越えるものと推定された場合には、この判断処理を継続して行い、モータブレーキ制御が可能になった後モータブレーキ制御を実行して電動機30を停止する(ステップS110)。
That is, when it is estimated that the temperature of the
あるいは、例えば電動機30に取り付けられた回転センサで計測された電動機30の回転数が、これから実施しようとするモータブレーキ制御によって発生する電機子電流や電圧上昇が4輪駆動制御装置50を劣化させるような高電圧、高電流を発生しない回転数以下である否かを推定することで行われる。すなわち、電動機30の回転数が高電圧、高電流を発生させない回転数以下であると推定された場合には、先のステップS110を実行する一方、要件が成立しない場合には成立後ステップS110を実行する。
Alternatively, for example, the number of rotations of the
次に、先のステップS106の判断結果において、電動機30が制御範囲内であると判断された場合には、続いて4輪駆動制御装置50への入力信号に基づいて、電動機30が再駆動されるか否かを推定する(ステップS111)。
Next, if it is determined in step S106 that the
電動機30が再駆動されるか否かの推定は、例えば以下に示す3つの判断処理を行うことで推定する。先ず電動機30の駆動力が不要になった直後か否かを判断する。すなわち、電動機30の駆動停止を判断して駆動停止制御を開始した後、電動機30の駆動要求があるか否かを判断して要求がある場合には電動機30の駆動を再開するまでの一連の処理の応答遅れの時間を考慮し、駆動停止判断(電動機駆動力不要)から上記応答遅れの時間の間は、電動機30が再駆動される可能性が極めて高いものと推定する。
The estimation as to whether or not the
次に、路面状況が低μ(路面摩擦が低い状態)であると判断された場合に、電動機30が再駆動されるものと推定する。例えば先のステップS101で前輪11,12がスリップしていることが検知されて、電動機30の駆動が開始された場合は、路面が例えば凍結して滑りやすくなっている可能性が高く、電動機30の駆動が再要求される可能性が高いものと推定(再駆動推定)できる。このため、アクセルがオフ状態になったり車両が停止する(前輪スリップ発生の可能性が無くなる運転状態)まで、電動機30の再駆動が要求されるものと推定する。なお、外気温を測定し、測定した外気温が凍結可能性を示すしきい値温度よりも低い場合に路面が凍結して滑りやすくなっているものと判断してもよい。
Next, when it is determined that the road surface condition is low μ (the road surface friction is low), it is estimated that the
次に、主駆動輪の前輪11,12がスリップ状態を持続している場合に、電動機30が再駆動されるものと推定する。例えば電動機30の駆動要求判断において前輪11,12のスリップ判断を行う際の前後輪速度差のしきい値が大きく、かつ電動機30の駆動停止判断における上記しきい値が大きい場合に、前後輪速度差が小さく前輪11,12が僅かにスリップ状態を継続しているときには、前後輪速度差が上記しきい値を越えて前輪11,12がスリップ状態にあると判断し、電動機30が再駆動されるものと推定する。すなわち、前後輪速度差が完全0になるまで、電動機30が再駆動されるものと推定する。
Next, when the
次に、先のステップS111で実行した処理の結果に基づいて、電動機30が再駆動されるか否かを判断する(ステップS112)。判断の結果、電動機30が再駆動されるものと判断された場合は、4輪駆動制御装置50に備えられたクラッチ制御手段で電磁クラッチ34の締結状態が継続される(ステップS113)。電磁クラッチ34が締結されている状態では、電動機30は従駆動輪の後輪14,15の負荷となり、後輪14,15に連れ回される。
Next, based on the result of the process executed in the previous step S111, it is determined whether or not the
次に、電動機30が後輪14,15の負荷となって連れ回されている状態にあっては、電磁クラッチ34の電動機30側と後輪14,15側との双方の加速度を近づけるように電動機30を制御する(ステップS114)。これにより、電動機30と後輪14,15との間の機械的な接続部などで発生しうるガタによる振動の発生を抑制することができる。 なお、電動機30の後輪14,15に対する負荷が小さい場合、もしくは上記振動が少ない場合には、この制御を省略してもかまわない。
Next, in a state where the
次に、4輪駆動制御装置50への入力信号に基づいて、電動機30の再駆動要求があるか否かを判断する(ステップS115)。判断の結果、再駆動要求がないものと判断された場合は、先のステップS106に戻り、再び電動機30が制御範囲にあるか否かを判断する。
Next, based on the input signal to the four-wheel
一方、再駆動要求があるものと判断された場合には、先のステップS102に戻り、再び電動機30と後輪14,15との同期を判断する。このときに、それまで電磁クラッチ34は締結状態で電動機30は後輪14,15に連れ回されていたので、電動機30と後輪14,15との回転数はほぼ一致していると速やかに判断される。このため、両者の間で回転数を合わせて同期をとる動作(再接続制御)を行う必要はなくなり、電動機30の駆動力は後輪14,15に速やかに与えられて後輪14,15は駆動状態となり、4輪駆動車100を安定した4輪駆動状態に迅速に移行することが可能となる。
On the other hand, if it is determined that there is a re-drive request, the process returns to the previous step S102, and the synchronization between the
このように電動機30と電磁クラッチ34を制御した際の後輪14,15の車輪速と電動機30の回転数との時間変化を図3に示す。図3において、後輪14,15が電動機30で駆動されて、電動機30の回転数に応じて後輪14,15の車輪速が上昇している状態で、電動機30の駆動力が不要になると、従来では電磁クラッチ34を開放して電動機と後輪を切り離していたので、図3に示すように電動機30は空転して回転数が急激に上昇していた。
FIG. 3 shows temporal changes in the wheel speeds of the
このように、従来のようにクラッチを開放してしまうと、電動機30は負荷を失って回転数が急激に上昇するので、このような状態で再度電動機30の駆動力が必要になると、電動機30の回転数と後輪14,15の回転数と間で同期がとれていないので、図3に示すように電動機30の回転数を増減させながら後輪14,15の回転数に近づけて両者の間で同期をとる再接続制御を行わなければならなくなる。
Thus, if the clutch is released as in the prior art, the
これに対して、この実施例では、上述したように電動機30を制御できる範囲であれば電磁クラッチ34を締結状態とすることで、電動機30と後輪14,15とを概ね同期状態にさせておく。このように、電動機30の駆動力が不要になってもこのような状態とすることで、再度電動機30の駆動力が必要になったときに電動機30の回転数は後輪14,15の車輪速に同期して速やかに上昇する。これにより、電磁クラッチ34の再接続制御は不要となり、電動機30の運転駆動領域を拡げることができる。
On the other hand, in this embodiment, if the
図2に戻って、先のステップS112の判断結果において、電動機30が再駆動されないものと判断した場合には、電動機30の駆動を停止する処理を開始する。先ず4輪駆動制御装置50への入力信号に基づいて、後輪14,15が減速中であるか否かを判断する(ステップS116)。判断の結果、減速中でない場合には、先のステップS107で示す処理を実行して電磁クラッチ34を開放する際の制御を行う。
Returning to FIG. 2, when it is determined that the
一方、後輪14,15が減速中である場合には、電磁クラッチ34の締結状態を継続する(ステップS117)。これにより、電動機30を後輪14,15の負荷として後輪14,15に連れ回させ、電動機30の回転を減速させる。これにより、後輪14,15の減速とともに電動機30の回転数も低下して電動機30の回転を止めることができる。
On the other hand, when the
このような手法を採用することで、図4に示すように、電動機30の駆動力が不要であると判断されると同時に電磁クラッチ34を開放する従来の手法に比べて、電動機30の回転を迅速に停止させることができ、電動機30の回転に起因する音や振動を抑制することができる。これは、先に説明したモータブレーキ制御を行えない場合に有効である。
By adopting such a method, as shown in FIG. 4, it is determined that the driving force of the
図2に戻って、その後、電磁クラッチ34を開放した際に電動機30の回転数が過回転とならない回転数まで低下したか否かを判断することで、電磁クラッチ34を開放するか否かを判断する(ステップS118)。
Returning to FIG. 2, it is determined whether or not the
判断の結果、電動機30の回転数が十分に低下して電磁クラッチ34を開放しても電動機30が過回転とはならないと判断した場合には、先のステップS108で示す処理を実行して電磁クラッチ34を開放する。一方、電動機30の回転数が十分に低下しておらず、この状態で電磁クラッチ34を開放すると電動機30が過回転するおそれがあると判断した場合には、先のステップS116で示す処理に戻り、電磁クラッチ34を締結した状態で電動機30の回転数を低下させる。
As a result of the determination, if it is determined that the
10…車体
11,12…前輪
13…前輪車軸
14,15…後輪
16…後輪車軸
20…エンジン
21…トルクコンバータ
22…変速機機構
23…前輪側デファレンシャルギヤ
24,32…プーリ
25…プーリベルト
30…電動機
31…駆動専用発電機
33…減速機
34…電磁クラッチ
35…後輪側デファレンシャルギヤ
40…車載電装用発電機
50…4輪駆動制御装置
51…エンジン制御装置
52…変速機制御装置
53…アンチロックブレーキシステム制御装置
100…4輪駆動車
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記内燃機関で駆動される発電機で得られた電力で動作する電動機で駆動される従駆動輪と、
締結状態または非締結状態とすることで前記電動機で得られた動力を前記従駆動輪に伝達/遮断制御するクラッチと
を備えた4輪駆動車両の走行を制御する車両制御装置において、
前記電動機の駆動/停止を制御する電動機制御手段と、
前記電動機制御手段で前記電動機の駆動を停止させる制御を開始した後、前記クラッチを締結状態に保持するクラッチ制御手段と
を有することを特徴とする車両制御装置。 Main drive wheels driven by an internal combustion engine;
A driven wheel driven by an electric motor that operates with electric power obtained by a generator driven by the internal combustion engine;
In a vehicle control device that controls the traveling of a four-wheel drive vehicle including a clutch that transmits / cuts off the power obtained by the electric motor to the slave drive wheels by being in a fastened state or a non-fastened state,
Motor control means for controlling driving / stopping of the motor;
A vehicle control apparatus comprising: clutch control means for holding the clutch in an engaged state after starting control for stopping driving of the motor by the motor control means.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 The vehicle control device according to claim 1, wherein the clutch control means holds the clutch in an engaged state when a preset operation requirement of the electric motor is satisfied.
前記クラッチ制御手段は、前記再駆動推定手段で前記電動機が再駆動されるものと推定された場合には、前記クラッチを締結状態に保持する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御装置。 The electric motor control means includes a redrive estimation means for estimating whether the electric motor is redriven after starting control for stopping the driving of the electric motor by the electric motor control means,
3. The vehicle according to claim 1, wherein the clutch control unit holds the clutch in an engaged state when the redrive estimation unit estimates that the electric motor is redriven. Control device.
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