JP2008126864A - Controller for motor-driven vehicle and motor-driven vehicle - Google Patents

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恵介 河合
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for a motor-driven vehicle for predicting slip of a front wheel in advance, and for controlling the vehicle to stabilize behavior of the vehicle before the slip occurs. <P>SOLUTION: The controller is used for the motor-driven vehicle which is provided with: a transmission 16 for transmitting the driving force of an engine 2 to front wheels 1R and 1L; a power generator 7 to be driven by the engine 2; and a motor 4 supplied with power generated by the power generator and for driving rear wheels 3R and 3L, and which travels either by two-wheel-drive or four-wheel-drive. The controller is provided with: an ATC/U 14 for controlling the transmission 16 to switch a gear ratio in transmitting the driving force from the engine 2 to the front wheels 1R and 1L; and a 4WD controller 8 for supplying the power generated by the power generator 7 to the motor 4 and outputting torque when the ATC/U 14 starts shift-down. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ駆動車両用制御装置及びモータ駆動車両にかかり、特に、二輪駆動走行と四輪駆動走行とを切替えて走行可能なモータ駆動車両用の制御装置及びこの制御装置を備えたモータ駆動車両に関する。   The present invention relates to a motor-driven vehicle control device and a motor-driven vehicle, and more particularly to a motor-driven vehicle control device capable of switching between two-wheel drive traveling and four-wheel drive traveling and a motor drive equipped with the control device. Regarding vehicles.

現在、エンジンによって発電機を回転させて電力を発生させ、発生した電力を直接モータに供給することによって四輪駆動走行するモータ駆動車両がある。このようなモータ駆動車両には、二輪駆動、四輪駆動を必要に応じて切替えながら走行するものがある。二輪駆動と四輪駆動との切替えが可能なモータ駆動車両の従来技術としては、例えば、特許文献1が挙げられる。   Currently, there is a motor-driven vehicle that travels on four wheels by generating electric power by rotating a generator with an engine and supplying the generated electric power directly to a motor. Some of these motor-driven vehicles travel while switching between two-wheel drive and four-wheel drive as necessary. As a prior art of a motor-driven vehicle capable of switching between two-wheel drive and four-wheel drive, for example, Patent Document 1 is cited.

特許文献1に記載された従来技術は、前輪の加速スリップを検出し、このスリップ量に応じたトルクを出力するよう発電機を制御している。このような特許文献1によれば、前輪にスリップが発生した場合に車両が自動的に四輪駆動走行に切替えられ、後輪にトルクが発生して車両姿勢が不安定になることを防ぐことができる。
特開2004−215499号公報
The prior art described in Patent Document 1 detects the acceleration slip of the front wheel and controls the generator so as to output a torque corresponding to the slip amount. According to Patent Document 1 described above, when a slip occurs on the front wheel, the vehicle is automatically switched to four-wheel drive traveling, and torque is generated on the rear wheel to prevent the vehicle posture from becoming unstable. Can do.
JP 2004-215499 A

しかしながら、上記した特許文献1の発明は、前輪が実際にスリップしたことが検出されてから発電機を制御するため、発電機の制御から後輪トルクの出力までの時間車両の挙動が不安定になることを避けることはできない。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、前輪のスリップ(空転)を予め予測し、スリップが生じる前に車両の挙動を安定させるよう制御するモータ駆動車両用制御装置及びこの制御装置を備えたモータ駆動車両を提供することを目的とする。
However, since the invention of Patent Document 1 controls the generator after it is detected that the front wheel actually slips, the behavior of the vehicle during the time from the control of the generator to the output of the rear wheel torque becomes unstable. It cannot be avoided.
The present invention has been made in view of the above points, and predicts a slip (idling) of a front wheel in advance, and controls a motor-driven vehicle control device that controls to stabilize the behavior of the vehicle before the slip occurs, and It aims at providing the motor drive vehicle provided with this control device.

以上の課題を解決するため、本発明のモータ駆動車両用制御装置は、内燃機関の駆動力を主駆動輪に伝達する変速機、前記内燃機関によって駆動される発電機、当該発電機が発生した電力が供給されて従駆動輪を駆動するモータを備え、前記主駆動輪のみを駆動する二輪駆動、前記主駆動輪と共に前記従駆動輪を駆動する四輪駆動のいずれかによって走行するモータ駆動車両用の制御装置であって、前記変速機を制御し、前記内燃機関から前記主駆動輪に駆動力を伝達するに際しての変速比を切替える変速比制御手段と、前記変速比制御手段によるシフトダウン開始に連動し、前記発電機によって発生された電力を前記モータに供給させてトルクを出力させるモータトルク制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a motor-driven vehicle control device according to the present invention includes a transmission that transmits a driving force of an internal combustion engine to main drive wheels, a generator driven by the internal combustion engine, and the generator A motor-driven vehicle that includes a motor that is driven by electric power and drives the driven wheels and that travels by either two-wheel drive that drives only the main drive wheels or four-wheel drive that drives the slave drive wheels together with the main drive wheels And a gear ratio control means for controlling the transmission and switching a gear ratio when the driving force is transmitted from the internal combustion engine to the main drive wheel, and a shift down start by the gear ratio control means And motor torque control means for supplying the electric power generated by the generator to the motor and outputting torque.

このため、シフトダウンの開始に連動し、発電機7によって発生された電力をモータ4に供給させ、トルクを出力させることができる。このような本発明によれば、シフトダウンによってエンジン回転数が上昇し、前輪に過剰なトルクが発生する以前にモータ4に電力を供給することができる。したがって、前輪のスリップが発生する以前に後輪にトルクを発生させ、車両のスリップが一時的にせよ発生することを防ぐことができる。   For this reason, in conjunction with the start of downshifting, the electric power generated by the generator 7 can be supplied to the motor 4 to output torque. According to the present invention as described above, electric power can be supplied to the motor 4 before the engine speed increases due to the downshift and excessive torque is generated in the front wheels. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of slipping of the vehicle temporarily by generating torque on the rear wheel before the front wheel slips.

本発明は、前輪のスリップを予め予測し、スリップが生じる前に車両の挙動を安定させるよう制御することができる。   According to the present invention, it is possible to predict the slip of the front wheel in advance and control the vehicle behavior to be stabilized before the slip occurs.

以下、図を参照して本発明にかかるモータ駆動車両用制御装置及びモータ駆動車両の実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態のモータ駆動車両用制御装置(以下、単に制御装置とも記す)及び、この制御装置を備えたモータ駆動車両を示した図である。図示したように、本実施形態のモータ駆動車両は、エンジン2の駆動力を主駆動輪に伝達するトランスミッション16と、主駆動輪を駆動するエンジン2と、エンジン2によって駆動される発電機7と、発電機7が発生した電力が供給されて従駆動輪を駆動するモータ4とを備えている。本実施形態では、主駆動輪が前輪1L、1Rであって、従駆動輪が後輪3L、3Rである。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a motor-driven vehicle control device and a motor-driven vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a motor-driven vehicle control device (hereinafter also simply referred to as a control device) and a motor-driven vehicle including the control device according to an embodiment of the present invention. As illustrated, the motor-driven vehicle of the present embodiment includes a transmission 16 that transmits the driving force of the engine 2 to main driving wheels, an engine 2 that drives the main driving wheels, and a generator 7 that is driven by the engine 2. And a motor 4 that is driven by the power generated by the generator 7 and that drives the driven wheels. In the present embodiment, the main drive wheels are the front wheels 1L and 1R, and the slave drive wheels are the rear wheels 3L and 3R.

モータ駆動車両は、前輪1L、1Rのみを駆動する二輪駆動、前輪1L、1Rと共に後輪3L、3Rを駆動する四輪駆動のいずれかによって走行可能である。そして、トランスミッション16を制御し、エンジン2から前輪1L、1Rに駆動力を伝達するに際しての変速比を切替えるオートマコントロールユニット(ATC/U)14、ATC/U14によるシフトダウン開始に連動し、発電機7によって発生された電力をモータ4に供給させてトルクを出力させる4WDコントローラ8を備えている。   The motor-driven vehicle can travel by either two-wheel drive that drives only the front wheels 1L and 1R, or four-wheel drive that drives the rear wheels 3L and 3R together with the front wheels 1L and 1R. Then, the transmission 16 is controlled and an automatic control unit (ATC / U) 14 for switching the transmission gear ratio when the driving force is transmitted from the engine 2 to the front wheels 1L, 1R is linked to the start of downshifting by the ATC / U14. 7 includes a 4WD controller 8 that supplies electric power generated by the motor 7 to the motor 4 to output torque.

以上の構成において、ATC/U14は変速比制御手段として機能する。また、ATC/U14及び4WDコントローラ8は、モータトルク制御手段として機能する。
4WDコントローラ8は、車両の四輪駆動走行にかかる構成を統括的に制御する制御装置でもある。また、モータ駆動車両は、制御装置として、ATC/U14の他、4WDコントローラ8の他、トラクションコントロールシステム(TCS)15を備えている。
In the above configuration, the ATC / U 14 functions as a gear ratio control unit. The ATC / U 14 and 4WD controller 8 function as motor torque control means.
The 4WD controller 8 is also a control device that comprehensively controls the configuration related to the four-wheel drive traveling of the vehicle. The motor-driven vehicle includes a traction control system (TCS) 15 in addition to the ATC / U 14 and the 4WD controller 8 as a control device.

なお、本実施形態は、トランスミッション16を大きさの異なる複数のギアを組み合わせた構成とし、シフトダウンをより径の小さいギアへ切替えることによって実行している。ただし、本実施形態は、ギアの切替えによってシフトチェンジする構成に限定されるものでなく、ギアを使わずベルトやチェーンとプーリを利用した無段階自動変速機等にも適用することができる。   In the present embodiment, the transmission 16 is configured by combining a plurality of gears having different sizes, and the shift down is performed by switching to a gear having a smaller diameter. However, the present embodiment is not limited to a configuration in which a shift change is performed by switching gears, and can also be applied to a continuously variable automatic transmission using a belt, a chain, and a pulley without using a gear.

前輪1L、1R、後輪3L、3Rには、車輪速センサ27FL、27FR、27RL、27RRが設けられている。各車輪速センサ27FL、27FR、27RL、27RRは、対応する前輪1L、1R、後輪3L、3Rの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として4WDコントローラ8に出力している。
4WDコントローラ8は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、各車輪速度センサ27FL〜27RRで検出される車輪速度信号、発電電圧センサ10及び電流センサの出力信号、モータ4に連結されたレゾルバの出力信号及びアクセルペダル(不図示)の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力されている。
Wheel speed sensors 27FL, 27FR, 27RL, and 27RR are provided on the front wheels 1L and 1R and the rear wheels 3L and 3R. Each wheel speed sensor 27FL, 27FR, 27RL, 27RR outputs a pulse signal corresponding to the rotational speed of the corresponding front wheel 1L, 1R, rear wheel 3L, 3R to the 4WD controller 8 as a wheel speed detection value.
The 4WD controller 8 includes an arithmetic processing unit such as a microcomputer, and is connected to the wheel speed signals detected by the wheel speed sensors 27FL to 27RR, the output signals of the power generation voltage sensor 10 and the current sensor, and the motor 4. The output signal of the resolver and the accelerator opening corresponding to the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) are input.

また、ATC/U14は、アクセル開度信号や、運転者の操作によるシフトの切替え(シフトアップ、シフトダウン)信号を入力し、4WDコントローラ8に通知する。この通知は、CAN通信等の送受信によって実行される。4WDコントローラ8は、受信した信号に基づいて、ATC/U14を介してトランスミッション16に制御信号を送信し、ギアの切替えを実行させている。   Further, the ATC / U 14 inputs an accelerator opening signal and a shift switching (shift-up / shift-down) signal by a driver's operation, and notifies the 4WD controller 8 of the signal. This notification is executed by transmission / reception such as CAN communication. The 4WD controller 8 transmits a control signal to the transmission 16 via the ATC / U 14 based on the received signal, and executes gear switching.

また、4WDコントローラ8は、切替えの開始に連動してモータ4にトルクを出力させるよう、発電機7を制御する。4WDコントローラ8は発電機7の図示しない界磁コイルに電流を供給し、発電機7は、4WDコントローラ8の制御によって発電する。発電された電力がモータ4に供給され、モータ4は、図示しない界磁コイルによって形成される磁界中で回転してトルクを出力する。   The 4WD controller 8 controls the generator 7 so that the motor 4 outputs torque in conjunction with the start of switching. The 4WD controller 8 supplies current to a field coil (not shown) of the generator 7, and the generator 7 generates power under the control of the 4WD controller 8. The generated electric power is supplied to the motor 4, and the motor 4 rotates in a magnetic field formed by a field coil (not shown) and outputs torque.

上記した構成において、エンジン2の吸気管路には、図示しないメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度を調整制御するバルブである。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、アクチュエータのステップ数に応じた回転角によって開度が調整制御されるバルブである。   In the above-described configuration, a main throttle valve and a sub throttle valve (not shown) are interposed in the intake pipe of the engine 2. The main throttle valve is a valve that adjusts and controls the throttle opening according to the amount of depression of the accelerator pedal. The sub-throttle valve is a valve that uses a step motor or the like as an actuator and whose opening is adjusted and controlled by a rotation angle corresponding to the number of steps of the actuator.

サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下に調整することにより、エンジンの出力トルクを運転者のアクセルペダルの操作とは独立して減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度を調整することによってエンジン2による前輪1L、1Rの加速スリップを抑制する駆動力を制御することができる。
エンジン2の出力トルクTeは、トランスミッション16及びデファレンスギヤ5を通じて左右前輪1L、1R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。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Ngで回転する。発電機7は、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発電をする。
By adjusting the throttle opening of the sub-throttle valve to be less than or equal to the opening of the main throttle valve, the engine output torque can be reduced independently of the driver's operation of the accelerator pedal. That is, the driving force for suppressing the acceleration slip of the front wheels 1L, 1R by the engine 2 can be controlled by adjusting the opening of the sub-throttle valve.
The output torque Te of the engine 2 is transmitted to the left and right front wheels 1L and 1R through the transmission 16 and the reference gear 5. A part of the output torque Te of the engine 2 is transmitted to the generator 7 through the endless belt 6. The generator 7 rotates at a rotational speed Ng obtained by multiplying the rotational speed Ne of the engine 2 by the pulley ratio. The generator 7 becomes a load on the engine 2 in accordance with the field current Ifg adjusted by the 4WD controller 8, and generates power in accordance with the load torque.

発電機7の発電電力の大きさは、回転数Ngと界磁電流Ifgとの大きさにより決定される。なお、発電機7の回転数Ngは、エンジン2の回転数Neからプーリ比に基づき演算することができる。
発電機7が発電した電力は、インバータ9を介してモータ4に供給可能となっている。モータ4の駆動軸は、減速機11及びクラッチ12を介して後輪3L、3Rに接続可能となっている。なお、本実施形態のモータ4は交流モータである。また、図中の符号13はデファレンスギヤを示す。
The magnitude of the power generated by the generator 7 is determined by the magnitudes of the rotational speed Ng and the field current Ifg. The rotational speed Ng of the generator 7 can be calculated from the rotational speed Ne of the engine 2 based on the pulley ratio.
The electric power generated by the generator 7 can be supplied to the motor 4 via the inverter 9. The drive shaft of the motor 4 can be connected to the rear wheels 3L and 3R via the speed reducer 11 and the clutch 12. In addition, the motor 4 of this embodiment is an AC motor. Moreover, the code | symbol 13 in a figure shows a difference gear.

モータ駆動車両には、インバータ9と発電機7とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態で、発電機7から図示しない整流器を介して供給された直流の電力は、インバータ9内で三相交流に変換されてモータ4を駆動する。
また、本実施形態のモータ駆動車両には、発電電圧を検出する発電機電圧センサ10と、インバータ9の入力電流である発電電流を検出する不図示の発電機電流センサとが設けられ、これらの検出信号は4WDコントローラ8に出力される。4WDコントローラ8は、発電機電圧センサ10によって検出された電圧値の正常、異常を判定して発電機7やモータ4を制御する。また、モータ4の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ4の磁極位置信号θを出力している。
The motor-driven vehicle is provided with a relay that connects and disconnects the inverter 9 and the generator 7. In a state where this relay is connected, DC power supplied from the generator 7 via a rectifier (not shown) is converted into three-phase AC in the inverter 9 to drive the motor 4.
The motor-driven vehicle according to the present embodiment is provided with a generator voltage sensor 10 that detects a generated voltage and a generator current sensor (not shown) that detects a generated current that is an input current of the inverter 9. The detection signal is output to the 4WD controller 8. The 4WD controller 8 controls the generator 7 and the motor 4 by determining whether the voltage value detected by the generator voltage sensor 10 is normal or abnormal. Further, a resolver is connected to the drive shaft of the motor 4, and the magnetic pole position signal θ of the motor 4 is output.

クラッチ12は、例えば湿式多板クラッチであって、4WDコントローラ8からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、クラッチ12は、湿式多板クラッチ、パウダークラッチ、ポンプ式クラッチでのいずれであってもよい。
ここで、4WDコントローラ8の通常時の動作について簡単に説明する。4WDコントローラ8は、4輪の車輪速度信号に基づいて算出される前輪1L、1Rと後輪3L、3Rとの速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ttを算出する。算出されたモータトルク指令値Ttは、さらに、後輪速Vrl,Vrr、車速Vに基づく公知の後輪トラクションコントロール制御により、最終的なモータ4のトルク指令値Ttとなって出力される。
The clutch 12 is, for example, a wet multi-plate clutch, and performs engagement and disengagement according to a command from the 4WD controller 8. The clutch 12 may be any of a wet multi-plate clutch, a powder clutch, and a pump type clutch.
Here, the normal operation of the 4WD controller 8 will be briefly described. The 4WD controller 8 calculates the motor torque command value Tt from the speed difference between the front wheels 1L, 1R and the rear wheels 3L, 3R calculated based on the wheel speed signals of the four wheels and the accelerator pedal opening signal. The calculated motor torque command value Tt is output as the final torque command value Tt of the motor 4 by the known rear wheel traction control control based on the rear wheel speeds Vrl and Vrr and the vehicle speed V.

また、4WDコントローラ8は、トルク指令値Ttとモータ回転速度Vmとから、公知のベクトル制御を行う。そして、インバータ9に3相パワー素子のスイッチング制御信号を出力して3相交流電流を制御することにより、モータ4を制御する。そして、クラッチ12の状態を制御し、4輪駆動状態と判定している間はクラッチ12を接続状態にする。
さらに、4WDコントローラ8は、発電機7の界磁電流Ifgを制御することによって発電機7の発電量を制御する。すなわち、4WDコントローラ8は、前記したトルク指令値Ttとモータ回転速度Vmとに基づいて、次式を使ってモータ4に必要な電力Pmを算出する。
Pm=Tt×Vm ………(1)
The 4WD controller 8 performs known vector control from the torque command value Tt and the motor rotation speed Vm. And the motor 4 is controlled by outputting the switching control signal of a three-phase power element to the inverter 9 and controlling a three-phase alternating current. Then, the state of the clutch 12 is controlled, and the clutch 12 is brought into the connected state while the four-wheel drive state is determined.
Further, the 4WD controller 8 controls the power generation amount of the generator 7 by controlling the field current Ifg of the generator 7. That is, the 4WD controller 8 calculates the electric power Pm necessary for the motor 4 using the following equation based on the torque command value Tt and the motor rotation speed Vm.
Pm = Tt × Vm (1)

また、次式を使って発電機7が出力すべき発電機必要電力Pgを算出する。
Pg=Pm/Иm ………(2)
ここで、Иmはモータ効率である。つまり、発電機必要電力Pgはモータ必要電力Pmよりモータ効率分多く出力しなければならないことになる。発電機必要電力Pgは、発電電力が発電機7を駆動するベルトの伝達可能トルクに応じて決まる電力を上回らないようにするための発電電力の制限値PL1及びPL2によって制限される。
Further, the generator required power Pg to be output by the generator 7 is calculated using the following equation.
Pg = Pm / Иm (2)
Here, Иm is the motor efficiency. That is, the generator required power Pg must be output by the motor efficiency higher than the motor required power Pm. The required generator power Pg is limited by the generated power limit values PL1 and PL2 so that the generated power does not exceed the power determined according to the transmittable torque of the belt that drives the generator 7.

本実施形態では、4WDコントローラ8が、シフトダウンを決定した後にATC/U14にシフトダウンを通知する。ATC/U14は、シフトダウンの通知を受けてギアをより径の小さいギアに変更する。
シフトダウンにより、前輪1L、1Rは、駆動トルクが過剰になることによってスリップする可能性がある。このため、4WDコントローラ8は、ATC/U14に対するシフトダウンの通知と連動して発電機7を制御し、発電機7に所定の電力を発電させてモータ4に供給させている。
In the present embodiment, the 4WD controller 8 notifies the ATC / U 14 of the downshift after determining the downshift. The ATC / U 14 changes the gear to a gear with a smaller diameter in response to the downshift notification.
Due to the downshift, the front wheels 1L and 1R may slip due to excessive drive torque. For this reason, the 4WD controller 8 controls the generator 7 in conjunction with the downshift notification to the ATC / U 14 to cause the generator 7 to generate predetermined power and supply it to the motor 4.

そして、発電機7の制御の後、4WDコントローラ8から発電機制御が完了したことがATC/U14に通知される。ATC/U14は、この通知を受けた後にトランスミッション16に制御信号を送信し、ギアを切替えてシフトダウンを実行する。
ここで、4WDコントローラ8が発電機7に発電させる電力の値について説明する。本実施形態では、4WDコントローラ8が、ATC/U14によってシフトダウン信号が通知された時点の発電機7の発電可能な電力値を検出するものとする。この値は、エンジン2の回転数や界磁電流の値等を使って算出される。
After the control of the generator 7, the ATC / U 14 is notified from the 4WD controller 8 that the generator control has been completed. After receiving this notification, the ATC / U 14 transmits a control signal to the transmission 16 to switch gears and execute a downshift.
Here, the value of the electric power that the 4WD controller 8 causes the generator 7 to generate will be described. In the present embodiment, it is assumed that the 4WD controller 8 detects a power value that can be generated by the generator 7 at the time when the downshift signal is notified by the ATC / U 14. This value is calculated using the rotational speed of the engine 2 and the value of the field current.

4WDコントローラ8は、予め一定の値を前輪スリップ防止用の必要トルクとして設定しておき、必要トルクが出力できる電力値を上記した所定の電力値とすることができる。そして、この所定の電力値と、発電機7が発電可能な電力値とを比較し、セレクトローすることによっていずれか低いほうの電力値を発電機7からモータ4に供給させる。このような4WDコントローラ8は、本実施形態においてセレクトロー手段として機能する。   The 4WD controller 8 can set a predetermined value in advance as the necessary torque for preventing the front wheel slip, and can set the power value at which the necessary torque can be output as the above-described predetermined power value. Then, the predetermined power value is compared with the power value that can be generated by the generator 7, and the lower one is supplied from the generator 7 to the motor 4 by selecting low. Such a 4WD controller 8 functions as a select row means in this embodiment.

また、本実施形態は、必要トルクとして、一定の電力値を設定する構成に限定されるものではない。例えば、前輪のスリップが発生した場合に車両を安定させるのに必要なトルクを演算によって求めるようにしてもよい。
必要トルクの演算は、現時点のエンジン2の回転数、シフトダウンに伴う前輪1L、1Rのトルクの増加値の少なくとも一方を用いて行うことができる。このような場合にあっても、4WDコントローラ8は、演算によって算出された必要トルクを出力させるための電力(必要電力と記す)と現時点において発電機7が発電可能な最大電力とをセレクトローし、より小さい電力値を選択する。そして、発電機7を制御し、選択された電力値の電力を発電機7からモータ4に供給させてモータ4にトルクを出力させる。
Moreover, this embodiment is not limited to the structure which sets a fixed electric power value as required torque. For example, the torque required to stabilize the vehicle when a front wheel slip occurs may be obtained by calculation.
The required torque can be calculated using at least one of the current rotational speed of the engine 2 and the torque increase value of the front wheels 1L and 1R accompanying the downshift. Even in such a case, the 4WD controller 8 selects low the electric power for outputting the necessary torque calculated by the calculation (denoted as necessary electric power) and the maximum electric power that can be generated by the generator 7 at the present time. , Choose a smaller power value. Then, the generator 7 is controlled, and the electric power of the selected electric power value is supplied from the generator 7 to the motor 4 to cause the motor 4 to output torque.

さらに、本実施形態は、必要トルクを、車両の発進時に要求されるトルクに応じて予め設定することが考えられる。この設定は、例えば、車両発進時にモータ4に電力が供給された場合、この電力値を4WDコントローラ8に保存しておく。そして、保存された電力値に基づいて所定の電力値を決定し、予め設定しておくことが可能である。
このような実施形態は、オートマティック(AT)車において、運転者が走行中にアクセルペダルをキックするように踏み込む、いわゆるキックダウンする場合であっても適用することが可能である。このとき、4WDコントローラ8は、運転者によるキックダウンの操作を検出し、ギアの切替えに先立ってモータ4にトルクを出力させるよう制御する。
Further, in the present embodiment, it is conceivable that the required torque is set in advance according to the torque required when the vehicle starts. For example, when electric power is supplied to the motor 4 when the vehicle starts, this setting stores the electric power value in the 4WD controller 8. A predetermined power value can be determined based on the stored power value and set in advance.
Such an embodiment can be applied to an automatic (AT) vehicle even when the driver steps on the accelerator pedal to kick while traveling, so-called kick down. At this time, the 4WD controller 8 detects a kick-down operation by the driver and controls the motor 4 to output torque prior to gear switching.

図2は、以上述べた本実施形態の四輪駆動用制御装置によってなされるモータ4のトルク制御を説明するためのフローチャートであって、4WDコントローラ8によってなされる処理について記している。図2に示したように、本実施形態では、先ず、4WDコントローラ8に対し、ATC/U14が、シフトチェンジがなされることを通知する。4WDコントローラ8は、この通知によってシフトダウンの開始を検出する(S21)。   FIG. 2 is a flowchart for explaining torque control of the motor 4 performed by the above-described four-wheel drive control device of the present embodiment, and shows processing performed by the 4WD controller 8. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, first, the ATC / U 14 notifies the 4WD controller 8 that a shift change will be made. The 4WD controller 8 detects the start of shift down by this notification (S21).

シフトダウンを検出すると、4WDコントローラ8は、発電機7の発電能力を検出し、確認する(S22)。そして、予め定められた必要トルクをモータ4に出力させられる電力を発電機7が発電させられるか否か判断する(S23)。なお、発電機7の発電能力は、発電機電圧センサ10によって検出される電圧値の他、エンジン2や発電機7の回転数によっても確認することができる。   When detecting the downshift, the 4WD controller 8 detects and confirms the power generation capability of the generator 7 (S22). Then, it is determined whether or not the generator 7 can generate electric power that allows the motor 4 to output a predetermined required torque (S23). The power generation capacity of the generator 7 can be confirmed not only by the voltage value detected by the generator voltage sensor 10 but also by the number of revolutions of the engine 2 and the generator 7.

ステップS23において、必要電力を発電できると4WDコントローラ8が判断した場合(S23:Yes)、必要電力を発電機7からモータ4に供給させ、モータ4が必要トルクを出力する(S24)。一方、ステップS23で必要電力を発電機7が発電できないと判断された場合(S23:No)、発電機7が発電可能な最大電力をモータ4に供給してトルクを出力させる(S25)。
なお、運転者がシフトダウンを要求する場合、一般的には発電機7の発電能力が低いことが考えられる。このため、セレクトローにより、現在発電機7が発電可能な最大電力がモータ4に供給される。そして、必要トルクよりも低いトルクが出力されて、前輪スリップによる車両が不安定になることを緩和することができる。
In step S23, when the 4WD controller 8 determines that the required power can be generated (S23: Yes), the required power is supplied from the generator 7 to the motor 4, and the motor 4 outputs the required torque (S24). On the other hand, when it is determined in step S23 that the generator 7 cannot generate the required power (S23: No), the maximum power that can be generated by the generator 7 is supplied to the motor 4 to output torque (S25).
In addition, when a driver | operator requests a downshift, it is generally considered that the power generation capability of the generator 7 is low. For this reason, the maximum power that can be generated by the generator 7 is supplied to the motor 4 by Select Low. And it can relieve | moderate that the torque lower than a required torque is output and the vehicle by the front wheel slip becomes unstable.

図3(a)、(b)は、モータ4に必要トルクが供給された場合と、発電機7が発電できる最大電力がモータ4に供給された場合とを比較して示した図である。(a)は、モータ4に必要電力が供給された場合の前輪1L、1Rのトルク(図3(a)上段)と、後輪3L、3Rのトルク(図3(a)下段)とを示している。また、(b)は、モータ4に発電機7の最大発電電力が供給された場合の前輪1L、1Rのトルク(図3(b)上段)と、後輪3L、3Rのトルク(図3(b)下段)とを示している。   FIGS. 3A and 3B are diagrams comparing the case where the necessary torque is supplied to the motor 4 and the case where the maximum power that can be generated by the generator 7 is supplied to the motor 4. (A) shows the torque of the front wheels 1L, 1R (upper stage in FIG. 3 (a)) and the torque of the rear wheels 3L, 3R (lower stage in FIG. 3 (a)) when necessary power is supplied to the motor 4. ing. FIG. 3B shows the torques of the front wheels 1L and 1R (upper stage in FIG. 3B) and the torques of the rear wheels 3L and 3R when the maximum generated power of the generator 7 is supplied to the motor 4 (FIG. 3B). b) lower part).

必要電力が供給可能な場合、本実施形態によれば、図3(a)に示したように、シフトチェンジの開始と略同時に後輪3L、3Rのトルクが発生し、前輪1L、1Rにスリップは発生していない。また、発電機7の最大発電電力をモータ4に供給した場合、図3(b)に示したように、シフトチェンジの開始と略同時に不十分ながら後輪3L、3Rのトルクが発生し、前輪1L、1Rにスリップが抑えられていることがわかる。   When the necessary power can be supplied, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the torque of the rear wheels 3L, 3R is generated almost simultaneously with the start of the shift change, and slips to the front wheels 1L, 1R. Has not occurred. When the maximum generated power of the generator 7 is supplied to the motor 4, as shown in FIG. 3 (b), the torque of the rear wheels 3L and 3R is generated almost simultaneously with the start of the shift change. It can be seen that slip is suppressed to 1L and 1R.

図4(a)ないし(f)は、以上述べた本実施形態によって得られる効果を説明するための図である。(a)ないし(f)の横軸は、いずれも時間tを示していて、(a)ないし(f)の全てについて共通である。
図4(a)の縦軸は、シフトチェンジが行われるタイミング(時間)を示していて、(b)は現時点で車両に設定されているシフトの位置を示している。また、(c)、(d)は、本実施形態で得られる効果と比較するために示した従来技術の例であって、(c)は前輪の駆動トルクを、(d)は後輪の駆動トルクを各々示している。また、(e)は、本実施形態の前輪の駆動トルクを、(f)は後輪の駆動トルクを示している。
FIGS. 4A to 4F are diagrams for explaining the effects obtained by the embodiment described above. The horizontal axes of (a) to (f) all indicate time t, and are common to all of (a) to (f).
The vertical axis in FIG. 4A indicates the timing (time) at which a shift change is performed, and FIG. 4B indicates the shift position set in the vehicle at the present time. Further, (c) and (d) are examples of the prior art shown for comparison with the effects obtained in the present embodiment, where (c) is the driving torque of the front wheel and (d) is the rear wheel. Each of the driving torques is shown. Further, (e) shows the driving torque of the front wheels of this embodiment, and (f) shows the driving torque of the rear wheels.

図示したように、2速走行している車両が1速走行にシフトダウンする場合、ATC/U14は、アクセル開度やキックダウンまたは運転者の操作によってシフトダウンの発生を推定する。そして、シフトダウンが発生することを4WDコントローラ8に通知する。4WDコントローラ8は、この通知を受け、タイミングt1においてシフトダウンのための動作を開始する。このとき、車両のシフトは2速走行に設定されている。   As shown in the figure, when a vehicle traveling in the second speed is shifted down to the first speed traveling, the ATC / U 14 estimates the occurrence of the shift down by the accelerator opening, the kick down, or the driver's operation. Then, the 4WD controller 8 is notified that a downshift occurs. The 4WD controller 8 receives this notification and starts an operation for downshifting at timing t1. At this time, the shift of the vehicle is set to the second speed traveling.

従来技術によれば、(c)に示したように、シフトダウンのための操作開始後にシフトチェンジが実行され、タイミングt2で前輪トルクの上昇が開始する。前輪トルクの上昇によって車両のスリップが検出されると、タイミングt3において後輪のトルクの出力が開始する(d)。
このような従来技術に対し、本実施形態は、タイミングt1に連動し、タイミングt2以前に4WDコントローラ8がモータ4にトルクを出力させるよう発電機7が制御される。このため、タイミングt2におけるシフトチェンジの実行に先立って発電機7からモータ4に電力が供給され、タイミングt2には後輪3L、3Rにトルクが出力される(e)。したがって、シフトダウンによっても前輪1L、1Rに過剰なトルクが発生することがなく、車両がスリップすることを未然に防ぐことができる。
According to the prior art, as shown in (c), the shift change is executed after the start of the operation for downshifting, and the front wheel torque starts increasing at the timing t2. When a slip of the vehicle is detected due to an increase in front wheel torque, output of the rear wheel torque starts at timing t3 (d).
In contrast to such a conventional technique, in this embodiment, the generator 7 is controlled so that the 4WD controller 8 causes the motor 4 to output torque before the timing t2 in conjunction with the timing t1. Therefore, electric power is supplied from the generator 7 to the motor 4 prior to execution of the shift change at the timing t2, and torque is output to the rear wheels 3L and 3R at the timing t2 (e). Therefore, excessive torque is not generated on the front wheels 1L and 1R even by downshifting, and the vehicle can be prevented from slipping.

本発明の一実施形態のモータ駆動車両用制御装置及び、この制御装置を備えたモータ駆動車両を示した図である。1 is a view showing a motor-driven vehicle control device according to an embodiment of the present invention and a motor-driven vehicle equipped with the control device. FIG. 本発明の一実施形態の四輪駆動用制御装置によってなされるモータのトルク制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the torque control of the motor performed by the four-wheel drive control apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において、モータに必要トルクが供給された場合と、発電機が発電できる最大電力がモータ4に供給された場合とを比較して示した図である。In one Embodiment of this invention, it is the figure which compared and showed the case where required torque was supplied to the motor, and the case where the maximum electric power which a generator can produce | generate was supplied to the motor 4. FIG. 本発明の一実施形態によって得られる効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect acquired by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1L,1R 前輪
2 エンジン
3L,3R 後輪
4 モータ
7 現在発電機
8 4WDコントローラ
10 発電機電圧センサ
14 ATC/U
15 TCS
16 トランスミッション
1L, 1R Front wheel 2 Engine 3L, 3R Rear wheel 4 Motor 7 Current generator 8 4WD controller 10 Generator voltage sensor 14 ATC / U
15 TCS
16 Transmission

Claims (5)

内燃機関の駆動力を主駆動輪に伝達する変速機、前記内燃機関によって駆動される発電機、当該発電機が発生した電力が供給されて従駆動輪を駆動するモータを備え、前記主駆動輪のみを駆動する二輪駆動、前記主駆動輪と共に前記従駆動輪を駆動する四輪駆動のいずれかによって走行するモータ駆動車両用の制御装置であって、
前記変速機を制御し、前記内燃機関から前記主駆動輪に駆動力を伝達するに際しての変速比を切替える変速比制御手段と、
前記変速比制御手段によるシフトダウン開始に連動し、前記発電機によって発生された電力を前記モータに供給させてトルクを出力させるモータトルク制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ駆動車両用制御装置。
A transmission for transmitting the driving force of the internal combustion engine to the main driving wheel; a generator driven by the internal combustion engine; and a motor for supplying the power generated by the generator to drive the driven driving wheel. A control device for a motor-driven vehicle that travels by either two-wheel drive that drives only the vehicle, or four-wheel drive that drives the slave drive wheel together with the main drive wheel,
Gear ratio control means for controlling the transmission and switching a gear ratio when transmitting a driving force from the internal combustion engine to the main drive wheel;
In conjunction with the start of downshifting by the transmission ratio control means, motor torque control means for supplying electric power generated by the generator to the motor and outputting torque.
A motor-driven vehicle control device comprising:
予め定められた所定の電力値と前記発電機が現時点において発電可能な最大電力とのうち、より小さい値を選択するセレクトロー手段をさらに備え、
前記モータトルク制御手段は、前記セレクトロー手段によって選択された値の電力を前記発電機から前記モータに供給させることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動車両用制御装置。
A select low means for selecting a smaller value from a predetermined power value determined in advance and the maximum power that the generator can generate at the present time;
2. The motor-driven vehicle control device according to claim 1, wherein the motor torque control unit supplies power of a value selected by the select low unit from the generator to the motor. 3.
前記予め定められた所定の電力値を、車両発進時に要求されるトルクに応じて設定するトルク設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のモータ駆動車両用制御装置。   The motor-driven vehicle control device according to claim 2, further comprising torque setting means for setting the predetermined power value determined in advance according to a torque required when the vehicle starts. 前記内燃機関に要求される回転数、前記変速比制御手段によるシフトダウンに伴う前輪トルクの増加値の少なくとも一方を用いて電力値を算出する電力値算出手段と、
前記電力値算出手段によって算出された電力値と前記発電機が現時点において発電可能な最大電力とのうち、より小さい値を選択するセレクトロー手段と、をさらに備え、
前記モータトルク制御手段は、前記セレクトロー手段によって選択された値の電力を前記発電機から前記モータに供給させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のモータ駆動車両用制御装置。
A power value calculating means for calculating a power value using at least one of a rotational speed required for the internal combustion engine and a front wheel torque increase value associated with a downshift by the gear ratio control means;
Select low means for selecting a smaller value among the power value calculated by the power value calculating means and the maximum power that the generator can generate at the present time; and
4. The motor drive according to claim 1, wherein the motor torque control unit supplies the electric power of the value selected by the select low unit from the generator to the motor. 5. Vehicle control device.
内燃機関の駆動力を主駆動輪に伝達する変速機、前記内燃機関によって駆動される発電機、当該発電機が発生した電力が供給されて従駆動輪を駆動するモータを備え、前記主駆動輪のみを駆動する二輪駆動、前記主駆動輪と共に前記従駆動輪を駆動する四輪駆動のいずれかによって走行するモータ駆動車両であって、
前記変速機を制御し、前記内燃機関から前記主駆動輪に駆動力を伝達するに際しての変速比を切替える変速比制御手段と、
前記変速比制御手段によるシフトダウン開始に連動し、前記発電機によって発生された電力を前記モータに供給させてトルクを出力させるモータトルク制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ駆動車両。
A transmission for transmitting the driving force of the internal combustion engine to the main driving wheel; a generator driven by the internal combustion engine; and a motor for supplying the power generated by the generator to drive the driven driving wheel. A motor-driven vehicle that travels by either two-wheel drive for driving only, or four-wheel drive for driving the slave drive wheel together with the main drive wheel,
Gear ratio control means for controlling the transmission and switching a gear ratio when transmitting a driving force from the internal combustion engine to the main drive wheel;
In conjunction with the start of downshifting by the transmission ratio control means, motor torque control means for supplying electric power generated by the generator to the motor and outputting torque.
A motor-driven vehicle comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010149648A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Nissan Motor Co Ltd Motor torque control device and method for four-wheel drive vehicle
CN102218985A (en) * 2010-04-16 2011-10-19 福特环球技术公司 Method for distributing drive force in a vehicle

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