JP2009035212A - Driving device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータで駆動輪を駆動する車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device that drives drive wheels with a motor.
特許文献1に開示されている車両用駆動装置では、エンジンにより発電機を駆動し、該発電機で発電した電力をモータに供給し、該モータのトルクを減速ギヤを介して駆動輪に伝達している。
ところで、前記特許文献1のような装置のように、モータの駆動軸と減速ギヤとが直接連結しているよう場合には、坂路発進時や穴からの脱出時に駆動輪に外力が作用して、駆動輪がロックされると、モータの駆動軸も回転しなくなり、いわゆるモータロックになる。この場合、モータへ駆動電流が供給されているのにもかかわらず、モータの駆動軸が回転しないので、特定相に電流が流れ続けるようになり、モータが発熱してしまう。
本発明の課題は、簡単な構成でモータロックを防止することである。
By the way, when the drive shaft of the motor and the reduction gear are directly connected as in the device as in Patent Document 1, an external force is applied to the drive wheel when starting on a slope or when exiting from a hole. When the driving wheel is locked, the driving shaft of the motor also does not rotate, and a so-called motor lock is obtained. In this case, since the drive shaft of the motor does not rotate even though the drive current is supplied to the motor, the current continues to flow in a specific phase, and the motor generates heat.
An object of the present invention is to prevent motor lock with a simple configuration.
前記課題を解決するために、本発明は、モータから駆動輪への駆動トルクの伝達経路に流体継手を配置する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention arranges a fluid coupling in a transmission path of driving torque from a motor to driving wheels.
本発明によれば、流体継手を配置することにより、駆動輪がロックされても、モータの駆動軸の回転が許容されるようになり、簡単な構成でモータロックを防止することができる。 According to the present invention, by disposing the fluid coupling, even if the drive wheel is locked, the rotation of the drive shaft of the motor is allowed, and the motor lock can be prevented with a simple configuration.
本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を図面を参照しながら詳細に説明する。
(構成)
図1は、本発明を4輪駆動車両に適用した場合の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪1L、1Rが、熱機関(内燃機関)であるエンジン2によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪3L、3Rが、モータ4によって駆動可能な従駆動輪である。ここで、モータ4は交流モータである。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
(Constitution)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle.
As shown in FIG. 1, in the vehicle of this embodiment, left and right
エンジン2の吸気管路には、例えば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が調整制御される。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、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。従って、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等に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジンの出力トルクを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調整が、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制御となる。
For example, a main throttle valve and a sub-throttle valve are interposed in the intake pipe line of the
エンジン2の出力トルクTeは、トランスミッション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に伝達されることで、発電機7は、エンジン2の回転数(以下、エンジン回転数という。)Neにプーリ比を乗じた回転数(以下、発電機回転数という。)Ngで回転する。
The output torque Te of the
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。この発電機7の発電電力の大きさは、発電機回転数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の発電機回転数Ngは、エンジン2のエンジン回転数Neからプーリ比に基づき演算することができる。
The
図2は発電機7の界磁電流駆動回路の構造を示す図である。
図2(a)に示すように、この回路は、界磁電流電源として車両の14Vバッテリ7aのような定電圧電源と発電機自身の出力電圧とを選択する構成を適用し、界磁電流電源のプラス側を界磁コイル7bに繋げて、トランジスタ7cをスイッチングするように構成されている。この場合、発電機出力がバッテリ電圧Vbを下回っている状態では、他励領域となってバッテリ電圧Vbが界磁コイル7bの電源となり、発電機出力が増加して出力電圧Vgがバッテリ電圧Vb以上となると、自励領域となって発電機の出力電圧Vgが選ばれて界磁コイル7bの電源となる。即ち、界磁電流値を発電機の電源電圧により増大することができるので、大幅な発電機出力の増加が可能である。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the field current drive circuit of the
As shown in FIG. 2 (a), this circuit applies a configuration in which a constant voltage power source such as a
なお、界磁電流駆動回路は、図2(b)に示すように界磁電流電源として車両の14Vバッテリ7aのみ(他励領域のみ)を適用するようにしてもよい。
発電機7が発電した電力は、ジャンクションボックス10及びインバータ9を介してモータ4に供給可能となっている。前記モータ4の駆動軸は、駆動力伝達部(減速機)30を介して後輪3L、3Rに接続可能となっている。
In the field current drive circuit, only the
The electric power generated by the
図3は駆動力伝達部30の構成を示す。
図3に示すように、駆動力伝達部30は、モータ4の駆動軸4aと減速ギヤ部32との間にトルクコンバータ(流体継手)31を設けるとともに、減速ギヤ部32と後輪3L、3Rの駆動軸3aとの間にディファレンシャルギア33及びクラッチ34を設けている。
トルクコンバータ31は、A/Tに一般的に使用されているものと構造が同一のものであり、すなわち、モータ4の回転数が低いうちは、モータ4の駆動軸4aからの駆動力を減速ギヤ部32側に伝達せず、モータ4の回転数が高くなると、モータ4の駆動軸4aからの駆動力を減速ギヤ部32側に伝達して、車両を発進させる。
FIG. 3 shows the configuration of the driving
As shown in FIG. 3, the driving
The
また、トルクコンバータ31は、ロックアップ機構(ロックアップピストン又はロックアップクラッチ)31aを備えた、いわゆるロックアップトルコンである。ロックアップ機構31aは、通常走行時に作動(締結)するようになっており、すなわち、車速が所定値以下の場合には、解除状態(非作動状態)となり、車速が所定値以上と大きくなった場合に、締結状態(作動状態)となる。
The
図4は、車速とロックアップ機構の作動状態との関係を示す。
図4に示すように、前進走行している場合に、ある速度以降で、ロックアップ機構が非解除状態又は作動状態(OFF)から締結状態又は作動状態(ON)に変化する。
そして、この車両では、A/Tのトランスミッションにおけるトルクコンバータもロックアップ機構を有しており、図3に示すように、トルクコンバータ31におけるロックアップ機構31aは、トランスミッション側のトルクコンバータのロックアップ機構(ロックアップピストン又はロックアップクラッチ)を油圧制御する制御部により、油圧系41を介してその作動状態が制御されるようになっている。
FIG. 4 shows the relationship between the vehicle speed and the operating state of the lockup mechanism.
As shown in FIG. 4, when traveling forward, the lockup mechanism changes from a non-released state or an operating state (OFF) to a fastening state or an operating state (ON) after a certain speed.
In this vehicle, the torque converter in the A / T transmission also has a lock-up mechanism. As shown in FIG. 3, the lock-
このようなロックアップ機構31aにより、発進時やロールバック(前進時のロールバック)時等の後軸トルク(後輪3L、3Rのトルク)が必要になるときには、解除状態になることで、トルクコンバータ31によりトルクが増幅されて減速ギヤ部32側に伝達されるようになり、通常走行中(高速走行中)では、締結状態になることで、モータ4の駆動軸と減速ギヤ部32とは直結した関係となり、モータ4のトルクが減速ギヤ部32側に伝達されるようになる。
By such a lock-
また、A/Tのトランスミッションにおけるトルクコンバータでは、入力(エンジン回転)が逆転することはないが、モータ4については、車両が後退走行する場合に逆転するようになっている。すなわち、モータ4は、車両の前進及び後退に対応して、正転及び逆転するようになっている。
この場合、トルクコンバータ31の構造上、逆転するモータ4からの入力を出力(減速ギヤ部32側)に伝達することはできない。これに対応して、車両が後退走行する場合には、ロックアップ機構31aを作動させている。すなわち、モータ4の駆動軸と減速ギヤ部32とは直結した関係となる。
Further, in the torque converter in the A / T transmission, the input (engine rotation) does not reverse, but the motor 4 reverses when the vehicle travels backward. That is, the motor 4 is rotated forward and backward in response to forward and backward movement of the vehicle.
In this case, due to the structure of the
減速ギヤ部32は、トルクコンバータ31を介して伝達されたモータ4の回転数を減速ギヤにより減速させて、ディファレンシャルギア33及びクラッチ34側に伝える。
ディファレンシャルギア33及びクラッチ34を介して、モータ4の駆動力は後輪3L、3Rの駆動軸3aに伝達される。
クラッチ34は、モータ4の回転数が所定値以上になった場合に、開放し、該クラッチ34に入力される回転を後輪3L、3Rの駆動軸3aに伝達するのを解除する電磁クラッチである。クラッチ34が締結された場合には、4輪駆動状態となり、クラッチ34が開放された場合には、4輪駆動が解除されて、左右前輪1L、1Rによる2輪駆動状態になる。
The
The driving force of the motor 4 is transmitted to the
The
ここで、クラッチ34は、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。また、モータ4の回転数が所定値以上になった場合、モータ4のモータトルクも減少させるようにする。ここで、電磁クラッチは、例えば湿式多板クラッチ、パウダークラッチやポンプ式クラッチである。
また、クラッチ34を、ワンウェイクラッチとして構成することもできる。この場合、クラッチ34に入力される回転、すなわち、モータ4の回転数が高くなったときに、該クラッチ34が開放されて、クラッチ34に入力される回転が後輪3L、3Rの駆動軸3aに伝達されなくなる。
Here, the
The
また、クラッチ34は、後輪3L、3Rの駆動軸3aの回転数が高くなったときに、該クラッチ34に入力される回転を後輪3L、3Rの駆動軸3aに伝達するのを解除する遠心クラッチとして構成されることもできる。
ジャンクションボックス10内には、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。
Further, the clutch 34 releases transmission of rotation input to the clutch 34 to the
In the
また、ジャンクションボックス10内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサと、インバータ9の入力電流である発電電流を検出する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。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を出力する。
また、各車輪1L、1R、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、対応する車輪1L、1R、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に出力する。
The
Each
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、前記各車輪速度センサ27FL〜27RRで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス10内の電圧センサ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る。
The
図5は、4WDコントローラ8の構成を示す。
図5に示すように、4WDコントローラ8は、目標モータトルク演算部8A、モータ必要電力演算手段としての発電機供給電力演算部8B、発電電流指令演算部8C、発電機制御手段としての発電機制御部8D、負荷固定手段としてのモータ制御部8E、TCS制御部8F、クラッチ制御部8Gを備える。
目標モータトルク演算部8Aは、従駆動輪である後輪3L,3Rの要求駆動力、例えば、4輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪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。
FIG. 5 shows the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
The target motor
発電機供給電力演算部8Bは、トルク指令値Tt、モータ回転数Nmに基づいて、次式をもとに発電機供給電力Pgを演算する。
Pg=Tt×Nm/Иm ・・・(1)
ここで、Иmはインバータ効率である。すなわち、発電機供給電力Pgは、トルク指令値Ttとモータ回転数Nmとの積により求められるモータに必要な電力Pm(=Tt×Nm)よりインバータ効率Иm分多い値となる。
発電電流指令演算部8Cは、発電機供給電力演算部8Bで算出された発電機供給電力Pgと、後述するモータ制御部8Eで算出される発電電圧指令値Vdc*とに基づいて、次式をもとに発電電流指令値Idc*を演算する。
Idc*=Pg/Vdc* ・・・(2)
The generator supply
Pg = Tt × Nm / Иm (1)
Here, Иm is the inverter efficiency. That is, the generator supply power Pg has a value that is higher by the inverter efficiency Иm than the power Pm (= Tt × Nm) required for the motor, which is obtained by the product of the torque command value Tt and the motor rotation speed Nm.
The generated current
Idc * = Pg / Vdc * (2)
図6は、発電機7の発電制御を行う発電機制御部8Dの詳細を示すブロック図である。
発電機制御部8Dは、P制御部101と、I制御部102と、FF制御部103と、制御量加算部104と、界磁制御部105とで構成され、界磁電圧PWMデューティ比C1を決定して発電機7の界磁電流IfgをPWM制御する。
P制御部101では、前記(2)式により算出された発電電流指令値Idc*と実発電電流値Idcとの偏差に基づいてP制御を行う。先ず、発電電流指令値Idc*と実発電電流値Idcとの偏差に所定のゲインを乗算する。そして、発電機の回転数変動に対してゲインの感度を一定にするために、この値に発電機回転数Ngの逆数を乗算し、これをP制御における制御量Vpとして後述する制御量加算部104に出力する。
FIG. 6 is a block diagram showing details of the
The
The
I制御部102では、前記(2)式により算出された発電電流指令値Idc*と実発電電流値Idcとの偏差に基づいてI制御を行う。つまり、発電電流指令値Idc*と実発電電流値Idcとの偏差を積分していく。ここで、積分値は上限値及び下限値をもつ。そして、上記P制御同様、この積分値に発電機回転数Ngの逆数を乗算し、これをI制御における制御量Viとして後述する制御量加算部104に出力する。
The I control
FF制御部103では、図7に示すように予め格納された回転数毎の発電機特性マップを参照し、発電電圧指令値Vdc*と発電電流指令値Idc*とに基づいて、フィードフォワードで発電機界磁電圧のPWMデューティ比D1を求める。この図7において、曲線a1〜a4は、発電機7の自励領域において界磁電圧PWMデューティ比D1を固定とし、発電機7の負荷を徐々に変化させた場合の動作点の軌跡であり、曲線a1〜a4はデューティ比D1の違いを示している。
As shown in FIG. 7, the
そして、このPWMデューティ比D1と発電電圧指令値Vdc*とに基づいて、次式をもとにFF制御における制御量Vffを算出し、制御量加算部104に出力する。
Vff=D1×Vdc* ・・・(3)
なお、本実施形態においては、PWMデューティ比D1と発電電圧指令値Vdc*とに基づいて制御量Vffを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機7の界磁電流Ifと界磁コイル抵抗Rfとに基づいて制御量Vffを算出するようにしてもよい。
Then, based on the PWM duty ratio D1 and the generated voltage command value Vdc * , the control amount Vff in the FF control is calculated based on the following equation and output to the control
Vff = D1 × Vdc * (3)
In the present embodiment, the case where the control amount Vff is calculated based on the PWM duty ratio D1 and the generated voltage command value Vdc * has been described. However, the present invention is not limited to this, and the field of the
この場合、先ず、モータ回転数Nmとトルク指令値Ttとから予め格納されたマップを参照して発電機7に必要な必要発電電圧V0及び必要発電電流I0を算出し、これらをもとに図8に示すように予め格納された回転数毎の発電機7の界磁電流特性マップを参照し、必要界磁電流If0を算出する。そして、このようにして算出された必要界磁電流If0に基づいて、Vff=If0×Rfにより制御量Vffを算出するようにすればよい。
In this case, first, calculates the required power generation voltage V0 and the required generated current I 0 required to the
制御量加算部104では、制御量Vpと制御量Viと制御量Vffとを加算し、これを界磁コイルにかける電圧Vfとして界磁制御部105に出力する。
界磁制御部105では、実発電電圧値Vdcが発電機7の界磁電流電源としてのバッテリ電圧Vb以下であるか否かを判定し、Vdc≦Vbであるときには下記(4)式をもとに界磁電圧PWMのデューティ比C1を算出する。
C1=Vf/Vb ・・・(4)
一方、Vdc>Vbであるときには、下記(5)式をもとに界磁電圧PWMデューティ比C1を算出する。
C1=Vf/Vdc ・・・(5)
そして、このようにして算出されたデューティ比C1に応じて、発電機7の界磁電流Ifgを制御する。
The control
The
C1 = Vf / Vb (4)
On the other hand, when Vdc> Vb, field voltage PWM duty ratio C1 is calculated based on the following equation (5).
C1 = Vf / Vdc (5)
Then, the field current Ifg of the
つまりこの発電機制御部8Dでは、トルク指令値Ttから決まる発電機供給電力Pgを実現する発電機動作点をフィードフォワードで指定すると共に、発電電流指令値Idc*と実発電電流値Idcとの偏差をPI補償にてフィードバックすることにより、実発電電流値Idcを発電電流指令値Idc*に追従させる。これにより、モータ4の要求に応じた電力をインバータ9に供給するように発電機7の界磁電流Ifgが制御される。
なお、ここではフィードバック制御に用いる制御手法としてPI補償を適用しているが、これに限定されるものではなく、系を安定にする制御手法であればよい。
That is, in this
Here, PI compensation is applied as a control method used for feedback control. However, the present invention is not limited to this, and any control method that stabilizes the system may be used.
図9は、インバータ9によりモータ4を制御するモータ制御部8Eの詳細を示すブロック図である。
このモータ制御部8Eは、Id,Iq指令値演算部201と、Vd,Vq指令値演算部202と、Vdc*指令値演算部203と、2相/3相変換部204と、PWM制御部205と、界磁電流指令値演算部206と、界磁磁束演算部207とで構成され、目標モータトルク演算部8Aで算出されたトルク指令値Ttが入力されて実モータトルクTがトルク指令値Ttとなるようにインバータ9の3相のパワー素子をスイッチング制御する。
FIG. 9 is a block diagram showing details of the
The
Id,Iq指令値演算部201では、トルク指令値Ttとモータ回転数Nmとに基づいて、このトルク指令値Ttに一致するトルクを出力するためのd軸(磁束成分)電流とq軸(トルク成分)電流との指令値Id*、Iq*を演算し、Vd,Vq指令値演算部202に出力する。
Vd,Vq指令値演算部202では、Id,Iq指令値演算部201から入力される電流指令値Id*、Iq*と、モータ回転数Nmと、後述する界磁磁束演算部207から入力されるモータパラメータ(インダクタンスLd,Lq、界磁磁束Φ)とに基づいて、d軸電流値Idをd軸電流指令値Id*にするためのd軸電圧指令値Vd*と、q軸電流値Iqをq軸電流指令値Iq*にするためのq軸電圧指令値Vq*とを演算する。
In the Id, Iq command
In the Vd, Vq command
Vdc*指令値演算部203では、Vd,Vq指令値演算部202で算出された電圧指令値Vd*、Vq*に基づいて、発電電圧指令値Vdc*を演算し、前述した図6の発電機制御部8Dに出力する。
Vdc*=2√2/√3・√(Vd*2+Vq*2) ・・・(6)
また、2相/3相変換部204では、Vd,Vq指令値演算部202で演算されたdq軸電圧指令値Vd*,Vq*を3相正弦波指令値である3相座標系のU相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*、W相電圧指令値Vw*に変換し、PWM制御部205に出力する。
The Vdc * command
Vdc * = 2√2 / √3 · √ (Vd * 2 + Vq * 2 ) (6)
Further, in the two-phase / three-
PWM制御部205では、2相/3相変換部204から入力される3相正弦波指令値をもとに三角波との大小比較をしてPWM指令を演算し、インバータ9に出力するスイッチング信号を生成する。インバータ9は、このスイッチング信号に応じたPWM波電圧を生成してモータ4へ印加し、これによりモータ4が駆動される。
上記三角波比較の際、本実施形態では、直流電圧指令値である発電電圧指令値Vdc*を用いて、例えばU相の場合、Vu*/Vdc*により正弦波振幅の正規化を行い、この正弦波指令値と三角波とを比較することでU相のスイッチング信号を出力する。これにより、発電機から見たインバータのインピーダンスは、トルク指令値Tt、モータ回転数Nmの組み合わせ毎に固定となる。つまりこれは、PWM波電圧のパルス幅をトルク指令値Tt、モータ回転数Nmごとに固定することに相当する。
The
At the time of the triangular wave comparison, in this embodiment, the generated voltage command value Vdc * which is a DC voltage command value is used to normalize the sine wave amplitude by Vu * / Vdc * in the case of the U phase, for example. A U-phase switching signal is output by comparing the wave command value with the triangular wave. Thereby, the impedance of the inverter viewed from the generator is fixed for each combination of the torque command value Tt and the motor rotation speed Nm. That is, this corresponds to fixing the pulse width of the PWM wave voltage for each torque command value Tt and motor rotation speed Nm.
また、界磁電流指令値演算部206では、モータ回転数Nmに基づいて界磁電流指令値If*を演算して界磁磁束演算部207に出力し、この界磁磁束演算部207で界磁磁束を演算して前述したVd,Vq指令値演算部202に出力する。
したがって、このモータ制御部8Eでは、要求されるモータ出力に対し、インバータの動作を、要求電圧が満足されたときに行われるスイッチングパターンで固定している。
The field current command
Therefore, in this
また、図5のTCS制御部8Fは、図示しないエンジントルク制御コントローラ(ECM)からのエンジン発生駆動トルクデマンド信号Tet、左右前輪の回転速度VFR,VFL、車速Vに基づいて、公知の方法によりECMに対してエンジン発生駆動トルクデマンド信号Teを送り返すことにより前輪トラクションコントロール制御を行う。
クラッチ制御部8Gは、クラッチ34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34を接続状態に制御する。
Further, the
The
(動作及び作用)
動作及び作用は次のようになる。
今、車両が4輪駆動状態と判定されて、車輪速及びアクセルペダル開度に基づいてモータトルク指令値Ttが算出されたものとする。この場合には、発電機制御部8Dにおいて、モータトルク指令値Ttにより算出される発電電流指令値Idc*と発電電流値Idcとの偏差に対してPI制御が施され、発電電流値Idcが発電電流指令値Idc*に追従するように発電機7の界磁電流Ifgが制御される。
(Operation and action)
Operation and action are as follows.
Now, it is assumed that the vehicle is determined to be in the four-wheel drive state, and the motor torque command value Tt is calculated based on the wheel speed and the accelerator pedal opening. In this case, the
そして、モータ制御部8Eにおいて、トルク指令値Ttやモータ回転数Nmに基づいてインバータ9の3相のパワー素子をスイッチング制御するために3相正弦波指令を演算し、この3相正弦波指令に基づいてPWM指令を演算しインバータ9に出力する。
このとき、モータ制御部8Eは、U相電圧指令値Vuから発電電圧値Vdcを演算し、これを発電機制御部8Dに出力する。また、モータ制御部8Eでは、dq軸電流指令値Idr,IqrをもとにU相電流値Iuを求め、このU相電流値Iuから発電電流値Idc演算し、これを発電機制御部8Dに出力する。そして、発電機制御部8Dでは、モータ制御部8Eで演算した発電電圧値Vdc及び発電電流値Idcを用いて発電制御を実行する。
Then, the
At this time, the
また、この車両では、発進の際には、トルクコンバータ31のロックアップ機構31aが解除されているので、モータトルク指令値Ttの増加により、モータ4の回転数が上昇する。これにより、トルクコンバータ31により増幅されたモータ4からの駆動トルクが回転停止状態の後軸(後輪3L、3Rの駆動軸3a)に出力されて、車両が発進するようになり、その後の低速走行中は、トルクコンバータ31により増幅されたトルク(モータ4からの駆動トルク)が該後軸に出力されるようになる。
そして、モータ4の回転数がある程度高くなると、すなわち、車両が高速走行になると、ロックアップ機構31aが作動した状態で、モータ4からの駆動トルクがトルクコンバータ31を介して後軸に出力される。
Further, in this vehicle, since the
When the rotational speed of the motor 4 is increased to some extent, that is, when the vehicle is traveling at a high speed, the driving torque from the motor 4 is output to the rear shaft via the
図10は、アクセル操作との関係で変化するトルク指令値等のタイムチャートを示す。
図10に示すように、アクセル操作がされると(同図(a)でアクセルがOFFからONに変化すると)、そのアクセル操作に基づいてモータトルク指令値Ttが算出される(同図(b))。このとき、モータ4の回転数が徐々に増加するとともに(同図(c))、発進した車両の車速も徐々に増加する(同図(d))。この実施例では、モータ4の回転数が一時的に高くなっている。
FIG. 10 shows a time chart of torque command values and the like that change in relation to the accelerator operation.
As shown in FIG. 10, when the accelerator operation is performed (when the accelerator changes from OFF to ON in FIG. 10A), the motor torque command value Tt is calculated based on the accelerator operation (FIG. 10B). )). At this time, the rotational speed of the motor 4 gradually increases ((c) in the figure), and the vehicle speed of the started vehicle also gradually increases ((d) in the figure). In this embodiment, the rotational speed of the motor 4 is temporarily high.
そして、車両発進時に、クラッチ34が締結された状態になり(同図(f)で電磁クラッチがONになり)、かつ、トルクコンバータ31のロックアップ機構31aが解除された状態になっていることで(同図(e)でロックアップ機構31aがOFF)、4輪駆動状態とされて、後輪3L、3Rがトルクコンバータ31で増幅されたトルク(モータ4からの駆動トルク)で駆動されるようになる。
When the vehicle starts, the clutch 34 is engaged (the electromagnetic clutch is turned on in FIG. 5F), and the
そして、発進後間もなく、ロックアップ機構31aが作動するようになり(同図(e)でロックアップ機構31aがONになり)、これにより、モータ4のトルクがトルクコンバータ31を介して(トルクコンバータ31にてトルクが増幅されることなく)、後軸に出力される。
そして、ある車速になったとき、アクセル操作に関係なく、モータトルク指令値Ttが0とされ(同図(b))、モータ4の回転数が減少するようになる(同図(c))。このとき、クラッチ34が解放された状態になる(同図(f)で電磁クラッチがONからOFFに変化する)、すなわち2輪駆動状態になる。そして、その後、車速がある程度小さくなったときロックアップ機構31aが解除される(同図(e)でロックアップ機構31aが再びOFF)。
Shortly after the start, the
When a certain vehicle speed is reached, regardless of the accelerator operation, the motor torque command value Tt is set to 0 ((b) in the figure), and the rotational speed of the motor 4 decreases ((c) in the figure). . At this time, the clutch 34 is released (the electromagnetic clutch changes from ON to OFF in FIG. 5F), that is, a two-wheel drive state is set. Thereafter, when the vehicle speed decreases to some extent, the lock-up
(効果)
効果は次のようになる。
前述のように、モータ4と後軸とをトルクコンバータ31を介して連結していることで、トルクコンバータ31の流体継手としての機能により、駆動軸がロックしても、モータ4の回転は許容されるので、簡単な構成でモータロックを防止することができる。
また、前述のように、トルクコンバータ31により、モータ4からの駆動トルクを増幅して後軸に出力しているので、簡単な構成でモータ4からの駆動トルクの増加を図ることができる。これにより、エンジントルクや外部電源等の入力エネルギーを増加させることなく、後軸の出力(後輪3L、3Rの駆動力)を大きくすることができる。
(effect)
The effect is as follows.
As described above, since the motor 4 and the rear shaft are connected via the
Further, as described above, the
また、例えば従来の後軸の出力程度に留めて、後軸の出力の増加を図らないとすれば、モータ4を高回転化することなく、又はモータ4を小型化しても、従来の後軸の出力程度であれば確保することができるようになる。また、減速比を変更することもないので、動作可能な車速域も変化しない。
また、前述のように、クラッチ34をワンウェイクラッチや遠心クラッチで構成するとすれば、複雑な制御を行うことなく、車速感応でモータ4と後軸との連結の締結及び開放が可能なクラッチ34を実現できる。
Further, for example, if the output of the rear shaft is not increased by limiting the output of the conventional rear shaft, the conventional rear shaft can be achieved without increasing the motor 4 speed or downsizing the motor 4. If it is about the output of, it will be possible to ensure. Further, since the reduction ratio is not changed, the operable vehicle speed range does not change.
Further, as described above, if the clutch 34 is constituted by a one-way clutch or a centrifugal clutch, the clutch 34 capable of engaging and disengaging the connection between the motor 4 and the rear shaft with sensitivity to the vehicle speed without performing complicated control. realizable.
また、前述のように、トルクコンバータ31のロックアップ機構31aにより、発進時にはトルクコンバータ31により増幅されたモータ4のトルクが後軸に出力され、車速がある程度大きくなってくると、トルクコンバータ31により増幅されることなく、モータ4のトルクが後軸に出力される。これにより、発進時のように大きいトルクが必要とされるときには、それに対応して後軸に大きなトルクを出力することができ、車速が大きくなったときには、トルクコンバータ31による伝達ロスをなくして、モータ4のトルクを後軸に出力することができる。
Further, as described above, the torque of the motor 4 amplified by the
また、車両が後退走行する際には、ロックアップ機構31aを作動させている。これにより、トルクコンバータ31を備えてもなお、モータ4のトルクを後軸に効率良く伝達することができる。なお、車両が後退走行する場合にも、モータロックするようなシーンも考えられるが、この場合、モータロックしそうなときに、ロックアップ機構31aを解除するようにする。例えば、一般的には、後退走行時の前輪(主駆動輪)1L、1R側の減速ギヤのギヤ比は高く設定されているので、ロックアップ機構31aを解除したとしても(2輪駆動状態になったとしても)、坂路発進や穴からの脱出を伴う場合でも問題なく後退走行できる。
Further, when the vehicle travels backward, the
なお、前記実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、前記実施形態では、具体的な例を挙げて車両の構成を説明している。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、車両は、モータからの駆動トルクにより駆動輪が駆動されるものであれば良い。
また、前記実施形態の説明において、モータ4は、駆動輪に駆動トルクを伝達可能なモータを実現しており、トルクコンバータ31は、前記モータから前記駆動輪への駆動トルクの伝達経路に配置されたトルクコンバータを実現している。
In addition, the said embodiment can also be implement | achieved by the following structures.
That is, in the embodiment, the configuration of the vehicle is described with a specific example. However, it is not limited to this. That is, the vehicle may be any vehicle as long as the driving wheels are driven by the driving torque from the motor.
In the description of the embodiment, the motor 4 realizes a motor capable of transmitting drive torque to the drive wheels, and the
1L、1R 前輪、2 エンジン、3L、3R 後輪、3a 駆動軸、4 モータ、4a 駆動軸、6 ベルト、7 発電機、8 4WDコントローラ、8A 目標モータトルク演算部、8B 発電機供給電力演算部、8C 発電電流指令演算部、8D 発電機制御部、8E モータ制御部、8F TCS制御部、8G クラッチ制御部、8H 負荷固定判断部、8I モータ制御部、9 インバータ、10 ジャンクションボックス、27FL、27FR、27RL、27RR 車輪速センサ、30 駆動力伝達部、31 トルクコンバータ、31a ロックアップ機構、32 減速ギヤ部、33 ディファレンシャルギア、34 クラッチ
1L, 1R front wheel, 2 engine, 3L, 3R rear wheel, 3a drive shaft, 4 motor, 4a drive shaft, 6 belt, 7 generator, 8 4WD controller, 8A target motor torque calculator, 8B generator
Claims (5)
前記モータから前記駆動輪への駆動トルクの伝達経路に配置された流体継手と、
を備えることを特徴とする車両用駆動装置。 A motor capable of transmitting drive torque to the drive wheels;
A fluid coupling disposed in a drive torque transmission path from the motor to the drive wheel;
A vehicle drive device comprising:
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007203182A JP2009035212A (en) | 2007-08-03 | 2007-08-03 | Driving device for vehicle |
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- 2007-08-03 JP JP2007203182A patent/JP2009035212A/en active Pending
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