JP2013107412A - Four-wheel drive vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a four-wheel drive vehicle which can simplify a vehicle power system.SOLUTION: The four-wheel vehicle 1 comprises: an engine 9 being a drive source of a power transmission mechanism 7 at sides of front wheels 3, 5; an electric motor 17 being a drive source of a power transmission mechanism 15 at sides of rear wheels 11, 13; a motor generator 19 being a starter for generating electric power by the operation of the engine 9 and operating the electric motor 17, and brings the engine 9 into an operation state from a stop state; and an electric power supply 21 for supplying electric power to the motor generator 19 when the motor generator 19 is the starter.

Description

本発明は、四輪駆動車に関する。   The present invention relates to a four-wheel drive vehicle.

従来、四輪駆動車としては、前輪側の動力伝達機構と後輪側の動力伝達機構とのうちいずれか一方の動力伝達機構の駆動源となるエンジンと、他方の動力伝達機構の駆動源となる電動モータとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, as a four-wheel drive vehicle, an engine serving as a drive source for one of the power transmission mechanism on the front wheel side and a power transmission mechanism on the rear wheel side, and a drive source for the other power transmission mechanism The thing provided with the electric motor which becomes is known (for example, refer to patent documents 1).

この四輪駆動車では、エンジンと電動モータとの間に発電機が設けられている。この発電機は、エンジンの出力トルクによって電力を発電し、発電した電力を電動モータに供給することによって電動モータを作動させている。   In this four-wheel drive vehicle, a generator is provided between the engine and the electric motor. This generator generates electric power by the output torque of the engine, and operates the electric motor by supplying the generated electric power to the electric motor.

一方、エンジンの周辺に、アイドリングストップシステムによって一時的に停止されたエンジンの再始動を行うモータジェネレータとスタータモータとが配置され、モータジェネレータに電力を供給する二次電池が設けられた車両が知られている（例えば、特許文献２参照）。   On the other hand, a vehicle in which a motor generator and a starter motor for restarting an engine temporarily stopped by an idling stop system are arranged around the engine and a secondary battery for supplying power to the motor generator is provided is known. (For example, refer to Patent Document 2).

この車両では、モータジェネレータによるエンジンの再始動時において、所定のロック判定時間を経過してもエンジンが再始動されない場合、スタータモータによってエンジンを再始動するようにしている。   In this vehicle, when the engine is restarted by the motor generator, if the engine is not restarted even after a predetermined lock determination time has elapsed, the engine is restarted by the starter motor.

特開２００７−１７０６２３号公報JP 2007-170623 A 特開２００５−９４３９号公報JP 2005-9439 A

ところで、上記特許文献１のような四輪駆動車では、エンジンの周辺に、アイドリングストップからのエンジンの再始動を行う上記特許文献２と同様なモータジェネレータやスタータモータなどの再始動用のスタータが設けられている。   By the way, in a four-wheel drive vehicle like the said patent document 1, the starter for restarts, such as a motor generator and a starter motor similar to the said patent document 2 which restarts an engine from an idling stop in the periphery of an engine. Is provided.

このため、一方の動力伝達機構の駆動源となるエンジンと、他方の動力伝達機構の駆動源となる電動モータとを備えた四輪駆動車では、電動モータの起動源である発電機の他に、エンジンのアイドリングストップからの再始動用のスタータであるモータジェネレータやスタータモータなどが配置されているので、車両の動力系が非常に複雑化していた。   For this reason, in a four-wheel drive vehicle including an engine that is a drive source of one power transmission mechanism and an electric motor that is a drive source of the other power transmission mechanism, in addition to the generator that is the start source of the electric motor Since a motor generator, a starter motor, or the like, which is a starter for restarting from an engine idling stop, is arranged, the power system of the vehicle has become very complicated.

そこで、この発明は、車両の動力系を簡素化することができる四輪駆動車の提供を目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a four-wheel drive vehicle that can simplify the power system of the vehicle.

本発明の四輪駆動車は、前輪側の動力伝達機構と後輪側の動力伝達機構とのうちいずれか一方の動力伝達機構の駆動源となるエンジンと、他方の動力伝達機構の駆動源となる電動モータと、前記エンジンの作動によって発電し前記電動モータを作動させる起動源であると共に前記エンジンを停止状態から作動状態にさせるスタータであるモータジェネレータと、このモータジェネレータが前記スタータであるとき前記モータジェネレータに電力を供給する電源とを有することを特徴とする。   The four-wheel drive vehicle of the present invention includes an engine serving as a drive source for one of the power transmission mechanism on the front wheel side and the power transmission mechanism on the rear wheel side, and a drive source for the other power transmission mechanism. An electric motor, a motor generator that is a starter that generates electric power by operating the engine and operates the electric motor, and that starts the engine from a stopped state to an operating state, and when the motor generator is the starter, And a power source for supplying power to the motor generator.

この四輪駆動車では、エンジンの作動によって発電し電動モータを作動させる起動源であると共にエンジンを停止状態から作動状態にさせるスタータであるモータジェネレータを有するので、電動モータを作動させる起動源とエンジンを停止状態から作動状態にさせるスタータとを別々に設ける必要がなく、車両の動力系を簡素化することができる。   This four-wheel drive vehicle has a motor generator that is a starter that generates electric power by operating the engine and operates the electric motor, and a starter that moves the engine from a stopped state to an operating state. It is not necessary to separately provide a starter for switching the vehicle from the stop state to the operation state, and the power system of the vehicle can be simplified.

本発明によれば、車両の動力系を簡素化することができる四輪駆動車を提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide a four-wheel drive vehicle that can simplify the power system of the vehicle.

本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the four-wheel drive vehicle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の他例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other examples of the four-wheel drive vehicle which concerns on embodiment of this invention.

図１，図２を用いて本発明の実施の形態に係る四輪駆動車について説明する。   A four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施の形態に係る四輪駆動車１は、前輪３，５側の動力伝達機構７の駆動源となるエンジン９と、後輪１１，１３側の動力伝達機構１５の駆動源となる電動モータ１７と、エンジン９の作動によって発電し電動モータ１７を作動させる起動源であると共にエンジン９を停止状態から作動状態にさせるスタータであるモータジェネレータ１９と、このモータジェネレータ１９がスタータであるときモータジェネレータ１９に電力を供給する電源２１とを有する。   The four-wheel drive vehicle 1 according to the present embodiment includes an engine 9 serving as a drive source for the power transmission mechanism 7 on the front wheels 3 and 5 side and an electric motor serving as a drive source for the power transmission mechanism 15 on the rear wheels 11 and 13 side. 17, a motor generator 19 that is a start source for generating electric power by operating the engine 9 and operating the electric motor 17, and a starter for bringing the engine 9 from the stopped state to the operating state, and a motor generator when the motor generator 19 is a starter And a power source 21 for supplying power to the power source 19.

また、電動モータ１７は、エンジン９の停止状態で電源２１から供給される電力によって作動する。   Further, the electric motor 17 is operated by electric power supplied from the power source 21 when the engine 9 is stopped.

図１に示すように、四輪駆動車１は、駆動源としてのエンジン９と、電動モータ１７とを備えている。エンジン９は、動力伝達機構７を介して前輪３，５を駆動し、電動モータ１７は、動力伝達機構１５を介して後輪１１，１３を駆動する。   As shown in FIG. 1, the four-wheel drive vehicle 1 includes an engine 9 as a drive source and an electric motor 17. The engine 9 drives the front wheels 3 and 5 via the power transmission mechanism 7, and the electric motor 17 drives the rear wheels 11 and 13 via the power transmission mechanism 15.

前輪３，５側の動力伝達機構７は、変速機構としてのトランスミッション２３と、左右の前輪３，５の差動を許容する差動機構としてのフロントデフ２５と、フロントデフ２５と前輪３，５とを連結する前車軸２７，２９などから構成されている。   The power transmission mechanism 7 on the front wheels 3, 5 side includes a transmission 23 as a speed change mechanism, a front differential 25 as a differential mechanism that allows the differential of the left and right front wheels 3, 5, and the front differential 25 and the front wheels 3, 5. The front axles 27 and 29 are connected to each other.

エンジン９の駆動力は、トランスミッション２３を介してフロントデフ２５に伝達される。このフロントデフ２５に伝達された駆動力は、前車軸２７，２９を介して前輪３，５に配分される。   The driving force of the engine 9 is transmitted to the front differential 25 via the transmission 23. The driving force transmitted to the front differential 25 is distributed to the front wheels 3 and 5 via the front axles 27 and 29.

後輪１１，１３側の動力伝達機構１５は、変速機構３１と、左右の後輪１１，１３の差動を許容する差動機構としてのリヤデフ３３と、変速機構３１とリヤデフ３３との間の動力伝達を断続するクラッチ３５と、リヤデフ３３と後輪１１，１３とを連結する後車軸３７，３９などから構成されている。   The power transmission mechanism 15 on the rear wheels 11, 13 side includes a speed change mechanism 31, a rear differential 33 as a differential mechanism that allows the differential of the left and right rear wheels 11, 13, and between the speed change mechanism 31 and the rear differential 33. The clutch 35 is configured to intermittently transmit power, and the rear axles 37 and 39 are connected to the rear differential 33 and the rear wheels 11 and 13.

電動モータ１７の駆動力は、変速機構３１を介してクラッチ３５に伝達される。このクラッチ３５に伝達された駆動力は、クラッチ３５が接続されるとリヤデフ３３に伝達されて後車軸３７，３９から後輪１１，１３に配分される。このとき、四輪駆動車１は、前後輪駆動の四輪駆動状態になる。   The driving force of the electric motor 17 is transmitted to the clutch 35 via the speed change mechanism 31. The driving force transmitted to the clutch 35 is transmitted to the rear differential 33 when the clutch 35 is connected, and is distributed from the rear axles 37 and 39 to the rear wheels 11 and 13. At this time, the four-wheel drive vehicle 1 is in a four-wheel drive state of front and rear wheel drive.

また、四輪駆動車１は、エンジン９のみを駆動源として前輪駆動の二輪駆動状態となる場合、電動モータ１７を停止させると共に、クラッチ３５の接続を解除させ、変速機構３１とリヤデフ３３との間の動力伝達を遮断する。このクラッチ３５の接続解除により、後輪１１，１３の回転が変速機構３１に入力されることがなく、二輪駆動状態のときの不必要な回転系が削減され、燃費を向上することができる。   Further, when the four-wheel drive vehicle 1 enters the two-wheel drive state of the front wheel drive using only the engine 9 as a drive source, the electric motor 17 is stopped and the clutch 35 is disconnected, so that the transmission mechanism 31 and the rear differential 33 are connected. The power transmission between is cut off. By releasing the clutch 35, the rotation of the rear wheels 11 and 13 is not input to the speed change mechanism 31, and an unnecessary rotation system in the two-wheel drive state is reduced, so that fuel consumption can be improved.

このような四輪駆動車１のエンジン９の近傍には、モータジェネレータ１９が配置されている。モータジェネレータ１９は、プーリとベルトなどからなる連結機構４１を介してエンジン９に連結されている。また、モータジェネレータ１９は、ジャンクションボックス４３を介して電動モータ１７に接続されている。なお、モータジェネレータ１９と電動モータ１７とは、直流の電力によって作動されるＤＣモータとなっている。このモータジェネレータ１９には、ＥＣＵ４５を介して電源２１が接続されている。   A motor generator 19 is arranged in the vicinity of the engine 9 of such a four-wheel drive vehicle 1. The motor generator 19 is coupled to the engine 9 via a coupling mechanism 41 including a pulley and a belt. The motor generator 19 is connected to the electric motor 17 via the junction box 43. The motor generator 19 and the electric motor 17 are DC motors that are operated by DC power. A power source 21 is connected to the motor generator 19 via an ECU 45.

電源２１は、鉛蓄電池、リチウム電池などの二次電池からなる。この電源２１は、アイドリングストップによって一時的に停止されたエンジン９を再始動させる際に、モータジェネレータ１９に電力を供給しモータジェネレータ１９をモータとして機能させる。また、電源２１は、図２に示すように、ジャンクションボックス４３を介して電動モータ１７に接続されている。このため、電源２１は、エンジン９が停止状態であるとき、電動モータ１７に電力を供給して電動モータ１７を作動させることができる。なお、電源２１とジャンクションボックス４３との間には、電源２１から電動モータ１７に供給される電力を整流するＤＣ／ＤＣコンバータ４７が配置されている。   The power source 21 is a secondary battery such as a lead storage battery or a lithium battery. The power supply 21 supplies electric power to the motor generator 19 to cause the motor generator 19 to function as a motor when the engine 9 temporarily stopped by idling stop is restarted. Further, the power source 21 is connected to the electric motor 17 via a junction box 43 as shown in FIG. For this reason, the power source 21 can supply electric power to the electric motor 17 to operate the electric motor 17 when the engine 9 is in a stopped state. A DC / DC converter 47 that rectifies power supplied from the power supply 21 to the electric motor 17 is disposed between the power supply 21 and the junction box 43.

このような四輪駆動車１のエンジン９と電動モータ１７との作動は、図１，図２に示すように、制御手段としての４ＷＤＥＣＵ４９によって制御されている。４ＷＤＥＣＵ４９は、電動モータ１７と、モータジェネレータ１９と、動力伝達機構１５のクラッチ３５と、ジャンクションボックス４３との他に、車両が前後輪駆動の四輪駆動を必要とするか否かを検出する４ＷＤスイッチ５１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４７とに接続されている。   The operation of the engine 9 and the electric motor 17 of the four-wheel drive vehicle 1 is controlled by a 4WD ECU 49 as control means, as shown in FIGS. The 4WD ECU 49 detects whether the vehicle needs front and rear wheel four-wheel drive in addition to the electric motor 17, the motor generator 19, the clutch 35 of the power transmission mechanism 15, and the junction box 43. The switch 51 and the DC / DC converter 47 are connected.

この４ＷＤＥＣＵ４９は、４ＷＤスイッチ５１がＯＮ状態、すなわち車両が前後輪駆動の四輪駆動を必要とするとき、エンジン９を作動させて前輪側の動力伝達機構７を介して前輪３，５を駆動すると共に、モータジェネレータ１９をジェネレータとして機能させてエンジン９の出力によって発電させ、電動モータ１７を作動させる。このとき、後輪側の動力伝達機構１５のクラッチ３５を接続させ、後輪１１，１３を駆動させる。このように電動モータ１７を作動させる場合には、モータジェネレータ１９が電動モータ１７の起動源となる。   The 4WD ECU 49 operates the engine 9 to drive the front wheels 3 and 5 via the power transmission mechanism 7 on the front wheel side when the 4WD switch 51 is in an ON state, that is, when the vehicle needs four-wheel drive for front and rear wheel drive. At the same time, the motor generator 19 is caused to function as a generator to generate electric power by the output of the engine 9 and the electric motor 17 is operated. At this time, the clutch 35 of the power transmission mechanism 15 on the rear wheel side is connected to drive the rear wheels 11 and 13. When the electric motor 17 is operated in this way, the motor generator 19 becomes a starting source of the electric motor 17.

また、４ＷＤＥＣＵ４９は、４ＷＤスイッチ５１がＯＦＦ状態、すなわち車両が前輪駆動の二輪駆動であるとき、エンジン９を作動させて前輪側の動力伝達機構７を介して前輪３，５を駆動すると共に、電動モータ１７を停止状態とし、後輪側の動力伝達機構１５のクラッチ３５を解除状態とさせる。このとき、モータジェネレータ１９をジェネレータとして機能させ、エンジン９の出力によってモータジェネレータ１９で発電し電源２１に充電させる。   Further, the 4WD ECU 49 operates the engine 9 to drive the front wheels 3 and 5 via the power transmission mechanism 7 on the front wheel side when the 4WD switch 51 is in an OFF state, that is, the vehicle is a front wheel drive two-wheel drive. The motor 17 is stopped and the clutch 35 of the power transmission mechanism 15 on the rear wheel side is released. At this time, the motor generator 19 is caused to function as a generator, and the motor generator 19 generates power by the output of the engine 9 to charge the power source 21.

このような四輪駆動車１では、例えば、所定の時間停車するなどの所定の条件となった場合、エンジン９を一時的に停止させるアイドリングストップを行う。なお、このエンジン９の停止状態では、モータジェネレータ１９が作動することがなく、電動モータ１７も作動することがない。   In such a four-wheel drive vehicle 1, for example, when a predetermined condition such as stopping for a predetermined time is satisfied, an idling stop that temporarily stops the engine 9 is performed. When the engine 9 is stopped, the motor generator 19 does not operate and the electric motor 17 does not operate.

このアイドリングストップからのエンジン９の再始動は、４ＷＤＥＣＵ４９がモータジェネレータ１９をモータとして機能させ、電源２１からモータジェネレータ１９に電力を供給してモータジェネレータ１９を作動させ、エンジン９を再始動させる。このようにアイドリングストップからエンジン９を再始動させる場合には、モータジェネレータ１９がエンジン９の再始動用のスタータとなる。また、電動モータ１７のみを作動させる場合には、電源２１から電動モータ１７に電力を供給して電動モータ１７を作動させる。   When the engine 9 is restarted from the idling stop, the 4WD ECU 49 causes the motor generator 19 to function as a motor, supplies power from the power source 21 to the motor generator 19, operates the motor generator 19, and restarts the engine 9. Thus, when the engine 9 is restarted from the idling stop, the motor generator 19 serves as a starter for restarting the engine 9. When only the electric motor 17 is operated, power is supplied from the power source 21 to the electric motor 17 to operate the electric motor 17.

このようにモータジェネレータ１９は、電動モータ１７を作動させるための起動源と、アイドリングストップからエンジン９を再始動させるための再始動用のスタータとの２つの機能を有し、車両の条件によってどちらかの機能が選択される。このため、車両の動力系が簡素化されると共に、車両に搭載される部品点数も削減でき、軽量化・低コスト化することができる。   As described above, the motor generator 19 has two functions of a start source for operating the electric motor 17 and a restart starter for restarting the engine 9 from an idling stop. The function is selected. For this reason, the power system of the vehicle is simplified, the number of parts mounted on the vehicle can be reduced, and the weight and cost can be reduced.

このような四輪駆動車１では、エンジン９の作動によって発電し電動モータ１７を作動させる起動源であると共にエンジン９を停止状態から作動状態にさせるスタータであるモータジェネレータ１９を有するので、電動モータ１７を作動させる起動源とエンジン９を停止状態から作動状態にさせるスタータとを別々に設ける必要がなく、車両の動力系を簡素化することができる。   Such a four-wheel drive vehicle 1 has a motor generator 19 which is a starter for generating electric power by operating the engine 9 and operating the electric motor 17 and a starter for bringing the engine 9 from the stopped state to the operating state. There is no need to separately provide an activation source that activates the engine 17 and a starter that activates the engine 9 from the stopped state, and the power system of the vehicle can be simplified.

また、電動モータ１７は、エンジン９の停止状態で電源２１から供給される電力によって作動するので、モータジェネレータ１９を作動させずに電動モータ１７を作動させることができ、車両の走破性を向上することができる。   In addition, since the electric motor 17 is operated by the electric power supplied from the power source 21 in a state where the engine 9 is stopped, the electric motor 17 can be operated without operating the motor generator 19 and the running performance of the vehicle is improved. be able to.

なお、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車では、前輪側の動力伝達機構がエンジンによって駆動され、後輪側の動力伝達機構が電動モータによって駆動されているが、エンジンと電動モータとによって駆動される動力伝達機構が逆であってもよい。   In the four-wheel drive vehicle according to the embodiment of the present invention, the power transmission mechanism on the front wheel side is driven by the engine, and the power transmission mechanism on the rear wheel side is driven by the electric motor. The power transmission mechanism driven by may be reversed.

１…四輪駆動車
３，５…前輪
７…前輪側の動力伝達機構
９…エンジン
１１，１３…後輪
１５…後輪側の動力伝達機構
１７…電動モータ
１９…モータジェネレータ
２１…電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Four-wheel drive vehicle 3, 5 ... Front wheel 7 ... Front wheel side power transmission mechanism 9 ... Engine 11, 13 ... Rear wheel 15 ... Rear wheel side power transmission mechanism 17 ... Electric motor 19 ... Motor generator 21 ... Power source

Claims (2)

前輪側の動力伝達機構と後輪側の動力伝達機構とのうちいずれか一方の動力伝達機構の駆動源となるエンジンと、他方の動力伝達機構の駆動源となる電動モータと、前記エンジンの作動によって発電し前記電動モータを作動させる起動源であると共に前記エンジンを停止状態から作動状態にさせるスタータであるモータジェネレータと、このモータジェネレータが前記スタータであるとき前記モータジェネレータに電力を供給する電源とを有することを特徴とする四輪駆動車。   An engine serving as a drive source for one of the power transmission mechanism on the front wheel side and a power transmission mechanism on the rear wheel side, an electric motor serving as a drive source for the other power transmission mechanism, and operation of the engine A motor generator that is a start source that generates electric power and activates the electric motor and that causes the engine to change from a stopped state to an operating state; and a power source that supplies electric power to the motor generator when the motor generator is the starter A four-wheel drive vehicle characterized by comprising: 請求項１記載の四輪駆動車であって、
前記電動モータは、前記エンジンの停止状態で前記電源から供給される電力によって作動することを特徴とする四輪駆動車。 The four-wheel drive vehicle according to claim 1,
The four-wheel drive vehicle, wherein the electric motor is operated by electric power supplied from the power source when the engine is stopped.
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