JP2020192922A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、前輪と後輪とを別々の駆動源を用いて駆動させる4輪駆動が可能な車両の制御に関する。 The present disclosure relates to the control of a vehicle capable of four-wheel drive in which the front wheels and the rear wheels are driven by using different drive sources.
従来より、前輪と後輪とを別々の駆動源を用いて駆動させる4輪駆動が可能な車両が公知である。このような車両の具体例としては、たとえば、前輪をエンジンにより駆動し、後輪をモータジェネレータにより駆動する構成が挙げられる。 Conventionally, a vehicle capable of four-wheel drive in which the front wheels and the rear wheels are driven by using different drive sources has been known. Specific examples of such a vehicle include a configuration in which the front wheels are driven by an engine and the rear wheels are driven by a motor generator.
たとえば、特開2013−153618号公報(特許文献1)は、左右一対の前輪をエンジンによって駆動される主駆動輪とし、左右一対の後輪をモータで駆動される補助駆動輪とするハイブリッド自動車を開示する。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-153618 (Patent Document 1) describes a hybrid vehicle in which a pair of left and right front wheels are main drive wheels driven by an engine and a pair of left and right rear wheels are auxiliary drive wheels driven by a motor. Disclose.
しかしながら、後輪をモータで駆動させる場合には、モータのトルクや回転数が制約される場合がある。たとえば、後輪をモータで駆動させる場合に、モータを車両の後輪の車軸周辺に配置することになり、車室や荷室のスペースを確保すると、モータの搭載スペースが制限され、搭載可能なモータのトルクが制約される場合がある。そのため、たとえば、低速時のトルクを確保可能な減速機のギヤ比を設定する場合には、高速走行時においてモータの回転数が過回転状態となり得る。その結果、モータの回転数が制約され、車両の最高速が制限される場合がある。さらに変速機を用いてギヤ比を変更することも考えられるが、上述のように車室や荷室のスペースを確保すると、変速機の搭載が困難となる場合がある。 However, when the rear wheels are driven by a motor, the torque and rotation speed of the motor may be restricted. For example, when the rear wheels are driven by a motor, the motors are arranged around the axles of the rear wheels of the vehicle, and if space is secured in the passenger compartment and luggage compartment, the mounting space of the motor is limited and can be mounted. Motor torque may be constrained. Therefore, for example, when the gear ratio of the speed reducer that can secure the torque at low speed is set, the rotation speed of the motor may be over-rotated at high speed. As a result, the number of revolutions of the motor is restricted, and the maximum speed of the vehicle may be restricted. Further, it is conceivable to change the gear ratio by using a transmission, but if the space in the passenger compartment or the luggage compartment is secured as described above, it may be difficult to mount the transmission.
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクの確保が可能な駆動用電動機を搭載する車両を提供することである。 The present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a drive electric motor capable of securing motor torque while preventing over-rotation during high-speed driving. Is to provide.
本開示のある局面に係る車両は、車両に駆動力を発生させる駆動源と、駆動源において生じる動力を用いて車両を駆動させる第1駆動輪と、駆動源とは別に設けられる電動機と、一対の車輪によって構成され、第1駆動輪とは車両の前後方向に対して異なる位置に設けられ、電動機において生じる動力を用いて車両を駆動させる第2駆動輪と、電動機の動力を一対の車輪の各々に伝達可能に構成されるデファレンシャルギヤと、一対の車輪のうちのいずれか一方の車輪とデファレンシャルギヤとの間において動力の伝達が可能な第1状態と、一方の車輪とデファレンシャルギヤとの間における動力の伝達が遮断される第2状態とのうちのいずれかの状態に切り替え可能な切替装置と、切替装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両の走行中に電動機の回転数がしきい値に到達するときに、第1状態から第2状態に切替えられるように切替装置を制御する。 A vehicle according to a certain aspect of the present disclosure includes a pair of a drive source that generates a driving force in the vehicle, a first drive wheel that drives the vehicle by using the power generated in the drive source, and an electric motor provided separately from the drive source. The second drive wheel, which is composed of the first drive wheel and is provided at a position different from the first drive wheel in the front-rear direction of the vehicle and drives the vehicle using the power generated by the electric motor, and the power of the electric motor of the pair of wheels. A differential gear configured to be transmittable to each, a first state in which power can be transmitted between one of a pair of wheels and the differential gear, and between one wheel and the differential gear. It is provided with a switching device capable of switching to any one of the second states in which power transmission is cut off, and a control device for controlling the switching device. The control device controls the switching device so that the first state is switched to the second state when the rotation speed of the electric motor reaches the threshold value while the vehicle is running.
このようにすると、第2状態に切り替えられるときに、車輪の回転数の増加に比例して電動機の回転数が増加する関係が解消されるため、車両の高速走行時に電動機が過回転状態になることを抑制することができる。そのため、低速時のトルクを確保可能なギヤ比を選択することが可能となる。 In this way, when the vehicle is switched to the second state, the relationship that the rotation speed of the electric motor increases in proportion to the increase in the rotation speed of the wheels is eliminated, so that the electric motor is in an over-rotation state when the vehicle is traveling at high speed. Can be suppressed. Therefore, it is possible to select a gear ratio that can secure torque at low speed.
本開示によると、高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクの確保が可能な駆動用電動機を搭載する車両を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a vehicle equipped with a drive electric motor capable of securing the torque of a motor while preventing over-rotation during high-speed running.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、車両1の全体構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、車両1は、エンジン2と、トランスミッション4と、一対の前輪6,7と、後輪駆動装置8と、一対の後輪10,11とを含む。車両1は、エンジン2を用いて前輪6,7を駆動させ、後輪駆動装置8を用いて後輪10,11を駆動させる4輪駆動、エンジン2を用いて前輪6,7を駆動させる前輪駆動、あるいは、後輪駆動装置8を用いて後輪10,11を駆動させる後輪駆動が可能な車両である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the
エンジン2は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関であって、駆動輪である前輪6,7の駆動源である。
The
トランスミッション4は、たとえば、変速機とデファレンシャルギヤ(いずれも図示せず)とを含む。変速機は、エンジン2の動力を変速してデファレンシャルギヤに伝達する。変速機は、手動変速機であってもよいし、有段式あるいは無段式の自動変速機であってもよい。トランスミッション4内のデファレンシャルギヤは、車両1の旋回中において、前輪6,7間の回転数差を吸収しつつ変速機からの動力を前輪6,7に伝達する。
The
後輪駆動装置8は、モータジェネレータとデファレンシャルギヤとによって構成される、駆動輪である後輪10,11の駆動源である。後輪駆動装置8内のデファレンシャルギヤは、車両1の旋回中において、後輪10,11の回転数差を吸収しつつモータジェネレータからの動力を後輪10,11に伝達する。
The rear
図2は、車両1の後輪側の車軸の構成の一例を示す図である。すなわち、図2には、車両1の後方側から視た後輪側の車軸の構成が示される。図2に示すように、車両1の後輪側の車軸には、後輪駆動装置8と、切替装置40と、ドライブシャフト16,26と、アッパーアーム12,22と、ロアアーム14,24と、ナックル32,34とが設けられる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the axle on the rear wheel side of the
後輪駆動装置8は、デファレンシャルギヤ42と、減速機構44と、モータジェネレータ46とを含む。減速機構44は、モータジェネレータ46の回転を所定のギヤ比で減速する。
The rear
モータジェネレータ46は、バッテリ50からPCU(Power Control Unit)52を経由して供給される電力を用いて駆動する回転電機である。モータジェネレータ46は、たとえば、三相交流回転電機である。バッテリ50は、たとえば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池等を含むものとするが、たとえば、キャパシタ等の蓄電装置を適用することも可能である。PCU52は、バッテリ50の直流電力を交流電力に変換するインバータを含む。なお、PCU52は、インバータに加えて電圧の調整が可能なコンバータを含むようにしてもよい。PCU52は、ECU(Electronic Control Unit)100からの制御信号に応じて動作する。
The
後輪駆動装置8のデファレンシャルギヤ42には、ドライブシャフト26の一方端が接続される。ドライブシャフト26の他方端は、ナックル34に設けられるベアリング(図示せず)によって回転自在に支持されるとともに、後輪11に連結される。ナックル34の上部には、アッパーアーム22の一方端が連結される。ナックル34の下部には、ロアアーム24の一方端が連結される。なお、アッパーアーム22の他方端およびロアアーム24の他方端は、いずれも車両1の車体(図示せず)に連結される。
One end of the
さらに、後輪駆動装置8のデファレンシャルギヤには、切替装置40を介在させてドライブシャフト16の一方端が接続される。ドライブシャフト16の他方端は、ナックル32に設けられるベアリング(図示ぜう)によって回転自在に支持されるとともに、後輪10に連結される。ナックル32の上部には、アッパーアーム12の一方端が連結される。ナックル32の下部には、ロアアーム14の一方端が連結される。なお、アッパーアーム12の他方端およびロアアーム24の他方端は、いずれも車両1の車体に連結される。
Further, one end of the
アッパーアーム12,22、ロアアーム14,24およびナックル32,34によってリアサスペンションが構成される。
The rear suspension is composed of
切替装置40は、デファレンシャルギヤ42と、ドライブシャフト16との間において動力の伝達が可能な伝達状態と、動力の伝達を遮断する遮断状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り替え可能に構成される。切替装置40は、たとえば、ドグクラッチによって構成される。切替装置40は、たとえば、ECU100からの制御信号に応じて動作する。
The switching
ECU100は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、入出力バッファ(いずれも図示せず)を備える。メモリは、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、および書き換え可能な不揮発性メモリを含む。メモリ(たとえば、ROM)に記憶されているプログラムをCPUが実行することで、各種制御が実行される。ECU100は、たとえば、各センサから受ける信号、並びにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両1が所望の動作状態となるように各機器(エンジン2、後輪駆動装置8あるいはPCU52)を制御する。ECU100が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
The
ECU100には、車輪回転数センサ18,28と、モータ回転数センサ48とが接続される。車輪回転数センサ18,28は、たとえば、ドライブシャフト16,26の一方端に設けられるタイミングロータの回転数(以下、車輪回転数Na,Nbとそれぞれ記載する)をそれぞれ検出する。車輪回転数センサ18,28は、検出した車輪回転数Na,Nbを示す信号をECU100に送信する。ECU100は、たとえば、受信した車輪回転数Na,Nbを用いて車速Vを算出する。モータ回転数センサ48は、後輪駆動装置8内に設けられ、モータジェネレータ46の回転数(以下、モータ回転数と記載する)Nmを検出する。モータ回転数センサ48は、検出したモータ回転数Nmを示す信号をECU100に送信する。モータ回転数センサ48は、たとえば、レゾルバ等によって構成される。
Wheel
図3は、デファレンシャルギヤ42の構成の一例を示す図である。図3に示すように、デファレンシャルギヤ42は、リングギヤ42aと、ピニオンギヤ42b,42cと、右サイドギヤ42dと、左サイドギヤ42eと、右サイドシャフト42fと、左サイドシャフト42gとによって構成される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the
リングギヤ42aは、減速機構44を構成するギヤと噛み合う。そのため、リングギヤ42aは、モータジェネレータ46の動力を受けて、右サイドシャフト42fの回転軸と、左サイドシャフト42gの回転軸との各々と同一の回転軸で回転する。リングギヤ42aには、U字形状であって、両端がリングギヤ42aに固定され、中央部にピニオンギヤ42b,42cを保持する保持部材が設けられる。保持部材は、リングギヤ42aの回転軸の中心を通過するように形成される。ピニオンギヤ42b,42cは、リングギヤ42aの回転軸を挟んで対向する位置に回転自在に保持される。
The
右サイドギヤ42dは、右サイドシャフト42fの一方端に接続され、右サイドシャフト42fの回転軸と同一の回転軸を中心として回転する。右サイドギヤ42dは、ピニオンギヤ42b,42cの両方に噛み合うように配置される。
The
左サイドギヤ42eは、左サイドシャフト42gの一方端に接続され、左サイドシャフト42gの回転軸と同一の回転軸を中心として回転する。左サイドギヤ42eは、ピニオンギヤ42b,42cの両方に噛み合い、かつ、右サイドギヤ42dと対向する位置に配置される。
The
右サイドシャフト42fの他方端は、切替装置40に連結される。また、左サイドシャフト42gの他方端は、ドライブシャフト26に連結される。
The other end of the
以上のような構成を有する車両1において、後輪10,11をモータジェネレータ46で駆動させる場合には、モータジェネレータ46のトルクや回転数が制約される場合がある。たとえば、後輪10,11をモータジェネレータ46で駆動させる場合に、モータジェネレータ46を車両1の後輪10,11の車軸周辺に配置することになり、車室や荷室のスペースを確保すると、モータジェネレータ46の搭載スペースが制限され、搭載可能なモータのトルクが制約される場合がある。そのため、たとえば、低速時のトルクを確保可能な減速機構44のギヤ比を設定する場合には、高速走行時においてモータの回転数が過回転状態になり得る。その結果、モータジェネレータ46の回転数が制約され、車両1の最高速が制限される場合がある。さらに変速機を用いてギヤ比を変更することも考えられるが、上述のように車室や荷室のスペースを確保すると、変速機の搭載が困難となる場合がある。
In the
そこで、本実施の形態においては、ECU100は、エンジン2と、モータジェネレータ46とを用いた車両1の走行中にモータ回転数Nmがしきい値Nm(0)に到達するときに、伝達状態から遮断状態に切り替えられるように切替装置40を制御するものとする。
Therefore, in the present embodiment, the
このようにすると、遮断状態に切り替えられるときに、後輪10,11の回転数Na,Nb(すなわち、車速V)の増加に比例してモータ回転数Nmが増加する関係が解消されるため、車両1の高速走行時にモータジェネレータ46が過回転状態になることを抑制することができる。そのため、低速時のトルクを確保可能なギヤ比を選択することが可能となる。
In this way, the relationship that the motor rotation speed Nm increases in proportion to the increase in the rotation speeds Na and Nb (that is, the vehicle speed V) of the
以下、図4を参照して、ECU100で実行される制御処理の一例について説明する。図4は、ECU100で実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。
Hereinafter, an example of the control process executed by the
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU100は、切替装置40を遮断状態にする遮断制御が実行中であるか否かを判定する。ECU100は、たとえば、遮断制御が実行中であることを示すフラグがオン状態である場合に、遮断制御が実行中であると判定する。遮断制御が実行中であると判定される場合(S100にてYES)、処理はS102に移される。
In step 100 (hereinafter, step is referred to as S) 100, the
S102にて、ECU100は、車速Vがしきい値V(0)よりも小さいか否かを判定する。ECU100は、たとえば、後輪10,11の回転数Na,Nbのうちのいずれかによって車速Vを算出してもよいし、あるいは、回転数Na,Nbの平均値から車速Vを算出してもよい。しきい値V(0)は、たとえば、切替装置40が伝達状態である場合にモータジェネレータ46が過回転状態であると判定する車速の範囲の下限値である。車速Vがしきい値V(0)よりも小さいと判定される場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。
In S102, the
S104にて、ECU100は、同期制御を実行する。ECU100は、切替装置40を構成するドグクラッチにおけるドライブシャフト16側の回転数と、デファレンシャルギヤ42側の回転数との差分の大きさがしきい値以下の同期状態になるようにモータジェネレータ46の回転数を制御する。
In S104, the
S106にて、ECU100は、切替装置40を伝達状態にする係合制御を実行する。ECU100は、たとえば、同期制御によって同期状態になった後に切替装置40が伝達状態になるように切替装置40を制御する。このとき、ECU100は、たとえば、遮断制御が実行中であることを示すフラグをオフ状態にする。
In S106, the
なお、S100にて遮断制御が実行中でないと判定される場合(S100にてNO)、処理はS108に移される。 If it is determined in S100 that the cutoff control is not being executed (NO in S100), the process is transferred to S108.
S108にて、ECU100は、車両1がエンジン2と後輪駆動装置8とを用いた4輪駆動状態であるか否かを判定する。ECU100は、たとえば、車速やアクセル開度等によって特定される車両1の運転領域が駆動状態を4輪駆動状態とする運転領域内である場合に、車両1が4輪駆動状態であると判定してもよいし、あるいは、車両1が走行中であって、エンジン2およびモータジェネレータ46がいずれも作動状態になるように制御されている場合に車両1が4輪駆動状態であると判定してもよい。車両1が4輪駆動状態であると判定される場合(S108にてYES)、処理はS110に移される。
In S108, the
S110にて、ECU100は、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上であるか否かを判定する。しきい値Nm(0)は、モータ回転数Nmが過回転状態となる回転数範囲の下限値であって、たとえば、実験的あるいは設計的に設定される予め定められた値である。モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上であると判定される場合(S110にてYES)、処理はS112に移される。
In S110, the
S112にて、ECU100は、駆動停止制御を実行する。ECU100は、モータ回転数NmがゼロになるようにPCU52を制御する。
At S112, the
S114にて、ECU100は、遮断制御を実行する。ECU100は、たとえば、モータ回転数Nmがゼロになるタイミングで、切替装置40が遮断状態になるように切替装置40を制御する。このとき、ECU100は、遮断制御が実行中であることを示すフラグをオン状態にする。
At S114, the
なお、S102にて車速がしきい値V(0)以上であると判定される場合(S102にてNO)、S108にて車両1が4輪駆動状態でないと判定される場合(S108にてNO)、および、S110にて、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)よりも小さいと判定される場合(S110にてNO)、処理は終了される。
When it is determined in S102 that the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value V (0) (NO in S102), when it is determined in S108 that the
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両1の動作について、図5、図6および図7を用いて説明する。
The operation of the
図5は、車速に対するモータ回転数の変化を説明するための図である。図5の縦軸は、モータ回転数を示す。図5の横軸は、車速を示す。なお、車両1は、たとえば、直進走行中であって、エンジン2とモータジェネレータ46とを用いた4輪駆動状態であって、かつ、切替装置40が伝達状態である場合を想定する。また、Vmaxは、車両1の最高車速を示す。
FIG. 5 is a diagram for explaining a change in the motor rotation speed with respect to the vehicle speed. The vertical axis of FIG. 5 indicates the motor rotation speed. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the vehicle speed. It is assumed that the
図5のLN1(太実線)は、モータ回転数Nmの変化を示す。図5のLN2(二重線)は、ドライブシャフト16,26の回転数の変化を示す。図5のLN3(二点鎖線)は、デファレンシャルギヤ42の右サイドギヤ42d(図5参照)の回転数の変化を示す。
LN1 (thick solid line) in FIG. 5 shows the change in the motor rotation speed Nm. LN2 (double line) in FIG. 5 shows changes in the rotation speeds of the
遮断制御の実行中でなく(S100にてNO)、車両1が4輪駆動状態であるため(S108にてNO)、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上であるか否かが判定される(S110)。
Whether or not the motor rotation speed Nm is equal to or higher than the threshold value Nm (0) because the cutoff control is not being executed (NO in S100) and the
図5のLN1に示すように、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)よりも小さい場合には(S110にてNO)、切替装置40の伝達状態が維持されるため、4輪駆動状態が継続される。たとえば、アクセル開度が一定の開度である場合には、アクセル開度に応じた車速になるまで車速Vが増加していくとともにモータ回転数Nmも増加していくこととなる。
As shown in LN1 of FIG. 5, when the motor rotation speed Nm is smaller than the threshold value Nm (0) (NO in S110), the transmission state of the
そして、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)に到達すると(S110にてYES)、駆動停止制御が実行されることによって(S112)、モータ回転数NmがゼロになるようにPCU52が制御される。そして、遮断制御が実行されて(S114)、切替装置40が遮断状態になるように制御される。
Then, when the motor rotation speed Nm reaches the threshold value Nm (0) (YES in S110), the drive stop control is executed (S112), and the
一方、図5のLN2に示すように、ドライブシャフト16,26の回転数は、後輪10,11の回転数の増加に比例して増加していく。また、図5のLN3に示すように、デファレンシャルギヤ42の右サイドギヤ42dは、切替装置40が遮断状態になったことで回転方向が後輪10の回転方向とは逆方向となり、後輪10の回転数の増加に比例して回転数の大きさが増加していく。
On the other hand, as shown in LN2 of FIG. 5, the rotation speeds of the
図6は、デファレンシャルギヤ42の動作の一例を説明するための図である。たとえば、車両1が前進走行中であって、切替装置40が遮断状態になるように制御される場合、デファレンシャルギヤ42は、以下のように動作する。すなわち、左サイドシャフト42gは、後輪11が車両1の走行に従動して回転する。このとき、切替装置40が遮断状態になり、リングギヤ42aが停止状態となる。そのため、左サイドシャフト42gの回転力がピニオンギヤ42b、42cによって回転方向が逆転されて右サイドシャフト42fに伝達される。そのため、右サイドシャフト42fの回転方向が左サイドシャフト42gの回転方向と逆方向となる。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the operation of the
リングギヤ42aが停止状態である場合には、右サイドシャフト42fの回転数の大きさは、左サイドシャフト42gの回転数の大きさと同程度になる。そのため、後輪10の回転数がさらに増加していくことによって左サイドギヤ42eの回転数の大きさが増加に比例して、右サイドギヤ42dの回転数の大きさが増加する。
When the
なお、遮断制御の実行中において(S100にてYES)、車速Vがしきい値V(0)よりも低下する場合には(S102YES)、モータジェネレータ46を動作させるとともに、同期制御が実行される(S104)。そして、切替装置40においてドライブシャフト16側の回転数と、右サイドシャフト42fの回転数とが同期するタイミングで係合制御が実行されることによって、切替装置40が伝達状態になるように制御され、車両1が4輪駆動状態になる(S106)。
If the vehicle speed V is lower than the threshold value V (0) during execution of the cutoff control (YES in S100) (S102YES), the
図7は、デファレンシャルギヤ42を構成する各種ギヤの回転数の関係を示す共線図である。図7の左側の共線図は、遮断制御時における左サイドギヤ42eの回転数とリングギヤ42aの回転数と右サイドギヤ42dの回転数との関係を示す共線図である。図7の右側の共線図は、係合制御時における左サイドギヤ42eの回転数とリングギヤ42aの回転数と右サイドギヤ42dの回転数との関係を示す共線図である。なお、車両1は、前進走行中である場合を想定する。
FIG. 7 is a collinear diagram showing the relationship between the rotation speeds of the various gears constituting the
図7の左側の共線図の破線に示すように、切替装置40が伝達状態である場合には、リングギヤ42aと左サイドギヤ42eと右サイドギヤ42dとは同じ回転数で回転することになる。モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上となることで、モータジェネレータ46が停止状態になるとともに、切替装置40が遮断状態になると、図7の左側の共線図の実線に示すように、リングギヤ42aの回転数がゼロになる。さらに右サイドギヤ42dの回転方向が逆方向となる。このとき、左サイドギヤ42eの回転数の大きさと、右サイドギヤ42dの回転数の大きさとが同程度の大きさになる。
As shown by the broken line in the collinear diagram on the left side of FIG. 7, when the
一方、図7の右側の共線図の実線に示すように、車速Vがしきい値V(0)よりも低下する場合に、モータジェネレータ46を動作させることにより、リングギヤ42aの回転数が上昇するとともに、右サイドギヤ42dの回転数が上昇する。そして、図6の右側の共線図の破線に示すように、右サイドギヤ42dの回転数が左サイドギヤ42eの回転数(=後輪10の回転数)と同じ回転数に到達するときに切替装置40が遮断状態から伝達状態になる。これにより、車両1が4輪駆動状態になる。
On the other hand, as shown by the solid line in the collinear diagram on the right side of FIG. 7, when the vehicle speed V is lower than the threshold value V (0), the rotation speed of the
以上のようにして、本実施の形態に係る車両1によると、切替装置40が遮断状態に切り替えられるときに、車速Vの増加に比例してモータ回転数Nmが増加する関係が解消されるため、車両1の高速走行時においてモータジェネレータ46が過回転状態になることを抑制することができる。そのため、低速時のトルクを確保可能なギヤ比を選択することが可能となる。したがって、高速走行時の過回転を防止しつつ、モータのトルクの確保が可能な駆動用電動機を搭載する車両を提供することができる。
As described above, according to the
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、切替装置40を遮断状態にするとともに、駆動停止制御によってモータ回転数NmがゼロになるようにPCU52を制御するものとして説明したが、切替装置40を遮断状態にするとともにモータ回転数Nmを車速に応じて設定される目標回転数になるようにPCU52を制御してもよい。
Hereinafter, modification examples will be described.
In the above-described embodiment, the switching
たとえば、ECU100は、車両1が4輪駆動状態である場合においてモータ回転数Nmがしきい値Nm(0)を超えると、遮断状態になるように切替装置40が制御されるとともに、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以下の目標回転数になるようにPCU52を制御するようにしてもよい。ECU100は、たとえば、モータジェネレータ46におけるエネルギーの損失が少なく、かつ、モータジェネレータ46が回転することによってモータジェネレータ46内の潤滑油が撹拌し、適切な潤滑機能を維持できる回転数を目標回転数として設定する。ECU100は、たとえば、車速に応じて目標回転数を設定する。より具体的には、ECU100は、たとえば、マップ等を用いて車速Vが高くなるほど値が大きくなるように目標回転数を設定する。ECU100は、設定された目標回転数になるようにPCU52を制御する。変形例におけるECU100の処理は、図4に示される処理と比較して、駆動停止制御に代えてモータジェネレータ46の駆動制御が実行される点で異なり、その他の処理については、図4に示される処理と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
For example, in the
以下、図8および図9を参照しつつ、変形例における車両1の動作について説明する。図8は、変形例における車速Vに対するモータ回転数Nmの変化を説明するための図である。図8の縦軸は、モータ回転数Nmを示す。図8の横軸は、車速Vを示す。図8のLN4(実線)は、モータ回転数Nmの変化を示す。図8のLN5(二重線)は、ドライブシャフト16,26の回転数の変化を示す。図8のLN6(一点鎖線)は、右サイドギヤ42dの回転数を示す。図8のLN7(破線)は、ピニオンギヤ42b,42cの回転数を示す。
Hereinafter, the operation of the
図8のLN4に示すように、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上になると、遮断制御が実行されるとともに、モータジェネレータ46の回転数が目標回転数になるように制御される。遮断制御の実行後の目標回転数としては、たとえば、しきい値Nm(0)よりも予め定められた値だけ低い値が設定され、その後の車速の増加に比例して高い値が設定される。
As shown in LN4 of FIG. 8, when the motor rotation speed Nm becomes the threshold value Nm (0) or more, the cutoff control is executed and the rotation speed of the
図8のLN5に示すように、ドライブシャフト16,26の回転数は、後輪10,11の回転数の増加に比例して増加していく。
As shown in LN5 of FIG. 8, the rotation speeds of the
図8のLN6およびLN7に示すように、右サイドギヤ42dの回転数の大きさとピニオンギヤ42b,42cの回転数の大きさとは、リングギヤ42aの回転数とドライブシャフト26の回転数との差分とそれぞれのギヤ比とに応じた回転数となる。そのため、右サイドギヤ42dの回転数の大きさとピニオンギヤ42b,42cの回転数の大きさとは、いずれも後輪10の回転数の増加に比例して増加していく。
As shown in LN6 and LN7 of FIG. 8, the magnitude of the rotation speed of the
図9は、変形例におけるデファレンシャルギヤ42の動作の一例を説明するための図である。図9に示すデファレンシャルギヤ42の構成は、図3に示すデファレンシャルギヤ42の構成と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the operation of the
たとえば、車両1が前進走行中である場合において、切替装置40が遮断状態になるように制御される場合、デファレンシャルギヤ42は、以下のように動作する。すなわち、左サイドシャフト42gは、後輪11が車両1の走行に従動して回転する。このとき、切替装置40が遮断状態になり、モータ回転数Nmが目標回転数になるようにPCU52が制御される。そのため、ピニオンギヤ42b,42cの回転数および右サイドギヤ42dの回転数は、それぞれ左サイドシャフト42gの回転数とリングギヤ42aの回転数との差分に応じた回転数となる。図9には、右サイドギヤ42dの回転方向が左サイドギヤ42eの回転方向と同じ方向である場合が一例として示されている。
For example, when the
このようにすると、遮断制御の実行中において、モータ回転数Nmが目標回転数になるように制御されることでモータジェネレータ46におけるエネルギーの損失を抑制しつつ、デファレンシャルギヤ42内の潤滑機能を維持することができる。
In this way, during execution of the cutoff control, the motor rotation speed Nm is controlled to reach the target rotation speed, so that the energy loss in the
さらに上述の実施の形態では、切替装置40を遮断状態にするとともに、駆動停止制御によってモータ回転数NmがゼロになるようにPCU52を制御するものとして説明したが、切替装置40を遮断状態にするとともに車両1の加減速にあわせてモータジェネレータ46を動作させるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the switching
図10は、他の変形例におけるデファレンシャルギヤ42の動作の一例を説明するための図である。図10に示すデファレンシャルギヤ42の構成は、図3に示すデファレンシャルギヤ42の構成と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the operation of the
たとえば、車両1が前進走行中であって、かつ、切替装置40が遮断状態になるように制御されている場合に、車両1において急加速あるいは急減速が行なわれると左サイドギヤの回転数が車両1の急加速あるいは急減速に応じて変動する。このとき、図10に示すように、ピニオンギヤ42b,42cと、右サイドギヤ42dと、切替装置40のうちの右サイドシャフト42fに連結される部品との回転慣性力によって、ピニオンギヤ42b,42cの回転軸に反力が生じ、生じた反力によって左サイドシャフト42gの回転を抑制する方向に制動力が作用する場合がある。
For example, when the
そのため、このような左サイドシャフト42gに制動力が作用しないようにモータジェネレータ46を動作させるようにしてもよい。ECU100は、たとえば、車両1の加速度を算出し、算出された加速度の符号や大きさからモータジェネレータ46の回転方向とトルクの大きさを設定し、設定された回転方向に対して設定された大きさのトルクがモータジェネレータ46から出力されるようにPCU52を制御する。ECU100は、たとえば、車両1の加速時の左サイドシャフト42gの回転数の増加方向と同方向でかつ上述の回転慣性力に相当するトルクがモータジェネレータ46において出力されるようにPCU52を制御する。
Therefore, the
このようにすると、車両1の加減速時に左サイドシャフト42gに連結される後輪11に回転を抑制する制動力が作用することを抑制することができるため、車両1の直進性が悪化することを抑制することができる。
By doing so, it is possible to suppress the action of a braking force that suppresses rotation on the
さらに上述の実施の形態では、切替装置40が右サイドシャフト42fとドライブシャフト16の一方端との間であって、後輪駆動装置8の外側に設けられるものとして説明したが、特にこのような位置に限定されるものではない。
Further, in the above-described embodiment, the switching
図11は、切替装置40の構成についての変形例を示す図である。図11に示すように、切替装置40は、たとえば、右サイドシャフト42fとドライブシャフト16の一方端との間であって、後輪駆動装置8の内部に設けられる構成であってもよい。なお、図11において、上述した構成以外について同様の構成には、同じ参照符号が付されており、その機能も同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
FIG. 11 is a diagram showing a modified example of the configuration of the
図12は、切替装置40の構成についての他の変形例を示す図である。図12に示すように、切替装置40は、ナックル34の内側であって、ドライブシャフト16の他方端と、ホイールハブ36との間に設けられるものとしてもよい。ホイールハブ36は、後輪10に連結され、ナックル34内に設けられるベアリングによって回転自在に支持される。なお、図12において、上述した構成以外について同様の構成には、同じ参照符号が付されており、その機能も同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
FIG. 12 is a diagram showing another modification of the configuration of the
さらに上述の実施の形態では、車両1が4輪駆動状態である場合に、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上となるときに切替装置40を遮断状態にするものとして説明したが、車両1が4輪駆動状態である場合に特に限定されるものではなく、たとえば、車両1が、たとえば、エンジン2およびモータジェネレータ46のうちの少なくともいずれかを用いて走行中であって、かつ、モータ回転数Nmがしきい値Nm(0)以上となる場合に切替装置40を遮断状態にしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, when the
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In addition, the above-mentioned modification may be carried out by appropriately combining all or a part thereof.
It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 車両、2 エンジン、4 トランスミッション、6,7 前輪、8 後輪駆動装置、10,11 後輪、12,22 アッパーアーム、14,24 ロアアーム、16,26 ドライブシャフト、18,28 車輪回転数センサ、32,34 ナックル、36 ホイールハブ、40 切替装置、42 デファレンシャルギヤ、42a リングギヤ、42b,42c ピニオンギヤ、42d 右サイドギヤ、42e 左サイドギヤ、42f 右サイドシャフト、42g 左サイドシャフト、44 減速機構、46 モータジェネレータ、48 モータ回転数センサ、50 バッテリ、52 PCU、100 ECU。 1 vehicle, 2 engine, 4 transmission, 6,7 front wheel, 8 rear wheel drive, 10,11 rear wheel, 12,22 upper arm, 14,24 lower arm, 16,26 drive shaft, 18,28 wheel speed sensor , 32, 34 knuckle, 36 wheel hub, 40 switching device, 42 differential gear, 42a ring gear, 42b, 42c pinion gear, 42d right side gear, 42e left side gear, 42f right side shaft, 42g left side shaft, 44 reduction mechanism, 46 motor Generator, 48 motor speed sensor, 50 battery, 52 PCU, 100 ECU.
Claims (1)
前記駆動源において生じる動力を用いて前記車両を駆動させる第1駆動輪と、
前記駆動源とは別に設けられる電動機と、
一対の車輪によって構成され、前記第1駆動輪とは車両の前後方向に対して異なる位置に設けられ、前記電動機において生じる動力を用いて前記車両を駆動させる第2駆動輪と、
前記電動機の動力を前記一対の車輪の各々に伝達可能に構成されるデファレンシャルギヤと、
前記一対の車輪のうちのいずれか一方の車輪と前記デファレンシャルギヤとの間において動力の伝達が可能な第1状態と、前記一方の車輪と前記デファレンシャルギヤとの間における動力の伝達が遮断される第2状態とのうちのいずれかの状態に切り替え可能な切替装置と、
前記切替装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記車両の走行中に前記電動機の回転数がしきい値に到達するときに、前記第1状態から前記第2状態に切替えられるように前記切替装置を制御する、車両。 A drive source that generates driving force in the vehicle,
A first drive wheel that drives the vehicle using the power generated by the drive source,
An electric motor provided separately from the drive source and
A second drive wheel composed of a pair of wheels, provided at a position different from that of the first drive wheel in the front-rear direction of the vehicle, and driving the vehicle using the power generated by the electric motor.
A differential gear configured to transmit the power of the electric motor to each of the pair of wheels.
The first state in which power can be transmitted between one of the pair of wheels and the differential gear and the transmission of power between the one wheel and the differential gear are cut off. A switching device that can switch to either of the second states and
A control device for controlling the switching device is provided.
The control device controls the switching device so that when the rotation speed of the electric motor reaches a threshold value while the vehicle is traveling, the switching device is switched from the first state to the second state.
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WO2024063063A1 (en) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 株式会社デンソー | Clutch device |
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