JP3683405B2 - 車両の発進アシスト装置 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪と後輪との一方をエンジンで駆動される駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進アシスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の発進アシスト装置として、特開平８−１７５２１０号公報に見られるように、従動輪に連結される電動モータを設け、雪道等の滑り易い路面での発進時に、電動モータにより従動輪を駆動して発進をアシストするものが知られている。
【０００３】
このもので電動モータとしては、セルモータ等として使用される安価なＤＣブラシモータを使用することが望まれるが、発進後も電動モータが従動輪に連結されていると、従動輪側からの逆駆動により電動モータが過回転し、ブラシの耐久性が損われる。
【０００４】
そこで、上記のものでは、発進時にオンされて電動モータの出力トルクを従動輪に伝達するクラッチを設け、発進後に電動モータの駆動を停止すると共にクラッチをオフし、電動モータと従動輪との連結を解くようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、省エネルギー化のため、車両の減速時に電動モータを発電機として機能させてエネルギーを回収することが望まれるが、そのためには発進後も電動モータと従動輪とを連結しておく必要があり、その結果、電動モータの過回転による耐久性の悪化といった不具合を生ずる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、電動モータの耐久性を損うことなく減速時のエネルギーの回収を行い得られるようにした発進アシスト装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、前輪と後輪との一方をエンジンで駆動される駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進アシスト装置であって、エンジンにより駆動される発電機と、従動輪に連結される電動モータとを備え、車両の所定速度以下の発進時に電動モータにより従動輪を駆動して発進をアシストし、発進後は電動モータの駆動を停止するものにおいて、前輪と後輪の差回転を検出する差回転検出手段を備え、該差回転検出手段により検出された値に基づいて発電機と電動モータとを制御し、電動モータと従動輪とを変速機を介して常時連結し、車速の増加に伴い変速機の減速比を減少させると共に、車両の減速時に電動モータを発電機とする回生回路を閉成するようにしている。
【０００８】
本発明によれば、車両の減速時に回生回路を閉成することによりエネルギーが回収され、省エネルギー化が図られる。ここで、電動モータは発進後も従動輪に連結されたままになるが、車速の増加に伴い変速機の減速比が減少されるため、従動輪側からの逆駆動による電動モータの回転速度の上昇が抑制され、電動モータの過回転による耐久性の悪化が防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、エンジン１により変速機２を介して左右の前輪３Ｌ，３Ｒを駆動する前輪駆動車両を示しており、従動輪たる左右の後輪４Ｌ，４Ｒ間に、車両の発進時に後輪４Ｌ，４Ｒを駆動して発進をアシストする発進アシスト装置５を設けている。
【００１０】
発進アシスト装置５は、図２に明示する如くＤＣブラシモータ等から成る電動モータ６と、左右の後輪４Ｌ，４Ｒ間に介設した、差動制限機構７ａを具備する差動装置７と、電動モータ６の出力トルクを差動装置７に伝達する変速機８とを備えており、電動モータ６と後輪４Ｌ，４Ｒとを変速機８と差動装置７とを介して常時連結するように構成されている。
【００１１】
図２に示すもので変速機８は、電動モータ６に連結した駆動プーリ８ａと差動装置７に連結した従動プーリ８ｂとにＶベルト８ｃを掛け渡し、各プーリ８ａ，８ｂに対するＶベルト８ｃの巻掛け径を変化させて無段変速を行う無段変速機で構成されているが、変速機８として多段変速機を用いても良い。図３はその一例を示し、このもので変速機８は、サンギア８０と、リングギア８１と、両ギア８０，８１に噛合するプラネタリピニオン８２を担持するキャリア８３とを有する遊星歯車機構で構成される。そして、サンギア８０とキャリア８３とを夫々電動モータ６と差動装置７とに連結すると共に、キャリア８３を高速クラッチ８４を介して電動モータ６に連結可能とし、更に、リングギア８１を低速ブレーキ８５により回り止め可能としている。かくて、低速ブレーキ８５をオンして高速クラッチ８４をオフすることにより減速比の大きな低速段が確立され、低速ブレーキ８５をオフして高速クラッチ８４をオンすることにより減速比の小さな高速段が確立される。
【００１２】
変速機８は、電子制御装置から成るコントローラ９により車速の増加に伴って減速比を減少するように制御される。また、コントローラ９は、電動モータ６を接続したモータドライバー１０の制御も行う。モータドライバー１０は、車載バッテリー１１からの電力を電動モータ６に供給する第１駆動回路１０ａを閉成する状態（図４（Ａ）の状態）と、エンジン１で駆動される発電機１２からの電力を電動モータ６に供給する第２駆動回路１０ｂを第１駆動回路１０ａと共に閉成する状態（図４（Ｂ）の状態）と、電動モータ６を発電機として機能させて電動モータ６からの電力をバッテリー１１に充電する回生回路１０ｃを閉成する状態（図４（Ｃ）の状態）と、発電機１２からの電力をバッテリー１１に充電する充電回路１０ｄを閉成する状態（図４（Ｄ）の状態）とに切換自在である。尚、図示のものでは、バッテリー１１に常時接続される通常の発電機１３とは別に発進アシスト装置用の上記発電機１２を設けているが、通常の発電機１３の容量を大きくして、これを発進アシスト装置用の発電機に共用することも可能である。
【００１３】
コントローラ９には、ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキスイッチ１４と、アクセルペダルの踏込みを検出するアクセルスイッチ１５と、前輪３Ｌ，３Ｒの回転速度ＶＦを検出する前輪速センサ１６と、後輪４Ｌ，４Ｒの回転速度ＶＲを検出する後輪速センサ１７とからの信号が入力されており、これら信号に基づいてモータドライバー１０を制御する。
【００１４】
モータドライバー１０の制御の詳細は図５に示す通りであり、後輪速度ＶＲから求められる車速Ｖが所定速度ＶＳ以下（Ｓ１）、ブレーキスイッチがオフ（Ｓ２）、アクセルスイッチがオン（Ｓ３）の３条件が成立して発進時と判断したとき、前輪速度ＶＦと後輪速度ＶＲの偏差△Ｖが比較的小さな第１の所定値△ＶＬ以上になっているか否かを判別する（Ｓ４）。△Ｖ≧△ＶＬになるのは前輪３Ｌ，３Ｒがスリップしているときであり、このときは△Ｖが比較的大きな第２の所定値△ＶＨ以下であるか否かを判別する（Ｓ５）。△Ｖ＞△ＶＨになるのは、アクセルペダルの踏み過ぎで前輪３Ｌ，３Ｒの駆動力が過大になっているときであり、この場合は第１と第２の両駆動回路１０ａ，１０ｂを閉成し（Ｓ６）、エンジン１の出力の一部を電動モータ６の駆動エネルギーとして消費して前輪３Ｌ，３Ｒの駆動力を減少させる。一方、△ＶＬ≦△Ｖ≦△ＶＨであれば、第１駆動回路１０ａのみを閉成する（Ｓ７）。何れにしても、△Ｖ≧△ＶＬであれば、電動モータ６により後輪４Ｌ，４Ｒが駆動され、発進がアシストされる。
【００１５】
△Ｖ＜△ＶＬであれば、充電回路１０ｄのみを閉成し（Ｓ８）、発進アシストは行わない。また、車速ＶがＶＳを上回る発進後も、通常は、充電回路１０ｄを閉成して、電動モータ６の駆動を停止する。この場合、電動モータ６が後輪４Ｌ，４Ｒ側から逆駆動されるが、上記の如く車速の増加に伴って変速機８の減速比が減少されるため、逆駆動による電動モータ６の回転速度の上昇が抑制され、電動モータ６の過回転による耐久性の悪化が防止される。
【００１６】
また、発進後ブレーキペダルを踏んで減速するときは（Ｓ９）、回生回路１０ｃを閉成する（Ｓ１０）。これによれば、減速時の車両の慣性エネルギーが電気エネルギーに変換されて回収されることになり、省エネルギー化に役立つ。尚、アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）を搭載した車両においては、ＡＢＳ作動時に回生回路１０ｃを閉成したままにしておくと、回生制動力がＡＢＳによるアンチロックの働きを阻害するため、ＡＢＳ作動時は回生を中止または弱めることが望ましい。
【００１７】
以上、前輪駆動車両の発進アシスト装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、後輪駆動車両の従動輪たる前輪を駆動する発進アシスト装置にも同様に本発明を適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車両の減速時に発進アシスト用の電動モータを利用してエネルギーを回収でき、省エネルギー化を図れると共に、発進後の従動輪側からの逆駆動による電動モータの回転速度の上昇を抑制して、電動モータの過回転による耐久性の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置を搭載した車両の一例を示す概略線図
【図２】 本発明装置の第１実施形態のスケルトン図
【図３】 本発明装置の第２実施形態のスケルトン図
【図４】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）モータドライバーによる接続の切換えを示す図
【図５】 発進アシスト装置の制御プログラムを示すフローチャート
【符号の説明】
１ エンジン ３Ｌ，３Ｒ 前輪（駆動輪）
４Ｌ，４Ｒ 後輪（従動輪） ５ 発進アシスト装置
６ 電動モータ ８ 変速機
９ コントローラ １０ モータドライバー
１０ｃ 回生回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪と後輪との一方をエンジンで駆動される駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進アシスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の発進アシスト装置として、特開平８−１７５２１０号公報に見られるように、従動輪に連結される電動モータを設け、雪道等の滑り易い路面での発進時に、電動モータにより従動輪を駆動して発進をアシストするものが知られている。
【０００３】
このもので電動モータとしては、セルモータ等として使用される安価なＤＣブラシモータを使用することが望まれるが、発進後も電動モータが従動輪に連結されていると、従動輪側からの逆駆動により電動モータが過回転し、ブラシの耐久性が損われる。
【０００４】
そこで、上記のものでは、発進時にオンされて電動モータの出力トルクを従動輪に伝達するクラッチを設け、発進後に電動モータの駆動を停止すると共にクラッチをオフし、電動モータと従動輪との連結を解くようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、省エネルギー化のため、車両の減速時に電動モータを発電機として機能させてエネルギーを回収することが望まれるが、そのためには発進後も電動モータと従動輪とを連結しておく必要があり、その結果、電動モータの過回転による耐久性の悪化といった不具合を生ずる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、電動モータの耐久性を損うことなく減速時のエネルギーの回収を行い得られるようにした発進アシスト装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、前輪と後輪との一方をエンジンで駆動される駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進アシスト装置であって、エンジンにより駆動される発電機と、従動輪に連結される電動モータとを備え、車両の所定速度以下の発進時に電動モータにより従動輪を駆動して発進をアシストし、発進後は電動モータの駆動を停止するものにおいて、前輪と後輪の差回転を検出する差回転検出手段を備え、該差回転検出手段により検出された値に基づいて発電機と電動モータとを制御し、電動モータと従動輪とを変速機を介して常時連結し、車速の増加に伴い変速機の減速比を減少させると共に、車両の減速時に電動モータを発電機とする回生回路を閉成するようにしている。
【０００８】
本発明によれば、車両の減速時に回生回路を閉成することによりエネルギーが回収され、省エネルギー化が図られる。ここで、電動モータは発進後も従動輪に連結されたままになるが、車速の増加に伴い変速機の減速比が減少されるため、従動輪側からの逆駆動による電動モータの回転速度の上昇が抑制され、電動モータの過回転による耐久性の悪化が防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、エンジン１により変速機２を介して左右の前輪３Ｌ，３Ｒを駆動する前輪駆動車両を示しており、従動輪たる左右の後輪４Ｌ，４Ｒ間に、車両の発進時に後輪４Ｌ，４Ｒを駆動して発進をアシストする発進アシスト装置５を設けている。
【００１０】
発進アシスト装置５は、図２に明示する如くＤＣブラシモータ等から成る電動モータ６と、左右の後輪４Ｌ，４Ｒ間に介設した、差動制限機構７ａを具備する差動装置７と、電動モータ６の出力トルクを差動装置７に伝達する変速機８とを備えており、電動モータ６と後輪４Ｌ，４Ｒとを変速機８と差動装置７とを介して常時連結するように構成されている。
【００１１】
図２に示すもので変速機８は、電動モータ６に連結した駆動プーリ８ａと差動装置７に連結した従動プーリ８ｂとにＶベルト８ｃを掛け渡し、各プーリ８ａ，８ｂに対するＶベルト８ｃの巻掛け径を変化させて無段変速を行う無段変速機で構成されているが、変速機８として多段変速機を用いても良い。図３はその一例を示し、このもので変速機８は、サンギア８０と、リングギア８１と、両ギア８０，８１に噛合するプラネタリピニオン８２を担持するキャリア８３とを有する遊星歯車機構で構成される。そして、サンギア８０とキャリア８３とを夫々電動モータ６と差動装置７とに連結すると共に、キャリア８３を高速クラッチ８４を介して電動モータ６に連結可能とし、更に、リングギア８１を低速ブレーキ８５により回り止め可能としている。かくて、低速ブレーキ８５をオンして高速クラッチ８４をオフすることにより減速比の大きな低速段が確立され、低速ブレーキ８５をオフして高速クラッチ８４をオンすることにより減速比の小さな高速段が確立される。
【００１２】
変速機８は、電子制御装置から成るコントローラ９により車速の増加に伴って減速比を減少するように制御される。また、コントローラ９は、電動モータ６を接続したモータドライバー１０の制御も行う。モータドライバー１０は、車載バッテリー１１からの電力を電動モータ６に供給する第１駆動回路１０ａを閉成する状態（図４（Ａ）の状態）と、エンジン１で駆動される発電機１２からの電力を電動モータ６に供給する第２駆動回路１０ｂを第１駆動回路１０ａと共に閉成する状態（図４（Ｂ）の状態）と、電動モータ６を発電機として機能させて電動モータ６からの電力をバッテリー１１に充電する回生回路１０ｃを閉成する状態（図４（Ｃ）の状態）と、発電機１２からの電力をバッテリー１１に充電する充電回路１０ｄを閉成する状態（図４（Ｄ）の状態）とに切換自在である。尚、図示のものでは、バッテリー１１に常時接続される通常の発電機１３とは別に発進アシスト装置用の上記発電機１２を設けているが、通常の発電機１３の容量を大きくして、これを発進アシスト装置用の発電機に共用することも可能である。
【００１３】
コントローラ９には、ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキスイッチ１４と、アクセルペダルの踏込みを検出するアクセルスイッチ１５と、前輪３Ｌ，３Ｒの回転速度ＶＦを検出する前輪速センサ１６と、後輪４Ｌ，４Ｒの回転速度ＶＲを検出する後輪速センサ１７とからの信号が入力されており、これら信号に基づいてモータドライバー１０を制御する。
【００１４】
モータドライバー１０の制御の詳細は図５に示す通りであり、後輪速度ＶＲから求められる車速Ｖが所定速度ＶＳ以下（Ｓ１）、ブレーキスイッチがオフ（Ｓ２）、アクセルスイッチがオン（Ｓ３）の３条件が成立して発進時と判断したとき、前輪速度ＶＦと後輪速度ＶＲの偏差△Ｖが比較的小さな第１の所定値△ＶＬ以上になっているか否かを判別する（Ｓ４）。△Ｖ≧△ＶＬになるのは前輪３Ｌ，３Ｒがスリップしているときであり、このときは△Ｖが比較的大きな第２の所定値△ＶＨ以下であるか否かを判別する（Ｓ５）。△Ｖ＞△ＶＨになるのは、アクセルペダルの踏み過ぎで前輪３Ｌ，３Ｒの駆動力が過大になっているときであり、この場合は第１と第２の両駆動回路１０ａ，１０ｂを閉成し（Ｓ６）、エンジン１の出力の一部を電動モータ６の駆動エネルギーとして消費して前輪３Ｌ，３Ｒの駆動力を減少させる。一方、△ＶＬ≦△Ｖ≦△ＶＨであれば、第１駆動回路１０ａのみを閉成する（Ｓ７）。何れにしても、△Ｖ≧△ＶＬであれば、電動モータ６により後輪４Ｌ，４Ｒが駆動され、発進がアシストされる。
【００１５】
△Ｖ＜△ＶＬであれば、充電回路１０ｄのみを閉成し（Ｓ８）、発進アシストは行わない。また、車速ＶがＶＳを上回る発進後も、通常は、充電回路１０ｄを閉成して、電動モータ６の駆動を停止する。この場合、電動モータ６が後輪４Ｌ，４Ｒ側から逆駆動されるが、上記の如く車速の増加に伴って変速機８の減速比が減少されるため、逆駆動による電動モータ６の回転速度の上昇が抑制され、電動モータ６の過回転による耐久性の悪化が防止される。
【００１６】
また、発進後ブレーキペダルを踏んで減速するときは（Ｓ９）、回生回路１０ｃを閉成する（Ｓ１０）。これによれば、減速時の車両の慣性エネルギーが電気エネルギーに変換されて回収されることになり、省エネルギー化に役立つ。尚、アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）を搭載した車両においては、ＡＢＳ作動時に回生回路１０ｃを閉成したままにしておくと、回生制動力がＡＢＳによるアンチロックの働きを阻害するため、ＡＢＳ作動時は回生を中止または弱めることが望ましい。
【００１７】
以上、前輪駆動車両の発進アシスト装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、後輪駆動車両の従動輪たる前輪を駆動する発進アシスト装置にも同様に本発明を適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車両の減速時に発進アシスト用の電動モータを利用してエネルギーを回収でき、省エネルギー化を図れると共に、発進後の従動輪側からの逆駆動による電動モータの回転速度の上昇を抑制して、電動モータの過回転による耐久性の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置を搭載した車両の一例を示す概略線図
【図２】 本発明装置の第１実施形態のスケルトン図
【図３】 本発明装置の第２実施形態のスケルトン図
【図４】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）モータドライバーによる接続の切換えを示す図
【図５】 発進アシスト装置の制御プログラムを示すフローチャート
【符号の説明】
１ エンジン ３Ｌ，３Ｒ 前輪（駆動輪）
４Ｌ，４Ｒ 後輪（従動輪） ５ 発進アシスト装置
６ 電動モータ ８ 変速機
９ コントローラ １０ モータドライバー
１０ｃ 回生回路
Claims (1)
- 前輪と後輪との一方をエンジンで駆動される駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進アシスト装置であって、
エンジンにより駆動される発電機と、従動輪に連結される電動モータとを備え、車両の所定速度以下の発進時に電動モータにより従動輪を駆動して発進をアシストし、発進後は電動モータの駆動を停止するものにおいて、
前輪と後輪の差回転を検出する差回転検出手段を備え、
該差回転検出手段により検出された値に基づいて発電機と電動モータとを制御し、
電動モータと従動輪とを変速機を介して常時連結し、車速の増加に伴い変速機の減速比を減少させると共に、車両の減速時に電動モータを発電機とする回生回路を閉成する、
ことを特徴とする車両の発進アシスト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4257998A JP3683405B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 車両の発進アシスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4257998A JP3683405B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 車両の発進アシスト装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11240351A JPH11240351A (ja) | 1999-09-07 |
| JP3683405B2 true JP3683405B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=12639991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4257998A Expired - Lifetime JP3683405B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 車両の発進アシスト装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3683405B2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2011030670A1 (ja) | 2009-09-08 | 2011-03-17 | Ntn株式会社 | 車両用モータ駆動装置および自動車 |
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