JP3979029B2 - Hybrid four-wheel drive vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent excessive load from being imposed on an engine, from a generator and secure stable engine speed, when a vehicle is driven by a motor, in a hybrid four-wheel drive car whose one driving wheel is driven by the engine, where output of the engine is partially converted into electric power by the generator, in order to be supplied to the motor, and the other driving wheel of which is driven by the motor. SOLUTION: The hybrid four-wheel drive car, whose front wheels 6 are driven by the engine 1 and whose rear wheels 9 are driven by the motor 4, is equipped with the engine 1, the generator 3 which makes the output of the engine 1 partially converted into electric power, and the motor 4 which is supplied with the electric power from the generator 3, so as to perform power running. In this case, a controller 10 computes available torque based on a value (surplus torque) obtained by subtracting a torque, required for the stable engine speed, from an estimated engine torque, and the torque consumption of the generator 3 or a drive torque of the motor 4 is limited to be the available torque or smaller.

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、動力源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド型四輪駆動車に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2000-295708には、前輪、後輪のうち、一方をエンジン(内燃機関)で駆動し、他方をモータ(電動機)で駆動するハイブリッド型四輪駆動車が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】
上記ハイブリッド型四輪駆動車は、さらにエンジンによって駆動される発電機と、発電機によって発電された電力を蓄えるバッテリとを有し、前記モータはバッテリから電力の供給を受けて駆動される。このようなシステムを簡略化する方法としては、バッテリを設けずに発電機で発電された電力で直接モータを駆動することが考えられる。
【0004】
しかしながら、バッテリを持たない構成とした場合、モータで消費される電力分を常時発電機で発電して供給する必要があるため、モータ駆動力の増大に伴い発電機によって消費されるエンジントルクが大きくなる場合には、エンジンを維持するのに必要なトルクを確保することができなってエンジン回転の安定性を低下させる可能性がある。
【0005】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、上記ハイブリッド型四輪駆動車において、モータによる車両駆動時に発電機からエンジンにかかる負荷が大きくなり過ぎるのを防止し、安定したエンジン回転を確保することを目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】
第1の発明は、エンジンと、前記エンジンの出力の一部を電力に変換する発電機と、前記発電機から直接電力の供給を受けて力行運転するモータと、前記エンジンによって駆動される第1の駆動輪と、前記モータによって駆動される第2の駆動輪とを備えたハイブリッド型四輪駆動車において、運転条件に基づき前記エンジンのトルクを推定するエンジントルク推定手段と、前記エンジンのトルクのうち前記発電機によって消費されるトルクを運転条件によって制限する発電機消費トルク制限手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0007】
第2の発明は、第1の発明において、発電機消費トルク制限手段が、前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算し、前記推定されたエンジントルクから前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを減じた値を前記エンジンの余剰トルクとし、この余剰トルクに基づき使用可能トルクを演算し、前記発電機の消費トルクを前記使用可能トルク以下に制限する、ことで前記発電機の消費トルクを制限することを特徴とするものである。
【0008】
第3の発明は、第1の発明において、発電機消費トルク制限手段が、前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算し、前記推定されたエンジントルクから前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを減じた値を前記エンジンの余剰トルクとし、この余剰トルクに基づき使用可能トルクを演算し、前記モータの駆動トルクを前記使用可能トルク以下に制限する、ことで前記発電機の消費トルクを制限することを特徴とするものである。
【0009】
第4の発明は、第2または第3の発明において、エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段が、前記エンジンがアイドル状態であるときのエンジントルクを前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクとして演算することを特徴とするものである。
【0010】
第5の発明は、第2または第3の発明において、エンジンと第1の駆動軸の間に変速機が介装されており、前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段は、前記エンジンがアイドル状態かつ前記変速機が走行レンジにあるときのエンジントルクを前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクとして演算することを特徴とするものである。
【0011】
第6の発明は、第2または第3の発明において、エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段が、前記エンジンがアイドル状態にあるときに、前回演算時の演算値とそのときのエンジントルクとに基づき前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算することを特徴とするものである。
【0012】
第7の発明は、第2または第3の発明において、エンジンと第1の駆動軸の間に変速機が介装されており、前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段が、前記エンジンがアイドル状態かつ前記変速機が走行レンジにあるときに、前回演算時の演算値とそのときのエンジントルクとに基づき前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算することを特徴とするものである。
【0013】
【作用及び効果】
本発明が適用されるハイブリッド車両においては、エンジンによって第1の駆動輪(例えば、前輪)を駆動するが、常時あるいは必要に応じて発電機でエンジン出力の一部を電力に変換し、これをモータに直接供給することで、モータが接続される第2の駆動輪(例えば、後輪)を駆動する。このような構成では、モータの駆動トルクが増大し、発電機によって消費されるエンジントルク(発電機消費トルク)が過度に大きくなると、エンジン回転速度の低下、変動を招く可能性があるが、本発明によれば、発電機の消費トルクが運転条件に応じて制限、具体的には、発電機の消費トルク(あるいはモータ駆動トルク)がエンジンの安定回転に必要とされるトルクを考慮して設定される使用許可トルク以下に制限されるので、発電によるエンジン回転変動を抑え、エンジンを安定して回転させることができる(第1から第3の発明)。
【0014】
使用許可トルクは、例えば、エンジンがアイドル状態にあるときのエンジントルクをエンジンが安定回転するのに必要な最小限のトルク(フリクショントルク)とし、これを推定したエンジントルクから引いた値(余剰トルク)に基づき演算される(第4の発明)。
【0015】
さらに、このフリクショントルクを、エンジンがアイドル状態にあるときのエンジントルク(現在値)とフリクショントルクの前回値とに基づき演算するようにすれば、水温、経時劣化等によりフリクションが変化したとしてもそれに対応じて使用許可トルクを設定することができる(第6の発明)。
【0016】
なお、エンジンとそれによって駆動される駆動軸の間に変速機が介装されているときは上記フリクショントルクの演算は変速機がDレンジ等の走行レンジにあるときに行われる(第5、第7の発明)。これは変速機がニュートラル状態のときに演算を行っても車両走行時にエンジンが安定回転するのに必要な最小限のトルクを知ることができないからである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【0018】
図1は本発明に係るハイブリッド型四輪駆動車の概略構成を示したものであり、図中1は電子制御式スロットルを備えたエンジン(内燃機関)、2は自動変速機、3はエンジン1によって駆動される発電機、4は発電機3と電気的に接続され、発電機3の発電電力によって駆動されるモータ(電動機)である。変速機2は有段自動変速機、無段自動変速機いずれであってもよい。
【0019】
エンジン1は変速機2を介して主駆動軸である前輪駆動軸5を駆動し、これによって前輪6が駆動される。この車両は、通常運転時はエンジン1で前輪6を駆動する前輪駆動車として走行するが、必要に応じてモータ4を力行運転させ、減速機7、副駆動軸である後輪駆動軸8を介して後輪9を駆動することにより四輪駆動車として走行することもできる。モータ4で後輪9を駆動中はエンジントルクから発電機3の消費トルクを減じたトルクによってエンジン1の回転維持及び前輪6の駆動が行われる。
【0020】
車両には運転条件を検出するための各種センサが取り付けられており、図中11は変速機2がニュートラル状態であることを検出するニュートラルスイッチ、12はエンジン1のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ、13はエンジン1の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ、14はアクセル操作量を検出するたアクセル操作量センサ、15FRから15RLは各車輪の車輪速を検出する車輪速センサである。各センサの検出信号はコントローラ10に入力される。
【0021】
コントローラ10は、アクセル操作量やエンジン回転速度に応じてエンジン1のスロットル開度、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等を制御し、エンジン1の出力でもって前輪6を駆動するが、滑りやすい路面で前輪のスリップを検知した場合等には、発電機3でエンジン1の出力の一部を電力に変換して前輪駆動力を低下させるとともに、発電機3で発電した電力をモータ4に直接供給することで後輪9を駆動する。
【0022】
ところで、モータ4で後輪9を駆動するときは発電機3によりエンジン出力の一部が消費されることになるが、この発電に消費される出力が大きくなり発電機3からエンジン1にかかる負担が大きくなると、エンジン1がアイドル回転を保つのに必要なトルクを確保できなくなり、エンジン回転が低下して最悪の場合エンジンストールの原因ともなる。そこで、コントローラ10は、エンジン回転の安定性を低下させることなく発電機3で消費可能なトルク(使用許可トルク)を演算し、この使用許可トルクに基づきモータの駆動トルクを制限することでこれを防止する。
【0023】
図2はコントローラ10において行われる使用許可トルクの演算処理を示したブロック図である。
【0024】
この使用許可トルク演算処理においては、エンジン1がアイドル状態かつ変速機が走行レンジにあるときのエンジントルクをエンジン1が安定して回転するのに必要とされる最低限のトルク(以下、「フリクショントルク」という。)とし、このフリクショントルクを学習演算によって求め、推定したエンジントルクからフリクショントルクを減じた値(推定余剰エンジントルク)に基づき使用許可トルクを演算する。
【0025】
具体的には、推定エンジントルクTE0が運転条件としてのスロットル開度TVOとエンジン回転速度NEとに基づき所定のトルクマップ(図示せず)を参照することによって演算される(B1)。また、エンジン1がアイドル状態にあるか否かがアイドル回転速度のフィードバック制御を行っているか否かで判断され、変速機2がDレンジ、Lレンジ等の走行レンジにあるか否かがニュートラルスイッチ11からの信号に基づき判断される(B2)。そして、エンジン1がアイドル状態かつ変速機が走行レンジにあるときにはフラグFLに「1」がセットされ、そうでないときはフラグFLに「0」がセットされる。
【0026】
エンジン1がアイドル状態かつ変速機が走行レンジにあるときは、フリクショントルクTFは次式(1)、
TF=TFz+TE1×K ・・・(1)
により演算される(B3)。TFzはフリクショントルクTFの前回値、TE1は推定余剰エンジントルク、Kはフィードバック学習係数(定数)である。これにより、エンジン1がアイドル状態かつ変速機2が走行レンジにあるときにフリクショントルクTFの学習演算が行われ、フリクショントルクTFはそのときのエンジントルクに近づくように更新される。
【0027】
これに対し、エンジン1がアイドル状態にない、あるいは変速機2が走行レンジにない場合は、上記学習演算は行われず、フリクショントルクTFは前回値TFzを維持する。走行レンジにあるときにのみ学習演算を行うのは、これは変速機がニュートラル状態のときに演算を行っても車両走行時にエンジンが安定回転するのに必要な最小限のトルクを知ることができないからである。
【0028】
また、このような学習演算とするのは、エンジン1が安定回転するのに必要なフリクショントルクTFが水温、経時劣化により変化してもフリクショントルクTFを正確に求めることができるようにし、適切な使用許可トルクを演算できるようにするためである。勿論、これを簡略化してフリクショントルクTFを固定値とすることもでき、この場合はエンジン1の設定アイドル回転速度に対応するエンジントルクがフリクショントルクとして設定すればよい。
【0029】
以上のようにしてフリクショントルクTFが演算されると、上記推定エンジントルクTE0からこのフリクショントルクTFを減じて推定余剰エンジントルクTE1が演算され(B4)、これに1以下のリミッタ係数KT(=2/3)を掛けて使用許可トルクTEが演算される(B5)。リミッタ係数KTを掛けて使用許可トルクを推定余剰トルクよりも少し小さめの値に設定するのは、推定余剰エンジントルクTE1をそのまま使用許可トルクTEに設定した場合、使用許可トルク全てが発電機3によって消費されるとエンジントルク、発電機消費トルクの僅かな変動を受けてもエンジン1の回転維持に利用可能なトルクがフリクショントルク以下になってしまい、エンジン回転の低下や変動を招くからである。すなわち、リミッタ係数KTを掛けることによって、エンジン1の回転維持に使用可能なトルクにある程度の余裕を持たせている。
【0030】
図3は上記使用許可トルクの演算処理をフローチャートの形で表したものであり、内容的には図2に示したブロック図と同じものである。
【0031】
これによると、ステップS1、S2でアイドル状態かつ走行レンジにあると判断された場合はステップS3に進んでフリクショントルクTFがその前回値と現在のエンジントルクとに基づき上式(1)により学習演算される。アイドル状態にないあるいは走行レンジにないと判断された場合はステップS4に進んでフリクショントルクTFには前回値TFzが設定される。
【0032】
ステップS5ではスロットル開度TVOとエンジン回転速度NEとに基づき所定のトルクマップを参照してエンジントルクTE0が推定され、ステップS6でこの推定エンジントルクTE0からフリクショントルクTFを減じて推定余剰エンジントルクTE1が演算される。そして、ステップS7でこれにリミッタ係数KTを掛けて使用許可トルクTEが演算される。
【0033】
図4はモータ駆動トルクの制限処理を示したものである。この処理によりモータ駆動トルクが上記使用許可トルクTE以下に制限される。
【0034】
これによれば、アクセル操作量APOに基づき第1の後輪駆動トルクTA、前後輪の回転速度差に基づき第2の後輪駆動トルクTΔがそれぞれ所定のテーブルを参照して演算され(B11、B12)、第1及び第2の後輪駆動トルクのうち大きい方が後輪駆動トルクTR(要求モータ駆動トルク)とされる(B13)。
【0035】
そして、後輪駆動トルクTRと使用許可トルクTEのうち小さい方が最終的な要求モータトルクTMとして選択され(B14)、これに基づき発電機出力が制御される(B15)。モータ駆動トルクはほぼそれに電力を供給する発電機3の消費トルクとなることから、モータ4の駆動トルクを使用許可トルクTE以下に制限することにより発電機消費トルクを制限し、エンジントルクのうち発電機消費トルクを除いた分をフリクショントルクTF以上とすることができ、エンジン1を安定して回転させることができる。
【0036】
なお、上記実施形態ではモータ4の駆動トルクを制限することで発電機3の消費トルクを制限し、過大な負荷が発電機3からエンジン1にかかるのを防止しているが、上記後輪駆動トルクTRを発電機消費トルクTGに変換し、この発電機消費トルクTGを制限するようにしてもよい(第2の実施形態)。
【0037】
図5はその場合の発電機消費トルクの制限処理の内容を示したものであり、図4に示した処理に代えて実行される。この場合においてもアクセル操作量APOに基づき第1の後輪駆動トルクTA、前後輪回転速度差ΔVに基づき第2の後輪駆動トルクTΔが演算され(B11、B12)、それらのうち大きな方が後輪駆動トルクTRとして選択される(B13)。しかし、この実施形態では、この後輪駆動トルクTRが所定のテーブルを参照して発電機消費トルクTGに変換され(B24)、これと使用許可トルクTEとが比較され、小さい方の値が最終的な発電機消費トルクTG'に変換される(B25)。そして、この発電機消費トルクTG'に基づき発電機出力が制御される(B26)。
【0038】
第1の実施形態ではモータ駆動トルクをフリクショントルク以下に制限することで発電機消費トルクを制限しているが、モータ駆動トルクと発電機消費トルクはモータ効率、発電効率等を考慮すると厳密には一致しない。しかしながら、このように発電機消費トルクを直接制限することにより発電機消費トルクがフリクショントルクを超えることを確実に防止することができる。
【0039】
なお、上記実施形態は、通常走行ではエンジンで前輪を駆動し、必要に応じて後輪を補助的にモータで駆動するものであるが、モータの使用方法はこれに限定されるものではなく、通常走行においてエンジン及びモータの双方を用いて前輪後輪を駆動し、必要に応じてモータの駆動力を調整して駆動力の前後配分を可変にする構成等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るハイブリッド型四輪駆動車の概略構成を示した図である。
【図2】使用許可トルクの演算処理の内容を示したブロック図である。
【図3】使用許可トルクの演算処理の内容を示したフローチャートである。
【図4】使用許可トルクに基づくモータ駆動トルクの制限処理の内容を示したブロック図である。
【図5】使用許可トルクに基づく発電機消費トルクの制限処理の内容を示したブロック図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 自動変速機
3 発電機
4 モータ
5 前輪駆動軸
6 前輪
7 減速機
8 後輪駆動軸
9 後輪
10 コントローラ
11 ニュートラルスイッチ
12 スロットル開度センサ
13 エンジン回転速度センサ
14 アクセル操作量センサ
15FR−15RL 車輪速センサ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a hybrid four-wheel drive vehicle including an engine and a motor as power sources.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-295708 discloses a hybrid four-wheel drive vehicle in which one of front wheels and rear wheels is driven by an engine (internal combustion engine) and the other is driven by a motor (electric motor).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The hybrid four-wheel drive vehicle further includes a generator driven by an engine and a battery that stores electric power generated by the generator, and the motor is driven by receiving electric power from the battery. As a method for simplifying such a system, it is conceivable to directly drive a motor with electric power generated by a generator without providing a battery.
[0004]
However, in the case of a configuration without a battery, it is necessary to constantly generate and supply the power consumed by the motor with the generator, so that the engine torque consumed by the generator increases as the motor driving force increases. In such a case, the torque necessary to maintain the engine can be secured, and the stability of the engine rotation may be reduced.
[0005]
The present invention has been made in view of such technical problems, and in the above-described hybrid four-wheel drive vehicle, the load applied to the engine from the generator when the vehicle is driven by the motor is prevented from being excessively increased and stabilized. The purpose is to ensure engine rotation.
[0006]
[Means for solving problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an engine, a generator that converts a part of the output of the engine into electric power, a motor that receives a direct supply of electric power from the generator and performs a power running operation, and a first driven by the engine In the hybrid type four-wheel drive vehicle including the drive wheels and the second drive wheels driven by the motor, an engine torque estimating means for estimating the engine torque based on operating conditions; Of these, a generator consumption torque limiting means for limiting the torque consumed by the generator according to operating conditions is provided.
[0007]
According to a second invention, in the first invention, the generator consumption torque limiting means calculates a torque required for the engine to rotate stably, and the engine is stabilized from the estimated engine torque. Then, a value obtained by subtracting the torque required for rotation is set as the surplus torque of the engine, the usable torque is calculated based on the surplus torque, and the consumed torque of the generator is limited to the usable torque or less. Thus, the consumption torque of the generator is limited.
[0008]
According to a third invention, in the first invention, the generator consumption torque limiting means calculates a torque required for the engine to rotate stably, and the engine is stabilized from the estimated engine torque. Then, a value obtained by subtracting the torque required to rotate is set as the surplus torque of the engine, the usable torque is calculated based on the surplus torque, and the driving torque of the motor is limited to the usable torque or less. Thus, the consumption torque of the generator is limited.
[0009]
According to a fourth invention, in the second or third invention, the means for calculating the torque required for the engine to rotate stably is the engine torque when the engine is in an idle state. It is calculated as a torque required to rotate stably.
[0010]
According to a fifth invention, in the second or third invention, a transmission is interposed between the engine and the first drive shaft, and the torque required for the engine to rotate stably is obtained. The calculating means calculates an engine torque when the engine is in an idle state and the transmission is in a travel range as a torque required for the engine to rotate stably. .
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, in the second or third aspect, when the means for calculating the torque required for the engine to stably rotate is calculated when the engine is in an idle state, The torque required for the engine to rotate stably is calculated based on the value and the engine torque at that time.
[0012]
According to a seventh invention, in the second or third invention, a transmission is interposed between the engine and the first drive shaft, and a torque required for the engine to rotate stably is obtained. When the engine is in an idle state and the transmission is in the travel range, a means for calculating is required for the engine to stably rotate based on the calculated value at the previous calculation and the engine torque at that time. The torque is calculated.
[0013]
[Action and effect]
In the hybrid vehicle to which the present invention is applied, the first drive wheel (for example, the front wheel) is driven by the engine, but a part of the engine output is converted into electric power by a generator at all times or as necessary, By directly supplying the motor, the second driving wheel (for example, the rear wheel) to which the motor is connected is driven. In such a configuration, if the driving torque of the motor increases and the engine torque consumed by the generator (generator consumption torque) becomes excessively large, there is a possibility that the engine rotational speed will decrease and fluctuate. According to the invention, the consumption torque of the generator is limited according to the operating conditions. Specifically, the consumption torque of the generator (or motor drive torque) is set in consideration of the torque required for stable engine rotation. Therefore, the engine rotation fluctuation due to power generation can be suppressed and the engine can be stably rotated (first to third inventions).
[0014]
The use permission torque is, for example, a value obtained by setting the engine torque when the engine is in an idle state as a minimum torque (friction torque) necessary for the engine to stably rotate, and subtracting this from the estimated engine torque (surplus torque) ) (Fourth invention).
[0015]
Furthermore, if this friction torque is calculated based on the engine torque (current value) when the engine is in an idle state and the previous value of the friction torque, even if the friction changes due to water temperature, deterioration over time, etc. Correspondingly, the use permission torque can be set (sixth invention).
[0016]
When a transmission is interposed between the engine and the drive shaft driven by the engine, the calculation of the friction torque is performed when the transmission is in a travel range such as the D range (fifth and fifth). 7 invention). This is because even if the calculation is performed when the transmission is in the neutral state, it is impossible to know the minimum torque necessary for the engine to stably rotate when the vehicle travels.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hybrid four-wheel drive vehicle according to the present invention. In the figure, 1 is an engine (internal combustion engine) equipped with an electronically controlled throttle, 2 is an automatic transmission, 3 is an engine 1 , 4 is a motor (electric motor) electrically connected to the generator 3 and driven by the generated power of the generator 3. The transmission 2 may be a stepped automatic transmission or a continuously variable automatic transmission.
[0019]
The engine 1 drives a front wheel drive shaft 5 that is a main drive shaft via a transmission 2, thereby driving the front wheels 6. This vehicle travels as a front-wheel drive vehicle that drives the front wheels 6 with the engine 1 during normal operation. However, if necessary, the motor 4 is operated in a power running manner to reduce the speed reducer 7 and the rear-wheel drive shaft 8 that is the auxiliary drive shaft. It can also drive | work as a four-wheel drive vehicle by driving the rear-wheel 9 via. While the motor 4 is driving the rear wheel 9, the engine 1 is maintained in rotation and the front wheel 6 is driven by the torque obtained by subtracting the consumption torque of the generator 3 from the engine torque.
[0020]
Various sensors for detecting driving conditions are attached to the vehicle. In the figure, 11 is a neutral switch for detecting that the transmission 2 is in a neutral state, and 12 is a throttle opening for detecting the throttle opening of the engine 1. A degree sensor, 13 is an engine speed sensor that detects the rotation speed of the engine 1, 14 is an accelerator operation amount sensor that detects an accelerator operation amount, and 15FR to 15RL are wheel speed sensors that detect the wheel speed of each wheel. Detection signals from the sensors are input to the controller 10.
[0021]
The controller 10 controls the throttle opening, the fuel injection amount, the fuel injection timing, etc. of the engine 1 according to the accelerator operation amount and the engine speed, and drives the front wheels 6 with the output of the engine 1, but on a slippery road surface. When a front wheel slip is detected, the generator 3 converts a part of the output of the engine 1 into electric power to reduce the front wheel driving force, and directly supplies the electric power generated by the generator 3 to the motor 4. Thus, the rear wheel 9 is driven.
[0022]
By the way, when the motor 4 drives the rear wheel 9, a part of the engine output is consumed by the generator 3, but the output consumed for the power generation becomes large and the load on the engine 1 from the generator 3. When the engine speed increases, the torque necessary for the engine 1 to maintain the idling speed cannot be secured, and the engine speed is lowered to cause engine stall in the worst case. Therefore, the controller 10 calculates a torque (use permission torque) that can be consumed by the generator 3 without reducing the stability of the engine rotation, and restricts the driving torque of the motor based on the use permission torque. To prevent.
[0023]
FIG. 2 is a block diagram showing calculation processing of the use permission torque performed in the controller 10.
[0024]
In this use permission torque calculation processing, the minimum torque (hereinafter referred to as “friction”) required for the engine 1 to stably rotate the engine torque when the engine 1 is in an idle state and the transmission is in the travel range. This friction torque is obtained by learning calculation, and the use permission torque is calculated based on a value obtained by subtracting the friction torque from the estimated engine torque (estimated surplus engine torque).
[0025]
More specifically, the estimated engine torque TE0 is calculated by referring to a predetermined torque map (not shown) based on the throttle opening TVO and the engine speed NE as operating conditions (B1). Further, whether or not the engine 1 is in an idle state is determined based on whether or not feedback control of the idle speed is being performed, and whether or not the transmission 2 is in a travel range such as the D range or the L range is a neutral switch. 11 (B2). When the engine 1 is in an idle state and the transmission is in the travel range, the flag FL is set to “1”, and when not, the flag FL is set to “0”.
[0026]
When the engine 1 is in an idle state and the transmission is in the travel range, the friction torque TF is expressed by the following equation (1),
TF = TFz + TE1 × K (1)
(B3). TFz is the previous value of the friction torque TF, TE1 is an estimated surplus engine torque, and K is a feedback learning coefficient (constant). Thereby, when the engine 1 is in an idle state and the transmission 2 is in the travel range, the learning calculation of the friction torque TF is performed, and the friction torque TF is updated so as to approach the engine torque at that time.
[0027]
On the other hand, when the engine 1 is not in the idle state or the transmission 2 is not in the travel range, the learning calculation is not performed, and the friction torque TF maintains the previous value TFz. The learning calculation is performed only when the vehicle is in the driving range. This is because the minimum torque necessary for the engine to rotate stably during vehicle driving cannot be known even if the calculation is performed when the transmission is in the neutral state. Because.
[0028]
Further, such learning calculation is performed so that the friction torque TF can be accurately obtained even if the friction torque TF necessary for the engine 1 to rotate stably changes due to water temperature and deterioration over time. This is because the use permission torque can be calculated. Of course, this can be simplified and the friction torque TF can be set to a fixed value. In this case, the engine torque corresponding to the set idle rotation speed of the engine 1 may be set as the friction torque.
[0029]
When the friction torque TF is calculated as described above, the estimated surplus engine torque TE1 is calculated by subtracting the friction torque TF from the estimated engine torque TE0 (B4), and a limiter coefficient KT of 1 or less (= 2) / 3) is multiplied to calculate the use permission torque TE (B5). The use permission torque is set to a value slightly smaller than the estimated surplus torque by multiplying the limiter coefficient KT. If the estimated surplus engine torque TE1 is set to the use permission torque TE as it is, all the use permission torque is generated by the generator 3. This is because when consumed, the torque available for maintaining the rotation of the engine 1 becomes less than the friction torque even if the engine torque and the generator consumption torque are subjected to slight fluctuations, resulting in a decrease or fluctuation in engine rotation. That is, the torque that can be used for maintaining the rotation of the engine 1 is given a certain margin by multiplying the limiter coefficient KT.
[0030]
FIG. 3 shows the calculation processing of the use permission torque in the form of a flowchart, which is the same as the block diagram shown in FIG.
[0031]
According to this, when it is determined in steps S1 and S2 that the vehicle is in the idling state and in the traveling range, the process proceeds to step S3, where the friction torque TF is learned by the above equation (1) based on the previous value and the current engine torque. Is done. When it is determined that the vehicle is not in the idle state or not in the travel range, the process proceeds to step S4, and the previous value TFz is set as the friction torque TF.
[0032]
In step S5, the engine torque TE0 is estimated with reference to a predetermined torque map based on the throttle opening TVO and the engine speed NE. In step S6, the friction torque TF is subtracted from the estimated engine torque TE0 to estimate the surplus engine torque TE1. Is calculated. In step S7, the use permission torque TE is calculated by multiplying this by the limiter coefficient KT.
[0033]
FIG. 4 shows the motor drive torque limiting process. By this process, the motor drive torque is limited to the use permission torque TE or less.
[0034]
According to this, the first rear wheel drive torque TA is calculated based on the accelerator operation amount APO, and the second rear wheel drive torque TΔ is calculated based on the difference in rotational speed between the front and rear wheels with reference to a predetermined table (B11, B12) The larger one of the first and second rear wheel drive torques is set as the rear wheel drive torque TR (required motor drive torque) (B13).
[0035]
The smaller one of the rear wheel drive torque TR and the use permission torque TE is selected as the final required motor torque TM (B14), and the generator output is controlled based on this (B15). Since the motor driving torque is almost the consumption torque of the generator 3 that supplies electric power to it, the generator consumption torque is limited by limiting the driving torque of the motor 4 to the use permission torque TE or less. The amount excluding the machine consumption torque can be made equal to or greater than the friction torque TF, and the engine 1 can be rotated stably.
[0036]
In the above embodiment, the consumption torque of the generator 3 is limited by limiting the drive torque of the motor 4 to prevent an excessive load from being applied to the engine 1 from the generator 3. The torque TR may be converted into the generator consumption torque TG, and the generator consumption torque TG may be limited (second embodiment).
[0037]
FIG. 5 shows the contents of the generator consumption torque limiting process in that case, and is executed instead of the process shown in FIG. Also in this case, the first rear wheel drive torque TA is calculated based on the accelerator operation amount APO, and the second rear wheel drive torque TΔ is calculated based on the front / rear wheel rotational speed difference ΔV (B11, B12). The rear wheel drive torque TR is selected (B13). However, in this embodiment, the rear wheel driving torque TR is converted into the generator consumption torque TG with reference to a predetermined table (B24), and this is compared with the use permission torque TE, and the smaller value is finally obtained. Is converted into a typical generator consumption torque TG '(B25). Then, the generator output is controlled based on the generator consumption torque TG ′ (B26).
[0038]
In the first embodiment, the motor consumption torque is limited by limiting the motor drive torque to be equal to or less than the friction torque. However, strictly speaking, the motor drive torque and the generator consumption torque are considered in consideration of motor efficiency, power generation efficiency, and the like. It does not match. However, by directly limiting the generator consumption torque in this way, it is possible to reliably prevent the generator consumption torque from exceeding the friction torque.
[0039]
In the above-described embodiment, the front wheel is driven by the engine in normal traveling, and the rear wheel is driven by the motor as needed, but the method of using the motor is not limited to this. A configuration may be used in which the front and rear wheels are driven using both the engine and the motor in normal travel, and the driving force of the motor is adjusted as necessary to vary the front-rear distribution of the driving force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid type four-wheel drive vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the contents of use permission torque calculation processing.
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of a calculation process of use permission torque.
FIG. 4 is a block diagram showing the contents of a motor drive torque limiting process based on use permission torque.
FIG. 5 is a block diagram showing the contents of a generator consumption torque limiting process based on the use permission torque.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Automatic transmission 3 Generator 4 Motor 5 Front wheel drive shaft 6 Front wheel 7 Reducer 8 Rear wheel drive shaft 9 Rear wheel 10 Controller 11 Neutral switch 12 Throttle opening sensor 13 Engine rotation speed sensor 14 Accelerator operation amount sensor 15FR- 15RL Wheel speed sensor

Claims (7)

  1. エンジンと、
    前記エンジンの出力の一部を電力に変換する発電機と、
    前記発電機から直接電力の供給を受けて力行運転するモータと、
    前記エンジンによって駆動される第1の駆動輪と、
    前記モータによって駆動される第2の駆動輪と、
    を備えたハイブリッド型四輪駆動車において、
    運転条件に基づき前記エンジンのトルクを推定するエンジントルク推定手段と、
    前記エンジンのトルクのうち前記発電機によって消費されるトルクを運転条件によって制限する発電機消費トルク制限手段と、
    を備えたことを特徴とするハイブリッド型四輪駆動車。
    Engine,
    A generator that converts part of the output of the engine into electric power;
    A motor that is powered by receiving power directly from the generator;
    A first drive wheel driven by the engine;
    A second drive wheel driven by the motor;
    In a hybrid four-wheel drive vehicle equipped with
    Engine torque estimating means for estimating the torque of the engine based on operating conditions;
    Generator consumption torque limiting means for limiting the torque consumed by the generator among the torque of the engine according to operating conditions;
    A hybrid four-wheel drive vehicle characterized by comprising:
  2. 前記発電機消費トルク制限手段が、
    前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算し、
    前記推定されたエンジントルクから前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを減じた値を前記エンジンの余剰トルクとし、この余剰トルクに基づき使用可能トルクを演算し、
    前記発電機の消費トルクを前記使用可能トルク以下に制限する、
    ことで前記発電機の消費トルクを制限することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型四輪駆動車。
    The generator consumption torque limiting means is
    Calculating the torque required for the engine to rotate stably;
    A value obtained by subtracting a torque required for the engine to stably rotate from the estimated engine torque is set as a surplus torque of the engine, and a usable torque is calculated based on the surplus torque.
    Limiting the consumed torque of the generator to less than or equal to the usable torque;
    2. The hybrid four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the consumption torque of the generator is limited.
  3. 前記発電機消費トルク制限手段が、
    前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算し、
    前記推定されたエンジントルクから前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを減じた値を前記エンジンの余剰トルクとし、この余剰トルクに基づき使用可能トルクを演算し、
    前記モータの駆動トルクを前記使用可能トルク以下に制限する、
    ことで前記発電機の消費トルクを制限することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型四輪駆動車。
    The generator consumption torque limiting means is
    Calculating the torque required for the engine to rotate stably;
    A value obtained by subtracting a torque required for the engine to stably rotate from the estimated engine torque is set as a surplus torque of the engine, and a usable torque is calculated based on the surplus torque.
    Limiting the drive torque of the motor to less than or equal to the usable torque;
    2. The hybrid four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the consumption torque of the generator is limited.
  4. 前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段は、前記エンジンがアイドル状態であるときのエンジントルクを前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクとして演算することを特徴とする請求項2または3に記載のハイブリッド型四輪駆動車。The means for calculating the torque required for the engine to rotate stably calculates the engine torque when the engine is in an idle state as the torque required for the engine to rotate stably. The hybrid four-wheel drive vehicle according to claim 2, wherein the hybrid four-wheel drive vehicle is provided.
  5. 前記エンジンと第1の駆動軸の間に変速機が介装されており、
    前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段は、前記エンジンがアイドル状態かつ前記変速機が走行レンジにあるときのエンジントルクを前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクとして演算することを特徴とする請求項2または3に記載のハイブリッド型四輪駆動車。
    A transmission is interposed between the engine and the first drive shaft;
    The means for calculating the torque required for the engine to rotate stably means that the engine rotates stably when the engine is in an idle state and the transmission is in the travel range. The hybrid four-wheel drive vehicle according to claim 2 or 3, wherein the calculated four-wheel drive vehicle is calculated as a required torque.
  6. 前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段は、前記エンジンがアイドル状態にあるときに、前回演算時の演算値とそのときのエンジントルクとに基づき前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算することを特徴とする請求項2または3に記載のハイブリッド型四輪駆動車。The means for calculating the torque required for the engine to rotate stably is based on the calculated value at the previous calculation and the engine torque at that time when the engine is in an idle state. 4. The hybrid four-wheel drive vehicle according to claim 2, wherein a torque required to rotate is calculated.
  7. 前記エンジンと第1の駆動軸の間に変速機が介装されており、
    前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算する手段は、前記エンジンがアイドル状態かつ前記変速機が走行レンジにあるときに、前回演算時の演算値とそのときのエンジントルクとに基づき前記エンジンが安定して回転するのに必要とされるトルクを演算することを特徴とする請求項2または3に記載のハイブリッド型四輪駆動車。
    A transmission is interposed between the engine and the first drive shaft;
    The means for calculating the torque required for the engine to stably rotate is calculated when the engine is in an idle state and the transmission is in the travel range, and the calculated value at the previous calculation and the engine torque at that time The hybrid four-wheel drive vehicle according to claim 2 or 3, wherein a torque required for the engine to rotate stably is calculated on the basis of the above.
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