JP5946301B2

JP5946301B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP5946301B2
Application number: JP2012062467A
Authority: JP
Inventors: 研二中島; 洋治安岡; 雅文天野; 隆之山▲崎▼; 和宏中野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: US20130245911A1; JP2013193566A; US8965658B2

Description

この発明は車両の制御装置に関し、より具体的には動力伝達機構の出力軸に作用するイナーシャトルクを抑制するようにした車両の制御装置に関する。

車両に搭載される駆動源から出力される動力を入、出力軸を有する動力伝達機構から駆動輪に伝達して走行する車両において、出力軸に作用するイナーシャトルクが比較的大きい場合、駆動輪が低摩擦路面でスキッドした後に高摩擦路面に移って路面をグリップするとき、動力伝達機構の出力軸に過大なイナーシャトルクが作用することがある。

他方、特許文献１記載の技術において、駆動源として電動機を備える車両において、摩擦係数が所定値より低い低摩擦路面を走行しているか否か判定し、肯定されるとき、回生トルクあるいはアシストトルクを変更して駆動輪のスキッドを防止することが提案されている。

特許第３９５１４９４号公報

特許文献１記載の技術は所定値より摩擦係数が低い路面を走行するときの駆動輪のスキッドを抑制するように構成しているが、駆動輪がスキッドした後にグリップすることによって動力伝達機構の出力軸に作用する過大なイナーシャトルクについては対策するものではなかった。

この発明の目的は上記した課題を解決し、駆動源から出力される動力を入力して出力軸から駆動輪に伝達する動力伝達機構を備えた車両において、出力軸に過大なイナーシャトルクが作用するのを抑制するようにした車両の制御装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、車両に搭載される駆動源と、前記駆動源に接続される入力軸と前記入力軸にギヤを介して接続される出力軸とを少なくとも有する動力伝達機構とを備え、前記駆動源から出力される動力を前記動力伝達機構から駆動輪に伝達して走行する車両の制御装置において、前記駆動輪と前記駆動輪に従動して回転する従動輪のうち、少なくとも前記駆動輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記車輪速検出手段の出力に基づいて前記駆動輪がスキッドしたか否か判定するスキッド判定手段と、前記スキッド判定手段によって前記駆動輪がスキッドしたと判定されるとき、前記駆動輪の許容上限車輪速を算出する許容上限車輪速算出手段と、前記駆動輪の車輪速が前記許容上限車輪速算出手段によって算出された許容上限車輪速以下となるように前記駆動源から出力される動力を制御する駆動源動力制御手段とを備え、前記許容上限車輪速算出手段は、前記動力伝達機構の出力軸で許容される回転イナーシャトルクから算出される許容トルク値と前記駆動輪と前記従動輪の車輪速の差とに基づいて前記許容上限車輪速を算出する如く構成した。

請求項２に係る車両の制御装置にあっては、前記駆動源は、前記動力伝達機構を介して前記駆動輪に切り離し不能に接続される如く構成した。

請求項１にあっては、車両に搭載される駆動源から出力される動力を入、出力軸を有する動力伝達機構から駆動輪に伝達して走行する車両の制御装置において、少なくとも駆動輪の車輪速を検出し、駆動輪がスキッドしたか否か判定し、スキッドしたと判定されるとき、駆動輪の許容上限車輪速を算出すると共に、駆動輪の車輪速が算出された許容上限車輪速以下となるように駆動源から出力される動力を制御する如く構成したので、駆動源から出力される動力を入力して出力軸から駆動輪に伝達する動力伝達機構を備えた車両において、出力軸に作用するイナーシャトルクが比較的大きい場合であっても、出力軸にそのイナーシャトルクが過大に作用するのを抑制することができる。また、それにより、動力伝達機構の強度の不要な増加も回避することができる。さらに、動力伝達機構の出力軸で許容される回転イナーシャトルクから算出される許容トルク値と駆動輪と従動輪の車輪速の差とに基づいて許容上限車輪速を算出する如く構成したので、許容上限車輪速を適切に算出することができ、よって出力軸にそのイナーシャトルクが過大に作用するのを抑制することができる。

請求項２に係る車両の制御装置にあっては、駆動源は、動力伝達機構を介して駆動輪に切り離し不能に接続、換言すればクラッチなどを介して接続されていないので、駆動源からのイナーシャトルクが出力軸にそのまま作用するような車両においても、出力軸にそのイナーシャトルクが過大に作用するのを抑制することができる。

この発明の実施例に係る車両の制御装置を全体的に示す概略図である。図１に示す車両の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図２に示すフロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。

以下、添付図面を参照してこの発明に係る車両の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る車両の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において符号１０は車両を示し、車両１０はモータ（電動機。駆動源）１２と、動力伝達機構１４と、エンジン（内燃機関。駆動源）１６と、ジェネレータ（発電機）２０が搭載されるハイブリッド車両として構成される。モータ１２とジュネレータ２０はバッテリ２２を介して接続される。

モータ１２はブラシレスモータ（交流同期電動機）からなり、通電されるとき回転駆動する電動機として機能する（より正確には車両１０の減速時には駆動輪側から回転されて発電する回生機能も備えたモータ・ジェネレータとしても機能する）。モータ１２は、動力伝達機構１４のケース（図示せず）に固定されたステータ１２ａとそれに対して相対回転可能に配置されるロータ１２ｂとを備える。

エンジン１６は例えばガソリンを燃料とする内燃機関からなり、スロットルバルブで調量された吸気はインテークマニホルドを通って流れ、各気筒の吸気ポート付近でインジェクタから噴射された燃料と混合して混合気を形成し、吸気バルブが開弁されたとき、当該気筒の燃焼室に流入する。

エンジン１６の燃焼室において混合気は点火されて燃焼し、ピストンを駆動してクランクシャフトを回転させた後、排気となってエンジン１６の外部に放出される。クランクシャフトは出力軸１６ａに接続される。

ジェネレータ２０も交流同期電動機からなり、動力伝達機構１４のケース（図示せず）に固定されたステータ２０ａとそれに対して相対回転可能に配置されるロータ２０ｂとを備える。

動力伝達機構１４は、モータ１２のロータ１２ｂに接続される第１入力軸（モータ軸）１４ａと、出力軸（アイドラ軸）１４ｂと、入力軸１４ａの内側に同軸に配置されると共に、ジェネレータ２０のロータ２０ａに接続される第２入力軸（ジェネレータ軸）１４ｃと、エンジン１６の出力軸１６ａに接続される第３入力軸（エンジン軸）１４ｄとを備える。

動力伝達機構１４において第１入力軸１４ａと出力軸１４ｂと第２入力軸１４ｃと第３入力軸１４ｄはケース（図示せず）内にベアリング１４ｅを介して回転自在に支承される。

第１入力軸１４ａにはドライブギヤ１４ｆが取り付けられると共に、出力軸１４ｂにはドライブギヤ１４ｆと噛合自在なドリブンギヤ１４ｇが取り付けられ、よって第１入力軸１４ａの回転はギヤ１４ｆ，１４ｇを介して出力軸１４ｂに伝達される。

第３入力軸１４ｄと同じ軸線上にはクラッチ２４とドライブギヤ１４ｈが取り付けられると共に、出力軸１４ｂにはドライブギヤ１４ｈと噛合自在なドリブンギヤ１４ｉが取り付けられ、よって第３入力軸１４ｄの回転は、クラッチ２４が係合されるとき、ギヤ１４ｈ，１４ｉを介して出力軸１４ｂに伝達される。クラッチ２４は湿式多板クラッチからなり、ピストン室に作動油を供給されるとき、その圧（油圧）に応じてクラッチディスクにクラッチプレートを押圧する。

このようにクラッチ２４は、ピストン室に作動油を供給されて係合（オン）されるとき、第３入力軸１４ｄのクラッチ２４の配置位置前後の回転を接続（伝達）する一方、作動油を供給されずに解放（オフ）されるとき、配置位置前後の回転を遮断（解放）する。

また第３入力軸１４ｄにはドライブギヤ１４ｊが取り付けられると共に、第２入力軸１４ｃにはドライブギヤ１４ｊと噛合自在なドリブンギヤ１４ｋが取り付けられ、よって第３入力軸１４ｄの回転はギヤ１４ｊ，１４ｋを介して第２入力軸１４ｃに伝達される。

出力軸１４ｂにはファイナルドライブギヤ２６が取り付けられると共に、ディファレンシャル機構３０にはファイナルドライブギヤ２６と噛合自在なファイナルドリブンギヤ３２が取り付けられ、よって出力軸１４ｂの回転はギヤ２６，３２を介してディファレンシャル機構３０に伝達される。

ディファレンシャル機構３０はドライブシャフト３４を介して左右の駆動輪３６に接続され、出力軸１４ｂから入力された回転はディファレンシャル機構３０で分配されて駆動輪３６に伝達される。車両１０は駆動輪（前輪）３６に加え、駆動輪３６に従動して回転する従動輪（後輪）４０を備える。

さらに第３入力軸１４ｄにはドライブギヤ１４ｍが取り付けられる。ドライブギヤ１４ｍは軸１４ｎに取り付けられたドリブンギヤ１４ｏと噛合する。軸１４ｎは油圧ポンプ（送油ポンプ）４２に接続される。

この実施例において、モータ１２は動力伝達機構１４を介し、より具体的には動力伝達機構１４の第１入力軸１４ａとドライブギヤ１４ｆとドリブンギヤ１４ｇと出力軸１４ｂなどを介して駆動輪３６に切り離し不能に接続されると共に、動力伝達機構１４は、モータ１２の動力を駆動輪３６に伝達して車両１０を走行させるモータ走行（シリーズ運転）モードと、エンジン１６の動力を駆動輪３６に伝達して車両１０を走行させるエンジン走行（パラレル運転）モードのいずれか、あるいは双方が可能なように構成される。

最初にモータ走行モードを説明すると、エンジン１６の動力は第３入力軸１４ｄからギヤ１４ｊ，１４ｋを介して第２入力軸１４ｃに伝達され、ジェネレータ２０を回転させて駆動し、ロータ２０ｂをステータ２０ａに対して相対回転させて電力を出力（発電）する。このとき、クラッチ２４は作動油を供給されず、解放（オフ）される。

ジェネレータ２０の出力はバッテリ２２を介して（あるいは直接に）モータ１２に供給され、そのロータ１２ｂをステータ１２ａに対して相対回転させる。ロータ１２ｂの回転は第１入力軸１４ａからギヤ１４ｆ，１４ｇを介して出力軸１４ｂに伝達され、さらにギヤ２６，３２、ディファレンシャル機構３０、ドライブシャフト３４を介して駆動輪３６に伝達されて車両１０を走行させる。

次いで、エンジン走行モードを説明すると、エンジン１６を動作させると共にクラッチ２４に作動油を供給して係合すると、エンジン１６の動力は第３入力軸１４ｄからギヤ１４ｈ，１４ｉを介して出力軸１４ｂに伝達され、さらにギヤ２６，３２、ディファレンシャル機構３０、ドライブシャフト３４を介して駆動輪３６に伝達されて車両１０を走行させる。

このとき、第３入力軸１４ｄはギヤ１４ｊ，１４ｋを介して第２入力軸１４ｃに接続され、エンジン１６の回転は常にジェネレータ２０に入力され、ジェネレータ２０も動作して発電することから、ジェネレータ２０から出力される電力によってモータ１２を駆動させてエンジン１６の走行をアシストさせるパラレル運転も可能に構成される。

尚、第３入力軸１４ｄはギヤ１４ｍ、軸１４ｎ、ギヤ１４ｏを介して油圧ポンプ４２に接続されることから、エンジン１６が動作するとき、油圧ポンプ４２も駆動されて油圧供給機構（図示せず）に油圧を吐出する。

次いで、その他の構成要素を説明すると、車両１０において駆動輪３６と従動輪４０のドライブシャフト３４の付近には車輪速センサ４４が配置され、駆動輪３６と従動輪４０の所定回転ごとにパルス信号を出力する。

また運転席（図示せず）の床面のアクセルペダルの付近にはＡＰ開度センサ４６が配置され、運転者によるアクセルペダルの開度（踏み込み量）ＡＰに応じた出力を生じる。さらに、図示は省略するが、モータ１２とジェネレータ２０とバッテリ２２などの動作状態を検出する多くのセンサも設けられる。

上記したセンサ４４，４６などの出力はモータＥＣＵ５０に送られる。モータＥＣＵ５０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどを有するマイクロコンピュータを備え、モータ１２などの動作を制御する。

またエンジン１６はエンジンＥＣＵ５２を備える。エンジンＥＣＵ５２もＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどを有するマイクロコンピュータを備え、エンジン１６の動作状態を検出する多くのセンサを備え、それらの出力に基づいてエンジン１６の動作を制御する。モータＥＣＵ５０はエンジンＥＣＵ５２と通信して相互に情報を送受可能に構成される。

モータＥＣＵ５０は車輪速センサ４４の出力から駆動輪３６と従動輪４０の車輪速の差を求めて駆動輪３６が走行路面をスキッド（スリップ）したか否か判定し、スキッドしたと判定されるときはモータ１２（あるいはエンジン１６）の動力を低減するＡＢＳ制御と、駆動輪３６の駆動力を制御するトラクション制御などを含む車両安定化（Vehicle Stability Assist）制御を実行するが、そのうちのトラクション制御の実行を有効（ＯＮ）／無効（ＯＦＦ）にするトラクション制御スイッチ５４が車両１０の運転席に運転者の操作自在に設けられる。トラクション制御スイッチ５４の出力もモータＥＣＵ５０に入力される。

次いで、上記した車両の制御装置の動作、より具体的にはモータＥＣＵ５０の動作を説明する。

図２はその動作を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１０においてトラクション制御スイッチ５４がオフ、即ち、運転者によってトラクション制御スイッチ５４がＯＦＦ（無効）位置に操作されているか、換言すればトラクション制御の実行が運転者によって禁止されているか否か判断する。

Ｓ１０で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１２に進み、駆動輪３６と従動輪４０の車輪速を検出する。即ち、車輪速センサ４４の出力から駆動輪３６と従動輪４０の車輪速を検出する。

次いでＳ１４に進み、駆動輪３６が走行路面に対してスキッド（スリップ）したか否か判定する。即ち、Ｓ１４においてはＳ１２で読み出された駆動輪３６と従動輪４０の車輪速の差を算出して算出された差が所定値を超えるか否か判断し、算出された差が所定値を超えるとき、駆動輪３６が走行路面に対してスキッド（スリップ）したと判定する。

尚、Ｓ１４の処理においては検出された駆動輪３６の車輪速を適宜設定される規定値と比較し、駆動輪３６の車輪速が規定値を超えるとき、駆動輪３６が走行路面に対してスキッドしたと判定しても良い。即ち、駆動輪３６と従動輪４０のうち、少なくとも駆動輪３６の車輪速を検出し、それに基づいて駆動輪３６がスキッドしたか否か判定するようにしても良い。

Ｓ１４で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されて駆動輪３６がスキッドしたと判定されるときはＳ１６に進み、駆動輪３６の許容上限車輪速を算出する。

次いでＳ１８に進み、モータ１２の駆動力（出力）を制御（制限）する。より具体的には、駆動輪３６の車輪速が算出された許容上限車輪速以下となるようにモータ１２の駆動力（出力）を制御（制限）する。尚、エンジン走行モードにあるときは、駆動輪３６の車輪速が算出された許容上限車輪速以下となるように、エンジン１６（と場合によりモータ１２）の駆動力（出力）を制御（制限）する。

許容上限車輪速は具体的には、図１に示す動力伝達機構１４の出力軸１４ｂで許容される回転イナーシャトルクから算出される許容トルク値と、駆動輪３６と従動輪４０の車輪速の差とに基づいて算出される。

許容トルク値はより具体的には、車両１０の動力伝達機構１４の強度を実験により求めるなどして算出される固定値である。駆動輪３６と従動輪４０の車輪速の差は例えば３０ｋｍ／ｈとされる。

図３は図２フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。

図示の如く、同図（ｄ）に示すように時刻ｔ１で駆動輪３６がスキッドしたと判定されると、同図（ａ）に示すように駆動輪３６の車輪速は許容上限車輪速以下に制御（制限）される。

その結果、同図（ｃ）に示すような運転者のアクセルペダル操作に応じたアクセル開度ＡＰの増加に伴って要求駆動力が増加しても、同図（ｂ）に示す如く、モータ１２（あるいはエンジン１６）から出力される駆動力は実線で示すような特性に制限される。

即ち、図１に示すような構造を備える車両１０は動力伝達機構１４の出力軸１４ｂに作用するイナーシャトルクが比較的大きくなるため、駆動輪３６が低摩擦路面でスキッドした後に高摩擦路面に移って路面をグリップすると、動力伝達機構１４の出力軸１４ｂ，特に出力軸１４ｂを支承するベアリング１４ｅなどに過大なイナーシャトルクが作用する場合がある。従って、この実施例は上記のように構成することで、そのような不都合を回避するようにした。

尚、同図（ｂ）に示ように構成する結果、同図（ｃ）に示すようなアクセル開度ＡＰが増加させられても、符号ａで示すような駆動力の増加は抑制される。一方、アクセル開度ＡＰが減少されて運転者要求駆動力が減少させられるときは、符号ｂで示すように出力される駆動力もそれに応じて減少させられる。

上記した如く、この実施例にあっては、車両１０に搭載される駆動源（モータ１２、エンジン１６）と、前記駆動源に接続される入力軸（第１、第３入力軸１４ａ，１４ｄ）と前記入力軸にギヤ（ドライブギヤ１４ｆ、ドリブンギヤ１４ｇ、ドライブギヤ１４ｈ、ドリブンギヤ１４ｉ）を介して接続される出力軸１４ｂとを少なくとも有する動力伝達機構１４とを備え、前記駆動源から出力される動力を前記動力伝達機構から駆動輪３６に伝達して走行する車両の制御装置において、前記駆動輪３６と前記駆動輪に従動して回転する従動輪４０のうち、少なくとも前記駆動輪３６の車輪速を検出する車輪速検出手段（車輪速センサ４４、モータＥＣＵ５０，Ｓ１２）と、前記車輪速検出手段の出力に基づいて前記駆動輪３６がスキッドしたか否か判定するスキッド判定手段（モータＥＣＵ５０，Ｓ１４）と、前記スキッド判定手段によって前記駆動輪がスキッドしたと判定されるとき、前記駆動輪の許容上限車輪速を算出する許容上限車輪速算出手段（モータＥＣＵ５０，Ｓ１６）と、前記駆動輪の車輪速が前記許容上限車輪速算出手段によって算出された許容上限車輪速以下となるように前記駆動源から出力される動力（駆動力）を制御する駆動源動力制御手段（モータＥＣＵ５０，Ｓ１８）とを備える如く構成したので、モータ１２などの駆動源から出力される動力（駆動力）を入力して出力軸１４ｂから駆動輪３６に伝達する動力伝達機構１４を備えた車両１０において、出力軸１４ｂに作用するイナーシャトルクが比較的大きい場合であっても、出力軸１４ｂ（例えばベアリング１４ｅなど）にそのイナーシャトルクが過大に作用するのを抑制することができる。また、それにより、動力伝達機構１４の強度の不要な増加も回避することができる。

また、前記駆動源（モータ１２）は、前記動力伝達機構１４を介して前記駆動輪３６に切り離し不能に接続、換言すればクラッチ２４などを介して接続されていないので、図１に示すような、モータ１２からのイナーシャトルクが出力軸１４ｂにそのまま作用するような車両１０においても、出力軸１４ｂにそのイナーシャトルクが過大に作用するのを抑制することができる。

また、前記許容上限車輪速算出手段は、前記動力伝達機構１４の出力軸１４ｂで許容される回転イナーシャトルクから算出される許容トルク値と前記駆動輪３６と従動輪４０の車輪速の差とに基づいて前記許容上限車輪速を算出する（モータＥＣＵ５０，Ｓ１６）如く構成したので、上記した効果に加え、許容上限車輪速を適切に算出することができ、よって出力軸１４ｂにそのイナーシャトルクが過大に作用するのを抑制することができる。

尚、上記において車両１０としてハイブリッド車両を例示したが、この発明はそれに限られるものではなく、搭載される駆動源から出力される動力を入、出力軸を有する動力伝達機構から駆動輪に伝達して走行すると共に、出力軸に作用するイナーシャトルクが比較的大きい車両であれば、全て妥当する。また、前輪を駆動輪３６、後輪を従動輪４０とする車両を例示したが、それに限られないことはいうまでもない。

１０車両、１２モータ（電動機。駆動源）、１４動力伝達機構、１４ａ第１入力軸、１４ｂ出力軸、１４ｃ第２入力軸、１４ｄ第３入力軸、１４ｅ，１４ｈ，１４ｊ、１４ｍドライブギヤ、１４ｆ，１４ｉ，１４ｋ，１４ｏドリブンギヤ、１６エンジン（内燃機関。駆動源）、２０ジェネレータ（発電機）、３０ディファレンシャル機構、３６駆動輪、４０従動輪、４４車輪速センサ、５０モータＥＣＵ、５２エンジンＥＣＵ、５４トラクション制御スイッチ

Claims

車両に搭載される駆動源と、前記駆動源に接続される入力軸と前記入力軸にギヤを介して接続される出力軸とを少なくとも有する動力伝達機構とを備え、前記駆動源から出力される動力を前記動力伝達機構から駆動輪に伝達して走行する車両の制御装置において、前記駆動輪と前記駆動輪に従動して回転する従動輪のうち、少なくとも前記駆動輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記車輪速検出手段の出力に基づいて前記駆動輪がスキッドしたか否か判定するスキッド判定手段と、前記スキッド判定手段によって前記駆動輪がスキッドしたと判定されるとき、前記駆動輪の許容上限車輪速を算出する許容上限車輪速算出手段と、前記駆動輪の車輪速が前記許容上限車輪速算出手段によって算出された許容上限車輪速以下となるように前記駆動源から出力される動力を制御する駆動源動力制御手段とを備え、前記許容上限車輪速算出手段は、前記動力伝達機構の出力軸で許容される回転イナーシャトルクから算出される許容トルク値と前記駆動輪と前記従動輪の車輪速の差とに基づいて前記許容上限車輪速を算出することを特徴とする車両の制御装置。
前記駆動源は、前記動力伝達機構を介して前記駆動輪に切り離し不能に接続されることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。