JP2004262346A

JP2004262346A - Drive control device of motor four-wheel drive vehicle

Info

Publication number: JP2004262346A
Application number: JP2003055077A
Authority: JP
Inventors: Kyugo Hamai; 九五浜井; Hideki Sekiguchi; 秀樹関口
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive control device of a motor four-wheel drive vehicle capable of performing torque assist by four-wheel drive not only in a low-speed range but also in a medium speed range, and preventing degradation of mountability. <P>SOLUTION: In the drive control device of the motor four-wheel drive vehicle having an engine to drive one drive shaft, a generator to generate power by the engine, an electric motor which is driven by the electric energy of the generator to drive the other drive shaft, and a motor drive control means to control the driving state of the generator and the electric motor, the plurality of electric motors are mounted on different shafts, and the plurality of shafts with the electric motors mounted thereon and the drive shafts are connected to each other at different reduction gear ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後輪の一方の車輪をエンジン駆動力で駆動すると共に、エンジンによって発電されたエネルギーを利用して前後輪の他方の車輪を駆動するモータ四輪駆動車の駆動制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ四輪駆動車の駆動制御装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来公報には、前輪を駆動するエンジンによって発電されたエネルギーを利用して後輪をモータ駆動する技術が記載されている。このモータ四輪駆動車には、エンジンにより駆動される発電機が設けられている。そして、後輪をモータ駆動する際には、発電機により発電された電気エネルギーをバッテリを介すことなく電動モータへ供給し、後輪をモータ駆動する。また、電動モータと駆動輪との間にはクラッチが設けられており、予め設定された車速を越えると、電動モータによる駆動を停止すると共にクラッチを解放状態とし、電動モータの連れ回りによる負荷を軽減している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５３２５６号公報（第４頁、右下参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ四輪駆動車の駆動制御装置にあっては、下記に示す問題があった。
（１）低車速域のトルクアシスト（４ＷＤ駆動）を電動モータにより実行する際、電動モータと駆動軸との間の減速比を大きくとると、電動モータの回転数が非常に高くなり、中車速域において対応できない。
（２）中車速域においてトルクアシスト（４ＷＤ駆動）を実行しようとすると、減速比をあまり大きくできず、結果として、低車速域では大きなモータトルクが必要となり、モータの大型化を招く。基本的にモータトルクはモータの径によって決定されるため、コンパクトカーにあっては、モータの径を大きくすると、フロアパネル側に突出してしまい、搭載性の悪化を招く。
【０００６】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、低車速域に限らず、中車速域においても４ＷＤ駆動によるトルクアシストが可能であって、かつ、搭載性の悪化を招くことがないモータ四輪駆動車の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、電動モータを複数個設け、それぞれの電動モータを異なる軸上に配置し、電動モータの配置された複数の軸と駆動軸とを異なる減速比で接続することで、走行状態に応じた減速比による電動モータのトルクアシストが可能となり、低車速域のみに限らず広範な車速域において４ＷＤ駆動によるトルクアシストが可能となる。また、電動モータを複数用い、駆動軸と異なる減速比で接続することで、電動モータに要求されるトルクを小さくすることが可能となり、モータの小径化を図ることができる。これに伴い、コンパクトカー等への搭載性を向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施例）
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を示す全体システム図、図２は第１実施例装置の４ＷＤ制御系を示すブロック図である。この第１実施例システムは、図１に示すように、左右前輪１Ｌ，１Ｒが内燃機関であるエンジン２によって駆動され、左右後輪３Ｌ，３Ｒが電動機である第１モータ４０（第１電動モータ）及び第２モータ（第２電動モータ）によって駆動可能な車両の場合の例である。
【００１１】
図１に示すように、エンジン２の出力トルクＴｅが、トランスミッション＆ディファレンシャルギア５を介して左右前輪１Ｌ，１Ｒに伝達されるようになっている。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部は、無端ベルト６を介して発電機７を駆動する。
【００１２】
発電機７は、エンジン回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｈで回転し、４ＷＤコントローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｈに応じて、エンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電力を発電する。その発電機７が発電した電力は、電線９を介して第１モータ４０及び第２モータ５０に供給可能になっている。その電線９の途中には、ジャンクションボックス１０が設けられている。
【００１３】
第１モータ４０及び第２モータ５０の駆動トルクは、第１モータ駆動軸４１，第２モータ駆動軸５１，第２モータクラッチ５２，第１減速ギア４２，第２減速ギア５３，ギア減速機１１及びクラッチ１２（断接機構）を介して左右後輪３Ｌ，３Ｒに伝達可能になっている。尚、符号１３は左右後輪３Ｌ，３Ｒのディファレンシャルギアである。
【００１４】
エンジン２の吸気管路１４（例えば、インテークマニホールド）には、スロットルバルブ１５が介装されている。このスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量等に応じてスロットル開度が調整制御されるアクセルバイワイヤー方式である。すなわち、上記スロットルバルブ１５は、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップモータ１９のステップ数に応じた回転角によりバルブ開度が調整制御される。そのステップモータ１９の回転角は、エンジンコントローラ１８からの開度信号によって調整制御される。
【００１５】
また、スロットルバルブ１５のバルブ開度を検出するスロットルセンサ１６を有し、該スロットルセンサ１６は、検出したバルブ開度に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。
【００１６】
また、アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ２０を有し、該アクセルセンサ２０は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。
【００１７】
また、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数検出センサ２１を備え、このエンジン回転数センサ２１は、検出した踏み込み量に応じた検出信号を、エンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力している。
【００１８】
エンジンコントローラ１８では、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいてバルブ開度制御処理が行われる。
【００１９】
発電機７は、図２に示すように、出力電圧Ｖを調整するための電圧調整器２２（レギュレータ）を備え、４ＷＤコントローラ８によって界磁電流Ｉｆｈが調整されることで、エンジン２に対する発電負荷トルクＴｈ及び発電する電圧Ｖが制御される。電圧調整器２２は、４ＷＤコントローラ８から発電機制御指令（界磁電流値）を入力し、その発電機制御指令に応じた値に発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整すると共に、発電機７の出力電圧Ｖを検出して４ＷＤコントローラ８に出力可能となっている。なお、発電機７の回転数Ｎｈは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。
【００２０】
また、ジャンクションボックス１０内には、電流センサ２３が設けられ、該電流センサ２３は、発電機７から第１モータ４０及び第２モータ５０に供給される電力の電流値Ｉａを検出し、当該検出した電機子電流信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。また、電線９を流れる電圧値（第１モータ４０及び第２モータ５０の電圧）が、４ＷＤコントローラ８で検出される。なお、図２において符号２４はリレーであり、４ＷＤコントローラ８からの指令によって第１モータ４０及び第２モータ５０に供給される電力（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００２１】
また、第１モータ４０及び第２モータ５０は、４ＷＤコントローラ８からの指令によって界磁電流Ｉｆｍが制御され、その界磁電流Ｉｆｍの調整によって駆動トルクＴｍが調整される。なお、符号４０ａ，５０ａは第１モータ４０及び第２モータ５０の温度を測定するサーミスタである。また、符号４０ｂ，５０ｂは第１モータ４０及び第２モータ５０の駆動軸の回転数Ｎｍを検出するモータ用回転数センサである。このモータ用回転数センサ４０ｂ，５０ｂは、検出したモータの回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００２２】
クラッチ１２及び第２モータクラッチ５２は、油圧クラッチや電磁クラッチ等により構成され、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じたトルク伝達率でトルクの伝達を行う。
【００２３】
各車輪１Ｌ，１Ｒ，３Ｌ，３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ，２７ＦＲ，２７ＲＬ，２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ，２７ＦＲ，２７ＲＬ，２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ，１Ｒ，３Ｌ，３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００２４】
４ＷＤコントローラ８は、アクセルセンサ２０からのアクセル開度に応じた駆動力を発生させるように第１モータ４０及び第２モータ５０を駆動制御する。
【００２５】
図３は第１実施例における後輪駆動系を表す概略図である。第１モータ４０は出力回転に対して減速比α／βの関係を有し、第２モータ５０は出力回転に対して減速比α／γの関係を有する。尚、α＜β＜γである。ここで、図３（ｂ）に示すように、出力回転に対して、低車速に相当するＶＳＰ_１までは、第１モータ４０及び第２モータ５０の両方で駆動する。次に、図３（ｃ）に示すように、ＶＳＰ_１以上になると、第２モータクラッチ５２をＯＦＦとし、中車速に相当するＶＳＰ_２まで、第１モータ４０のみで駆動する。
【００２６】
図４は第１実施例における４ＷＤ制御処理を表すフローチャートである。尚、４ＷＤコントローラ８からは、基本的に車速が中車速を表すＶＳＰ_２未満のときは、４ＷＤ駆動要求を出力するものとする。
【００２７】
ステップ１０１では、４ＷＤコントローラ８から４ＷＤ駆動要求が出力されているかどうか（すなわち、車速ＶＳＰ＜ＶＳＰ_２）を判断し、要求されているときはステップ１０２へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００２８】
ステップ１０２では、スロットル開度ＴＶＯが加速意図に相当するＴＶＯ_１以上かどうかを判断し、ＴＶＯ_１以上のときはステップ１０３へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００２９】
ステップ１０３では、車速ＶＳＰが低車速を表すＶＳＰ_１以上かどうかを判断し、ＶＳＰ_１未満のときはステップ１０４へ進み、それ以外はステップ１０６へ進む。
【００３０】
ステップ１０４では、第２モータクラッチ５２をＯＮとする。
【００３１】
ステップ１０５では、第１モータ４０及び第２モータ５０の駆動制御を実行する。
【００３２】
ステップ１０６では、第２モータクラッチ５２をＯＦＦとする。
【００３３】
ステップ１０７では、第２モータ５０の駆動を停止し、第１モータ４０による駆動制御を実行する。
【００３４】
すなわち、４ＷＤ駆動要求が出力され、低車速（ＶＳＰ_１未満）で運転者に加速意図があるときには、第１モータ４０及び第２モータ５０の両方の駆動力を用いることで、運転者の意図にあったスムーズな加速を達成する。
【００３５】
次に、車速が中車速（ＶＳＰ_２以上）になると、図３（ｃ）に示すように、第２モータ５０の回転数が高回転となり、低車速よりも要求されるトルクが小さいため、第２モータクラッチ５２をＯＦＦとし、第１モータ４０のみで駆動する。
【００３６】
以上説明したように、第１実施例のモータ四輪駆動車の構成にあっては、第１モータ４０と第２モータ５０を設け、それぞれのモータ４０，５０を異なる軸４１，５１上に配置し、これら複数の軸４１，５１とトランスミッション＆デファレンシャル５とを異なる減速比で接続することで、走行状態に応じた減速比によるモータ４０，５０のトルクアシストが可能となり、低車速域のみに限らず広範な車速域において４ＷＤ駆動によるトルクアシストが可能となる。また、モータを複数用い、トランスミッション＆デファレンシャル５と異なる減速比で接続することで、モータに要求されるトルクを小さくすることが可能となり、モータの小径化を図ることができる。これに伴い、コンパクトカー等への搭載性を向上することができる。
【００３７】
また、第２モータ５０とトランスミッション＆デファレンシャル５とを断接可能な第２モータクラッチ５２を設けたことにより、中車速域において第２モータ５０に対して高回転の入力を防止することが可能となり、高回転数に対応する必要のない低コストなモータを用いることができる（請求項２に対応）。
【００３８】
また、低車速域では第１モータ４０と第２モータ５０の駆動力により４ＷＤ駆動する。中車速域では第２モータクラッチ５２を解放し、第１モータ４０のみの駆動力により４ＷＤ駆動する。それ以上の車速域ではクラッチ１２を解放し、４ＷＤ駆動しない。このような構成としたことで、高車速域において、前輪の駆動力のみで走行する場合の後輪側のフリクションを低減することが可能となり、燃費性能の向上を図ることができる（請求項３に対応）。
【００３９】
（第２実施例）
次に、第２実施例について説明する。基本的な構成は第１実施例と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。図５は第２実施例のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を示す全体システム図である。図５に示すように、第２実施例では、大容量バッテリ３０が設けられている。この大容量バッテリ３０は、発電機７により発電された電気エネルギーを蓄電することができると共に、第１モータ４０及び第２モータ５０によって、制動時の制動エネルギーを回生作動により電気エネルギーとして蓄電することができるものである。
【００４０】
図６は第２実施例における回生制御処理を表すフローチャートである。
【００４１】
ステップ２０１では、車速ＶＳＰが低車速を表すＶＳＰ_１以上かどうかを判断し、ＶＳＰ_１以上のときはステップ２０５へ進み、ＶＳＰ_１未満のときはステップ２０２へ進む。
【００４２】
ステップ２０２では、スロットル開度ＴＶＯが運転者の加速意図を表すＴＶＯ_１以上かどうかを判断し、ＴＶＯ_１以上のときはステップ２０８へ進み、それ以外はステップ２０３へ進む。
【００４３】
ステップ２０３では、第２モータクラッチ５２をＯＮとする。
【００４４】
ステップ２０４では、第１モータ４０及び第２モータ５０による回生制御を実行する。
【００４５】
ステップ２０５では、スロットル開度ＴＶＯが運転者の加速意図を表すＴＶＯ_１以上かどうかを判断し、ＴＶＯ_１以上のときはステップ２０８へ進み、それ以外はステップ２０６へ進む。
【００４６】
ステップ２０６では、第２モータクラッチ５２をＯＦＦとする。
【００４７】
ステップ２０７では、第２モータ５０を停止し、第１モータ５０による回生制御を実行する。
【００４８】
ステップ２０８では、第１実施例で説明した４ＷＤ制御処理を実行する。
【００４９】
すなわち、低車速で運転者に加速意図がないときは、第２モータクラッチ５２を締結し、第１モータ４０及び第２モータ５０の両方で回生制御を実行する。一方、中車速で運転者に加速意図がないときは、第２モータ５０の回転数が高くなりすぎるため、第２モータクラッチ５２をＯＦＦとし、第２モータ５０の作動を停止し、第１モータ４０のみで回生制御を実行する。
【００５０】
以上説明したように、第２実施例のモータ四輪駆動車の駆動制御装置にあっては、大容量バッテリ３０を設け、走行状態に応じて第１モータ４０及び第２モータ５０により回生制御を実行することで、十分な電気エネルギーを確保することが可能となり、４ＷＤ駆動域を拡大することができる。よって、燃費性能の向上を図ると共に、車両の安定性を確保することができる。
【００５１】
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００５２】
（イ）請求項１ないし３に記載のモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、蓄電手段と、車速を検出する車速検出手段と、運転者の減速意図を検出する減速意図検出手段を設け、
前記モータ駆動制御手段は、減速意図が検出されたときは、検出された車速に応じた減速比を有する電動モータを用いて回生作動させ、前記蓄電手段により電気エネルギーを蓄電することを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。
【００５３】
すなわち、減速時の車速に応じて電動モータの回転数が高く成りすぎない減速比を有する電動モータを選択し、その電動モータによって回生作動することで、高回転対応型の高価な電動モータを用いることなく、走行状況に応じた回生作動が可能となる。尚、複数の電動モータのうち、高回転に成りすぎない電動モータを複数用いて回生作動してもよいのは言うまでもない。
【００５４】
（ロ）請求項３及び（イ）に記載のモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記クラッチを、２ウェイクラッチとしたことを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。
【００５５】
基本的に、４ＷＤ駆動する状況とは、例えばエンジンにより前輪側を駆動した場合、駆動力不足や路面μ不足により十分な加速が得られない状況である。このような状況において、前輪のみで十分な加速が得られるときは、後輪側の駆動力は必要としない。そこで、エンジンにより駆動される駆動軸の回転数が、電動モータにより駆動される駆動軸の回転数を上回ったときは、自動的にクラッチが切り離されることで、最適なタイミングでクラッチを解放することができる。一方、後退時であっても、２ウェイクラッチであるため、最適なタイミングでクラッチを解放することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のモータ四輪駆動車の駆動制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置の４ＷＤ制御系を示すブロック図である。
【図３】第１実施例装置における後輪駆動系を表す説明図である。
【図４】第１実施例装置での４ＷＤ制御処理を表すフローチャートである。
【図５】第２実施例装置でのモータ四輪駆動車の駆動制御装置を示す全体システム図である。
【図６】第２実施例装置での回生制御処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１Ｌ，１Ｒ左右前輪
２エンジン
３Ｌ，３Ｒ左右後輪
５トランスミッション＆ディファレンシャルギア
６無端ベルト
６ａエンジン側プーリ
６ｂ発電機側プーリ
７発電機
８４ＷＤコントローラ
９電線
１０ジャンクションボックス
１１ギア減速機
１２クラッチ
１３ディファレンシャルギア
１４吸気管路
１５スロットルバルブ
１６スロットルセンサ
１７アクセルペダル
１８エンジンコントローラ
１９ステップモータ
２０アクセルセンサ
２１エンジン回転数センサ
２２電圧調整器（レギュレータ）
２３電流センサ
２４リレー
２５サーミスタ
２６モータ用回転数センサ
２７ＦＬ，２７ＦＲ，２７ＲＬ，２７ＲＲ車輪速センサ
２８インヒビタースイッチ
２９ブレーキスイッチ
３０大容量バッテリ
４０第１モータ
４１第１モータ駆動軸
４２第１減速ギア
５０第２モータ
５１第２モータ駆動軸
５２第２モータクラッチ
５３第２減速ギア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control device for a four-wheel drive motor vehicle that drives one of the front and rear wheels with engine driving force and drives the other of the front and rear wheels using energy generated by the engine. Belongs to.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a drive control device of a motor four-wheel drive vehicle, for example, a drive control device described in Patent Document 1 is known.
[0003]
This conventional publication describes a technique in which a rear wheel is driven by a motor using energy generated by an engine that drives a front wheel. This motor four-wheel drive vehicle is provided with a generator driven by an engine. When the rear wheels are driven by the motor, the electric energy generated by the generator is supplied to the electric motor without passing through the battery, and the rear wheels are driven by the motor. Further, a clutch is provided between the electric motor and the drive wheels. When a vehicle speed exceeds a preset vehicle speed, the drive by the electric motor is stopped and the clutch is released, so that a load caused by the rotation of the electric motor is reduced. It has been reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-253256 A (see page 4, lower right).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional drive control device for a four-wheel motor vehicle has the following problems.
(1) When torque assist (4WD drive) in a low vehicle speed range is performed by an electric motor, if the reduction ratio between the electric motor and the drive shaft is increased, the number of revolutions of the electric motor becomes extremely high, and the medium vehicle speed is increased. Can not respond in the area.
(2) When trying to execute torque assist (4WD drive) in the middle vehicle speed range, the reduction ratio cannot be increased so much, and as a result, a large motor torque is required in the low vehicle speed range, resulting in an increase in the size of the motor. Basically, the motor torque is determined by the diameter of the motor. Therefore, in a compact car, if the diameter of the motor is increased, the motor will protrude toward the floor panel, resulting in deterioration of mountability.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problem, and is capable of performing torque assist by 4WD drive not only in a low vehicle speed range but also in a middle vehicle speed range, and does not cause deterioration in mountability. It is an object to provide a drive control device for a four-wheel drive vehicle.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of electric motors are provided, each electric motor is arranged on a different shaft, and the plurality of shafts on which the electric motors are arranged and the drive shaft are connected at different reduction ratios. Thus, torque assist of the electric motor based on the reduction ratio according to the traveling state becomes possible, and torque assist by 4WD drive becomes possible not only in the low vehicle speed range but also in a wide vehicle speed range. Further, by using a plurality of electric motors and connecting them at a different reduction ratio from the drive shaft, the torque required for the electric motors can be reduced, and the diameter of the motor can be reduced. Along with this, the mountability on a compact car or the like can be improved.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment for realizing a drive control device for a motor four-wheel drive vehicle of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0009]
(First embodiment)
[0010]
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive control device for a motor four-wheel drive vehicle of a first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing a 4WD control system of the first embodiment device. As shown in FIG. 1, the first embodiment system includes a first motor 40 (first electric motor) in which left and right front wheels 1L and 1R are driven by an engine 2 which is an internal combustion engine, and left and right rear wheels 3L and 3R are electric motors. ) And a vehicle that can be driven by a second motor (second electric motor).
[0011]
As shown in FIG. 1, the output torque Te of the engine 2 is transmitted to the left and right front wheels 1L, 1R via a transmission & differential gear 5. A part of the output torque Te of the engine 2 drives the generator 7 via the endless belt 6.
[0012]
The generator 7 rotates at the rotation speed Nh obtained by multiplying the engine rotation speed Ne by the pulley ratio, and becomes a load on the engine 2 according to the field current Ifh adjusted by the 4WD controller 8, and according to the load torque. Generate electricity. The power generated by the generator 7 can be supplied to the first motor 40 and the second motor 50 via the electric wire 9. A junction box 10 is provided in the middle of the electric wire 9.
[0013]
The drive torques of the first motor 40 and the second motor 50 are determined by the first motor drive shaft 41, the second motor drive shaft 51, the second motor clutch 52, the first reduction gear 42, the second reduction gear 53, and the gear reducer 11. And transmission to the left and right rear wheels 3L, 3R via the clutch 12 (disconnection mechanism). Reference numeral 13 denotes a differential gear for the left and right rear wheels 3L and 3R.
[0014]
A throttle valve 15 is interposed in an intake pipe 14 (for example, an intake manifold) of the engine 2. The throttle valve 15 is an accelerator-by-wire system in which the throttle opening is adjusted and controlled according to the amount of depression of an accelerator pedal 17 and the like. That is, the throttle valve 15 uses the step motor 19 as an actuator, and the valve opening is adjusted and controlled by the rotation angle according to the number of steps of the step motor 19. The rotation angle of the step motor 19 is adjusted and controlled by an opening signal from the engine controller 18.
[0015]
The throttle sensor 16 outputs a detection signal corresponding to the detected valve opening to the engine controller 18 and the 4WD controller 8.
[0016]
The accelerator sensor 20 detects the amount of depression of the accelerator pedal 17. The accelerator sensor 20 outputs a detection signal corresponding to the detected amount of depression to the engine controller 18 and the 4WD controller 8.
[0017]
The engine speed sensor 21 for detecting the speed of the engine 2 outputs a detection signal corresponding to the detected depression amount to the engine controller 18 and the 4WD controller 8. .
[0018]
The engine controller 18 performs a valve opening control process based on each input signal at predetermined sampling times.
[0019]
As shown in FIG. 2, the generator 7 includes a voltage regulator 22 (regulator) for adjusting the output voltage V, and the 4WD controller 8 adjusts the field current Ifh to generate a load on the engine 2. The torque Th and the generated voltage V are controlled. The voltage regulator 22 receives a generator control command (field current value) from the 4WD controller 8, adjusts the field current Ifh of the generator 7 to a value corresponding to the generator control command, and And the output voltage V can be detected and output to the 4WD controller 8. The rotation speed Nh of the generator 7 can be calculated from the rotation speed Ne of the engine 2 based on the pulley ratio.
[0020]
Further, a current sensor 23 is provided in the junction box 10, and the current sensor 23 detects a current value Ia of electric power supplied from the generator 7 to the first motor 40 and the second motor 50, and performs the detection. The obtained armature current signal is output to the 4WD controller 8. Further, the voltage value (voltage of the first motor 40 and the second motor 50) flowing through the electric wire 9 is detected by the 4WD controller 8. In FIG. 2, reference numeral 24 denotes a relay, and interruption and connection of electric power (current) supplied to the first motor 40 and the second motor 50 are controlled by a command from the 4WD controller 8.
[0021]
In the first motor 40 and the second motor 50, the field current Ifm is controlled by a command from the 4WD controller 8, and the drive torque Tm is adjusted by adjusting the field current Ifm. Reference numerals 40a and 50a are thermistors for measuring the temperatures of the first motor 40 and the second motor 50. Reference numerals 40b and 50b are motor speed sensors for detecting the speed Nm of the drive shafts of the first motor 40 and the second motor 50. The motor speed sensors 40b and 50b output the detected motor speed signal to the 4WD controller 8.
[0022]
The clutch 12 and the second motor clutch 52 are configured by a hydraulic clutch, an electromagnetic clutch, and the like, and transmit torque at a torque transmission rate according to a clutch control command from the 4WD controller 8.
[0023]
Each wheel 1L, 1R, 3L, 3R is provided with a wheel speed sensor 27FL, 27FR, 27RL, 27RR. Each wheel speed sensor 27FL, 27FR, 27RL, 27RR outputs a pulse signal corresponding to the rotation speed of the corresponding wheel 1L, 1R, 3L, 3R to the 4WD controller 8 as a wheel speed detection value.
[0024]
The 4WD controller 8 controls the driving of the first motor 40 and the second motor 50 so as to generate a driving force according to the accelerator opening from the accelerator sensor 20.
[0025]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a rear wheel drive system in the first embodiment. The first motor 40 has a reduction ratio α / β with respect to the output rotation, and the second motor 50 has a reduction ratio α / γ with respect to the output rotation. Note that α <β <γ. Here, as shown in FIG. 3B, up to VSP ₁ corresponding to a low vehicle speed, the output rotation is driven by both the first motor 40 and the second motor 50. Next, as shown in FIG. 3C, when VSP ₁ or more, the second motor clutch 52 is turned off, and only the first motor 40 is driven to VSP ₂ corresponding to the middle vehicle speed.
[0026]
FIG. 4 is a flowchart showing the 4WD control processing in the first embodiment. It should be noted that the 4WD controller 8 basically outputs a 4WD drive request when the vehicle speed is lower than VSP ₂ indicating the middle vehicle speed.
[0027]
In step 101, it is determined whether or not a 4WD drive request is output from the 4WD controller 8 (that is, the vehicle speed VSP <VSP ₂ ). If the request is made, the process proceeds to step 102; otherwise, the control ends.
[0028]
At step 102, it is determined whether TVO ₁ or the throttle opening TVO corresponds to the acceleration intent, the TVO ₁ more time, the program proceeds to step 103, otherwise the control is terminated.
[0029]
In step 103, it is determined whether or not the vehicle speed VSP is equal to or higher than VSP ₁ representing a low vehicle speed. If the vehicle speed is lower than VSP ₁ , the process proceeds to step 104; otherwise, the process proceeds to step 106.
[0030]
In step 104, the second motor clutch 52 is turned on.
[0031]
In step 105, drive control of the first motor 40 and the second motor 50 is executed.
[0032]
In step 106, the second motor clutch 52 is turned off.
[0033]
In step 107, the driving of the second motor 50 is stopped, and the driving control by the first motor 40 is executed.
[0034]
That is, when a 4WD drive request is output and the driver intends to accelerate at a low vehicle speed (less than VSP ₁ ), the driving force of both the first motor 40 and the second motor 50 is used to meet the driver's intention. Achieve a smooth acceleration.
[0035]
Next, when the vehicle speed becomes the middle vehicle speed (VSP ₂ or more), as shown in FIG. 3C, the rotation speed of the second motor 50 becomes high, and the required torque is smaller than the low vehicle speed. The two-motor clutch 52 is turned off and driven only by the first motor 40.
[0036]
As described above, in the configuration of the motor four-wheel drive vehicle of the first embodiment, the first motor 40 and the second motor 50 are provided, and the respective motors 40, 50 are arranged on different shafts 41, 51. By connecting the plurality of shafts 41 and 51 and the transmission & differential 5 with different reduction ratios, torque assist of the motors 40 and 50 can be performed at a reduction ratio according to the traveling state, and the torque assist is limited to only the low vehicle speed range. Thus, torque assist by 4WD drive is possible in a wide vehicle speed range. Further, by using a plurality of motors and connecting them with the transmission & differential 5 at a different reduction ratio, the torque required for the motors can be reduced, and the diameter of the motors can be reduced. Along with this, the mountability on a compact car or the like can be improved.
[0037]
Further, by providing the second motor clutch 52 capable of connecting and disconnecting the second motor 50 and the transmission & differential 5, it is possible to prevent high-speed input to the second motor 50 in the middle vehicle speed range. A low-cost motor that does not need to cope with a high rotation speed can be used (corresponding to claim 2).
[0038]
Further, in a low vehicle speed range, 4WD driving is performed by the driving force of the first motor 40 and the second motor 50. In the middle vehicle speed range, the second motor clutch 52 is released, and 4WD drive is performed by the driving force of only the first motor 40. In a vehicle speed range higher than that, the clutch 12 is released and the 4WD drive is not performed. With this configuration, it is possible to reduce the friction on the rear wheel side when the vehicle is driven only by the driving force of the front wheels in a high vehicle speed range, and it is possible to improve the fuel consumption performance. Corresponding to).
[0039]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only different points will be described. FIG. 5 is an overall system diagram showing a drive control device for a motor four-wheel drive vehicle according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a large capacity battery 30 is provided. The large-capacity battery 30 is capable of storing electric energy generated by the generator 7 and storing braking energy during braking by the first motor 40 and the second motor 50 as electric energy by regenerative operation. Can be done.
[0040]
FIG. 6 is a flowchart illustrating the regeneration control process in the second embodiment.
[0041]
At step 201, it is determined whether the VSP ₁ or the vehicle speed VSP representing a low vehicle speed, VSP ₁ or more of time, the program proceeds to step 205, if less than VSP ₁ proceeds to step 202.
[0042]
At step 202, it is determined whether the throttle opening TVO is above TVO ₁ represents the acceleration intention of the driver, the TVO ₁ more time, the program proceeds to step 208, otherwise proceeds to step 203.
[0043]
In step 203, the second motor clutch 52 is turned on.
[0044]
In step 204, regeneration control by the first motor 40 and the second motor 50 is executed.
[0045]
At step 205, it is determined whether the throttle opening TVO is above TVO ₁ represents the acceleration intention of the driver, the TVO ₁ more time, the program proceeds to step 208, otherwise proceeds to step 206.
[0046]
In step 206, the second motor clutch 52 is turned off.
[0047]
In step 207, the second motor 50 is stopped, and regeneration control by the first motor 50 is executed.
[0048]
In step 208, the 4WD control processing described in the first embodiment is executed.
[0049]
That is, when the driver does not intend to accelerate at a low vehicle speed, the second motor clutch 52 is engaged, and the regenerative control is executed by both the first motor 40 and the second motor 50. On the other hand, when the driver does not intend to accelerate at the middle vehicle speed, the rotation speed of the second motor 50 becomes too high, so the second motor clutch 52 is turned off, the operation of the second motor 50 is stopped, and the first motor 50 is stopped. The regeneration control is executed only at 40.
[0050]
As described above, in the drive control device of the motor four-wheel drive vehicle of the second embodiment, the large-capacity battery 30 is provided, and the regenerative control is performed by the first motor 40 and the second motor 50 according to the traveling state. By executing, it is possible to secure sufficient electric energy, and it is possible to expand the 4WD drive range. Therefore, the fuel efficiency can be improved and the stability of the vehicle can be ensured.
[0051]
Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described below together with their effects.
[0052]
(A) The drive control device for a motor four-wheel drive vehicle according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a power storage unit, a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed, and a deceleration intention detection unit that detects a driver's intention to decelerate.
When the intention to decelerate is detected, the motor drive control means performs a regenerative operation using an electric motor having a reduction ratio according to the detected vehicle speed, and stores electric energy by the power storage means. Drive control device for motor four-wheel drive vehicles.
[0053]
That is, by selecting an electric motor having a reduction ratio at which the rotation speed of the electric motor does not become too high according to the vehicle speed at the time of deceleration, and using the electric motor to perform regenerative operation, an expensive electric motor corresponding to high rotation is used. Without this, the regenerative operation according to the running situation becomes possible. Needless to say, the regenerative operation may be performed using a plurality of electric motors that do not become too high in rotation among the plurality of electric motors.
[0054]
(B) In the drive control device for a motor four-wheel drive vehicle according to claims 3 and (A),
A drive control device for a motor four-wheel drive vehicle, wherein the clutch is a two-way clutch.
[0055]
Basically, a situation in which 4WD driving is performed is a situation in which, for example, when the front wheels are driven by an engine, sufficient acceleration cannot be obtained due to insufficient driving force or insufficient road surface μ. In such a situation, when sufficient acceleration is obtained only with the front wheels, the driving force on the rear wheels is not required. Therefore, when the number of rotations of the drive shaft driven by the engine exceeds the number of rotations of the drive shaft driven by the electric motor, the clutch is automatically disengaged to release the clutch at an optimal timing. Can be. On the other hand, even when reversing, the clutch can be released at an optimal timing because the clutch is a two-way clutch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive control device of a motor four-wheel drive vehicle according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a 4WD control system of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a rear wheel drive system in the first embodiment device.
FIG. 4 is a flowchart illustrating 4WD control processing in the first embodiment.
FIG. 5 is an overall system diagram showing a drive control device of a motor four-wheel drive vehicle in the second embodiment device.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a regeneration control process in the device of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1L, 1R Left and right front wheels 2 Engines 3L, 3R Left and right rear wheels 5 Transmission & differential gear 6 Endless belt 6a Engine side pulley 6b Generator side pulley 7 Generator 8 4WD controller 9 Electric wire 10 Junction box 11 Gear reducer 12 Clutch 13 Differential gear 14 intake line 15 throttle valve 16 throttle sensor 17 accelerator pedal 18 engine controller 19 step motor 20 accelerator sensor 21 engine speed sensor 22 voltage regulator (regulator)
23 Current sensor 24 Relay 25 Thermistor 26 Motor speed sensor 27FL, 27FR, 27RL, 27RR Wheel speed sensor 28 Inhibitor switch 29 Brake switch 30 Large capacity battery 40 First motor 41 First motor drive shaft 42 First reduction gear 50 2 motor 51 2nd motor drive shaft 52 2nd motor clutch 53 2nd reduction gear

Claims

一方の駆動軸を駆動するエンジンと、
エンジンにより発電する発電機と、
該発電機の電気エネルギーによって駆動され、他方の駆動軸を駆動する電動モータと、
前記発電機及び前記電動モータの駆動状態を制御するモータ駆動制御手段と、
を備えたモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記電動モータを複数個設け、それぞれの電動モータを異なる軸上に配置し、前記電動モータの配置された複数の軸と前記駆動軸とを異なる減速比で接続したことを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。An engine that drives one drive shaft,
A generator that generates power from the engine,
An electric motor driven by the electric energy of the generator and driving the other drive shaft;
Motor drive control means for controlling the drive state of the generator and the electric motor,
In a drive control device for a motor four-wheel drive vehicle equipped with
A motor having a plurality of electric motors, arranging the electric motors on different shafts, and connecting the plurality of shafts on which the electric motors are arranged and the drive shafts at different reduction ratios; Drive control device for driving vehicles.

請求項１に記載のモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記電動モータを、第１モータと第２モータの二つから構成し、
前記第１モータを配置した軸を第１軸とし、
前記第２モータを配置した軸を第２軸とし、
前記第１軸と前記駆動軸とを接続する減速比を、前記第２軸と前記駆動軸とを接続する減速比よりも小さな減速比とし、
前記第２モータと前記駆動軸とを断接可能な第２モータクラッチを設けたことを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。The drive control device for a motor four-wheel drive vehicle according to claim 1,
The electric motor comprises a first motor and a second motor,
An axis on which the first motor is arranged is referred to as a first axis,
An axis on which the second motor is arranged is defined as a second axis,
A reduction ratio connecting the first shaft and the drive shaft is a reduction ratio smaller than a reduction ratio connecting the second shaft and the drive shaft,
A drive control device for a motor four-wheel drive vehicle, further comprising a second motor clutch capable of connecting and disconnecting the second motor and the drive shaft.

請求項１又は２に記載のモータ四輪駆動車の駆動制御装置において、
前記駆動軸と、この駆動軸と一体に回転する駆動輪とを断接可能なクラッチを設け、
前記モータ駆動制御手段は、第１設定車速未満のときは前記クラッチと前記第２モータクラッチを締結し、前記第１モータと前記第２モータの両方の駆動力により駆動軸を駆動し、
前記第１設定車速以上であって、かつ、第２設定車速未満のときは、前記クラッチを締結し、前記第２モータクラッチを解放し、前記第２モータを停止し、前記第１モータのみで駆動軸を駆動し、
前記第２設定車速以上のときは、前記クラッチ及び前記第２モータクラッチを解放し、前記第１モータ及び前記第２モータの両方を停止することを特徴とするモータ四輪駆動車の駆動制御装置。The drive control device for a motor four-wheel drive vehicle according to claim 1 or 2,
A clutch capable of connecting and disconnecting the drive shaft and a drive wheel that rotates integrally with the drive shaft is provided,
The motor drive control means engages the clutch and the second motor clutch when the vehicle speed is lower than a first set vehicle speed, and drives a drive shaft by driving forces of both the first motor and the second motor;
When the vehicle speed is equal to or higher than the first set vehicle speed and lower than the second set vehicle speed, the clutch is engaged, the second motor clutch is released, the second motor is stopped, and only the first motor is used. Drive the drive shaft,
When the vehicle speed is equal to or higher than the second set vehicle speed, the clutch and the second motor clutch are released, and both the first motor and the second motor are stopped. .