JP2007030642A - Drive control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control device for a vehicle.
動力源として電動発電機（モータ）を備えた車両が実用化されている。例えば特許文献１の車両では、前後輪のうち一方をエンジンで駆動するとともに他方をモータで駆動する構成とし、モータの動力を、動力伝達経路に設けた減速ギアと車軸用クラッチとを介して車軸に伝達するようにしている。また、モータと車軸用クラッチとの間に空調用のコンプレッサを設けている。上記構成によれば、モータ動力による車両走行が可能となるとともに、同じくモータ動力によるコンプレッサ駆動が可能となっていた。
Vehicles equipped with a motor generator (motor) as a power source have been put into practical use. For example, in the vehicle of
ここで、モータ動力により車両走行している場合（エンジン駆動及びモータ駆動による４ＷＤ走行時を含む）において、それと同時に空調要求に伴いコンプレッサが駆動されることが考えられる。かかる場合において、既存の技術では以下の問題が生じる。 Here, when the vehicle is driven by motor power (including when the engine is driven and 4WD is driven by the motor), it is conceivable that the compressor is driven simultaneously with the air conditioning request. In such a case, the following problems occur in the existing technology.
すなわち、モータ動力により車両走行している場合において、車両速度が低速であると、コンプレッサの回転を十分に高めることができない。このとき、コンプレッサ回転速度が空調要求を満足するための所定回転速度以下であると、所望とする空調性能を発揮することが不可能となる。一方で、空調要求を優先するためにモータと車軸との間の連結を遮断し、モータによりコンプレッサのみを駆動するようにすることが考えられる。この場合、空調要求を満足することはできるものの、モータ動力により車両走行したいといった要望（４ＷＤ走行の要望を含む）を満たすことができない。 That is, when the vehicle is running with motor power, if the vehicle speed is low, the rotation of the compressor cannot be sufficiently increased. At this time, if the compressor rotation speed is equal to or lower than a predetermined rotation speed for satisfying the air conditioning requirement, it becomes impossible to exhibit a desired air conditioning performance. On the other hand, in order to give priority to the air conditioning request, it is conceivable that the connection between the motor and the axle is cut off and only the compressor is driven by the motor. In this case, although the air-conditioning request can be satisfied, the request (including the request for 4WD traveling) that the vehicle needs to be driven by the motor power cannot be satisfied.
なお、空調用のコンプレッサに限らず、モータ動力により駆動されうる他の補機装置を構成要素とする場合にも同様に、車両速度が低速になると、モータ動力による車両走行の要求（４ＷＤ要求）と補機装置の駆動要求とを共に満足することができないといった問題が生じる。
本発明は、車両速度に関係なく、電動発電機の動力による車両走行要求と補機装置の駆動要求とを共に満足させることができる車両の駆動制御装置を提供することを主たる目的とするものである。 The main object of the present invention is to provide a vehicle drive control device that can satisfy both the vehicle travel request by the power of the motor generator and the drive request of the auxiliary device regardless of the vehicle speed. is there.
本発明において、車両は、前後車輪の一方に設けられた内燃機関と、他方の車輪に設けられた電動発電機との少なくともいずれかを動力源として走行する。その車両走行の際、第１の動力発生手段の発電機、及び第２の動力発生手段の電動発電機により発生した電力が蓄電手段に蓄電される。 In the present invention, the vehicle travels using at least one of an internal combustion engine provided on one of the front and rear wheels and a motor generator provided on the other wheel as a power source. When the vehicle travels, the electric power generated by the generator of the first power generation unit and the motor generator of the second power generation unit is stored in the storage unit.
第２の動力発生手段を設けた車輪側において車輪回転を伝達する車軸（ディファレンシャルギアが設けられる車両ではディファレンシャル連結軸）には、電動発電機と補機装置（例えば、空調用のコンプレッサ）とが動力分配装置を介して機械的に連結されており、さらに動力伝達クラッチ等の切替手段によって、車軸、電動発電機軸及び補機装置軸のうちいずれか２つが連結又は遮断の状態に切り替えられる。かかる構成によれば、内燃機関による車両走行時には、車軸から伝達される動力により電動発電機と補機装置が作動し、要求に応じて車室内の空調等が行われる。そして、車両の減速時等になると車軸からの動力により電動発電機で回生発電が行われる。このとき、車軸からの動力がトランスミッションを介することなく電動発電機に伝達されるため、回生エネルギを効率良く回収できる。また、車両の走行停止時等には、電動発電機の動力により補機装置が駆動されて空調等が行われる。 A motor shaft and an auxiliary device (for example, a compressor for air conditioning) are provided on an axle for transmitting wheel rotation on the wheel side provided with the second power generation means (a differential coupling shaft in a vehicle provided with a differential gear). It is mechanically connected via a power distribution device, and any two of the axle, motor generator shaft, and auxiliary device shaft are switched to a connected or disconnected state by a switching means such as a power transmission clutch. According to this configuration, when the vehicle is driven by the internal combustion engine, the motor generator and the auxiliary device are operated by the power transmitted from the axle, and the vehicle interior is air-conditioned as required. When the vehicle decelerates, etc., regenerative power generation is performed by the motor generator with power from the axle. At this time, since the power from the axle is transmitted to the motor generator without passing through the transmission, the regenerative energy can be efficiently recovered. In addition, when the vehicle stops traveling, the auxiliary device is driven by the power of the motor generator to perform air conditioning or the like.
ところで、上記構成の車両では、電動発電機の動力による車両走行が可能となっており、内燃機関の動力に加えて電動発電機の動力を用いることにより、前後の両車輪を駆動させての車両走行（四輪自動車の場合には四輪駆動走行）が実現できる。そして、当該車両走行時（四輪駆動走行時）に補機装置の駆動要求が入ると、車軸と共に補機装置が回転駆動される。ただしこの場合、車速が低速であると、補機装置の駆動要求が満足できないといった不都合が生じる。この点、本発明では、少なくとも電動発電機の動力を走行動力として用いる車両走行時において補機装置の駆動要求がありかつ車速が低速である場合に、前記切替手段を遮断状態とするとともに、補機装置の駆動により生じる負荷トルクを可変制御するようにした。そのため、車軸回転に対して補機装置の回転がフリーとなり、車軸回転が低速であっても、電動発電機を駆動させて補機装置の回転を上昇させることができる。切替手段を遮断状態に操作することで、補機装置の回転が上昇する反面、車軸回転が低下することも懸念されるが、補機装置の負荷トルクを可変制御することによりトルクバランスが調整され、電動発電機から車軸に伝達される車軸トルクを望みとおりに制御することができる。以上により、車両速度に関係なく、電動発電機の動力による車両走行要求と補機装置の駆動要求とを共に満足させることができる。 By the way, in the vehicle having the above-described configuration, the vehicle can be driven by the power of the motor generator, and the vehicle in which both the front and rear wheels are driven by using the power of the motor generator in addition to the power of the internal combustion engine. Driving (four-wheel drive driving in the case of a four-wheeled vehicle) can be realized. And when the drive request | requirement of an auxiliary machinery apparatus enters at the time of the said vehicle travel (at the time of four-wheel drive driving), an auxiliary machinery apparatus will be rotationally driven with an axle shaft. However, in this case, if the vehicle speed is low, there arises a disadvantage that the drive request for the auxiliary device cannot be satisfied. In this regard, in the present invention, when there is a drive request for the auxiliary device and the vehicle speed is low during vehicle travel using at least the power of the motor generator as the travel power, the switching means is turned off and the auxiliary device is turned off. The load torque generated by driving the machine is variably controlled. Therefore, the rotation of the auxiliary device is free with respect to the rotation of the axle, and the rotation of the auxiliary device can be increased by driving the motor generator even when the rotation of the axle is low. Although the rotation of the auxiliary device is increased by operating the switching means in the shut-off state, there is a concern that the axle rotation may be decreased, but the torque balance is adjusted by variably controlling the load torque of the auxiliary device. The axle torque transmitted from the motor generator to the axle can be controlled as desired. As described above, it is possible to satisfy both the vehicle travel request by the power of the motor generator and the drive request of the auxiliary device regardless of the vehicle speed.
本発明が適用可能な車両としては、少なくとも、電動発電機、トルク可変機能を有する補機装置、動力分配装置及び電力変換手段を有する動力発生手段と、蓄電手段とを備え、車軸に、電動発電機と補機装置とを動力分配装置を介して機械的に連結するとともに、車軸、電動発電機軸及び補機装置軸のうちいずれか２つを連結又は遮断の状態に切り替える切替手段を設けたものであれば良い。かかる場合、電動発電機の動力を走行動力として用いる車両走行時において補機装置の駆動要求がありかつ車速が低速である場合に、前記切替手段を遮断状態とするとともに、電動発電機による補機装置の駆動により生じる負荷トルクを可変制御する。これにより、前述のとおり車両速度に関係なく、電動発電機の動力による車両走行要求と補機装置の駆動要求とを共に満足させることができる。 A vehicle to which the present invention can be applied includes at least a motor generator, an auxiliary device having a torque variable function, a power generation unit having a power distribution device and a power conversion unit, and a power storage unit. Mechanically connecting the machine and auxiliary equipment via a power distribution device, and provided with switching means for switching any two of the axle, motor generator shaft and auxiliary equipment shaft to a connected or disconnected state If it is good. In such a case, when there is a drive request for an auxiliary device during vehicle travel using the power of the motor generator as travel power and the vehicle speed is low, the switching means is turned off and the auxiliary device by the motor generator is used. The load torque generated by driving the device is variably controlled. Thus, as described above, it is possible to satisfy both the vehicle travel request by the power of the motor generator and the drive request for the auxiliary device regardless of the vehicle speed.
その都度の車軸要求トルクに基づいて補機装置の負荷トルクを算出し、該算出した負荷トルクに基づいて前記補機装置のトルク制御を実施すると良い。この場合、補機装置の負荷トルクは車軸要求トルクを反映したものとなり、補機装置の駆動によって車軸要求トルクが望みとおりに制御できる。 It is preferable that the load torque of the auxiliary device is calculated based on the required axle torque in each case, and the torque control of the auxiliary device is performed based on the calculated load torque. In this case, the load torque of the auxiliary device reflects the required torque of the axle, and the required torque of the axle can be controlled as desired by driving the auxiliary device.
電動発電機の動力による車両走行時において、電動発電機の動力により駆動される駆動輪のスリップの有無を判定し、スリップ発生時であると判定された場合に補機装置の負荷トルクを減少側に制御すると良い。こうして補機トルクの負荷トルクを減少側に制御することにより、車軸トルクを抑え込むことができ、結果としてスリップの低減を図ることができる。なお、都度のトルク減少量をスリップ発生状況に応じて可変とすることも可能である。 When the vehicle is driven by the power of the motor generator, the presence or absence of slippage of the drive wheels driven by the power of the motor generator is determined. If it is determined that the slip is occurring, the load torque of the auxiliary device is reduced. It is good to control. Thus, by controlling the load torque of the auxiliary machine torque to the decrease side, the axle torque can be suppressed, and as a result, slip can be reduced. It should be noted that the amount of torque reduction for each time can be made variable according to the slip occurrence state.
補機装置として、圧縮トルク可変機能を有する空調用のコンプレッサを採用する車両システムでは、電動発電機の動力による車両走行時において空調要求がありかつ車速が低速である場合に、前記切替手段を遮断状態とするとともに、コンプレッサの圧縮トルクを可変制御すると良い。これにより、低速走行時であってもコンプレッサ回転速度を高めることができ、しかも車軸トルクを確保することができる。その結果、車両速度に関係なく、電動発電機の動力による車両走行要求とコンプレッサの駆動による空調要求とを共に満足させることができる。 In a vehicle system that employs an air conditioning compressor having a variable compression torque function as an auxiliary device, the switching means is shut off when there is an air conditioning request and the vehicle speed is low when the vehicle is driven by the power of a motor generator. It is preferable to variably control the compression torque of the compressor while setting the state. As a result, the compressor rotational speed can be increased even when traveling at a low speed, and the axle torque can be ensured. As a result, it is possible to satisfy both the vehicle travel request by the power of the motor generator and the air conditioning request by driving the compressor regardless of the vehicle speed.
圧縮トルク可変式のコンプレッサとしては、シリンダ容積を可変とするコンプレッサ（可変容量式コンプレッサ）や、冷媒吸入口又は冷媒吐出口の開口面積を可変とするコンプレッサなどが適用でき、これらはいずれも、回転速度だけに依存することなく所定の制御範囲内で圧縮トルクの可変制御が可能となっている。 As the compressor with variable compression torque, a compressor with variable cylinder volume (variable displacement compressor), a compressor with variable opening area of the refrigerant suction port or the refrigerant discharge port, and the like can be applied. The compression torque can be variably controlled within a predetermined control range without depending only on the speed.
また、コンプレッサとして、シリンダ容積を可変とする機能と、冷媒の吸入口又は吐出口の開口面積を可変とする機能とを有するコンプレッサを用いると良い。この場合、シリンダ容積によるトルク制御範囲の最大値を超えて圧縮トルクを制御することが可能となる。これにより、前記切替手段を遮断状態とした時の車軸トルクの制御範囲を拡張することができ、制御性の向上を図ることができる。 As the compressor, a compressor having a function of changing the cylinder volume and a function of changing the opening area of the refrigerant suction port or the discharge port may be used. In this case, the compression torque can be controlled beyond the maximum value of the torque control range based on the cylinder volume. Thereby, the control range of the axle torque when the switching means is in the shut-off state can be expanded, and controllability can be improved.
ここで、動力分配装置として遊星ギア装置を用い、遊星ギア装置により車軸と電動発電機と補機装置とを機械的に連結することで、これら各要素間の動力分配が簡易に実現できる。故に、システム構成の簡潔化を図ることができる。この場合、上記のとおり電動発電機の動力による車両走行要求と補機装置の駆動要求とを共に満足させることができる。 Here, the planetary gear device is used as the power distribution device, and the axle, the motor generator, and the auxiliary device are mechanically connected by the planetary gear device, so that power distribution among these elements can be easily realized. Therefore, the system configuration can be simplified. In this case, as described above, both the vehicle travel request by the power of the motor generator and the drive request for the auxiliary device can be satisfied.
動力分配装置として遊星ギア装置を用いる場合、リングギア、サンギア、キャリアにそれぞれ組み合わせて車軸、電動発電機軸、補機装置軸を接続すると良い。但し、接続の組み合わせは任意である。 When a planetary gear device is used as a power distribution device, an axle shaft, a motor generator shaft, and an auxiliary device shaft may be connected in combination with a ring gear, a sun gear, and a carrier, respectively. However, the combination of connections is arbitrary.
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、エンジンと電動発電機とを動力源としそれらいずれかの動力により走行する、いわゆるハイブリッド自動車に具体化する事例を説明する。図１は、本実施の形態における車両システムの概略構成を示す図面である。なお図１では、左側が車両前方であり、右側が車両後方である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which a so-called hybrid vehicle is driven, which uses an engine and a motor generator as power sources and travels using any of those power sources. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle system in the present embodiment. In FIG. 1, the left side is the front of the vehicle, and the right side is the rear of the vehicle.
図１において、車両１０はその前後に２つの動力発生手段を具備しており、前輪側には第１の動力発生手段としての主動力ブロックＤ１が搭載され、後輪側には第２の動力発生手段としての副動力ブロックＤ２が搭載されている。車両１０は、これら２つの動力ブロックＤ１，Ｄ２にて発生する動力により走行する。
In FIG. 1, a
すなわち、車両１０のフロント部分には、主駆動輪として左右２つの前輪１１，１２が設けられ、それらの前輪１１，１２に結合された車軸１３に主動力ブロックＤ１が連結されている。主動力ブロックＤ１は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により動力を発生する主動力源としてのエンジン１４と、ＡＴ（自動変速機）等よりなるトランスミッション１５とを備えており、エンジン１４の出力はトランスミッション１５を介して車軸１３に伝達され、その結果左右の前輪１１，１２が回転する。エンジン１４の出力軸にはベルト等の連結手段１６を介して発電機としてのオルタネータ１７が接続されている。
That is, the front portion of the
車両１０のリア部分には、副駆動輪として左右２つの後輪２１，２２が設けられ、それら各後輪２１，２２に連結された車軸２３，２４の間にディファレンシャルギア２５が設けられている。そして、このディファレンシャルギア２５に駆動軸３４を介して副動力ブロックＤ２が連結されている。副動力ブロックＤ２は、遊星ギア装置により構成される動力分配装置３１と、副動力源としての電動発電機３２と、補機装置としてのエアコン用コンプレッサ３３（以下、単にコンプレッサともいう）とを備えている。電動発電機３２は駆動軸３５を介して動力分配装置３１に連結され、コンプレッサ３３は駆動軸３６を介して動力分配装置３１に連結されている。電動発電機３２は、例えば交流同期型のモータジェネレータ（Motor Generator）により構成され、電力の供給により駆動される電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている（図１等では、電動発電機３２を「ＭＧ」としている）。電動発電機３２には、インバータ等よりなる電力変換ユニット３８が接続されている。電力変換ユニット３８は電力変換手段に相当し、これにより電力の直流−交流変換が行われる。
In the rear portion of the
なお、動力分配装置（遊星ギア装置）３１に連結される３つの駆動軸３４〜３６について、以下の説明では便宜上、駆動軸３４を「デフ連結軸３４」、駆動軸３５を「ＭＧ連結軸３５」、駆動軸３６を「コンプレッサ連結軸３６」とも言うこととする。
In the following description, for convenience, the three
電源系の構成としては、定格１２Ｖのバッテリ４１と、降圧回路や昇圧回路を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ４２と、主動力ブロックＤ１のオルタネータ１７並びに副動力ブロックＤ２の電力変換ユニット３８に接続された蓄電手段としての高電圧バッテリ４３とを備える。
The power supply system is connected to a
また、本システムは、各種の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えており、各ＥＣＵは図示しない各種センサ等の検出値に基づいてアクチュエータ等の駆動を制御する。具体的には、エンジンＥＣＵ５１には、回転速度センサやエアフロメータなど、エンジン運転状態を検出するための各種センサから検出信号が入力される。エンジンＥＣＵ５１は、エンジン制御手段を構成するものであり、都度のエンジン運転状態等に基づいて燃料噴射制御や点火時期制御といったエンジン制御を実施する。
In addition, this system includes various electronic control units (ECUs), and each ECU controls driving of an actuator or the like based on detection values of various sensors (not shown). Specifically, detection signals are input to the
ハイブリッドＥＣＵ５２は、車両１０の全体を統括的に制御する車両制御手段を構成するものであり、電力変換ユニット３８に対して制御信号を出力することで電動発電機３２の駆動又は発電の状態等を制御する。なおハイブリッドＥＣＵ５２には、車速センサや前輪及び後輪に設けた車輪速度センサなど、車両走行状態を検出するための各種センサから検出信号が入力される。エアコンＥＣＵ５３は、空調制御手段を構成するものであり、ドライバの要求や車両の走行状態等に基づいてコンプレッサ３３を駆動して空調制御を実施する。これら各ＥＣＵ５１〜５３は、いずれもＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されるものであり、各ＥＣＵ間で相互に制御データ等の送受信が可能となっている。
The
本システムには、車両の停止時にエンジン１４の運転を自動停止させる、いわゆるアイドルストップ機能が設けられており、エンジンＥＣＵ５１は、車速が０であること、アイドル状態であること等の所定のアイドルストップ条件の成立時において燃料噴射や点火を停止してエンジン１４の運転を停止する。
This system is provided with a so-called idle stop function that automatically stops the operation of the engine 14 when the vehicle stops, and the
副動力ブロックＤ２の詳細な構成を図２の模式図を基に説明する。図２において、動力分配装置（遊星ギア装置）３１は、互いに同じ軸心回りに回転するサンギア６１及びリングギア６２と、これらサンギア６１及びリングギア６２にかみ合って公転しながら自転するピニオンギア６３を有するキャリア６４とを具備している。そして、サンギア６１にデフ連結軸３４が接続され、リングギア６２にコンプレッサ連結軸３６が接続され、キャリア６４にＭＧ連結軸３５が接続されている。
A detailed configuration of the auxiliary power block D2 will be described based on the schematic diagram of FIG. In FIG. 2, a power distribution device (planetary gear device) 31 includes a
デフ連結軸３４とコンプレッサ連結軸３６との間には切替手段としての直結クラッチ６５が設けられている。直結クラッチ６５は、例えばＯＮ／ＯＦＦ切替式のクラッチであり、ハイブリッドＥＣＵ５２からの指令に基づいてＯＮ／ＯＦＦ（継合又は非継合）が切り替えられる。ただし、切替手段として、ワンウェイクラッチや遠心クラッチ等を用いることも可能である。
A direct coupling clutch 65 serving as a switching unit is provided between the
直結クラッチ６５がＯＮ（継合）される場合、デフ連結軸３４からの動力はコンプレッサ連結軸３６を介してコンプレッサ３３に伝達される。その際、動力分配装置３１の３軸（デフ連結軸３４、ＭＧ連結軸３５及びコンプレッサ連結軸３６）は共に同速回転する。これに対し、直結クラッチ６５がＯＦＦ（継合遮断）される場合、デフ連結軸３４とコンプレッサ連結軸３６とは分断された状態となり、動力分配装置３１の３軸は遊星ギアのプラネタリギア比ρの関係に基づく回転速度でそれぞれ回転する。ここでプラネタリギア比ρはサンギアの歯数をリングギアの歯数で割ったものである。
When the
コンプレッサ連結軸３６には、エアコンスイッチ（図示略）の状態等に応じてＯＮ／ＯＦＦされるコンプレッサクラッチ６６が設けられている。このコンプレッサクラッチ６６は現実にはコンプレッサ３３と一体に設けられ、エアコンＥＣＵ５３からコンプレッサ３３に出力される指令に基づいてコンプレッサクラッチ６６がＯＮ／ＯＦＦされる。
The
上記構成の車両システムでは、車両走行時においてデフ連結軸３４から入力される動力により電動発電機３２とコンプレッサ３３が作動する。これにより、エアコン等の稼働が可能となる。そして、車両の減速時等には、デフ連結軸３４からの動力により電動発電機３２で回生発電が行われ、電力変換ユニット３８を通じてバッテリ充電が行われる。また、車両の走行停止時等には、電動発電機３２の動力によりコンプレッサ３３の作動が可能となる。また更に、電動発電機３２で発生した動力が動力分配装置３１を介してディファレンシャルギア２５に伝達され、更に左右の後輪２１，２２に伝達されることで、電動発電機３２の動力のみによる車両走行、又はエンジン１４の動力と協働した車両走行が可能となる。
In the vehicle system configured as described above, the
本車両１０では、上記構成によって、エンジン１４又は電動発電機３２のいずれかの発生動力により走行する二輪駆動走行（２ＷＤ走行）と、エンジン１４及び電動発電機３２の両方の発生動力により走行する四輪駆動走行（４ＷＤ走行）とが可能となっている。
In the
次に、前記コンプレッサ３３を構成の一部として含む空調装置について図３を用いて説明する。
Next, an air conditioner including the
本空調装置は、前述のコンプレッサ３３をはじめ、コンデンサ７１、レシーバ７２、膨張弁７３、エバポレータ７４等を有しており、これらが冷媒配管７５によって接続されている。その基本動作として、冷媒配管７５内を流れる冷媒は、コンプレッサ３３で圧縮されて高温・高圧にされた後、コンデンサ７１で外気との熱交換により放熱されて冷却される。さらに、コンデンサ７１から流出した冷媒は、レシーバ７２で液相冷媒と気相冷媒とに分離された後、膨張弁７３で低温・低圧とされ、エバポレータ７４に給送される。エバポレータ７４では、冷媒の気化に伴い周囲の空気から蒸発に必要な潜熱が奪われ、周囲空気の冷却（すなわち車室内の冷却）が行われる。
The air conditioner includes the above-described
コンプレッサ３３は可変容量式コンプレッサであり、コンプレッサ内部に設けられた斜板等の角度を変更することでシリンダ容積が可変となっている。これにより、コンプレッサ回転速度にかかわらずコンプレッサ３３の圧縮トルク（コンプレッサ負荷トルク）の調整が可能となる。図４には、コンプレッサ回転速度と圧縮トルクとの関係を示しており、同図において、（ａ）はＯＮ／ＯＦＦ式コンプレッサの特性を示し、（ｂ）は可変容量式コンプレッサの特性を示している。
The
（ａ）に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ式コンプレッサの場合、当該コンプレッサはＯＮ状態又はＯＦＦ状態のいずれかで制御され、圧縮トルクはコンプレッサ回転速度に依存して変化する。これに対し（ｂ）に示すように、可変容量式コンプレッサの場合、圧縮トルクの最小値（ＭＩＮ）と最大値（ＭＡＸ）とがコンプレッサ回転速度に依存して変化するとともに、そのＭＩＮ〜ＭＡＸの範囲内（図の斜線範囲内）で圧縮トルクが任意に調整できるようになっている。 As shown to (a), in the case of an ON / OFF type compressor, the said compressor is controlled by either an ON state or an OFF state, and a compression torque changes depending on a compressor rotational speed. On the other hand, as shown in (b), in the case of the variable displacement compressor, the minimum value (MIN) and the maximum value (MAX) of the compression torque change depending on the compressor rotation speed, and the MIN to MAX The compression torque can be arbitrarily adjusted within the range (within the shaded area in the figure).
また、本空調装置には、エバポレータ７３を通過した空気の温度（エバポレータ温度）を検出するためのエバポレータ温度センサ７７が設けられている。エアコンＥＣＵ５３には、ユーザにより操作されるエアコンスイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）などからの出力信号やエバポレータ温度センサ７７の検出信号が入力される。そして、エアコンＥＣＵ５３は、都度の入力信号に基づいてコンプレッサ３３の駆動状態などを制御する。
The air conditioner is also provided with an
ところで、上記構成のハイブリッド自動車では、主駆動輪側（前輪側）のエンジン１４と副駆動輪側（後輪側）の電動発電機３２とによる四輪駆動走行時において、車速が低速になると空調性能が低下する。つまり、四輪駆動走行時には基本的に直結クラッチ６５がＯＮ（継合）されており、その状態では、後輪側の動力分配装置３１に接続される３軸（デフ連結軸３４、ＭＧ連結軸３５及びコンプレッサ連結軸３６）が同速回転する。そのため、低速走行時にはコンプレッサ回転速度が小さくなり、空調要求が満足できなくなるおそれがあった。
By the way, in the hybrid vehicle having the above-described configuration, when the vehicle speed is low during four-wheel drive running by the engine 14 on the main drive wheel side (front wheel side) and the
そこで本実施の形態では、四輪駆動走行時であり、コンプレッサ３３の駆動要求があり、更に車両が低速状態にある場合において、直結クラッチ６５をＯＦＦ（継合遮断）し、電動発電機３２によりコンプレッサ３３を駆動させるとともに、コンプレッサ３３のシリンダ容積を可変に制御する。これにより、低速時にあってもコンプレッサ回転速度を高めることができ、その都度の空調要求を満足することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, when the four-wheel drive is running, there is a request to drive the
四輪駆動走行時における動力分配装置３１の３軸（デフ連結軸３４、ＭＧ連結軸３５及びコンプレッサ連結軸３６）の関係を図５の共線図に示す。図５の（ａ）は通常の四輪駆動状態（直結クラッチ＝ＯＮの状態）を示し、（ｂ）は低速かつコンプレッサ駆動要求がある場合の四輪駆動状態（直結クラッチ＝ＯＦＦの状態）を示す。
The collinear diagram of FIG. 5 shows the relationship among the three axes (the
図５の（ａ）に示すように、通常の四輪駆動状態では、直結クラッチ＝ＯＮによりデフ連結軸３４（サンギア）とコンプレッサ連結軸３６（リングギア）とが駆動連結され、それに伴い３軸の回転速度が同一となっている。電動発電機３２が駆動状態で制御されることにより、その駆動トルクが車軸（デフ連結軸３４）に伝達される。
As shown in FIG. 5A, in a normal four-wheel drive state, the differential coupling shaft 34 (sun gear) and the compressor coupling shaft 36 (ring gear) are drivingly coupled by the direct coupling clutch = ON, and as a result, three shafts Have the same rotation speed. When the
また、図５の（ｂ）に示すように、低速かつコンプレッサ駆動要求がある場合の四輪駆動状態では、直結クラッチ＝ＯＦＦによりデフ連結軸３４（サンギア）とコンプレッサ連結軸３６（リングギア）との駆動が遮断される。このとき、３軸の回転がフリーとなり、コンプレッサ回転速度が上昇する。また、ＭＧ連結軸３５（キャリア）からデフ連結軸３４に伝達される伝達トルクは、プラネタリギア比ρとコンプレッサ連結軸３６の負荷トルクにより決定される。
Further, as shown in FIG. 5B, in the four-wheel drive state when there is a request for driving the compressor at a low speed, the direct coupling clutch = OFF causes the differential coupling shaft 34 (sun gear) and the compressor coupling shaft 36 (ring gear) to Is interrupted. At this time, the rotation of the three axes becomes free, and the compressor rotation speed increases. The transmission torque transmitted from the MG connection shaft 35 (carrier) to the
動力分配装置（遊星ギア装置）３１の３軸に入力される各入力トルクの関係を図６を用いて説明する。図６では、サンギア６１（デフ連結軸３４）への入力トルクをＴｓ、リングギア６２（コンプレッサ連結軸３６）への入力トルクをＴｒ、キャリア６４（ＭＧ連結軸３５）への入力トルクをＴｃとしており、定常状態ではこれら各トルクが次の（１），（２）式の関係を有する。
Ｔｓ＝−ρ・Ｔｒ＝−ρ／（１＋ρ）・Ｔｃ …（１）
Ｔｒ＝１／（１＋ρ）・Ｔｃ …（２）
本実施の形態の場合、サンギア入力トルクＴｓは車軸トルク、リングギア入力トルクＴｒはコンプレッサトルク、キャリア入力トルクＴｃはＭＧ駆動トルクに相当する。上式によれば、例えばサンギア入力トルクＴｓ（車軸トルク）に基づいて、リングギア入力トルクＴｒ（コンプレッサトルク）やキャリア入力トルクＴｃ（ＭＧトルク）を求めることができる。
The relationship between the input torques input to the three axes of the power distribution device (planetary gear device) 31 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the input torque to the sun gear 61 (the differential connecting shaft 34) is Ts, the input torque to the ring gear 62 (the compressor connecting shaft 36) is Tr, and the input torque to the carrier 64 (the MG connecting shaft 35) is Tc. In the steady state, these torques have the following relationships (1) and (2).
Ts = −ρ · Tr = −ρ / (1 + ρ) · Tc (1)
Tr = 1 / (1 + ρ) · Tc (2)
In the present embodiment, the sun gear input torque Ts corresponds to the axle torque, the ring gear input torque Tr corresponds to the compressor torque, and the carrier input torque Tc corresponds to the MG drive torque. According to the above equation, for example, the ring gear input torque Tr (compressor torque) and the carrier input torque Tc (MG torque) can be obtained based on the sun gear input torque Ts (axle torque).
図７は、四輪駆動制御処理を示すフローチャートであり、本処理はハイブリッドＥＣＵ５２によって所定の時間周期で実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing the four-wheel drive control process, and this process is executed by the
図７において、ステップＳ１０１では、四輪駆動走行の要求の有無を判定する。例えば、ドライバにより四輪走行スイッチがＯＮ操作された場合や、車両がスリップ状態にある場合に四輪駆動走行の要求が有ると判定する。なお、スリップの有無は車輪速度と車速との比較により行われ、例えば車輪速度＞車速となる場合にスリップ有りと判定される。四輪駆動走行の要求が無いと判定した場合、そのまま本処理を終了し、四輪駆動走行の要求が有ると判定した場合、後続のステップＳ１０２に進む。 In FIG. 7, in step S101, it is determined whether or not there is a request for four-wheel drive traveling. For example, it is determined that there is a request for four-wheel drive travel when the four-wheel travel switch is turned on by the driver or when the vehicle is in a slip state. The presence or absence of slip is determined by comparing the wheel speed and the vehicle speed. For example, when the wheel speed is higher than the vehicle speed, it is determined that there is slip. If it is determined that there is no request for four-wheel drive travel, the present process is terminated. If it is determined that there is a request for four-wheel drive travel, the process proceeds to the subsequent step S102.
ステップＳ１０２では、エアコンスイッチからの入力信号等に基づいて空調要求の有無を判定し、続くステップＳ１０３では、車速Ｖが判定値Ｖｍｉｎ未満であるか否かを判定する。判定値Ｖｍｉｎは、直結クラッチ＝ＯＮ（継合）の状態で所望のコンプレッサ回転速度が満足できる最小速度であり、具体的にはＶｍｉｎ＝１０〜２０ｋｍ／ｈ程度である。ステップＳ１０２，Ｓ１０３のいずれかがＮＯの場合、ステップＳ１２０に進む。また、ステップＳ１０２，Ｓ１０３が共にＹＥＳの場合、ステップＳ１０４に進む。 In step S102, it is determined whether or not there is an air conditioning request based on an input signal from the air conditioner switch, and in subsequent step S103, it is determined whether or not the vehicle speed V is less than a determination value Vmin. The determination value Vmin is a minimum speed at which a desired compressor rotation speed can be satisfied with the direct coupling clutch = ON (engaged), and is specifically about Vmin = 10 to 20 km / h. If either step S102 or S103 is NO, the process proceeds to step S120. If both steps S102 and S103 are YES, the process proceeds to step S104.
ステップＳ１０４では、エバポレータ温度に基づいて今現在空調要求が満たされているか否かを判定する。具体的には、エバポレータ温度と空調要求を満足するためのしきい値温度とを比較し、エバポレータ温度＜しきい値温度である場合、空調要求が満たされていると判定する。空調要求が満たされていればステップＳ１２０に進み、空調要求が満たされていなければステップＳ１４０に進む。ステップＳ１２０では、直結クラッチＯＮ時の四輪駆動制御を実施する。また、ステップＳ１３０では、直結クラッチＯＦＦ時の四輪駆動制御を実施する。 In step S104, it is determined based on the evaporator temperature whether or not the air conditioning request is currently satisfied. Specifically, the evaporator temperature is compared with a threshold temperature for satisfying the air conditioning requirement, and if the evaporator temperature <the threshold temperature, it is determined that the air conditioning requirement is satisfied. If the air conditioning request is satisfied, the process proceeds to step S120, and if the air conditioning request is not satisfied, the process proceeds to step S140. In step S120, four-wheel drive control is performed when the direct coupling clutch is ON. In step S130, four-wheel drive control is performed when the direct clutch is OFF.
図８は、前記ステップＳ１２０で実施される、直結クラッチＯＮ時の四輪駆動制御を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the four-wheel drive control that is performed in step S120 when the direct coupling clutch is ON.
図８において、ステップＳ１２１では、車両の要求トルクＴｒｅｑを算出する。このとき、車両の要求トルクＴｒｅｑは車速に比例するため、該車速に基づいて要求トルクＴｒｅｑを算出する。ステップＳ１２２では、四輪駆動時におけるトルクの前後分配比に基づいてＭＧ駆動トルクＴｍｇを算出する。例えば、四輪駆動時の基本分配比は９０：１０であり、車両の要求トルクＴｒｅｑに分配比を乗算し、その積をディファレンシャル比（デフ比）で除算することによりＭＧ駆動トルクＴｍｇを算出する（Ｔｍｇ＝Ｔｒｅｑ＊分配比／デフ比）。 In FIG. 8, in step S121, the required torque Treq of the vehicle is calculated. At this time, since the required torque Treq of the vehicle is proportional to the vehicle speed, the required torque Treq is calculated based on the vehicle speed. In step S122, the MG drive torque Tmg is calculated based on the torque front / rear distribution ratio during four-wheel drive. For example, the basic distribution ratio at the time of four-wheel drive is 90:10, and the MG drive torque Tmg is calculated by multiplying the required torque Treq of the vehicle by the distribution ratio and dividing the product by the differential ratio (diff ratio). (Tmg = Treq * distribution ratio / diff ratio).
次に、ステップＳ１２３では、副駆動輪側（後輪側）でスリップが発生しているか否かを判定する。スリップ有りの場合ステップＳ１２４に進み、ＭＧ駆動トルクＴｍｇを減少側に補正する。実際には、ＭＧ駆動トルクＴｍｇから所定のスリップ抑制値ΔＴを減算し、その結果を最終のＭＧ要求トルクＴｍｇとする（最終Ｔｍｇ＝Ｔｍｇ−ΔＴ）。なお、スリップ抑制値ΔＴは固定値であるが、それ以外に、都度のスリップ発生状況に合わせて可変設定される値であっても良い。スリップ無しの場合にはＭＧ駆動トルクＴｍｇの減補正を実施しない。 Next, in step S123, it is determined whether or not slip has occurred on the auxiliary drive wheel side (rear wheel side). When the slip is present, the process proceeds to step S124, and the MG driving torque Tmg is corrected to the decreasing side. Actually, a predetermined slip suppression value ΔT is subtracted from the MG driving torque Tmg, and the result is set as the final MG required torque Tmg (final Tmg = Tmg−ΔT). The slip suppression value ΔT is a fixed value, but may be a value that is variably set according to the occurrence of slippage. When there is no slip, the MG drive torque Tmg is not corrected for reduction.
その後、ステップＳ１２５では、直結クラッチ６５をＯＮ（継合）する。ステップＳ１２６では、ＭＧ要求トルクＴｍｇに相応する制御指令信号を電力変換ユニット３８に対して出力する。該指令信号の出力により電動発電機３２の駆動状態が制御される。
Thereafter, in step S125, the
図９は、前記ステップＳ１４０で実施される、直結クラッチＯＦＦ時の四輪駆動制御を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing the four-wheel drive control performed in step S140 when the direct coupling clutch is OFF.
図９において、ステップＳ１４１では、その都度の車速に基づいて車両の要求トルクＴｒｅｑを算出する。ステップＳ１４２では、四輪駆動時におけるトルクの前後分配比に基づいて、副駆動輪側（後輪側）に分配される車軸要求トルクＴａｘを算出する。例えば、四輪駆動時の基本分配比は９０：１０であり、車両の要求トルクＴｒｅｑに分配比を乗算し、その積をディファレンシャル比（デフ比）で除算することにより車軸要求トルクＴａｘを算出する（Ｔａｘ＝Ｔｒｅｑ＊分配比／デフ比）。 In FIG. 9, in step S141, the required torque Treq of the vehicle is calculated based on the vehicle speed in each case. In step S142, the axle required torque Tax distributed to the auxiliary drive wheel side (rear wheel side) is calculated based on the torque front / rear distribution ratio during four-wheel drive. For example, the basic distribution ratio during four-wheel drive is 90:10, the required torque Treq of the vehicle is multiplied by the distribution ratio, and the product is divided by the differential ratio (difference ratio) to calculate the axle required torque Tax. (Tax = Treq * distribution ratio / diff ratio).
次に、ステップＳ１４３では、副駆動輪側（後輪側）でスリップが発生しているか否かを判定する。スリップ有りの場合ステップＳ１４４に進み、車軸要求トルクＴａｘを減少側に補正する。実際には、車軸要求トルクＴａｘから所定のスリップ抑制値ΔＴを減算し、その結果を最終の車軸要求トルクＴａｘとする（最終Ｔａｘ＝Ｔａｘ−ΔＴ）。なお、スリップ抑制値ΔＴは固定値であるが、それ以外に、都度のスリップ発生状況に合わせて可変設定される値であっても良い。スリップ無しの場合には車軸要求トルクＴａｘの減補正を実施しない。 Next, in step S143, it is determined whether or not slip has occurred on the auxiliary drive wheel side (rear wheel side). If there is a slip, the process proceeds to step S144, and the axle required torque Tax is corrected to the decreasing side. Actually, a predetermined slip suppression value ΔT is subtracted from the axle required torque Tax, and the result is set as the final axle required torque Tax (final Tax = Tax−ΔT). The slip suppression value ΔT is a fixed value, but may be a value that is variably set according to the occurrence of slippage. When there is no slip, reduction correction of the axle required torque Tax is not performed.
ステップＳ１４５では、上述の車軸要求トルクＴａｘを実現するためのＭＧ駆動トルクＴｍｇとコンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐとを算出する。このとき、車軸要求トルクＴａｘはサンギア入力トルクＴｓ、コンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐはリングギア入力トルクＴｒ、ＭＧ駆動トルクＴｍｇはキャリア入力トルクＴｃであり、これら各トルクは上記（１），（２）式の関係となる。Ｔｓ＝Ｔａｘ、Ｔｒ＝Ｔｃｍｐ、Ｔｃ＝Ｔｍｇとして上記（１），（２）式の関係を用いることにより、
Ｔｍｇ＝（１＋ρ）／ρ・Ｔａｘ …（３）
Ｔｃｍｐ＝１／ρ・Ｔａｘ …（４）
となり、これら（３），（４）式により、車軸要求トルクＴａｘに基づいてＭＧ駆動トルクＴｍｇとコンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐとを算出する。
In step S145, the MG drive torque Tmg and the compressor load torque Tcmp for realizing the above-mentioned axle required torque Tax are calculated. At this time, the axle required torque Tax is the sun gear input torque Ts, the compressor load torque Tcmp is the ring gear input torque Tr, and the MG drive torque Tmg is the carrier input torque Tc. These torques are expressed by the above equations (1) and (2). It becomes a relationship. By using the relationship of the above formulas (1) and (2) as Ts = Tax, Tr = Tcmp, Tc = Tmg,
Tmg = (1 + ρ) / ρ · Tax (3)
Tcmp = 1 / ρ · Tax (4)
Thus, the MG drive torque Tmg and the compressor load torque Tcmp are calculated based on the axle required torque Tax using these equations (3) and (4).
その後、ステップＳ１４６では、直結クラッチ６５をＯＦＦ（継合遮断）する。ステップＳ１４７では、ＭＧ駆動トルクＴｍｇとコンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐとに関して出力処理を実施する。具体的には、ＭＧ要求トルクＴｍｇに相応する制御指令信号を電力変換ユニット３８に対して出力する。該指令信号の出力により電動発電機３２の駆動状態が制御される。また、コンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐをエアコンＥＣＵ５３に対して出力する。エアコンＥＣＵ５３では、該コンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐに基づいてコンプレッサ３３の可変容量制御を実施する。すなわち、コンプレッサ負荷トルクＴｃｍｐを実現するための要求シリンダ容積を都度のコンプレッサ回転速度に基づいて決定するとともに、その要求シリンダ容積となるようシリンダ容積を可変制御する。
Thereafter, in step S146, the
図１０は、上述した四輪駆動制御をより具体的に説明するためのタイムチャートである。図１０では、車両停止状態からの加速過程を示しており、全体を通じて車速が低速となっている（Ｖ＜Ｖｍｉｎの状態）。また、四輪駆動要求がなされているが、車両が低速であるため直結クラッチ６５がＯＦＦされ、かつ空調要求に伴いコンプレッサ駆動が行われている。
FIG. 10 is a time chart for explaining the above-described four-wheel drive control more specifically. FIG. 10 shows the acceleration process from the vehicle stop state, and the vehicle speed is low throughout (V <Vmin state). Although a four-wheel drive request is made, since the vehicle is low speed, the
さて、タイミングｔ１以降、車速が上昇し、副駆動輪側（後輪側）の車軸要求トルクが図示の如く増加する。このとき、直結クラッチ６５がＯＦＦされているため、車軸回転が低速であってもコンプレッサ回転速度が満足回転速度以上で保持され、空調要求が満たされる。また、こうして低速状態で四輪駆動要求があり、かつ空調要求がある場合には、その都度の車軸要求トルクに応じてコンプレッサ負荷トルクが算出され、そのコンプレッサ負荷トルクに応じてコンプレッサ３３のシリンダ容積が可変制御される。つまり、シリンダ容積が最小値〜最大値（ＭＩＮ〜ＭＡＸ）の範囲内で制御され、この際コンプレッサ駆動により生じる負荷トルクにより、直結クラッチＯＦＦ状態での車軸トルクの低下が抑制される。故に、制御後の車軸トルクが車軸要求トルクに一致し、空調要求と四輪駆動要求とが共に満足できる。
Now, after timing t1, the vehicle speed increases, and the axle required torque on the auxiliary drive wheel side (rear wheel side) increases as shown in the figure. At this time, since the
一方、タイミングｔ２でスリップが発生すると、その分車軸要求トルクが減少し、それに伴いコンプレッサ負荷トルクも減少する。このとき、シリンダ容積を減少させるようにコンプレッサ３３の容量制御が行われる。これにより、制御後の車軸トルクが車軸要求トルクに追従するようにして減少し、スリップが解消される。
On the other hand, when a slip occurs at timing t2, the required axle torque decreases accordingly, and the compressor load torque also decreases accordingly. At this time, the capacity control of the
スリップが解消されたタイミングｔ３以降、再び車速上昇により車軸要求トルクが増加し、その車軸要求トルクに基づいて算出されたコンプレッサ負荷トルクに応じてコンプレッサ３３の容量制御が行われる。
After the timing t3 when the slip is eliminated, the axle required torque increases again due to the increase in the vehicle speed, and the capacity control of the
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained.
四輪駆動走行要求と空調要求とが同時に生じ、さらに車速が低速である場合に、直結クラッチ６５をＯＦＦするとともに、コンプレッサ３３の可変容量制御を実施するようにしたため、四輪駆動走行を可能としつつ、車軸回転が低速であってもコンプレッサ回転を高回転状態とすることができる。また、電動発電機３２から車軸に伝達される車軸トルクを望みとおりに制御することができる。以上により、車両速度に関係なく、四輪駆動走行の要求と空調要求とを共に満足させることができる。
When the four-wheel drive travel request and the air-conditioning request occur at the same time and the vehicle speed is low, the
その都度の車軸要求トルクに基づいてコンプレッサ負荷トルクを算出するとともに、該コンプレッサ負荷トルクに基づいてコンプレッサ３３の容量制御を実施するようにしたため、実際の車軸トルクを車軸要求トルクに合致させるような制御が実現できる。
Since the compressor load torque is calculated based on the axle demand torque in each case, and the capacity control of the
四輪駆動走行時において、副駆動輪側でのスリップ発生時にはコンプレッサ負荷トルクを減少側に制御するようにしたため、車軸トルクを抑え込むことができ、結果としてスリップの低減を図ることができる。 During four-wheel drive traveling, the compressor load torque is controlled to decrease when slip occurs on the auxiliary drive wheel side, so that the axle torque can be suppressed, and as a result, slip can be reduced.
また本実施の形態の車両システムでは、車両減速等に伴う回生時に後輪側のデフ連結軸３４からの動力が動力分配装置３１を介して電動発電機３２に伝達されるため、回生エネルギを効率良く回収できる。これは、エンジンに連結したトランスミッションを介して回生エネルギを回収する通常一般のシステムと比して望ましい構成であると言える。また、エンジン１４を搭載した車両フロント側とは異なり、車両リア側に電動発電機３２とコンプレッサ３３を設けたため、エンジン１４の周辺構成が簡素化できる。それ故、動力源や補機装置の搭載性が向上する。
Further, in the vehicle system of the present embodiment, the power from the
デフ連結軸３４、ＭＧ連結軸３５及びコンプレッサ連結軸３６を遊星ギア装置よりなる動力分配装置３１を用いて機械的に連結したため、これら各要素間の動力分配が簡易に実現できる。故に、システム構成の簡潔化を図ることができる。
Since the differential connecting
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。 In addition, this invention is not limited to the content of description of the said embodiment, For example, you may implement as follows.
上記実施の形態では、圧縮トルク可変機能を有するコンプレッサとして可変容量式コンプレッサを用いたが、これを他に変更する。例えば、コンプレッサの冷媒吸入口又は冷媒吐出口の開口面積を可変とする通路面積可変式コンプレッサを用い、その冷媒吸入口又は冷媒吐出口の開口面積を変更することによりコンプレッサ３３の圧縮トルク（コンプレッサ負荷トルク）を可変調整することも可能である。図１１には、（ａ）に吸入口面積とコンプレッサ圧縮トルクとの関係を示し、（ｂ）に吐出口面積とコンプレッサ圧縮トルクとの関係を示す。図１１によれば、吸入口面積又は吐出口面積を小さくすることにより圧縮トルクが増加し、吸入口面積又は吐出口面積を大きくすることにより圧縮トルクが減少する。この通路面積可変式コンプレッサを用いた場合にも、前述した四輪駆動制御処理（図７〜図９の処理）が適用できる。ただし、エアコンＥＣＵ５３により容量可変制御に代えて吐出口面積の可変制御が実施されることが相違する。
In the above embodiment, the variable displacement compressor is used as the compressor having the variable compression torque function. For example, by using a variable passage area type compressor in which the opening area of the refrigerant suction port or the refrigerant discharge port of the compressor is variable, by changing the opening area of the refrigerant suction port or the refrigerant discharge port, the compression torque (compressor load) of the
図１２は、コンプレッサの吐出口面積を可変制御する場合における四輪駆動制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図１２では、車両停止状態からの加速過程を示しており、全体を通じて車速が低速となっている。また、四輪駆動要求がなされているが、車両が低速であるため直結クラッチ６５がＯＦＦされ、かつ空調要求に伴いコンプレッサ駆動が行われている。
FIG. 12 is a time chart for explaining the outline of the four-wheel drive control when the discharge port area of the compressor is variably controlled. FIG. 12 shows the acceleration process from the vehicle stop state, and the vehicle speed is low throughout. Although a four-wheel drive request is made, since the vehicle is low speed, the
さて、タイミングｔ１１以降、車速が上昇し、副駆動輪側（後輪側）の車軸要求トルクが図示の如く増加する。このとき、直結クラッチ６５がＯＦＦされているため、車軸回転が低速であってもコンプレッサ回転速度が満足回転速度以上で保持され、空調要求が満たされる。また、こうして低速状態で四輪駆動要求があり、かつ空調要求がある場合には、その都度の車軸要求トルクに応じてコンプレッサ負荷トルクが算出され、そのコンプレッサ負荷トルクに応じてコンプレッサの吐出口面積が可変制御される。この際コンプレッサ駆動により生じる負荷トルクにより、直結クラッチＯＦＦ状態での車軸トルクの低下が抑制される。故に、制御後の車軸トルクが車軸要求トルクに一致し、空調要求と四輪駆動要求とが共に満足できる。
Now, after timing t11, the vehicle speed increases, and the axle required torque on the auxiliary drive wheel side (rear wheel side) increases as shown. At this time, since the
一方、タイミングｔ１２でスリップが発生すると、その分車軸要求トルクが減少し、それに伴いコンプレッサ負荷トルクも減少する。このとき、吐出口面積を増加させるようにして制御が行われる。これにより、制御後の車軸トルクが車軸要求トルクに追従するようにして減少し、スリップが解消される。 On the other hand, when a slip occurs at timing t12, the required axle shaft torque decreases, and accordingly, the compressor load torque also decreases. At this time, the control is performed so as to increase the discharge port area. As a result, the controlled axle torque decreases so as to follow the axle demand torque, and slip is eliminated.
スリップが解消されたタイミングｔ１３以降、再び車速上昇により車軸要求トルクが増加し、その車軸要求トルクに基づいて算出されたコンプレッサ負荷トルクによってコンプレッサの吐出口面積が制御される。 After the timing t13 when the slip is eliminated, the axle required torque increases again due to the increase in the vehicle speed, and the compressor outlet area is controlled by the compressor load torque calculated based on the axle required torque.
シリンダ容積を可変とする機能と、冷媒の吸入口又は吐出口の開口面積を可変とする機能とを有する構成の圧縮トルク可変式コンプレッサを用いることも可能である。本コンプレッサの場合、コンプレッサ回転速度と圧縮トルクとの関係は図１３のようになる。図１３では、Ｒ１が、シリンダ容積を可変制御することによる圧縮トルクの制御範囲であり、Ｒ２が、シリンダ容積最大の状態で吐出口面積又は排出口面積を可変制御することによる圧縮トルクの制御範囲である。この場合、シリンダ容積の可変制御と吸入口又は吐出口の開口面積の可変制御との組み合わせにより、シリンダ容積によるトルク制御範囲を超えて圧縮トルクを制御することが可能となる（図のＲ１＋Ｒ２の範囲内で制御可能となる）。これにより、直結クラッチ６５を遮断状態とした時の車軸トルクの制御範囲を拡張することができ、制御性の向上を図ることができる。
It is also possible to use a variable compression torque compressor having a function of making the cylinder volume variable and a function of making the opening area of the refrigerant suction port or discharge port variable. In the case of this compressor, the relationship between the compressor rotation speed and the compression torque is as shown in FIG. In FIG. 13, R1 is a compression torque control range by variably controlling the cylinder volume, and R2 is a compression torque control range by variably controlling the discharge port area or the discharge port area in a state where the cylinder volume is maximum. It is. In this case, the combination of the variable control of the cylinder volume and the variable control of the opening area of the suction port or the discharge port makes it possible to control the compression torque beyond the torque control range based on the cylinder volume (range R1 + R2 in the figure). Can be controlled within). Thereby, the control range of the axle torque when the
上記実施の形態では、図２に示したとおり動力分配装置（遊星ギア装置）３１のサンギア６１にデフ連結軸３４（車軸）を、リングギア６２にコンプレッサ連結軸３６を、キャリア６４にＭＧ連結軸３５をそれぞれ接続したが、その接続の組み合わせを変更しても良い。つまり、サンギア６１、リングギア６２、キャリア６４に対して、任意の組み合わせで車軸、コンプレッサ連結軸、ＭＧ連結軸をそれぞれ接続することが可能である。
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
上記実施の形態の車両１０では、前輪を主駆動輪、後輪を副駆動輪としたが、その前後を逆にしても良い。例えば主動力源たるエンジンを後輪側に設け、副動力源たる電動発電機を前輪側に設ける構成としても良い。
In the
上記実施の形態では、車両が主にエンジン動力により走行する構成としたため、エンジンを主動力源、電動発電機を副動力源としたが、これに限られるものではない。車両の主動力源を電動発電機、副動力源をエンジンとすることも可能である。 In the above embodiment, since the vehicle is configured to travel mainly by engine power, the engine is the main power source and the motor generator is the auxiliary power source. However, the present invention is not limited to this. The main power source of the vehicle may be a motor generator and the sub power source may be an engine.
本発明が適用可能な車両システムには以下のものが含まれる。
（イ）エンジンを動力源として備える第１の動力発生手段と、電動発電機を動力源として備える第２の動力発生手段とを、車両の前後車輪の同一側に設けた車両システム。
（ロ）動力源としてのエンジンを具備せず、電動発電機を動力源として備える動力発生手段を車両の前後車輪のいずれか一方、又は両方に設けた車両システム（なおこれは、ハイブリッド車両以外に、電気自動車への適用が可能であることを意味する）。
The vehicle system to which the present invention is applicable includes the following.
(A) A vehicle system in which first power generation means including an engine as a power source and second power generation means including a motor generator as a power source are provided on the same side of the front and rear wheels of the vehicle.
(B) A vehicle system that does not include an engine as a power source and that includes a motor generator as a power source and is provided on either one or both of the front and rear wheels of the vehicle (this is not limited to hybrid vehicles) , Meaning that it can be applied to electric vehicles).
上記いずれにおいても、車軸に、電動発電機と空調用のコンプレッサとを動力分配装置（遊星ギア装置）を介して機械的に連結するとともに、車軸、電動発電機軸及びコンプレッサ連結軸のうちいずれか２つを連結又は遮断の状態に切り替える直結クラッチ（切替手段）を設けた構成とする。そして、電動発電機の動力による車両走行要求と空調要求とが同時に生じ、さらに車速が低速である場合に、直結クラッチをＯＦＦ（遮断）するとともに、コンプレッサの可変容量制御等を実施する。これにより、電動発電機の動力による車両走行を可能としつつ、車軸回転が低速であってもコンプレッサ回転を高回転状態とすることができる。また、電動発電機から車軸に伝達される車軸トルクを望みとおりに制御することができる。以上により、車両速度に関係なく、電動発電機の動力による車両走行要求と空調要求とを共に満足させることができる。 In any of the above, the motor generator and the air conditioning compressor are mechanically connected to the axle via a power distribution device (planetary gear device), and any two of the axle, the motor generator shaft, and the compressor connecting shaft are connected. A direct coupling clutch (switching means) for switching one of the two to a connected or disconnected state is provided. When a vehicle travel request and an air conditioning request are generated simultaneously by the power of the motor generator and the vehicle speed is low, the direct coupling clutch is turned off (disconnected), and variable displacement control of the compressor is performed. As a result, the vehicle can be driven by the power of the motor generator, and the compressor rotation can be brought into a high rotation state even when the axle rotation is low. Also, the axle torque transmitted from the motor generator to the axle can be controlled as desired. As described above, it is possible to satisfy both the vehicle travel request and the air conditioning request by the power of the motor generator regardless of the vehicle speed.
補機装置としては、前述した空調用のコンプレッサに限られず、例えばパワーステアリング装置の油圧ポンプを補機装置として使用することも可能である。この場合、動力分配装置の補機装置軸（例えば遊星ギア装置のリングギア軸）にパワステ用油圧ポンプが連結される。 The auxiliary device is not limited to the above-described air-conditioning compressor. For example, a hydraulic pump of a power steering device can be used as the auxiliary device. In this case, the power steering hydraulic pump is connected to the auxiliary device shaft of the power distribution device (for example, the ring gear shaft of the planetary gear device).
１０…車両、１１，１２…前輪、１４…動力源としてのエンジン、１７…発電機としてのオルタネータ、２１，２２…後輪、２５…ディファレンシャルギア、３１…動力分配装置、３２…動力源としての電動発電機、３３…コンプレッサ、３４…デフ連結軸、３５…ＭＧ連結軸、３６…コンプレッサ連結軸、３８…電力変換手段としての電力変換ユニット、４３…蓄電手段としての高電圧バッテリ、５１…エンジンＥＣＵ、５２…ハイブリッドＥＣＵ、５３…エアコンＥＣＵ、６１…サンギア、６２…リングギア、６４…キャリア、６５…直結クラッチ、Ｄ１…第１の動力発生手段としての主動力ブロック、Ｄ２…第２の動力発生手段としての副動力ブロック。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記前後車輪の他方に設けられ、動力源としての電動発電機、トルク可変機能を有する補機装置、動力分配装置、及び前記電動発電機に電気的に接続され直交電力変換を行う電力変換手段を有する第２の動力発生手段と、
前記発電機及び前記電動発電機により発生した電力を蓄電する蓄電手段と、を備え、
前記第２の動力発生手段を設けた車輪側において車輪回転を伝達する車軸に、前記した電動発電機と補機装置とを動力分配装置を介して機械的に連結するとともに、車軸、電動発電機軸及び補機装置軸のうちいずれか２つを連結又は遮断の状態に切り替える切替手段を設けた車両に適用され、
少なくとも前記電動発電機の動力を走行動力として用いる車両走行時において前記補機装置の駆動要求がありかつ車速が低速であることを制御条件として判定する制御条件判定手段と、
前記制御条件の成立時に、前記切替手段を遮断状態とするとともに、前記補機装置の駆動により生じる負荷トルクを可変制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の駆動制御装置。 A first power generation means provided on one of the front and rear wheels of the vehicle and having an internal combustion engine as a power source and a generator for generating electric power by rotation of an output shaft of the internal combustion engine;
Provided on the other of the front and rear wheels, a motor generator as a power source, an auxiliary device having a variable torque function, a power distribution device, and a power conversion means that is electrically connected to the motor generator and performs orthogonal power conversion Second power generation means comprising:
Power storage means for storing electric power generated by the generator and the motor generator,
The motor generator and the auxiliary device are mechanically connected via a power distribution device to an axle for transmitting wheel rotation on the wheel side provided with the second power generation means, and the axle, motor generator shaft And any two of the auxiliary device shafts are applied to a vehicle provided with switching means for switching to a connected or disconnected state,
Control condition determining means for determining, as a control condition, that there is a drive request for the auxiliary device and the vehicle speed is low during vehicle travel using at least the power of the motor generator as travel power;
Control means for variably controlling a load torque generated by driving the auxiliary device, while setting the switching means to a shut-off state when the control condition is satisfied;
A vehicle drive control device comprising:
前記電動発電機により発生した電力を蓄電する蓄電手段と、を備え、
車輪回転を伝達する車軸に、前記した電動発電機と補機装置とを動力分配装置を介して機械的に連結するとともに、車軸、電動発電機軸及び補機装置軸のうちいずれか２つを連結又は遮断の状態に切り替える切替手段を設けた車両に適用され、
前記電動発電機の動力を走行動力として用いる車両走行時において前記補機装置の駆動要求がありかつ車速が低速であることを制御条件として判定する制御条件判定手段と、
前記制御条件の成立時に、前記切替手段を遮断状態とするとともに、前記補機装置の駆動により生じる負荷トルクを可変制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の駆動制御装置。 A motor generator as a power source, an auxiliary device having a torque variable function, a power distribution device, and a power generation unit having a power conversion unit electrically connected to the motor generator and performing orthogonal power conversion;
Power storage means for storing the electric power generated by the motor generator,
The motor generator and the auxiliary device are mechanically connected to the axle for transmitting the wheel rotation via the power distribution device, and any two of the axle, the motor generator shaft and the auxiliary device shaft are connected. Or applied to a vehicle provided with switching means for switching to a shut-off state,
Control condition determination means for determining, as a control condition, that there is a drive request for the auxiliary device and the vehicle speed is low during vehicle travel using the power of the motor generator as travel power;
Control means for variably controlling a load torque generated by driving the auxiliary device, while setting the switching means to a shut-off state when the control condition is satisfied;
A vehicle drive control device comprising:
前記制御手段は、前記スリップ判定手段によりスリップ発生時であると判定された場合に前記補機装置の負荷トルクを減少側に制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の駆動制御装置。 Slip determination means for determining the presence or absence of slippage of drive wheels driven by the power of the motor generator when the vehicle is driven by the power of the motor generator;
The said control means controls the load torque of the said auxiliary equipment to the reduction | decrease side, when it determines with the slip determination means being at the time of slip generation | occurrence | production. Vehicle drive control device.
前記制御手段は、前記電動発電機の動力による車両走行時において空調要求がありかつ車速が低速である場合に、前記切替手段を遮断状態とするとともに、前記コンプレッサの圧縮トルクを可変制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両の駆動制御装置。 The auxiliary device is an air conditioning compressor having a variable compression torque function,
The control means sets the switching means in a shut-off state and variably controls the compression torque of the compressor when there is a request for air conditioning when the vehicle is driven by the power of the motor generator and the vehicle speed is low. The vehicle drive control device according to claim 1, wherein the vehicle drive control device is a vehicle drive control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005215212A JP2007030642A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Drive control device of vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2005215212A JP2007030642A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Drive control device of vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007030642A true JP2007030642A (en) | 2007-02-08 |
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ID=37790430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005215212A Pending JP2007030642A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Drive control device of vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2007030642A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009035243A (en) * | 2007-07-06 | 2009-02-19 | Komatsu Ltd | Drive device for electric vehicle |
| JP2009077505A (en) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Hitachi Ltd | Electric-driven vehicle |
| JP2009119973A (en) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Komatsu Ltd | Driving device for electric vehicle |
| CN102050110A (en) * | 2010-11-30 | 2011-05-11 | 长城汽车股份有限公司 | Control system and method for increasing braking vacuum degree of petrol engine of small-displacement automobile in the state of turning on of air conditioner |
| JP2014113934A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Denso Corp | Vehicular drive force control device |
| JP2014189256A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle driving system |
-
2005
- 2005-07-26 JP JP2005215212A patent/JP2007030642A/en active Pending
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