JP2007331418A - Hybrid vehicle drive mechanism and control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置及び制御装置に係り、特に、前後輪駆動可能な４輪駆動タイプのハイブリッド車両の駆動装置及び制御装置に関する。 The present invention relates to a drive device and a control device for a hybrid vehicle, and more particularly, to a drive device and a control device for a four-wheel drive type hybrid vehicle that can drive front and rear wheels.
四輪駆動タイプのハイブリッド車両としては、例えば、前輪を内燃機関と第１の電動モータにより駆動し、後輪を第２の電動モータにより駆動するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a four-wheel drive type hybrid vehicle, for example, a vehicle in which front wheels are driven by an internal combustion engine and a first electric motor and a rear wheel is driven by a second electric motor is known (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、特許文献１記載の四輪駆動タイプのハイブリッド車両では、電動モータが２個必要であり、高価になるという問題があった。 However, in the four-wheel drive type hybrid vehicle described in Patent Document 1, two electric motors are required, which is expensive.
本発明の目的は、内燃機関と１個の電動モータにより前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両を構成できるハイブリッド車両の駆動装置及び制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a drive device and a control device for a hybrid vehicle that can constitute a four-wheel drive type hybrid vehicle that can be driven front and rear by an internal combustion engine and one electric motor.
（１）上記目的を達成するために、本発明は、第１の動力源と、第２の動力源と、前記第１の動力源の動力を前輪および後輪に分配する第１の動力分配装置を有する四輪駆動車両に用いられるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記第２の動力源の動力を、前記第１の動力分配装置の入力軸および前記第１の動力分配装置のいずれかの出力軸に分配する第２の動力分配装置を備えるようにしたものである。
かかる構成により、内燃機関と１個の電動モータにより前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両を構成できるものとなる。
(1) To achieve the above object, the present invention provides a first power source, a second power source, and a first power distribution that distributes the power of the first power source to front wheels and rear wheels. A drive device for a hybrid vehicle used in a four-wheel drive vehicle having a device, wherein the power of the second power source is either the input shaft of the first power distribution device or the first power distribution device. A second power distribution device that distributes to the output shaft is provided.
With this configuration, a four-wheel drive type hybrid vehicle that can be driven front and rear by an internal combustion engine and one electric motor can be configured.
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１の動力源と前記第１の動力分配装置の入力を係合・開放する第１のクラッチを備えるようにしたものである。 (2) In the above (1), preferably, the first power source and the first clutch for engaging and releasing the input of the first power distribution device are provided.
（３）上記（１）において、好ましくは、前記第２の動力源と前記第２の動力分配装置の入力を係合・開放する第２のクラッチを備えるようにしたものである。 (3) In the above (1), preferably, the second power source and the second clutch that engages / releases the input of the second power distribution device are provided.
（４）上記目的を達成するために、本発明は、第１の動力源と、第２の動力源と、前記第１の動力源の動力を前輪および後輪に分配する第１の動力分配装置を有する四輪駆動車両に用いられるハイブリッド車両の駆動装置を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記駆動装置は、前記第２の動力源の動力を、前記第１の動力分配装置の入力軸および前記第１の動力分配装置のいずれかの出力軸に分配する第２の動力分配装置を備え、前記第１の動力源はエンジンであり、前記第２の動力源はモータであり、四輪駆動時に、前記第２の動力源の出力トルクを制御する制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、内燃機関と１個の電動モータにより前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両を構成できるものとなる。
(4) In order to achieve the above object, the present invention provides a first power source, a second power source, and a first power distribution that distributes the power of the first power source to the front wheels and the rear wheels. A hybrid vehicle control device for controlling a drive device of a hybrid vehicle used in a four-wheel drive vehicle having a device, wherein the drive device supplies power from the second power source to the first power distribution device. A second power distribution device that distributes to an input shaft and an output shaft of any of the first power distribution devices, wherein the first power source is an engine, and the second power source is a motor, Control means for controlling the output torque of the second power source during four-wheel drive is provided.
With this configuration, a four-wheel drive type hybrid vehicle that can be driven front and rear by an internal combustion engine and one electric motor can be configured.
（５）上記（４）において、好ましくは、前記制御手段は、車輪のスリップ時に前記第２の動力源であるモータの回生制御によりスリップを回避するようにしたものである。 (5) In the above (4), preferably, the control means avoids the slip by regenerative control of the motor as the second power source when the wheel slips.
本発明によれば、内燃機関と１個の電動モータにより前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両を構成できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the four-wheel drive type hybrid vehicle which can drive front-and-rear wheel by an internal combustion engine and one electric motor can be comprised.
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置を用いたハイブリッド車両の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置を用いたハイブリッド車両の構成を示す全体構成図である。
Hereinafter, the configuration and operation of a drive device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of a hybrid vehicle using the hybrid vehicle drive apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a configuration of a hybrid vehicle using a hybrid vehicle drive device according to an embodiment of the present invention.
本実施形態のハイブリット車両は、前輪１１Ｒ，１１Ｌ及び後輪１５Ｒ，１５Ｌを、エンジン（ＥＮＧ）１及びモータ・ジェネレータ(Ｍ／Ｇ；電動モータ)３で駆動する前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両である。この例では、エンジン１と変速機２は、横置きに配置されている。
The hybrid vehicle of the present embodiment is a four-wheel drive type capable of front-and-rear wheel drive in which
駆動力源としては、第１の動力源であるエンジン（ＥＮＧ）１と、第２の動力源であるモータ・ジェネレータ(電動モータ)３を備えている。駆動力源からの駆動力を前輪１１Ｒ，１１Ｌ及び後輪１５Ｒ，１５Ｌに分配し、伝達する動力分配装置としては、第１の動力分配装置であるセンタデフ４，第２の動力分配装置である動力分配装置５を備えている。
As a driving force source, an engine (ENG) 1 as a first power source and a motor / generator (electric motor) 3 as a second power source are provided. As a power distribution device that distributes and transmits the driving force from the driving force source to the
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の動力装置である。モータ・ジェネレータ(電動モータ)３は、例えば同期モータを使用することが可能であり、電動機としての機能と、発電機としての機能を併せ持つように構成されている。さらにモータ・ジェネレータ(電動モータ)３には、インバータ(図示せず)を介してバッテリなどの蓄電装置(図示せず)が電気的に接続されている。そして、このインバータを制御することにより、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に調整することができる。 The engine 1 is a known power device such as a gasoline engine or a diesel engine. The motor / generator (electric motor) 3 can use, for example, a synchronous motor, and is configured to have both a function as an electric motor and a function as a generator. Furthermore, a power storage device (not shown) such as a battery is electrically connected to the motor / generator (electric motor) 3 via an inverter (not shown). By controlling this inverter, the output torque or regenerative torque of the motor / generator (electric motor) 3 can be appropriately adjusted.
エンジン１の駆動力は、変速機２を介して、第１の動力分配装置であるセンタデフ４の入力軸に伝達される。変速機２は、手動変速機や自動変速機の公知の変速装置であって、特に限定するものではない。変速機２の内部には、第１のクラッチ６が備えられている。センタデフ４は、エンジン１の駆動力を、センタデフ前輪出力軸４０と、センタデフ後輪出力軸４１とに分配する。クラッチ６は、変速機２とセンタデフ４とを係合・開放できる。
The driving force of the engine 1 is transmitted to the input shaft of the center differential 4 that is the first power distribution device via the transmission 2. The transmission 2 is a known transmission device such as a manual transmission or an automatic transmission, and is not particularly limited. A
第１の動力分配装置であるセンタデフ４は、ダブルピニオン型遊星歯車機構であり、センタデフリングギア３１，センタデフキャリア３２，センタデフサンギア３３から構成されている。センタデフリングギア３１はセンタデフケース３０に取り付けられており、センタデフサンギア３３はセンタデフ前輪出力軸４０に取り付けられており、センタデフキャリア３２はセンタデフ後輪出力軸４１に取り付けられている。センタデフ４においては、センタデフリングギア３１が入力要素となっている。センタデフ前輪出力軸４０は、フロントデフ８に接続され、フロントドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌを介して、前輪１１Ｒ，１１Ｌに駆動力が伝達される。センタデフ後輪出力軸４１は、プロペラシャフト１２を介してリアデフ１３に接続され、リアドライブシャフト１４Ｒ，１４Ｌを介して後輪１５Ｒ，１５Ｌに動力が伝達される。
The center differential 4 that is the first power distribution device is a double pinion type planetary gear mechanism, and includes a center
モータ・ジェネレータ３の駆動力は、第２のクラッチ７と、減速機９とを介して、第２の動力分配装置である動力分配装置５の入力軸に伝達される。動力分配装置５は、センタデフ４の入力軸及びンタデフ４のセンタデフ後輪出力軸４１とに分配する。クラッチ７は、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３と減速機９とを係合・開放できる。なお、動力分配装置５は、センタデフ４の入力軸及びンタデフ４のセンタデフ前輪出力軸４０に分配するようにしてもよいものである。また、このクラッチ７は無くてもよいものである。
The driving force of the motor /
第２の動力分配装置である動力分配装置５は、シングルピニオン型遊星歯車機構であり、動力分配装置リングギア５０，動力分配装置キャリア５１，動力分配装置サンギア５２から構成されている。動力分配装置サンギア５２はセンタデフ後輪出力軸４１に取り付けられており、動力分配装置リングギア５０はセンタデフケース３０に取り付けられている。動力分配装置キャリア５１には、減速機９を介してモータ・ジェネレータ(電動モータ)３が取り付けられている。動力分配装置５においては、動力分配装置キャリア５１が入力要素となっている。
The power distribution device 5 that is the second power distribution device is a single pinion type planetary gear mechanism, and includes a power distribution
すなわち、第１の動力源であるエンジン１の駆動力は、第１の動力分配装置であるセンタデフ４を介して、前輪１１Ｒ，１１Ｌ，後輪１５Ｒ，１５Ｌに伝達され、第２の動力源であるモータ・ジェネレータ３の駆動力の一部は、第２の動力分配装置である動力分配装置５及び第１の動力分配装置であるセンタデフ４を介して、前輪１１Ｒ，１１Ｌ，後輪１５Ｒ，１５Ｌに伝達され、モータ・ジェネレータ３の駆動力の残りの部分は、第２の動力分配装置である動力分配装置５を介して後輪１５Ｒ，１５Ｌに伝達される。
That is, the driving force of the engine 1 that is the first power source is transmitted to the
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１に供給される燃料噴射量等を調整することで、エンジン１の出力を制御する。四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０には、アクセル開度センサ１２２によって検出されたアクセル開度信号θTH，車輪速センサ１２４によって検出された前後輪の車輪速信号Ｖ（右前輪速ＶFR，左前輪速ＶFL，右後輪速ＶRR，左後輪速ＶRL），加速度センサ１２６によって検出された車両の前後加速度信号Ｇが入力する。四輪駆動コントロールユニット１１０は、これらの入力信号に基づいて、車両の状態や、運転者の運転意図を判定し、第１のクラッチ６の係合・開放を制御するクラッチ信号ＣＬ１と、第２のクラッチ６の係合・開放を制御するクラッチ信号ＣＬ２と、モータ・ジェネレータ３の界磁電流を制御する界磁制御信号Ｉｆを出力する。
The engine control unit (ECU) 100 controls the output of the engine 1 by adjusting the fuel injection amount supplied to the engine 1. The four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 includes an accelerator opening signal θTH detected by an
なお、以下の説明において、車両に作用する総駆動トルクをＴｂとし、エンジン１によるセンタデフ４への入力トルクをＴｃｄとし、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクをＴｍとし、センタデフ前輪出力軸４０での出力トルクをＴｆとし、センタデフ後輪出力軸４１での出力トルクをＴｒとし、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクＴｍによる動力分配装置リングギア５０への出力トルクをＴｄｒとし、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクＴｍによる動力分配装置サンギア５２への出力トルクをＴｄｓとし、前輪トルクトルク分配比をＲｆ，後輪トルク分配比をＲｒとし、センタデフリングギア３１の歯数をＺｃｒとし、センタデフサンギア３３の歯数をＺｃｓとし、減速機９の減速比をＲｍとし、動力分配機のリングギア歯数をＺｄｒとし、動力分配機のサンギア歯数をＺｄsとする。ここで、歯数はそれぞれ、Ｚｃｒ＝６０，Ｚｃｓ＝３０，Ｚｄｒ＝６８，Ｚｄs＝３２に設定されている。減速比はＲｍ＝２に設定されている。
In the following description, the total driving torque acting on the vehicle is Tb, the input torque to the center differential 4 by the engine 1 is Tcd, the torque of the motor generator (electric motor) 3 is Tm, and the center differential front
次に、図２を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置におけるトルクの流れについて説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置におけるトルクの流れの説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the flow of torque in the hybrid vehicle drive apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram of torque flow in the hybrid vehicle drive apparatus according to the embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
エンジン１の出力トルクは、変速機２で増幅され、クラッチ６を介してセンタデフケース３０に入力され、センタデフ４でセンタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１とに分配される。モータ・ジェネレータ(電動モータ)３の出力トルクは、減速機９で増幅され、クラッチ７を介して動力分配装置５に入力し、動力分配装置５でセンタデフケース３０とセンタデフ後輪出力軸４１とに分配される。
The output torque of the engine 1 is amplified by the transmission 2, input to the center
次に、図３を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における各走行モードに対するクラッチの入切動作とモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクの方向について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における各走行モードに対するクラッチの入切動作とモータ・ジェネレータのトルクの方向の説明図である。
Next, the clutch on / off operation and the direction of torque of the motor / generator (electric motor) 3 for each travel mode in the hybrid vehicle drive apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of the clutch on / off operation and the direction of the torque of the motor / generator for each travel mode in the hybrid vehicle drive device according to the embodiment of the present invention.
第１のクラッチ６のＯＮ／ＯＦＦは、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０が出力するクラッチ信号ＣＬ１によって制御される。第２のクラッチ７のＯＮ／ＯＦＦは、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０が出力するクラッチ信号ＣＬ２によって制御される。モータ・ジェネレータ(電動モータ)３の出力トルクは、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０が出力する界磁制御信号Ｉｆによって制御される。
ON / OFF of the
四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、アクセル開度センサ１２２によって検出されたアクセル開度信号θTH，車輪速センサ１２４によって検出された前後輪の車輪速信号Ｖ（右前輪速ＶFR，左前輪速ＶFL，右後輪速ＶRR，左後輪速ＶRL），加速度センサ１２６によって検出された車両の前後加速度信号Ｇに基づいて、車両の状態や、運転者の運転意図を判定し、第１〜第４の走行モードを切り換える。
The four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 includes an accelerator opening signal θTH detected by an
最初に、各走行モードの内容について説明する。第１のモードである「エンジン走行、オープンセンタデフ」が選択されると、クラッチ６が係合され、クラッチ７は開放される。すると、エンジン１の出力トルクは、変速機２およびクラッチ６を経由してセンタデフケース３０に入力され、センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１に分配される。
First, the contents of each travel mode will be described. When the first mode “engine running, open center differential” is selected, the
センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１の差動は、センタデフキャリア３２のピニオンギアで吸収される。センタデフ前輪出力軸４０のトルクは、フロントデフ８でフロントドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌを駆動し、前輪１１Ｒ，１１Ｌを駆動する。センタデフ後輪出力軸４１のトルクは、リアデフ１３でリアドライブシャフト１４Ｒ，１４Ｌを駆動し、後輪１５Ｒ，１５Ｌを駆動する。クラッチ７は開放されているので、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３の回転慣性モーメントは作用せず、駆動時の抵抗にならない。回生時はクラッチ７を係合させて発電し、インバータを介してバッテリに充電する。
The differential between the center differential front
駆動時の前輪出力トルクＴｆ，後輪出力トルクＴｒ，前輪トルク分配比Ｒｆ，後輪トルク分配比Ｒｒは、
Ｔf＝Ｔcd＊（Ｚcs／Ｚcr）
＝Ｔcd＊（３０／６０）
＝０．５Ｔcd
Ｔr＝Ｔcd＊（（Ｚcr−Ｚcs）／Ｚcr）
＝Ｔcd＊（（６０−３０）／６０）
＝Ｔcd＊（３０／６０）
＝０．５Ｔcd
Ｔb＝Ｔf＋Ｔr
＝０．５Ｔcd＋０．５Ｔcd
＝Ｔcd
Ｒf＝Ｔf／Ｔb
＝０．５Ｔcd／Ｔcd
＝０．５
Ｒr＝Ｔr／Ｔb
＝０．５Ｔcd／Ｔcd
＝０．５
である。つまり、前輪トルク分配比Ｒfと後輪トルク分配比Ｒrは５０：５０で一定である。
Front wheel output torque Tf, rear wheel output torque Tr, front wheel torque distribution ratio Rf, and rear wheel torque distribution ratio Rr during driving are:
Tf = Tcd * (Zcs / Zcr)
= Tcd * (30/60)
= 0.5Tcd
Tr = Tcd * ((Zcr−Zcs) / Zcr)
= Tcd * ((60-30) / 60)
= Tcd * (30/60)
= 0.5Tcd
Tb = Tf + Tr
= 0.5Tcd + 0.5Tcd
= Tcd
Rf = Tf / Tb
= 0.5Tcd / Tcd
= 0.5
Rr = Tr / Tb
= 0.5Tcd / Tcd
= 0.5
It is. That is, the front wheel torque distribution ratio Rf and the rear wheel torque distribution ratio Rr are constant at 50:50.
次に、第２のモードである「エンジン走行、センタデフ制御」について説明する。この「エンジン走行、センタデフ制御」が選択された場合、クラッチ６が係合され、クラッチ７も係合される。すると、エンジン１の出力トルクは、変速機２およびクラッチ６を経由してセンタデフケース３０に入力され、センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１に分配される。センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１の差動は、センタデフキャリア３２のピニオンギアで吸収される。センタデフ前輪出力軸４０のトルクは、フロントデフ８でフロントドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌを駆動し、前輪１１Ｒ，１１Ｌを駆動する。センタデフ後輪出力軸４１のトルクは、リアデフ１３でリアドライブシャフト１４Ｒ，１４Ｌを駆動し、後輪１５Ｒ，１５Ｌを駆動する。
Next, the second mode “engine running, center differential control” will be described. When this “engine running, center differential control” is selected, the
エンジンによって車輪に作用する駆動トルクが大きすぎて摩擦円を越えることによって前後の車輪速度差が大きくなった時には、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクを制動側に作用させて、クラッチ７と減速機９と動力分配機５を経由してセンタデフケース３０の入力トルクとセンタデフ後輪側出力軸４１の出力トルクを下げることにより、前後の車輪速度差を小さくして直結四輪駆動に近づけることによって駆動力を向上させる。
When the driving torque acting on the wheels by the engine is too large and the wheel speed difference between the front and rear is increased by exceeding the friction circle, the torque of the motor / generator (electric motor) 3 is applied to the braking side to By reducing the input torque of the center
また、前後の車輪速度差が小さくても、エンジンによって車輪に作用する駆動トルクが大きすぎて摩擦円を越えることによって前後どちらか、または両方の車輪のスリップ率が過大になり、タイヤの動摩擦係数が低くなった時には、上記と同じようにモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクを制動側に作用させてクラッチ７を経由して介してセンタデフケース３０の入力トルクとセンタデフ後輪側出力軸４１の出力トルクを下げることにより、タイヤの動摩擦係数が高い領域にスリップ率を下げて駆動力を向上させる。
Also, even if the front and rear wheel speed difference is small, the driving torque acting on the wheels by the engine is too large and exceeds the friction circle, so the slip ratio of either the front or rear wheels becomes excessive, and the dynamic friction coefficient of the tire When the torque becomes low, the torque of the motor / generator (electric motor) 3 is applied to the braking side in the same manner as described above, and the input torque of the center
上述のモータ・ジェネレータ(電動モータ)３の制動側トルクは、回生で発生させ、回生した電気エネルギはインバータを介してバッテリに充電する。このモードを選択中でセンタデフ制御が必要で無く、バッテリの充電状態が低下している時には、走行しながら回生し、インバータを介してバッテリに充電する。 The braking-side torque of the motor / generator (electric motor) 3 described above is generated by regeneration, and the regenerated electrical energy is charged to the battery via the inverter. When this mode is selected and the center differential control is not necessary and the battery charge state is lowered, the battery is regenerated while traveling and charged to the battery via the inverter.
駆動時の前輪出力トルクＴf，後輪出力トルクＴr，前輪トルク分配比Ｒf，後輪トルク分配比Ｒrは、
Ｔf＝（Ｔcd−Ｔｄr）＊（Ｚcs／Ｚcr）
＝（Ｔcd−Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚdr／（Ｚdr＋Ｚds）））＊（Ｚcs／Ｚcr）
＝（Ｔcd−Ｔｍ＊２＊（68／（68＋32）））＊（32／60）
＝0.5（Ｔcd−1.36Ｔｍ）
＝0.5Ｔcd−0.68Ｔｍ
Ｔr＝（Ｔcd−Ｔdr）＊（（Ｚcr−Ｚcs）／Ｚcr）−Ｔds
＝（Ｔcd−Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚdr／（Ｚdr＋Ｚds）））＊（（Ｚcr−Ｚcs）／Ｚcr）−Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚds／（Ｚdr＋Ｚds））
＝（Ｔcd−Ｔｍ＊２＊（68／（68＋32）））＊（（60−32）／60）−Ｔｍ＊２＊（32／（68＋32））
＝0.5（Ｔcd−1.36Ｔｍ）−0.64Ｔｍ
＝0.5Ｔcd−1.32Ｔｍ
Ｔb＝Ｔf＋Ｔr
＝0.5Ｔcd−0.68Ｔｍ＋0.5Ｔcd−1.32Ｔｍ
＝Ｔcd−２Ｔｍ
Ｒf＝Ｔf／Ｔb
＝0.5Ｔcd−0.68Ｔｍ／（Ｔcd−２Ｔｍ）
Ｒr＝Ｔr／Ｔfb
＝0.5Ｔcd−1.32Ｔｍ／（Ｔcd−２Ｔｍ）
である。つまり、前輪トルク分配比Ｒfと後輪トルク分配比Ｒrは５０：５０からモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクＴｍが大きくなるにつれて、前輪トルク分配比Ｒfの方が大きくなる。
Front wheel output torque Tf, rear wheel output torque Tr, front wheel torque distribution ratio Rf, and rear wheel torque distribution ratio Rr during driving are:
Tf = (Tcd−Tdr) * (Zcs / Zcr)
= (Tcd-Tm * rm * (Zdr / (Zdr + Zds))) * (Zcs / Zcr)
= (Tcd−Tm * 2 * (68 / (68 + 32))) * (32/60)
= 0.5 (Tcd – 1.36 Tm)
= 0.5Tcd-0.68Tm
Tr = (Tcd−Tdr) * ((Zcr−Zcs) / Zcr) −Tds
= (Tcd-Tm * rm * (Zdr / (Zdr + Zds))) * ((Zcr-Zcs) / Zcr) -Tm * rm * (Zds / (Zdr + Zds))
= (Tcd−Tm * 2 * (68 / (68 + 32))) * ((60−32) / 60) −Tm * 2 * (32 / (68 + 32))
= 0.5 (Tcd-1.36 Tm)-0.64 Tm
= 0.5Tcd-1.32Tm
Tb = Tf + Tr
= 0.5Tcd−0.68Tm + 0.5Tcd−1.32Tm
= Tcd-2Tm
Rf = Tf / Tb
= 0.5Tcd-0.68Tm / (Tcd-2Tm)
Rr = Tr / Tfb
= 0.5Tcd-1.32Tm / (Tcd-2Tm)
It is. That is, the front wheel torque distribution ratio Rf and the rear wheel torque distribution ratio Rr become larger as the torque Tm of the motor / generator (electric motor) 3 increases from 50:50.
次に、第３のモードである「エンジン+電動モータ走行、オープンセンタデフ」について説明する。この「エンジン+電動モータ走行、オープンセンタデフ」が選択された場合、クラッチ６が係合され、クラッチ７も係合される。すると、エンジン１のトルクは、変速機２およびクラッチ６を経由してセンタデフケース32に入力され、センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１に分配される。センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１の差動は、センタデフキャリア32のピニオンギアで吸収される。センタデフ前輪出力軸４０のトルクは、フロントデフ８でフロントドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌを駆動し、前輪１１Ｒ，１１Ｌを駆動する。センタデフ後輪出力軸４１のトルクはリアデフ１３でリアドライブシャフト１４Ｒ，１４Ｌを駆動し、後輪１５Ｒ，１５Ｌを駆動する。例えば、ドライバの運転状態を判断することにより大きな駆動力が必要と判断した場合に、モータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクを駆動側に作用させてクラッチ７と減速機９と動力分配機５を経由してセンタデフケース32の入力トルクとセンタデフ後輪側出力軸４１のトルクを上げることにより、車体に作用する駆動力を上げる。このモードを選択中でモータ・ジェネレータ(電動モータ)３による駆動力の増加が必要でなく、バッテリの充電状態が低下している時には、走行しながら回生しインバータを介してバッテリに充電する。
Next, the third mode “engine + electric motor running, open center differential” will be described. When this “engine + electric motor running, open center differential” is selected, the
駆動時の前輪出力トルクＴf，後輪出力トルクＴr，前輪トルク分配比Ｒf，後輪トルク分配比Ｒrは、
Ｔf＝（Ｔcd＋Ｔdr）＊（Ｚcs／Ｚcr）
＝（Ｔcd＋Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚdr／（Ｚdr＋Ｚds）））＊（Ｚcs／Ｚcr）
＝（Ｔcd＋Ｔｍ＊２＊（68／（68＋32）））＊（32／60）
＝0.5（Ｔcd＋1.36Ｔｍ）
＝0.5Ｔcd＋0.68Ｔｍ
Ｔr＝（Ｔcd＋Ｔdr）＊（（Ｚcr−Ｚcs）／Ｚcr）＋Ｔds
＝（Ｔcd＋Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚdr／（Ｚdr＋Ｚds）））＊（（Ｚcr−Ｚcs）／Ｚcr）＋Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚds／（Ｚdr＋Ｚds））
＝（Ｔcd＋Ｔｍ＊２＊（68／（68＋32）））＊（（60−32）／60）＋Ｔｍ＊２＊（32／（68＋32））
＝0.5（Ｔcd＋1.36Ｔｍ）＋0.64Ｔｍ
＝0.5Ｔcd＋1.32Ｔｍ
Ｔb＝Ｔf＋Ｔr
＝0.5Ｔcd＋0.68Ｔｍ＋0.5Ｔcd＋1.32Ｔｍ
＝Ｔcd＋２Ｔｍ
Ｒf＝Ｔf／Ｔb
＝（0.5Ｔcd＋0.68Ｔｍ）／（Ｔcd＋２Ｔｍ）
Ｒr＝Ｔr／Ｔb
＝（0.5Ｔcd＋1.32Ｔｍ）／（Ｔcd＋２Ｔｍ）
である。つまり、前輪トルク分配比Ｒfと後輪トルク分配比Ｒrは５０：５０からモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクＴｍが大きくなるにつれて、後輪トルク分配比Ｒrの方が大きくなる。
Front wheel output torque Tf, rear wheel output torque Tr, front wheel torque distribution ratio Rf, and rear wheel torque distribution ratio Rr during driving are:
Tf = (Tcd + Tdr) * (Zcs / Zcr)
= (Tcd + Tm * rm * (Zdr / (Zdr + Zds))) * (Zcs / Zcr)
= (Tcd + Tm * 2 * (68 / (68 + 32))) * (32/60)
= 0.5 (Tcd + 1.36Tm)
= 0.5Tcd + 0.68Tm
Tr = (Tcd + Tdr) * ((Zcr−Zcs) / Zcr) + Tds
= (Tcd + Tm * rm * (Zdr / (Zdr + Zds))) * ((Zcr-Zcs) / Zcr) + Tm * rm * (Zds / (Zdr + Zds))
= (Tcd + Tm * 2 * (68 / (68 + 32))) * ((60-32) / 60) + Tm * 2 * (32 / (68 + 32))
= 0.5 (Tcd + 1.36 Tm) + 0.64 Tm
= 0.5Tcd + 1.32Tm
Tb = Tf + Tr
= 0.5Tcd + 0.68Tm + 0.5Tcd + 1.32Tm
= Tcd + 2Tm
Rf = Tf / Tb
= (0.5Tcd + 0.68Tm) / (Tcd + 2Tm)
Rr = Tr / Tb
= (0.5Tcd + 1.32Tm) / (Tcd + 2Tm)
It is. That is, the front wheel torque distribution ratio Rf and the rear wheel torque distribution ratio Rr increase from 50:50 to the rear wheel torque distribution ratio Rr as the torque Tm of the motor / generator (electric motor) 3 increases.
次に、第４のモードである「モータ走行、オープンセンタデフ」について説明する。この「モータ走行、オープンセンタデフ」が選択された場合、クラッチ６が開放され、クラッチ７は係合される。エンジンのトルクは車体に作用しない。モータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクを駆動側に作用させて動力分配装置リングギア５０からセンタデフケース３２と動力分配装置サンギア５２からセンタデフ後輪側出力軸４１にトルクを入力する。センタデフケース３２に入力されたモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクは、センタデフ４によってセンタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１に分配される。センタデフ後輪出力軸４１には、動力分配装置５からとセンタデフ４からの両方のトルクが合成される。センタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１の差動は、センタデフキャリア32のピニオンギアで吸収される。センタデフ前輪出力軸４０のトルクは、フロントデフ８でフロントドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌを駆動し、前輪１１Ｒ，１１Ｌを駆動する。センタデフ後輪出力軸４１のトルクはリアデフ１３でリアドライブシャフト１４Ｒ，１４Ｌを駆動し、後輪１５Ｒ，１５Ｌを駆動する。
Next, the fourth mode “motor running, open center differential” will be described. When this “motor running, open center differential” is selected, the
この時の前輪出力トルクＴf，後輪出力トルクＴr，前輪トルク分配比Ｒf，後輪トルク分配比Ｒrは、
Ｔf＝（Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚdr／（Ｚdr＋Ｚds）））＊（Ｚcs／Ｚcr）
＝（Ｔｍ＊２＊（68／（68＋32）））＊（32／60）
＝0.68Ｔｍ
Ｔr＝（Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚdr／（Ｚdr＋Ｚds））＊（（Ｚcr−Ｚcs）／Ｚcr）＋Ｔｍ＊rｍ＊（Ｚds／（Ｚdr＋Ｚds）
＝（Ｔｍ＊２＊（68／（68＋32））＊（（60−32）／60）＋Ｔｍ＊２＊（32／（68＋32）
＝0.68Ｔｍ＋0.64Ｔｍ
＝1.32Ｔｍ
Ｔb＝Ｔf＋Ｔr
＝0.68Ｔｍ＋1.32Ｔｍ
＝２Ｔｍ
Ｒf＝Ｔf／Ｔb
＝0.68Ｔｍ／２Ｔｍ
＝０．３４
Ｒr＝Ｔr／Ｔb
＝1.32Ｔｍ／２Ｔｍ
＝０．６６
となる。つまり、前輪トルク分配比Ｒfと後輪トルク分配比Ｒrは３４：６６で一定である。
At this time, the front wheel output torque Tf, the rear wheel output torque Tr, the front wheel torque distribution ratio Rf, and the rear wheel torque distribution ratio Rr are:
Tf = (Tm * rm * (Zdr / (Zdr + Zds))) * (Zcs / Zcr)
= (Tm * 2 * (68 / (68 + 32))) * (32/60)
= 0.68 Tm
Tr = (Tm * rm * (Zdr / (Zdr + Zds)) * ((Zcr−Zcs) / Zcr) + Tm * rm * (Zds / (Zdr + Zds))
= (Tm * 2 * (68 / (68 + 32)) * ((60-32) / 60) + Tm * 2 * (32 / (68 + 32)
= 0.68Tm + 0.64Tm
= 1.32Tm
Tb = Tf + Tr
= 0.68Tm + 1.32Tm
= 2Tm
Rf = Tf / Tb
= 0.68Tm / 2Tm
= 0.34
Rr = Tr / Tb
= 1.32Tm / 2Tm
= 0.66
It becomes. That is, the front wheel torque distribution ratio Rf and the rear wheel torque distribution ratio Rr are constant at 34:66.
次に、図４を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード１），２），３）時のトルク分配比について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード１），２），３）時のトルク分配比の説明図である。
Next, the torque distribution ratio in the travel modes 1), 2) and 3) in the hybrid vehicle drive apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the torque distribution ratio in the travel modes 1), 2), and 3) in the hybrid vehicle drive apparatus according to the embodiment of the present invention.
図４は、走行モード１），走行モード２），走行モード３）におけるモータ・ジェネレータ(電動モータ)３による動力分配装置キャリア５１への入力トルク（Ｔｍ＊rｍ）とエンジン１によるセンタデフ４への入力トルクＴcdの比の変化に対する、前輪駆動トルク分配比Ｒfと後輪駆動トルク分配比Ｒrの変化を示している。
FIG. 4 shows the input torque (Tm * rm) to the power
図４において、Ｔｍ／Ｔcdが０で走行モード１）、負で走行モード２）、正で走行モード３）である。走行モード２）では後輪よりも前輪の駆動トルクが優勢になり、走行モード３）では前輪よりも後輪の駆動トルクが優勢になる。 In FIG. 4, when Tm / Tcd is 0, the travel mode is 1), negative is the travel mode 2), and positive is the travel mode 3). In driving mode 2), the driving torque of the front wheels is more dominant than that of the rear wheels, and in driving mode 3), the driving torque of the rear wheels is more dominant than that of the front wheels.
次に、図５を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード１）〜４）時の駆動力分配比について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード１）〜４）時の駆動力分配比の説明図である。図５において、横軸は前輪駆動力を示し、縦軸は後輪駆動力を示している。
Next, the driving force distribution ratio in the travel modes 1) to 4) in the hybrid vehicle driving apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a driving force distribution ratio in driving modes 1) to 4) in the hybrid vehicle driving apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the horizontal axis represents the front wheel driving force, and the vertical axis represents the rear wheel driving force.
走行モード１）〜走行モード４）における前輪駆動力と後輪駆動力の分配比は、スリップ率が過大にならなければトルク分配比と同じである。ここで、図示するニュートラルステア線とは、特開平４−１５４４２９号公報等に示されているように、この線上ではニュートラスステア特性が得られるため操縦性が高いものである。 The distribution ratio between the front wheel driving force and the rear wheel driving force in the travel modes 1) to 4) is the same as the torque distribution ratio unless the slip ratio is excessive. Here, the neutral steer line shown in the figure has high maneuverability because a neutral steer characteristic can be obtained on this line as disclosed in JP-A-4-154429.
走行モード１）と走行モード４）では、駆動力分配比は一定である。走行モード２）では、制御によって前後輪の速度差が無くなれば直結四輪駆動になるので、走行モード２）のトルク分配比，走行モード１），直結四輪駆動，前輪駆動力限界，後輪駆動力限界に囲まれるハッチングの部分を動くことになる。 In the driving mode 1) and the driving mode 4), the driving force distribution ratio is constant. In traveling mode 2), if the speed difference between the front and rear wheels is eliminated by the control, direct-coupled four-wheel drive is performed. Therefore, torque distribution ratio in traveling mode 2), travel mode 1), direct-coupled four-wheel drive, front wheel drive force limit, rear wheel The hatched part surrounded by the driving force limit moves.
走行モード３）では、後輪駆動力の方が前輪駆動力に比べて優勢なので、ニュートラルステアに近づき操縦性が向上する。つまり、加速旋回時には、走行モード３）を使い、エンジン１のトルクはそのままでモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクで加速すれば良いことが分かる。 In the traveling mode 3), the rear wheel driving force is superior to the front wheel driving force, so that it approaches the neutral steer and the maneuverability is improved. In other words, it is understood that during acceleration turning, the traveling mode 3) is used, and the torque of the motor / generator (electric motor) 3 is accelerated while the torque of the engine 1 is kept as it is.
次に、図６を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード２）時の共線図について説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード２）時の共線図である。
Next, referring to FIG. 6, a nomographic chart in the traveling mode 2) in the hybrid vehicle driving apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a collinear diagram in the traveling mode 2) in the hybrid vehicle drive device according to the embodiment of the present invention.
図６は、走行モード２）で制御中の共線図を示しており、数字は各要素の符号を示している。後輪出力軸の方が前輪出力軸より速くなった場合は、動力分配機キャリア５１に制動側のトルクが作用し、その結果センタデフケース３２と後輪出力軸４１のトルクが低下する。
FIG. 6 shows a nomographic chart during the control in the traveling mode 2), and the numerals indicate the symbols of the respective elements. When the rear wheel output shaft is faster than the front wheel output shaft, braking torque is applied to the
次に、図７を用いて、本実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード２），３）時の総駆動力と加速度について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置における走行モード２），３）時の総駆動力と加速度の説明図である。図７において、横軸はモータトルクＴｍを示し、縦軸は駆動力及び加速度を示している。
Next, the total driving force and acceleration in the travel modes 2) and 3) in the hybrid vehicle driving apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the total driving force and acceleration in the traveling modes 2) and 3) in the hybrid vehicle driving apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the motor torque Tm, and the vertical axis indicates the driving force and the acceleration.
走行モード２）と走行モード３）において、車両重量＝１４０００［Ｎ］，タイヤ半径＝０．３［ｍ］，最終減速比＝４．０，２速での加速を想定してエンジン１によるセンタデフ４への入力トルクＴcd＝５５５［Ｎｍ］とした時、総駆動力と加速度の計算した結果は、図７に示すようになる。この結果より、常識的なモータ・ジェネレータ(電動モータ)３のトルクで、走行モード２）ではトラクションコントロールが行え、走行モード３）ではモータによる強い加速が可能になる。 In the driving mode 2) and the driving mode 3), the center differential by the engine 1 is assumed on the assumption that the vehicle weight = 14000 [N], the tire radius = 0.3 [m], the final reduction ratio = 4.0, and acceleration at the second speed. FIG. 7 shows the result of calculating the total driving force and acceleration when the input torque Tcd to 4 is set to Tcd = 555 [Nm]. From this result, it is possible to perform traction control in the traveling mode 2) with the torque of the common motor / generator (electric motor) 3, and it is possible to perform strong acceleration by the motor in the traveling mode 3).
次に、図１及び図３を用いて、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０による走行モード１）〜４）の切替制御の内容について説明する。四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、車輪速センサ１２４によって検出された前後輪の車輪速信号Ｖ（右前輪速ＶFR，左前輪速ＶFL，右後輪速ＶRR，左後輪速ＶRL）に基づいて、車速を算出する。具体的には、右前輪速ＶFRと、左前輪速ＶFLの平均値により、前輪車輪速を求める。また、右後輪速ＶRRと、左後輪速ＶRLの平均値より、後輪車輪速を求める。そして、前輪車輪速と、後輪車輪速の平均値により車速を求める。 Next, the contents of the switching control of the travel modes 1) to 4) by the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 will be described with reference to FIGS. The four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 has front and rear wheel speed signals V (right front wheel speed VFR, left front wheel speed VFL, right rear wheel speed VRR, left rear wheel speed VRL) detected by a wheel speed sensor 124. ) To calculate the vehicle speed. Specifically, the front wheel speed is obtained from the average value of the right front wheel speed VFR and the left front wheel speed VFL. Further, the rear wheel speed is obtained from the average value of the right rear wheel speed VRR and the left rear wheel speed VRL. Then, the vehicle speed is obtained from the average value of the front wheel speed and the rear wheel speed.
発進時，すなわち、車速が０ｋｍ／ｈのときは、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は走行モード４）を選択し、モータ・ジェネレータ３のみによる発進が行われる。四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、クラッチ信号ＣＬ１をオフとし、クラッチ信号ＣＬ２をオンとして、走行モード４）を選択するとともに、アクセル開度センサ１２２によって検出されたアクセル開度信号θTHに基づいて、車両の要求駆動力を算出し、この駆動力が得られるように、モータ・ジェネレータ３の界磁電流を制御する界磁制御信号Ｉｆを出力して、モータ・ジェネレータ３から駆動力を得る。
When the vehicle starts, that is, when the vehicle speed is 0 km / h, the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 selects the travel mode 4), and the vehicle is started only by the motor /
車速が所定速度（例えば、３０ｋｍ／ｈ）になると、エンジン１を始動し、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、走行モード４）から走行モード１）に切り替え、モータのみによる走行から、エンジンのみによる走行に切り替える。すなわち、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、クラッチ信号ＣＬ１をオンとし、クラッチ信号ＣＬ２をオフとして、走行モード１）を選択する。そして、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、アクセル開度信号θTHに基づいて算出された車両の要求駆動力をエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００に送り、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００がエンジン１を制御して、エンジン１から所望の駆動力を得る。なお、車両の減速時等は、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、クラッチ信号ＣＬ２をオンして、モータ・ジェネレータ３を発電機として動作させ、モータ・ジェネレータ３の界磁電流を制御する界磁制御信号Ｉｆを出力して、回生する。
When the vehicle speed reaches a predetermined speed (for example, 30 km / h), the engine 1 is started, and the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 is switched from the travel mode 4) to the travel mode 1). Switch to running only with the engine. That is, the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 turns on the clutch signal CL1, turns off the clutch signal CL2, and selects the travel mode 1). Then, the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 sends the requested drive force of the vehicle calculated based on the accelerator opening signal θTH to the engine control unit (ECU) 100, and the engine control unit (ECU) 100 The engine 1 is controlled to obtain a desired driving force from the engine 1. When the vehicle is decelerating, etc., the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 turns on the clutch signal CL2 to operate the motor /
そして、走行モード１）で走行中に、スリップが発生したときは、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、走行モード１）から走行モード２）に切り替える。スリップの発生は、車輪速センサ１２４によって検出された前後輪の車輪速信号Ｖに基づいて算出された前輪車輪速と、後輪車輪速との間に予め決められた設定値以上になった場合に、スリップ状態と判定できる。スリップが検出されると、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、クラッチ信号ＣＬ１をオンとし、クラッチ信号ＣＬ２をオンとして、走行モード２）を選択する。走行モード２）では、モータ・ジェネレータ３を発電機として動作させ、回生動作させ、制動側トルクを得ることで、前後輪の速度差が予め決められた設定値以下になるように、第１分配装置５，第２分配装置６による前後輪の駆動力配分を制御し、また、モータ・ジェネレータ３の駆動トルクを制御して、スリップを回避する。なお、スリップ時、四輪の車輪速とも車体速に対して大幅に早い場合は、正確な車速を求めることができない。車輪速から求めた車体加速度が、加速度センサ１２６によって検出された車体の前後加速よりも大幅に大きい場合は、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、速度センサ１２６によって検出された車両の前後加速度信号Ｇを用いて、車速を求める。
When a slip occurs during traveling in the traveling mode 1), the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 switches from the traveling mode 1) to the traveling mode 2). The occurrence of slip is greater than a predetermined value between the front wheel speed calculated based on the front and rear wheel speed signals V detected by the
走行モード１）で走行中に、運転者による要求駆動力が大きくなったときは、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、走行モード１）から走行モード３）に切り替える。四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、アクセル開度センサ１２２によって検出されたアクセル開度信号θTHを用い、アクセル開度信号θTHの変化率ΔθTHが所定値よりも大きい場合には、運転者による要求駆動力が大きいとして、四輪駆動コントロールユニット（４ＷＤ−ＣＵ）１１０は、クラッチ信号ＣＬ１をオンとし、クラッチ信号ＣＬ２をオンとして、走行モード３）を選択する。走行モード３）では、エンジン１及びモータ・ジェネレータ３を駆動して、大きな駆動力を得る。また、発進時に、運転者による要求駆動力が大きくなったときは、走行モード３）が選択され、エンジンとモータ・ジェネレータ３による発進が行われる。
When the driving force required by the driver increases during traveling in traveling mode 1), the four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 switches from traveling mode 1) to traveling mode 3). The four-wheel drive control unit (4WD-CU) 110 uses the accelerator opening signal θTH detected by the
上述の走行モード１）〜４）の中で、第１の特徴は、走行モード１）〜３）にある。すなわち、従来のセンタデフにより変速機のトルクを前後に分配する四輪駆動車両においては、駆動力を最大限に発揮するためにセンタデフをロックしている。これは、前後の車輪速度差が０になることによって、前後のスリップ率が同じになることで、摩擦円の大きさの前後比が前後荷重比と等しくなるためである。センタデフ拘束の多板クラッチは、油圧や電磁力で操作しているが、多板クラッチの摩耗や動作のヒステリシス等の理由により制御が複雑になる。特に油圧制御ではオイルポンプや油圧配管等の装備が増えるので、重量増加、システム全体の大型化、製造コスト上昇を招いている。 Among the travel modes 1) to 4) described above, the first feature is the travel modes 1) to 3). That is, in a four-wheel drive vehicle that distributes the torque of the transmission back and forth with a conventional center differential, the center differential is locked in order to maximize the driving force. This is because the front-rear ratio of the size of the friction circle becomes equal to the front-rear load ratio when the front-rear wheel speed difference becomes zero and the front-rear slip ratio becomes the same. The center differential restraint multi-plate clutch is operated by hydraulic pressure or electromagnetic force, but the control becomes complicated due to wear of the multi-plate clutch, hysteresis of operation, or the like. Particularly in hydraulic control, equipment such as an oil pump and hydraulic piping increases, which increases weight, increases the size of the entire system, and increases manufacturing costs.
それに対して、本実施形態では、走行モード１）〜３）において、センタデフの拘束は行わずに、モータ・ジェネレータ３の制動・駆動トルクの制御のみで四輪駆動を実現できるため、制御も容易であり、また、重量増加、システム全体の大型化、製造コスト上昇を回避できる。
On the other hand, in the present embodiment, in driving modes 1) to 3), four-wheel drive can be realized only by controlling the braking / driving torque of the motor /
また、第２の特徴は、走行モード２）にある。すなわち、従来のセンタデフにより変速機のトルクを前後に分配する四輪駆動車両においては、スリップ制御を行うためにエンジンのスロットルバルブを閉じると次の加速時の応答性が悪化し、ブレーキで制動するとエンジンで発生したエネルギを熱エネルギとして放出することになる。 The second feature is in traveling mode 2). That is, in a four-wheel drive vehicle that distributes the torque of the transmission back and forth with a conventional center differential, if the engine throttle valve is closed to perform slip control, the response at the time of the next acceleration deteriorates, and braking is performed with a brake. The energy generated in the engine is released as heat energy.
それに対して、本実施形態では、走行モード２）において、スロットルバルブの開度はそのままで、モータ・ジェネレータ３の回生でスリップ制御が可能なため、次に加速に移る際、アクセルペダルを踏み込むことで、スロットルバイブの開度が速やかに大きくなり、所望の加速度が得られ、また、ブレーキの制動も行わないため、不要な熱エネルギの放出も回避できる。一方、モータ・ジェネレータ３の回生により得た電力をバッテリに充電でき、エネルギを回収することができる。
On the other hand, in the present embodiment, in the travel mode 2), the throttle valve opening remains the same, and the slip control can be performed by the regeneration of the motor /
以上説明したように、本実施形態によれば、内燃機関と１個の電動モータにより前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両を構成できる。 As described above, according to the present embodiment, a four-wheel drive type hybrid vehicle that can be driven front and rear by an internal combustion engine and one electric motor can be configured.
また、四輪駆動時の制御も容易であり、また、重量増加、システム全体の大型化、製造コスト上昇を回避できる。 Further, control during four-wheel drive is easy, and an increase in weight, an increase in the size of the entire system, and an increase in manufacturing cost can be avoided.
さらに、スリップ制御後の加速時の応答性が向上し、また、エネルギの無駄も回避できる。 Furthermore, the responsiveness during acceleration after slip control is improved, and waste of energy can be avoided.
次に、図８を用いて、本発明の他の実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置を用いたハイブリッド車両の構成について説明する。
図８は、本発明の他の実施形態によるハイブリッド車両の駆動装置を用いたハイブリッド車両の構成を示す全体構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration of a hybrid vehicle using a hybrid vehicle drive apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is an overall configuration diagram showing the configuration of a hybrid vehicle using a hybrid vehicle drive device according to another embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.
本実施形態では、図１の例のセンタデフをディファレンシャルギアに変えたものである。ディファレンシャルギアは公知の歯車機構であり、センタデフケース３２，センタデフピニオンギア３４，センタデフサイドギア３５で構成されている。センタデフサイドギア３５は２つあり、それぞれセンタデフ前輪出力軸４０とセンタデフ後輪出力軸４１に取り付けられている。
In this embodiment, the center differential in the example of FIG. 1 is changed to a differential gear. The differential gear is a known gear mechanism, and includes a center
本実施形態によっても、内燃機関と１個の電動モータにより前後輪駆動可能な四輪駆動タイプのハイブリッド車両を構成できる。 Also according to the present embodiment, a four-wheel drive type hybrid vehicle that can be driven front and rear by an internal combustion engine and one electric motor can be configured.
なお、本発明は、自動車以外の建設機械にも適用可能である。
The present invention is also applicable to construction machines other than automobiles.
１…エンジン
２…変速機
３…モータ・ジェネレータ(電動モータ)
４…センタデフ
５…動力分配装置
６…クラッチ
８…フロントデフ
９…減速機
１０Ｒ，１０Ｌ…フロントドライブシャフト
１１Ｒ，１１Ｌ…前輪
１２…リアプロペラシャフト
１３…リアデフ
１４Ｒ，１４Ｌ…リアドライブシャフト
１５Ｒ，１５Ｌ…後輪
３２…センタデフケース
３１…センタデフリングギア
３２…センタデフキャリア
３３…センタデフサンギア
３４…センタデフピニオンギア
３５…センタデフサイドギア
４０…センタデフ前輪出力軸
４１…センタデフ後輪出力軸
５０…動力分配装置リングギア
５１…動力分配装置キャリア
５２…動力分配装置サンギア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ...
4 ... Center differential 5 ...
Claims (5)
前記第２の動力源の動力を、前記第１の動力分配装置の入力軸および前記第１の動力分配装置のいずれかの出力軸に分配する第２の動力分配装置を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 A hybrid vehicle drive device used in a four-wheel drive vehicle having a first power source, a second power source, and a first power distribution device that distributes the power of the first power source to front wheels and rear wheels Because
And a second power distribution device that distributes the power of the second power source to an input shaft of the first power distribution device and an output shaft of the first power distribution device. To drive a hybrid vehicle.
前記第１の動力源と前記第１の動力分配装置の入力を係合・開放する第１のクラッチを備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
A drive device for a hybrid vehicle, comprising: a first clutch for engaging and releasing inputs of the first power source and the first power distribution device.
前記第２の動力源と前記第２の動力分配装置の入力を係合・開放する第２のクラッチを備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
A drive device for a hybrid vehicle, comprising: a second clutch that engages / releases an input of the second power source and the second power distribution device.
前記駆動装置は、前記第２の動力源の動力を、前記第１の動力分配装置の入力軸および前記第１の動力分配装置のいずれかの出力軸に分配する第２の動力分配装置を備え、
前記第１の動力源はエンジンであり、前記第２の動力源はモータであり、
４輪駆動時に、前記第２の動力源の出力トルクを制御する制御手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A hybrid vehicle drive device used in a four-wheel drive vehicle having a first power source, a second power source, and a first power distribution device that distributes the power of the first power source to front wheels and rear wheels A hybrid vehicle control device for controlling
The drive device includes a second power distribution device that distributes the power of the second power source to an input shaft of the first power distribution device and an output shaft of one of the first power distribution devices. ,
The first power source is an engine, and the second power source is a motor;
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising control means for controlling an output torque of the second power source during four-wheel drive.
前記制御手段は、車輪のスリップ時に前記第２の動力源であるモータの回生制御によりスリップを回避することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 The control device for a hybrid vehicle according to claim 4,
The hybrid vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the control means avoids the slip by regenerative control of the motor as the second power source when the wheel slips.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2006162235A JP2007331418A (en) | 2006-06-12 | 2006-06-12 | Hybrid vehicle drive mechanism and control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007331418A true JP2007331418A (en) | 2007-12-27 |
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ID=38931322
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007331418A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2006
- 2006-06-12 JP JP2006162235A patent/JP2007331418A/en active Pending
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