JP2014159189A - 駆動システム - Google Patents
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Abstract
【課題】主駆動系にアイドルストップ機構を設けることができ、車両の走行安定性を保持することができる駆動システムを提供する。
【解決手段】前輪3,3側に設けられエンジン5を駆動源とする主駆動系7と、後輪9,9側に設けられエンジン5に駆動される第1ジェネレータ11から供給される電力によって作動するモータ13を駆動源とする副駆動系15とを備えた駆動システム1において、主駆動系7に、停止状態のエンジン5を再起動させるアイドルストップ機構17を設け、モータ13を、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19の電力で駆動可能とした。
【選択図】図1
【解決手段】前輪3,3側に設けられエンジン5を駆動源とする主駆動系7と、後輪9,9側に設けられエンジン5に駆動される第1ジェネレータ11から供給される電力によって作動するモータ13を駆動源とする副駆動系15とを備えた駆動システム1において、主駆動系7に、停止状態のエンジン5を再起動させるアイドルストップ機構17を設け、モータ13を、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19の電力で駆動可能とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両に適用される駆動システムに関する。
従来、駆動システムとしては、前輪側に設けられエンジンを駆動源とする主駆動系と、後輪側に設けられエンジンに駆動されるジェネレータから供給される電力によって作動するモータを駆動源とする副駆動系とを備えたものが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
この駆動システムでは、バッテリを介さずに、エンジンの駆動によりジェネレータを介してモータに電力が供給されて副駆動系を駆動し、車両が副駆動系のアシストによる四輪駆動状態となる。
山岡丈夫、「新エンジンとアイドリングストップ」、自動車工学、株式会社鉄道日本社、2010年10月1日、第59巻、第11号、p.41−42
ところで、上記非特許文献1のような駆動システムでは、車両の省燃費化を図るために、車両の停車時間などの所定条件により、エンジンを停止状態とさせ、車両の発進時にエンジンを停止状態から再起動させる、いわゆるアイドリングストップを行うアイドルストップ機構が設けられていない。このため、主駆動系にアイドルストップ機構を設けることが考えられる。
しかしながら、上記非特許文献1のような駆動システムでは、主駆動系にアイドルストップ機構を設けると、モータがエンジンの駆動によって電力が供給されるので、エンジンの作動後にモータが作動されることになってしまう。
このため、主駆動系にアイドルストップ機構を設けただけでは、車両の発進時に、副駆動系の駆動が主駆動系の駆動より遅れてしまい、車両の走行安定性を保持することができなかった。
そこで、この発明は、主駆動系にアイドルストップ機構を設けることができ、車両の走行安定性を保持することができる駆動システムの提供を目的としている。
本発明は、前後輪のうち一方の車輪側に設けられエンジンを駆動源とする主駆動系と、前後輪のうち他方の車輪側に設けられ前記エンジンに駆動される第1ジェネレータから供給される電力によって作動するモータを駆動源とする副駆動系とを備えた駆動システムであって、前記主駆動系には、停止状態の前記エンジンを再起動させるアイドルストップ機構が設けられ、前記モータは、前記エンジンが停止状態から再起動される間にバッテリの電力で駆動可能であることを特徴とする。
この駆動システムでは、主駆動系にアイドルストップ機構が設けられ、モータがエンジンが停止状態から再起動される間にバッテリの電力で駆動可能であるので、車両の発進時に、モータの作動がエンジンの作動より遅くなることがなく、主駆動系と副駆動系とを同時に駆動することができる。
従って、このような駆動システムでは、主駆動系にアイドルストップ機構を設けることができ、車両の走行安定性を保持することができる。
本発明によれば、主駆動系にアイドルストップ機構を設けることができ、車両の走行安定性を保持することができる駆動システムを提供することができるという効果を奏する。
図1〜図4を用いて本発明の実施の形態に係る駆動システムについて説明する。
(第1実施形態)
図1を用いて第1実施形態について説明する。
図1を用いて第1実施形態について説明する。
本実施の形態に係る駆動システム1は、前輪3,3側に設けられエンジン5を駆動源とする主駆動系7と、後輪9,9側に設けられエンジン5に駆動される第1ジェネレータ11から供給される電力によって作動するモータ13を駆動源とする副駆動系15とを備えている。
そして、主駆動系7には、停止状態のエンジン5を再起動させるアイドルストップ機構17が設けられ、エンジン5を起動させるスタータモータ23を有し、バッテリ19は、スタータモータ23を駆動するスタータ電源である。
また、スタータモータ23は、伝達機構45を介して第1ジェネレータ11と接続されており、エンジン5には、伝達機構45との間にクラッチ25が設けられている。
さらに、副駆動系15を駆動又は非駆動に選択可能なスイッチ27が設けられている。
図1に示すように、駆動システム1を備えた車両は、エンジン5を駆動源とし、前輪3,3側を駆動する主駆動系7と、モータ13を駆動源とし、後輪9,9側を駆動する副駆動系15とに大別される。なお、図1における太線は、電力の伝達経路を示し、細線は、情報の伝達経路を示している。
主駆動系7は、駆動源としてのエンジン5と、変速機構としてのトランスミッション29と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ31と、前車軸33,33と、前輪3,3と、第1ジェネレータ11などで構成されている。
この主駆動系7では、エンジン5からの駆動力がトランスミッション29を介してフロントデフ31に伝達され、フロントデフ31に連結された前車軸33,33から前輪3,3に配分される。
一方、主駆動系7におけるエンジン5の駆動力は、第1ジェネレータ11で発電される。この第1ジェネレータ11で発電された電力は、ヒューズエレメントなどが収容されたジャンクションボックス35を介して副駆動系15のモータ13に供給され、モータ13が作動される。
副駆動系15は、駆動源としてのモータ13と、減速ギヤ組などからなる減速機構37と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ39と、後車軸41,41と、後輪9,9などで構成されている。
なお、副駆動系15には、例えば、モータ13とリヤデフ39との間の動力伝達を断続するクラッチが減速機構37に設けられている、或いはモータ13とリヤデフ39との間の動力伝達を断続するクラッチとして、リヤデフ39に後車軸41,41のいずれか一方に伝達される動力を断続するアクスルディスコネクトが設けられている、或いはリヤデフ39がフリーランニングデフとなっているなど、主駆動系7のみで走行した場合に、副駆動系15における無駄な回転系を削減するためのクラッチが設けられ、車両の燃費向上が図られている。
ここで、駆動システム1では、ドライバーが副駆動系15を駆動又は非駆動、すなわち車両が前後輪駆動の四輪駆動状態又は車両が前輪駆動の二輪駆動状態となるように選択可能なスイッチ27を運転席などに設けている。
このスイッチ27の切換操作は、副駆動系15に設けられたクラッチと連動されており、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合には副駆動系15のクラッチが接続状態とされ、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合には副駆動系15のクラッチが接続解除状態とされる。
なお、スイッチ27は、副駆動系15の駆動又は非駆動を車両の走行状態に応じて4WDコントローラ43やコントローラ21によって自動切換可能なAUTOモードを備えていてもよい。
この副駆動系15では、第1ジェネレータ11から供給される電力によってモータ13が作動され、モータ13からの駆動力が減速機構37を介してリヤデフ39に伝達され、リヤデフ39に連結された後車軸41,41から後輪9,9に配分される。この副駆動系15の駆動により、車両は前後輪駆動の四輪駆動状態となる。
この駆動システム1における主駆動系7と副駆動系15との各機構は、その作動が駆動システム1全体を制御するECUとしての4WDコントローラ43によって制御されている。
4WDコントローラ43は、第1ジェネレータ11、スイッチ27、ジャンクションボックス35、モータ13、減速機構37及びリヤデフ39などに設けられた各種センサの情報が受信可能となっている。
なお、4WDコントローラ43は、例えば、車両に搭載されたバッテリなどの車両用電源の状況を検知する電源センサ、前後左右車輪の回転を検知する車輪回転センサ、エンジン5の回転を検出するエンジン回転センサ、加減速フィールセンサ、車速センサ、操舵角センサ、車両の傾斜状況を検知するグラビティセンサ、エンジン5の起動・停止、燃料・エア供給量などを制御するエンジン制御センサ、ブレーキセンサ、スロットル開度センサ、左右輪差回転センサ、前後輪差回転センサ、ヨーモーメントセンサ、油温センサ、外気温センサなどの各種センサの情報が受信可能となっている。
このような各種センサの情報を受信可能である4WDコントローラ43は、必要なセンサ情報を選択、演算又は記録チャートとの対比が可能であり、駆動システム1における主駆動系7と副駆動系15との各機構に制御情報を出力して各機構の作動を制御する。
この4WDコントローラ43は、スイッチ27が副駆動系15を駆動する、すなわち車両の四輪駆動状態を選択している場合、エンジン5を作動させて主駆動系7を駆動すると共に、第1ジェネレータ11からモータ13に電力を供給してモータ13を作動させて副駆動系15を駆動させる。
一方、4WDコントローラ43は、スイッチ27が副駆動系15を非駆動とする、すなわち車両の二輪駆動状態を選択している場合、エンジン5を作動させて主駆動系7を駆動すると共に、第1ジェネレータ11からモータ13への電力供給を遮断し、モータ13を停止状態とさせる。
なお、4WDコントローラ43は、副駆動系15を非駆動とする場合、副駆動系15に設けられたクラッチを接続解除状態とさせる。これにより、車両の走行による後輪9,9の回転が減速機構37やモータ13に伝達されることがなく、無駄な回転系を削減でき、車両の燃費向上を図ることができる。
このような駆動システム1における主駆動系7には、車両の停車時において、所定の条件でエンジン5を停止状態とさせ、車両の発進時において、エンジン5を再起動させる、いわゆるアイドリングストップを行うアイドルストップ機構17が設けられている。
アイドルストップ機構17は、バッテリ19と、スタータモータ23と、伝達機構45と、クラッチ25とを備えている。
バッテリ19は、蓄電池、コンデンサ、キャパシタなどの蓄電部からなる。このバッテリ19は、DC/DCコンバータ47を介してスタータモータ23に接続されており、スタータモータ23を作動させるためのスタータ電源となっている。
スタータモータ23は、バッテリ19からの電力供給によって作動されるモータ機能と、バッテリ19の残量の低下などの必要に応じてエンジン5の回転によってバッテリ19に充電させるジェネレータ機能とを有するモータ/ジェネレータからなる。
このスタータモータ23は、伝達機構45とクラッチ25を介してエンジン5のクランク軸49に接続されており、停止状態のエンジン5を再起動させる場合、モータとして機能しクラッチ25を介してクランク軸49を回転させ、エンジン5を再起動させる。
伝達機構45は、スタータモータ23の回転軸と、エンジン5のクランク軸49上と、第1ジェネレータ11の回転軸とにそれぞれ設けられたプーリと、これら各プーリを連結するベルトからなる。この伝達機構45のエンジン5のクランク軸49上には、エンジン5から第1ジェネレータ11への動力伝達を断続可能なクラッチ25が設けられている。
クラッチ25は、エンジン5と伝達機構45との間に設けられ、エンジン5と伝達機構45との間の動力伝達を断続する。このクラッチ25は、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択しアイドリングストップが実行されている場合、接続解除状態とされ、スタータモータ23の回転が伝達機構45を介して第1ジェネレータ11に伝達され、第1ジェネレータ11で発電されてモータ13に電力が供給される。
なお、バッテリ19の残量が所定値以下であり、エンジン5が稼働している場合には、クラッチ25が接続状態とされ、スタータモータ23がジェネレータとして機能し、エンジン5の回転がスタータモータ23を介してバッテリ19に充電される。
停止状態のエンジン5を再起動させる場合には、バッテリ19からDC/DCコンバータ47を介してスタータモータ23に電力が供給され、スタータモータ23の回転が伝達機構45と接続状態のクラッチ25を介してエンジン5に伝達され、エンジン5が再起動される。
一方、エンジン5が停止状態であり、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合、クラッチ25は、接続解除状態とされ、バッテリ19からスタータモータ23に電力が供給され、スタータモータ23の回転が伝達機構45を介して第1ジェネレータ11に伝達され、第1ジェネレータ11からモータ13に電力が供給されてモータ13の起動が準備される。
このモータ13の起動準備が完了した後、クラッチ25が接続状態とされ、スタータモータ23の回転が伝達機構45を介してエンジン5に伝達され、エンジン5が再起動される。
このようにクラッチ25の断続を行うことにより、モータ13の起動がエンジン5の起動に遅れることがなく、主駆動系7と副駆動系15とを同時に駆動させることができ、車両の発進時における走行安定性を向上することができる。
このようなアイドルストップ機構17は、その作動がアイドルストップ機構17を制御するECUとしてのコントローラ21によって制御されている。
コントローラ21は、CANによって4WDコントローラ43に接続されて4WDコントローラ43との情報交換が可能であり、スタータモータ23、クラッチ25などに設けられた各種センサの情報が受信可能となっている。
このコントローラ21は、4WDコントローラ43と同様に、必要なセンサ情報を選択、演算又は記録チャートとの対比が可能であり、アイドルストップ機構17に制御情報を出力してアイドルストップ機構17の作動を制御する。
このようなコントローラ21は、エンジン5を停止させる場合、4WDコントローラ43と共に、トランスミッション29のNレンジやDレンジなどのシフトレンジ、ブレーキ操作、車両の停車時間、ステアリング操作など、エンジン5を停止可能な所定の条件に基づき、エンジン5を停止させる。このとき、コントローラ21は、クラッチ25を接続解除状態とさせる。
一方、コントローラ21は、停止状態のエンジン5を再起動させる場合、4WDコントローラ43と共に、トランスミッション29のNレンジやDレンジなどのシフトレンジ、アクセル操作、ステアリング操作など、車両の発進を要求する所定の条件に基づき、クラッチ25の接続解除状態を保持しつつ、バッテリ19からスタータモータ23に電力を供給し、スタータモータ23を作動させる。
このスタータモータ23の回転は、伝達機構45を介して第1ジェネレータ11に伝達され、第1ジェネレータ11からモータ13に電力が供給され、モータ13の起動が準備される。このモータ13の起動準備が完了した後、コントローラ21は、クラッチ25を接続状態とさせ、スタータモータ23の回転が伝達機構45を介してエンジン5に伝達され、エンジン5が再起動される。
なお、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合、コントローラ21は、クラッチ25を接続状態とさせ、4WDコントローラ43は、第1ジェネレータ11を作動させず、副駆動系15側への電力供給を遮断し、副駆動系15に設けられたクラッチを接続解除状態とさせる。このような制御により、主駆動系7のみの走行では、アイドルストップ機構17によってエンジン5のアイドリングストップを行うことができる。
一方、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合、コントローラ21は、上述した制御において、バッテリ19とスタータモータ23で第1ジェネレータ11を駆動し、モータ13への電力供給を許容し、車両の発進時にモータ13を随時駆動可能とする。
このようなコントローラ21や4WDコントローラ43の制御により、車両の停車時には、エンジン5を的確に停止させ、車両の燃費向上を図ることができる。一方、車両の発進時には、モータ13の起動がエンジン5の起動に遅れることがなく、車両の走行安定性を向上することができる。
従って、このような駆動システム1では、主駆動系7にアイドルストップ機構17を設けることができ、車両の走行安定性を保持することができる。
また、エンジン5が再起動された状態では、モータ13への電力供給が第1ジェネレータ11によって行われるので、バッテリ19の消費を最小限に抑えることができ、バッテリ19の大型化を抑制することができる。
さらに、アイドルストップ機構17は、エンジン5を起動させるスタータモータ23を有し、バッテリ19は、スタータモータ23を駆動するスタータ電源であるので、バッテリ19の電力で第1ジェネレータ11を駆動させ、モータ13を作動させるための専用の電源を用いる必要がない。
また、エンジン5で第1ジェネレータ11を駆動させる前に、バッテリ19の電力で第1ジェネレータ11を駆動させるので、モータ13に電力を供給することができ、確実にモータ13の作動をエンジン5の作動より先行させることができる。
さらに、副駆動系15を駆動又は非駆動に選択可能なスイッチ27が設けられているので、車両の走行状況に応じて車両の二輪駆動と四輪駆動とを選択することができ、車両の走破性を向上することができる。加えて、車両の四輪駆動状態では、バッテリ19の電力で第1ジェネレータ11を駆動させるため、モータ13への電力供給によってモータ13が随時駆動可能であるので、エンジン5が停止状態から再起動される間にモータ13を作動させることができ、車両の発進時における走行安定性を向上することができる。
また、本実施の形態では、スタータモータ23により第1ジェネレータ11を駆動することで、モータ13への電力を供給するため、第1ジェネレータ11以降の副駆動系15はアイドリングストップ無しの従来の駆動システムをそのまま使用できるため、新規部品、機構を必要とせず、低コスト化できる。
(第2実施形態)
図2を用いて第2実施形態について説明する。
図2を用いて第2実施形態について説明する。
本実施の形態に係る駆動システム101は、モータ13は、第1モータ103と、第2モータ105とを備え、第1モータ103は、第1ジェネレータ11に接続され、第2モータ105は、バッテリ19に接続されている。
また、第2モータ105は、第2ジェネレータの機能を有し、バッテリ19に蓄電可能である。
なお、第1実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第1実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は第1実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図2に示すように、副駆動系15のモータ13は、第1モータ103と、第2モータ105とを備えている。
第1モータ103は、回転軸が減速機構37の入力軸に連結されると共に、ジャンクションボックス35を介して第1ジェネレータ11に接続されている。この第1モータ103は、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合、エンジン5の駆動により第1ジェネレータ11から供給される電力によって作動され、第1モータ103からの駆動力が減速機構37を介してリヤデフ39に伝達され、リヤデフ39に連結された後車軸41,41から後輪9,9に配分される。
第2モータ105は、例えば、回転軸が第1モータ103の回転軸が連結される同一の減速機構37の入力軸に連結されると共に、ジャンクションボックス107とDC/DCコンバータ47を介してスタータ電源としてのバッテリ19に接続されている。
この第2モータ105は、バッテリ19からの電力供給によって作動されるモータ機能と、バッテリ19の残量の低下などの必要に応じて、車両の減速時などにおけるブレーキエネルギーなどによってバッテリ19に充電させるジェネレータ機能とを有するモータ/ジェネレータからなる。
このような第2モータ105は、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択し、アイドルストップ機構17によってエンジン5が停止されている場合、4WDコントローラ43やコントローラ21から4WDコントローラ43の制御により、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19から電力が供給され、第2モータ105の起動が準備される。
この第2モータ105の起動準備が完了した後、コントローラ21は、バッテリ19からスタータモータ23に電力を供給させ、スタータモータ23を作動させて伝達機構45を介してエンジン5を再起動する。
このバッテリ19から第2モータ105への電力供給は、上述したような第1ジェネレータ11が第1モータ103に安定して電力供給できる所定の条件に基づき、4WDコントローラ43が第1ジェネレータ11から第1モータ103への電力供給に切り換える。このとき、4WDコントローラ43は、バッテリ19から第2モータ105への電力供給を遮断し、第2モータ105を停止状態とさせる。
ここで、4WDコントローラ43は、バッテリ19の残量が所定値以下である場合、第2モータ105を第2ジェネレータとして機能させ、車両の減速時などにおけるブレーキエネルギーによってバッテリ19に充電させる。或いは、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合、第2モータ105を第2ジェネレータとして機能させ、副駆動系15に設けられたクラッチを接続状態とさせ、車両の走行による後輪9,9の回転を第2モータ105に入力させてバッテリ19に充電させる。
このように第2モータ105を第2ジェネレータとして機能させることにより、スタータモータ23によるバッテリ19への充電に加えて、バッテリ19への充電効率を大幅に向上することができる。
なお、バッテリ19への充電を必要としておらず、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合、4WDコントローラ43は、バッテリ19から第2モータ105への電力供給を遮断して第2モータ105を停止状態とさせ、第1ジェネレータ11を作動させず、副駆動系15側への電力供給を遮断し、副駆動系15に設けられたクラッチを接続解除状態とさせる。このような制御により、主駆動系7のみの走行では、アイドルストップ機構17によってエンジン5のアイドリングストップを行うことができる。
一方、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合、4WDコントローラ43は、バッテリ19から第2モータ105への電力供給を許容し、車両の発進時に第2モータ105を随時駆動可能とする。また、車両の発進時に大きなトルクを必要とする場合には、4WDコントローラ43が第1ジェネレータ11から第1モータ103への電力供給の切換時に、バッテリ19から第2モータ105への電力供給を遮断せず、第2モータ105の作動を継続させる。これにより、車両は大きなトルクを得ることができ、走破性を向上させることができる。
このような第2モータ105の制御により、車両の発進時には、第2モータ105の起動がエンジン5の起動に遅れることがなく、車両の走行安定性を向上することができる。また、第2モータ105は、第2ジェネレータとして機能するので、バッテリ19への充電効率を向上することができ、バッテリ19を小型化することができる。さらに、第2モータ105は、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19からの電力供給によって作動されるので、エンジン5から第1ジェネレータ11への動力伝達を断続可能なクラッチ25(図1参照)を廃止することができる。
このような駆動システム101では、モータ13は、第1モータ103と、第2モータ105とを備えているので、車両の発進時に大きなトルクを得ることができ、車両の走破性を向上させることができる。
また、第1モータ103は、第1ジェネレータ11に接続され、第2モータ105は、バッテリ19に接続されているので、エンジン5が停止状態から再起動される間に、バッテリ19からの電力供給によって第2モータ105を作動させることができ、主駆動系7と副駆動系15とを同時に駆動することができる。
また、第2モータ105は、第2ジェネレータの機能を有し、バッテリ19に蓄電可能であるので、バッテリ19への充電効率を大幅に向上させることができ、容量の小さいバッテリ19を適用してバッテリ19を小型化することができる。
(第3実施形態)
図3を用いて第3実施形態について説明する。
図3を用いて第3実施形態について説明する。
本実施の形態に係る駆動システム201は、モータ13は、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19の電力で駆動可能である。
なお、第1実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第1実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は第1実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図3に示すように、モータ13は、ジャンクションボックス35を介して第1ジェネレータ11に接続されると共に、ジャンクションボックス35とDC/DCコンバータ47を介してスタータ電源としてのバッテリ19に接続されている。
このモータ13は、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択し、アイドルストップ機構17によってエンジン5が停止されている場合、4WDコントローラ43やコントローラ21から4WDコントローラ43の制御により、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19から電力が供給され、モータ13の起動が準備される。
このモータ13の起動準備が完了した後、コントローラ21は、バッテリ19からスタータモータ23に電力を供給させ、スタータモータ23を作動させて伝達機構45を介してエンジン5を再起動する。
このバッテリ19からモータ13への電力供給は、上述したような第1ジェネレータ11がモータ13に安定して電力供給できる所定の条件に基づき、4WDコントローラ43が第1ジェネレータ11からモータ13への電力供給に切り換える。
なお、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合、4WDコントローラ43は、バッテリ19からモータ13への電力供給を遮断してモータ13を停止状態とさせ、第1ジェネレータ11を作動させず、副駆動系15側への電力供給を遮断し、副駆動系15に設けられたクラッチを接続解除状態とさせる。このような制御により、主駆動系7のみの走行では、アイドルストップ機構17によってエンジン5のアイドリングストップを行うことができる。
一方、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合、4WDコントローラ43は、バッテリ19からモータ13への電力供給を許容し、車両の発進時にモータ13を随時駆動可能とする。
このようなモータ13の制御により、車両の発進時には、モータ13の起動がエンジン5の起動に遅れることがなく、車両の走行安定性を向上することができる。また、モータ13は、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19からの電力供給によって作動されると共に、第1ジェネレータ11がモータ13に安定して電力供給できる場合に第1ジェネレータ11からの電力供給によって作動されるので、エンジン5から第1ジェネレータ11への動力伝達を断続可能なクラッチ25(図1参照)を廃止しても、副駆動系15における駆動源をモータ13のみとすることができ、副駆動系15の構造を簡易化することができる。
このような駆動システム201では、モータ13がエンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ19の電力で駆動可能であるので、車両の発進時に、モータ13の作動がエンジン5の作動より遅くなることがなく、主駆動系7と副駆動系15とを同時に駆動することができる。
また、副駆動系15における駆動源は、モータ13のみであるので、副駆動系15の構造を簡易化することができる。加えて、主駆動系7では、エンジン5から第1ジェネレータ11への動力伝達を断続可能なクラッチを廃止でき、主駆動系7の構造も簡易化することができる。
(第4実施形態)
図4を用いて第4実施形態について説明する。
図4を用いて第4実施形態について説明する。
本実施の形態に係る駆動システム301は、モータ13は、第1モータ103と、第2モータ105とを備え、第2モータ105は、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ303の電力で駆動可能である。
また、バッテリ303は、車両に搭載された車両用電源である。
なお、他の実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、他の実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は他の実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図4に示すように、第2モータ105は、例えば、回転軸が第1モータ103の回転軸が連結される同一の減速機構37の入力軸に連結されると共に、ジャンクションボックス305とDC/DCコンバータ307を介して車両用電源としてのバッテリ303に接続されている。
バッテリ303は、蓄電池などからなり、4WDコントローラ43の制御により、DC/DCコンバータ307とジャンクションボックス305を介して第2モータ105に電力を供給し、第2モータ105を作動させる。
このようなバッテリ303から電力供給される第2モータ105は、バッテリ303からの電力供給によって作動されるモータ機能と、バッテリ303の残量の低下などの必要に応じて、車両の減速時などにおけるブレーキエネルギーなどによってバッテリ303に充電させるジェネレータ機能とを有するモータ/ジェネレータからなる。
この第2モータ105は、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択し、アイドルストップ機構17によってエンジン5が停止されている場合、4WDコントローラ43やコントローラ21から4WDコントローラ43の制御により、エンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ303から電力が供給され、第2モータ105の起動が準備される。
この第2モータ105の起動準備が完了した後、コントローラ21は、スタータ電源としてのバッテリ19からスタータモータ23に電力を供給させ、スタータモータ23を作動させて伝達機構45を介してエンジン5を再起動する。
このバッテリ303から第2モータ105への電力供給は、上述したような第1ジェネレータ11が第1モータ103に安定して電力供給できる所定の条件に基づき、4WDコントローラ43が第1ジェネレータ11から第1モータ103への電力供給に切り換える。このとき、4WDコントローラ43は、バッテリ303から第2モータ105への電力供給を遮断し、第2モータ105を停止状態とさせる。
ここで、4WDコントローラ43は、バッテリ303の残量が所定値以下である場合、第2モータ105を第2ジェネレータとして機能させ、車両の減速時などにおけるブレーキエネルギーによってバッテリ303に充電させる。或いは、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合、第2モータ105を第2ジェネレータとして機能させ、副駆動系15に設けられたクラッチを接続解除状態とさせ、第1ジェネレータ11の電力で第1モータ103の回転を第2モータ105に入力させてバッテリ303に充電させる。
なお、バッテリ303への充電を必要としておらず、スイッチ27が副駆動系15の非駆動を選択している場合、4WDコントローラ43は、バッテリ303から第2モータ105への電力供給を遮断して第2モータ105を停止状態とさせ、第1ジェネレータ11を作動させず、副駆動系15側への電力供給を遮断し、副駆動系15に設けられたクラッチを接続解除状態とさせる。このような制御により、主駆動系7のみの走行では、アイドルストップ機構17によってエンジン5のアイドリングストップを行うことができる。
一方、スイッチ27が副駆動系15の駆動を選択している場合、4WDコントローラ43は、バッテリ303から第2モータ105への電力供給を許容し、車両の発進時に第2モータ105を随時駆動可能とする。また、車両の発進時に大きなトルクを必要とする場合には、4WDコントローラ43が第1ジェネレータ11から第1モータ103への電力供給の切換時に、バッテリ303から第2モータ105への電力供給を遮断せず、第2モータ105の作動を継続させる。これにより、車両は大きなトルクを得ることができ、走破性を向上させることができる。
このような第2モータ105の制御により、車両の発進時には、第2モータ105の起動がエンジン5の起動に遅れることがなく、車両の走行安定性を向上することができる。また、第2モータ105は、第2ジェネレータとして機能するので、車両用電源としてのバッテリ303から第2モータ105へ電力を供給しても、第2モータ105によってバッテリ303に充電させることができ、バッテリ303の大型化を抑制することができる。
このような駆動システム301では、第2モータ105がエンジン5が停止状態から再起動される間にバッテリ303の電力で駆動可能であるので、車両の発進時に、第2モータ105の作動がエンジン5の作動より遅くなることがなく、主駆動系7と副駆動系15とを同時に駆動することができる。
また、バッテリ303は、車両に搭載された車両用電源、或いは、第2モータ105専用の駆動用電源でもよい。
なお、本発明の実施の形態に係る車両駆動システムでは、主駆動系が前輪側を駆動し、副駆動系が後輪側を駆動しているが、これに限らず、主駆動系が後輪側を駆動し、副駆動系が前輪側を駆動してもよい。
また、主駆動系のクラッチや副駆動系のクラッチは、単板クラッチや多板クラッチなどの摩擦クラッチ、軸方向或いは径方向に対向する一対の噛み合い歯からなる噛み合いクラッチ、ロータ又はスプラグなどを用いた1ウェイクラッチ、もしくは2ウェイクラッチなど、一対の回転部材間の動力伝達を断続できるものであれば、クラッチはどのような構造であってもよい。
1,101,201,301…駆動システム
3…前輪
5…エンジン
7…主駆動系
9…後輪
11…第1ジェネレータ
13…モータ
15…副駆動系
17…アイドルストップ機構
19,303…バッテリ
21,43…コントローラ
23…スタータモータ
25…クラッチ
27…スイッチ
103…第1モータ
105…第2モータ
3…前輪
5…エンジン
7…主駆動系
9…後輪
11…第1ジェネレータ
13…モータ
15…副駆動系
17…アイドルストップ機構
19,303…バッテリ
21,43…コントローラ
23…スタータモータ
25…クラッチ
27…スイッチ
103…第1モータ
105…第2モータ
Claims (8)
- 前後輪のうち一方の車輪側に設けられエンジンを駆動源とする主駆動系と、前後輪のうち他方の車輪側に設けられ前記エンジンに駆動される第1ジェネレータから供給される電力によって作動するモータを駆動源とする副駆動系とを備えた駆動システムであって、
前記主駆動系には、停止状態の前記エンジンを再起動させるアイドルストップ機構が設けられ、前記モータは、前記エンジンが停止状態から再起動される間にバッテリの電力で駆動可能であることを特徴とする駆動システム。 - 請求項1記載の駆動システムであって、
前記エンジンが再起動された状態で、前記モータへの電力供給を前記バッテリから前記第1ジェネレータに切換制御可能なコントローラを備えたことを特徴とする駆動システム。 - 請求項1又は2記載の駆動システムであって、
前記アイドルストップ機構は、前記エンジンを起動させるスタータモータを有し、前記バッテリは、前記スタータモータを駆動するスタータ電源であることを特徴とする駆動システム。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の駆動システムであって、
前記モータは、第1モータと、第2モータとを備え、前記第1モータは、前記第1ジェネレータに接続され、前記第2モータは、前記バッテリに接続されていることを特徴とする駆動システム。 - 請求項4記載の駆動システムであって、
前記第2モータは、第2ジェネレータの機能を有し、前記バッテリに蓄電可能であることを特徴とする駆動システム。 - 請求項3記載の駆動システムであって、
前記バッテリの電力を前記スタータモータで前記第1ジェネレータを駆動して発生した電力で前記モータを駆動可能であることを特徴とする駆動システム。 - 請求項6記載の駆動システムであって、
前記スタータモータと前記第1ジェネレータの動力伝達部と前記エンジンとの間に動力伝達を断続可能なクラッチが設けられていることを特徴とする駆動システム。 - 請求項2記載の駆動システムであって、
前記副駆動系を駆動又は非駆動に選択可能なスイッチが設けられていることを特徴とする駆動システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013029784A JP2014159189A (ja) | 2013-02-19 | 2013-02-19 | 駆動システム |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015107711A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業車両 |
-
2013
- 2013-02-19 JP JP2013029784A patent/JP2014159189A/ja active Pending
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JP2015107711A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業車両 |
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