JP2019206204A - Power system for executing torque vectoring control, variable rating output control, and shift control for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
電気動力またはハイブリッド動力の自動車、特にスポーツカーのための動力システムに関するもの、特にトルクベクタリング制御と可変定格出力制御と変速制御を行う動力システムに関するものである。 The present invention relates to a power system for an electric power or hybrid power vehicle, particularly a sports car, and more particularly to a power system that performs torque vectoring control, variable rated output control, and shift control.
まず、電気動力またはハイブリッド動力の自動車の動力システムとして用いられるモータの特性について説明する。
電気動力またはハイブリッド動力の自動車は回生ブレーキを行うので、その動力システムに用いられるのは発電機能を有するモータジェネレータであるが、本発明においてはモータジェネレータと同じ意味でモータと記述する。
図1に、電気動力またはハイブリッド動力の自動車の動力システムとして用いられる一般的な永久磁石型同期モータのエネルギー効率を示す。図1aに回転速度-トルク特性を、図1bに回転速度-出力特性示す。
モータの回転速度-トルク特性を図1aに示す。トルクは低回転速度領域で高く、回転速度が高くなるにつれて低くなること、エネルギー効率は中回転速度大トルクの領域-I で最も高く、領域-II、領域-III の順に低くなる。エネルギー効率はスポット-B が最も高く、スポット-A、スポット-Cの順に低くなり、 高トルク領域(定格出力)にあるスポットBに比べて、低トルク領域にあるスポットDのエネルギー効率は低くなる。
モータの回転速度-出力特性を図1bに示すように、出力を一定にした状態で回転速度を変化することが可能であり、低回転速度の領域-II にあるスポット-A、中回転速度の領域-I にあるスポット-B、高回転速度の領域-III にあるスポット-Cで等しい出力にすることができる。同じ出力でもエネルギー効率は中回転速度領域にあるスポット-Bがもっとも高いことである。
First, characteristics of a motor used as a power system of an electric power or hybrid power automobile will be described.
Since an electric power or hybrid power automobile performs regenerative braking, a motor generator having a power generation function is used in the power system. In the present invention, a motor is described in the same meaning as the motor generator.
FIG. 1 shows the energy efficiency of a general permanent magnet type synchronous motor used as a power system of an electric power or hybrid power automobile. FIG. 1a shows the rotational speed-torque characteristics, and FIG. 1b shows the rotational speed-output characteristics.
The rotation speed-torque characteristics of the motor are shown in FIG. 1a. The torque is high in the low rotational speed region and decreases as the rotational speed increases. The energy efficiency is highest in the region-I where the medium rotational speed is large, and decreases in the order of region-II and region-III. Spot-B has the highest energy efficiency, followed by Spot-A and Spot-C, and the energy efficiency of Spot D in the low torque range is lower than Spot B in the high torque range (rated output). .
As shown in Fig. 1b, the rotation speed-output characteristics of the motor can change the rotation speed with the output kept constant, and the spot-A in the low rotation speed region-II, the medium rotation speed The same output can be obtained by spot-B in the region-I and spot-C in the region of high rotational speed-III. Even at the same output, the energy efficiency is highest in the spot-B in the middle rotation speed region.
電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーの動力システムにおいては、標準的な動力システムに比べて、定格出力の大きく回転速度の高いモータを用いるので市街地走行時の低トルク領域および低回転速度におけるエネルギー効率の問題は大きく、それらの問題を解決するには、モータの特性の改善だけではそれらを満足することは困難であり、可変定格出力制御や 変速制御が必要になる。 The power system of an electric power or hybrid power sports car uses a motor with a large rated output and a high rotational speed compared to a standard power system. The problems are large, and it is difficult to satisfy them only by improving the motor characteristics to solve these problems, and variable rated output control and shift control are required.
トルクベクタリング制御は二つの目的を持っている。
第1の目的は、旋回走行時の走行抵抗を減少である。後輪駆動の自動車の旋回走行時には、後輪のトルクは直進走行方向に働き、前輪を操向すると走行抵抗が増加してエネルギー効率が低くなり、後輪のトルクベクタリングを行うと後輪のトルクは旋回方向にシフトして働くので前輪の走行抵抗が減少しエネルギー効率が高くなる。
第2の目的は、旋回走行特性の高上である。スポーツカーでは旋回走行時の内側車輪の空転を防ぐために外側車輪に多くのトルクを供給するすることが好ましい。実際には外側の車輪にのみトルクを供給したり、さらには内側の車輪の制動を行う。
トルクベクタリング制御は内燃機関の自動車でも重要な機能であったが、1つの動力のトルクを任意の比率で左車輪と右車輪に分配する機構は複雑であり、重量とコストを増加させること、遊星ギアや多板クラッチ等により制御するために発熱等によるエネルギー損失と制御精度の低さのために普及しなかった。しかし、電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーでは、複数のモータを用いることが容易なこととモータの回転速度またはトルクの高精度の制御が容易なことにより、二つのモータの一方で右車輪を他方で左車輪を駆動する独立駆動方式トルクベクタリング制御の実現が容易になった。
Torque vectoring control has two purposes.
The first purpose is to reduce the running resistance during turning. When turning a rear-wheel drive vehicle, the torque of the rear wheel acts in the straight direction, and when the front wheel is steered, the driving resistance increases and energy efficiency decreases. Since the torque is shifted in the turning direction, the running resistance of the front wheels is reduced and the energy efficiency is increased.
The second purpose is to improve the cornering characteristics. In a sports car, it is preferable to supply a large amount of torque to the outer wheels in order to prevent the inner wheels from slipping during turning. Actually, torque is supplied only to the outer wheel, and further, the inner wheel is braked.
Torque vectoring control was an important function even in internal combustion engine cars, but the mechanism for distributing the torque of one power to the left and right wheels at an arbitrary ratio is complicated, increasing weight and cost, Since it was controlled by planetary gears and multi-plate clutches, it was not popular due to energy loss due to heat generation and low control accuracy. However, in an electrically powered or hybrid powered sports car, it is easy to use multiple motors and easy control of the rotational speed or torque of the motors. This makes it easier to implement torque vectoring control that drives the left wheel independently.
従来の独立駆動方式トルクベクタリング制御は二つの課題を有している。
第1の課題は二つのモータの一方のモータのトルクを他方の車輪に配分できないことである。旋回走行時には二つのモータの内、外側車輪を駆動するモータのみがトルクを発生し内側車輪を駆動するモータはほぼ空転状態にある。したがって定格出力が不必要に大きなモータを使用する必要があることである。
第2の課題は一方、直進走行時に二つのモータがトルクを発生するので、加速時を除いて、それぞれのモータは定格出力に対して低いトルクすなわちエネルギー効率の低いトルク領域で使用しなければならないことである。第1の課題の解決のために定格出力が不必要に大きなモータを使用する場合には第2の課題はより大きなものになる。
Conventional independent drive torque vectoring control has two problems.
The first problem is that the torque of one of the two motors cannot be distributed to the other wheel. Of the two motors during cornering, only the motor that drives the outer wheels generates torque, and the motor that drives the inner wheels is in an idling state. Therefore, it is necessary to use a motor with an unnecessarily large rated output.
The second problem, on the other hand, is that the two motors generate torque when traveling straight ahead, so that each motor must be used in a low torque range relative to the rated output, that is, in a torque region with low energy efficiency, except during acceleration. That is. When a motor with an unnecessarily large rated output is used to solve the first problem, the second problem becomes larger.
電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーの可変定格出力制御の背景について図1cに示す。
特性-aは定格出力の大きなモータ、特性-bは定格出力の小さなモータの回転速度-トルク特性であり、スポット-Dは特性-aのモータではエネルギー効率の低い領域-IIIaに位置するが、特性-bのモータではエネルギー効率の高い領域-Ibに位置する。特性-aと特性-bの切換えを行うことにより広いトルク領域において高いエネルギー効率を 得ることができる。これが可変定格出力制御を必要とする理由である。
可変定格出力制御を実現する1つの方法は、複数の定格出力が小さなモータを有し、小さな定格出力を必要とする場合に一部のモータで駆動し、他のモータを休止する方法である。電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーの動力システムにおいては複数のモータで構成することは容易であり、可変定格出力制御を実現する方式として、複数の定格出力が小さなモータを有し、大きな定格出力を必要とする場合には全てのモータで駆動し、小さな定格出力で十分な場合は一部のモータのみで駆動する方式は優れている。
The background of variable rated output control of an electrically powered or hybrid powered sports car is shown in FIG.
Characteristic-a is a motor with a large rated output, characteristic-b is a rotational speed-torque characteristic of a motor with a small rated output, and spot-D is located in a region of low energy efficiency -IIIa for a motor with characteristic-a. In the motor of characteristic -b, it is located in the region -Ib where energy efficiency is high. By switching between characteristic-a and characteristic-b, high energy efficiency can be obtained in a wide torque range. This is why variable rated output control is required.
One method for realizing the variable rated output control is a method in which a plurality of rated outputs have a small motor, and when a small rated output is required, the motor is driven by some motors and the other motors are stopped. In a power system of an electric power or hybrid power sports car, it is easy to configure with a plurality of motors. As a method for realizing variable rated output control, a motor with a plurality of rated outputs has a small motor and a large rated output can be achieved. When required, the system is driven by all motors, and when a small rated output is sufficient, a system driven by only some motors is excellent.
特許文献1の動力システムは、複数のモータ、モータの動力を直接右車輪に伝達する第1系統動力伝達機構、直接左車輪に伝達する第2系統動力伝達機構、モータの動力を右車輪と左車輪に分配伝達する第3系統動力伝達機構と制御装置からなる。(本発明の第1系統動力伝達機構、第2系統動力伝達機構、第3系統動力伝達機構とは異なる)
制御装置はモータと三つの系統の動力伝達機構を制御して、右車輪に動力を伝達するモータ数と左車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御とそれぞれのモータの駆動トルクを制御するモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
また、制御装置は三つの系統の動力伝達機構を制御して、三つの系統の動力伝達機構に動力を伝達するモータ数の総和を制御するモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
さらに、制御装置はモータと三つの三つの系統の動力伝達機構を制御して、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を統合して行う。
The power system of
The control device controls the motor and the power transmission mechanism of the three systems, and controls the difference between the number of motors transmitting power to the right wheel and the number of motors transmitting power to the left wheel and the drive torque of each motor. Motor number difference control method Torque vectoring control is performed.
Further, the control device controls the power transmission mechanisms of the three systems, and performs motor number sum control type variable rated output control for controlling the total number of motors that transmit power to the power transmission mechanisms of the three systems.
Further, the control device controls the motor and the power transmission mechanism of the three three systems, and integrates the motor number difference control method torque vectoring control and the motor number sum control method variable rated output control.
特許文献2の動力システムは、複数のモータ、モータの動力を直接右車輪に伝達する第1系統動力伝達機構、直接左車輪に伝達する第2系統動力伝達機構、モータの動力を右車輪と左車輪に分配伝達する第3系統動力伝達機構からなり、三つの系統の動力伝達機構はそれぞれ変速機構を有する。
制御装置は、モータと三つの系統の動力伝達機構を制御して、一方のモータと一方の動力伝達機構で駆動しながら、他方の動力伝達機構の変速機構について他方のモータで同期をとって変速を行う並列駆動同期変速制御を行う。
また、制御装置は、モータと三つの系統の動力伝達機構を制御して、右車輪に動力を伝達するモータ数と左車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御とそれぞれのモータの駆動トルクを制御するモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行い、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御時にも並列駆動同期変速制御を行う。
The power system of
The control device controls the motor and the power transmission mechanism of the three systems, and while driving with one motor and one power transmission mechanism, the speed change mechanism of the other power transmission mechanism is synchronized with the other motor to change the speed. Parallel drive synchronous shift control is performed.
The control device also controls the motor and the power transmission mechanism of the three systems to control the difference between the number of motors that transmit power to the right wheel and the number of motors that transmit power to the left wheel, and the drive torque of each motor. The motor number difference control method torque vectoring control is performed, and the parallel drive synchronous shift control is also performed during the motor number difference control method torque vectoring control.
特許文献1と特許文献2の動力システムは独立駆動方式トルクベクタリング制御の二つの課題を解決するものである。
独立駆動方式トルクベクタリング制御の第1の課題は、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御の複数のモータで片方の車輪を直接駆動する走行モード(200), (002)によって解決した。
独立駆動方式トルクベクタリング制御の第2の課題は、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御の一つのモータで片方の車輪を直接駆動する走行モード(100), (001)および一つのモータで双方の車輪を分配駆動する走行モード(010)によって、走行モード(101)を不要にすることにより解決した。
しかし、走行モード(100)と走行モード(001)の切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃の発生防止のために過渡的に走行モード(010)を必要とし、そのための動力伝達機構を有している。
特許文献1と特許文献2の出願時には、独立駆動方式トルクベクタリング制御の第2の課題を重視していなかったので、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は走行モード(110)、(011)、(101))を含む記述をしている。
走行モード(x y z)について説明する。x は第1車輪(左車輪)を直接駆動するモータ数、y は第1車輪(左車輪)と第2車輪(右車輪)を差動機構により分配駆動するモータ数、z は第2車輪(右車輪)を直接駆動するモータ数である。
The power systems of
The first problem of the independent drive system torque vectoring control is solved by the traveling modes (200) and (002) in which one of the wheels is directly driven by a plurality of motors of the motor number difference control system torque vectoring control.
The second issue of independent drive system torque vectoring control is the driving mode (100), (001) in which one wheel is directly driven by one motor of the motor number difference control system torque vectoring control, and both by one motor. This is solved by making the traveling mode (101) unnecessary by the traveling mode (010) in which the wheels of the vehicle are distributed and driven.
However, the drive mode (010) is required transiently to prevent the drive torque from being lost when switching between the drive mode (100) and the drive mode (001) and the shock generated during the changeover. doing.
At the time of filing of
The travel mode (xyz) will be described. x is the number of motors directly driving the first wheel (left wheel), y is the number of motors driving the first wheel (left wheel) and the second wheel (right wheel) by a differential mechanism, and z is the second wheel ( This is the number of motors that directly drive the right wheel.
特許文献1と特許文献2の動力システムは二つの課題を有している。
特許文献1と特許文献2の第1の課題は、モータの動力を直接右車輪に伝達する第1系統動力伝達機構、モータの動力を直接左車輪に伝達する第2系統動力伝達機構、モータの動力を右車輪と左車輪に分配伝達する第3系統動力伝達機構が車体の横方向に並列に配置されるために、動力システムは車体の横方向に長くなり実装が困難になる課題である。特に前輪を駆動する場合にホイールとの干渉が生じる。特にModel 2122maは顕著である。
特許文献1と特許文献2の第2の課題は、特許文献1と特許文献2の動力システムが、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御の切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃の発生を防止するために、走行モード(100)と走行モード(001)の切換えや走行モード(200)と走行モード(002)の切換えのための過渡的な走行モード(110)、(011)、(101)を必要としていることである。これらの過渡的な走行モードのために第1系統動力伝達機構、第2系統動力伝達機構、第3系統動力伝達機構が複雑になり、特許文献1と特許文献2の第1の課題と同様に動力システムは車体の横方向に長くなり実装が困難になる課題である。
The power systems of
The first problem of
The second problem of
本発明が解決しようとする課題は、特許文献1と特許文献2の第1の課題と第2の課題を解決して、車体の横方向に短くて実装が容易な、実用性の高い動力システムを提供することである。
The problem to be solved by the present invention is to solve the first problem and the second problem of
本発明の動力システムは、課題を解決するための二つの手段を有している。
第1の手段は、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を最小のトルク抜けと衝撃で可能にするモータ同期切換え制御と出力軸同期切換え制御である。これによって過渡的な走行モード(110)、(011)、(101)をの省略を可能にした。
第2の手段は、共通の中間伝達軸(Xm)36、第1モータ(M1)13と第2モータ(M2)14の動力を中間伝達軸(Xm)36に伝達する第1系統動力伝達機構50、中間伝達軸(Xm)36の動力を第1車輪(右車輪)19と第2車輪(左車輪)20に直接伝達する第2系統動力伝達機構60、中間伝達軸(Xm)36の動力を差動機構(Def)37を介して第1車輪(右車輪)19と第2車輪(左車輪)20に分配伝達する第3系統動力伝達機構70を有する構造である。
第1の手段による過渡的な走行モード(101)の省略によって共通の中間伝達軸(Xm)36が可能になった。
第3の手段は、第1入力軸(Xi1)と第2入力軸(Xi2)の一方が奇数段の減速比の歯車機構、他方が偶数段の歯車機構とするA4-ハーフギア変速機構(実施例2)である。
第2の手段による共通の中間伝達軸(Xm)36によってA4-ハーフギア変速機構(実施例2)が可能になった。
走行モード(x y z)について説明する。x は第1車輪(左車輪)を直接駆動するモータ数、y は第1車輪(左車輪)と第2車輪(右車輪)を差動機構により分配駆動するモータ数、z は第2車輪(右車輪)を直接駆動するモータ数である。
The power system of the present invention has two means for solving the problems.
The first means is motor synchronous switching control and output shaft synchronous switching control that enable motor number difference control type torque vectoring control with minimum torque loss and impact. As a result, the transitional driving modes (110), (011), and (101) can be omitted.
The second means is a first power transmission mechanism for transmitting the power of the common intermediate transmission shaft (Xm) 36, the first motor (M1) 13 and the second motor (M2) 14 to the intermediate transmission shaft (Xm) 36. 50, second transmission power transmission mechanism 60 for directly transmitting the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the first wheel (right wheel) 19 and the second wheel (left wheel) 20, and the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 Is provided with a third power transmission mechanism 70 that distributes and transmits to the first wheel (right wheel) 19 and the second wheel (left wheel) 20 via a differential mechanism (Def) 37.
A common intermediate transmission shaft (Xm) 36 is made possible by omitting the transient running mode (101) by the first means.
The third means is an A4-half gear transmission mechanism in which one of the first input shaft (Xi1) and the second input shaft (Xi2) is an odd-stage gear ratio mechanism and the other is an even-number gear mechanism. 2).
The A4-half gear transmission mechanism (Embodiment 2) is made possible by the common intermediate transmission shaft (Xm) 36 by the second means.
The travel mode (xyz) will be described. x is the number of motors directly driving the first wheel (left wheel), y is the number of motors driving the first wheel (left wheel) and the second wheel (right wheel) by a differential mechanism, and z is the second wheel ( This is the number of motors that directly drive the right wheel.
本発明の動力システムの効果について説明する。
第1の効果は、第1の手段の走行モード(110)、(011)の省略によるものであり、差動機構(Def)37と同軸上にある歯車機構とクラッチ機構を削減して動力システムの横方向の寸法を短くした。
特許文献1および特許文献2のModel 2122aは8個の歯車機構と4個のクラッチ機構の構成、Model 2122bは4個の歯車機構と4個のクラッチ機構の構成であるのに対して本発明のModel 2171aとModel 2171bは3個の歯車機構と2個のクラッチ機構の構成、Model 2161bとModel 2162bは2個の歯車機構と3個のクラッチ機構の構成である。
第2の効果は、第2の手段の共通の中間伝達軸(Xm)36によるものであり、一部のクラッチ機構を中間伝達軸(Xm)36に移して第1入力軸(Xi1)と第2入力軸(Xi2)にある歯車機構とクラッチ機構を削減することにより動力システムの横方向の寸法を短くした。
特許文献1および特許文献2のModel 2122aは8個の歯車機構と5個のクラッチ機構の構成、Model 2122bは4個の歯車機構と5個のクラッチ機構の構成であるのに対して本発明のModel 2171aとModel 2171bは4個の歯車機構と2個のクラッチ機構の構成である。
第3の効果は、第3の手段のハーフギア構造によるものであり、第1入力軸(Xi1)と第2入力軸(Xi2)の一方が奇数段の減速比の歯車機構の構成、他方が偶数段の歯車機構の構成とし、第1入力軸(Xi1)と第2入力軸(Xi2)のにある歯車機構とクラッチ機構を削減することにより動力システムの横方向の寸法を短くした。
本発明のModel 2171aとModel 2171bは4個の歯車機構と2個のクラッチ機構の構成であるのに対して、本発明のModel 2172aとModel 2172bは2個の歯車機構と2個のクラッチ機構の構成である。
第4の効果は、第2の手段の共通の中間伝達軸(Xm)36により、第1入力軸(Xi1)と第1出力軸(Xo1)、第2入力軸(Xi2)と第2出力軸(Xo2)の距離が大きくなったために、直径の大きなモータの使用が可能になった。
The effect of the power system of the present invention will be described.
The first effect is due to the omission of the travel modes (110) and (011) of the first means, and the gear system and the clutch mechanism which are coaxial with the differential mechanism (Def) 37 are reduced to reduce the power system. The horizontal dimension of was shortened.
The Model 2122a in
The second effect is due to the common intermediate transmission shaft (Xm) 36 of the second means, and a part of the clutch mechanism is moved to the intermediate transmission shaft (Xm) 36 and the first input shaft (Xi1) and the second transmission mechanism. By reducing the gear mechanism and clutch mechanism on the two input shafts (Xi2), the lateral dimensions of the power system were shortened.
The Model 2122a in
The third effect is due to the half gear structure of the third means, in which one of the first input shaft (Xi1) and the second input shaft (Xi2) is a gear mechanism with an odd reduction ratio, and the other is an even number. The lateral dimensions of the power system were shortened by reducing the gear mechanism and clutch mechanism on the first input shaft (Xi1) and the second input shaft (Xi2).
The
The fourth effect is that the first input shaft (Xi1) and the first output shaft (Xo1), the second input shaft (Xi2) and the second output shaft are provided by the common intermediate transmission shaft (Xm) 36 of the second means. Since the distance of (Xo2) has increased, it has become possible to use a motor with a large diameter.
本発明の動力システムの構成について説明する。
本発明の動力システムは、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、第1車輪(左車輪)19、第2車輪(右車輪)20、第1モータ(M1)13が接続される第1入力軸(Xi1)31、第2モータ(M2)14が接続される第2入力軸(Xi2)32、中間伝達軸(Xm)36、第1車輪(左車輪)19が接続される第1出力軸(Xo1)34 、第2車輪(右車輪)20が接続される第2出力軸(Xo2)35、第1出力軸(Xo1)34と前記第2出力軸(Xo2)35に動力を分配伝達する差動装置37、差動機構(Def)37が接続される差動機構入力軸(Xid)38、
さらに、第1入力軸(Xi1)31の動力と第2入力軸(Xi2)32の動力を中間伝達軸(Xm)36に伝達する第1系統動力伝達機構50、中間伝達軸(Xm)36の動力を第1出力軸(Xo1)31と第2出力軸(Xo2)32に直接伝達する第2系統動力伝達機構60、中間伝達軸(Xm)36の動力を差動機構入力軸(Xid)38に伝達する第3系統動力伝達機構70、制御装置18を有する。
さらに、第1系統動力伝達機構50は第1入力軸(Xi1)31の動力を中間伝達軸(Xm)36に伝達するT1変速機構51と、第2入力軸32の動力を中間伝達軸(Xm)36に伝達するT2変速機構52を有し、T1変速機構51とT2変速機構52は一組または変速比の異なる複数組の歯車機構511, 513, 521, 523 を有する。
The configuration of the power system of the present invention will be described.
In the power system of the present invention, a first motor (M1) 13, a second motor (M2) 14, a first wheel (left wheel) 19, a second wheel (right wheel) 20, and a first motor (M1) 13 are connected. The first input shaft (Xi1) 31 to be connected, the second input shaft (Xi2) 32 to which the second motor (M2) 14 is connected, the intermediate transmission shaft (Xm) 36, and the first wheel (left wheel) 19 are connected. The first output shaft (Xo1) 34, the second output shaft (Xo2) 35 to which the second wheel (right wheel) 20 is connected, the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35.
Further, the first system power transmission mechanism 50 that transmits the power of the first input shaft (Xi1) 31 and the power of the second input shaft (Xi2) 32 to the intermediate transmission shaft (Xm) 36, and the intermediate transmission shaft (Xm) 36 The second system power transmission mechanism 60 that directly transmits power to the first output shaft (Xo1) 31 and the second output shaft (Xo2) 32, and the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the differential mechanism input shaft (Xid) 38 And a third system power transmission mechanism 70 and a
Further, the first system power transmission mechanism 50 includes a
本発明のモータ数総和制御方式可変定格出力制御、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、並列駆動同期変速制御について説明する。
モータ数総和制御方式可変定格出力制御は、制御装置18が第1系統動力伝達機構50を制御して、第1入力軸(Xi1)31と第2入力軸(Xi2)32の動力の中間伝達軸(Xm)36への伝達とその切断を行うことにより、第1車輪(左車輪)19と第2車輪(右車輪)20へ動力を伝達するモータ数の総和の制御を行う。
モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は、制御装置18が第2系統動力伝達機構60と第3系統動力伝達機構70を制御して、中間伝達軸(Xm)36の動力の第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35への伝達とその切断を行うことにより、第1車輪(左車輪)19に動力を伝達するモータ数と第2車輪(右車輪)20に動力を伝達するモータ数の差分の制御を行う。
本発明のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は、旋回走行時は走行モード(200)、走行モード(002)、(100)、(001)、直進走行時は走行モード(020)、(010)で走行するものである。過渡的な走行モード(110)、(011)、(101)は省略している。
並列駆動同期変速制御は、下記第1の変速制御と第2の変速制御からなる。
第1の変速制御は、制御装置18が第1モータ(M1)13とT1変速機構51で駆動しながらT2変速機構52の変速を、または第2モータ(M2)14とT2変速機構52で駆動しながらT1変速機構51の変速を行う制御であり、第2の変速制御は、制御装置18が第1モータ(M1)13または第2モータ(M2)14を制御して第1入力軸(Xi1)31または第2入力軸(Xi2)32の回転速度を、T1変速機構51またはT2変速機構52の変速後に使用する歯車機構511, 513, 521, 523の入力軸と同じ回転速度に変化させて歯車機構511, 513, 521, 523の接続を行う制御である。
走行モード(x y z)について説明する。xは第1車輪(左車輪)19を直接駆動するモータ数、yは第1車輪(左車輪)19と第2車輪(右車輪)20を差動機構(Def)37により分配駆動するモータ数、zは第2車輪(右車輪)20を直接駆動するモータ数である。
The motor number sum control method variable rated output control, motor number difference control method torque vectoring control, and parallel drive synchronous shift control of the present invention will be described.
The total number of motors control system variable rated output control is controlled by the
In the motor vector difference control system torque vectoring control, the
The motor number difference control method torque vectoring control of the present invention is a travel mode (200) during turning, travel modes (002), (100), (001), and travel modes (020), (010) during straight travel. ). The transient travel modes (110), (011), and (101) are omitted.
The parallel drive synchronous shift control includes the following first shift control and second shift control.
In the first speed change control, the
The travel mode (xyz) will be described. x is the number of motors that directly drive the first wheel (left wheel) 19, and y is the number of motors that drive the first wheel (left wheel) 19 and the second wheel (right wheel) 20 by a differential mechanism (Def) 37. , Z is the number of motors that directly drive the second wheel (right wheel) 20.
図2は本発明の動力システムおよびそれと比較するモデルの分類を説明する図である。
Model 2122bは特許文献1および特許文献2の代表的なモデルである。
軸構成はX1-二軸構成であり、第1入力軸(Xi1)13と第2入力軸(Xi2)14、第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35、それらと同軸の第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを有する。
第1系統動力伝達機構50はA1-フルギア変速機であり、T1変速機構51とT2変速機構52は全ての変速段数を有し、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14の動力を第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bに伝達する。第1入力軸(Xi1)13と第2入力軸(Xi2)14を接続する入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
第2系統動力伝達機構60はB1-直接駆動機構であり、第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bの動力を第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に直接伝達する。
第3系統動力伝達機構70はC1-分配駆動機構であり、第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bの動力を差動機構入力軸(Xid)38に伝達し、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に分配伝達する。第1中間伝達軸(Xm1)36aと差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3aクラッチ機構702、第2中間伝達軸(Xm2)36bと差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3bクラッチ機構703を有する。
Model 2125aはModel 2122bを三軸構成に変更したモデルである。
軸構成はX2-三軸構成であり、第1入力軸(Xi1)13と第1出力軸(Xo1)34から独立した第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2入力軸(Xi2)14と第2出力軸(Xo2)35から独立した第2中間伝達軸(Xm2)36b)を有する。
Model 2125bはModel 2125aの入力軸中間クラッチ機構(IC)53の位置を変更したモデルである。
第1系統動力伝達機構50はA2-フルギア変速機構であり、T1変速機構51とT2変速機構52は全ての変速段数を有し、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14の動力を第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bに伝達する。第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを接続する入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
Model 2161はModel 2122bの、Model 2162aはModel 2125aの、Model 2162bはModel 2125bの第3系統動力伝達機構70を変更したモデルである。
第3系統動力伝達機構70はC2-分配駆動機構であり、第2中間伝達軸(Xm2)36bの動力のみを差動機構入力軸(Xid)38に伝達し、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に分配伝達する。第2中間伝達軸(Xm2)36bと差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3bクラッチ機構703を有する。
Model 2171はModel 2162の第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを一体化して中間伝達軸(Xm)36としたモデルである。
軸構成はX3-三軸構成であり、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35から独立した中間伝達軸(Xm)36を有する。
第1系統動力伝達機構50はA3-フルギア変速機構であり、T1変速機構51とT2変速機構52は全ての変速段数を有し、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14の動力を中間伝達軸(Xm)36に伝達する。
第2系統動力伝達機構60はB2-直接駆動機構であり、中間伝達軸(Xm)36の動力を第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に直接伝達する。
第3系統動力伝達機構70はC3-分配駆動機構であり、中間伝達軸(Xm)36の動力を差動機構入力軸(Xid)38に伝達し、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に分配伝達する。中間伝達軸(Xm)36と差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3クラッチ機構701を有する。
Model 2172はModel 2171の第1系統動力伝達機構50を変更したモデルである。
第1系統動力伝達機構50はA4-ハーフギア変速機構であり、T1変速機構51とT2変速機構52は一方が奇数段で他方が偶数段の変速段数を有し、さらに入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
Model 2173とModel 6174はそれぞれModel 2171とModel 2172をハイブリッド動力とした動力システムであり、内燃機関(E)16、第3モータ(M3)15、第3系統動力伝達機構80を有する。
Model 2171a、Model 2172a、Model 2173、Model 2174の第2系統動力伝達機構60のB2-直接駆動機構とModel 2171b、Model 2172bの第2系統動力伝達機構60のB2-直接駆動機構は本質的には同じものである。
FIG. 2 is a diagram for explaining the classification of the power system of the present invention and a model to be compared with the power system.
The shaft configuration is an X1-biaxial configuration, the first input shaft (Xi1) 13 and the second input shaft (Xi2) 14, the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35, coaxial with them The first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a and the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b.
The first system power transmission mechanism 50 is an A1-full gear transmission, and the
The second system power transmission mechanism 60 is a B1-direct drive mechanism, and the power of the first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a and the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b is supplied to the first output shaft (Xo1) 34, the second output. Directly transmitted to the axis (Xo2) 35.
The third system power transmission mechanism 70 is a C1-distribution drive mechanism that transmits the power of the first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a and the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b to the differential mechanism input shaft (Xid) 38. , Distributed to the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35. C3a
The shaft configuration is an X2-triaxial configuration, a first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a independent of the first input shaft (Xi1) 13, the first output shaft (Xo1) 34, and the second input shaft (Xi2) 14. A second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b) independent of the second output shaft (Xo2) 35 is provided.
The first system power transmission mechanism 50 is an A2-full gear speed change mechanism, and the T1
The third system power transmission mechanism 70 is a C2-distribution drive mechanism, which transmits only the power of the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b to the differential mechanism input shaft (Xid) 38, and the first output shaft (Xo1) 34. , Distributed to the second output shaft (Xo2) 35. A C3b
The shaft configuration is an X3-triaxial configuration, which is independent of the first input shaft (Xi1) 13, the second input shaft (Xi2) 14, the first output shaft (Xo1) 34, and the second output shaft (Xo2) 35. A transmission shaft (Xm) 36 is provided.
The first system power transmission mechanism 50 is an A3-full gear speed change mechanism, and the T1
The second system power transmission mechanism 60 is a B2-direct drive mechanism that directly transmits the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35.
The third system power transmission mechanism 70 is a C3-distribution drive mechanism, which transmits the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the differential mechanism input shaft (Xid) 38, the first output shaft (Xo1) 34, the second Distribute to the output shaft (Xo2) 35. A C3
The first system power transmission mechanism 50 is an A4-half gear transmission mechanism, and the
図3はModel 2171とModel 2172の動力システムの全体概要構成を説明する図である。
動力システムは、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、第1車輪(左車輪)19、第2車輪(右車輪)20、動力伝達装置30、第1入力軸(Xi1)31、第2入力軸(Xi2)32、第1出力軸(Xo1)34 、第2出力軸(Xo2)35、二次電池11、インバータ12、制御装置18、運転制御システム90を有する。
さらに、運転制御システム90には、運転制御システム90にはステアリング・エンコーダ91、ステアリング・アクチェーター92、Gセンサー93、ヨーセンサー94、光学カメラ装置95、GPSデジタルマップ装置96が接続される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the overall schematic configuration of the power system of
The power system includes a first motor (M1) 13, a second motor (M2) 14, a first wheel (left wheel) 19, a second wheel (right wheel) 20, a
Further, a
図4は本発明の基本的な電気動力の動力システムであるModel 2171aとModel 2171bの詳細な部分構成を説明する図である。
図4aはModel 2171aであり、軸構成は中間伝達軸(Xm)36を有するX3-三軸構成であり、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、第1入力軸(Xi1)31、第2入力軸(Xi2)32、中間伝達軸(Xm)36、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35を有する。
第1系統動力伝達機構50はT1変速機構51とT2変速機構52が全ての変速段数を有するA3-フルギア変速機構であり、T1変速機構51を構成するT1変速機構第1速歯車機構511、T1変速機構第1速クラッチ機構512、T1変速機構第2速歯車機構513、T1変速機構第2速クラッチ機構514、T2変速機構52 を構成するT2変速機構第1速歯車機構521、T2変速機構第1速クラッチ機構522、T2変速機構第2速歯車機構523、T2変速機構第2速クラッチ機構524を有する。
第2系統動力伝達機構60はB2-直接駆動機構であり、中間伝達軸(Xm)36の動力を第1出力軸(Xo1)34に伝達するC1クラッチ機構601、中間伝達軸(Xm)36の動力を第2出力軸(Xo2)35に伝達するC2クラッチ機構602を有する。
第3系統動力伝達機構70はC3-分配駆動機構であり、中間伝達軸(Xm)36の動力を差動機構入力軸(Xid)38に伝達するC3クラッチ機構701を有する。
さらに、第1入力軸回転速度センサー41、第2入力軸回転速度センサー42、第1出力軸回転速度センサー44、第2出力軸回転速度センサー45、中間伝達軸回転速度センサー46を有する。
図4bはModel 2171bであり、Model 2171aの第2系統動力伝達機構60のC2クラッチ機構602と第3系統動力伝達機構70のC3クラッチ機構701が独立した構造であるのに対して、第2系統動力伝達機構60のC2クラッチ機構602と第3系統動力伝達機構70のC3クラッチ機構701が一体の構造である。Model 2171aとModel 2171bは本質的には同じ構造であり、制御方法は同じである。
FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed partial configuration of
FIG. 4a shows a
The first system power transmission mechanism 50 is an A3-full gear speed change mechanism in which the T1
The second system power transmission mechanism 60 is a B2-direct drive mechanism that transmits the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the first output shaft (Xo1) 34, and the intermediate transmission shaft (Xm) 36. A C2
The third system power transmission mechanism 70 is a C3-distribution drive mechanism, and has a C3
Furthermore, it has a first input shaft
FIG. 4b shows a
図5と図6はModel 2171の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御とモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を説明する図である。
図5aは走行モード(010)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35 を分配駆動する走行モードである。
図5bは走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、第2モータ(M2)14、T2変速機構52、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図6aは走行モード(001)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、C2クラッチ機構602 で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動する走行モードである。
図6bは走行モード(002)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、第2モータ(M2)14、T2変速機構52、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動する走行モードである。
モータ数総和制御方式可変定格出力制御は、走行モード(010)と走行モード(020)を切換える制御、走行モード(001)と走行モード(002)を切換える制御、走行モード(100)と走行モード(200)を切換える制御である。
モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は、走行モード(100)、走行モード(010)、走行モード(001)を切換える制御、走行モード(200)、走行モード(020)、走行モード(002)を切換える制御である。
Model 2122bと比べて走行モード(110)、(011)、(101)が省略されている。
FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the motor number sum control method variable rated output control and the motor number difference control method torque vectoring control of the power system of
FIG. 5a shows the travel mode (010), in which the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft include the first motor (M1) 13, the
FIG. 5b shows a travel mode (020) in which the first motor (M1) 13, the
FIG. 6A shows a travel mode (001) in which the first output shaft (Xo2) 35 is directly driven by the first motor (M1) 13, the
FIG. 6B shows the travel mode (002). The first motor (M1) 13, the
The total number of motors control system variable rated output control is a control that switches between driving mode (010) and driving mode (020), control that switches between driving mode (001) and driving mode (002), driving mode (100) and driving mode ( 200).
Motor number difference control methodTorque vectoring control is a mode that switches between travel mode (100), travel mode (010), travel mode (001), travel mode (200), travel mode (020), travel mode (002). It is the control to switch.
The driving modes (110), (011), and (101) are omitted as compared with the
Model 2171の動力システムの第1速走行モード(010)から第1速走行モード(020)へ切換えるモータ数総和制御方式可変定格出力制御について詳細に説明する。
図5aの第1速走行モード(010)は、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第1速歯車機構511、T1変速機構第1速クラッチ機構512、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図5bの第1速走行モード(020)へ切換えるには、第2モータ(M2)14を起動して、第1モータ(M1)13で駆動しながら、第2モータ(M2)14でT2変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521に同期をとって、 T2変速機構第1速クラッチ機構522を接続し、第1モータ(M1)13と第2モータ(M2)14で駆動する。
「同期を取って」とは、第1入力軸回転速度センサー41、第2入力軸回転速度センサー42、中間伝達軸回転速度センサー46の検出値に基づいてT2変速機構第1速クラッチ機構522の入力と出力の回転速度を一致さす制御である。
第1速走行モード(020)から第1速走行モード(010)への切換えも同様であり、いずれも切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生しない。
The motor number total control method variable rated output control for switching from the first speed travel mode (010) to the first speed travel mode (020) of the power system of
The first speed travel mode (010) in FIG. 5a is the first motor (M1) 13, the T1 speed change mechanism first
To switch to the first speed travel mode (020) of FIG. 5b, the second motor (M2) 14 is started and driven by the first motor (M1) 13, while the second motor (M2) 14 is used for the T2 speed change. In synchronization with the T2 transmission mechanism first
“Synchronize” means that the T2 speed change mechanism first speed
The switching from the first speed traveling mode (020) to the first speed traveling mode (010) is the same, and in either case, there is no drive torque loss at the time of switching and no shock at the time of switching.
Model 2171の動力システムの第1速走行モード(001)から第1速走行モード(002)へ切換えるモータ数総和制御方式可変定格出力制御について詳細に説明する。
図6aの第1速走行モード(001)は、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第1速歯車機構511、T1変速機構第1速クラッチ機構512、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35 を直接駆動する走行モードである。
図6bの第1速走行モード(002)へ切換えるには、第2モータ(M2)14を起動して、第2モータ(M2)14でT2変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521に同期をとってT2変速機構第1速クラッチ機構522を接続し、第1モータ(M1)13 と第2モータ(M2)14で駆動する。
第1速走行モード(002)から第1速走行モード(001)への切換えも同様であり、いずれも切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生しない。
The motor number total control method variable rated output control for switching from the first speed travel mode (001) to the first speed travel mode (002) of the power system of
The first speed travel mode (001) in FIG. 6A is the first motor (M1) 13, the T1 speed change mechanism first
To switch to the first speed travel mode (002) in FIG. 6b, the second motor (M2) 14 is started, and the T2 transmission mechanism first
The switching from the first speed travel mode (002) to the first speed travel mode (001) is the same, and in either case, there is no drive torque loss at the time of switching and no shock at the time of switching.
電気動力またはハイブリッド動力の自動車にとってモータの温度上昇は重要な課題である。モータは温度上昇によって出力が低下しエネルギー効率は低下する。Model 2171の動力システムの走行モード(001)、走行モード(010)、走行モード(100)においては、第1モータ(M1)13による駆動と第2モータ(M2)14による駆動のいずれも可能であり、第1モータ(M1)13と第2モータ(M2)14を適時切換えることによりモータの温度上昇を低減することができる。
Increasing motor temperature is an important issue for electric or hybrid powered vehicles. As the temperature of the motor increases, the output decreases and the energy efficiency decreases. In the driving mode (001), driving mode (010), and driving mode (100) of the
Model 2171の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御について詳細に説明する。
Model 2171のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は、左旋回走行のための走行モード(100)、(200)、直進走行のための走行モード(010)、(020)、右旋回走行のための走行モード(001)、(002)の切換えを行う制御である。特許文献1と特許文献2の動力システムの走行モード(110)、(011)、(101)は省略している。
モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は次にどの走行モードへ切り替えるかを判断する判断制御と最小の切換え時のトルク抜けと最小の切換え時の衝撃で切換えを行う切換え制御からなる。
判断制御には二つの方式がある。第1の方式は現在の走行が直進走行か左旋回走行か右旋回走行かを検出して判断する検出判断制御であり、第2の方式は次の走行が直進走行か左旋回走行か右旋回走行かを予測して判断する予測判断制御である。
切換え制御は切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生しない。三つの方式がある。第1の方式はモータで同期をとってクラッチの入力を出力の回転速度と一致させて接続するモータ同期切換え制御であり、第2の方式は第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35の回転速度が等しい直進走行時に切換えを行う直進走行・出力軸同期切換え制御であり、第3の方式は内側車輪の接地力低下により空転して第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35の回転速度が等しくなる旋回走行時に切換えを行う旋回空転走行・出力軸同期切換え制御である。
モータ同期切換え制御、直進走行・出力軸同期切換え制御、旋回空転走行・出力軸同期切換え制御によって、最小の切換え時のトルク抜けと最小の切換え時の衝撃で切換えを行うことが可能になったので、過渡的な走行モード(110)、(011)、(101)の省略が可能になった。
The motor number difference control system torque vectoring control of the power system of
The motor number difference control method torque vectoring control includes determination control for determining which travel mode to switch to next, and switching control for switching by torque loss at the minimum switching and shock at the minimum switching.
There are two types of judgment control. The first method is detection determination control that detects and determines whether the current traveling is a straight traveling, a left turning traveling, or a right turning traveling, and the second method is a determination whether the next traveling is a straight traveling, a left turning traveling, or a right traveling. This is prediction determination control for predicting and determining whether the vehicle is turning.
In the switching control, there is no drive torque loss at the time of switching and no impact at the time of switching. There are three methods. The first method is motor synchronous switching control that synchronizes with the motor and connects the clutch input in accordance with the rotational speed of the output. The second method is the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft. (Xo2) 35 is a straight-running / output shaft synchronous switching control that switches during straight-running with the same rotational speed of 35. The third method is idling due to a decrease in the ground contact force of the inner wheel and the first output shaft (Xo1) 34 This is a turning idling traveling / output shaft synchronous switching control for switching during turning traveling in which the rotation speed of the second output shaft (Xo2) 35 becomes equal.
With motor synchronous switching control, straight running / output shaft synchronous switching control, turning idle running / output shaft synchronous switching control, it is now possible to perform switching with torque loss at the minimum switching and shock at the minimum switching. The transitional driving modes (110), (011), and (101) can be omitted.
Model 2171の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御の検出判断制御と予測判断制御の概要について図8で説明する。図8aは直線から右Rに変化する道路であり、図8bは右Rから直線に変化する道路であり、図8cは右Rから左Rに変化する道路である。
運転制御システム90(図3)は、それに接続されたステアリング・エンコーダ91(図3)、ステアリング・アクチェーター92(図3)、Gセンサー93(図3)、ヨーセンサー94(図3)から直進走行か旋回走行かを検出して検出走行情報として出力する。または、光学カメラ装置95(図3)、GPSデジタルマップ装置96(図3)の道路の情報から次の走行が直進走行か旋回走行かを予測して予測走行情報を出力し、制御装置18は運転制御システム90の検出走行情報または予測走行情報に基づいてモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
検出判断制御について説明する。運転制御システム90が図8a, 図8b, 図8c のB-Cの位置で検出走行情報を出力し、制御装置18は検出走行情報が直進走行(図8b)であれば走行モード(010), (020)へ、左旋回走行(図8c)であれば走行モード(001), (002)へ、右旋回走行(図8a)であれば走行モード(100), (200)への切換えが好ましいと判断する。
予測判断制御について説明する。運転制御システム90が図8a, 図8b, 図8c のA-Bの位置で予測走行情報を出力し、制御装置18は予測走行情報が直進走行(図8b)であれば走行モード(010), (020)へ、左旋回走行(図8c)であれば走行モード(001), (002)へ、右旋回走行(図8a)であれば走行モード(100), (200)への切換えが好ましいと判断する。
実際に走行モードの切換えを行うか行わないかの判断は他の情報も含めて判断が行われる。例えば低速で走行している場合は、走行モード(010)に固定し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行わないことがある。
The outline of detection judgment control and prediction judgment control of the motor number difference control method torque vectoring control of the power system of
The driving control system 90 (FIG. 3) is driven straight from a steering encoder 91 (FIG. 3), a steering actuator 92 (FIG. 3), a G sensor 93 (FIG. 3), and a yaw sensor 94 (FIG. 3) connected thereto. It detects whether the vehicle is turning, and outputs it as detected travel information. Alternatively, predicting whether the next traveling is a straight traveling or a turning traveling from the road information of the optical camera device 95 (FIG. 3) and the GPS digital map device 96 (FIG. 3), and outputs predicted traveling information. The motor number difference control method torque vectoring control is performed based on the detected travel information or the predicted travel information of the
The detection determination control will be described. The driving
The prediction determination control will be described. The driving
Judgment on whether or not to actually switch the driving mode is made including other information. For example, when traveling at a low speed, the motor mode difference control method torque vectoring control may not be performed while the traveling mode (010) is fixed.
Model 2171の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御のモータ同期切換え制御と出力軸同期切換え制御の概要について図8で説明する。
モータ同期切換え制御は、検出判断制御と予測判断制御のいずれとの組合せも可能であり、図8a, 図8b, 図8cのA-B-Cのいずれの位置でも切換え制御が可能である。切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生するが、モータは内燃機関に比べて回転速度制御の速度と精度が高いのでそれらの影響は小さい。
直進走行・出力軸同期切換え制御と旋回空転走行・出力軸同期切換え制御は、検出判断制御と予測判断制御との組合せと図8a, 図8b, 図8cにおける制御が可能な位置に制限がある。しかし、モータ同期切換え制御のような切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生しない。
直進走行・出力軸同期切換え制御は、検出判断制御との組合せにより、図8b, 図8cのBの位置において走行モード(010), (020)への切換えを行い、予測判断方式との組合せにより、図8aのBの位置において走行モード(100), (200)への切換え、図8bのBの位置において走行モード(010), (020)への切換え、図8cのBの位置において走行モード(001), (002)への切換えを行う。
旋回空転走行・出力軸同期切換え方式は、
検出判断方式との組合せにより、図8aのCの位置において走行モード(100), (200)への切換え、図8cのCの位置において走行モード(001), (002)への切換えを行う。
The outline of motor synchronous switching control and output shaft synchronous switching control of the motor number difference control method torque vectoring control of the power system of
The motor synchronous switching control can be a combination of detection determination control and prediction determination control, and switching control can be performed at any position of ABC in FIGS. 8a, 8b, and 8c. The drive torque loss at the time of switching and the impact at the time of switching occur, but the influence of the motor is small because the speed and accuracy of the rotational speed control are higher than those of the internal combustion engine.
In the straight travel / output shaft synchronous switching control and the turning idling / output shaft synchronous switching control, the combination of the detection determination control and the prediction determination control and the positions where the control in FIGS. 8a, 8b, and 8c can be performed are limited. However, there is no drive torque loss at the time of switching such as motor synchronous switching control and no impact at the time of switching.
The straight running / output shaft synchronous switching control is switched to the running mode (010), (020) at the position B in FIGS. 8b and 8c by combination with detection judgment control, and in combination with the prediction judgment method. 8a, switching to driving mode (100), (200) at position B, switching to driving mode (010), (020) at position B in FIG. 8b, driving mode at position B in FIG. 8c Switch to (001), (002).
The rotation idling / output shaft synchronous switching method is
By combination with the detection judgment method, switching to the running modes (100) and (200) is performed at the position C in FIG. 8a, and switching to the running modes (001) and (002) is performed at the position C in FIG. 8c.
図9はモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御のモータ同期切換え制御について第2系統動力伝達機構60と第3系統動力伝達機構70の制御を説明する図である。
走行モード(010)(図9a)から走行モード(001)(図9c)への切換え、走行モード(020)から走行モード(002)への切換えについて説明する。
制御装置18は、C3クラッチ機構701を切断して過渡的に走行モード (000)(図9b)とし、中間伝達軸回転速度センサー46と第2出力軸回転速度センサー45の検出値に基づいて、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14でC2クラッチ機構602の入力である中間動力伝達軸(Xm)36 の回転速度をC2クラッチ機構602の出力である第2出力軸(Xo2)35の回転速度と一致させてC2クラッチ機構602を接続し、走行モード(001)(図9c)、走行モード(002) とする。
走行モード(001)から走行モード(010)への切換え、走行モード(002)から走行モード(020)への切換えについて説明する。
制御装置18は、C2クラッチ機構602を切断し、中間伝達軸回転速度センサー46の検出値と、第1出力軸回転速度センサー44の検出値と第2出力軸回転速度センサー45の検出値から算出(中間値を求める)した差動機構入力軸(Xid)38の回転速度に基づいて、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14でC3クラッチ機構701の入力である中間動力伝達軸(Xm)36の回転速度を出力である差動機構入力軸(Xid)38の回転速度と一致させてC3クラッチ機構701を接続する。
走行モード(100)と走行モード(200)についてはC2クラッチ機構602をC1クラッチ機構601に置き換えることにより同様の制御になる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the control of the second system power transmission mechanism 60 and the third system power transmission mechanism 70 in the motor synchronous switching control of the motor number difference control method torque vectoring control.
Switching from the traveling mode (010) (FIG. 9a) to the traveling mode (001) (FIG. 9c) and switching from the traveling mode (020) to the traveling mode (002) will be described.
The
Switching from the traveling mode (001) to the traveling mode (010) and switching from the traveling mode (002) to the traveling mode (020) will be described.
The
The driving mode (100) and the driving mode (200) are controlled in the same manner by replacing the C2
図10はModel 2171の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御の直進走行・出力軸同期切換え制御と旋回空転走行・出力軸同期切換え制御について第2系統動力伝達機構60と第3系統動力伝達機構70の制御を詳細に説明する図である。直進走行・出力軸同期切換え制御は第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35の回転速度が等しい直進走行状態に切換えを行い、旋回空転走行・出力軸同期切換え制御は旋回走行中に内側車輪が接地力低下により空転して回転速度が上昇して第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35の回転速度が等しくなる空転走行状態に切換えを行うが、それらの制御は同じである。
走行モード(010)(図10a)から走行モード(001)(図10c)への切換え、走行モード(020)から走行モード(002)への切換えについて説明する。
制御装置18は、第1出力軸回転速度センサー44、第2出力軸回転速度センサー45 の検出値が等しい時に、C3クラッチ機構701の切断とC2クラッチ機構602を接続を同時に行う。過渡的に走行モード(011)、走行モード(022) となっても支障はない。
走行モード(001)から走行モード(010)への切換えと走行モード(002)から走行モード(020)への切換えについて説明する。
制御装置18は、第1出力軸回転速度センサー44、第2出力軸回転速度センサー45の検出値が等しい時に、C2クラッチ機構602の切断とC3クラッチ機構701の接続を同時に行う。
走行モード(100)と走行モード(200)についてはC2クラッチ機構602をC1クラッチ機構601に置き換えることにより同様の制御になる。
常に、C1クラッチ機構601、C2クラッチ機構602またはC3クラッチ機構701のいずれかが接続されている(図9b)ので切換え時の駆動トルク抜けは発生しない。また、切換え時に、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14の回転速度は変化しないので切換え時の衝撃は発生しない。
FIG. 10 shows the second system power transmission mechanism 60 and the third system power for the straight traveling / output shaft synchronous switching control and the swiveling idle driving / output shaft synchronous switching control of torque vectoring control of the motor number difference control method of the
Switching from the travel mode (010) (FIG. 10a) to the travel mode (001) (FIG. 10c) and switching from the travel mode (020) to the travel mode (002) will be described.
The
Switching from the traveling mode (001) to the traveling mode (010) and switching from the traveling mode (002) to the traveling mode (020) will be described.
The
The driving mode (100) and the driving mode (200) are controlled in the same manner by replacing the C2
Since any one of the C1
図11はModel 2171 の動力システムの走行モード(010)の並列駆動同期変速制御について第1系統動力伝達機構50の制御を説明する図である。
図11aは第1速走行モード(010)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第1速歯車機構511、T1変速機構第1速クラッチ機構512、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図11bは過渡的走行モード(020)であり、第2モータ(M2)14を起動して、第2モータ(M2)14、T2変速機構52で駆動しながら、第1モータ(M1)13でT1変速機構51の目的の(次に使用する)T1変速機構第2速歯車機構513に同期をとってT1変速機構第2速クラッチ機構514を接続する走行モードである。
図11cは第2速走行モード(010)であり、T2変速機構52を切断し、第2モータ(M2)14を停止し、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第2速歯車機構513、T2変速機構第2速クラッチ機構524で駆動する速走行モードである。
「同期を取って」とは、第1入力軸回転速度センサー41、第2入力軸回転速度センサー42、中間伝達軸回転速度センサー46の検出値に基づいてT1変速機構第1速クラッチ機構512の入力と出力の回転速度を一致さす制御である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the control of the first system power transmission mechanism 50 for the parallel drive synchronous shift control in the travel mode (010) of the
FIG. 11a shows the first speed travel mode (010), which is the first motor (M1) 13, the T1 speed change mechanism first
FIG. 11b shows a transitional driving mode (020) in which the second motor (M2) 14 is started and driven by the first motor (M1) 13 while being driven by the second motor (M2) 14 and the
FIG. 11c shows the second speed travel mode (010), in which the
“Synchronize” means that the T1 speed change mechanism first speed
図12はModel 2171の動力システムの走行モード(020)の並列駆動同期変速制御について第1系統動力伝達機構50の制御を説明する図である。
図12aは第1速走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第1速歯車機構511、T1変速機構第1速クラッチ機構512、T1変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521、T2変速機構第1速クラッチ機構522、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図12bは過渡的走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51で駆動しながら、第2モータ(M2)14でT2変速機構52の目的の(次に使用する)T2変速機構第2速歯車機構523に同期をとってT2変速機構第2速クラッチ機構524 を接続する走行モードである。
図12cは第2速走行モード(020)であり、第2モータ(M2)14、T2変速機構52で駆動しながら、第1モータ(M1)13でT1変速機構51の目的の(次に使用する)T1変速機構第2速歯車機構513に同期をとってT1変速機構第2速クラッチ機構514を接続し、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第2速歯車機構513 、T2変速機構第2速クラッチ機構524、第2モータ(M2)14、T2変速機構52のT2変速機構第2速歯車機構523、T2変速機構第2速クラッチ機構524で駆動する走行モードである。
Model 2171の走行モード(100)と走行モード(001)の並列駆動同期変速制御と走行モード(010)の並列駆動同期変速制御との差異、走行モード(200)と走行モード(002)の並列駆動同期変速制御と走行モード(020)の並列駆動同期変速制御との差異は、C3クラッチ機構701が C1クラッチ機構601、C2クラッチ機構602に変わるだけである。
FIG. 12 is a diagram for explaining the control of the first system power transmission mechanism 50 for the parallel drive synchronous shift control in the travel mode (020) of the power system of
FIG. 12a shows the first speed travel mode (020), the first motor (M1) 13, the T1 speed change mechanism first
FIG. 12b shows the transitional driving mode (020), which is driven by the first motor (M1) 13 and the
FIG. 12c shows the second speed travel mode (020), which is driven by the second motor (M2) 14 and the
Difference between parallel drive synchronous shift control of travel mode (100) and travel mode (001) of
図13はModel 2171aとModel 2171bの変形実施例であるModel 2172aとModel 2172bの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
図13aは、Model 2172aであり、第1系統動力伝達機構50はA4-ハーフギア変速機構機構であり、T1変速機構51は偶数段の減速比のT1変速機構第2速歯車機構513とT1変速機構第2クラッチ機構514を有し、T2変速機構52 は奇数段の減速比のT2変速機構第1速歯車機構521とT2変速機構第2速クラッチ機構522を有し、さらに入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed partial configuration of a power system of
FIG. 13a is a
図14と図15はModel 2172の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御とモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を説明する図である。
図14aは第1速走行モード(010)であり、第2モータ(M2)14、T2変速機構52、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図14bは第1速走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、入力軸中間クラッチ機構(IC)53、T2変速機構52、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図15aは第1速走行モード(001)であり、第2モータ(M2)14、T2変速機構52、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動する走行モードである。
図15bは第1速走行モード(002)であり、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、入力軸中間クラッチ機構(IC)53、T2変速機構52、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動する走行モードである。
モータ数総和制御方式可変定格出力制御は、走行モード(010)と走行モード(020)を切換える制御、走行モード(001)と走行モード(002)を切換える制御、走行モード(100)と走行モード(200)を切換える制御である。
モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は、走行モード(100)と走行モード(010)と走行モード(001)を切換える制御、走行モード(200)と走行モード(020)と走行モード(002)を切換える制御であり、第2系統動力伝達機構60と第3系統動力伝達機構70のみの制御なので Model 2171のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と同じである。
FIG. 14 and FIG. 15 are diagrams for explaining the motor number total control method variable rated output control and the motor number difference control method torque vectoring control of the power system of
FIG. 14a shows the first speed travel mode (010). The second motor (M2) 14, the
FIG. 14b shows the first speed travel mode (020). The first motor (M1) 13, the second motor (M2) 14, the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53, the
FIG. 15A shows the first speed travel mode (001), which is a travel mode in which the second output shaft (Xo2) 35 is directly driven by the second motor (M2) 14, the
FIG. 15b shows the first speed travel mode (002), which includes the first motor (M1) 13, the second motor (M2) 14, the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53, the
The total number of motors control system variable rated output control is a control that switches between driving mode (010) and driving mode (020), control that switches between driving mode (001) and driving mode (002), driving mode (100) and driving mode ( 200).
Motor number difference control methodTorque vectoring control is a switch between driving mode (100), driving mode (010) and driving mode (001), driving mode (200), driving mode (020) and driving mode (002). Since the control is a switching control and only the second system power transmission mechanism 60 and the third system power transmission mechanism 70 are controlled, it is the same as the
Model 2172の動力システムの第1速走行モード(010)から第1速走行モード(020)へ切換えるモータ数総和制御方式可変定格出力制御について詳細に説明する。
図14aの第1速走行モード(010)は、第2モータ(M2)14、T2変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521、T2変速機構第1速クラッチ機構522、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図14bの第1速走行モード(020)へ切換えるには、第1モータ(M1)13を起動して、同期をとって入力軸中間クラッチ機構(IC)53を接続する。
「同期を取って」とは、第1入力軸回転速度センサー41、第2入力軸回転速度センサー42の検出値に基づいて入力軸中間クラッチ機構(IC)53の入力と出力の回転速度を一致さす制御である。
第1速走行モード(020)から第1速走行モード(010)への切換えも同様であり、いずれも切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生しない。
The motor total sum control method variable rated output control for switching from the first speed travel mode (010) to the first speed travel mode (020) of the power system of
The first speed travel mode (010) in FIG. 14a is the second motor (M2) 14, the T2 speed change mechanism first
To switch to the first speed travel mode (020) of FIG. 14b, the first motor (M1) 13 is started and the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53 is connected in synchronization.
“Synchronize” means that the input and output rotational speeds of the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53 coincide based on the detection values of the first input shaft
The switching from the first speed traveling mode (020) to the first speed traveling mode (010) is the same, and in either case, there is no drive torque loss at the time of switching and no shock at the time of switching.
Model 2172の動力システムの第1速走行モード(001)から第1速走行モード(002)へ切換えるモータ数総和制御方式可変定格出力制御について詳細に説明する。
図15aの第1速走行モード(001)は、第2モータ(M2)14、T2変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521、T2変速機構第1速クラッチ機構522、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動する走行モードである。
図15bの第1速走行モード(002)へ切換えるには、第1モータ(M1)13を起動して、同期をとって入力軸中間クラッチ機構(IC)53を接続する。
第1速走行モード(002)から第1速走行モード(001)への切換えも同様であり、いずれも切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃は発生しない。
The motor total sum control method variable rated output control for switching from the first speed travel mode (001) to the first speed travel mode (002) of the power system of
The first speed travel mode (001) of FIG. 15a is the second motor (M2) 14, the T2 speed change mechanism first
In order to switch to the first speed travel mode (002) of FIG. 15b, the first motor (M1) 13 is started and the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53 is connected in synchronization.
The switching from the first speed travel mode (002) to the first speed travel mode (001) is the same, and in either case, there is no drive torque loss at the time of switching and no shock at the time of switching.
図16はModel 2172の動力システムの走行モード(010)の並列駆動同期変速制御について第1系統動力伝達機構50の制御を説明する図である。
図16aは第1速走行モード(010)であり、第2モータ(M2)14、T2変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521、T2変速機構第1速クラッチ機構522、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図16bは過渡的走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13を起動して、第1モータ(M1)13でT1変速機構51の目的のT1変速機構第2速歯車機構513 に同期をとってT1変速機構第2速クラッチ機構514を接続する走行モードである。
図16cは第2速走行モード(010)であり、T2変速機構52を切断し、第2モータ(M2)14を停止し、第1モータ(M1)13、T1変速機構51 のT1変速機構第2速歯車機構513 、T2変速機構第2速クラッチ機構524で駆動する走行モードである。
FIG. 16 is a diagram for explaining the control of the first system power transmission mechanism 50 for the parallel drive synchronous shift control in the travel mode (010) of the power system of
FIG. 16a shows the first speed travel mode (010), the second motor (M2) 14, the T2 speed change mechanism first
FIG. 16b shows a transitional driving mode (020), in which the first motor (M1) 13 is activated and the first motor (M1) 13 causes the T1
FIG. 16c shows the second speed travel mode (010), in which the
図17はModel 2172の動力システムの走行モード(020)の並列駆動同期変速制御について第1系統動力伝達機構50の制御を説明する図である。
図17aは第1速走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13、入力軸中間クラッチ機構(IC)35、第2モータ(M2)14、T2変速機構52のT2変速機構第1速歯車機構521、T2変速機構第1速クラッチ機構522、C3クラッチ機構701、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図17bは過渡的走行モード(020)であり、第2モータ(M2)14、T2変速機構52で駆動しながら、入力軸中間クラッチ機構(IC)53を切断し、第1モータ(M1)13でT1変速機構51の目的のT1変速機構第2速歯車機構513に同期をとってT1変速機構第2速クラッチ機構514を接続する走行モードである。
図17cは第2速走行モード(020)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51で駆動しながら、T2変速機構52のT2変速機構第1速クラッチ機構522を切断し、第2モータ(M2)14で同期を取って入力軸中間クラッチ機構(IC)53を接続し、第2モータ(M2)14、入力軸中間クラッチ機構(IC)53、第1モータ(M1)13、T1変速機構51のT1変速機構第2速歯車機構513 、T2変速機構第2速クラッチ機構524で駆動する走行モードである。
Model 2172の走行モード(100)と走行モード(001)の並列駆動同期変速制御と走行モード(010)の並列駆動同期変速制御との差異、走行モード(200)と走行モード(002)の並列駆動同期変速制御と走行モード(020)の並列駆動同期変速制御との差異は、C3クラッチ機構701が C1クラッチ機構601、C2クラッチ機構602に変わるだけである。
FIG. 17 is a diagram for explaining the control of the first system power transmission mechanism 50 for the parallel drive synchronous shift control in the travel mode (020) of the power system of
FIG. 17A shows the first speed travel mode (020). The first motor (M1) 13, the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 35, the second motor (M2) 14, the T2
FIG. 17b shows a transitional travel mode (020), in which the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53 is disconnected while being driven by the second motor (M2) 14 and the
FIG. 17c shows the second speed travel mode (020), in which the T2 transmission mechanism first speed
Difference between parallel drive synchronous shift control of
図18はModel 2173とModel 2174の動力システムの全体概要構成を説明する図である。
図3のModel 2171とModel 2172の動力システムの全体概要構成との差異は、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、燃料噴射装置17を有することである。運転制御システム90に接続されるステアリング・エンコーダ91等の図示は省略しているが図3と同様に接続可能である。
FIG. 18 is a diagram for explaining the overall schematic configuration of the power systems of
3 differs from the overall schematic configuration of the power system of
図19はModel 2173の詳細な部分構成を説明する図である。
Model 2173の動力システムのModel 2171aの動力システムとの差異は、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、それらが接続される第3入力軸(Xi3)33、第3入力軸(Xi3)33の動力を差動機構(Def)37に伝達する第4系統動力伝達機構80を有することである。第4系統動力伝達機構80はC4クラッチ機構801、第3入力軸回転速度センサー43を有する。
FIG. 19 is a diagram illustrating a detailed partial configuration of
The difference between the power system of
図20と図21はModel 2173の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御とモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を説明する図である。
第3モータ(M3)15または内燃機関(E)16で駆動する走行モード(010)と、
第3モータ(M3)15と内燃機関(E)16で駆動する走行モード(020)と、
第1モータ(M1)13または第2モータ(M2)14、第3モータ(M3)15または内燃機関(E)16で駆動する走行モード(110)、走行モード(020)、走行モード(011)と、
第1モータ(M1)13と第2モータ(M2)14、第3モータ(M3)15または内燃機関(E)16で駆動する走行モード(210)、走行モード(030)、走行モード(012)と、
第1モータ(M1)13または第2モータ(M2)14、第3モータ(M3)15と内燃機関(E)16で駆動する走行モード(120)、走行モード(030)、走行モード(021)と、
第1モータ(M1)13と第2モータ(M2)14、第3モータ(M3)15と内燃機関(E)16で駆動する走行モード(220)、走行モード(040)、走行モード(022)が可能である。
図20aは走行モード(030)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、C3クラッチ機構701、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図20bは走行モード(040)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、第2モータ(M2)14、T2変速機構52、C3クラッチ機構701、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34 と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図21aは走行モード(021)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動し、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図21bは走行モード(022)であり、第1モータ(M1)13、T1変速機構51、第2モータ(M2)14、T2変速機構52、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動し、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
FIGS. 20 and 21 are diagrams for explaining the motor number sum control method variable rated output control and the motor number difference control method torque vectoring control of the power system of
A travel mode (010) driven by a third motor (M3) 15 or an internal combustion engine (E) 16,
A travel mode (020) driven by a third motor (M3) 15 and an internal combustion engine (E) 16,
Travel mode (110), travel mode (020), travel mode (011) driven by first motor (M1) 13 or second motor (M2) 14, third motor (M3) 15 or internal combustion engine (E) 16 When,
Travel mode (210), travel mode (030), travel mode (012) driven by first motor (M1) 13 and second motor (M2) 14, third motor (M3) 15 or internal combustion engine (E) 16 When,
Travel mode (120), travel mode (030), travel mode (021) driven by the first motor (M1) 13 or the second motor (M2) 14, the third motor (M3) 15 and the internal combustion engine (E) 16 When,
Travel mode (220), travel mode (040), travel mode (022) driven by first motor (M1) 13 and second motor (M2) 14, third motor (M3) 15 and internal combustion engine (E) 16 Is possible.
FIG. 20a shows the travel mode (030), in which the first motor (M1) 13,
FIG. 20b shows the travel mode (040), in which the first motor (M1) 13, the
FIG. 21a shows the travel mode (021), in which the second output shaft (Xo2) 35 is directly driven by the first motor (M1) 13, the
FIG. 21b shows the travel mode (022), in which the first motor (M1) 13, the
Model 2173の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御は、Model 2171のモータ数総和制御方式可変定格出力制御以外に、走行モード(010)、走行モード(020)、走行モード(030)、走行モード(040)の切換え、走行モード(011)、走行モード(022)の切換えの制御が可能である。
Model 2173の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御はModel 2171のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御以外に、走行モード(110)、走行モード(020)、走行モード(011)、走行モード(210)、走行モード(030)、走行モード(012)の切換え、走行モード(120)、走行モード(030)、走行モード(021)、走行モード(220)、走行モード(040)、走行モード(022)の切換えの制御が可能である。
Model 2173の動力システムの並列駆動同期変速制御は、Model 2171の動力システムの並列駆動同期変速制御と、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80で駆動しながら第1モータ(M1)13でT1変速機構51 の同期をとる並列駆動同期変速制御、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80で駆動しながら第2モータ(M2)14でT2変速機構52の同期をとる並列駆動同期変速制御が可能である。
The parallel drive synchronous shift control of the
図22はModel 2174の詳細な部分構成を説明する図である。
Model 2174の動力システムのModel 2172aの動力システムとの差異は、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、それらが接続される第3入力軸(Xi3)33、第3入力軸(Xi3)33の動力を差動機構(Def)37に伝達する第4系統動力伝達機構80を有することである。第4系統動力伝達機構80はC4クラッチ機構801、第3入力軸回転速度センサー43を有する。
FIG. 22 is a diagram illustrating a detailed partial configuration of
The difference between the
図23と図24はModel 2174の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御とモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を説明する図である。
Model 2174の動力システムはModel 2173の動力システムと同じ走行モードが可能である。
図23aは走行モード(030)であり、Model 2173の動力システムの走行モード(030)と同様である。
図23bは走行モード(040)であり、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、入力軸中間クラッチ機構(IC)53、T1変速機構51、C3クラッチ機構701、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34 と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
図24aは走行モード(021)であり、Model 2173の動力システムの走行モード(021)と同様である。
図24bは走行モード(022)であり、第1モータ(M1)13、第2モータ(M2)14、入力軸中間クラッチ機構(IC)53、T1変速機構51、C2クラッチ機構602で第2出力軸(Xo2)35を直接駆動し、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80、差動機構(Def)37で第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35を分配駆動する走行モードである。
Model 2174の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御は、Model 2172のモータ数総和制御方式可変定格出力制御と、走行モード(010)、走行モード(020)、走行モード(030)、走行モード(040)を切換えるモータ数総和制御方式可変定格出力制御、走行モード(011)、走行モード(022)を切換えるモータ数総和制御方式可変定格出力制御が可能である。
Model 2174の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御はModel 2172のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と、走行モード(110)、走行モード(020)、走行モード(011)、走行モード(210)、走行モード(030)、走行モード(012)を切換えるモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、走行モード(120)、走行モード(030)、走行モード(021)、走行モード(220)、走行モード(040)、走行モード(022)を切換えるモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御が可能である。
FIG. 23 and FIG. 24 are diagrams for explaining the motor number sum control method variable rated output control and the motor number difference control method torque vectoring control of the power system of
The power system of
FIG. 23a shows the travel mode (030), which is the same as the travel mode (030) of the power system of
FIG. 23b shows the travel mode (040), in which the first motor (M1) 13, the second motor (M2) 14, the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53, the
FIG. 24 a shows the travel mode (021), which is the same as the travel mode (021) of the power system of
FIG. 24b shows the travel mode (022), in which the first output is generated by the first motor (M1) 13, the second motor (M2) 14, the input shaft intermediate clutch mechanism (IC) 53, the
Model 2174 の動力システムの並列駆動同期変速制御は、Model 2172の動力システムの並列駆動同期変速制御と、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80で駆動しながら第1モータ(M1)13でT1変速機構51 の同期をとる並列駆動同期変速制御、第3モータ(M3)15、内燃機関(E)16、C4クラッチ機構80で駆動しながら第2モータ(M2)14でT2変速機構52の同期をとる並列駆動同期変速制御が可能である。
The parallel drive synchronous shift control of the
本発明のModel 2171とModel 2172の動力システムの車体の横方向の寸法が、 特許文献1、特許文献2の代表的なモデルであるModel 2122bよりも短くなることを、実施例5のModel 2122bとModel 2125、実施例6のModel 2161とModel 2162、実施例7のModel 2171、実施例8のModel 2172のモデルを比較することにより説明する。
図25はModel 2122bとそれを3軸化したModel 2125a、Model 2125bの動力システムの横方向の寸法を説明する図である。
図25aはModel 2122bであり、第1入力軸(Xi1)31と第2入力軸(Ai2)32を接続する入力軸中間クラッチ機構(IC)53、第1中間伝達軸(Xm1)36aと第1出力軸(Xo1)34との接続を行うC1クラッチ機構601、差動機構入力軸 (Xid)38 との接続を接続を行うC3aクラッチ機構702、第2中間伝達軸(Xm2)36bと第2出力軸(Xo2)35との接続を行うC2クラッチ機構602、差動機構入力軸(Xid)38 との接続を接続を行うC3bクラッチ機構703 を有する。
Model 2122b の動力システムの車体の横方向の寸法はS=6.00(単位なし)である。
図25bはModel 2125aであり、Model 2122bでは第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸 (Xo2)35と同軸であった第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bが独立して三軸化することにより、動力システムの車体の横方向の寸法はS=4.20となり、Model 2122bよりdS=1.80短い。
図25cはModel 2125bであり、Model 2125aの入力軸中間クラッチ機構(IC)53を第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36b に移動した構成であり、動力システムの車体の横方向の寸法はModel 2125aと同じS=4.20である。
The
FIG. 25 is a diagram for explaining the dimensions in the lateral direction of
FIG. 25a shows a
The lateral dimension of the body of the
FIG. 25b shows the
FIG. 25c is a
図26はModel 2122b、Model 2125a、Model 2125bの制御を説明する図である。
Model 2125a、Model 2125bはModel 2122bと同様に、走行モード(100), (010), (001), (200), (110), (020), (011), (002), (101)が可能である。
図26aはModel 2122bとModel 2125aの走行モード(002)の制御であり、図26bはModel 2125bの走行モード(002)の制御である。入力軸中間クラッチ(IC)53が第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36b に移動しても動力伝達が変化しないことが分かる。
FIG. 26 is a diagram for explaining control of
FIG. 26a shows the control of the travel mode (002) of
図27はModel 2161、Model 2162a、Model 2162bの動力システムの横方向の寸法を説明する図である。
Model 2161、Model 2162a、Model 2162bはModel 2122b、Model 2125a、Model 2125bのC3aクラッチ機構702を省略し、C3bクラッチ機構703をC3クラッチ機構701としたモデルである。
図27aはModel 2161であり、動力システムの車体の横方向の寸法はS=5.60(単位なし)で、Model 2122bよりdS=0.40短い。
図27bはModel 2162aであり、動力システムの車体の横方向の寸法はS=3.90で、Model 2125aよりdS=0.30短く、Model 2122bよりdS=2.10 短い。
図27cはModel 2162bであり、動力システムの車体の横方向の寸法はModel 2162aと同じS=3.90である。
FIG. 27 is a diagram for explaining the lateral dimensions of the power systems of
FIG. 27a shows a
FIG. 27b is
FIG. 27c is
図28はModel 2161、Model 2162a、Model 2162bの制御を説明する図である。
Model 2161、Model 2162a、Model 2162bは走行モード(100), (010), (001), (200), (020), (002), (101)の制御が可能である。Model 2122b、Model 2125aと比べると走行モード(110), (011)が省略され、Model 2171、Model 2172と比べると走行モード(101)が可能な制御である。
実施例1のModel 2171, Model 2172で説明したモータ同期切換え制御方式と出力軸同期切換え制御方式によって、切換え時の駆動トルク抜けと切換え時の衝撃の問題は解決されるので走行モード(110), (011)を省略が可能になった。
図28aはModel 2161とModel 2162aの走行モード(002)の制御であり、図28bはModel 2162bの走行モード(002)の制御である。
FIG. 28 is a diagram for explaining control of
The motor synchronous switching control method and output shaft synchronous switching control method described in
FIG. 28a shows the control of the travel mode (002) of
図29はModel 2171a, Model 2171bの動力システムの横方向の寸法を説明する図である。
Model 2171a, Model 2171bの詳細な部分構成は既に実施例1で説明しているように、Model 2162bの入力軸中間クラッチ機構(IC)53を省略し、第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを一体の中間伝達軸(Xm)36としたモデルである。
図29aはModel 2171aであり、C2クラッチ機構602とC3クラッチ機構701は独立した構成である。動力システムの車体の横方向の寸法はS=3.60(単位なし)であり、Model 2162aよりdS=0.30短く、Model 2122bよりdS=2.40短い。
図29bはModel 2171bであり、C2クラッチ機構602とC3クラッチ機構701は一体になった構成である。動力システムの車体の横方向の寸法はModel 2171aと同じS=3.60である。
FIG. 29 is a diagram for explaining the lateral dimensions of the power systems of
As described in the first embodiment, the detailed partial configuration of the
FIG. 29a shows a
FIG. 29b shows a
図30はModel 2172aとModel 2172bの動力システムの横方向の寸法を説明する図である。
Model 2172aとModel 2172bの詳細な部分構成は既に実施例2で説明しているように、Model 2171a, Model 2171bの構成に入力軸中間クラッチ機構(IC)53 を再度追加し、Model 2171aとModel 2171bのT1変速機構第1速歯車機構511、T1変速機構第1速クラッチ機構512、T2変速機構第2速歯車機構523、T2変速機構第2速クラッチ機構524 を省略したモデルである。
図30aはModel 2172aである。動力システムの車体の横方向の寸法はS=3.30(単位なし)であり、Model 2171aよりdS=0.30 短く、Model 2122bよりdS=2.70 短い。
図30bはModel 2172bである。動力システムの車体の横方向の寸法はS=3.50(単位なし)であり、Model 2171bよりdS=0.10 短く、Model 2122bよりdS=2.50 短い。
FIG. 30 is a diagram for explaining the lateral dimensions of the power systems of
As described in the second embodiment, the detailed partial configuration of the
FIG. 30a is
FIG. 30b is
以上をまとめると、本発明のModel 2171a、Model 2171b、Model 2172a、Model 2172bの動力システムの車体の横方向の寸法はS=3.30〜3.60(単位なし)であり、特許文献1、特許文献2の代表的なモデルであるModel 2122bよりdS=2.40〜2.70 短くなっている。
In summary, the lateral dimensions of the vehicle body of the power system of
11 二次電池
12 インバータ
13 第1モータ(M1)
14 第2モータ(M2)
15 第3モータ(M3)
16 内燃機関(E)
17 燃料噴射装置
18 制御装置
19 第1車輪(左車輪)
20 第2車輪(右車輪)
21 第1モータ温度センサー
22 第2モータ温度センサー
30 動力伝達装置
31 第1入力軸(Xi1)
32 第2入力軸(Xi2)
33 第3入力軸(Xi3)
34 第1出力軸(Xo1)
35 第2出力軸(Xo2)
36 中間伝達軸(Xm)
36a 第1中間伝達軸(Xm1)
36b 第2中間伝達軸(Xm2)
37 差動機構(Def)
38 差動機構入力軸(Xid)
41 第1入力軸回転速度センサー
42 第2入力軸回転速度センサー
43 第3入力軸回転速度センサー
44 第1出力軸回転速度センサー
45 第2出力軸回転速度センサー
46 中間伝達軸回転速度センサー
50 第1系統動力伝達機構
51 T1変速機構
511 T1変速機構第1速歯車機構
512 T1変速機構第1速クラッチ機構
513 T1変速機構第2速歯車機構
514 T1変速機構第2速クラッチ機構
52 T2変速機構
521 T2変速機構第1速歯車機構
522 T2変速機構第1速クラッチ機構
523 T2変速機構第2速歯車機構
524 T2変速機構第2速クラッチ機構
53 入力軸中間クラッチ機構(IC)
60 第2系統動力伝達機構
601 C1クラッチ機構
602 C2クラッチ機構
70 第3系統動力伝達機構
701 C3クラッチ機構
702 C3aクラッチ機構
703 C3bクラッチ機構
80 第4系統動力伝達機構
801 C4クラッチ機構
90 運転制御システム
91 ステアリング・エンコーダ
92 ステアリング・アクチェーター
93 Gセンサー
94 ヨーセンサー
95 光学カメラ装置
96 GPSデジタルマップ装置
11 Secondary battery
12 Inverter
13 First motor (M1)
14 Second motor (M2)
15 Third motor (M3)
16 Internal combustion engine (E)
17 Fuel injector
18 Control unit
19 First wheel (left wheel)
20 Second wheel (right wheel)
21 First motor temperature sensor
22 Second motor temperature sensor
30 Power transmission device
31 1st input shaft (Xi1)
32 2nd input shaft (Xi2)
33 3rd input shaft (Xi3)
34
35 Second output shaft (Xo2)
36 Intermediate transmission shaft (Xm)
36a 1st intermediate transmission shaft (Xm1)
36b Second intermediate transmission shaft (Xm2)
37 Differential mechanism (Def)
38 Differential mechanism input shaft (Xid)
41 1st input shaft rotation speed sensor
42 Second input shaft rotation speed sensor
43 3rd input shaft rotation speed sensor
44 1st output shaft rotation speed sensor
45 Second output shaft rotation speed sensor
46 Intermediate transmission shaft rotation speed sensor
50 1st power transmission mechanism
51 T1 transmission mechanism
511 T1 transmission mechanism 1st gear mechanism
512 T1 transmission mechanism 1st speed clutch mechanism
513 T1 transmission mechanism 2nd gear mechanism
514 T1 speed change mechanism 2nd speed clutch mechanism
52 T2 transmission mechanism
521 T2 transmission mechanism 1st gear mechanism
522 T2 transmission mechanism 1st speed clutch mechanism
523 T2 speed change mechanism 2nd speed gear mechanism
524 T2 transmission mechanism 2nd speed clutch mechanism
53 Input shaft intermediate clutch mechanism (IC)
60 Second power transmission mechanism
601 C1 clutch mechanism
602 C2 clutch mechanism
70 Third system power transmission mechanism
701 C3 clutch mechanism
702 C3a clutch mechanism
703 C3b clutch mechanism
80 4th power transmission mechanism
801 C4 clutch mechanism
90 Operation control system
91 Steering encoder
92 Steering actuator
93 G sensor
94 Yaw sensor
95 Optical camera device
96 GPS digital map device
図2は本発明の動力システムおよびそれと比較するモデルの分類を説明する図である。
Model 2122bは特許文献1および特許文献2の代表的なモデルである。
軸構成はX1-二軸構成であり、第1入力軸(Xi1)13と第2入力軸(Xi2)14、第1出力軸(Xo1)34と第2出力軸(Xo2)35、それらと同軸の第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを有する。
第1系統動力伝達機構50はA1-フルギア変速機であり、T1変速機構51とT2変速機構52は全ての変速段数を有し、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14の動力を第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bに伝達する。第1入力軸(Xi1)13と第2入力軸(Xi2)14を接続する入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
第2系統動力伝達機構60はB1-直接駆動機構であり、第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bの動力を第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に直接伝達する。
第3系統動力伝達機構70はC1-分配駆動機構であり、第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bの動力を差動機構入力軸(Xid)38に伝達し、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に分配伝達する。第1中間伝達軸(Xm1)36aと差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3aクラッチ機構702、第2中間伝達軸(Xm2)36bと差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3bクラッチ機構703を有する。
Model 2125aはModel 2122bを三軸構成に変更したモデルである。
軸構成はX2-三軸構成であり、第1入力軸(Xi1)13と第1出力軸(Xo1)34から独立した第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2入力軸(Xi2)14と第2出力軸(Xo2)35から独立した第2中間伝達軸(Xm2)36b)を有する。
Model 2125bはModel 2125aの入力軸中間クラッチ機構(IC)53の位置を変更したモデルである。
第1系統動力伝達機構50はA2-フルギア変速機構であり、T1変速機構51とT2変速機構52は全ての変速段数を有し、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14の動力を第1中間伝達軸(Xm1)36a、第2中間伝達軸(Xm2)36bに伝達する。第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを接続する入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
Model 2161はModel 2122bの、Model 2162aはModel 2125aの、Model 2162bはModel 2125bの第3系統動力伝達機構70を変更したモデルである。
第3系統動力伝達機構70はC2-分配駆動機構であり、第2中間伝達軸(Xm2)36bの動力のみを差動機構入力軸(Xid)38に伝達し、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に分配伝達する。第2中間伝達軸(Xm2)36bと差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3bクラッチ機構703を有する。
Model 2171はModel 2162の第1中間伝達軸(Xm1)36aと第2中間伝達軸(Xm2)36bを一体化して中間伝達軸(Xm)36としたモデルである。
軸構成はX3-三軸構成であり、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35から独立した中間伝達軸(Xm)36を有する。
第1系統動力伝達機構50はA3-フルギア変速機構であり、T1変速機構51とT2変速機構52は全ての変速段数を有し、第1入力軸(Xi1)13、第2入力軸(Xi2)14の動力を中間伝達軸(Xm)36に伝達する。
第2系統動力伝達機構60はB2-直接駆動機構であり、中間伝達軸(Xm)36の動力を第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に直接伝達する。
第3系統動力伝達機構70はC3-分配駆動機構であり、中間伝達軸(Xm)36の動力を差動機構入力軸(Xid)38に伝達し、第1出力軸(Xo1)34、第2出力軸(Xo2)35に分配伝達する。中間伝達軸(Xm)36と差動機構入力軸(Xid)38を接続するC3クラッチ機構701を有する。
Model 2172はModel 2171の第1系統動力伝達機構50を変更したモデルである。
第1系統動力伝達機構50はA4-ハーフギア変速機構であり、T1変速機構51とT2変速機構52は一方が奇数段で他方が偶数段の変速段数を有し、さらに入力軸中間クラッチ機構(IC)53を有する。
Model 2173とModel 2174はそれぞれModel 2171とModel 2172をハイブリッド動力とした動力システムであり、内燃機関(E)16、第3モータ(M3)15、第3系統動力伝達機構80を有する。
Model 2171a、Model 2172a、Model 2173、Model 2174の第2系統動力伝達機構60のB2-直接駆動機構とModel 2171b、Model 2172bの第2系統動力伝達機構60のB2-直接駆動機構は本質的には同じものである。
FIG. 2 is a diagram for explaining the classification of the power system of the present invention and a model to be compared with the power system.
The shaft configuration is an X1-biaxial configuration, the first input shaft (Xi1) 13 and the second input shaft (Xi2) 14, the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35, coaxial with them The first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a and the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b.
The first system power transmission mechanism 50 is an A1-full gear transmission, and the
The second system power transmission mechanism 60 is a B1-direct drive mechanism, and the power of the first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a and the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b is supplied to the first output shaft (Xo1) 34, the second output. Directly transmitted to the axis (Xo2) 35.
The third system power transmission mechanism 70 is a C1-distribution drive mechanism that transmits the power of the first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a and the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b to the differential mechanism input shaft (Xid) 38. , Distributed to the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35. C3a
The shaft configuration is an X2-triaxial configuration, a first intermediate transmission shaft (Xm1) 36a independent of the first input shaft (Xi1) 13, the first output shaft (Xo1) 34, and the second input shaft (Xi2) 14. A second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b) independent of the second output shaft (Xo2) 35 is provided.
The first system power transmission mechanism 50 is an A2-full gear speed change mechanism, and the T1
The third system power transmission mechanism 70 is a C2-distribution drive mechanism, which transmits only the power of the second intermediate transmission shaft (Xm2) 36b to the differential mechanism input shaft (Xid) 38 and the first output shaft (Xo1) 34. , Distributed to the second output shaft (Xo2) 35. A C3b
The shaft configuration is an X3-triaxial configuration, which is independent of the first input shaft (Xi1) 13, the second input shaft (Xi2) 14, the first output shaft (Xo1) 34, and the second output shaft (Xo2) 35. A transmission shaft (Xm) 36 is provided.
The first system power transmission mechanism 50 is an A3-full gear speed change mechanism, and the T1
The second system power transmission mechanism 60 is a B2-direct drive mechanism that directly transmits the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the first output shaft (Xo1) 34 and the second output shaft (Xo2) 35.
The third system power transmission mechanism 70 is a C3-distribution drive mechanism, which transmits the power of the intermediate transmission shaft (Xm) 36 to the differential mechanism input shaft (Xid) 38, the first output shaft (Xo1) 34, the second Distribute to the output shaft (Xo2) 35. A C3
The first system power transmission mechanism 50 is an A4-half gear transmission mechanism, and the
Claims (9)
前記動力システムは、
第1モータ(M1)(13)、それが接続される第1入力軸(Xi1)(31)、第2モータ(M2)(14)、それが接続される第2入力軸(Xi2)(32)、第1車輪(左車輪)(19)、それが接続される第1出力軸(Xo1)(34)、第2車輪(右車輪)(20)、それが接続される第2出力軸(Xo2)(35)、前記第1車輪と前記第2車輪に動力を分配伝達する差動機構(Def)(37)、それが接続される差動機構入力軸(Xid)(38)を有し、
さらに、中間伝達軸(Xm)(36)、前記第1入力軸の動力と前記第2入力軸の動力を前記中間伝達軸に伝達する第1系統動力伝達機構(50)、前記中間伝達軸の動力を前記第1出力軸と前記第2出力軸に直接伝達する第2系統動力伝達機構(60)、前記中間伝達軸の動力を前記差動機構入力軸に伝達して前記第1出力軸と前記第2出力軸に分配伝達する第3系統動力伝達機構(70)、制御装置(18)を有すること、
前記制御装置は、前記第1系統動力伝達機構を制御して、前記第1入力軸と前記第2入力軸の動力の前記中間伝達軸への伝達とその切断を行うことにより、前記第1車輪と前記第2車輪へ動力を伝達するモータ数の総和の制御を行うモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
また、前記制御装置は、前記第2系統動力伝達機構と前記第3系統動力伝達機構を制御して、前記中間伝達軸の動力の、前記第1出力軸への直接伝達とその切断、前記第2出力軸への直接伝達とその切断、前記第1出力軸と前記第2出力軸への分配伝達とその切断を行うことにより、前記第1車輪に動力を伝達するモータ数と前記第2車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御を行うモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。 A power system for electric or hybrid powered vehicles,
The power system is
First motor (M1) (13), first input shaft (Xi1) (31) to which it is connected, second motor (M2) (14), second input shaft (Xi2) (32) to which it is connected ), First wheel (left wheel) (19), first output shaft (Xo1) (34) to which it is connected, second wheel (right wheel) (20), second output shaft to which it is connected ( Xo2) (35), differential mechanism (Def) (37) for distributing and transmitting power to the first wheel and the second wheel, and a differential mechanism input shaft (Xid) (38) to which it is connected ,
Further, an intermediate transmission shaft (Xm) (36), a first system power transmission mechanism (50) for transmitting the power of the first input shaft and the power of the second input shaft to the intermediate transmission shaft, A second system power transmission mechanism (60) for directly transmitting power to the first output shaft and the second output shaft; and transmitting the power of the intermediate transmission shaft to the differential mechanism input shaft to transmit the power to the first output shaft. A third power transmission mechanism (70) for distributing and transmitting to the second output shaft, and a control device (18);
The control device controls the first system power transmission mechanism to transmit the power of the first input shaft and the second input shaft to the intermediate transmission shaft and to cut the first wheel. And motor number sum total control system variable rated output control for controlling the sum of the number of motors that transmit power to the second wheel,
Further, the control device controls the second system power transmission mechanism and the third system power transmission mechanism to directly transmit the power of the intermediate transmission shaft to the first output shaft and to disconnect the power, The number of motors for transmitting power to the first wheel and the second wheel by performing direct transmission to the two output shafts and cutting thereof, distribution transmission to the first output shaft and the second output shaft and cutting thereof. Performing motor number difference control method torque vectoring control for controlling the difference in the number of motors that transmit power to
Power system characterized by
前記第1系統動力伝達機構(50)は前記第1入力軸(Xi1)(31)の動力を前記中間伝達軸(Xm)(36)に伝達するT1変速機構(51)と、前記第2入力軸(Xi2)(32)の動力を前記中間伝達軸に伝達するT2変速機構(52)を有すること、
前記T1変速機構と前記T2変速機構は一組または複数組の歯車機構(511, 513, 521, 523)を有すること、
前記制御装置(18)は下記第1の変速制御と第2の変速制御からなる並列駆動同期変速制御を行うこと、
前記第1の変速制御は、前記第1モータ(M1)(13)と前記T1変速機構で駆動しながら前記T2変速機構の変速または接続を、または前記第2モータ(M2)(14)と前記T2変速機構で駆動しながら前記T1変速機構の変速または接続を行う制御であること、
前記第2の変速制御は、前記第1モータまたは前記第2モータを制御して前記第1入力軸または前記第2入力軸の回転速度を、前記T1変速機構または前記T2変速機構の変速後に使用する前記歯車機構の入力軸と同じ回転速度に変化させて前記歯車機構の接続を行う制御であること、
を特徴とする動力システム。 The power system of claim 1.
The first system power transmission mechanism (50) includes a T1 transmission mechanism (51) for transmitting the power of the first input shaft (Xi1) (31) to the intermediate transmission shaft (Xm) (36), and the second input. Having a T2 transmission mechanism (52) for transmitting the power of the shaft (Xi2) (32) to the intermediate transmission shaft;
The T1 transmission mechanism and the T2 transmission mechanism have one or more sets of gear mechanisms (511, 513, 521, 523);
The control device (18) performs parallel drive synchronous shift control including the following first shift control and second shift control,
The first shift control is performed by shifting or connecting the T2 transmission mechanism while being driven by the first motor (M1) (13) and the T1 transmission mechanism, or the second motor (M2) (14) and the Control for shifting or connecting the T1 transmission mechanism while being driven by the T2 transmission mechanism;
In the second speed change control, the first motor or the second motor is controlled to use the rotational speed of the first input shaft or the second input shaft after the speed change of the T1 speed change mechanism or the T2 speed change mechanism. The control is to connect the gear mechanism by changing to the same rotational speed as the input shaft of the gear mechanism.
Power system characterized by
前記T1変速機構(51)は複数組の前記歯車機構(511, 513)を、前記T2変速機構(52)は複数組の前記歯車機構(521, 523)を有すること、
前記T1変速機構の複数組の前記歯車機構と前記T2変速機構の前記歯車機構の減速比の組合せが同じであること、
を特徴とする動力システム。 The power system of claim 2,
The T1 transmission mechanism (51) includes a plurality of sets of the gear mechanisms (511, 513), and the T2 transmission mechanism (52) includes a plurality of sets of the gear mechanisms (521, 523);
A plurality of sets of the gear mechanisms of the T1 transmission mechanism and a combination of reduction ratios of the gear mechanisms of the T2 transmission mechanism are the same;
Power system characterized by
前記制御装置(18)は 第1モータ温度センサー(21)と第2モータ温度センサー22から前記第1モータ(M1)(13)と前記第2モータ(M2)(14)の温度に関する情報を取得可能であること、または温度に関する情報を代用することが出来るi情報を取得可能であること、
前記制御装置は、前記第1モータと前記第2モータの一方のモータによる駆動時に、駆動モータの温度または代用値が規定値を超えた場合、停止していた他方のモータによる駆動に切り替える制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。 The power system of claim 3,
The controller (18) obtains information on the temperatures of the first motor (M1) (13) and the second motor (M2) (14) from the first motor temperature sensor (21) and the second motor temperature sensor 22. I can obtain information that can be used as a substitute for temperature information,
When the temperature of the drive motor or the substitute value exceeds a specified value during driving by one of the first motor and the second motor, the control device performs control to switch to driving by the other motor that has been stopped. What to do,
Power system characterized by
前記第1系統動力伝達機構(50)は、前記第1入力軸(Xi1)(31)と前記第2入力軸(Xi2)(32)を相互に接続する入力軸中間クラッチ機構(IC)(53)を有すること、
前記T1変速機構(51)と前記T2変速機構(52)は一方が奇数段の減速比の一つまたは複数の前記歯車機構(511, 521)を、他方が偶数段の減速比の一つまたは複数の前記歯車機構(513, 523)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記入力軸中間クラッチ機構の接続を切断し、前記第1の変速制御と第2の変速制御からなる並列駆動同期変速制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。 The power system of claim 2,
The first system power transmission mechanism (50) includes an input shaft intermediate clutch mechanism (IC) (53) for connecting the first input shaft (Xi1) (31) and the second input shaft (Xi2) (32) to each other. )
One of the T1 speed change mechanism (51) and the T2 speed change mechanism (52) has one or a plurality of the gear mechanisms (511, 521) with an odd speed reduction ratio, and the other has one of the speed reduction ratios with an even speed. Having a plurality of the gear mechanisms (513, 523),
The control device (18) disconnects the input shaft intermediate clutch mechanism and performs parallel drive synchronous shift control including the first shift control and the second shift control;
Power system characterized by
前記動力システムは、さらに、内燃機関(E)(16)、または内燃機関(E)(16)と第3モータ(M3)(15)、それらが接続される第3入力軸(Xi3)(33)、前記第3入力軸の動力を前記差動機構入力軸(Xid)(38)に伝達する第4系統動力伝達機構(80)を有すること、
前記制御装置(18)は、さらに、前記第4系統動力伝達機構を制御して、前記第3入力軸の動力の前記差動機構入力軸(Xid)(38)への伝達とその切断を行うとともに、前記第1車輪(左車輪)(19)と前記第2車輪(右車輪)(20)へ動力を伝達するモータ数の総和の制御を行う前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御と、前記第1車輪に動力を伝達するモータ数と前記第2車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御を行う前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
前記制御装置は、さらに、下記第1の変速制御と第2の変速制御からなる並列駆動同期変速制御を行うこと、
前記第1の変速制御は、前記第3入力軸の動力と前記第4系統動力伝達機構で駆動しながら前記T1変速機構(51)または前記T2変速機構(52)の変速を行う制御であること、
前記第2の変速制御は、前記第1モータ(M1)(13)または前記第2モータ(M2)(14)を制御して前記第1入力軸(Xi1)(31)または前記第2入力軸(Xi2)(32)の回転速度を、前記T1変速機構または前記T2変速機構の変速後に使用する前記歯車機構(511, 513, 521, 523)の入力軸と同じ回転速度に変化させて前記歯車機構の接続を行う制御であること、
を特徴とする動力システム。 The power system according to claim 3 or 5,
The power system further includes an internal combustion engine (E) (16), or an internal combustion engine (E) (16) and a third motor (M3) (15), and a third input shaft (Xi3) (33) to which they are connected. ) Having a fourth power transmission mechanism (80) for transmitting the power of the third input shaft to the differential mechanism input shaft (Xid) (38);
The control device (18) further controls the fourth system power transmission mechanism to transmit and disconnect the power of the third input shaft to the differential mechanism input shaft (Xid) (38). And the motor number total control method variable rated output control for controlling the total number of motors that transmit power to the first wheel (left wheel) (19) and the second wheel (right wheel) (20); Performing the motor number difference control method torque vectoring control for controlling the difference between the number of motors transmitting power to the first wheel and the number of motors transmitting power to the second wheel;
The control device further performs parallel drive synchronous shift control including the following first shift control and second shift control,
The first shift control is a control for shifting the T1 transmission mechanism (51) or the T2 transmission mechanism (52) while being driven by the power of the third input shaft and the fourth system power transmission mechanism. ,
In the second shift control, the first motor (M1) (13) or the second motor (M2) (14) is controlled to control the first input shaft (Xi1) (31) or the second input shaft. (Xi2) By changing the rotational speed of (32) to the same rotational speed as the input shaft of the gear mechanism (511, 513, 521, 523) used after the T1 transmission mechanism or the T2 transmission mechanism is changed, the gear Control that connects the mechanism,
Power system characterized by
前記動力システムは、道路の形状に関する情報から次の走行が直進走行か旋回走行かを予測して予測走行情報を出力する運転制御システム(90)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記予測走行情報に基づいて走行モードの切換えを行う、予測判断方式のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。 The power system according to claim 1 or 2,
The power system has an operation control system (90) for predicting whether the next traveling is a straight traveling or a turning traveling from information on the shape of the road and outputting predicted traveling information;
The control device (18) performs a motor number difference control method torque vectoring control of a prediction determination method for switching a driving mode based on the predicted driving information,
Power system characterized by
前記制御装置(18)は、第1出力軸(Xo1)(34)と第2出力軸(Xo2)(35)の回転速度が等しい直進走行時に走行モードの切換えを行う、直進走行・出力軸同期切換え方式のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。 The power system according to claim 1 or 2,
The control device (18) switches the travel mode during straight travel where the rotation speeds of the first output shaft (Xo1) (34) and the second output shaft (Xo2) (35) are equal. Switch type motor number difference control method Perform torque vectoring control,
Power system characterized by
旋回走行時に、内側車輪の接地力が低下して空転し、第1出力軸(Xo1)と第2出力軸(Xo2)の回転速度が等しくなった時に走行モードの切換えを行う、旋回空転走行・出力軸同期切換え方式のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。 The power system according to claim 1 or 2,
When turning, the ground contact force of the inner wheel decreases and the wheel rotates idly. When the rotation speed of the first output shaft (Xo1) and the second output shaft (Xo2) becomes equal, the driving mode is switched. Perform motor vector difference control system torque vectoring control of output shaft synchronous switching system,
Power system characterized by
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