JP3769547B2

JP3769547B2 - 車両の駆動装置

Info

Publication number: JP3769547B2
Application number: JP2003053645A
Authority: JP
Inventors: 弘之湯浅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004262305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動する電動機とを備える車両の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の駆動装置として、主駆動輪（例えば前輪）を駆動するエンジンと、従駆動輪（例えば後輪）を駆動するアクチュエータとを備え、エンジン側の変速機の変速切換えが検出されたとき、変速後の変速位置とエンジンのスロットル開度とから目標車速を設定し、前記変速切換えに同期して目標車速になるように前記アクチュエータで車輪を駆動させる構成のものがあった（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３２５６３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、変速後の変速位置を推定するが、手動変速機の場合には、厳密に変速後の変速位置を推定するのは不可能であり、目標車速を的確に設定することができないという問題があった。
【０００５】
更に、目標車速に追従させるようにアクチュエータ（電動機）で車輪を駆動させる構成では、路面状況（摩擦係数，勾配など）によっては、運転者の意図しない加速やスリップが発生し、車両の安定性を損なってしまう可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動する電動機とを備えると共に、前記内燃機関による駆動トルクがクラッチ及び手動変速機を介して主駆動輪に伝達される構成の車両の駆動装置において、変速中の車両安定性を改善することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、内燃機関と手動変速機との間に介在されるクラッチの解放中に、車両の加速度が負に反転してから前記クラッチのスリップ率が最大値になるまでの間、電動機で従駆動輪を駆動する構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、クラッチを解放しての変速中に、加速度が負に反転した時点、即ち、内燃機関の駆動力が遮断されることで加速できなくなると、電動機による従駆動輪の駆動を開始させ、前記クラッチのスリップ率が最大値になると、その後はスリップ率が減少して内燃機関による駆動力が復帰し始めると判断して、電動機による従駆動輪の駆動を停止させる。
【０００９】
従って、内燃機関による駆動力が遮断されて加速できなくなり、車両が不安定になるときにのみ、電動機による駆動を行わせて、変速中における車両の安定性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記車両加速度の負の状態を解消するように、前記電動機の駆動力をフィードバック制御する構成とした。
かかる構成によると、内燃機関による駆動力が遮断されて加速できなくなり、車両の加速度が負になるのを抑止するように、電動機の駆動力がフィードバック制御される。
【００１１】
従って、そのときの路面状況による加速度の減少に見合った駆動力を電動機で発生させることができ、運転者の意図しない加速やスリップが発生することなく、変速時の車両の安定性を改善できる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記内燃機関で駆動される発電機を備え、該発電機から前記電動機に対して直接電力を供給する構成とした。
かかる構成によると、電動機には、バッテリを介さずに発電機から直接電力が供給される構成であり、変速中は前記発電機からの電力供給によって駆動力を発生させて従駆動輪を駆動して、内燃機関の駆動力が遮断される状態での車両安定性を確保する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における車両の駆動装置のシステム構成図である。
【００１４】
図１において、エンジン（内燃機関）１による駆動トルクは、図示省略したクラッチペダルの踏み込みによって解放される摩擦クラッチ２、手動変速機３及びディファレンシャル４を介して前輪（主駆動輪）ＦＷに伝達される。
【００１５】
即ち、エンジン１，摩擦クラッチ２，手動変速機３，ディファレンシャル４からなる動力系は、いわゆるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）の前輪駆動車と同様に構成される。
【００１６】
前記エンジン１には、該エンジン１により駆動される発電機５が設けられ、該発電機５から直接電力が供給されるモータ（電動機）６が設けられる。
前記モータ６の発生トルクは、減速機７、電磁クラッチ８及びディファレンシャル９を介して後輪（従駆動輪）ＲＷに伝達される。
【００１７】
マイクロコンピュータを含んで構成される後輪駆動力コントロールユニット１０は、前記発電機５、モータ６及び電磁クラッチ８の制御機能を有する。
前記後輪駆動力コントロールユニット１０には、各種センサからの検出信号が入力される。
【００１８】
前記各種センサとしては、前後輪の車輪速を検出する車輪速センサ１１ａ，１１ｂ、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転センサ１２、摩擦クラッチ２の締結・解放を検出するクラッチスイッチ１３、摩擦クラッチ２の出力側の回転速度を検出する出力側回転センサ１４などが設けられている。
【００１９】
そして、前記後輪駆動力コントロールユニット１０は、図２〜図４のフローチャートに示すようにして、モータ６による後輪（従駆動輪）ＲＷの駆動を制御する。
【００２０】
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、前記クラッチスイッチ１３の信号に基づいて、摩擦クラッチ２の締結・解放を検出する。
ここで、摩擦クラッチ２の締結状態で、手動変速機３にエンジン１の動力が伝達される状態であるときには、ステップＳ２へ進み、フラグＦＬＧに０をセットする。
【００２１】
一方、摩擦クラッチ２の解放状態で、手動変速機３へのエンジン１の動力伝達が切断されているときには、ステップＳ３へ進み、車両の加速度Ｇがプラスからマイナスに反転したか否かを判別する。
【００２２】
尚、車両の加速度Ｇは、車輪速センサ１１ａ，１１ｂで検出される前後輪の車輪速から求められる車体速から演算することができ、また、加速度センサを備える構成としても良い。
【００２３】
加速中にシフトアップすべく摩擦クラッチ２が運転者によって解放操作されると、図５に示すように、エンジン１の駆動力が遮断されることでそれまでプラスであった車両の加速度Ｇがマイナスに反転する。
【００２４】
ステップＳ３で、係る車両の加速度Ｇのプラスからマイナスへの反転を検出すると、ステップＳ４へ進み、前記フラグＦＬＧに１をセットする。
また、ステップＳ５では、摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値まで上昇した後減少変化に転じたか否かを判別する。
【００２５】
前記摩擦クラッチ２のスリップ率は、エンジン回転センサ１２で検出されるエンジン回転速度Ｎｅ（即ち、摩擦クラッチ２の入力側の回転速度）、及び、出力側回転センサ１４で検出される摩擦クラッチ２の出力側の回転速度Ｎｔから算出される。
【００２６】
スリップ率＝（Ｎｅ−Ｎｔ）／Ｎｔ
前記スリップ率が最大値を示した後に減少に転じるのは、摩擦クラッチ２の伝達トルクが回復しつつある状態であり（図５参照）、ステップＳ５で摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値まで上昇した後減少変化に転じたと判断されると、ステップＳ６へ進んで、前記フラグＦＬＧを０に戻す処理を行う。
【００２７】
即ち、前記フラグＦＬＧは、摩擦クラッチ２の解放中において、車両の加速度Ｇがプラスからマイナスに反転してから、摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値を示すまでの間、１がセットされる（図５参照）。
【００２８】
図３のフローチャートは、前記フラグＦＬＧに基づくモータトルクの設定制御を示すものであり、ステップＳ１１では、前記フラグＦＬＧに１がセットされているか否かを判別する。
【００２９】
そして、前記フラグＦＬＧに０がセットされているとき、即ち、摩擦クラッチ２が締結状態であるか、解放状態であっても、車両の加速度Ｇがプラスからマイナスに反転してから摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値を示すまでの間以外であるときには、ステップＳ１２へ進む。
【００３０】
ステップＳ１２では、モータトルクを０として、後輪の駆動を行わない状態に制御する。
一方、前記フラグＦＬＧに１がセットされているとき、即ち、摩擦クラッチ２の解放中であって、車両の加速度Ｇがプラスからマイナスに反転してから、摩擦クラッチ２のスリップ率が最大値を示すまでの間であるときには、ステップＳ１３へ進む。
【００３１】
ステップＳ１３では、図４のフローチャートに示すようにしてモータトルクを決定し、モータ６によって後輪を駆動させるようにする。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、そのときの加速度Ｇから目標加速度ａ-tgtを設定する。
【００３２】
具体的には、加速度Ｇのマイナス分を解消するように、マイナスである加速度Ｇの絶対値が大きいほど大きなプラスの目標加速度ａ-tgtを設定する。
次のステップＳ２２では、前記目標加速度ａ-tgtに基づいて目標のモータトルクＴｍを演算する。
【００３３】
Ｔｍ＝ａ-tgt×ｒ×Ｍ／Gear
上式で、ｒはタイヤ半径、Ｍは車重、Gearは減速機７のギヤ比である。
上記のモータトルクＴｍに基づいてモータ６を駆動すれば、加速中の変速のために摩擦クラッチ２を解放操作したときに、エンジン１の動力伝達が切断されることによる加速度Ｇの落ち込みを抑止でき、変速に伴うショックの発生を緩和することができ、また、変速に伴って全輪の駆動力が抜けることがなく、車両の安定性を改善できる。
【００３４】
尚、図５は、本実施形態によるモータ６による後輪駆動を行わない場合の加速度変化を示すものであり、本実施形態による後輪駆動を行うことで、加速度の変動がより小さく抑制される。
【００３５】
更に、実際の加速度に応じてモータトルクをフィードバック制御することで、路面状況（勾配，摩擦係数）によって異なるトルク要求に応じてモータ６を駆動させることができ、モータ６で駆動される後輪がスリップしたり、モータ６によって運転者の意図しない加速が生じることを回避できる。
【００３６】
尚、上記実施形態では、前輪をエンジン１で駆動し、後輪をモータ６で駆動する構成としたが、後輪をエンジン１で駆動し、前輪をモータ６で駆動する構成であっても良いことは明らかである。
【００３７】
また、モータ６による従駆動輪の駆動を、変速に伴う摩擦クラッチ２の解放中の他、摩擦クラッチ２が締結されている状態においても行わせ、所謂４輪駆動状態で走行させる構成としても良い。
【００３８】
また、クラッチの解放中にモータ６による後輪駆動の継続時間が所定時間以上になった場合には、モータ６による駆動トルクを強制的に０に戻し、その後は、モータ６による後輪の駆動を行わないようにすると良い。
【００３９】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載の車両の駆動装置において、
前記車両加速度に基づいて目標加速度を演算し、該目標加速度に基づいて前記電動機の目標トルクを演算することを特徴とする車両の駆動装置。
【００４０】
かかる構成によると、前記車両加速度の負の状態を解消すべく目標加速度を演算すると、該目標加速度に見合う電動機の目標トルクを演算し、該目標トルクで従駆動輪を駆動して、変速に伴うクラッチの解放による加速度の落ち込みを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における車両の駆動装置のシステム構成図。
【図２】同上装置におけるモータ駆動区間の設定制御を示すフローチャート。
【図３】同上装置におけるモータトルクの決定制御を示すフローチャート。
【図４】同上装置におけるモータトルク決定の詳細を示すフローチャート。
【図５】クラッチ解放時の加速度，スリップ率などの変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、２…摩擦クラッチ、３…手動変速機、５…発電機、６…モータ（電動機）、８…電磁クラッチ、１０…後輪駆動力コントロールユニット、１１ａ，１１ｂ…車輪速センサ、１２…エンジン回転センサ、１３…クラッチスイッチ、１４…出力側回転センサ

Claims

主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動する電動機とを備えると共に、前記内燃機関による駆動トルクがクラッチ及び手動変速機を介して主駆動輪に伝達される構成の車両の駆動装置であって、
前記クラッチの解放中に、前記車両の加速度が負に反転してから前記クラッチのスリップ率が最大値になるまでの間、前記電動機で従駆動輪を駆動することを特徴とする車両の駆動装置。
前記車両加速度の負の状態を解消するように、前記電動機の駆動力をフィードバック制御することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動装置。
前記内燃機関で駆動される発電機を備え、該発電機から前記電動機に対して直接電力を供給する構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の駆動装置。