JP3879736B2 - 4輪駆動車両の駆動制御装置 - Google Patents
4輪駆動車両の駆動制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3879736B2 JP3879736B2 JP2003423035A JP2003423035A JP3879736B2 JP 3879736 B2 JP3879736 B2 JP 3879736B2 JP 2003423035 A JP2003423035 A JP 2003423035A JP 2003423035 A JP2003423035 A JP 2003423035A JP 3879736 B2 JP3879736 B2 JP 3879736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generator
- coil
- driven
- motor
- vehicle speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
本発明は、主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両の駆動制御装置に関するものである。
従来、主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両は、種々の構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の4輪駆動車両では、例えば発進時に主駆動輪がスリップした場合モータにより従動輪を駆動して、4輪を駆動することにより車両の発進を可能としている。そして、従動輪の駆動をモータで行っているため、機械式の4輪駆動車両と比較して、簡単な構成でスムーズな運転および広い室内空間と低燃費を実現した4輪駆動車両を達成している。
特開2000−318473号公報
上述した従来の4輪駆動車両では、発電機の出力は、モータ要求トルクから算出されるモータ電流と電圧とで決定される。この際、車速が低い領域(一般に低エンジン回転速度領域)では、モータの誘起電圧が低いために、要求電圧が低いが、トルクを出すために大電流を流す必要がある。一方、車速が高い領域(一般に高エンジン回転速度領域)では、モータの誘起電圧が高いために、要求電圧が高い。そのため、低車速域では高電流を要求され、高車速域では高電圧を要求され、両者の要求を同時に満足する発電機とする必要があるが、両者の要求を同時に満足するためには、大きな発電機が必要になる問題があった。
本発明の目的は上述した問題点を解消して、大きな発電機を必要とせずに、低車速域および高車速域を問わずモータの要求トルクを満たすことのできる4輪駆動車両の駆動制御装置を提供しようとするものである。
上記目的を達成する本発明の4輪駆動車両の駆動制御装置は、主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両の駆動制御装置において、発電機は、複数の電機子コイルを備え、(1)低車速域では発電機のコイルを並列に接続するとともに、高車速域では発電機のコイルを直列に接続すること、(2)低車速域では発電機のコイルをデルタ結線に接続するとともに、高車速域では発電機のコイルをスター結線に接続すること、(3)低車速域では発電機のコイルを並列かつデルタ結線に接続するとともに、高車速域では発電機のコイルを直列かつスター結線に接続すること、(4)発進時は発電機のコイルを並列かつデルタ結線に接続し、低車速域では発電機のコイルを並列かつスター結線に接続し、中車速域では発電機のコイルを直列かつデルタ結線に接続し、高車速域では発電機のコイルを直列かつスター結線に接続し、発電機のコイルの接続形態を車速に応じて組み合わせることで、車速に応じて要求電圧電流を変化させることを特徴とするものである。
本発明に係る4輪駆動車両の駆動制御装置では、発電機の電機子コイルを車速に応じて切り換え事で、低車速域(一般に低エンジン回転速度域)では発電機は高電流を流すことでができ、モータに高トルクを発生させることが出来ると共に、高車速域(一般に高エンジン回転速度領域)では発電機は高電圧を発生することができ、モータ誘起電圧に打ち勝つ電圧を発生し、必要なモータトルクを発生することができる。
以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の駆動制御装置の対象となる4輪駆動車両の一例の構成を示す図である。本実施の形態においてはこの車両を、左右前輪1L,1Rを内燃機関であるエンジン2によって駆動するフロントエンジン・フロントホイールドライブ車(F/F車)をベース車両とし、左右後輪3L,3Rを必要に応じ電動モータである後輪駆動モータ4によって駆動可能としたモータ4輪駆動車両とする。
図1は本発明の駆動制御装置の対象となる4輪駆動車両の一例の構成を示す図である。本実施の形態においてはこの車両を、左右前輪1L,1Rを内燃機関であるエンジン2によって駆動するフロントエンジン・フロントホイールドライブ車(F/F車)をベース車両とし、左右後輪3L,3Rを必要に応じ電動モータである後輪駆動モータ4によって駆動可能としたモータ4輪駆動車両とする。
エンジン2は、変速機(ここでは自動変速機とする)5およびディファレンシャルギヤ装置6を一体ユニットに構成したトランスアクスルを介し左右前輪1L,1Rに駆動結合し、エンジン2の出力トルクが自動変速機5およびディファレンシャルギヤ装置6を経て左右前輪1L,1Rに伝達されて車両の走行に供されるものとする。
電動モータ4による後輪駆動系は、エンジン2の出力トルクの一部により無端ベルト7を介して駆動される専用発電機8を具え、この発電機8は、エンジン2の回転数にプーリ比を乗じた回転数で回転されており、4輪駆動コントローラ9によって調整される界磁電流Ifhに応じた発電負荷をエンジン2にかけて負荷トルクに応じた電力を発電する。発電機8が発電した電力は、電線10によりリレー11を経て後輪駆動モータ4に供給する。リレー11はコントローラ9からの指令により、発電機8が制御不良になった時に電線10を遮断したり、後輪駆動が不要でコントローラ9が発電機8に発電負荷をかけなようにした時も永久磁石による若干の発電があることからこれがモータ4に供給されないようにするために電線10を遮断する。
後輪駆動モータ4の駆動軸は、減速機12およびこれに内蔵されたクラッチ13を介して後輪3L,3Rのディファレンシャルギヤ装置14に結合し、モータ4の出力トルクが減速機12によりギヤ比分で増大され、クラッチ13が締結状態であれば、この増大されたトルクがディファレンシャルギヤ装置14により左右後輪3L,3Rに分配出力されるようになす。
クラッチ13の締結・解放、およびモータ4の回転方向・駆動トルクも4輪駆動コントローラ9によって制御する。モータ4の制御に当たってコントローラ9は、モータ4への界磁電流Ifmの調整によってモータ駆動トルクを制御し、界磁電流Ifmの方向によってモータ回転方向を制御する。
モータ4、発電機8、リレー11、クラッチ13の上記した制御を行うために4輪駆動コントローラ9には、4輪駆動スイッチ21からの信号を入力するほかに、左右前輪1L,1Rの車輪速(前輪速)VWFL,VWFRおよび左右後輪3L,3Rの車輪速(後輪速)VWRL,VWRRを個々に検出する車輪速センサ群22からの信号と、後輪駆動モータ4の回転速度Nmを検出するモータ回転センサ23からの信号と、自動変速機5の選択レンジRNG(運転者による走行方向指令)が前進(D)レンジか後進(R)レンジかを検出するインヒビタスイッチ24からの信号と、アクセルペダル踏み込み量APOを検出するアクセル開度センサ25からの信号とを入力する。なお4輪駆動コントローラ9は、運転者が4輪駆動スイッチ21をONにしている間、以下に説明するごとく4輪駆動の必要を判断して自動的にモータ4輪駆動を行い、運転者が4輪駆動スイッチ21をOFFにしている間、前2輪のエンジン駆動のみによる2輪駆動を継続的に行わせるものとする。
次に、上述した4輪駆動車両においてモータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する方法について説明する。
図2は、本発明の4輪駆動車両の駆動制御装置において、モータの要求トルクから発電機の要求電圧、電流を算出する方法の一例を示すフローチャートである。図2に示す例において、まず、エンジン駆動輪である前輪1L,1Rの駆動スリップを生起させるエンジン2の余剰トルクを演算する。すなわち、ステップS1において、車輪速センサ群22で検出した前輪速VWFL,VWFRから求め得る平均前輪速Vwfより、同じく車輪速センサ群22で検出した後輪速VWRL,VWRRから求め得る平均後輪速Vwrを減算して、エンジン駆動輪である左右前輪1L,1Rの加速スリップ量ΔVfを求める。
次のステップS2では、上記左右前輪1L,1Rの加速スリップ量ΔVfが所定値、例えば3km/h以上か否かにより、加速スリップが発生しているか否かを判定する。加速スリップ量ΔVfが3km/h未満と判定する場合は、加速スリップが発生しておらず、エンジン出力の余剰がないとして制御をそのまま終了する。ステップS2で加速スリップ量ΔVfが3km/h以上と判定する加速スリップ発生時は、ステップS3において、前輪1L,1Rの加速スリップを発生させるエンジンの余剰トルク、つまり加速スリップを抑制するのに必要な吸収トルクT(ΔVf)を、T(ΔVf)=K1×ΔVfにより演算する。なおK1は、実験などによって求めたゲインである。
次のステップS4では現在の発電機8の負荷トルクTgを求め、更にステップS5において、現在の発電機負荷トルクTgと、前記の余剰トルクT(ΔVf)との合算により発電機8の目標発電負荷トルクThを求める。そしてステップS6で、前記車輪速VWFL,VWFR,VWRL,VWRRから求め得る車速が、クラッチ13の締結時にモータ4を過回転させる車速域の下限値であるモータ過回転車速(例えば60km/h)未満か否かをチェックする。
車速がモータ過回転車速以上である場合、モータ4が過回転してその耐久性が低下することから4輪駆動を行わせないよう制御をそのまま終了するが、車速がモータ過回転車速未満ならステップS7において発電機8の最大負荷トルクThmaxを求める。次いでステップS8において、発電機8の目標発電負荷トルクThが最大負荷トルクThmax以上か否かをチェックし、以上ならステップS9でTh=Thmaxとして目標発電負荷トルクThを実現可能な限界であるThmaxに制限し、Th<Thmaxなら制御を終了して目標発電負荷トルクThをステップS5で求めたままの値とする。
なお図2では、エンジン駆動輪1L,1Rが加速スリップを発生した場合のみについて、発電機8の目標発電負荷トルクThを求める方法を説明したが、エンジン駆動輪1L,1Rが加速スリップする虞のある場合や、或いは所定以下の低速状態である時も、モータ4輪駆動を実現するために発電機8の目標発電負荷トルクThを運転状況に応じて求めるものとする。
コントローラ9は、上記のようにして求めた発電機8の目標発電負荷トルクThを基に図3の制御プログラムにより発電機8およびモータ4を制御する。ステップS11においては、発電機8の目標発電負荷トルクThが正か否かにより発電要求があるか否かをチェックする。発電要求がなければ制御を終了して発電機8の発電負荷をエンジン2にかけないようにすると共に、クラッチ13を解放状態にしておく発電要求があればステップS12において、予定のマップをもとにモータ回転速度Nmから目標モータ界磁電流Ifmを算出してこれをモータ4に指令する。なお図示しなかったが同時に、クラッチ13の入出力回転速度が一致した時にクラッチ13を締結してモータ4の回転を後輪3L,3Rで伝達可能にする。
ここで、モータ4の回転数Nmに対する目標モータ界磁電流IfmはステップS12内に図示するごとく、モータ回転数Nmが所定回転数以下の場合には一定の所定電流値とし、それ以上のモータ回転数以上になった場合には、公知の弱め界磁制御方式でモータ4の界磁電流Ifmを小さくする。その理由は、モータ4が高速回転になるとモータ逆起電圧Eの上昇によりモータトルクが低下することから、モータ回転数Nmが所定値以上になったらモータ4の界磁電流Ifmを小さくして逆起電圧Eを低下させることによりモータ4に流れる電流を増加させて所要のモータトルクTmが得られるようにするためである。
次いでステップS13において、上記のようにして求めた目標モータ界磁電流Ifmおよびモータ4の回転数Nmから予定のマップをもとにモータ4の逆起電圧Eを算出する。更にステップS14で、前記した発電負荷トルクThに基づき対応する目標モータトルクTmを算出し、次にステップS15で、目標モータトルクTmおよび目標モータ界磁電流Ifmの関数である目標電機子電流Iaを算出し、その後ステップS16において、目標電機子電流Ia、総合抵抗R、および逆起電圧Eから発電機8の目標電圧VをV=Ia×R+Eの演算により求める。コントローラ9は、発電機8の実電圧が、このようにして求めた目標電圧Vとなるよう、発電機8の界磁電流Ifhをフィードバック制御する。
本発明の4輪駆動車両の駆動制御装置の特徴は、上述した構成の4輪駆動車両において、発電機8を構成する電機子コイルを車速に応じて切り換えることで、車速に拘わらずモータ4の回転を最適に制御することにある。以下、その特徴について第1実施例〜第4実施例により詳述する。
なお、本発明では、車体速度そのものの代わりに、モータ回転速度、または、変速機の変速比や変速段、または、エンジン回転速度、または、アクセル開度を用いても構わない。これらは、全て本発明の車速の定義に含まれるため、これらのパラメータに応じて電機子コイルの結線を変えることで、車速に応じて電機子コイルの結線を変えることとほぼ同じ意味となる。
<第1実施例>
本発明の第1実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、低車速域では発電機8のコイルを並列に接続し、電流を多く流せるシステム構造とするとともに、高車速域では発電機8のコイルを直列に接続し、電圧を高くするシステム構造とした点に特徴がある。
なお、低車速域と高車速域との区分は、並列のままだと車速上昇に伴って電圧上昇可能な限界点となる車速を低速と高速との境界線としている。この境界線はモータの仕様や発電機の仕様により、設計的または実験的に求める事ができる。
本発明の第1実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、低車速域では発電機8のコイルを並列に接続し、電流を多く流せるシステム構造とするとともに、高車速域では発電機8のコイルを直列に接続し、電圧を高くするシステム構造とした点に特徴がある。
なお、低車速域と高車速域との区分は、並列のままだと車速上昇に伴って電圧上昇可能な限界点となる車速を低速と高速との境界線としている。この境界線はモータの仕様や発電機の仕様により、設計的または実験的に求める事ができる。
図4は本発明の第1実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機のコイル構成の一例を示す図である。図4に示す例においては、スター結線で接続されたコイルの例を示している。本例では、3相交流のU相、V相、W相がそれぞれ供給されるコイルLu、Lv、Lwを、コイルLuをコイルLu1とコイルLu2とをスイッチSW1、SW2を介して接続して構成し、コイルLvをコイルLv1とコイルLv2とをスイッチSW1、SW2を介して接続して構成し、コイルLwをコイルLw1とコイルLw2とをスイッチSW1、SW2を介して接続して構成することで、発電機8のコイルを構成している。
本例では、図4に示した状態において、低車速域の場合に用いる発電機8のコイルを並列に接続した状態(すなわち、Lu1とLu2の組、Lv1とLv2の組、Lw1とLw2の組のそれぞれの組を並列に接続した状態)となる。この状態から、すべてのスイッチSW1、SW2を切り替えることで、高車速域の場合に用いる発電機8のコイルを直列に接続した状態(すなわち、Lu1とLu2の組、Lv1とLv2の組、Lw1とLw2の組のそれぞれの組を直列に接続した状態)にすることができる。
図5は本発明の第1実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機のコイル構成の他の例を示す図である。図5に示す例において、図4に示した例と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図5に示す例では、図4に示した例におけるコイルLu、Lv、Lwのスター結線による接続に代えて、コイルLu、Lv、Lwをデルタ結線による接続としている。本例では、図5に示した状態において、高車速域の場合に用いる発電機8のコイルを直列に接続した状態となる。この状態から、すべてのスイッチSW1、SW2を切り替えることで、低車速域の場合に用いる発電機8のコイルを並列に接続した状態にすることができる。
図6は本発明の第1実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機の出力可能な電流−電圧特性の概要をコイル直列時とコイル並列時の場合について示したグラフである。図6に示す例は図4に示すスター結線の場合を示す。図6に示す例から明らかなように、発電機8のコイルを直列に接続することで、高い出力可能電圧が得られるとともに、発電機8のコイルを並列に接続することで、高い出力可能電流が得られることがわかる。
また、図6に示す例から、破線で示す発電機必要電圧のうち、コイル直列では達成できない発進時の発電機必要電圧をコイルを並列にして達成できるとともに、コイル並列では達成できない高速時の発電機必要電圧をコイルを直列にして達成できることがわかる。すなわち、破線が長くなる事で、より広い車速領域でモータの要求トルクを確保することができる。
また、図6に示す例から、破線で示す発電機必要電圧のうち、コイル直列では達成できない発進時の発電機必要電圧をコイルを並列にして達成できるとともに、コイル並列では達成できない高速時の発電機必要電圧をコイルを直列にして達成できることがわかる。すなわち、破線が長くなる事で、より広い車速領域でモータの要求トルクを確保することができる。
図7は、本発明の第1実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置において、低車速域ではコイルを並列接続とし、高車速域ではコイルを直列接続とする場合のフローチャートを示す図である。図7に従って説明すると、まず、S700においてドライバ要求加速度に対し、実加速度が不足しているかどうかを判定する。S700においてドライバ要求加速度に対し実加速度が不足していると判定された場合は、S701で発電機のコイルを並列接続にして終了する。S700においてドライバ要求加速度に対し実加速度が不足していないと判定された場合は、S100において、現在の車速検出値が、並列接続の電圧上昇限界点となる車速αkm/hより小さいか否かを判定する。なお、このS700とS701のステップは必要に応じて行うことができ、場合によっては削除することもできる。
S100においてYesと判定された場合は、S106で発電機8のコイルを並列に接続するように設定し、S101で、図3に示すフローチャートに従って、モータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する。次に、S102において、エンジンの回転センサが検出したエンジン回転速度Neを読み込み、Neにプーリー比を乗じて発電機8の回転速度を算出する。次に、S103において、算出した発電機8の回転速度において、図3に示す電圧と電流の関数より、S101で算出された電流において出力可能な電圧を算出する。次に、S104において、S101で算出された発電機8の必要電圧とS103で算出された発電機8の出力可能な電圧を比較する。S104における比較の結果、必要発電機電圧よりも現在の出力可能電圧が低い場合には、S105に移行し、発電機8のコイルを並列から直列に設定を変更して、終了する。S104における比較の結果、必要発電機電圧が現在の出力可能電圧より小さい場合は、コイルの切り替えを行わずそのまま終了する。
S100においてNoと判定された場合は、S206で発電機8のコイルを直列に接続するように設定し、S201で、図3に示すフローチャートに従って、モータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する。次に、S202において、エンジンの回転センサが検出したエンジン回転速度Neを読み込み、Neにプーリー比を乗じて発電機8の回転速度を算出する。次に、S203において、算出した発電機8の回転速度において、図3に示す電圧と電流の関数より、S201で算出された電圧において出力可能な電流を算出する。次に、S204において、S201で算出された発電機8の必要電流とS203で算出された発電機8の出力可能な電流を比較する。S204における比較の結果、必要発電機電流よりも現在の出力可能電流が低い場合には、S205に移行し、発電機8のコイルを直列から並列に設定を変更して、終了する。S204における比較の結果、必要発電機電流が現在の出力可能電流より小さい場合は、コイルの切り替えを行わずそのまま終了する。
また、本例において、従来1つのコイルで構成していたコイルLu、Lv、Lwのそれぞれと、コイルLu1とLu2、コイルLv1とLv2、コイルLw1とLw2との関係については、コイルLu1、Lu2、Lv1、Lv2、Lw1、Lw2の各コイルを、コイルLu、Lv、Lwの各コイルと同じ特性を発揮できるよう構成している。
<第2実施例>
本発明の第2実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、低車速域では発電機8のコイルをデルタ結線に接続し、電流を多く流せるシステム構造とするとともに、高車速域では発電機8のコイルをスター結線に接続し、電圧を高くできるシステム構造とした点に特徴がある。
なお、低車速域と高車速域との区分は、デルタ結線のままだと車速上昇に伴って電圧上昇可能な限界点となる車速を低速と高速との境界線としている。
本発明の第2実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、低車速域では発電機8のコイルをデルタ結線に接続し、電流を多く流せるシステム構造とするとともに、高車速域では発電機8のコイルをスター結線に接続し、電圧を高くできるシステム構造とした点に特徴がある。
なお、低車速域と高車速域との区分は、デルタ結線のままだと車速上昇に伴って電圧上昇可能な限界点となる車速を低速と高速との境界線としている。
図8は本発明の第2実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機のコイル構成の一例を示す図である。図8に示す例において、3相交流のU相、V相、L相を、スイッチSWを介して接続している。本例では、図8に示した状態において、低エンジン回転速度域の場合に用いる発電機8のコイルをデルタ結線に接続した状態(Lu、Lv、Lwがデルタ結線に接続された状態)となる。この状態からすべてのスイッチSWを切り替えることで、高エンジン回転速度域の場合に用いる発電機8のコイルをスター結線に接続した状態(Lu、Lv、Lwがスター結線に接続した状態)となる。
なお、本例でも、一般的に低車速の時は低エンジン回転速度であることから、エンジン回転速度で車速の判断を行っており、デルタ結線のままでは車速上昇に伴って電圧上昇可能な限界点となる車速に対応するエンジン回転速度に設定している。本例において、車両の低エンジン回転速度域と高エンジン回転速度域との定義については、境界となるエンジンの回転速度に対し、エンジンの回転速度がそれ以下の低い場合を低エンジン回転速度域とし、境界となるエンジンの回転速度に対し、エンジンの回転速度がそれ以上の高い場合を高エンジン回転速度域としている。境界となるエンジンの回転速度については、車両の使用目的等に応じて適宜決定することができる。一例として、境界となるエンジンの回転速度を2000rpmとした場合は、2000rpm以下を低エンジン回転速度域とし、2000rpm以上を高エンジン回転速度域とする。
図9は本発明の第2実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機の出力可能な電流−電圧特性の概要をコイルスター結線時とコイルデルタ結線時の場合について示したグラフである。図9に示す例から明らかなように、発電機8のコイルをスター結線に接続することで、高い出力可能電圧が得られるとともに、発電機8のコイルをデルタ結線に接続することで、高い出力可能電流が得られることがわかる。
また、図9に示す例から、破線で示す発電機必要電圧のうち、スター結線では達成できない発進時の発電機必要電圧をコイルをデルタ結線にして達成できるとともに、デルタ結線では達成できない高速時の発電機必要電圧をコイルをスター結線にして達成できることがわかる。すなわち、破線が長くなる事で、より広い車速領域でモータの要求トルクを確保することができる。
また、図9に示す例から、破線で示す発電機必要電圧のうち、スター結線では達成できない発進時の発電機必要電圧をコイルをデルタ結線にして達成できるとともに、デルタ結線では達成できない高速時の発電機必要電圧をコイルをスター結線にして達成できることがわかる。すなわち、破線が長くなる事で、より広い車速領域でモータの要求トルクを確保することができる。
図10は、本発明の第2実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置において、低エンジン回転速度域(低車速域)ではコイルをデルタ結線とし、高エンジン回転速度領域(高車速域)ではコイルをスター結線とする場合のフローチャートを示す図である。図10に従って説明すると、まず、S700においてドライバ要求加速度に対し、実加速度が不足しているかどうかを判定する。S700においてドライバ要求加速度に対し実加速度が不足していると判定された場合は、S702で発電機のコイルを並列接続にして終了する。S700においてドライバ要求加速度に対し実加速度が不足していないと判定された場合は、S300において、現在のエンジン回転速度検出値がデルタ結線の電圧上昇限界点となるエンジン回転速度βrpmより小さいか否かを判定する。なお、このS700とS702のステップは必要に応じて行うことができ、場合によっては削除することもできる。
S300においてYesと判定された場合は、S306で発電機8のコイルをデルタ結線にするよう設定し、S301で、図3に示すフローチャートに従って、モータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する。次に、S302において、エンジンの回転センサが検出したエンジン回転速度Neを読み込み、Neにプーリー比を乗じて発電機8の回転速度を算出する。次に、S303において、算出した発電機8の回転速度において、図3に示す電圧と電流の関数より、S301で算出された電流において出力可能な電圧を算出する。次に、S304において、S301で算出された発電機8の必要電圧とS303で算出された発電機8の出力可能な電圧を比較する。S304における比較の結果、必要発電機電圧よりも現在の出力可能電圧が低い場合には、S305に移行し、発電機8のコイルをデルタ結線からスター結線に設定を変更して、終了する。S304における比較の結果、必要発電機電圧が現在の出力可能電圧より小さい場合は、コイルの切り替えを行わずそのまま終了する。
S300においてNoと判定された場合は、S406で発電機のコイルをスター結線にするよう設定し、S401で、図3に示すフローチャートに従って、モータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する。次に、S402において、エンジンの回転センサが検出したエンジン回転速度Neを読み込み、Neにプーリー比を乗じて発電機8の回転速度を算出する。次に、S403において、算出した発電機8の回転速度において、図3に示す電圧と電流の関数より、S401で算出された電圧において出力可能な電流を算出する。次に、S404において、S401で算出された発電機8の必要電流とS403で算出された発電機8の出力可能な電流を比較する。S404における比較の結果、必要発電機電流よりも現在の出力可能電流が低い場合には、S405に移行し、発電機8のコイルをスター結線からデルタ結線に設定を変更して、終了する。S404における比較の結果、必要発電機電流が現在の出力可能電流より小さい場合は、コイルの切り替えを行わずそのまま終了する。
<第3実施例>
本発明の第3実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、低車速域では発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続し、電流を多く流せるシステム構造とするとともに、高車速域域では発電機8のコイルを直列かつスター結線に接続し、電圧を高くできるシステム構造とした点に特徴がある。
本発明の第3実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、低車速域では発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続し、電流を多く流せるシステム構造とするとともに、高車速域域では発電機8のコイルを直列かつスター結線に接続し、電圧を高くできるシステム構造とした点に特徴がある。
図11は本発明の第3実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機のコイル構成の一例を示す図である。図11に示す例においては、3相交流のU相、V相、W相がそれぞれ供給されるコイルLu、Lv、Lwを、コイルLuをコイルLu1とコイルLu2とを2つのスイッチSWを介して接続して構成し、コイルLvをコイルLv1とコイルLv2とを2つのスイッチSWを介して接続して構成し、コイルLwをコイルLw1とコイルLw2とを2つのスイッチSWを介して接続して構成することで、発電機8のコイルを構成している。
本例では、図11に示した状態において、低車速(所定ローギヤード)域の場合に用いる発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続した状態となる。この状態から、すべてのスイッチSWを切り替えることで、高車速(所定ローギヤードでない)域の場合に用いる発電機8のコイルを直列かつスター結線に接続した状態となる。基準となる出力電圧をE、出力電流をIとしたとき、並列かつデルタ結線にしたときの発電機の出力電圧電流と直列かつスター結線にしたときの発電機の出力電圧電流は、以下の表1に示す通りである。
表1の結果から明らかなように、発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続することで、高い出力可能電流が得られるとともに、発電機8のコイルを直列かつデルタ結線に接続することで、高い出力可能電圧が得られることがわかる。
図12は、本発明の第3実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置において、低車速(所定ローギヤード)域ではコイルを並列かつデルタ結線とし、高車速(所定ローギヤードでない)域ではコイルを直列かつスター結線とする場合のフローチャートを示す図である。図12に従って説明すると、まず、S500において、変速機の変速比が所定のローギヤード路油域であるか否かを判定する。
S500においてYesと判定された場合は、S506で発電機8のコイルを並列加圧デルタ結線にするよう設定し、S501で、図3に示すフローチャートに従って、モータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する。次に、S502において、エンジンの回転センサが検出したエンジン回転速度Neを読み込み、Neにプーリー比を乗じて発電機8の回転速度を算出する。次に、S503において、算出した発電機8の回転速度において、図3に示す電圧と電流の関数より、S501で算出された電流において出力可能な電圧を算出する。次に、S504において、S501で算出された発電機8の必要電圧とS503で算出された発電機8の出力可能な電圧を比較する。S504における比較の結果、必要発電機電圧よりも現在の出力可能電圧が低い場合には、S505に移行し、発電機8のコイルを並列かつデルタ結線から直列かつスター結線に設定を変更して、終了する。S504における比較の結果、必要発電機電圧が現在の出力可能電圧より小さい場合は、コイルの切り替えを行わずそのまま終了する。
S500においてNoと判定された場合は、S606で発電機8のコイルを直列かつスター結線にするよう設定し、S601で、図3に示すフローチャートに従って、モータ4の要求トルクから発電機8の要求電圧、電流を算出する。次に、S602において、エンジンの回転センサが検出したエンジン回転速度Neを読み込み、Neにプーリー比を乗じて発電機8の回転速度を算出する。次に、S603において、算出した発電機8の回転速度において、図3に示す電圧と電流の関数より、S601で算出された電圧において出力可能な電流を算出する。次に、S604において、S601で算出された発電機8の必要電流とS603で算出された発電機8の出力可能な電流を比較する。S604における比較の結果、必要発電機電流よりも現在の出力可能電流が低い場合には、S605に移行し、発電機8のコイルを直列かつスター結線から並列かつデルタ結線に設定を変更して、終了する。S404における比較の結果、必要発電機電流が現在の出力可能電流より小さい場合は、コイルの切り替えを行わずそのまま終了する。
なお、所定のローギヤード領域は、例えば、有段変速機であれば1速を所定のローギヤード領域とする。また、無段変速機であれば、第1実施例や第2実施例のように、並列かつデルタ結線での電圧上昇限界点に相当する変速比を基に所定のローヤード領域を設定すれば良い。
なお、所定のローギヤード領域は、例えば、有段変速機であれば1速を所定のローギヤード領域とする。また、無段変速機であれば、第1実施例や第2実施例のように、並列かつデルタ結線での電圧上昇限界点に相当する変速比を基に所定のローヤード領域を設定すれば良い。
<第4実施例>
本発明の第4実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、発進時では発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続し、低車速域では発電機8のコイルを並列かつスター結線に接続し、中車速域では発電機8のコイルを直列かつデルタ結線に接続し、高車速域では発電機8のコイルを直列かつスター結線に接続し、発電機8のコイルの仕様を車速に応じて組み合わせることで、車速に応じて要求電圧電流を変化させる点に特徴がある。
本発明の第4実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置は、例えば上述した構成の4輪駆動車両において、発進時では発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続し、低車速域では発電機8のコイルを並列かつスター結線に接続し、中車速域では発電機8のコイルを直列かつデルタ結線に接続し、高車速域では発電機8のコイルを直列かつスター結線に接続し、発電機8のコイルの仕様を車速に応じて組み合わせることで、車速に応じて要求電圧電流を変化させる点に特徴がある。
図13は本発明の第4実施例に係る4輪駆動車両の駆動制御装置における発電機のコイル構成の一例を示す図である。図13に示す例においては、3相交流のU相、V相、W相がそれぞれ供給されるコイルLu、Lv、Lwを、コイルLuをコイルLu1とコイルLu2とをスイッチSW1、SW2を介して接続して構成し、コイルLvをコイルLv1とコイルLv2とをスイッチSW1、SW2を介して接続して構成し、コイルLwをコイルLw1とコイルLw2とをスイッチSW1、SW2を介して接続して構成することで、発電機8のコイルを構成している。
本例では、図13に示した状態において、発進時(例えば0〜5km/h)の場合に用いる発電機8のコイルを並列かつデルタ結線に接続した状態となる。この状態から、スイッチSWのみを切り替えることで、低車速域(例えば5〜10km/h)の場合に用いる発電機8のコイルを並列かつスター結線に接続した状態となる。この状態から、すべてのスイッチSW、SW1、SW2を切り替えることで、中車速域(例えば10〜40km/h)の場合に用いる発電機8のコイルを直列かつデルタ結線に接続した状態となる。この状態から、スイッチSWのみを切り替えることで、高車速域(例えば40km/h以上)の場合に用いる発電機8のコイルを直列かつスター結線に接続した状態となる。なお、発進時、低車速域、中車速域、高車速域のそれぞれの境界線は、コイルの接続の各形態での電圧上昇限界点となる車速を基に設定している。
基準となる出力電圧をE、出力電流をIとしたとき、並列かつデルタ結線にした場合、並列かつスター結線にした場合、直列かつデルタ結線にした場合、直列かつスター結線にした場合の発電機の出力電圧電流は、以下の表2に示す通りである。
表2の結果から明らかなように、出力電圧は、並列かつデルタ結線にした場合、並列かつスター結線にした場合、直列かつデルタ結線にした場合、直列かつスター結線にした場合の順に高くなるとともに、出力電流は、並列かつデルタ結線にした場合、並列かつスター結線にした場合、直列かつデルタ結線にした場合、直列かつスター結線にした場合の順に低くなることがわかる。
なお、上記各実施例において、車速そのもの、または、変速機の変速比や変速段、または、エンジン回転速度によって車速領域を判断しているが、これらの代わりに、モータ回転速度、または、アクセル開度を用いて、車速領域を判断しても構わない。
以上説明した通り、各実施例では、大きなモータトルクが要求される発進時を含む低車速域では、大きな電流をモータへ供給することができ、一方、モータの誘起電圧が高くなる高車速域では、大きな電圧を発生させることで、モータの誘起電圧に打ち勝ってモータへ電流を流すことができるため、より広い車速領域で、必要なモータトルクを発生することができる。
以上説明した通り、各実施例では、大きなモータトルクが要求される発進時を含む低車速域では、大きな電流をモータへ供給することができ、一方、モータの誘起電圧が高くなる高車速域では、大きな電圧を発生させることで、モータの誘起電圧に打ち勝ってモータへ電流を流すことができるため、より広い車速領域で、必要なモータトルクを発生することができる。
本発明の4輪駆動車両の駆動制御装置は、主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両において、大きな発電機を必要とせずに、低車速域および高車速域を問わずモータの要求を満たすことのできる駆動制御装置を得る用途に好適に利用することができる。
1L 左前輪
1R 右前輪
2 エンジン
3L 左前輪(電動モータ駆動車輪)
3R 右前輪(電動モータ駆動車輪)
4 後輪駆動モータ(電動モータ)
5 自動変速機
6 ディファレンシャルギヤ装置
7 無端ベルト
8 発電機
9 4輪駆動コントローラ
10 電線
11 リレー
12 減速機
13 クラッチ
14 ディファレンシャルギヤ装置
21 4輪駆動スイッチ
22 車輪速センサ群
23 モータ回転センサ
24 インヒビタスイッチ
25 アクセル開度センサ
1R 右前輪
2 エンジン
3L 左前輪(電動モータ駆動車輪)
3R 右前輪(電動モータ駆動車輪)
4 後輪駆動モータ(電動モータ)
5 自動変速機
6 ディファレンシャルギヤ装置
7 無端ベルト
8 発電機
9 4輪駆動コントローラ
10 電線
11 リレー
12 減速機
13 クラッチ
14 ディファレンシャルギヤ装置
21 4輪駆動スイッチ
22 車輪速センサ群
23 モータ回転センサ
24 インヒビタスイッチ
25 アクセル開度センサ
Claims (6)
- 主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両の駆動制御装置において、発電機は、複数の電機子コイルを備え、低車速域では発電機のコイルを並列に接続するとともに、高車速域では発電機のコイルを直列に接続することを特徴とする4輪駆動車両の駆動制御装置。
- 主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両の駆動制御装置において、発電機は、複数の電機子コイルを備え、低車速域では発電機のコイルをデルタ結線に接続するとともに、高車速域では発電機のコイルをスター結線に接続することを特徴とする4輪駆動車両の駆動制御装置。
- 主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両の駆動制御装置において、発電機は、複数の電機子コイルを備え、低車速域では発電機のコイルを並列かつデルタ結線に接続するとともに、高車速域では発電機のコイルを直列かつスター結線に接続することを特徴とする4輪駆動車両の駆動制御装置。
- 主駆動輪をエンジンで従動輪をモータでそれぞれ駆動する構成であって、エンジンで駆動される発電機の電力によってモータを駆動する4輪駆動車両の駆動制御装置において、発電機は、複数の電機子コイルを備え、発進時は発電機のコイルを並列かつデルタ結線に接続し、低車速域では発電機のコイルを並列かつスター結線に接続し、中車速域では発電機のコイルを直列かつデルタ結線に接続し、高車速域では発電機のコイルを直列かつスター結線に接続し、発電機のコイルの接続形態を車速に応じて組み合わせることで、車速に応じて要求電圧電流を変化させることを特徴とする4輪駆動車両の駆動制御装置。
- エンジンと主駆動輪との間に変速機を備え、変速機の変速比が所定ローギヤード領域の場合は、低車速域と判断することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の4輪駆動車両の駆動制御装置。
- ドライバ要求加速度に対し、実加速度が不足していると判定した場合に、並列またはデルタ結線にすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の4輪駆動車両の駆動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003423035A JP3879736B2 (ja) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | 4輪駆動車両の駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003423035A JP3879736B2 (ja) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | 4輪駆動車両の駆動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005185006A JP2005185006A (ja) | 2005-07-07 |
JP3879736B2 true JP3879736B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=34783707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003423035A Expired - Fee Related JP3879736B2 (ja) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | 4輪駆動車両の駆動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3879736B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102514464A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 珠海银通新动力科技有限公司 | 车用电动空调*** |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007159353A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 界磁巻線式同期発電電動機 |
JP2007295720A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Denso Corp | 車両用モータ装置 |
US8319481B2 (en) | 2006-12-26 | 2012-11-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Pole shifting generator |
ITMI20071432A1 (it) * | 2007-07-17 | 2009-01-18 | Ducati Energia Spa | Regolatore di tensione per magnetogeneratori a connessione configurabile degli avvolgimenti di fase |
JP5722683B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-05-27 | 株式会社安川電機 | 車両の制御装置 |
CN109039209A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-18 | 河南森源重工有限公司 | 一种电动车辆中双绕组驱动电机的控制方法和*** |
JP7222620B2 (ja) * | 2018-07-06 | 2023-02-15 | 株式会社Subaru | 車両の制御装置 |
IT202000014230A1 (it) * | 2020-06-15 | 2021-12-15 | Ecothea S R L | Sistema e metodo di propulsione elettrica in particolare per veicoli da lavoro industriali e veicoli agricoli |
-
2003
- 2003-12-19 JP JP2003423035A patent/JP3879736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102514464A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 珠海银通新动力科技有限公司 | 车用电动空调*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005185006A (ja) | 2005-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1346865B1 (en) | Control system of hybrid vehicle | |
US7498757B2 (en) | Control device for a hybrid electric vehicle | |
JP5382223B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
JP2004096948A (ja) | 電動モータ駆動車輪の回転方向判別および駆動制御装置 | |
JP2002233006A (ja) | ハイブリッド式車両制御装置 | |
JP2010517871A (ja) | 推進運転中の車両の駆動系を運転するための方法 | |
JP6485292B2 (ja) | 電動車両の電力制御方法および電力制御装置 | |
CN103476656A (zh) | 混合动力电动车辆以及控制混合动力电动车辆的方法 | |
JP3879736B2 (ja) | 4輪駆動車両の駆動制御装置 | |
JP5008353B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
CN102418784A (zh) | 用于自动变速器的变速控制方法以及变速控制装置 | |
JP4567619B2 (ja) | ハイブリッド電気自動車の制御装置 | |
JP2017013707A (ja) | 車両の制御装置 | |
JP2004096932A (ja) | ハイブリッド車の制御装置 | |
JP3891166B2 (ja) | 車両の駆動力制御装置 | |
JPH09175225A (ja) | スタック脱出装置 | |
JP2000224711A (ja) | ハイブリッド型車両 | |
JP4752282B2 (ja) | 電動モータ式4輪駆動車両のモータ駆動制御装置 | |
JP2000220732A (ja) | ハイブリッド型車両 | |
JP4439310B2 (ja) | ハイブリッド車両 | |
JP2005269793A (ja) | ハイブリッド車両 | |
JP3620137B2 (ja) | 電気自動車の補機駆動装置及び補機駆動方法 | |
JP6314819B2 (ja) | 車両 | |
US20240059273A1 (en) | Vehicle drive device | |
JP4179999B2 (ja) | ハイブリッド車両 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061030 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |