JP2008038966A - Traveling device - Google Patents
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Abstract
【課題】異なる駆動輪間で駆動力を異ならせる場合に、装置をコンパクトにして、車両への搭載性を向上させること。
【解決手段】この走行装置10は、遊星歯車装置11と、電動機12と、クラッチ13とを備える。遊星歯車装置11は、リングギヤ11R、キャリア11C、及びサンギヤ11Sで構成される。電動機12は、左側後輪3lを駆動するとともに、リングギヤ11Rに接続される。また、クラッチ13は、その締結力を変更することで、左側後輪3l及びキャリア11Cから動力が伝達されて駆動される右側後輪3rの間で、両駆動輪のトルクを変更する。
【選択図】 図1When a driving force is varied between different driving wheels, the device is made compact and the mounting property to a vehicle is improved.
A traveling device includes a planetary gear device, an electric motor, and a clutch. The planetary gear device 11 includes a ring gear 11R, a carrier 11C, and a sun gear 11S. The electric motor 12 drives the left rear wheel 3l and is connected to the ring gear 11R. Also, the clutch 13 changes the torque of both driving wheels between the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r driven by transmission of power from the carrier 11C by changing its fastening force.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、複数の駆動輪間において、それぞれの駆動力を変更可能な走行装置に関する。 The present invention relates to a traveling device capable of changing each driving force between a plurality of driving wheels.
近年においては、車両の走行性能、ドライバビリティ、安全性の向上等を図るため、複数の駆動輪、例えば左右輪で駆動力差を発生させることが行われる。例えば、特許文献1には、差動装置の第1の回転要素に出力軸が連結される第1の電動機と、差動装置の第2の回転要素に出力軸が連結される第2の電動機とを有し、左右の車輪のうち一方を第1電動機の出力軸に連結し、他方を第2の電動機に連結する走行アシスト装置が開示されている。 In recent years, in order to improve vehicle running performance, drivability, safety, and the like, a driving force difference is generated between a plurality of driving wheels, for example, left and right wheels. For example, Patent Document 1 discloses a first electric motor whose output shaft is connected to a first rotating element of a differential device, and a second electric motor whose output shaft is connected to a second rotating element of a differential device. A travel assist device is disclosed in which one of the left and right wheels is connected to the output shaft of the first electric motor and the other is connected to the second electric motor.
しかし、特許文献1に開示されている走行アシスト装置は、2台の電動機を備えるため、装置全体の寸法や質量が増加する。その結果、車両への搭載性が悪化するおそれがある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の駆動輪に駆動力差を設けるにあたって、装置をコンパクトにして、車両への搭載性を向上させることができる走行装置を提供することを目的とする。 However, since the travel assist device disclosed in Patent Document 1 includes two electric motors, the overall size and mass of the device increase. As a result, the mountability on the vehicle may be deteriorated. Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and provides a traveling device that can be compactly mounted and improved in mounting on a vehicle when providing a driving force difference between a plurality of driving wheels. The purpose is to do.
上述の目的を達成するために、この発明に係る走行装置は、車両に搭載されて、異なる駆動輪間において駆動力を変更するものであり、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備える動力分割機構と、前記第1の回転要素に接続される動力発生手段と、
前記動力発生手段から動力が伝達されて駆動される第1の駆動輪と、前記第2の回転要素を介して伝達される前記動力発生手段の動力で駆動される第2の駆動輪と、前記第3回転要素の回転に制動を与えることにより、前記動力発生手段から前記第1の駆動輪に伝達されるトルクと、前記第2の回転要素を介して前記第2の駆動輪に伝達されるトルクとを変更する駆動力調整手段と、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a traveling device according to the present invention is mounted on a vehicle and changes a driving force between different driving wheels, and includes a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element. A power split mechanism including a rotating element; and a power generating means connected to the first rotating element;
A first driving wheel driven by power transmitted from the power generating means; a second driving wheel driven by the power of the power generating means transmitted via the second rotating element; By applying braking to the rotation of the third rotating element, torque transmitted from the power generating means to the first driving wheel and transmitted to the second driving wheel via the second rotating element. And a driving force adjusting means for changing the torque.
この走行装置は、単独の動力発生手段によって、異なる駆動輪間においてそれぞれの駆動力を変更できる。これによって、複数の駆動輪に駆動力差を設けるにあたって、装置をコンパクトにして、車両への搭載性を向上させることができる。 This traveling device can change each driving force between different driving wheels by a single power generation means. Thereby, when providing the driving force difference to the plurality of driving wheels, the apparatus can be made compact and the mounting property to the vehicle can be improved.
次の本発明に係る走行装置は、前記走行装置において、前記動力分割機構は、サンギヤ、キャリア及びリングギヤを回転要素とする遊星歯車装置であり、前記第1回転要素は前記リングギヤ又は前記サンギヤであり、前記第2回転要素はキャリアであり、また、前記第3回転要素は前記サンギヤ又は前記リングギヤのうち前記第1回転要素とは異なる方とすることを特徴とする。 In the traveling device according to the next aspect of the present invention, in the traveling device, the power split mechanism is a planetary gear device having a sun gear, a carrier, and a ring gear as rotating elements, and the first rotating element is the ring gear or the sun gear. The second rotating element is a carrier, and the third rotating element is different from the first rotating element among the sun gear and the ring gear.
次の本発明に係る走行装置は、前記走行装置において、前記駆動力調整手段が前記第3回転要素の回転に制動を与えることで、前記第1の駆動輪の駆動力と前記第2の駆動輪の駆動力とを変更できる領域における前記第3回転要素の回転方向を負とし、前記車両の目標とする目標ヨーモーメントから要求される前記第1の駆動輪と前記第2の駆動輪との駆動力配分比に基づいて設定した前記第3回転要素の目標回転数が、予め定めた所定の閾値よりも大きい場合には、前記目標回転数と、前記所定の閾値との差に基づいて算出した前記第3回転要素の補正トルクを用いて、前記目標ヨーモーメントから要求される前記第1の駆動輪と前記第2の駆動輪との駆動力配分比に基づいて設定した、前記第3回転要素の目標トルクを補正するとともに、前記補正トルクに基づいて前記動力発生手段が発生するトルクを変更することを特徴とする。 In the traveling apparatus according to the next aspect of the present invention, in the traveling apparatus, the driving force adjusting means brakes the rotation of the third rotating element, whereby the driving force of the first driving wheel and the second driving force are applied. The rotation direction of the third rotation element in a region where the driving force of the wheel can be changed is negative, and the first driving wheel and the second driving wheel required from the target yaw moment targeted by the vehicle When the target rotation speed of the third rotation element set based on the driving force distribution ratio is greater than a predetermined threshold value, the calculation is based on the difference between the target rotation speed and the predetermined threshold value. The third rotation set based on a driving force distribution ratio between the first driving wheel and the second driving wheel required from the target yaw moment using the corrected torque of the third rotating element. While correcting the target torque of the element And changes the torque the power generating means is generated based on the correction torque.
次の本発明に係る走行装置は、前記走行装置において、さらに、前記第1の駆動輪と前記第2の駆動輪とで駆動力を低減できない方を、制動手段によって制動することを特徴とする。 The travel device according to the next aspect of the present invention is characterized in that, in the travel device, the one that cannot reduce the driving force between the first drive wheel and the second drive wheel is braked by a braking means. .
次の本発明に係る走行装置は、前記走行装置において、前記動力発生手段は電動機であり、前記車両の制動時には、前記第1の駆動輪を制動する第1の制動装置及び前記第2の駆動輪を制動する第2の制動装置を用いて制動した後に、前記駆動力調整手段による前記第3回転要素の制動を解除してから前記電動機に電力を回生させ、前記電動機によって生み出される電力量に基づいて、前記第1の制動装置の制動力を調整することを特徴とする。 In the travel device according to the next aspect of the present invention, in the travel device, the power generation means is an electric motor, and the first drive wheel and the second drive for braking the first drive wheel during braking of the vehicle. After braking using the second braking device that brakes the wheel, after the braking of the third rotating element by the driving force adjusting means is released, the electric power is regenerated in the electric motor, and the electric energy generated by the electric motor is Based on this, the braking force of the first braking device is adjusted.
次の本発明に係る走行装置は、前記走行装置において、前記動力発生手段は電動機であり、前記車両の制動時には、前記第1の駆動輪を制動する第1の制動装置及び前記第2の駆動輪を制動する第2の制動装置を用いて制動した後に、前記駆動力調整手段によって前記第3回転要素を制動して前記電動機に電力を回生させ、前記電動機によって生み出される電力量に基づいて、前記第1の制動装置の制動力及び前記第2の制動装置の制動力を調整することを特徴とする。 In the travel device according to the next aspect of the present invention, in the travel device, the power generation means is an electric motor, and the first drive wheel and the second drive for braking the first drive wheel during braking of the vehicle. After braking using a second braking device that brakes the wheel, the driving force adjusting means brakes the third rotating element to regenerate power in the motor, and based on the amount of power generated by the motor, The braking force of the first braking device and the braking force of the second braking device are adjusted.
本発明に係る走行装置は、複数の駆動輪に駆動力差を設けるにあたって、装置をコンパクトにして、車両への搭載性を向上させることができる。 In the traveling device according to the present invention, when the driving force difference is provided to the plurality of driving wheels, the device can be made compact and the mounting property to the vehicle can be improved.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
以下の説明においては、車両左右の駆動輪間において、それぞれの車輪の駆動力を変化させる場合を説明するが、本発明は、車両前後の駆動輪間において駆動力を変化させる場合や、車両の前後左右における駆動輪間で駆動力を変化させる場合等にも適用できる。すなわち、本発明は、複数の駆動輪間における駆動力を変化させる場合に適用できる。また、次の説明においては、乗用車、トラック、バスその他の車両に本発明を適用した場合を例とするが、本発明の適用対象はこのような車両に限定されるものではない。 In the following description, the case where the driving force of each wheel is changed between the driving wheels on the left and right sides of the vehicle will be described, but the present invention can be applied to the case where the driving force is changed between the driving wheels before and after the vehicle. The present invention can also be applied to a case where the driving force is changed between driving wheels in the front, rear, left and right directions. That is, the present invention can be applied when changing the driving force between a plurality of driving wheels. Moreover, in the following description, the case where the present invention is applied to a passenger car, a truck, a bus, and other vehicles is taken as an example, but the application target of the present invention is not limited to such a vehicle.
この実施形態は、第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素で構成される動力分割機構(例えば遊星歯車装置)と、第1の駆動輪を駆動するとともに第1回転要素に接続される動力発生手段と、第3回転要素の回転に制動を与えることにより、第1の駆動輪及び第2回転要素から動力が伝達される第2の駆動輪の間で両駆動輪のトルクを変更する駆動力調整手段と、を備える点に特徴がある。以下の説明において、回転数というときには、単位時間あたりの回転数をいうものとし、rpm(revolution per minute:1分あたりの回転数)を用いる。次に、この実施形態に係る走行装置について説明する。 In this embodiment, a power split mechanism (for example, a planetary gear device) including a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element, and a first drive wheel are driven and connected to the first rotating element. The torque of both driving wheels is changed between the first driving wheel and the second driving wheel to which power is transmitted from the second rotating element by applying braking to the rotation of the third rotating element. And a driving force adjusting means. In the following description, the number of revolutions refers to the number of revolutions per unit time, and rpm (revolution per minute: revolutions per minute) is used. Next, the traveling device according to this embodiment will be described.
図1は、この実施形態に係る走行装置及びこの実施形態に係る走行装置を備える車両を示す説明図である。車両1は、この実施形態に係る走行装置10を備えており、図1の矢印X方向に進行(前進)する。この実施形態において、車両1が前進する方向(図1中の矢印X方向)に対して左右を判断する。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a traveling device according to this embodiment and a vehicle including the traveling device according to this embodiment. The vehicle 1 includes a
車両1は、左側前輪2lと、右側前輪2rと、左側後輪3lと、右側後輪3rとを備える。そして、左側後輪3lと右側後輪3rとは、それぞれこの実施形態に係る走行装置10で駆動され、左側前輪2lと右側前輪2rとは、それぞれ前輪用駆動装置4で駆動される。このように、車両1は、すべての車輪が駆動輪となる、いわゆる4輪駆動(4WD:4 Wheel Drive)の車両である。なお、車両1の駆動方式はこれに限られず、いわゆるFR(Front engine Rear drive)や、いわゆるFF(Front engine Front drive)その他の駆動方式でもよい。
The vehicle 1 includes a
この実施形態に係る走行装置10は、遊星歯車列で構成される遊星歯車装置(動力配分機構)11と、伝達動力調整手段であるクラッチ13と、第1の駆動軸(以下第1駆動軸)16lと、第2の駆動軸(以下第2駆動軸)16rとを含んで構成される。この実施形態において、第1駆動軸16lは、車両1の前進方向(図1中の矢印X方向)に対して左側に配置されて、左側後輪(第1の駆動輪に相当)3lを駆動する。また、第2駆動軸16rは、車両1の前進方向(図1中の矢印X方向)に対して右側に配置されて、右側後輪(第2の駆動輪に相当)3rを駆動する。
A
この実施形態に係る車両1は、走行装置10を搭載することで、車両1の左右の駆動輪(この実施形態では左側後輪3lと右側後輪3r)の間で、それぞれの駆動力を変化させることができる。ここで、左右の駆動輪、前後の駆動輪あるいは前後左右の駆動輪において、車両の走行条件等に応じてそれぞれの駆動輪の駆動力を変化させる制御を駆動力配分制御という。この実施形態においては、走行装置10によって駆動力が制御される左側後輪3lの駆動力と右側後輪3rの駆動力とを変化させることで、左側後輪3lと右側後輪3rとの間で、駆動力配分制御が実行される。
The vehicle 1 according to this embodiment changes the driving force between the left and right drive wheels (the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r in this embodiment) by mounting the
走行装置10には、動力発生手段である電動機12から動力が入力される。電動機12は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する、いわゆる電気モータであるが、油圧モータを用いてもよい。電動機12の回転軸(電動機回転軸)12sには第1動力伝達ギヤ14が取り付けてある。第1動力伝達ギヤ14は、第1駆動軸16lに取り付けられる第1カウンタギヤ14Cと噛み合っている。そして、走行装置10が備える遊星歯車装置11とクラッチ13とで調整された電動機12の動力が、第1駆動軸16lを介して左側後輪3lに伝達される。
Power is input to the
また、走行装置10には、動力伝達軸11Csが取り付けられている。動力伝達軸11Csには第2動力伝達ギヤ15が取り付けてある。第2動力伝達ギヤ15は、第2駆動軸16rに取り付けられる第2カウンタギヤ15Cと噛み合っている。そして、走行装置10が備える遊星歯車装置11とクラッチ13とで調整された電動機12の動力が、第2駆動軸16rを介して右側後輪3rに伝達される。なお、チェーンとスプロケットとによって、電動機回転軸12sと第1駆動軸16lとの間、動力伝達軸11Csと第2駆動軸16rとの間で動力を伝達してもよい。
The
電動機12はインバータ23によって制御される。インバータ23には、例えばニッケル−水素電池やリチウムイオン電池等の車載電源9が接続されており、必要に応じて電動機12へ電力を供給する。インバータ23は、ECU(Electronic Control Unit)50の運転制御機能を用いて制御される。また、左側後輪3lと右側後輪3rとの間で駆動力を変化させる駆動力配分制御を実行する際には、この実施形態に係る駆動力配分制御装置30によってインバータ23が制御される。なお、この実施形態に係る駆動力配分制御装置30は、ECU50内に備えられる。
The
電動機回転軸12sには、電動機12の回転数を検出する第1電動機回転数検出手段として、レゾルバ45が取り付けられる。ECU50や駆動力配分制御装置30は、レゾルバ45が検出する電動機12の回転情報を取得して、電動機12を制御する。また、第1駆動軸16l及び第2駆動軸16rの回転数は、それぞれ第1駆動軸回転数センサ44l、第2駆動軸回転数センサ44rによって検出され、この実施形態に係る駆動力配分制御を実行する際に用いられる。
A
この実施形態に係る走行装置10が備える遊星歯車装置11は、いわゆるシングルピニオン式の遊星歯車装置であり、サンギヤ(第1回転要素)11Sと、キャリア(第2回転要素)11Cと、リングギヤ(第3回転要素)11Rとを回転要素として備える。なお、この実施形態に係る走行装置10に適用できる遊星歯車装置は、シングルピニオン式に限定されるものではない。例えば、遊星歯車装置11に入力される動力の大きさから遊星歯車装置11の各回転要素に作用する応力を考慮して、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車を用いてもよい。
The
電動機回転軸12sは、遊星歯車装置11のリングギヤ11Rに接続されている。また、動力伝達軸11Csは、遊星歯車装置11のキャリア11Cに接続されている。そして、遊星歯車装置11のサンギヤ11Sには、クラッチ13のクラッチディスク13Dが接続されている。なお、クラッチ13の静止部13Sは、走行装置10の筐体Bに固定されており、クラッチディスク13Dからの反力を受ける。
The
この実施形態に係る走行装置では、第1駆動軸16lの軸トルク(第1駆動軸トルク)Tlは式(1)で、第2駆動軸16rの軸トルク(第2駆動軸トルク)Trは式(2)のようになる。
Tl=gdl×(Tm1−Tcl/ρ)・・(1)
Tr=gdr×(1+1/ρ)×Tcl・・(2)
ここで、gdlは第1動力伝達ギヤ14と第1カウンタギヤ14Cとのギヤ比、gdrは第2動力伝達ギヤ15と第2カウンタギヤ15Cとのギヤ比、ρは遊星歯車装置11の歯数比(サンギヤ11Sの歯数/リングギヤ11Rの歯数)、Tm1は電動機12のトルク、Tclはクラッチ13が発生するトルク(クラッチトルク)である。
In the travel device according to this embodiment, the shaft torque (first drive shaft torque) Tl of the first drive shaft 16l is expressed by equation (1), and the shaft torque (second drive shaft torque) Tr of the
Tl = gdl × (Tm1−Tcl / ρ) (1)
Tr = gdr × (1 + 1 / ρ) × Tcl (2)
Here, gdl is a gear ratio between the first
ここで、駆動力調整手段であるクラッチ13の締結力Fcを調整することによってクラッチ13のトルク容量を変更することにより、クラッチトルクTclを調整することができる。クラッチ13は、クラッチ用油圧発生装置20Cが発生する油圧により締結される。クラッチ用油圧発生装置20Cとクラッチ13との間には、クラッチ制御手段として、クラッチ13に供給する油圧を調整するクラッチ用アクチュエータ21が設けられている。クラッチ用アクチュエータ21をECU50が備える駆動力配分制御装置30によって制御することで、クラッチ13に供給される油圧を変更し、クラッチ13の締結力Fcを調整することができる。なお、クラッチ13は油圧式に限られず、例えば、電磁クラッチを用いてもよい。電磁クラッチは応答が速いため、制御の応答性が向上し、好ましい。
Here, the clutch torque Tcl can be adjusted by changing the torque capacity of the clutch 13 by adjusting the fastening force Fc of the clutch 13 which is a driving force adjusting means. The clutch 13 is fastened by the hydraulic pressure generated by the clutch hydraulic pressure generator 20C. Between the clutch hydraulic pressure generator 20C and the clutch 13, a
この実施形態に係る走行装置10では、電動機12のトルクTm1を変更し、また、遊星歯車装置11のサンギヤ11Sに接続される、駆動力調整手段であるクラッチ13の締結力Fcを調整することによって、クラッチトルクTclを変更する。これによって、クラッチ13が遊星歯車装置11のサンギヤ11Sの回転に制動を与え、サンギヤ11Sに発生する反力を調整して、遊星歯車装置11のリングギヤ11Rとキャリア11Cに配分される動力を変更する。その結果、第1駆動軸16lに伝達される駆動力と、第2駆動軸16rに伝達される駆動力とを変更することができる。
In the traveling
例えば、車両1の旋回中に、カーブの外側における駆動輪の駆動力を増加させれば、車両1の旋回性を向上させることができる。また、車両1の旋回中に、カーブの内側における駆動輪の駆動力を増加させれば、車両1のオーバーステアを抑制して、車両1がスピンに陥ることを回避できる。 For example, the turning performance of the vehicle 1 can be improved by increasing the driving force of the driving wheels outside the curve while the vehicle 1 is turning. Further, if the driving force of the driving wheels inside the curve is increased while the vehicle 1 is turning, oversteering of the vehicle 1 can be suppressed and the vehicle 1 can be prevented from falling into a spin.
この実施形態に係る走行装置10は、動力分割機構としてシングルピニオン式の遊星歯車装置11を備えるが、この場合、シングルピニオン式の遊星歯車装置の共線図において、外側の回転要素(サンギヤ又はリングギヤ)に駆動力調整手段であるクラッチ13を接続すればよい。すなわち、上述したように、遊星歯車装置11のサンギヤ11Sにクラッチ13のクラッチディスク13Dを接続する他、遊星歯車装置11のリングギヤ11Rにクラッチ13のクラッチディスク13Dを接続してもよい。リングギヤ11Rにクラッチ13のクラッチディスク13Dを接続する場合には、サンギヤ11Sに電動機回転軸12sを接続することが好ましい。このようにすることで、クラッチの締結力Fcを調整することによって、第1駆動軸16lに伝達される駆動力と、第2駆動軸16rに伝達される駆動力との比率を変更することができる。
The traveling
また、この実施形態に係る走行装置10が、動力分割機構としてダブルピニオン式の遊星歯車装置を備える場合にも、ダブルピニオン式の遊星歯車装置の共線図において、外側の回転要素(サンギヤ又はキャリア)に駆動力調整手段であるクラッチ13を接続すればよい。すなわち、ダブルピニオン式の遊星歯車装置においては、サンギヤにクラッチ13のクラッチディスク13Dを接続する他、遊星歯車装置のキャリアにクラッチ13のクラッチディスク13Dを接続する。このようにすることで、クラッチの締結力Fcを調整することによって、第1駆動軸16lに伝達される駆動力と、第2駆動軸16rに伝達される駆動力との比率を変更することができる。
Even when the traveling
第1駆動軸16lには左側後輪3lを制動する第1制動装置17lが備えられ、また、第2駆動軸16rには右側後輪3rを制動する第2制動装置17rが備えられる。第1制動装置17l及び第2制動装置17rは、制動装置用油圧発生装置20Bから供給される油圧によって制動力を発生する。第1制動装置17lと制動装置用油圧発生装置20Bとの間には、第1制動装置制御手段として第1制動用アクチュエータ22lが設けられ、第2制動装置17rと制動装置用油圧発生装置20Bとの間には、第2制動装置制御手段として第2制動用アクチュエータ22rが設けられる。第1制動用アクチュエータ22lと第2制動用アクチュエータ22rとは、それぞれECU50あるいは駆動力配分制御装置30によって制御される。このような構成により、第1制動装置17lと第2制動装置17rとは、それぞれ独立に制動力を調整することができる。
The first drive shaft 16l is provided with a first braking device 17l for braking the left rear wheel 3l, and the
左側前輪2lと前輪用駆動装置4とは左側前輪駆動軸5lで接続され、右側前輪2rと前輪用駆動装置4とは右側前輪駆動軸5rで接続される。左側前輪2lと右側前輪2rとは、車両1の駆動輪であるとともに、ハンドル6によって操舵されて車両1の進行方向を決める操舵輪となる。左側前輪2l及び右側前輪2rの操舵角は、操舵角センサ42によって検出されて、駆動力配分制御装置30に取り込まれ、駆動力配分制御に用いられる。
The
ECU50には、アクセル7の開度を検出するアクセル開度センサ40、ブレーキ8の踏力を検出するブレーキセンサ41、車両1の速度(車速)を検出する車速センサ43、及びヨーセンサ46等のセンサ類が接続されている。これらのセンサ類が検出した情報は、ECU50や駆動力配分制御装置30に取り込まれ、車両1の駆動制御やこの実施形態に係る駆動力配分制御に用いられる。次に、この実施形態に係る走行装置10の動作を制御する駆動力配分制御装置30について説明する。
The
図2は、この実施形態に係る駆動力配分制御装置の構成を示す概念図である。図2に示すように、駆動力配分制御装置30は、ECU50に組み込まれて構成されている。ECU50は、CPU(Central Processing Unit:中央演算装置)50pと、記憶部50mと、入力ポート55及び出力ポート56と、入力インターフェース57及び出力インターフェース58とから構成される。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the driving force distribution control device according to this embodiment. As shown in FIG. 2, the driving force
なお、ECU50とは別個に、この実施形態に係る駆動力配分制御装置30を用意し、これをECU50に接続してもよい。そして、この実施形態に係る内燃機関の始動制御を実現するにあたっては、車両1を走行させるにあたって、ECU50が備えている電動機12に対する制御機能を、前記駆動力配分制御装置30が利用できるように構成してもよい。
In addition, separately from ECU50, the driving force
駆動力配分制御装置30は、運転条件判定部31と、制御パラメータ演算部32と、駆動力制御部33とを含んで構成される。これらが、この実施形態に係る内燃機関の始動制御を実行する部分となる。この実施形態において、駆動力配分制御装置30は、ECU50を構成するCPU50pの一部として構成される。CPU50pと、記憶部50mとは、バス543によって接続されている。また、CPU50pが備える運転条件判定部31と、制御パラメータ演算部32と、駆動力制御部33とは、バス541、542、入力ポート55及び出力ポート56を介して接続される。
The driving force
これにより、駆動力配分制御装置30を構成する運転条件判定部31と制御パラメータ演算部32と駆動力制御部33とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。また、駆動力配分制御装置30は、ECU50が有する電動機12や第1制動装置17l等の制御データを取得し、これを利用することができる。また、駆動力配分制御装置30は、この実施形態に係る駆動力配分制御を、ECU50が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。
As a result, the driving
入力ポート55には、入力インターフェース57が接続されている。入力インターフェース57には、アクセル開度センサ40、ブレーキセンサ41、操舵角センサ42、車速センサ43、第1駆動軸回転数センサ44l、第2駆動軸回転数センサ44r、レゾルバ45、ヨーセンサ46その他の、走行装置10の制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェース57内のA/Dコンバータ57aやディジタル入力バッファ57dにより、CPU50pが利用できる信号に変換されて入力ポート55へ送られる。これにより、CPU50pは、電動機12の制御や、この実施形態に係る駆動力配分制御に必要な情報を取得することができる。
An
出力ポート56には、出力インターフェース58が接続されている。出力インターフェース58には、電動機12を制御するインバータ23、クラッチ13の締結力Fcを制御するクラッチ用アクチュエータ21、第1制動装置17lの制動力を制御する第1制動用アクチュエータ22l、及び第2制動装置17rの制動力を制御する第2制動用アクチュエータ22rその他の、駆動力配分制御における制御対象が接続されている。
An
出力インターフェース58は、制御回路581、582等を備えており、CPU50pで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ECU50のCPU50pは、左側後輪3lの駆動力及び右側後輪3rの駆動力を制御することができる。
The
記憶部50mには、この実施形態に係る駆動力配分制御の処理手順を含むコンピュータプログラムや制御マップ、あるいはこの実施形態に係る駆動力配分制御に用いる、制御データマップ等が格納されている。ここで、記憶部50mは、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
The
上記コンピュータプログラムは、CPU50pへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、この実施形態に係る駆動力配分制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この駆動力配分制御装置30は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、運転条件判定部31、制御パラメータ演算部32及び駆動力制御部33との機能を実現するものであってもよい。次に、この実施形態に係る駆動力配分制御を説明する。次の説明では、適宜図1〜図2を参照されたい。
The computer program may be capable of realizing the processing procedure of the driving force distribution control according to this embodiment in combination with the computer program already recorded in the
図3は、この実施形態に係る走行装置を用いた場合の駆動力配分制御手順の一例を示すフローチャートである。図4は、この実施形態に係る走行装置の駆動力配分制御に用いる制御マップを示す説明図である。次においては、車両1の左側後輪(第1駆動輪)3lと右側後輪(第2駆動輪)3rとの間で駆動力配分制御を実行する例を説明する。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of a driving force distribution control procedure when the traveling device according to this embodiment is used. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a control map used for driving force distribution control of the traveling device according to this embodiment. Next, an example in which driving force distribution control is executed between the left rear wheel (first driving wheel) 3l and the right rear wheel (second driving wheel) 3r of the vehicle 1 will be described.
ここで、図4に示す制御マップ60のクラッチ回転数(クラッチ13の回転数)は、クラッチ13がサンギヤ11Sの回転に制動を与える(すなわちクラッチ13に締結力Fcを発生させる)ことにより、左側後輪3lの駆動力と右側後輪3rの駆動力とを変更できる領域におけるサンギヤ11S(すなわちクラッチ13)の回転方向を負としている。クラッチ回転数が正の領域、すなわちクラッチ13の回転方向が正の場合、クラッチ13がサンギヤ11Sの回転に制動を与える(回転数を減少させる)、すなわちクラッチ13の締結力Fcによっては、左側後輪3lの駆動力と右側後輪3rの駆動力とを変更できない領域である。なお、クラッチ13の回転方向の定義は便宜上のものである。
Here, the clutch rotation speed (the rotation speed of the clutch 13) of the
この実施形態に係る駆動力配分制御を実行するにあたり、駆動力配分制御装置30(図2参照)の運転条件判定部31は、駆動力配分制御を実行する条件にあるか否かを判定する(ステップS101)。駆動力配分制御は、例えば、車両1がコーナーリング中である場合にアンダーステアを抑制する場合は、カーブの外側における駆動輪の駆動力を増加させるとともに、カーブの内側における駆動輪の駆動力を減少させるようにする。また、車両1がコーナーリング中である場合にオーバーステアを抑制する場合は、例えば、カーブの外側における駆動輪の駆動力を減少させるとともに、カーブの内側における駆動輪の駆動力を増加させるようにする。これによって、オーバーステアによる車両1のスピンを未然に防止する。
In executing the driving force distribution control according to this embodiment, the driving
また、例えば、一方の駆動輪が雪や氷によってスリップした場合、スリップが発生した駆動輪の駆動力を減少させるとともに、スリップの発生していない駆動輪の駆動力を増加させる。これによって、スリップが発生した駆動輪に逃げる駆動力を抑制できるので、確実に車両1を進行させることができる。このように、車両1の旋回性能を制御したり、駆動輪のスリップを抑制したりする際に駆動力配分制御を実行する。 For example, when one of the driving wheels slips due to snow or ice, the driving force of the driving wheel in which the slip has occurred is reduced and the driving force of the driving wheel in which the slip has not occurred is increased. As a result, the driving force escaping to the drive wheel where the slip has occurred can be suppressed, so that the vehicle 1 can be reliably advanced. As described above, the driving force distribution control is executed when the turning performance of the vehicle 1 is controlled or the slip of the driving wheel is suppressed.
例えば、車両1のコーナーリング中におけるアンダーステアを抑制する場合、運転条件判定部31は、ヨーセンサ46及び操舵角センサ42(図1参照)から取得した旋回加速度(車両1の横方向加速度)の大きさと操舵角度の大きさとから、車両1が旋回中であって、カーブ外側における駆動輪の駆動力を増加させる条件であるか否かを判定する。そして、運転条件判定部31は、カーブ外側における駆動輪の駆動力を増加させる場合に、駆動力配分制御を実行する条件にあると判定する。なお、駆動力配分制御を実行するか否かの判定においては、車速センサ43から取得した現在の車速Vや、電動機12に対する出力指令値から求めた電動機12のトルクTm1を考慮してもよい(以下同様)。
For example, when suppressing understeer during cornering of the vehicle 1, the driving
また、駆動輪のスリップが発生した場合に駆動力配分制御を実行する場合、例えば、第1駆動軸回転数センサ44l及び第2駆動軸回転数センサ44r(図1参照)から取得した左側後輪3lと右側後輪3rとの回転数差が所定の制限値を超えている場合に、運転条件判定部31は、回転数の大きい駆動輪に許容できない滑りが発生していると判定する。そして、この場合、運転条件判定部31は、駆動力配分制御を実行する条件にあると判定する。
Further, when the driving force distribution control is executed when the driving wheel slips, for example, the left rear wheel acquired from the first driving shaft speed sensor 44l and the second driving shaft speed sensor 44r (see FIG. 1). When the rotational speed difference between 3l and the right rear wheel 3r exceeds a predetermined limit value, the driving
運転条件判定部31が、駆動力配分制御を実行する条件にないと判定した場合(ステップS101:No)、STARTに戻り、運転条件判定部31は車両1の運転状態の監視を継続する。運転条件判定部31が、駆動力配分制御を実行する条件にあると判定した場合(ステップS101:Yes)、駆動力配分制御装置30の制御パラメータ演算部32は、クラッチ13の現在における回転数(現クラッチ回転数)Ncを算出する(ステップS102)。ここで、現クラッチ回転数Ncは、サンギヤ11Sの回転数に等しく、遊星歯車装置11のリングギヤ11Rの回転数及びキャリア11Cの回転数が決定されると、サンギヤ11Sの回転数は一義的に決定される。
When the driving
リングギヤ11Rの回転数は、レゾルバ45で検出する電動機12の回転数から、あるいは、左側後輪3lが取り付けられる第1駆動軸16lの回転数とギヤ比gdl(第1動力伝達ギヤ14と第1カウンタギヤ14Cとのギヤ比)とから求めることができる。キャリア11Cの回転数は、右側後輪3rが取り付けられる第2駆動軸16rの回転数とギヤ比gdr(第2動力伝達ギヤ15と第2カウンタギヤ15Cとのギヤ比)とから求めることができる。なお、第1駆動軸16lの回転数は第1駆動軸回転数センサ44lにより、第2駆動軸16rの回転数は第2駆動軸回転数センサ44rから取得することができる。
The rotational speed of the
現クラッチ回転数Ncを求めたら(ステップS102)、制御パラメータ演算部32は、駆動力配分制御にあたって目標とするクラッチ13の回転数(目標クラッチ回転数)Nc_pを算出する(ステップS103)。目標クラッチ回転数Nc_pは、車両1の旋回半径R及び駆動力配分比β(制御マップ60の左輪駆動力分担率であり、左側後輪3lの駆動力配分比)を、図4に示す制御マップ60へ与えることにより求めることができる。
After obtaining the current clutch rotational speed Nc (step S102), the control
現クラッチ回転数Ncは、現時点(駆動力配分制御時)における左側後輪3lと右側後輪3rとの回転数差を示すので、現クラッチ回転数Ncから車両1の旋回時における旋回半径Rを推定することができる。また、駆動力配分比βは、車両1の旋回に必要なヨーモーメント(以下要求ヨーモーメントという)から算出することができる。要求ヨーモーメントは、目標ヨーモーメントと、実ヨーモーメントとの偏差であって、制御パラメータ演算部32によって算出される。ここで、目標ヨーモーメントは、操舵角センサ42及び車速センサ43の情報に基づいて、制御パラメータ演算部32によって算出される。また、実ヨーモーメントは、ヨーセンサ46によって検出される。
Since the current clutch rotational speed Nc indicates the rotational speed difference between the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r at the present time (during driving force distribution control), the turning radius R at the time of turning of the vehicle 1 is determined from the current clutch rotational speed Nc. Can be estimated. Further, the driving force distribution ratio β can be calculated from a yaw moment necessary for turning the vehicle 1 (hereinafter referred to as a requested yaw moment). The requested yaw moment is a deviation between the target yaw moment and the actual yaw moment, and is calculated by the control
このようにして得られた車両1の旋回半径Rと、駆動力配分比(制御マップ60の左輪駆動力分担率)βを制御マップ60(図4参照)に与えると、対応するクラッチ回転数、すなわち、目標クラッチ回転数Nc_pが得られる。このクラッチ回転数が、目標クラッチ回転数Nc_pである。例えば、駆動力配分比βが35%で旋回半径R=R3の場合、目標クラッチ回転数Nc_pは、約−200rpmとなる。なお、車両1の旋回時における旋回半径Rは、現クラッチ回転数Ncのみならず、車両1の操舵角や実ヨーモーメント等に基づいて推定してもよい。 When the turning radius R of the vehicle 1 thus obtained and the driving force distribution ratio (left wheel driving force sharing ratio of the control map 60) β are given to the control map 60 (see FIG. 4), the corresponding clutch rotational speed, That is, the target clutch rotational speed Nc_p is obtained. This clutch rotational speed is the target clutch rotational speed Nc_p. For example, when the driving force distribution ratio β is 35% and the turning radius R = R3, the target clutch rotational speed Nc_p is about −200 rpm. The turning radius R at the time of turning of the vehicle 1 may be estimated based not only on the current clutch rotation speed Nc but also on the steering angle of the vehicle 1 and the actual yaw moment.
次に、運転条件判定部31は、目標クラッチ回転数Nc_p(rpm)が予め定めた閾値(クラッチ回転数閾値)Nc_s(rpm)よりも大きいか否かを判定する(ステップS104)。これは、クラッチ13の締結力Fc及び電動機12のトルクTm1を調整することにより、左側後輪3lの駆動力と右側後輪3rの駆動力とを変更できるか否かを判定するためである。このように、目標クラッチ回転数Nc_pを用いることにより、左側後輪3lの駆動力と右側後輪3rの駆動力とを変更できるか否かを簡易かつ確実に判定できる。
Next, the operating
クラッチ回転数閾値Nc_sは、0rpmよりも小さい値、例えば−100rpm以上〜−50rpm以下とすることが好ましい。図4に示す制御マップ60から、目標クラッチ回転数Nc_pが0rpmよりも大きい領域で駆動力配分制御を実行しようとすると、クラッチ13のクラッチディスク13Dを現状の回転方向に対して逆方向に回転させる必要がある。このため、目標クラッチ回転数Nc_pが0rpmよりも大きい領域においては、クラッチ13の締結力Fcを調整するのみでは駆動力配分制御をすることはできず、クラッチ13の締結力Fcを調整するのみで駆動力配分制御を実行する場合には、目標クラッチ回転数Nc_pを、少なくとも0rpm以下の領域とする必要がある。
The clutch rotational speed threshold Nc_s is preferably a value smaller than 0 rpm, for example, −100 rpm to −50 rpm. From the
したがって、クラッチ回転数閾値Nc_sは0rpmであってもよい。しかしながら、駆動輪の摩耗度合いや路面状況、あるいは駆動系のねじれやバックラッシュ等の誤差要因により、クラッチ回転数閾値Nc_sを0rpmとすると、左右の駆動輪間で実際に駆動力を制御することが難しくなる場合がある。このため、クラッチ回転数閾値Nc_sは、0rpmよりも小さい値(例えば上記範囲の値)とすることが好ましい。このようにすれば、駆動輪の摩耗度合いや路面状況等の誤差要因に起因する不具合を回避することができる。 Therefore, the clutch rotational speed threshold Nc_s may be 0 rpm. However, if the clutch rotation speed threshold Nc_s is set to 0 rpm due to the degree of wear of the drive wheels, the road surface condition, or torsional or backlash of the drive system, it is possible to actually control the drive force between the left and right drive wheels. It can be difficult. For this reason, the clutch rotation speed threshold Nc_s is preferably set to a value smaller than 0 rpm (for example, a value in the above range). In this way, problems caused by error factors such as the degree of wear of the drive wheels and the road surface condition can be avoided.
Nc_p≦Nc_sである場合(ステップS104:No)、クラッチ13の締結力Fcを調整するのみで、誤差要因に起因する不具合を回避しつつ、左側後輪3lと右側後輪3rとの間における駆動力配分制御が実現できる。この場合、制御パラメータ演算部32は、現状における電動機12のトルクTm1と、目標ヨーモーメントから求めた駆動力配分比とから、目標クラッチトルクTcl_pを算出する(ステップS105)。
When Nc_p ≦ Nc_s (step S104: No), the drive between the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r is avoided only by adjusting the fastening force Fc of the clutch 13 and avoiding the trouble caused by the error factor. Force distribution control can be realized. In this case, the control
次に、制御パラメータ演算部32は、ステップS105で算出した目標クラッチトルクTcl_pを、クラッチ13に対するクラッチトルクの指令値(クラッチトルク指令値)Tcl_cに設定する(ステップS106)。ここで、クラッチトルク指令値Tcl_cは、クラッチ13が目標クラッチトルクTcl_pを発生するために必要な油圧をクラッチ用アクチュエータ21が供給できるように、クラッチ用アクチュエータ21に対する指令値に変換されている。そして、駆動力配分制御装置30の駆動力制御部33は、クラッチ用アクチュエータ21に対してクラッチトルク指令値Tcl_cを発信する(ステップS110)。これによって、走行装置10は、目標ヨーモーメントを発生するための駆動力配分比で左側後輪3l及び右側後輪3rを駆動する。
Next, the control
Nc_p>Nc_sである場合(ステップS104:Yes)、クラッチ13の締結力Fcを調整するのみでは、前記誤差要因に起因する不具合を回避しつつ、左側後輪3lと右側後輪3rとの間における駆動力配分制御はできない。この場合、制御パラメータ演算部32は、まず、現状における電動機12のトルクTm1と、目標ヨーモーメントから求めた駆動力配分比とから、目標クラッチトルクTcl_pを算出する(ステップS107)。
When Nc_p> Nc_s is satisfied (step S104: Yes), the adjustment between the engagement force Fc of the clutch 13 is performed only while adjusting the engagement force Fc between the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r while avoiding the problems caused by the error factors. Driving force distribution control is not possible. In this case, the control
次に、制御パラメータ演算部32は、目標クラッチトルクTcl_pから所定のトルク値(クラッチトルク補正値)ΔTclを減算した値を、クラッチ13に対するクラッチトルク指令値Tcl_cとする(ステップS108)。ここで、クラッチトルク補正値ΔTclは、クラッチ回転数Ncが、クラッチ回転数閾値Nc_s以下になるようにするために必要なトルクであり、現在のクラッチ回転数Ncとクラッチ回転数閾値Nc_sとの差分に基づいて算出する。
Next, the control
次に、制御パラメータ演算部32は、算出したクラッチトルク補正値ΔTclに基づいて、左側後輪3lの制動力Tb_lと電動機12のトルクの補正値(電動機トルク補正値)ΔTm1とを算出する。これは、クラッチトルク補正値ΔTclを、左側後輪3lの制動力Tb_lと電動機トルク補正値ΔTm1とで補正するためである(ステップS109)。例えば、クラッチトルク補正値ΔTclを、左側後輪3lの制動力Tb_lで発生させ、左側後輪3lの制動で失われた第1駆動軸トルクTl(式(1)参照)を、電動機12で発生する電動機トルク補正値ΔTm1で補う。
Next, the control
この実施形態に係る走行装置10の構成(図1参照)では、左側後輪3lの駆動力分担率が小さくなるにしたがって、クラッチ13の締結力Fcを調整することのみによっては、左側後輪3lと右側後輪3rとの間における駆動力配分制御が不可能になる領域(図4のハッチングで示す領域)へ移行する。すなわち、クラッチ13の締結力Fcを調整することのみによる駆動力配分制御が不可能になる領域では、左側後輪3lの駆動力を目標よりも小さくできないことになる。なお、この実施形態に係る走行装置10において、左側後輪3lと右側後輪3rとの関係を逆にすれば、右側後輪3rにおいて、クラッチ13の締結力Fcを調整することのみによる駆動力配分制御が不可能になる領域では、右側後輪3rの駆動力を目標よりも小さくできない。
In the configuration of the traveling
したがって、左側後輪3lの駆動力を目標値とするため、第1制動装置17lにより左側後輪3lに制動力Tb_lを発生させて、目標の駆動力配分比を達成する。一方、第1制動装置17lにより左側後輪3lに制動力Tb_lを発生させると、左側後輪3lに制動力Tb_lを発生させる前と比較して、走行装置10の総駆動力は低下する。したがって、駆動力配分制御の前後において走行装置10の総駆動力が一定となるように、左側後輪3lを制動することによって低下した走行装置10の総駆動力を、電動機12のトルクを電動機トルク補正値ΔTm1分、増加させることによって補正する。
Therefore, in order to set the driving force of the left rear wheel 3l as the target value, the first braking device 17l generates the braking force Tb_l on the left rear wheel 3l to achieve the target driving force distribution ratio. On the other hand, when the braking force Tb_l is generated on the left rear wheel 3l by the first braking device 17l, the total driving force of the traveling
なお、左側後輪3lを制動力Tb_lで制動することにより得られた第1駆動軸トルクTlを維持したまま、電動機12のトルクを増加させると、式(1)からわかるように、電動機12のトルクの増加分に応じてクラッチトルクTclも増加する。その結果、式(2)からわかるように、クラッチトルクTclの増加に応じて、第2駆動軸トルクTrも増加するので、駆動力配分制御の前後において走行装置10の総駆動力を一定とすることができる。
If the torque of the
駆動力制御部33は、クラッチ用アクチュエータ21に対してクラッチトルク指令値Tcl_cを発信する(ステップS110)。また、駆動力制御部33は、制動力Tb_lを発生させるための指令値を、第1制動装置17lに制動力を発生させる第1制動用アクチュエータ22lに発信するとともに、現状のトルクTm1に電動機トルク補正値ΔTm1を加算した値(Tm1+ΔTm1)を電動機12に発生させるための指令値を、インバータ23へ発信する(ステップS110)。これによって、走行装置10は、目標ヨーモーメントを発生するための駆動力配分比で左側後輪3l及び右側後輪3rを駆動する。次に、この実施形態に係る走行装置10の他の制御例を説明する。
The driving force control unit 33 transmits a clutch torque command value Tcl_c to the clutch actuator 21 (step S110). Further, the driving force control unit 33 transmits a command value for generating the braking force Tb_l to the first braking actuator 22l for generating the braking force by the first braking device 17l, and the motor torque to the current torque Tm1. A command value for causing the
図5は、この実施形態に係る走行装置を用いた場合における、他の駆動力配分制御手順の一例を示すフローチャートである。この駆動力配分制御は、図2に示す駆動力配分制御装置30で実現できる。この駆動力配分制御を実行するにあたり、駆動力配分制御装置30(図2参照)の運転条件判定部31は、駆動力配分制御を実行する条件にあるか否かを判定する(ステップS401)。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of another driving force distribution control procedure when the traveling device according to this embodiment is used. This driving force distribution control can be realized by the driving force
運転条件判定部31が、駆動力配分制御を実行する条件にないと判定した場合(ステップS401:No)、STARTに戻り、運転条件判定部31は車両1の運転状態の監視を継続する。運転条件判定部31が、駆動力配分制御を実行する条件にあると判定した場合(ステップS401:Yes)、駆動力配分制御装置30の制御パラメータ演算部32は、現状における電動機12のトルクTm1と、目標ヨーモーメントから求めた駆動力配分比とから、目標クラッチトルクTcl_pを算出する(ステップS402)。
When the driving
次に、制御パラメータ演算部32は、ステップS402で算出した目標クラッチトルクTcl_pを、クラッチ13に対するクラッチトルク指令値Tcl_cとして設定する(ステップS403)。ここで、クラッチトルク指令値Tcl_cは、クラッチ13が目標クラッチトルクTcl_pを発生するために必要な油圧をクラッチ用アクチュエータ21が供給できるように、クラッチ用アクチュエータ21に対する指令値に変換されている。そして、駆動力配分制御装置30の駆動力制御部33は、クラッチ用アクチュエータ21に対してクラッチトルク指令値Tcl_cを発信する(ステップS404)。これによって、走行装置10は、目標ヨーモーメントを発生するための駆動力配分比で左側後輪3l及び右側後輪3rを駆動する。
Next, the
次に、運転条件判定部31は、クラッチ13の現在における回転数(現クラッチ回転数)Ncを算出する(ステップS405)。現クラッチ回転数Ncの算出方法は上述した通りである。現クラッチ回転数Ncを求めたら(ステップS405)、運転条件判定部31は、現クラッチ回転数Ncが予め定めたクラッチ回転数閾値Nc_s(rpm)よりも大きいか否かを判定する(ステップS406)。クラッチ回転数閾値Nc_sは、0rpmよりも小さい値であって、走行時における外乱等を考慮して、例えば−10rpm以上−100rpm以下とする。
Next, the operating
Nc≦Nc_sである場合(ステップS406:No)、左側後輪3lと右側後輪3rとの間における駆動力配分制御が実現できている。Nc>Nc_sである場合(ステップS406:Yes)、左側後輪3lと右側後輪3rとの間における駆動力配分制御は実現できていない。この場合、制御パラメータ演算部32は、クラッチトルク補正値ΔTclを算出する(ステップS407)。クラッチトルク補正値ΔTclについては、上述した通りであり、現クラッチ回転数Ncとクラッチ回転数閾値Nc_sとの差分に基づいて算出する。
When Nc ≦ Nc_s (step S406: No), the driving force distribution control between the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r can be realized. When Nc> Nc_s (step S406: Yes), the driving force distribution control between the left rear wheel 3l and the right rear wheel 3r cannot be realized. In this case, the
そして、制御パラメータ演算部32は、現時点における最新の目標クラッチトルクTcl_p(ステップS402で算出した目標クラッチトルクTcl_p)から、クラッチトルク補正値ΔTclを減算した値を、新たな目標クラッチトルクTcl_pに設定する(ステップS408)。制御パラメータ演算部32は、設定した目標クラッチトルクTcl_pを、クラッチ用アクチュエータ21に対して発信するクラッチトルク指令値Tcl_cに設定する。
Then, the control
次に、制御パラメータ演算部32は、クラッチトルク補正値ΔTclを、左側後輪3lの制動力Tb_lと電動機トルク補正値ΔTm1とで補正する(ステップS409)。このため、制御パラメータ演算部32は、算出したクラッチトルク補正値ΔTclに基づいて、左側後輪3lの制動力Tb_lと電動機12のトルクの補正値(電動機トルク補正値)ΔTm1とを算出する。
Next, the
駆動力制御部33は、ステップS408で設定された目標クラッチトルクTcl_pに基づいて設定されたクラッチトルク指令値Tcl_cを、クラッチ用アクチュエータ21に対して発信する(ステップS410)。また、駆動力制御部33は、ステップS409で算出された制動力Tb_lを発生させるための指令値を、第1制動用アクチュエータ22lに発信する(ステップS410)。そして、駆動力制御部33は、現状のトルクTm1に電動機トルク補正値ΔTm1を加算した値(Tm1+ΔTm1)を電動機12に発生させるための指令値を、インバータ23へ発信する(ステップS410)。これによって、走行装置10は、目標ヨーモーメントを発生するための駆動力配分比で左側後輪3l及び右側後輪3rを駆動する。
The driving force control unit 33 transmits the clutch torque command value Tcl_c set based on the target clutch torque Tcl_p set in step S408 to the clutch actuator 21 (step S410). Further, the driving force control unit 33 transmits a command value for generating the braking force Tb_l calculated in step S409 to the first braking actuator 22l (step S410). Then, the driving force control unit 33 transmits a command value for causing the
駆動力配分制御装置30は、Nc≦Nc_sとなるまでステップS405〜ステップS410を繰り返す。このように、Nc>Nc_sである場合には、現クラッチ回転数Ncに基づいて目標クラッチトルクTcl_pを変更するので、外乱や駆動系の経時変化等があっても、これを修正しながら目標とする駆動力配分制御を実現できる。次に、制動時における走行装置10の制御を説明する。
The driving force
図6は、この実施形態に係る走行装置の減速時における制御の手順を示すフローチャートである。走行装置10の減速時における制御は、上述した駆動力配分制御装置30(図2参照)により実現できる。この実施形態に係る走行装置10を搭載した車両1が減速する際には、運転条件判定部31は、ブレーキ(フットブレーキ)がON、かつ電動機12による電力の回生が可能か否かを判定する(ステップS201)。ブレーキがONであるか否かは、例えば、ブレーキセンサ41が出力を発生するとともに、目標減速度が所定の閾値以上、かつ車速が所定の速度以上である場合に、ブレーキがON、かつ電動機12による電力の回生が可能であると判定する。
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure when the traveling apparatus according to this embodiment is decelerated. Control during deceleration of the traveling
ブレーキがOFF、又は電動機12による電力の回生ができない場合(ステップS201:No)、電動機12による電力回生を利用して必要な制動力を得ることはできない。このため、走行装置10の左側後輪3l及び右側後輪3rともに機械式のブレーキを用いて制動する(ステップS202)。ここで、機械式ブレーキとは、車両の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって制動力を発生させるものである。走行装置10においては、左側後輪3lを制動する第1制動装置17l、及び右側後輪3rを制動する第2制動装置17rが機械式ブレーキに相当する。駆動力制御部33は、第1制動用アクチュエータ22l及び第2制動用アクチュエータ22rに制動指令を送り、第1制動装置17l、及び第2制動装置17rに制動力を発生させる。
When the brake is OFF or the electric power cannot be regenerated by the electric motor 12 (step S201: No), the necessary braking force cannot be obtained using the electric power regeneration by the
ブレーキがON、かつ電動機12による電力の回生が可能である場合(ステップS201:Yes)、まず、走行装置10の左側後輪3l及び右側後輪3rともに機械式のブレーキを用いて制動する(ステップS203)。電動機12による回生を行う場合、クラッチ13の締結力Fcを変更する指令を送るが、クラッチ13は油圧により動作するため、所定の油圧がクラッチ13へ供給されるまでに遅れが発生する場合がある。この遅れにより、制動が遅れるおそれがあるため、この実施形態においては、機械式ブレーキによって初期の制動力を確保する。駆動力制御部33は、第1制動用アクチュエータ22l及び第2制動用アクチュエータ22rに制動指令を送り、第1制動装置17l、及び第2制動装置17rに制動力を発生させる。このとき、電動機12に対する回生トルクの指令は0とする。
When the brake is ON and the regeneration of electric power by the
次に、駆動力制御部33は、クラッチ13を開放するとともに、電動機12の回生トルクを指令する。すると、クラッチ13の開放により、左側後輪3lに電動機12の回生による制動力が作用する。駆動力制御部33は、電動機12の回生による制動力の増加に合わせて、左側後輪3lを制動する第1制動装置17lの制動力を低下させる(ステップS204)。このように、回生により電動機12によって生み出される電力量に基づいて、第1制動装置17lの制動力を調整する。
Next, the driving force control unit 33 releases the clutch 13 and commands the regenerative torque of the
このように、右側後輪3rを制動する第2制動装置17rと、左側後輪3lを制動する電動機12の回生トルクとを協調して制御することにより、左側後輪3lの制動力と右側後輪3rの制動力とを同一に制御することが可能となる。これによって、電動機12の電力回生を利用して制動できるとともに、制動力の立ち上がりの遅れも極小にすることができる。次に、この実施形態に係る走行装置の減速時における他の制御を説明する。
Thus, the
図7は、この実施形態に係る走行装置の減速時における他の制御の手順を示すフローチャートである。この制御は、上述した駆動力配分制御装置30(図2参照)により実現できる。この実施形態に係る走行装置10を搭載した車両1が減速する際には、運転条件判定部31は、ブレーキ(フットブレーキ)がON、かつ電動機12による電力の回生が可能か否かを判定する(ステップS301)。
FIG. 7 is a flowchart showing another control procedure during deceleration of the traveling device according to this embodiment. This control can be realized by the driving force distribution control device 30 (see FIG. 2) described above. When the vehicle 1 equipped with the traveling
ブレーキがOFF、又は電動機12による電力の回生ができない場合(ステップS301:No)、電動機12による電力回生を利用して必要な制動力を得ることはできない。このため、走行装置10の左側後輪3l及び右側後輪3rともに機械式のブレーキを用いて制動する(ステップS302)。ブレーキがON、かつ電動機12による電力の回生が可能である場合(ステップS301:Yes)、まず、走行装置10の左側後輪3l及び右側後輪3rともに機械式のブレーキを用いて制動する(ステップS303)。
When the brake is OFF or the electric power regeneration by the
電動機12による回生を行う場合、クラッチ13の締結力Fcを変更する指令を送るが、クラッチ13は油圧により動作するため、所定の油圧がクラッチ13へ供給されるまでに遅れが発生する場合がある。この遅れにより、制動が遅れるおそれがあるため、この実施形態においては、機械式ブレーキによって初期の制動力を確保する。駆動力制御部33は、第1制動用アクチュエータ22l及び第2制動用アクチュエータ22rに制動指令を送り、第1制動装置17l、及び第2制動装置17rに制動力を発生させる。このとき、電動機12に対する回生トルクの指令は0とする。
When regeneration by the
次に、駆動力制御部33は、クラッチ13を係合させ(ステップS304)、電動機12の回生トルクを指令する。これによって、電動機12の電力回生による制動力を、左側後輪3l及び右側後輪3rの両方に作用させる。次に、駆動力制御部33は、電動機12の回生による制動力の増加に合わせて、左側後輪3lを制動する第1制動装置17l及び右側後輪3rを制動する第2制動装置17rの制動力をともに低下させる(ステップS305)。このように、回生により電動機12によって生み出される電力量に基づいて、第1制動装置17l及び第2制動装置17rの制動力を調整する。
Next, the driving force control unit 33 engages the clutch 13 (step S304) and commands the regenerative torque of the
このように、左側後輪3lを制動する第1制動装置17l及び右側後輪3rを制動する第2制動装置17rと、電動機12の回生トルクとを協調して制御することにより、電動機12によって電力を回生するとともに、左側後輪3lの制動力と右側後輪3rの制動力とを同一に制御することが可能となる。
As described above, the first brake device 17l that brakes the left rear wheel 3l and the
以上、この実施形態では、第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素で構成される動力分割機構と、第1の駆動輪を駆動するとともに第1回転要素に接続される動力発生手段と、第3回転要素の回転に制動を与えることにより、第1の駆動輪及び第2回転要素から動力が伝達される第2の駆動輪の間で両駆動輪のトルクを変更する駆動力調整手段とを備える。これによって、単独の動力発生手段によって、異なる駆動輪間においてそれぞれの駆動力を変更できる。これによって、複数の駆動輪に駆動力差を設けるにあたって、装置をコンパクトにして、車両への搭載性を向上させることができる。なお、この実施形態で開示した構成と同様の構成を備えるものは、この実施形態と同様の作用、効果を奏する。 As described above, in this embodiment, the power split mechanism including the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element, and the power generating means that drives the first drive wheel and is connected to the first rotating element. And a driving force adjustment that changes the torque of both driving wheels between the first driving wheel and the second driving wheel to which power is transmitted from the second rotating element by applying braking to the rotation of the third rotating element. Means. Thus, each driving force can be changed between different driving wheels by a single power generation means. Thereby, when providing the driving force difference to the plurality of driving wheels, the apparatus can be made compact and the mounting property to the vehicle can be improved. In addition, what is provided with the structure similar to the structure disclosed by this embodiment has an effect | action and effect similar to this embodiment.
以上のように、本発明に係る走行装置は、異なる駆動輪間で駆動力を異ならせる際に有用であり、特に、装置をコンパクトにして、車両への搭載性を向上させることに適している。 As described above, the traveling device according to the present invention is useful when different driving forces are used between different driving wheels, and is particularly suitable for making the device compact and improving the mountability on a vehicle. .
1 車両
2l 左側前輪
2r 右側前輪
3l 左側後輪
3r 右側後輪
4 前輪用駆動装置
6 ハンドル
7 アクセル
8 ブレーキ
9 車載電源
10 走行装置
11 遊星歯車装置
11C キャリア
11R リングギヤ
11S サンギヤ
12 電動機
13 クラッチ
16l 第1駆動軸
16r 第2駆動軸
17l 第1制動装置
17r 第2制動装置
20B 制動装置用油圧発生装置
20C クラッチ用油圧発生装置
21 クラッチ用アクチュエータ
22l 第1制動用アクチュエータ
22r 第2制動用アクチュエータ
23 インバータ
30 駆動力配分制御装置
31 運転条件判定部
32 制御パラメータ演算部
33 駆動力制御部
40 アクセル開度センサ
41 ブレーキセンサ
42 操舵角センサ
43 車速センサ
44l 第1駆動軸回転数センサ
44r 第2駆動軸回転数センサ
45 レゾルバ
46 ヨーセンサ
60 制御マップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2l Left
Claims (6)
第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素を備える動力分割機構と、
前記第1の回転要素に接続される動力発生手段と、
前記動力発生手段から動力が伝達されて駆動される第1の駆動輪と、
前記第2の回転要素を介して伝達される前記動力発生手段の動力で駆動される第2の駆動輪と、
前記第3回転要素の回転に制動を与えることにより、前記動力発生手段から前記第1の駆動輪に伝達される駆動力と、前記第2の回転要素を介して前記第2の駆動輪に伝達される駆動力とを変更する駆動力調整手段と、
を含むことを特徴とする走行装置。 It is mounted on a vehicle and changes the driving force between different driving wheels.
A power split mechanism comprising a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element;
Power generating means connected to the first rotating element;
A first drive wheel driven by power transmitted from the power generation means;
A second drive wheel driven by the power of the power generating means transmitted through the second rotating element;
By applying braking to the rotation of the third rotating element, the driving force transmitted from the power generation means to the first driving wheel and the second driving wheel are transmitted to the second driving wheel via the second rotating element. Driving force adjusting means for changing the driven driving force;
A traveling device comprising:
前記第1回転要素は前記リングギヤ又は前記サンギヤであり、前記第2回転要素はキャリアであり、また、前記第3回転要素は前記サンギヤ又は前記リングギヤのうち前記第1回転要素とは異なる方とすることを特徴とする請求項1に記載の走行装置。 The power split mechanism is a planetary gear device having a sun gear, a carrier, and a ring gear as rotating elements,
The first rotating element is the ring gear or the sun gear, the second rotating element is a carrier, and the third rotating element is the sun gear or the ring gear that is different from the first rotating element. The traveling device according to claim 1.
前記車両の目標とする目標ヨーモーメントから要求される前記第1の駆動輪と前記第2の駆動輪との駆動力配分比に基づいて設定した前記第3回転要素の目標回転数が、予め定めた所定の閾値よりも大きい場合には、
前記目標回転数と、前記所定の閾値との差に基づいて算出した前記第3回転要素の補正トルクを用いて、前記目標ヨーモーメントから要求される前記第1の駆動輪と前記第2の駆動輪との駆動力配分比に基づいて設定した、前記第3回転要素の目標トルクを補正するとともに、前記補正トルクに基づいて前記動力発生手段が発生するトルクを変更することを特徴とする請求項1又は2に記載の走行装置。 The third rotating element in a region where the driving force of the first driving wheel and the driving force of the second driving wheel can be changed by applying braking to the rotation of the third rotating element by the driving force adjusting means. The rotation direction of is negative,
A target rotational speed of the third rotating element set based on a driving force distribution ratio between the first driving wheel and the second driving wheel required from a target yaw moment that is a target of the vehicle is determined in advance. If it is greater than the predetermined threshold,
Using the correction torque of the third rotation element calculated based on the difference between the target rotation speed and the predetermined threshold, the first drive wheel and the second drive required from the target yaw moment The torque generated by the power generation means is changed based on the correction torque while correcting the target torque of the third rotation element set based on a driving force distribution ratio with the wheel. The traveling device according to 1 or 2.
前記第1の駆動輪を制動する第1の制動装置及び前記第2の駆動輪を制動する第2の制動装置を用いて制動した後に、前記駆動力調整手段による前記第3回転要素の制動を解除してから前記電動機に電力を回生させ、
前記電動機によって生み出される電力量に基づいて、前記第1の制動装置の制動力を調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の走行装置。 The power generation means is an electric motor, and when braking the vehicle,
After braking using the first braking device that brakes the first driving wheel and the second braking device that brakes the second driving wheel, the driving force adjusting means brakes the third rotating element. After releasing the power to regenerate the electric motor,
The traveling device according to any one of claims 1 to 4, wherein a braking force of the first braking device is adjusted based on an amount of electric power generated by the electric motor.
前記第1の駆動輪を制動する第1の制動装置及び前記第2の駆動輪を制動する第2の制動装置を用いて制動した後に、前記駆動力調整手段によって前記第3回転要素を制動して前記電動機に電力を回生させ、
前記電動機によって生み出される電力量に基づいて、前記第1の制動装置の制動力及び前記第2の制動装置の制動力を調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の走行装置。 The power generation means is an electric motor, and when braking the vehicle,
After braking using the first braking device that brakes the first driving wheel and the second braking device that brakes the second driving wheel, the driving force adjusting means brakes the third rotating element. To regenerate power in the motor,
The braking force of the first braking device and the braking force of the second braking device are adjusted based on the amount of electric power generated by the electric motor. Traveling device.
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