(57)【要約】【課題】  車両の運転者の操作手順によって坂道発進状態を推定することにより、坂道でのスリップを抑制し車両を登坂することができる車両用制御装置及び車両用制御方法を提供する。【解決手段】  本発明では、前後輪の一方を内燃機関で、他方を電動機で駆動する全輪駆動車の制御装置であって、車両の運転者の操作手順から坂道発進状態かどうかを推定し、坂道発進状態と推定した時に前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化させることにより、坂道でのスリップを抑制し車両を登坂することができる。【選択図】図３
2005184944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪の一方を内燃機関で、他方を電動機で駆動する全輪駆動車の制御装置であって、車両の運転者の操作手順から坂道発進状態かどうかを推定し、坂道発進状態と推定した時に前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化させることを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の全輪駆動車の制御装置において、坂道発進状態かどうかの推定を、パーキングブレーキとアクセルの操作手順から判断することを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の全輪駆動車の制御装置において、坂道発進状態かどうかの推定を、フットブレーキとアクセルの操作手順から判断することを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の全輪駆動車の制御装置において、前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化として、該発電機から電動機へ供給される電力を坂道発進推定時に通常発進時より大きくすることを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の全輪駆動車の制御装置において、坂道の傾斜角に応じて前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化させることを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の全輪駆動車の制御装置において、前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化として、内燃機関の回転力を電力に変換する電動機を駆動する発電機への回転力を大きくして前記発電機の発電電力を変化させることを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
【請求項７】
前後輪の一方を内燃機関で、他方を電動機で駆動する全輪駆動車の制御方法であって、車両の運転者の操作手順から坂道発進状態かどうかを推定し、坂道発進状態と推定した時に前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化させることを特徴とする全輪駆動車の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の全輪駆動車の制御方法において、坂道発進状態かどうかの推定を、パーキングブレーキとアクセルの操作手順から判断することを特徴とする全輪駆動車の制御方法。
【請求項９】
請求項７に記載の全輪駆動車の制御方法において、坂道発進状態かどうかの推定を、フットブレーキとアクセルの操作手順から判断することを特徴とする全輪駆動車の制御方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の全輪駆動車の制御方法において、前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化として、該発電機から電動機へ供給される電力を坂道発進推定時に通常発進時より大きくすることを特徴とする全輪駆動車の制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の全輪駆動車の制御方法において、坂道の傾斜角に応じて前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化させることを特徴とする全輪駆動車の制御方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の全輪駆動車の制御方法において、前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化として、内燃機関の回転力を電力に変換する電動機を駆動する発電機への回転力を大きくして前記発電機の発電電力を変化させることを特徴とする全輪駆動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関で直接駆動されない車輪を、内燃機関の回転力を電力に変換する電動機駆動用発電機から電動機に電力を供給する全輪駆動車に用いるのに適した車両用制御装置及び車両用制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００２−２１８６０５号公報に見られるように、車輪のスリップを検出し、内燃機関の回転力を制御することで発電機の回転力を制御し、車輪の動力を制御するトルク制御装置を用いる方法が取られていた。
【０００３】
また、特開２００２−２７１９０３号公報に見られるように、坂道発進検知手段を備えて、車両を走行駆動するための同期モータの電流を坂道発進検知時に通常使用領域の最大電流を超えて増加することで登坂性能を向上させる方法が取られていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１８６０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術の特開２００２−２１８６０５号公報では、高価なトルク制御装置が必要であるため、価格的な問題点があった。
【０００６】
また、特開２００２−２７１９０３号公報では、坂道発進時のモータのトルクは増加するが、内燃機関に駆動される車輪に供給される回転力が少なくはならないため、スリップした時に内燃機関に駆動される車輪のスリップを抑制することができない問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、車両の運転者の操作手順によって坂道発進状態を推定することにより、坂道でのスリップを抑制し車両を登坂することができる車両用制御装置及び車両用制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明では、前後輪の一方を内燃機関で、他方を電動機で駆動する全輪駆動車の制御装置であって、車両の運転者の操作手順から坂道発進状態かどうかを推定し、坂道発進状態と推定した時に前記電動機を駆動する発電機の発電電力を変化させるものである。
【０００９】
つまり、運転者の操作手順により坂道発進状態を推定し、坂道発進時には内燃機関の回転力を電力に変換する電動機を駆動する発電機への回転力を大きくする。すなわち、電動機への供給電力を通常発進時より大きくすることで、内燃機関に駆動される車輪への回転力が少なくなり、内燃機関により駆動される車輪の坂道でのスリップを抑制することができる。
【００１０】
坂道発進の推定方法として、パーキングブレーキが作動状態で且つアクセルが作動状態の場合、フットブレーキが作動状態で且つアクセルが作動状態の場合、が考えられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の運転者の操作手順によって坂道発進状態を推定することにより、坂道でのスリップを抑制し車両を登坂することができる車両用制御装置及び車両用制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例の駆動装置を採用した４輪駆動車の全体構成を示すものである。本件はトラックのような６輪以上の車両，トレーラのような、牽引車両にも適用可能である。４輪駆動車１の前輪３はエンジン２により、後輪４は直流電動機５により、夫々駆動される。エンジン２はエンジンコントロールユニット１９に制御されミッション１６を介して前輪３へ駆動力を伝える。エンジンルーム内には通常の車両電気負荷へ電力供給を行う補機用発電機７がエンジン２によりベルト駆動され、その出力の一部が補機バッテリ８に蓄積される。
【００１４】
本実施例では、補機バッテリ８の近傍に、エンジン２により同様にしてベルト駆動される駆動用高出力発電機９が配設されており、直流電動機５と接続されている。直流電動機５はデファレンシャルギヤ１２及びクラッチ１１を介して後輪４の車軸に連結されている。デファレンシャルギヤ１２とクラッチ１１が連結されると、直流電動機５の出力シャフトがクラッチ１１を介してデファレンシャルギヤ１２に接続される。クラッチ１１が外れると、直流電動機５は後輪４側から切り離される。
【００１５】
なお、直流電動機５は、正転逆転の切替えが容易な直流分巻電動機、または他励直流電動機とするのが望ましい。コントロールユニット１４は各車輪速センサ１５からの信号を受けて直流電動機５と駆動用高出力発電機９に対して指令を出す構成である。
【００１６】
図２は電力供給及び制御関係の回路構成例を示す図である。
【００１７】
コントロールユニット１４は各種センサ信号を取込みマイクロコンピュータ１４４で演算処理をして直流電動機５の界磁電流と駆動用高出力発電機９への界磁電流をドライブする出力部を備えている。そして、コントロールユニット１４はエンジン回転２３，ギヤ位置検出２４，車輪速センサ１５，アクセル開度センサ２５，前後輪の車速センサ２６，パーキングブレーキ検出センサ２７，フットブレーキ検出センサ２８の信号を受け、その時の運転状態に応じて駆動用高出力発電機９の界磁電流を制御し、また、直流電動機５の界磁電流値を制御する。更に、直流電動機５とデフ１２を切り離すクラッチ１１へも指令を出力する。
【００１８】
直流電動機５の界磁電流ドライバ部は、Ｈブリッジドライバ１４１とスイッチング素子ＭＯＳ１〜４を有するＨブリッジ回路１４２によって構成されている。演算部１４４は、ＣＰＵと電動機制御用のプログラムやデータを保持するメモリとＩ／ＯやＡ／Ｄ変換機を備える１チップマイコンであり、各種センサ入力値から車両運転状態および駆動要求量を算出し、直流電動機５が必要トルク、及び回転数を得ることができる様に駆動用高出力発電機９の出力電圧を最適に設定し、要求出力を発電させる。また発電電圧が低電圧側で制御し難くなった時は直流電動機５の特性が要求値に適合する様、電動機界磁回路１４２にて直流電動機５の界磁巻線６の電流を調整する。
【００１９】
この場合、フィードバック制御するものを発電電圧か電動機界磁電流か一方のみとし不安定動作になるのを防止する。車両を後退させる時には電動機界磁回路１４２より、正転とは逆向きに界磁電流を流すことで、車両前進の時と逆向きの駆動力が得られる。
【００２０】
バッテリ８は１２Ｖ用バッテリであり、補機用発電機７とで、通常の車両電気負荷へ電力供給する充電発電システムを構成している。直流電動機５の界磁電流及び駆動用高出力発電機９の低電圧側界磁電流源は、補機用発電機７及びバッテリ８から供給される構成とする。バッテリの電圧以上で制御する場合は、補機用発電機７からの負荷電流を減らすのと高電圧部の出力が更に出るように駆動用高出力発電機９からの発電電流が直流電動機５の界磁電流及び駆動用高出力発電機９の界磁電流として流れる様に構成しても良い。
【００２１】
図３は、本発明の一実施例の坂道発進推定フローである。
【００２２】
パーキングブレーキ信号読み込み３００，アクセル開度読み込み３０１により、パーキングブレーキ作動状態とアクセル操作を判断するためのデータを取得する。パーキングブレーキ作動中判定３０２により、パーキングブレーキ作動中の場合は、アクセル操作判定３０３に遷移する。アクセル操作ありの場合は、パーキングブレーキ作動かつアクセル操作継続時間ｔｓ計測３０４によりｔｓを計測する。パーキングブレーキ作動中判定３０２でパーキングブレーキ非作動のときは、アクセル操作判定３０５によりアクセル操作を判定する。アクセル操作ありのとき、パーキングブレーキ作動かつアクセル操作継続時間
ｔｓが坂道発進判定時間ｔｓｃｈｋ以上のときは坂道発進と判断３０７とする。それ以外のときは、通常発進と判断３０８とする。
【００２３】
図４は、本発明の一実施例の坂道発進推定時のパーキングブレーキ信号３３とアクセル開度３２を示したものである。パーキングブレーキオン中のアクセル開度オン時間ｔｓ34によりｔｓ３４が設定された判定時間ｔｓｃｈｋ以上のときは坂道発進と判断する。
【００２４】
図５は、本発明の一実施例のモータトルク出力選択フローである。
【００２５】
坂道発進判定３１０により、坂道発進でないときは、通常発進用モータトルク出力312を選択し、坂道発進時は坂道発進用モータトルク出力３１１を選択する。各々の発進モータトルクパターンは図６と図７に示す。
【００２６】
図６は通常発進用モータトルクパターンであり、図７は坂道発進用モータトルクパターンである。通常発進用モータトルクパターン３１２に比べ、坂道発進用モータトルクパターン３１１は車速０付近、すなわち発進時のトルクを大きくする。
【００２７】
図８は、通常発進用前輪供給可能トルクを示したものである。
【００２８】
エンジントルク３１３から通常発進用モータトルクパターン３１２を引いたものが前輪供給可能トルクとなる。
【００２９】
図９は、坂道発進用前輪供給可能トルクを示したものである。
【００３０】
エンジントルク３１３から坂道発進用モータトルク３１１を引いたものが前輪供給可能トルクとなり、発進時の前輪供給可能トルクを少なくすることができる。前輪へのトルク配分を落とすことにより、坂道でのスリップを可能な限りなくすことができる。
【００３１】
図１０は、車両傾斜角検出手段をもつ電力供給及び制御関係の回路構成例を示す図である。１４は各種センサ信号を取込みマイクロコンピュータ１４４で演算処理をして直流電動機５の界磁電流と駆動用高出力発電機９への界磁電流をドライブする出力部を備えたコントロールユニットである。コントロールユニット１４はエンジン回転２３，ギヤ位置検出２４，車輪速センサ１５，アクセル開度センサ２５，前後輪の車速センサ２６，パーキングブレーキ検出センサ２７，フットブレーキ検出センサ２８，車両傾斜角センサ２９の信号を受け、その時の運転状態に応じて駆動用高出力発電機９の界磁電流を制御し、また、直流電動機５の界磁電流値を制御する。
【００３２】
更に、後輪駆動用直流電動機５とデフ１２を切り離すクラッチ１１へも指令を出力する。直流電動機５の界磁電流ドライバ部はＨブリッジドライバ１４１とスイッチング素子
ＭＯＳ１〜４を有するＨブリッジ回路１４２によって構成されている。演算部１４４は、ＣＰＵと電動機制御用のプログラムやデータを保持するメモリとＩ／ＯやＡ／Ｄ変換機を備える１チップマイコンであり、各種センサ入力値から車両運転状態および駆動要求量を算出し、直流電動機５が必要トルク、及び回転数を得ることができる様に駆動用高出力発電機９の出力電圧を最適に設定し、要求出力を発電させる。また発電電圧が低電圧側で制御し難くなった時は直流電動機５の特性が要求値に適合する様、電動機界磁回路１４２にて直流電動機５の界磁巻線６の電流を調整する。
【００３３】
この場合、フィードバック制御するものを発電電圧か電動機界磁電流か一方のみとし不安定動作になるのを防止する。車両を後退させる時には電動機界磁回路１４２より、正転とは逆向きに界磁電流を流すことで、車両前進の時と逆向きの駆動力が得られる。
【００３４】
バッテリ８は１２Ｖ用バッテリであり、補機用発電機７とで、通常の車両電気負荷へ電力供給する充電発電システムを構成している。直流電動機５の界磁電流及び駆動用高出力発電機９の低電圧側界磁電流源は、補機用発電機７及びバッテリ８から供給される構成とする。バッテリの電圧以上で制御する場合は、補機用発電機７からの負荷電流を減らすのと高電圧部の出力が更に出るように駆動用高出力発電機９からの発電電流が直流電動機５の界磁電流及び駆動用高出力発電機９の界磁電流として流れる様に構成しても良い。
【００３５】
図１１は、車両傾斜角に応じた発進時のモータトルクを示したものである。車両傾斜角センサ２９から得た傾斜角に応じて、傾斜角が大きいほど、すなわち坂道が急なほど、発進時のモータトルク３５を大きくし、前後輪のトルク配分を調整することにより坂道でのスリップを可能な限りなくすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、坂道発進でのスリップを抑制し、車両を登坂させることができる全輪駆動車に用いるのに適した車両用制御装置及び車両用制御方法に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例の駆動装置を採用した四輪駆動車の全体構成を示すものである。
【図２】図１に示した実施例の電力供給及び制御関係の回路構成例を示す図である。
【図３】本発明を適用した坂道発進推定フローを示す図面である。
【図４】図３に示した坂道発進推定信号入力を示す図面である。
【図５】本発明を適用したモータトルク出力選択フローを示す図面である。
【図６】図５に示した通常発進モータトルクパターンを示す図面である。
【図７】図５に示した坂道発進モータトルクパターンを示す図面である。
【図８】本発明を適用した通常発進用前輪供給可能トルクを示す図面である。
【図９】本発明を適用した坂道発進用前輪供給可能トルクを示す図面である。
【図１０】図１に示した実施例の車両傾斜角検出手段をもつ電力供給及び制御関係の回路構成例を示す図である。
【図１１】本発明を適用した車両傾斜角に応じた発進時のモータトルクを示す図面である。
【符号の説明】
【００３８】
１…４輪駆動車、２…エンジン、３…前輪、４…後輪、５…直流電動機、６…電動機界磁巻線、７…補機用発電機、８…補機バッテリ、９…駆動用高出力発電機、１１…クラッチ、１２…デファレンシャルギヤ、１３…ドライブシャフト、１４…コントロールユニット、１５…車輪速センサ、１６…ミッション、１７…ブレーキ、１８…スロットル制御部、１９…エンジンコントロールユニット、２０…電源ライン、２１…直流電動機の界磁電流計、２２…直流電動機のアーマチャ電流計、２３…エンジン回転センサ、２４…ギヤ位置検出、２５…アクセル開度センサ、２６…車速センサ、２７…パーキングブレーキ検出センサ、２８…フットブレーキ検出センサ、２９…車両傾斜角センサ、３４…パーキングブレーキ作動かつアクセル操作継続時間、１４１…Ｈブリッジドライバ、１４２…ＭＯＳ１〜ＭＯＳ４、１４４…マイコン。
【図１】
2005184944.tif 000003
【図２】
2005184944.tif 000004
【図３】
2005184944.tif 000005
【図４】
2005184944.tif 000006
【図５】
2005184944.tif 000007
【図６】
2005184944.tif 000008
【図７】
2005184944.tif 000009
【図８】
2005184944.tif 000010
【図９】
2005184944.tif 000011
【図１０】
2005184944.tif 000012
【図１１】
2005184944.tif 000013