车辆驱动装置的制作方法

专利名称：车辆驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆驱动装置，代表性地涉及用于提高车辆行驶性能的技术。
背景技术：
作为涉及车辆驱动装置的背景技术，公知的是例如专利文献l中记载 的技术。在专利文献l中公开了在离合器的切断和连接时，通过使原动机 的输出轴旋转速度与被驱动体的旋转速度同步，可以实现圆滑的离合器缔 结的技术。专利文献h日本特开2001—260716号公报在原动机一侧和被驱动一侧的旋转速度背离的状态狭不能进行圆滑 的离合器的缔结。因此，在原动机处于停止状态或待机状态，被驱动一侧 的旋转速度高出原动机一侧的旋转速度时，如专利文献1公开的技术那样， 在使原动机一侧的旋转速度和被驱动一侧的旋转速度同步之后进行离合 器的缔结。由此，能够实现圆滑的离合器的缔结。但是，如果在使原动机 一侧的旋转速度和被驱动一侧的旋转速度同步之后进行离合器的缔结，则 从产生缔结离合器的要求开始到实际的离合器的缔结为止需要时间，在从 原动机向车轮传递动力上产生延迟。因此，认为直到缔结离合器为止车辆 的动作变得不稳定。为了进一步提高越野性能、爬坡性能等行驶性能希望 解决上述问题。发明内容本发明的代表性的一个目的是提供能够进一步提高车辆的行驶性能 的车辆驱动装置。在此，本发明的代表性的一个方面的特征在于，在电动机的旋转动力对车轮的传递被动力传递机构切断时，从电动机向动力传递机构的电动机 侧传递旋转动力，使动力传递机构的车轮侧的转速与动力传递机构的电动 机侧的转速同步。根据本发明的代表性的一个方面，从电动机的旋转动力对车轮的传递 被动力传递机构切断的状态开始，即使切换为将电动机的旋转动力传递给 车轮的状态，也能够直接将电动机的旋转动力传递给车轮，可以抑制车辆 动作变得不稳定的情况。以下，列举本发明的实施方式。(1) 为了达成上述目的，本发明的车辆驱动装置具有电动机，该电 动机产生经动力传递机构向车轮传递的旋转动力，在所述旋转动力对所述 车轮的传递被所述动力传递机构切断时，从所述电动机向所述动力传递机 构的所述电动机侧传递旋转动力，使所述动力传递机构的所述车轮侧的转 速与所述动力传递机构的所述电动机侧的转速同步。根据所述结构，在要求缔结离合器时，可以圆滑且迅速地缔结离合器。(2) 另外，为了达成上述目的，本发明的车辆驱动装置具有电动机和控制该电动机的驱动的控制机构，所述电动机经动力传递机构机械地连 接于和由内燃机的动力驱动的第一车轮不同的第二车轮，并以车载电源作 为驱动电源产生经所述动力传递机构向所述第二车轮传递的旋转动力，所 述控制机构在所述旋转动力对所述第二车轮的传递被所述动力传递机构 切断的情况下，以所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速为目标同步转 速来控制所述电动机的驱动，并控制成使所述动力传递机构的所述电动机 一侧的转速与目标同步转速同步。根据所述结构，在要求缔结离合器时，可以圆滑且迅速地缔结离合器。(3) 进而，为了达成上述目的，本发明的车辆驱动装置搭载在车辆 上，利用从内燃机输出的动力驱动前后轮之一，利用从电动机输出的旋转 动力驱动所述前后轮之另一个，所述车辆驱动装置具有以车载电源作为 驱动电源来产生所述旋转动力的所述电动机；配置在所述电动机和所述另 一个车轮之间，控制所述旋转动力对所述另一个车轮的传递的动力传递机 构；以及控制所述电动机的驱动以及所述动力传递机构的动作的控制机 构，所述控制机构在控制所述动力传递机构的动作并切断了所述旋转动力对所述另一个车轮的传递之后，控制所述电动机的驱动，以使所述动力传 递机构的所述电动机一侧的转速与所述动力传递机构的所述车轮一侧的 转速同步。根据所述结构，在要求缔结离合器时，可以圆滑且迅速地缔结离合器。(4) 在上述(3)中，优选的是具有判定机构，其判定是否有需要进 行转速同步控制，该转速同步控制使所述动力传递机构的所述另一个车轮 一侧和所述动力传递机构的所述电动机一侧的转速同步，所述控制机构在 通过所述判定机构判定为需要进行所述转速同步控制时，执行所述旋转同 步控制。(5) 在上述(4)中，优选的是所述判定机构在检测出所述前后轮中 前轮发生打滑时，判定为需要进行所述转速同步控制。(6) 在上述(4)中，优选的是所述判定机构在利用选择机构选择强 制四轮驱动模式时，判定为需要进行所述转速同步控制，其中所述强制四 轮驱动模式是强制性地由所述内燃机以及所述电动机分别驱动所述前后 轮的模式。(7) 在上述(3)中，优选的是所述控制机构在为了使所述动力传递 机构的所述电动机一侧的转速和所述动力传递机构的所述车轮一侧的转 速同步而所需要的所述电动机的旋转动力不足时，控制所述电动机的驱 动，使得在所述电动机能够输出的旋转动力的范围内从所述电动机向所述 动力传递机构的所述电动机一侧传递旋转动力。(8) 在上述(7)中，优选的是所述控制机构在为了使所述动力传递 机构的所述电动机一侧的转速和所述动力传递机构的所述车轮一侧的转 速同步而所需要的所述电动机的旋转动力不足时，使向所述电动机供给的 励磁电流减少。(9) 在上述(4)中，所述判定机构以下任一种情况下，判定为不需 要转速同步控制，所述情况有制动器踏板被踏下；所述前后轮之中的后 轮速度上升；油门踏板的踏下量在规定值以下的状态持续规定时间以上； 以及利用选择机构选择与强制四轮驱动模式不同的模式，其中所述选择机 构用于选择强制性地由所述内燃机以及所述电动机分别驱动所述前后轮 的强制四轮驱动模式，所述控制机构在利用所述判定机构判定判断为不需要所述转速同步控制时，中止所述旋转同步控制。(10) 在上述(3)中，优选的是所述驱动电源是由所述内燃机驱动的发电机。(11) 另外，为了达成上述目的，本发明的车辆驱动装置，具有电动 机和控制该电动机的驱动的控制机构，所述电动机经动力传递机构机械地 连接于和由内燃机的动力驱动的第一车轮不同的第二车轮，并以车载电源 作为驱动电源产生经所述动力传递机构向所述第二车轮传递的旋转动力，所述控制机构具有驱动控制模式，其控制所述电动机的驱动，从所述电 动机经所述动力传递机构向所述第二车轮传递旋转动力，驱动所述第二车 轮；旋转同步持续模式，其在所述旋转动力对所述第二车轮的传递被所述动力传递机构切断的状态下，从所述电动机向所述动力传递机构的所述电 动机一侧传递旋转动力，以使所述动力传递机构的所述电动机一侧的转速 和所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速同步，所述控制机构在执行了 所述驱动控制模式之后，在所述旋转动力对所述第二车轮的传递被所述动 力传递机构切断的情况下，执行所述旋转同步持续模式。根据所述结构，在要求缔结离合器时，可以圆滑且迅速地缔结离合器。发明效果根据本发明的代表性的一个方面，由于能够将电动机的旋转动力直接 传递给车轮，可以抑制车辆动作的不稳定，所以能够进一步提高车辆的行 驶性能。


图1是表示采用本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的四轮驱动车辆的整体结构的系统框图；图2是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的结构的系统框图；图3是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置之中的运转模式判 定机构的动作的时间流程图；图4是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置之中的电动机转矩 目标值计算机构的结构的框图；图5是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的电动机转矩目标值计算机构之中的油门感应转矩计算机构的动作的特性图；图6是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的电动机转矩目标值计算机构之中的前后轮速差感应转矩计算机构的动作的特性图；图7是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置之中的驱动器机构的结构的框图；图8是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的转速同步要否判 定机构的动作的流程图；图9是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的转速同步要否判 定机构的动作的流程图。图中1 —发动机；2 —驱动用高输出发电机；3 —差速齿轮(differential gear);4一离合器；5—电动机；7 —大容量继电器；8 —发动机控制单元；9一传 动装置控制单元；IO —制动防抱死控制单元；ll一辅机电池；12 —传动装 置；13 —辅机用发电机；14R、 14L—前轮；15R、 15L—后轮；16R、 16L 一前轮车轮速传感器；im、 17L—后轮车轮速传感器；100—四轮驱动控 制单元；110 —运转模式判定机构；130—电动机转矩目标值计算机构；131 一油门感应转矩计算机构；132 —前后轮速差感应转矩计算机构；133 —转 矩切换机构；140 —转速同步要求判定机构；150—驱动机机构；152—电 动机励磁电流计算机构；154 —驱动用高输出发电机输出电流算出机构； 156、 157、 158 —反馈控制机构；159—C1选择机构；具体实施方式
以下，利用图1 图9，对于本发明的一个实施方式的车辆驱动装置 的结构以及动作进行说明。首先，利用图1，说明使用本实施方式的车辆驱动装置的四轮驱动车 辆的整体结构。图1是表示采用本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的四轮驱动车 辆的整体结构的系统框图。四轮驱动车辆具有发动机(ENG) 1以及电动机5。发动机(ENG) 1的驱动力经传动装置(T/M) 12以及第一车轴被传递给左右的前轮14R、 14L，驱动前轮14R、 14L。电动机5的驱动力经离合器(CL) 4、差速齿轮(DIF) 3以及第二车 轴被传递给左右的后轮15R、15L，驱动后轮15R、15L。如果差速齿轮(DIF) 3和离合器(CL) 4连结，则电动机5的旋转力经离合器(CL) 4、差速 齿轮(DIF) 3被传递给后轮轴，驱动后轮15R、 15L。如果松开离合器(CL) 4，则电动机5从后轮15R、 15L—侧机械地被分离，后轮15R、 15L不会 将驱动力传给路面。离合器(CL) 4的缔结、释放由四轮驱动控制单元(4WDCU) 100控制，四轮驱动(4WD)和两轮驱动(2WD)的切换由 4WDCU100自动地切换。例如，如果检测到前轮或后轮的打滑，则 4WDCU100自动地切换为四轮驱动(4WD)，缔结离合器4,并且控制电 动机5的驱动转矩，利用该驱动转矩驱动后轮15R、 15L。而且，在设置 以手动切换四轮驱动(4WD)和两轮驱动(2WD)的开关，将开关选择向 两轮驱动(2WD) —侧时，可以维持两轮驱动，在将开关选择向四轮驱动(4WD) —侧时，可以自动切换四轮驱动(4WD)和两轮驱动(2WD)。 而且，电动机5例如采用正转逆转的切换容易的直流并励电动机、或他励 电动机。而且，在以上的说明中，虽然采用直流电动机作为电动机5，但也可 以采用交流电动机代替直流电动机。作为交流电动机，可以使用三相同步 电动机。在使用三相同步电动机的情况下，在驱动用高输出发动机(ALT2) 2和三相交流电动机之间需要有用于将直流电力变换成交流的逆变器。另外，表示了通过驱动用高输出发电机(ALT2) 2的输出直接驱动电 动机5的电动四轮驱动车的结构，但本发明也可以适用于将驱动用高输出 发电机(ALT2) 2的输出暂时存储于高压电池，利用在该高压电池存储的 电力驱动电动机5的混合动力汽车。发动机(ENG) 1的输出由发动机控制单元(ECU) 8控制。发动机 (ENG) 1上设有在此未图示的检测发动机的转速的发动机转速传感器、 和检测油门踏板的操作量的油门开度传感器，各传感器的输出被输入到 4WDCU100中。另夕卜，传动装置控制单元(TCU) 9控制传动装置(T/M) 12。在前轮14R、 14L以及后轮15R、 15L的各车轮上，设有检测旋转速 度的车轮速度传感器16R、 16L、 17R、 17L。另外，在制动器上设有通过 制动防抱死控制单元(ACU) IO控制的制动防抱死执行器。各信号线也可以从发动机控制单元(ECU) 8、或传动装置控制单元 (TCU) 9、或制动防抱死控制单元(ACU) 10、或其他的控制单元的接 口，经由车内LAN (CAN)总线而输入4WDCU100。在驱动用高输出发电机(ALT2) 2和电动机5之间设有大容量继电器 (RLY) 7，可以切断驱动用高输出发电机2的输出。继电器(RLY) 7 的开闭由4WDCU100控制。接着，利用图2说明本实施方式的车辆驱动装置的结构。图2是表示本发明的一个实施方式中的车辆驱动装置的结构的系统框图。4WDCU100具备运转模式判定机构IIO、电动机转矩目标值计算机 构130、转速同步要求判定机构140、以及驱动器机构150。向4WDCU100 中，作为输入信号，输入车轮速度(VW)信号、油门开度(APO)信号 和换档位置(SFT)信号、驱动用高输出发电机输出电流(Ia)信号、电 动机励磁电流(If)信号、电动机转速(Nm)信号、发动机转租(TACHO) 和制动(BRAKE)信号。车轮速度(VW)信号由车轮速度传感器16R、 16L、 17R、 17L分别 检测到的右前轮车轮速度VWF—RH、左前轮车轮速度VWF__LH、右后 轮车轮速度VWR__RH、左后轮车轮速度VWR—LH构成。而且， 4WDCU100在内部计算出右后轮车轮速度VWR—RH和左后轮车轮速度 VWR—LH的平均值即后轮平均速度VWR，以及右前轮车轮速度 VWF__RH和左前轮车轮速度VWF__LH的平均值即前轮平均速度VWF。油门开度(APO)信号从所述的油门开度传感器输出。4WDCU100 在能够识别是驾驶员踏下油门踏板的开度、例如油门开度3%时，生成油 门开启信号，若在该油门开度以下，则生成油门关闭信号。而且，例如也 可以使在判断为油门开启时的阈值和判断为油门关闭时的阈值之间具有 磁滞特性。换档位置(SFT)信号从在换档杆附近设置的换档位置传感器输出。在是自动换档(AT)车的情况下，该换档位置(SFT)信号为表示换档位 置是处于D档、还是处于其他档位的状态的信号。驱动用高输出发电机输出电流(Ia)信号是驱动用高输出发动机 (ALT2) 2的输出电流，且是流向电动机的电枢线圈5b的电流。电动机 励磁电流(If)信号是流向电动机5的励磁线圈的励磁电流。电动机转速 (Nm)信号是表示电动机5的转速的信号。发动机转速(TACHO)信号从所述的发动机转速传感器输出。 制动(BRAKE)信号是表示制动器踏板被踏下的信号。 另夕卜，4WDCU100输出驱动用高输出发动机输出电流控制信号C1， 其用于控制流向驱动用高输出发动机(ALT2) 2的励磁线圈的励磁电流； 电动机励磁电流控制信号C2，其用于控制流向电动机5的励磁线圈的励 磁电流；RLY驱动信号RLY，其控制继电器7的开闭；离合器控制信号 CL，其控制离合器(CL) 4的缔结、打开。运转模式判定机构IIO根据车轮速度(VW)信号、油门开度(APO) 信号、换档位置(SFT)信号，判定四轮驱动的运转模式(MODE)。作 为判定后的运转模式(MODE)，有运转模式2的2WD模式、运转模式 3的4WD待机模式、运转模式4的爬行模式、运转模式5的4WD控制模 式、运转模式6的旋转同步持续模式、运转模式7的停止顺序(停止、乂一 亇:/7)模式、和运转模式8的旋转对合(回転合朽甘)模式。本实施方 式的特征是运转模式6的旋转同步持续模式。在此，参考图3，说明本实施方式的车辆驱动装置中的运转模式判定 机构110的动作。图3是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置之中的运转模式判 定机构的动作的时间图。在图3中，图3 (A)表示路面状态。例如，表示路面的摩擦系数大 的高p路和摩擦系数小的低p路。图3 (B)表示换档位置(SFT)。根据 换档位置传感器的输出，区别换档位置是处于D档、还是处于其他的档位。 图3 (C)表示油门开度(APO)信号。如前所述，对应于油门开度(APO) 信号，例如在油门开度3%时，变成油门开启，若在该油门开度以下，则 变成油门关闭。图3 (D)表示电动机转矩的目标值(MTt)。图3 (E)表示车轮速度(VW)。车轮速度(VW)信号由右前轮车轮速度VWF_RH、 左前轮车轮速度VWF—LH、右后轮车轮速度VWR—RH、左后轮车轮速 度VWR—LH构成，在此，只图示出了右前轮车轮速度VWF一RH和左前 轮车轮速度VWF—LH的平均值即前轮平均速度VWF，以及右后轮车轮 速度VWR—RH和左后轮车轮速度VWR—LH的平均值即后轮平均速度 VWR。图3(F)表示通过运转模式判定机构110判定的运转模式(MODE)。 图3的时刻tl之前是运转模式2的2WD模式。然后，在时刻tl，如 图3 (B)所示，换档位置(SFT)处于D档，如图3 (C)所示，油门开 度(APO)信号为ON，如图3 (E)所示，车轮速度(VW)是0km/h时， 运转模式判定机构110判定为运转模式3的4WD待机模式。然后，运转 模式判定机构110对图2所示的驱动器机构150，作为电动机转矩目标值(MTt)例如输出0.5Nm。通过使电动机5的输出转矩例如为0.5Nm，从 电动机5稍向后轮传递驱动转矩，进行待机使得在接着成为四轮驱动时可 以直接响应。驱动器机构150输出驱动用高输出发电机输出电流控制信号 Cl，使得电动机转矩目标值(MTt)例如为0.5Nm，结合图8后面说明驱 动器机构150的详细情况。接着，在时刻t2，如图3 (C)所示，油门开度(APO)信号为OFF， 如图3 (B)所示，换档位置(SFT)处于D档，如图3 (E)所示，车轮 速度(VW)比Okm/h稍微增大，如果车辆变成爬行(creep)状态，则运 转模式判定机构110判定为运转模式4的爬行模式。然后，运转模式判定 机构IIO对图2所示的驱动器机构150，作为电动机转矩目标值(MTt) 输出比运转模式3的4WD待机模式大的例如l.ONm。 gp，通过发动机(ENG) 1向前轮(14R、 14L)传递驱动力，在车辆处于爬行状态时，还 从电动机5对后轮(15R、 15L)传递驱动力，成为基于前后轮驱动的爬行 状态。接着，在时刻t3，如图3 (B)所示换档位置(SFT)处于D档，如 图3 (C)所示，油门开度(APO)信号为ON时，运转模式判定机构110 判定为运转模式5的4WD控制模式。然后，运转模式判定机构110对图 2所示的电动机转矩目标值算出机构130通知现在为运转模式5的4WD 控制模式。电动机转矩目标值算出机构130如图3 (D)所示，将电动机转矩目标值(MTt)设为例如4.5Nm。然后，直到图1 (E)所示的车轮速 度(VW)达到例如8km/h为止，维持电动机转矩目标值(MTt)为4.5Nm。 如果车轮速度(VW)达到8km/h，之后，使电动机转矩目标值(MTt)直 线地减少，使得在规定时间之后电动机转矩目标值(MTt)为0.5Nm。在 时刻t4，如果图3 (D)所示的电动机转矩目标值(MTt)为0.5Nm，则运 转模式判定机构110判定为运转模式7的停止顺序模式，在保持0.5Nm的 电动机转矩目标值(MTt)在规定时间之后，在时刻t5，关闭继电器(RLY) 7，另外，还关闭离合器(CL) 4。然后，设电动机转矩目标值(MTt)为 ONm，成为运转模式2的2WD模式。以上，在车辆的出发时，不仅利用发动机(ENG) l驱动前轮(14R、 14L)，而且还利用电动机5驱动后轮(15R、 15L)，由此在出发时成为 四轮驱动，提高了低p路的出发性能。另外，以上的顺序如图3 (A)所 示，是路面状态是高)i路时的控制内容。而且，在图3 (A)所示的低p路中，如果前轮发生打滑，则运转模 式判定机构110判定为用于收敛打滑状态的运转模式5的4WD控制模式， 对于该点在后面说明。在此，结合图4说明本实施方式的车辆驱动装置之中的电动机转矩目 标值算出机构130的结构。图4是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置之中的电动机转矩 目标值算出机构的结构的框图。直流电动机转矩算出机构130具有油门感应转矩计算机构131、前后 轮速差感应转矩计算机构132、和转矩切换机构133。油门感应转矩计算机构131是算出在运转模式判定机构IIO判定为运 转模式5的4WD控制模式时的电动机转矩目标值的机构。前后轮速差感 应转矩计算机构132是算出在前轮速度和后轮速度产生差的情况下，尤其 在前轮一侧速度比后轮速度快、前轮处于打滑状态时的电动机转矩目标值 的机构。转矩切换机构133是对油门感应转矩计算机构131输出的电动机 转矩目标值和前后轮速差感应转矩计算机构132输出的电动机转矩目标值 进行比较，然后输出较大一方的机构。在判定为运转模式5的4WD控制 模式、且在高p路中前轮速度和后轮速度没有产生差的情况下，由于前后轮速差感应转矩计算机构132输出的电动机转矩目标值是0Nm，所以转矩 切换机构133的输出和油门感应转矩计算机构131的输出相同。在此，利用图4以及图5对在运转模式判定机构110判定为运转模式 5的4WD控制模式时，油门感应转矩计算机构131算出的电动机转矩目 标值进行说明。图5是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的电动机转矩目标值算出机构之中的油门感应转矩计算机构的动作的特性图。油门感应转矩计算机构131，如图4所示，输出后轮平均速度VWR 和油门开度APO。输出后轮平均速度VWR是取右后轮车轮速度 VWR一RH和左后轮车轮速度VWR—LH的平均值而求出的值。油门感应转矩计算机构131，如图5所示，在油门开度APO为ON时， 输出相对于后轮平均速度VWR的油门感应转矩TQAC，使得在后轮平均 速度VWR小于8km/h时，油门感应转矩TQAC为4.5Nm，在后轮平均速 度VWR在8km/h以上时，油门感应转矩TQAC为0Nm。另外，在转速同步要求判定机构140判定为需要转速同步时，不管后 轮平均速度VWR的值，若油门开度APO为ON，则输出4.5Nm，对此在 后面说明。其结果，如图3说明的那样，直流电动机转矩算出机构130如图3(D) 所示，例如使电动机转矩目标值(MTt)为4.5Nm。然后，维持电动机转 矩目标值(MTt)在4.5Nm，直到图3 (E)所示的车轮速度VW达到8km/h。 如果车轮速度VW达到8km/h，则油门感应转矩计算机构131使电动机转 矩目标值(MTt)直线地减少，使得在规定时间之后目标转矩为0.5km/h。接着，返回图3，对于图3 (A)所示的低p路的情况进行说明。图3 的时刻tll之前，是运转模式2的2WD模式。然后，在时刻tll，如图3 (B)所示，换档位置(SFT)为D档，如图3(C)所示，油门开度(APO) 为OFF，如图3 (E)所示，在车轮速度(VW)为0km/h时，运转模式判 定机构110判定为运转模式3的4WD待机模式。然后，运转模式判定机 构110对图2所示的驱动器机构150，作为电动机转矩目标值(MTt)例 如输出0.5Nm。然后，在时刻tl2，如图3 (E)所示，在前轮平均速度VWF和后轮况下，如果前轮一侧VWF的速度比后轮速度 VWR快，前轮处于打滑状态，则运转模式判定机构110判定为运转模式5 的4WD控制模式。图4所示的前后轮速差感应转矩计算机构132基于前 轮速度VWF和后轮速度VWR之差，算出用于收敛前轮的打滑状态的目 标直流电动机转矩。图4所示的前后轮速差感应转矩计算机构132基于前轮速度VWF和 后轮速度VWR之差，算出用于收敛前轮的打滑状态的电动机转矩目标值。在此，利用图4以及图6，对于在运转模式判定机构110判定为运转 模式5的4WD控制模式的情况下，前后轮速差感应转矩计算机构132算 出的电动机转矩目标值进行说明。图6是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的电动机转矩目标 值算出机构之中的前后轮速差感应转矩计算机构的动作的特性图。如图4所示，前后轮速差感应转矩计算机构132输出后轮平均速度 VWR和前轮平均速度VWF。前轮平均速度VWF是取右前轮车轮速度 VWF—RH和左前轮车轮速度VWF—LH的平均值而求出的值。前后轮速差感应转矩计算机构132，如图6所示，基于前轮平均速度 VWF和后轮平均速度VWR的差AV (=VWF—VWR)，例如前后轮速 差AV为2km/h时，前后轮差感应转矩TQDV是0Nm，之后，在前后轮 速差AV为7km/h时，输出逐渐增加的前后轮差感应转矩TQDV，使得前 后轮差感应转矩TQDV达到10Nm。转矩切换机构133对油门感应转矩计 算机构131的输出TQAC和前后轮速差感应转矩计算机构132的输出 TQDV进行比较，向驱动器机构150输出较大的一方。其结果，如图3说明的那样，直流电动机转矩算出机构130如图3(D) 所示，使电动机转矩目标值(MTt)例如为10Nm。例如，如果车速在8km/h 以下，则如图6所示，油门感应转矩计算机构131的输出TQAC是4.5Nm。 另外，如果例如后轮平均速度VWR和前轮平均速度VWF的差AV (= VWF—VWR)为3km/h、此时的前后轮速差感应转矩计算机构132的输 出TQDV为5.5Nm,则转矩切换机构133的输出为5.5Nm。在前轮平均速 度VWF和后轮平均速度VWR的差AV ( -VWF—VWR)为2km/h以下 时，使电动机转矩目标值(MTt)直线地减少，使得在规定时间之后电动机转矩目标值(MTt)为0.5Nm。在时刻t13，如果电动机转矩目标值(MTt) 为0.5Nm，则进入运转模式7的停止顺序模式，在规定时间之后的时刻t14， 4WDCU100关闭继电器(RLY) 7，另外也关闭离合器(CL) 4。在此，结合图7说明本实施方式的 之中的驱动器机构150的结构。图7是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置之中的驱动器机构 150的结构的框图。驱动器机构150具备电动机励磁电流算出机构152，驱动用高输出发 动机输出电流算出机构154，反馈控制机构156、 157、 158，以及Cl选择 机构159。电动机励磁电流算出机构152基于图2所示的出入到4WDCU100 中的电动机转速信号Nm，算出流向电动机5的励磁线圈5a的电流。电动 机励磁电流算出机构152如图7所示，例如在电动机转速Nm在Nl以下 时，使目标电动机励磁电流Ift为IOA。而且，在电动机转速Nm在N1 N2时，使目标电动机励磁电流Ift从10A顺次减少到3.6A。进而，在电 动机转速Nm在N2以上时，使目标电动机励磁电流Ift为3.6A。如此， 如果电动机5变成高速旋转，进行减弱励磁控制，控制使得电动机5可以 成为高速旋转。目标电动机励磁电流Ift和实际检测出的电动机5的励磁 电流If由反馈控制机构156检测出差量，为了使差量变为O，进行反馈控 制，使提供给电动机5的励磁线圈的电流(在此，对功率变换器进行开关 的占空信号的占空比)C2变化。驱动用高输出发动机输出电流算出机构154基于电动机转矩目标值计 算机构130输出的电动机转矩目标值MTt和电动机励磁电流算出机构152 输出的目标电动机励磁电流Ift，利用映象(map)算出流向电动机电枢线 圈5b的电流。由反馈控制机构158检测出目标发电机输出电流Iat和实际 检测出的电动机电枢线圈电流Ia的差量，为了使差量为0，进行反馈控制， 使提供给驱动用高输出发电机(ALT2) 2的励磁线圈的电流(在此，对功 率变换器进行开关的占空信号的占空比)Cl变化。另外，在运转模式判定机构110判定为运转模式6的同步维持模式的 情况下，由反馈控制机构157检测出后轮车轮速度VWR和电动机转速Nm 的差量，为了使差量为O，进行反馈控制，使提供给驱动用高输出发电机 (ALT2) 2的励磁线圈的电流(在此，对功率变换器进行开关的占空信号的占空比)Cl变化。Cl选择机构159对应于运转模式判定机构110判定的模式MODE， 选择反馈控制机构158的输出和反馈控制机构157的输出。在运转模式判 定机构110判定的模式MODE是运转模式4的爬行模式和运转模式5的 4WD控制模式的情况下，C1选择机构159选择反馈控制机构158的输出， 在模式MODE是运转模式6的旋转同步持续模式的情况下，选择反馈控 制机构157的输出。接着，结合图8和图9对于本实施方式的车辆驱动装置之中的转速同 步要求判定机构140的控制内容进行说明。图8是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装置的转速同步要否判 定机构的动作的流程图。图9是表示本发明的一个实施方式的车辆驱动装 置的转速同步要否判定机构的动作的时间图。在图8的步骤S10中，转速同步要求判定机构140根据车轮速度(VW) 信号判定是否产生了前轮打滑。在前轮平均速度VWF比后轮平均速度 VWR快时，判定为产生了前轮打滑，在步骤S50中，设转速同步要求存 在，对转速同步要求判定标记设定为1。在没有产生前轮打滑的情况下， 进入步骤S20。另一方面，在步骤S20中，转速同步要求判定机构140根据制动 (BRAKE)信号，判定是否踏下了制动器踏板。在踏下了制动器踏板时， 在步骤S60中，设不存在转速同步要求，对转速同步要求判定标记清0。 在没有踏下制动器踏板时，进入步骤S30。接着，在步骤S30，转速同步要求判定机构140根据车轮速度(VW) 信号，判定后轮平均速度VWR是否越过了一定的阈值。在后轮平均速度 VWR越过了一定的阈值时，在步骤S60设不存在转速同步要求，对转速 同步要求判定标记清0。在后轮平均速度VWR没有超过一定的阈值时， 进入步骤S40。接着，在步骤S40，转速同步要求判定机构140根据油门幵度(APO) 信号，判定油门是否在一定时间没有被踏下。在一定时间油门没有被踏下 时，在步骤S60设不存在转速同步要求，对转速同步要求判定标记清O。 否则进入步骤S50。在此，对转速同步要求判定标记设定O的后轮平均速度的阈值、和在 油门没有被踏下的状态下对转速同步要求判定标记设定O的时间，也可以 根据目前为止的运转状况和车辆的状况而可变。例如，在频繁发生打滑的情况下，对转速同步要求判定标记设定o的后轮平均速度的阈值增大，在油门没有被踏下的状态下直到对转速同步要求判定标记设定0为止的时间变长。接着，结合图9说明行驶中发生打滑的情况下的运转模式的动作。 在图9 (C)表示的后轮平均速度大于8km/h时，在时刻t21,即使图 9 (A)所示的油门开度APO为ON，油门感应转矩TQAC也是ONm，图 9(B)所示的电动机转矩目标值(MTt)也是0Nm。此时的运转模式(MODE) 如图9 (E)所示，是运转模式2的2WD模式。之后，发动机的输出增加，例如图9 (C)所示，前轮车速VWF变得 快于后轮车速VWR，如果前轮发生打滑，则输出前后轮速差感应转矩 TQDV，如图9 (B)所示，还输出电动机转矩目标值(MTt)。在此，例 如为10Nm。电动机转矩目标值(MTt)如果例如为l.ONm，则在时刻t22，运转模 式判定机构110判定为运转模式8的转速对合模式。如果运转模式变为转速对合模式，则驱动器机构150使电动机转速 Nm上升到与后轮平均速度VWR —致。如果电动机转速与车轮速度一致，则在时刻t23， 4WDCU100缔结离 合器(CL)，运转模式判定机构110判定为进入向运转模式5的4WD控 制模式。如前所述，由于发生前轮的打滑，所以转速同步要求判定机构140通 过图8的步骤S10的判定结果以及步骤S50的处理，如图9 (D)所示， 对转速同步要求标记设定1。之后，前轮的打滑收敛，电动机转矩目标值(MTt)变为0.5Nm，在 时刻t24，运转模式判定机构110如图9 (E)所示，判定为运转模式6的 转速同步持续模式。如果运转模式判定机构110判定为运转模式6的转速 同步持续模式，则4WDCU100断开离合器(CL)。在运转模式判定机构110判定为运转模式6的转速同步持续模式，离合器断开时，驱动器机构150使离合器的驱动侧转速和离合器的被驱动侧 转速同步。S卩，进行反馈控制使得后轮平均速度VWR和电动机转速Nm 的差量变为O，使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步。在使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步时，与后轮平均速度 VWR无关地，在时刻t25，如果油门开度APO为ON，则油门感应转矩计 算机构131输出油门感应转矩TQAC为4.5Nm。这是因为， 一般地由于发 动机相对于油门开度的变化输出滞后，所以在前轮打滑之前，在油门开度 APO为ON的阶段输出电动机目标转矩。如果输出电动机目标转矩，则4WDCU100缔结离合器，运转模式判 定机构110如图9 (E)所示，判定为4WD控制模式。之后，如前所述，如果前轮的打滑收敛，则运转模式判定机构110如 图9 (E)所示判定为运转模式6的转速同步持续模式，但由于后轮平均 速度VWR上升，所以转速同步要求判定机构140对转速同步判定标记设 定0，运转模式判定机构110判定为迸入到2WD模式。另外，在使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步时，例如通过 踏下制动器，利用图8的步骤S20的判定以及步骤S60的处理，如果转速 同步要求判定标记设定为0，则运转模式判定机构110中止电动机转速的 同步，4WDCU100关闭继电器(RLY) 7。另外，在使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步时，例如在后 轮平均速度VWR超过一定阈值的情况下，通过图8的步骤S30的判定和 步骤S60的处理，若转速同步要求判定标记设定为0，则运转模式判定机 构110中止电动机转速的同步，4WDCU100关闭继电器(RLY) 7。另外，在使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步时，例如在一 定时间没有踏下油门的情况下，通过图8的步骤S40的判定和步骤S60的 处理，若转速同步要求判定标记设定为0，则运转模式判定机构110中止 电动机转速的同步，4WDCU100关闭继电器(RLY) 7。另夕卜，如图9的时刻t24 t25之间那样，在运转模式6的转速同步持 续模式下，在要使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步的情况下， 即使是发动机的输出不足以使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步 的情况下，运转模式判定机构110判定保持转速同步持续模式不变，在发动机可以输出的范围内使发动机旋转。此时，驱动器机构150通过使目标电动机励磁电流Ift减少，进行减弱励磁控制，由于发动机转速低，所以 即使高输出发电机的发电电压低，也可将电动机控制成能够高旋转。 另外，在驱动用高输出发电机的复合转矩大、存在发动机熄火的可能性的情况下，转速同步要求判定机构140对转速同步要求判定标记设定为 0，运转模式判定机构110中止电动机转速的同步，关闭继电器(RLY)。 而且，在以上的说明中，只是在满足图8的步骤S10、步骤S20的条 件，离合器断开时，设为转速同步持续模式，但离合器断开时，也可以总 是为转速同步持续模式。由此，在离合器再连结时，不需要转速对合的时 间，可以迅速地缔结离合器。即，在要求缔结离合器时，可以迅速地缔结但是，如果总是为转速同步持续模式，则由于对应于车轮速度的变化， 电流总是流向电动机，所以发动机需要总是在发电状态下对作为电动机电 源的高输出发电机进行驱动，存在燃料利用率降低的顾虑。相对于此，如 前所述，通过只是在满足图8的步骤S10、步骤S20的条件，离合器断开 时，设为转速同步持续模式，由此可以迅速地缔结离合器，并且有利于发 动机的燃料利用率的提高。另外，在此对于断开离合器使电动机转速同步的手段进行了说明，但 也可以在缔结离合器的状态下使电动机转速同步。即，也可以在运转模式 是转速对合模式时，电动机只输出离合器或差速齿轮的摩擦(friction)部 分转矩，使电动机转速Nm和后轮平均速度VWR同步，保持对后轮既不 进行驱动也不进行制动的状态。如以上说明，根据本实施方式，通过在断开离合器之后也使电动机转 速和后轮平均速度同步，由此在再次缔结离合器时，可以尽快进行缔结。 另外，由于只在满足特定条件的情况下使电动机的转速同步，所以在不需 要的时候可不用驱动电动机，将能量的损失限制在最小限度，另外，能够 防止电动机和发电机的老化。由此，能够将驱动力尽快地传递给离合器的 被驱动侧，能够提高车辆稳定性、越野性能、爬坡性能。
权利要求
1.一种车辆驱动装置，其特征在于，具有电动机，该电动机产生经动力传递机构向车轮传递的旋转动力，在所述旋转动力对所述车轮的传递被所述动力传递机构切断时，从所述电动机向所述动力传递机构的所述电动机侧传递旋转动力，使所述动力传递机构的所述电动机侧的转速与所述动力传递机构的所述车轮侧的转速同步。
2. —种车辆驱动装置，其特征在于，具有电动机和控制该电动机的驱动的控制机构，所述电动机经动力传递机构机械地连接于和由内燃机的动力驱动的 第一车轮不同的第二车轮，并以车载电源作为驱动电源产生经所述动力传 递机构向所述第二车轮传递的旋转动力，所述控制机构在所述旋转动力对所述第二车轮的传递被所述动力传 递机构切断的情况下，以所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速为目标 同步转速来控制所述电动机的驱动，并控制成使所述动力传递机构的所述 电动机一侧的转速与目标同步转速同步。
3. —种车辆驱动装置，其搭载在车辆上，利用从内燃机输出的动力驱 动前后轮之一，利用从电动机输出的旋转动力驱动所述前后轮之另一个， 其特征在于，所述车辆驱动装置具有以车载电源作为驱动电源来产生所述旋转动力的所述电动机； 配置在所述电动机和所述另一个车轮之间，控制所述旋转动力对所述另一个车轮的传递的动力传递机构；以及控制所述电动机的驱动以及所述动力传递机构的动作的控制机构， 所述控制机构在控制所述动力传递机构的动作并切断了所述旋转动力对所述另一个车轮的传递之后，控制所述电动机的驱动，以使所述动力传递机构的所述电动机一侧的转速与所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速同步。
4. 如权利要求3所述的车辆驱动装置，其特征在于，具有判定机构，其判定是否有需要进行转速同步控制，该转速同步控 制使所述动力传递机构的所述另一个车轮一侧和所述动力传递机构的所 述电动机一侧的转速同步，所述控制机构在通过所述判定机构判定为需要进行所述转速同步控 制时，执行所述旋转同步控制。
5. 如权利要求4所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述判定机构在检测出所述前后轮中前轮发生打滑时，判定为需要进行所述转速同步控制。
6. 如权利要求4所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述判定机构在利用选择机构选择强制四轮驱动模式时，判定为需要进行所述转速同步控制，其中所述强制四轮驱动模式是强制性地由所述内 燃机以及所述电动机分别驱动所述前后轮的模式。
7. 如权利要求3所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述控制机构在为了使所述动力传递机构的所述电动机一侧的转速和所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速同步而所需要的所述电动机 的旋转动力不足时，控制所述电动机的驱动，使得在所述电动机能够输出 的旋转动力的范围内从所述电动机向所述动力传递机构的所述电动机一 侧传递旋转动力。
8. 如权利要求7所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述控制机构在为了使所述动力传递机构的所述电动机一侧的转速和所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速同步而所需要的所述电动机 的旋转动力不足时，使向所述电动机供给的励磁电流减少。
9. 如权利要求4所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述判定机构以下任一种情况下，判定为不需要转速同步控制，所述情况有制动器踏板被踏下；所述前后轮之中的后轮速度上升；油门踏板 的踏下量在规定值以下的状态持续规定时间以上；以及利用选择机构选择 与强制四轮驱动模式不同的模式，其中所述选择机构用于选择强制性地由 所述内燃机以及所述电动机分别驱动所述前后轮的强制四轮驱动模式， 所述控制机构在利用所述判定机构判定判断为不需要所述转速同步控制时，中止所述旋转同步控制。
10. 如权利要求3所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述驱动电源是由所述内燃机驱动的发电机。
11. 一种车辆驱动装置，其特征在于， 具有电动机和控制该电动机的驱动的控制机构，所述电动机经动力传递机构机械地连接于和由内燃机的动力驱动的 第一车轮不同的第二车轮，并以车载电源作为驱动电源产生经所述动力传 递机构向所述第二车轮传递的旋转动力，所述控制机构具有驱动控制模式，其控制所述电动机的驱动，从所述电动机经所述动力传递机构向所述第二车轮传递旋转动力，驱动所述第二车轮；旋转同步持续模式，其在所述旋转动力对所述第二车轮的传递被所 述动力传递机构切断的状态下，从所述电动机向所述动力传递机构的所 述电动机一侧传递旋转动力，以使所述动力传递机构的所述电动机一侧 的转速和所述动力传递机构的所述车轮一侧的转速同步， 所述控制机构在执行了所述驱动控制模式之后，在所述旋转动力对所 述第二车轮的传递被所述动力传递机构切断的情况下，执行所述旋转同步 持续模式。
全文摘要
提供一种车辆驱动装置，其在要求缔结离合器时，可以圆滑且迅速地缔结离合器。4WDCU(100)控制电动机(5)以及离合器(4)的缔结切断。4WDCU(100)在切断离合器(4)之后，使离合器的驱动一侧的转速和离合器的被驱动一侧的旋转同步。转速同步要求判定机构(140)判定是否需要驱动侧的转速同步。转速同步要求判定机构(140)如果判定为需要驱动侧的转速同步，则4WDCU(100)使驱动侧的转速和被驱动侧的转速同步。
文档编号B60K6/52GK101240848SQ20081000386
公开日2008年8月13日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年2月9日
发明者伊藤恒平, 伊藤胜, 松崎则和, 藤原慎, 高宗裕一郎 申请人:株式会社日立制作所