JP2000142155A - 電動駆動力アシスト車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従動輪を駆動するモータに電力を供給するた
めの発電機の急激な発電力の増減によるエンジン・スト
ールやショックを防止する。 【解決手段】 エンジン１に連結されたオルタネータ８
をバッテリー５・負荷６とモータ４とのいずれか一方の
側に選択的に接続するための切替スイッチ７を設け、ス
リップ検出手段１２によりスリップ状態を検出したら、
制御装置１０により、切替スイッチ７をモータ４側に切
り替えると共に、スロットル弁１３のスロットル開度に
合わせてオルタネータ８の発電量を制御する。 【効果】 エンジンに連結された一方の車輪のスリップ
状態を脱出するべく他方の車輪を駆動するモータに発電
機の電力を供給する際の発電量の制御を、スロットル開
度に合わせて行うことから、エンジン出力に応じて発電
量が増減し、エンジンに対する急激な負荷変動が生じる
ことを防止でき、エンジン・ストールやショックを防止
し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによって
前後輪のいずれか一方を駆動し、他方の車輪をモータに
よって駆動可能にする電動駆動力アシスト車両に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば同一出願人による特開平８−２３
７８１１号公報に示されているエンジンによって前後輪
のいずれか一方を駆動し、他方の車輪をモータによって
駆動可能にすると共に、エンジンによって駆動される車
輪がスリップした際にモータに電力を供給して他方の車
輪を駆動するようにした電動駆動力アシスト車両があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の電動駆動力アシスト車両においてその電
力供給源としてバッテリーを用いているものがあるが、
そのようなバッテリー駆動方式にあっては、車輪を駆動
するためにバッテリーが大型化すると共に、容量確保の
ためには大型バッテリーを複数積載する必要があった
り、大電流供給のために配線容量を大きくする必要があ
るなどの問題がある。

【０００４】さらに、エンジンによって駆動される車輪
がスリップした時にそのスリップから脱出するべくモー
タに電力を供給して従動輪を駆動する際に、駆動力を大
きくするべく大電力を急激に供給しようとして発電機の
発電力も必要になると、発電機の急激な発電量の増大に
よっては、エンジンの負担が大きくなって制御遅れが生
じて、エンジン・ストールやショックが発生したり、発
電機駆動用ベルトの耐久性が低減するという問題が生じ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、発電機の急激な発電力の増減によるエンジン・スト
ールやショックを防止することを実現するために、本発
明に於いては、前後輪の一方の車輪（２）をエンジン
（１）によって駆動し、他方の車輪（３）を電動モータ
（４）によって駆動可能にすると共に、スリップ検出手
段（１２）により前記一方の車輪（２）のスリップ状態
を検出したら、前記電動モータ（４）に電力を供給して
前記他方の車輪（３）を駆動する電動駆動力アシスト車
両において、前記エンジン（１）に連結されかつ駆動さ
れる発電機（８）と、前記発電機（８）から前記電動モ
ータ（４）に供給する電力を制御する電力供給量制御手
段（１０）と、アクセル開度を検出するアクセル開度検
出手段（１４）とを備え、前記電力供給量制御手段（１
０）が、前記電動モータ（４）に供給する電力を前記ア
クセル開度検出手段（１４）により検出したアクセル開
度に応じて段階的に制御するものとした。

【０００６】これによれば、エンジンに連結されている
一方の車輪がスリップ状態になっても、発電機の電力を
モータに供給して他方の車輪を駆動することから、容易
にスリップ状態を脱出することができると共に、その際
の供給電力をアクセル開度に応じて段階的に制御するこ
とから、例えばアクセル開度が大きい場合には急発進で
あると判断できると共にエンジン出力も大きいことから
供給電力を一気に大きくして、速やかに大きなアシスト
力をもって加速することができる。また、アクセル開度
が小さい場合にはスリップ状態脱出制御として供給電力
を段階的に増大させてスリップ脱出を円滑に行うように
することができると共に、発電負荷の大小によるエンジ
ンへの影響を極力小さくすることができる。

【０００７】また、前記電力供給量制御手段（１０）
が、前記電動モータ（４）に供給する電力の増加率を前
記アクセル開度検出手段（１４）により検出したアクセ
ル開度に応じて増減することにより、例えば急発進であ
ると判断できるアクセル開度大の場合には電力供給を速
やかに増大させてアシスト力を速やかに大きくし、アク
セル開度が小さい場合には供給電力を遅く増大させてス
リップ状態からの脱出を円滑に行い得るようにすること
ができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００９】図１は、本発明が適用された電動駆動力ア
シスト車両の模式的レイアウト図である。図における車
両にあっては前輪駆動自動車であり、車両前部に搭載さ
れたエンジン１により駆動される一方の車輪としての前
輪２が駆動輪として設けられ、他方の車輪としての後輪
３が左右毎に設けられたモータ４により駆動されるよう
になっている。

【００１０】上記車両における回路構成を図２を参照し
て以下に示す。図２に示されるように、車体電装系とし
てのバッテリー５に同じく車体電装系としての負荷６が
接続されているが、そのバッテリー５の正端子は、切替
スイッチ７を介してオルタネータ８に接続されるように
なっている。その切替スイッチ７及び駆動スイッチ９を
介して上記モータ４がオルタネータ８に接続されてい
る。それら各スイッチ７・９は制御装置としてのコント
ロールユニット１０により制御され、またオルタネータ
８の発電量を制御する発電量制御手段としてのレギュレ
ータ１１もコントロールユニット１０により制御される
ようになっている。

【００１１】また、コントロールユニット１０には、ス
リップ検出手段１２からのスリップ検出信号と、スロッ
トル弁１３に設けられたアクセル開度検出手段としての
アクセル開度検出器１４からのアクセル開度θとが入力
するようになっている。そのスリップ検出手段１２にお
けるスリップ判断のデータとして、図示されない各種セ
ンサからの検出値がスリップ検出手段１２に入力してお
り、それらは、車速Ｖ・前輪速Ｗｆ・後輪速Ｗｒ・エン
ジン回転数Ｎｅ・シフト位置ＳＰ・クラッチ状態ＣＬな
どである。

【００１２】次に図３のフローチャートを参照して、本
発明に基づく制御要領を以下に示す。図３の第１ステッ
プＳＴ１では本制御を行うことが可能な条件が成立して
いるか否かを判別する。その作動条件としては、例えば
エンジン１が回転中であること、モータ４やオルタネー
タ８などの本システムの電気系に異常がないことであ
る。それらの作動条件が満足していたら第２ステップＳ
Ｔ２に進むが、満足していない場合には第２ステップＳ
Ｔ２以降の制御を行わない。

【００１３】第２ステップＳＴ２では、前輪２のスリッ
プ状態を判断するために前記各種検出値（車速Ｖ・前輪
２の車輪速Ｗｆ・後輪３の車輪速Ｗｒ・エンジン回転数
Ｎｅ・ギヤ位置ＳＰ・クラッチ状態ＣＬ）を読み込む。
そして、第３ステップＳＴ３で前輪２がスリップ状態か
否かを判断する。

【００１４】たとえば、車速Ｖが３０km/h以下であり、
前輪速Ｗｆが後輪速Ｗｒに対して所定の割合（例えば概
ね２０％）α以上の高速であるかまたは前輪２の回転角
加速度が所定値（例えば０．８Ｇ）以上であること、ク
ラッチＣＬがオン状態であると共にギア位置ＳＰがマニ
ュアル車の場合に１速か２速でありまたはオートマチッ
ク車の場合には相当位置であること、エンジン回転数Ｎ
ｅがギア比を考慮した車速Ｖに対して所定の割合β以上
の高回転になっていることなどで、前輪２のスリップ状
態を判断可能である。

【００１５】第３ステップＳＴ３で上記判断条件により
スリップ状態であると判断した場合には第４ステップＳ
Ｔ４に進むが、スリップ状態ではないと判断した場合に
は第４ステップＳＴ４以降の制御を行わない。その第４
ステップＳＴ４では、通常時にはオルタネータ８とバッ
テリ６とを接続している切替スイッチ７を切り替えて、
オルタネータ８の発電による電力がモータ４に供給され
得るようにし、第５ステップＳＴ５に進む。

【００１６】第５ステップＳＴ５では駆動スイッチ９を
オンし、次の第６ステップＳＴ６ではアクセル開度θを
検出し、オルタネータ８により発電される電力によりモ
ータ４を作動させる。このとき、本実施の形態にあって
は、上記各スイッチ７・９のオン状態をそのままにし
て、コントロールユニット１０によりレギュレータ１１
を制御してオルタネータ８の発電量をデューティ制御す
るが、本発明ではアクセル開度θに応じてデューティ比
ｄを算出する。

【００１７】なお、図２では切替スイッチ７の他に駆動
スイッチ９を介してモータ４に電力を供給する回路にし
たが、上記制御にあっては駆動スイッチ９を設ける必要
はなく、切替スイッチ７とモータ４とを直結しても良
い。なお、図示例のように駆動スイッチ９を設けておく
ことにより、何らかの不具合が発生した時に駆動スイッ
チ９をオフにすることができ、異常処理を確実化し得
る。

【００１８】または、上記第５ステップＳＴ５におい
て、駆動スイッチ９をコントロールユニット１０からの
制御信号によりデューティ制御するようにしても良い。
この場合には、レギュレータ１１には電圧切替型（例え
ば１２Ｖ／２４Ｖまたは１２Ｖ／３６Ｖ）の簡易かつ安
価なものを使用することができ、第５ステップＳＴ５に
おいてレギュレータ１１を切り替えて所定の電圧（２４
Ｖまたは３６Ｖ）に昇圧し、その昇圧された電圧を、デ
ューティ制御されてオン／オフする駆動スイッチ９を介
してモータ４に供給するようにすれば良い。

【００１９】上記第７ステップＳＴ７におけるデューテ
ィ制御の例を図４を参照して以下に示す。スリップ状態
ではない場合にはモータ４は停止状態であり、時刻Ｔ１
に上記判断によりスリップ状態であると判断した場合に
は、上記第４ステップＳＴ４の処理によりモータ４が作
動状態になる。そして、運転者がスリップ状態から脱し
ようとしてスロットル弁１３を開いていくと、そのアク
セル開度θに応じてデューティ比ｄを増大させる。

【００２０】たとえば、デューティ比ｄの初期値は比較
的小さな値にしておき、第７ステップＳＴ７でデューテ
ィ比ｄを制御サイクル毎に例えばデータテーブルから求
めた値ｄ（θ）に設定し、次の第８ステップＳＴ８で上
記スリップ状態を脱するためのスリップ制御を維持すべ
きか否かを判別する。この時の判断条件は、前輪速Ｗｆ
と後輪速Ｗｒとの車輪速差が概ね０になったかあるいは
車速Ｖが３０km/h以上になったかで良い。そして、スリ
ップ制御を継続して行うと判断したら第６ステップＳＴ
６に戻り、再度アクセル開度θを検出し、その大きさに
応じて上記と同様にデータテーブルから求めた値ｄ
（θ）を新たなデューティ比ｄとして、図４の実線に示
されるように階段状にデューティ比ｄを増大させてモー
タ４を作動し、後輪３を駆動する。なお、一般ユーザに
あっては、スリップ脱出までアクセル開度θを開けてい
くと思われ、図に示されるようにデューティ比ｄは徐々
に増大することになる。

【００２１】このように、アクセル開度θに応じてデュ
ーティ比ｄを徐々に増大させて後輪３の駆動力を段階的
に少しずつ増大させることにより、急激な駆動力の変化
を防止してスリップ状態から円滑に脱出することがで
き、第８ステップＳＴ８において上記条件によりスリッ
プ脱出制御を維持する必要がないと判断したら第９ステ
ップＳＴ９に進む。第９ステップＳＴ９では、スリップ
脱出制御を停止させるべく、図の時刻Ｔ２以降に示され
るように、デューティ比ｄを低減してオルタネータ８の
出力（電圧）を低減する。この時には、アクセル開度θ
の大きさにかかわらずデューティ比ｄが低減し、駆動力
も低減する。

【００２２】そして、第１０ステップＳＴ１０で駆動ス
イッチ９をオフにして、モータ４の駆動を停止する。そ
して、第１１ステップＳＴ１１で、切替スイッチ７を通
常状態に切り替えて、モータ４の作動を停止してスリッ
プ脱出制御を終了し、オルタネータ８の電力をバッテリ
６及び負荷５に供給する通常状態に戻す。

【００２３】なお、上記第９ステップＳＴ９でのデュー
ティ比の低減制御に変えてデューティ比を０にしたり、
第９ステップＳＴ９でのデューティ比ｄの低減に加えて
第１０ステップＳＴ１０でもさらにデューティ比ｄを低
減する制御を行うなど、速やかなモータ４の停止を行う
ようにしても良い。

【００２４】このように、モータ４に対する駆動電流の
供給をバッテリ６からではなく、オルタネータ８から行
うと共に、その発電力をアクセル開度に応じて増減させ
ることから、スリップ状態から脱出するべくスロットル
弁１３を開いていくと、発電力も徐々に増大することに
なるため、エンジン１に対する負荷の急激な変化による
ショックや、エンジン回転数が増大していない状態で大
負荷が加わってエンジン・ストールが生じることを防止
または低減し得ると共に、エンジン１の出力に概ね応じ
てオルタネータ８の負荷が増減するためオルタネータ８
の駆動ベルトの劣化を抑制することができる。

【００２５】また、バッテリ６を大型化し、さらにケー
ブルなどを大容量化する必要がないと共に、従来の電源
線の途中に切替スイッチ７を設けるという簡単な回路構
成によって安価なシステムを構築できるなど、軽量かつ
コンパクト化が可能である。さらに、モータ駆動用にバ
ッテリ６の電力を使用しないことから、バッテリの劣化
が無く、システムの信頼性を高め得る。

【００２６】また、本システムによれば上記車両スリッ
プ時の制御に限られず、急発進時における駆動力増大制
御にも適用可能であり、図４の想像線を参照して以下に
示す。

【００２７】図４の第７ステップＳＴ７で、アクセル開
度θにおける前回制御サイクル時と今回制御サイクル時
との値の比較からアクセル開度変化率Δθを算出するこ
とができ、そのアクセル開度変化率Δθの大きさから急
発進状態であると判断した場合には、例えば急発進用デ
ータテーブルから求めた値ｄ（θ）を用いる。この急発
進時におけるデューティ比ｄの増加率を前記スリップ脱
出時よりも増大し、図４の想像線に示されるように、ア
クセル開度θに応じて一気にデューティ比ｄを１にする
ものであって良い。

【００２８】車速が３０km/hになるまでは発進時のアシ
スト力を発揮するべく第８ステップＳＴ８から第６ステ
ップＳＴ６に戻り、この場合には図４に示されるように
アクセル開度θが全開状態であることから、その全開状
態を検知することにより急発進データテーブルを用い、
したがってデューティ比ｄを１のままにする。

【００２９】第８ステップＳＴ８で車速が３０km/h以上
になったことを判別したら、前記制御と同様に第９ステ
ップＳＴ９に進む。この場合にはモータ４によりアシス
ト可能な能力以上の車速になった場合であり、それ以上
モータ４を回転させる必要がないことから、アクセル開
度θが全開状態であってもデューティ比ｄを減少させ
る。そして、第１０ステップＳＴ１０及び第１１ステッ
プＳＴ１１を経て、前記と同様にアシスト制御を終了す
る。

【００３０】

【発明の効果】このように本発明によれば、エンジンに
連結された一方の車輪がスリップ状態になったら、モー
タにより他方の車輪を駆動してアシスト力を発生させる
際に、モータに供給する電力をアクセル開度に応じて段
階的に制御したり増加率を増減することから、アクセル
開度が大きい場合には急発進であると判断でき、一気に
アシスト力を増大して速やかな加速を実現し、その際エ
ンジン出力も増大していることから発電負荷の急激な変
化によるショックやエンジン・ストールが発生すること
を防止または低減することができると共に、負荷の急激
な変化がないことから発電機の駆動ベルトの劣化も抑制
することができる。また、アクセル開度が小さい場合に
はスリップ脱出時であるとして、電力を徐々に増大させ
るようにすればスリップ脱出を円滑に行い得る。さら
に、従来一般的に使用されている車両に対し、大幅な電
力供給システムを変更することなく、安価であると共に
軽量であって、かつコンパクトな装置を供給できるばか
りでなく、バッテリーの劣化がなく、信頼性の高い電動
駆動力アシスト車両を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された電動駆動力アシスト車両の
模式的レイアウト図。

【図２】本発明が適用された電動駆動力アシスト車両の
電気回路の概略構成図。

【図３】本発明に基づく制御フロー図。

【図４】本発明に基づく制御要領を示す図。

【符号の説明】 １ エンジン ２ 駆動輪 ３ 従動輪 ４ モータ ８ 発電機 １０ コントロールユニット １２ スリップ検出手段 １４ アクセル開度検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D043 AA01 AB02 AB17 EA02 EA05 EA11 EA41 EB03 EB07 EB09 EB12 EE02 EE03 EE06 EE07 EF02 EF09 EF12 EF21 EF24 5H115 PG04 PI13 PI22 PU02 PU24 PU25 PV03 QE14 RB08 RB14 SE03 TB02 TO21 TO30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後輪の一方の車輪をエンジンによって
   駆動し、他方の車輪を電動モータによって駆動可能にす
   ると共に、スリップ検出手段により前記一方の車輪のス
   リップ状態を検出したら、前記電動モータに電力を供給
   して前記他方の車輪を駆動する電動駆動力アシスト車両
   において、 前記エンジンに連結されかつ駆動される発電機と、前記
   発電機から前記電動モータに供給する電力を制御する電
   力供給量制御手段と、アクセル開度を検出するアクセル
   開度検出手段とを備え、 前記電力供給量制御手段が、前記電動モータに供給する
   電力を前記アクセル開度検出手段により検出したアクセ
   ル開度に応じて段階的に制御することを特徴とする電動
   駆動力アシスト車両。
2. 【請求項２】 前記電力供給量制御手段が、前記電動モ
   ータに供給する電力の増加率を前記アクセル開度検出手
   段により検出したアクセル開度に応じて増減することを
   特徴とする請求項１に記載の電動駆動力アシスト車両。