(57)【要約】【課題】  蓄電装置が過充電したり過放電したりするのを抑制する。【解決手段】  アクセル開度Ａｃｃに応じてモータ３２に要求される要求トルクＴｍに基づいてインバータ要求電力Ｐｉｎｖを設定すると共に設定したインバータ要求電力Ｐｉｎｖに基づいてオルタネータの目標電圧Ｖａｌｔ＊を設定する（Ｓ１３０，Ｓ１４０）。そして、設定した目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されたときには（Ｓ１５０）変更されてから所定時間が経過するまではモータ３２から出力されているトルクを保持し、所定時間が経過したときにレート処理をもって要求トルクＴｍが出力されるようモータ３２を制御する（Ｓ１６０，１９０〜Ｓ２２０）。これにより、目標電圧Ｖａｌｔ＊の変更に伴うオルタネータ３０の出力の応答遅れによって過不足する出力をモータで吸収することができるから、バッテリが過充電したり過放電したりするのを抑制できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用の動力を出力する動力出力装置であって、
外力の入力により発電する発電機と、
該発電機の励磁コイルへの通電の調節をもって該発電機の出力を調整可能な出力調整手段と、
前記発電機からの電力を用いて駆動用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記電動機への駆動要求と前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整される際の応答遅れとに基づいて前記電動機を駆動制御する制御手段と
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電動機への駆動要求に基づいて前記発電機の出力が調整されるよう前記出力調整手段を制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整される際の応答遅れに基づく該発電機の出力の過不足が前記電動機により吸収されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整されてから所定時間が経過するまでは前記電動機から出力されている動力が保持されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記所定時間が経過した後は所定の緩変化処理をもって前記駆動要求に基づく動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置であって、
駆動用の動力を出力可能な内燃機関を備え、
前記発電機は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機である
動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置を搭載する自動車。
【請求項８】
第１の車輪と第２の車輪とに動力を出力して走行可能な自動車であって、
前記第１の車輪に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、
該発電機の励磁コイルへの通電の調節をもって該発電機の出力を調整可能な出力調整手段と、
前記発電機からの電力を用いて前記第２の車輪に動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
該検出された車両の走行状態に基づいて前記出力調整手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と
を備える自動車。
【請求項９】
前記走行状態検出手段は、前記車両の走行状態として前記第１の車輪の空転と前記第２の車輪の空転のいずれかを識別可能に検出する空転検出手段である請求項８記載の自動車。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記空転検出手段により前記第１の車輪の空転が検出されたとき、該第１の車輪の空転に基づく前記発電機の出力の過剰分の少なくとも一部が前記電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項９記載の自動車。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記空転検出手段により前記第１の車輪の空転が検出されたとき、該第１の車輪の空転に基づいて前記発電機の出力が制限されるよう前記出力調整手段を制御すると共に該第１の車輪の空転に基づく該発電機の出力の過剰分の少なくとも一部が前記電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御し、該発電機の出力が制限される際の応答遅れに基づいて前記消費が解除されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項９または１０記載の動力出力装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記空転検出手段により前記第２の車輪の空転が検出されたとき、前記発電機の出力が制限されるよう前記出力調整手段を制御すると共に該発電機の出力が制限される際の応答遅れに基づいて前記電動機から出力される動力が制限されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項９ないし１１いずれか記載の自動車。
【請求項１３】
前記空転検出手段は、前記蓄電手段を流れる電流の変化量が所定量以上で且つ前記第１の車輪の回転速度が前記第２の車輪の回転速度よりも大きいときに該第１の車輪の空転を検出し、前記蓄電手段を流れる電流の変化量が前記所定量以上で且つ前記第１の車輪の回転速度が前記第２の車輪の回転速度よりも小さいときに該第２の車輪の空転を検出する手段である請求項９ないし１２いずれか記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、前輪に走行用の動力を出力するエンジンと、エンジンからの動力により発電するオルタネータと、オルタネータからの電力を用いて後輪に走行用の動力を出力するモータと、モータに対してオルタネータに並列接続されたバッテリと、オルタネータからの電力を電圧変換して電気負荷（補機）に供給可能な直流電圧変換器とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、バッテリの残容量が少なくなったり電気負荷の消費電力が所定値よりも多いときには、モータへの給電を停止すると共にオルタネータからの電力を直流電圧変換器を介して電気負荷に供給している。
【特許文献１】特開２０００−２４５００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、オルタネータの出力は、内部のフィールドコイルに印加するフィールド電流を調節することにより調整することができるが、その応答速度はモータの応答速度に比して遅い。このため、オルタネータの出力の調整の応答遅れのためにオルタネータの出力に過不足が生じ、このときのモータの出力によってはバッテリが過充電したり過放電したりする場合が生じる。バッテリの容量を大きくすればよいが、装置全体の大型化を招くと共にコスト面でも不利となる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、バッテリなどの蓄電装置の過剰な充放電を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、バッテリなどの蓄電装置の小型化を図ることを目的の一つとする。さらに、本発明の自動車は、車両の走行状態に拘わらず蓄電装置の過剰な充放電を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動用の動力を出力する動力出力装置であって、
外力の入力により発電する発電機と、
該発電機の励磁コイルへの通電の調節をもって該発電機の出力を調整可能な出力調整手段と、
前記発電機からの電力を用いて駆動用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記電動機への駆動要求と前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整される際の応答遅れとに基づいて前記電動機を駆動制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、電動機への駆動要求と出力調整手段により励磁コイルへの通電の調節をもって発電機の出力が調整される際の応答遅れとに基づいて電動機を駆動制御する。出力調整手段により発電機の出力が調整される際の応答遅れを考慮するから、発電機の出力の調整に拘わらず蓄電手段の過剰な充放電を抑制することができる。この結果、蓄電手段の小型化を図ることができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記電動機への駆動要求に基づいて前記発電機の出力が調整されるよう前記出力調整手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動要求に対応するために電動機に必要な電力を発電機から出力することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整される際の応答遅れに基づく該発電機の出力の過不足が前記電動機により吸収されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の小型化を更に図ることができる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整されてから所定時間が経過するまでは前記電動機から出力されている動力が保持されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理により蓄電手段の過剰な充放電を抑制することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記所定時間が経過した後は所定の緩変化処理をもって前記駆動要求に基づく動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。ここで、「所定の緩変化処理」には、レート処理やなまし処理が含まれる。
【００１１】
また、本発明の動力出力装置において、駆動用の動力を出力可能な内燃機関を備え、前記発電機は、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機であるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の第１の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動用の動力を出力する動力出力装置であって、外力の入力により発電する発電機と、該発電機の励磁コイルへの通電の調節をもって該発電機の出力を調整可能な出力調整手段と、前記発電機からの電力を用いて駆動用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記電動機への駆動要求と前記出力調整手段により前記発電機の出力が調整される際の応答遅れとに基づいて前記電動機を駆動制御する制御手段とを備える動力出力装置を搭載する
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明の第１の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、蓄電手段の過剰な充放電を抑制することができる効果や蓄電手段の小型化を図ることができる効果などを奏することができる。
【００１４】
本発明の第２の自動車は、
第１の車輪と第２の車輪とに動力を出力して走行可能な自動車であって、
前記第１の車輪に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、
該発電機の励磁コイルへの通電の調節をもって該発電機の出力を調整可能な出力調整手段と、
前記発電機からの電力を用いて前記第２の車輪に動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
該検出された車両の走行状態に基づいて前記出力調整手段と前記電動機とを駆動制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の第２の自動車では、車両の走行状態に基づいて、第１の車輪に動力を出力可能な内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機の励磁コイルへの通電の調節をもって発電機の出力を調整可能な出力調整手段と、発電機からの電力を用いて第２の車輪に動力を出力可能な電動機とを駆動制御する。従って、走行状態に拘わらず蓄電手段の過剰な充放電を抑制することができる。
【００１６】
こうした本発明の第２の自動車において、前記走行状態検出手段は、前記車両の走行状態として前記第１の車輪の空転と前記第２の車輪の空転のいずれかを識別可能に検出する空転検出手段であるものとすることもできる。ここで、「空転検出手段」は、前記蓄電手段を流れる電流の変化量が所定量以上で且つ前記第１の車輪の回転速度が前記第２の車輪の回転速度よりも大きいときに該第１の車輪の空転を検出し、前記蓄電手段を流れる電流の変化量が前記所定量以上で且つ前記第１の車輪の回転速度が前記第２の車輪の回転速度よりも小さいときに該第２の車輪の空転を検出する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第２の自動車において、前記制御手段は、前記空転検出手段により前記第１の車輪の空転が検出されたとき、該第１の車輪の空転に基づく前記発電機の出力の過剰分の少なくとも一部が前記電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１の車輪が空転したときでも蓄電手段が過剰に充放電されるのを抑制することができる。また、第１の車輪が空転して内燃機関からの動力が路面に伝達されないときでも電動機からの動力を第２の車輪を介して路面に伝達することができる。また、これらの態様の本発明の第２の自動車において、前記制御手段は、前記空転検出手段により前記第１の車輪の空転が検出されたとき、該第１の車輪の空転に基づいて前記発電機の出力が制限されるよう前記出力調整手段を制御すると共に該第１の車輪の空転に基づく該発電機の出力の過剰分の少なくとも一部が前記電動機により消費されるよう該電動機を駆動制御し、該発電機の出力が制限される際の応答遅れに基づいて前記消費が解除されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。さらに、これらの態様の本発明の第２の自動車において、前記制御手段は、前記空転検出手段により前記第２の車輪の空転が検出されたとき、前記発電機の出力が制限されるよう前記出力調整手段を制御すると共に該発電機の出力が制限される際の応答遅れに基づいて前記電動機から出力される動力が制限されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の車輪が空転したときでも蓄電手段が過剰に充放電されるのを抑制することができる。また、電動機から出力される動力を制限するから、第２の車輪の空転を収束させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されると共にデファレンシャルギヤ６１を介して前輪６２ａ，６２ｂに連結されエンジン２２からの動力を変速して出力するオートマチックトランスミッション２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６に掛けられたベルト２８を介して駆動するオルタネータ３０と、オルタネータ３０の出力電圧を調整する出力電圧調整回路３１と、オルタネータ３０からの電力を用いてデファレンシャルギヤ６３を介して後輪６４ａ，６４ｂに動力を出力可能なモータ３２と、オルタネータ３０からモータ３２に至る電力ライン４０にモータ３２に対してオルタネータ３０と並列に接続された高圧バッテリ４２と、車両の駆動系全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。
【００１９】
エンジン２２は、ガソリンなどの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されており、エンジン２２のクランクシャフト２６とデファレンシャルギヤ６１とに接続されたオートマチックトランスミッション２４と共にエンジントランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＥＧＡＴＥＣＵという）２９による運転制御を受けている。このＥＧＡＴＥＣＵ２９には、エンジン２２の回転数を検出する図示しない回転数センサからの回転数Ｎｅなどが入力ポートを介して入力されている。また、ＥＧＡＴＥＣＵ２９は、電子制御ユニット７０と通信ポートを介して通信しており、電子制御ユニット７０からの信号によりエンジン２２やオートマチックトランスミッション２４を制御すると共に必要に応じてエンジン２２やオートマチックトランスミッション２４の状態に関するデータを電子制御ユニット７０に送信している。
【００２０】
オルタネータ３０は、周知の三相交流発電機に全波整流器を取り付けたものとして構成されている。図２に、出力電圧調整回路３１を中心とした構成の概略を示す構成図を示す。出力電圧調整回路３１は、図示するように、並列接続されたオルタネータ３０のフィールドコイル３０ａおよび順方向のダイオードＤｉを介してオルタネータ３０の出力端子や高圧バッテリ４２の正極にコレクタが接続されると共にエミッタが接地されたトランジスタＴｒと、高圧バッテリ４２の正極の電圧と目標電圧との比較によりＰＷＭ信号を生成すると共に生成したＰＷＭ信号をトランジスタＴｒのベースに出力するＰＷＭ信号生成出力部３１ａとにより構成されている。ＰＷＭ信号生成出力部３１ａは、高圧バッテリ４２の正極の電圧が目標電圧よりも小さいときには小さいほどデューティ比Ｄｕを大きくしたＰＷＭ信号を生成し高圧バッテリ４２の正極の電圧が目標電圧よりも大きいときには大きいほどデューティ比Ｄｕを小さくしたＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴｒをオンオフし、フィールドコイル３０ａに印加するフィールド電流を増減させることにより、高圧バッテリ４２の正極の電圧を目標電圧に調整する。出力電圧調整回路３１は、電子制御ユニット７０により制御されている。
【００２１】
モータ３２は、電動機として駆動できると共に発電機としても駆動できる同期発電電動機として構成されており、インバータ３４を介してオルタネータ３０の出力電圧調整回路３１や高圧バッテリ４２と電力ライン４０により接続されている。モータ３２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）３９により駆動制御されている。このモータＥＣＵ３９には、モータ３２を駆動制御するのに必要な信号、例えば、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３３からの信号やモータ３２に印加される相電流を検出する図示しない電流センサからの信号などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ３９からは、インバータ３４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ３９は、電子制御ユニット７０と通信ポートを介して通信しており、電子制御ユニット７０からの信号によりモータ３２を駆動制御すると共に必要に応じてモータ３０の運転状態に関するデータを電子制御ユニット７０に出力する。
【００２２】
高圧バッテリ４２は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）４９によって管理されている。バッテリＥＣＵ４９は、高圧バッテリ４２を管理するために必要な信号、例えば、高圧バッテリ４２の充放電電流を検出する電流センサ４３（図２参照）からの信号や高圧バッテリ４２の端子間電圧を検出する図示しない電圧センサからの信号，高圧バッテリ４２の温度を検出する図示しない温度センサからの信号などが入力ポートを介して入力されている。また、バッテリＥＣＵ４９は、電子制御ユニット７０と通信ポートを介して通信しており、必要に応じて高圧バッテリ４２の状態に関するデータを電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ４９は、電流センサにより検出された高圧バッテリ４２の充放電電流を積算して残容量ＳＯＣも演算している。
【００２３】
オルタネータ３０（出力電圧調整回路３１）とモータ３２（インバータ３４）とが接続された電力ライン４０には、オルタネータ３０や高圧バッテリ４２からの電力を電圧変換して低圧バッテリ４６や補機４８に供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータ４４が取り付けられている。このＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、電子制御ユニット７０により制御されている。
【００２４】
電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，車輪速センサ８９からの前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂの各車輪速Ｖｗｆ，Ｖｗｒなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０からは、オルタネータ３０の出力電圧を調整する出力電圧調整回路３１への制御信号やＤＣ／ＤＣコンバータ４４の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号，前輪６２ａ，６２ｂに取り付けられたブレーキ６６ａ，６６ｂの図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、前述したように、電子制御ユニット７０は、ＥＧＡＴＥＣＵ２９やモータＥＣＵ３９，バッテリＥＣＵ４９と通信ポートを介して接続されており、各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、オルタネータ３０やモータ３２を駆動制御する際の動作について説明する。図３は、実施例の電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ）毎に実行される。なお、エンジン２２やオートマチックトランスミッション２４の制御は、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づく信号をＥＧＡＴＥＣＵ２９に送信することにより、ＥＧＡＴＥＣＵ２９が受信した信号に基づいてエンジン２２を運転制御すると共にオートマチックトランスミッション２４を運転制御することにより行なわれる。エンジン２２とオートマチックトランスミッション２４の制御は本発明の中核をなさないからこれ以上の詳細な説明は省略する。
【００２６】
駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，車輪速センサ８９からの前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂの各車輪速Ｖｗｆ，Ｖｗｒ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータ３２の回転数Ｎｍ，バッテリ電流Ｉｂａｔなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しない回転数センサにより検出されたものをＥＧＡＴＥＣＵ２９から通信により入力するものとした。モータ３２の回転数Ｎｍは、回転位置検出センサ３３により検出されるモータ３２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ３９から通信により入力するものとした。バッテリ電流Ｉｂａｔは、電流センサ４３により検出されたものをバッテリＥＣＵ４９から通信により入力するものとした。
【００２７】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてモータ３２から出力すべき要求トルクＴｍを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴｍは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｍとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとマップから対応する要求トルクＴｍを導出することにより設定するものとした。
【００２８】
次に、前輪６２ａ，６２ｂか後輪６４ａ，６４ｂのいずれかが空転しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定は、実施例では、バッテリ電流Ｉｂａｔの時間変化量が所定量以上か否かを判定することにより行なうものとした。これは、前輪６２ａ，６２ｂが空転するとエンジン２２の回転数Ｎｅが急上昇してオルタネータ３０の発電量が急増することにより高圧バッテリ４２への充電量が急増することに基づき、後輪６４ａ，６４ｂが空転するとモータ３２の回転数Ｎｍが急上昇してモータ３２の電力消費が急増することにより高圧バッテリ４２の放電量が急増することに基づく。なお、バッテリ電流Ｉｂａｔの時間変化量は、例えば、バッテリ電流Ｉｂａｔの前回値と今回値との偏差により求めることができる。勿論、バッテリ電流Ｉｂａｔの時間変化量に代えて、エンジン２２の回転数Ｎｅの時間変化量やモータ３２の回転数Ｎｍの時間変化量，車輪速Ｖｗｆ，Ｖｗｒの時間変化量，車輪速Ｖｗｆと車輪速Ｖｗｒとの偏差などに基づいて空転を判定することもできる。
【００２９】
前輪６２ａ，６２ｂか後輪６４ａ，６４ｂかのいずれもが空転していないと判定されると、モータ３２の要求トルクＴｍと回転数Ｎｍとを乗じてインバータ３４に要求される電力としてのインバータ要求電力Ｐｉｎｖを設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定したインバータ要求電力Ｐｉｎｖに基づいてオルタネータ３０の目標電圧Ｖａｌｔ＊を設定する（ステップＳ１４０）。ここで、目標電圧Ｖａｌｔ＊は、実施例では、インバータ要求電力Ｐｉｎｖが大きいほど目標電圧Ｖａｌｔ＊が大きくなる傾向にインバータ要求電力Ｐｉｎｖと目標電圧Ｖａｌｔ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、インバータ要求電力Ｐｉｎｖが与えられるとマップから対応する目標電圧Ｖａｌｔ＊を導出することにより設定するものとした。
【００３０】
オルタネータ３０の目標電圧Ｖａｌｔ＊を設定すると、設定した目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されたか否かを判定すると共に（ステップＳ１５０）、目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されていないと判定されたときには目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されてから所定時間Ｔｒｅｆが経過したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されたか否かの判定は、目標電圧Ｖａｌｔ＊の今回値と前回値とを比較することにより行なうことができる。目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されたと判定されたり、目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されてから所定時間Ｔｒｅｆが経過していないと判定されたときには、モータ３２から出力されているトルクがそのまま保持されるよう前回このルーチンで設定されたトルク指令（前回Ｔｍ＊）をトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ１７０）。一方、目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されてから所定時間Ｔｒｅｆが経過したと判定されたときには、ステップＳ１１０で設定された要求トルクＴｍから前回Ｔｍ＊を減じてトルク偏差ΔＴｍを計算して（ステップＳ１８０）、計算したトルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ（＜０）と所定値Ｔｈｉ（＞０）とにより定まる範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ１９０）、トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏと所定値Ｔｈｉとにより定まる範囲内にあると判定されたときにはステップＳ１１０で設定された要求トルクＴｍをトルク指令Ｔｍ＊に設定し（ステップＳ２００）、トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ以下と判定されたときには前回Ｔｍ＊に所定値Ｔｌｏを加えたものをトルク指令Ｔｍ＊に設定し、トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｈｉ以上と判定されたときには前回Ｔｍ＊に所定値Ｔｈｉを加えたものをトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ２１０）。即ち、目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されたときには所定時間Ｔｒｅｆが経過するまではそのときにモータ３２から出力されているトルクをそのまま保持し、所定時間Ｔｒｅｆが経過した後はレート処理により要求トルクＴｍに近づくようトルク指令Ｔｍ＊を設定するのである。いま、オルタネータ３０のフィールドコイルへのフィールド電流を増減してその出力電圧を調整する場合を考える。オルタネータ３０の応答速度（実施例では、１００ｍｓｅｃ程度）はモータ３２の応答速度（実施例では、数ｍｓｅｃ）よりも遅いから、オルタネータ３０の応答遅れによりモータ３２からの出力に対してオルタネータ３０の出力に過不足が生じ、高圧バッテリ４２が過充電したり過放電したりする場合がある。目標電圧Ｖａｌｔ＊が変更されたときから所定時間Ｔｒｅｆが経過するまではモータ３２から出力されているトルクをそのまま保持し所定時間Ｔｒｅｆが経過したときにはレート処理を行なってトルク指令Ｔｍ＊を設定するのは、オルタネータ３０の応答遅れに伴う出力の過不足をモータ３２で吸収させて高圧バッテリ４２の過充電や過放電を抑制するためである。したがって、所定時間Ｔｒｅｆやレート処理に用いる所定値Ｔｌｏ，所定値Ｔｈｉは、オルタネータ３０の応答遅れを考慮して定められる。実施例では、所定時間Ｔｒｅｆを１００ｍｓｅｃに定めた。
【００３１】
こうしてトルク指令Ｔｍ＊と目標電圧Ｖａｌｔ＊とを設定すると、トルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３９に送信すると共に目標電圧Ｖａｌｔ＊でオルタネータ３０が運転されるよう出力電圧調整回路３１を制御して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。なお、トルク指令Ｔｍ＊を受信したモータＥＣＵ３９は、トルク指令Ｔｍ＊でモータ３２が駆動されるようインバータ３４のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３２】
ステップＳ１２０で前輪６２ａ，６２ｂか後輪６４ａ，６４ｂかのいずれかが空転したと判定されたときには、その空転が前輪６２ａ，６２ｂであるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。この判定は、実施例では、前輪６２ａ，６２ｂの車輪速Ｖｗｆと後輪６４ａ，６４ｂの車輪速Ｖｗｒとを比較することにより行なうものとした。車輪速Ｖｗｆが車輪速Ｖｗｒよりも大きく前輪６２ａ，６２ｂが空転していると判定されたときには、図４に例示する前輪空転時処理を実行し（ステップＳ２４０）、車輪速Ｖｗｆが車輪速Ｖｗｒよりも小さく後輪６４ａ，６４ｂが空転していると判定されたときには、図５に例示する後輪空転時処理を実行し（ステップＳ２５０）、前輪空転時処理や後輪空転時処理により設定されたトルク指令Ｔｍ＊をモータＥＣＵ３９に送信すると共に設定された目標電圧Ｖａｌｔ＊でオルタネータ３０が運転されるよう出力電圧調整回路３１を制御して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。以下、図４に例示する前輪空転時処理と図５に例示する後輪空転時処理とを説明する。
【００３３】
図４に例示する前輪空転時処理では、まず、前輪６２ａ，６２ｂの空転が収束するよう前輪６２ａ，６２ｂに取り付けられたブレーキ６６ａ，６６ｂの図示しないアクチュエータを制御するトラクション制御を行なう（ステップＳ３００）。続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅに基づいてオルタネータ３０の出力が制限されるよう目標電圧Ｖａｌｔ＊を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、目標電圧Ｖａｌｔ＊の設定は、前輪６２ａ，６２ｂが空転するとエンジン２２の回転数Ｎｅが急上昇してオルタネータ３０の出力が急増するから、これを抑制するためのものであり、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほど目標電圧Ｖａｌｔ＊が小さくなる傾向に回転数Ｎｅと目標電圧Ｖａｌｔ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応する目標電圧Ｖａｌｔ＊を導出することにより設定するものとした。
【００３４】
そして、オルタネータ３０の出力の制限を開始してから所定時間Ｔｒｅｆが経過したか否かを判定し（ステップＳ３２０）、所定時間Ｔｒｅｆが経過していないと判定されたときには、オルタネータ３０の出力の急増分がモータ３２により消費されるようトルク指令Ｔｍ＊を設定して（ステップＳ３３０）、処理を終了する。ここで、所定時間Ｔｒｅｆが経過するまでオルタネータ３０の出力の急増分をモータ３２で消費させるのは、出力電圧調整回路３１によりオルタネータ３０の出力を制限しようとしてもその応答遅れにより直ちに出力を制限できるわけではないからである。トルク指令Ｔｍ＊は、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが高いほどトルク指令Ｔｍ＊が大きくなる傾向に回転数Ｎｅとトルク指令Ｔｍ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応するトルク指令Ｔｍ＊を導出することにより設定するものとした。これにより、前輪６２ａ，６２ｂの空転によりオルタネータ３０の出力が急増してもモータ３２により吸収できるから、高圧バッテリ４２が過充電するのを抑制することができる。また、前輪６２ａ，６２ｂの空転によりエンジン２２からの動力を路面に伝達できないときでもモータ３２からの動力を後輪６４ａ，６４ｂを介して路面に伝達させることができる。
【００３５】
オルタネータ３０の出力の制限を開始してから所定時間Ｔｒｅｆが経過したと判定されたときには、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０で設定された要求トルクＴｍから前回このルーチンで設定されたトルク指令（前回Ｔｍ＊）を減じてトルク偏差ΔＴｍを計算し（ステップＳ３４０）、計算したトルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ（＜０）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ以下と判定されたときには前回Ｔｍ＊に所定値Ｔｌｏを加えたものをトルク指令Ｔｍ＊に設定し（ステップＳ３６０）、トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ以下でないと判定されたときには要求トルクＴｍをトルク指令Ｔｍ＊に設定して（ステップＳ３７０）、処理を終了する。この処理は、前輪６２ａ，６２ｂの空転によるオルタネータ３０の出力の急増分を消費するために増加させたモータ３２のトルクをレート処理により要求トルクＴｍまで戻す処理となる。所定値Ｔｌｏは、前述したように、オルタネータ３０の応答遅れを考慮して定められる。
【００３６】
次に、図５に例示する後輪空転時処理について説明する。後輪空転時処理では、まず、前輪６２ａ，６２ｂの車輪速Ｖｗｆと後輪６４ａ，６４ｂの車輪速Ｖｗｒとの偏差に基づいてオルタネータ３０の出力が制限されるよう目標電圧Ｖａｌｔ＊を設定する（ステップＳ４００）。ここで、目標電圧Ｖａｌｔ＊の設定は、車輪速Ｖｗｆと車輪速Ｖｗｒとの偏差が大きいほど目標電圧Ｖａｌｔ＊が小さくなる傾向に車輪速Ｖｗｆと車輪速Ｖｗｒと目標電圧Ｖａｌｔ＊との関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車輪速Ｖｗｆ，Ｖｗｒが与えられるとマップから対応する目標電圧Ｖａｌｔ＊を導出することにより設定するものとした。
【００３７】
そして、オルタネータ３０の出力の制限を開始してから所定時間Ｔｒｅｆが経過したか否かを判定し（ステップＳ４１０）、所定時間Ｔｒｅｆが経過していないと判定されたときには、前回このルーチンで設定されたトルク指令（前回Ｔｍ＊）をトルク指令Ｔｍ＊に設定し（ステップＳ４２０）、オルタネータ３０の出力の制限を開始してから所定時間Ｔｒｅｆが経過したと判定されたときには、車輪速Ｖｗｆ，Ｖｗｒの偏差が打ち消されるようトルク制限Ｔｍａｘを設定し（ステップＳ４３０）、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０で設定された要求トルクＴｍと設定したトルク制限Ｔｍａｘとのうち小さい方をトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ４４０）。即ち、オルタネータ３０の出力の制限を開始してから所定時間Ｔｒｅｆが経過するまではモータ３２から出力されているトルクを保持し、所定時間Ｔｒｅｆが経過したときにモータ３２から出力するトルクを制限して後輪６４ａ，６４ｂの空転を収束させるのである。これは、後輪６４ａ，６４ｂの空転を直ちに収束させるためにはモータ３２から出力するトルクを直ちに制限した方がよいが、モータ３２から出力するトルクを急激に制限するとオルタネータ３０の応答遅れによりモータ３２の出力に対してオルタネータ３０の出力が過剰になって高圧バッテリ４２が過放電する場合があるからである。
【００３８】
こうしてトルク指令Ｔｍ＊を設定すると、設定したトルク指令Ｔｍ＊から前回このルーチンで設定されたトルク指令（前回Ｔｍ＊）を減じてトルク偏差ΔＴｍを計算し（ステップＳ４５０）、計算したトルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ（＜０）以下であるか否かを判定する（ステップＳ４６０）。トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ以下でないと判定されたときには、そのまま処理を終了し、トルク偏差ΔＴｍが所定値Ｔｌｏ以下と判定されたときには、前回Ｔｍ＊に所定値Ｔｌｏを加えたものをトルク指令Ｔｍ＊に設定し直して（ステップＳ４７０）、処理を終了する。この処理は、レート処理によりモータ３２から出力するトルクを制限して後輪６４ａ，６４ｂの空転を収束させる処理となる。したがって、所定値Ｔｌｏは、前述したようにオルタネータ３０の応答遅れを考慮して定められる。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、出力電圧調整回路３１によりオルタネータ３０の出力が調整される際には、モータ３２に要求される要求トルクＴｍとオルタネータ３０の出力の調整に伴う応答遅れとを考慮してトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ３２を駆動制御するから、オルタネータ３０の応答遅れのためにモータ３２の出力に対してオルタネータ３０の出力に過不足が生じて高圧バッテリ４２が過充電したり過放電したりするのを抑制することができる。この結果、高圧バッテリ４２の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、前輪６２ａ，６２ｂが空転したときには、エンジン２２の回転数Ｎｅの急上昇によって急増したオルタネータ３０の出力をモータ３２によって消費するから、高圧バッテリ４２が過充電するのを抑制することができる。また、前輪６２ａ，６２ｂの空転によりエンジン２２からのトルクを路面に伝達できないときでもモータ３２からのトルクを路面に伝達して走行することができる。しかも、前輪６２ａ，６２ｂの空転に伴って増加したオルタネータ３０の出力を制限する際の応答遅れを考慮して増加させたモータ３２のトルクを要求トルクＴｍに戻すから、モータ３２のトルクを要求トルクＴｍに戻す際に高圧バッテリ４２が過充電したり過放電したりするのを抑制することができる。もとより、前輪６２ａ，６２ｂの空転をトラクション制御によって収束させることができる。
【００４１】
さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、後輪６４ａ，６４ｂが空転したときには、出力電圧調整回路３１によりオルタネータ３０の出力を制限すると共にオルタネータ３０の出力を制限する際の応答遅れを考慮してモータ３２から出力するトルクを制限するから、高圧バッテリ４２が過充電したり過放電したりするのを抑制しながら後輪６４ａ，６４ｂの空転を抑制することができる。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、オルタネータ３０の出力（目標電圧Ｖａｌｔ＊）が変更或いは制限されてから所定時間Ｔｒｅｆが経過した後は、図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１８０〜Ｓ２１０や図４の前輪空転時処理のステップＳ３４０〜Ｓ３７０，図５の後輪空転時処理のステップＳ４５０〜Ｓ４７０に示すように、レート処理を用いてトルク指令Ｔｍ＊を設定するものとしたが、レート処理に代えて他の緩変化処理、例えば、なまし処理を用いるものとしてもよい。なまし処理を用いる場合、例えば、次式（１）によりトルク指令Ｔｍ＊を設定することができる。ここで式（１）中の「ｋ」は、なまし時定数であり、オルタネータ３０の応答遅れを考慮して値０〜値１の範囲で定められる。なお、図５の後輪空転時処理については式（１）の「Ｔｍ」をステップＳ４４０で設定したトルク指令Ｔｍ＊に置き換えた式によりトルク指令Ｔｍ＊を設定するものとすればよい。
【００４３】
Tm*＝k・前回Tm*＋(1−k)・Tm    （１）
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、オルタネータ３０の出力（目標電圧Ｖａｌｔ＊）が変更或いは制限されてから所定時間Ｔｒｅｆが経過するまでは、モータ３２から出力されているトルクをそのまま保持するものとしたが、所定時間Ｔｒｅｆの経過を待たずにオルタネータ３０の応答遅れを考慮したレート処理やなまし処理などの緩変化処理をもってモータ３２から出力するトルクを要求トルクＴｍに近づけるものとしてもよい。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、前輪６２ａ，６２ｂが空転したとき、トラクション制御を行なうと共にオルタネータ３０の出力が制限されるよう目標電圧Ｖａｌｔ＊を設定するものとしたが、前輪６２ａ，６２ｂが空転したときオルタネータ３０の出力は制限せずにトラクション制御だけを行なうものとしてもよい。この場合、図４の前輪空転時処理のステップＳ３００の処理の後、ステップＳ３３０の処理を実行するものとし、他の処理は省略するものとすればよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション２４を介して前輪６２ａ，６２ｂに出力しモータ３２からの動力を後輪６４ａ，６４ｂに出力するものとしたが、モータ３２からの動力を前輪に出力しエンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション２４を介して後輪に出力するものとしてもよい。また、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション２４を介して前輪６２ａ，６２ｂに出力すると共にモータ３２からの動力も前輪６２ａ，６２ｂに出力するものとしてもよいし、モータ３２からの動力を後輪６４ａ，６４ｂに出力すると共にエンジン２２からの動力もオートマチックトランスミッション２４を介して後輪６４ａ，６４ｂに出力するものとしてもよい。エンジン２２からの動力とモータ３２からの動力とを同じ車輪に出力する場合、前輪６２ａ，６２ｂや後輪６４ａ，６４ｂの一方が空転したときの処理（前輪空転時処理や後輪空転時処理）は行なうことができないが、空転していないときの処理（図３のステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ１３０〜Ｓ２２０の処理）は行なうことができる。
【００４７】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、自動車産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】出力電圧調整回路３１を中心とした構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０の電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】前輪空転時処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】後輪空転時処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  オートマチックトランスミッション、２６  クランクシャフト、２８  ベルト、２９  エンジントランスミッション用電子制御ユニット（ＥＧＡＴＥＣＵ）、３０  オルタネータ、３０ａ  フィールドコイル、３１  出力電圧調整回路、３１ａ  ＰＷＭ信号生成出力部、３２  モータ、３３  回転位置検出センサ、３４  インバータ、３９  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４０  電力ライン、４２  高圧バッテリ、４３  電流センサ、４４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４６  低圧バッテリ、４８  補機、４９  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６１  デファレンシャルギヤ、６２ａ，６２ｂ  前輪、６３  デファレンシャルギヤ、６４ａ，６４ｂ  後輪、６６ａ，６６ｂ  ブレーキ、７０  電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、８９  車輪速センサ、Ｄｉ  ダイオード、Ｔｒ  トランジスタ。
【図１】
2006174556.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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