(57)【要約】【課題】十分な駆動力を出せる車両駆動装置を提供することにある。【解決手段】駆動用高出力発電機４４は、エンジン２０によって駆動される。直流電動機３０は、発電機４４からのエネルギーで直接駆動される。駆動用発電機出力電圧制御回路６０は、車両からの要求駆動力にしたがって、発電機の界磁電流制御により発電機４４の出力電圧をコントロールして、電動機３０を制御する。また、電動機３０の界磁電流制御により電動機３０に発生させる駆動力を制御する。発電機単独の出力特性以上の要求があった時は、発電機４４の界磁電流制御に加えて、電動機３０の界磁電流を制御する。【選択図】図１
2006213320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、
前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、
前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、
車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段とを備え、
前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、
前記電動機は、
前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、
車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、 
前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、
前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、
前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、
車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段と、
前記電動機から他方の車輪への駆動力伝達を断続可能なクラッチとを備え、
前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、
前記電動機は、
前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、
車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、
前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御し、
車両の車度が前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達した時は前記クラッチをオフすることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、
前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、
前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、
車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段とを備え、
前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、
前記電動機は、
前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、
車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、 
前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなり、その後、出力電圧を大きく、かつ出力電流を小さくして、前記電動機の駆動力が小さくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項４】
車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、
前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、
前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、
車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段と、
前記電動機から他方の車輪への駆動力伝達を断続可能なクラッチとを備え、
前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、
前記電動機は、
前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、
車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、
前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなり、その後、出力電圧を大きく、かつ出力電流を小さくして、前記電動機の駆動力が小さくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御し、
車両の車度が前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達した時は前記クラッチをオフすることを特徴とする車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及び電動機を用いて車両の四輪を駆動する車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両駆動装置としては、例えば、特開平７−１５１５１４号公報に記載されているように、駆動用電池を利用し、発進アシストが必要な低μ路のみ１２Ｖオルタネータと補機用１２Ｖバッテリを組み合わせて電動機を作動するものが知られている。また、例えば、特開平７−２３１５０８号公報に記載されているように、１２Ｖオルタネータと補機用１２Ｖバッテリを組み合わせて電動機を駆動するシステムが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５１５１４号公報
【特許文献２】特開平７−２３１５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のように、１２Ｖ発電機や１２Ｖの補機用バッテリを動力源に持つシステムでは、１２Ｖ（補機用）バッテリから持ち出せる電気エネルギーは小さく、４ＷＤとして使える時間は、ごく限られたものとなり、連続した登坂等には高電力，長時間の供給が必要となるため、十分な性能が発揮できないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、十分な駆動力を出せる車両駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段とを備え、前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、前記電動機は、前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、 前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御するようにしたものである。
【０００７】
かかる構成により、専用の発電機と電動機を用いて、十分な駆動力を得られるものとなる。
【０００８】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段と、前記電動機から他方の車輪への駆動力伝達を断続可能なクラッチとを備え、前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、前記電動機は、前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御し、車両の車度が前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達した時は前記クラッチをオフするようにしたものである。
【０００９】
かかる構成により、専用の発電機と電動機を用いて、十分な駆動力を得られるものとなる。
【００１０】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段とを備え、前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、前記電動機は、前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなり、その後、出力電圧を大きく、かつ出力電流を小さくして、前記電動機の駆動力が小さくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御するようにしたものである。
【００１１】
かかる構成により、専用の発電機と電動機を用いて、十分な駆動力を得られるものとなる。
【００１２】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、車両の補機に供給する電力を発生するための補機用発電機を駆動する内燃機関により車両の前後輪のうちの一方の車輪を駆動し、他方の車輪を、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、電動機により駆動する車両の駆動装置であって、前記内燃機関により駆動されて発電し、前記補機用発電機よりも高い発電出力を供給することが可能である駆動用高出力発電機と、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力を入力とし、前記駆動用高出力発電機から供給された発電出力により直接駆動される前記電動機と、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御することにより前記駆動用高出力発電機の発電出力を制御して、前記電動機に発生させる駆動力を制御する制御手段と、前記電動機から他方の車輪への駆動力伝達を断続可能なクラッチとを備え、前記駆動用高出力発電機は、車両の各種センサによって検出された情報に基づいて制御された界磁電流の供給を受けて、発電出力を変化させて前記電動機に供給するための専用機であり、前記電動機は、前記駆動用高出力発電機からの発電出力のみを前記入力とするものであって、車両の発進時から前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達するまでの間、前記駆動用高出力発電機の発電出力を直接受けて、駆動力を発生しており、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御する制御手段は、車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電圧よりも小さく、かつ車両の発進時における前記駆動用高出力発電機の出力電流が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記駆動用高出力発電機の出力電流よりも大きくなって、車両の発進時における前記電動機の駆動力が、車両の発進時よりも車速が速い車両の走行時における前記電動機の駆動力よりも大きくなり、その後、出力電圧を大きく、かつ出力電流を小さくして、前記電動機の駆動力が小さくなるように、前記駆動用高出力発電機に供給される界磁電流を制御し、車両の車度が前記内燃機関のみによる車両走行の速度に達した時は前記クラッチをオフするようにしたものである。
【００１３】
かかる構成により、専用の発電機と電動機を用いて、十分な駆動力を得られるものとなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両駆動装置において、駆動力を十分に出せるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態による車両駆動装置の構成及び動作について説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態による車両駆動装置を用いる４輪駆動車両の全体構成について説明する。図１を用いて、本発明の一実施形態による車両駆動装置を用いる４輪駆動車両の全体構成を示すシステム構成図である。
【００１６】
４輪駆動車両１０は、エンジン２０及び直流電動機３０を備えている。エンジン２０の駆動力は、トランスミッション２２及び第１の車軸２４Ａ，２４Ｂを介して、前輪２６Ａ，２６Ｂに伝達され、前輪２６Ａ，２６Ｂを駆動する。直流電動機３０の駆動力は、クラッチ３２，デファレンシャルギヤ３３及び第２の車軸３４Ａ，３４Ｂを介して、後輪３６Ａ，３６Ｂに伝達され、後輪３６Ａ，３６Ｂを駆動する。デファレンシャルギヤ３３とクラッチ３２が連結されると、直流電動機３０の回転力は、クラッチ３２，デファレンシャルギヤ３３を介して後輪軸３４Ａ，３４Ｂに伝えられ、後輪３６Ａ，３６Ｂを駆動する。クラッチ３２が外れると、直流電動機３０は後輪３６Ａ，３６Ｂ側から機械的に切り離され、後輪３６Ａ，３６Ｂは駆動力を路面に伝えないものである。なお、直流電動機３０は、例えば、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を用いている。
【００１７】
なお、以上の説明では、前輪２６Ａ，２６Ｂをエンジン２０で駆動し、後輪３６Ａ，３６Ｂを直流電動機３０で駆動する４輪駆動車両として説明しているが、前輪を直流電動機で駆動し、後輪をエンジンで駆動するようにしてもよいものであり、また、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。
【００１８】
エンジンルーム内には、通常の充電発電システムを行う補機用発電機（ＡＬＴ１）４０及び補機バッテリー４２が配置され、エンジン２０によってベルト駆動される補機用発電機４０の出力が補機バッテリー４２に蓄積される。また、補機用発電機４０の近傍には、エンジン２０によりベルト駆動される駆動用高出力発電機（ＡＬＴ２）４４が配設されている。駆動用高出力発電機４４の出力によって直流電動機３０が駆動される。補機用発電機４０は、例えば、１２Ｖ，２ｋＷ程度の一般的な発電機であり、駆動用高出力発電機４４は、補機用発電機４０に比べて高出力が得られる発電機であり、例えば、３６Ｖ，６ｋＷ程度の発電機である。
【００１９】
エンジン２０の出力は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０からの指令により駆動される電子制御スロットル５２により制御される。電子制御スロットル５２には、アクセル開度センサ５４が設けられており、アクセル開度を検出する。なお、電子制御スロットルの代わりにメカリンクのアクセルペダル及びスロットルを用いる場合には、アクセルペダルにアクセル開度センサを設けることができる。また、ＥＣＵ５０は、トランスミッション２２を制御する。トランスミッション２２は、オートマチックトランスミッションであり、セレクトレバー２３によって選択されたギヤ比となるように自動制御される。セレクトレバー２３のポジションは、ギヤ位置検出センサ２５によって検出される。なお、トランスミッション２２としては、マニュアルトランスミッションを用いるものであってもよいものである。
【００２０】
また、前輪２６Ａ，２６Ｂ及び後輪３６Ａ，３６Ｂの各車輪に設けられたブレーキ２８Ａ，２８Ｂ，３８Ａ，３８Ｂには、アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）コントロールユニット５５によって制御されるアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）アクチュエータ２９Ａ，２９Ｂ，３９Ａ，３９Ｂが設けられている。また、前輪２６Ａ，２６Ｂ及び後輪３６Ａ，３６Ｂの各車輪には、回転速度及び回転方向を検出する回転センサ５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂが設けられている。なお、回転センサ５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂは、各車輪毎に設けられているが、前輪軸及び後輪軸の一方もしくは両方に配してもよいものである。
【００２１】
駆動用発電機出力電圧制御回路（ＧＣＵ）６０は、回転センサ５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂによって検出された車輪２６Ａ，２６Ｂ，３６Ａ，３６Ｂの回転速度に基づいて車速を算出し、算出された車速に基づいて、駆動用高出力発電機４４及び直流電動機３０を制御する。ＭＣＵ６０による制御の詳細については、図３を用いて後述する。
【００２２】
次に、図２を用いて、本実施形態による車両駆動装置の構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態による車両駆動装置の構成を示すブロック図であり、電力供給及び制御関係の回路構成例を示している。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。また、図中のブロック間の結線において、実線は電力供給の結線を示しており、破線は制御関係の結線を示している。
【００２３】
駆動用発電機出力電圧制御回路（ＧＣＵ）６０には、回転センサ５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂによって検出された車輪２６Ａ，２６Ｂ，３６Ａ，３６Ｂの回転速度及び回転方向の情報，アクセル開度センサ５４によって検出されたアクセル開度の情報，及びギヤ位置検出センサ２５によって検出されたギヤ位置の情報が入力する。
【００２４】
ＧＣＵ６０は、これらの情報に基づいて、駆動用高出力発電機（ＡＬＴ２）４４に対して出力電圧の指令値を出力することにより、高出力発電機４４の出力電圧を制御することにより、直流電動機３０を制御する。さらに、ＧＣＵ６０は、直流電動機３０の界磁巻線３１に流す界磁電流を制御することにより、直流電動機３０を直接制御するようにしており、高出力発電機４４により直流電動機３０を制御することによるレスポンスの低下を改善するようにしている。
【００２５】
駆動用発電機出力電圧制御回路（ＧＣＵ）６０は、Ｉ／Ｏ回路６１と、Ａ／Ｄ変換器６２と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）６３と、Ｉ／Ｏ回路６４と、Ｈブリッジドライバ６５と、Ｈブリッジ回路６６とを備えている。ギヤ位置検出センサ２５によって検出されたギヤ位置情報は、Ｉ／Ｏ回路６１を介して、ＭＰＵ６３に取り込まれる。また、回転センサ５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂによって検出された車輪２６Ａ，２６Ｂ，３６Ａ，３６Ｂの回転速度及び回転方向の情報，アクセル開度センサ５４によって検出されたアクセル開度の情報は、Ａ／Ｄ変換器６２を介して、ＭＰＵ６３に取り込まれる。ＭＰＵ６３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を備えており、入力した情報に基づいて、車速を算出し、駆動用高出力発電機４４の出力電圧値を算出し、Ｉ／Ｏ回路６４から駆動用高出力発電機（ＡＬＴ２）４４に供給され、発生する出力電圧値を制御する。また、ＭＰＵ６３は、直流電動機３０の特性が要求値に適合するように、Ｉ／Ｏ回路６４，Ｈブリッジドライバ６５を介して、Ｈブリッジ回路６６にて直流電動機３０の界磁巻線３１に流す界磁電流を調整する。なお、車両が後退する時には、Ｈブリッジ回路６６より、正転とは逆向きに界磁電流を流すことで、車両前進の時と同様の後退駆動力が得られる。さらに、ＭＰＵ６３は、クラッチ３２の断続信号を生成して、Ｉ／Ｏ回路６４からクラッチ３２に供給する。
【００２６】
なお、以上の説明では、各センサ信号が、直接、駆動用発電機出力電圧制御回路６０に入力されているが、センサ量を車載されている他の制御ユニット（例えば、ＥＣＵ５０やＡＢＳコントロールユニット５５）から車内ＬＡＮ（ＣＡＮ）バス経由で入手するようにしてもよいものである。
【００２７】
補機用バッテリー４２は、１２Ｖ用バッテリーであり、補機用発電機４０及び１２Ｖ電源に対する各種電気負荷との間で、通常の充放電システムを構成している。直流電動機３０及び駆動用高出力発電機４４の界磁側電源は、補機用発電機４０及び補機用バッテリー４２から供給される。電源系を２系統設けたことにより、駆動用高出力発電機４４の界磁電流を制御する方法と、直流電動機３０の界磁電流を制御する方法の２通りの方法で制御可能としている。例えば、車両始動時等の電動機の必要回転数が低く、必要トルクが高い時には、駆動用高出力発電機４４の出力電流値を大きくなる値に設定することで、電動機は低回転，高トルクの出力となる。また、車両走行時においては、電動機の必要回転数が高く、必要トルクが低いとすると、駆動用高出力発電機４４の出力電電圧値を大きくなる値に設定することで対応可能となる。さらに、直流電動機３０の界磁電流を下げることにより、車両走行時の応答性を改善しながら、電動機の回転数を高くすることができる。また、トルク配分要求値が前輪２６の方が後輪３６よりも高い時などは、駆動用高出力発電機４４の界磁電流値を下げ、前輪２６と後輪３６のトルク配分を可変にできる。
【００２８】
また、クラッチ３２の電源ラインは、補機用バッテリー４２に接続されており、クラッチ３２の断続をＭＰＵ６３により制御することにより、発電力が常時変化する駆動用高出力発電機４４の発電力に依存することなく、４輪駆動機能が必要無い時には、強制的に後輪３６Ａ，３６Ｂと直流電動機３０との機械的連結を切り離すことができる。例えば、車速が２０ｋｍ／ｈになったらクラッチ３２をＯＦＦにして、前輪のみの駆動系とすることにより、全車速領域で動作するシステムに比べ、直流電動機３０のブラシ摩耗量を低減できる。また、クラッチ３２を切り離した状態では、直流電動機３０を使用しないため、駆動用高出力発電機４４をスイッチで切り替え、充電装置や他の補機の電源として流用することも可能である。
【００２９】
また、高速時や下り坂等で電動機３０を発電機として利用し、車両内には電動機３０による発電を充電または消費する設備を設けることで、回生制動，発電制動といった制動力を得ることができる。
【００３０】
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による車両駆動装置の動作について説明する。図３は、本発明の一実施形態による車両駆動装置の制御システムのシステムブロック図であり、図４は、本発明の一実施形態による車両駆動装置に用いる高出力発電機の特性図である。なお、図３において、図１及び図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００３１】
図３に示すように、エンジン２０の駆動力によってトランスミッション２２を介して駆動される車輪を、例えば、前輪２６とし、直流電動機３０により駆動される車輪を、後輪３６とする。
【００３２】
ここで、ＧＣＵ６０の制御処理内容について説明する。ステップｓ１０において、ＧＣＵ６０は、回転センサ５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂから入力される前後車軸の回転速度情報に基づいて、低速度側を車速とするなど処理をして、車速を算出する。
【００３３】
次に、ステップｓ２０において、ＧＣＵ６０は、ステップｓ１０で判断した走行状態に対応して必要となる電動機駆動トルクを算出する。次に、ステップｓ３０において、ＧＣＵ６０は、算出した電動機駆動トルクが得られるように、駆動用発電機４４への電圧指令値を算出して、駆動用発電機４４へ出力する。駆動用発電機４４は、出力電圧が指令値になるように内部でフィードバック制御を行い、出力電圧Ｖを直流電動機３０へ出力する。この電圧Ｖによって、直流電動機３０の実トルクが、後輪３６に入力され、実際の車輪速が出る形となりシステム全体のフィードバック制御が行われる。
【００３４】
次に、図４を用いて高出力発電機の特性について説明する。なお、図４において、出力電圧は高出力発電機４４の出力電圧で、配線抵抗分を除けば、直流電動機３０の入力電圧として考えることができる。
【００３５】
車両始動時や轍からの脱出時など、必要トルクが高く車速が低い時は、図４中において電動機３０への電流値高く、電圧値が比較的低いＶ2，Ｉ2のポイントを使用するように、発電機４４の出力を制御する。また、車速低いところ、例えば，１５〜２０ｋｍ／ｈでは、後輪３６にある程度のトルクを伝え、また電動機３０が後輪３６の回転数と減速機を介して同期するため、電動機への電流値が比較的低く、電圧値が比較的高いＶ1，Ｉ1のポイントを使用するように、発電機４４の出力を制御する。
【００３６】
また、図４の特性より高い電力の要求値がある時には、発電機４４及び電動機３０，さらに、バッテリー４２の許容範囲内にて、発電機４４及び電動機３０の界磁電流を制御することで、更なる高出力及び低出力の範囲で電動機３０を駆動することが可能である。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、専用発電機で、直接電動機を駆動することにより十分な駆動力が確保できるため、いわゆる機械式４ＷＤに対して遜色の無い駆動力性能を確保できる。また、本来の電動四駆の利点（プロペラシャフト不要，車両のフロア形状がフラットにできる等）も備えることができる。さらに、バッテリが不要となるため、よりコストが安く、車両におけるレイアウトも有利となり、バッテリの保守メンテ交換も不要となるなど、シンプルで効率も良く、かつ十分な性能を持つ駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態による車両駆動装置を用いる４輪駆動車両の全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による車両駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による車両駆動装置の制御システムのシステムブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による車両駆動装置に用いる高出力発電機の特性図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…４輪駆動車
２０…エンジン
２５…ギヤ位置検出器
２６…前輪
２８，３８…ブレーキ
３０…直流電動機
３１…電動機界磁巻線
３２…クラッチ
３６…後輪
４０…補機用発電機
４２…補機バッテリー
４４…駆動用高出力発電機
５０…エンジンコントロールユニット
５４…アクセル開度センサ
５５…ＡＢＳコントロールユニット
５６，５８…回転センサ
６０…駆動用発電機出力電圧制御回路
【図１】
2006213320.tif 000003
【図２】
2006213320.tif 000004
【図３】
2006213320.tif 000005
【図４】
2006213320.tif 000006