(57)【要約】【課題】発電機に異常が発生しても、車両の走行を可能にする。【解決手段】発電機８の異常時には、減速要求や制動操作がなくても、電動モータ３で回生運転を行い、補機バッテリ１１への充電を行う（ステップＳ８）。但し、回生時には制動作用が発生するため、こうした回生運転は可及的に避けるためにも、バッテリのＳＯＣが下限値（例えば３０％）を下回ったときだけ（ステップＳ２の判定が“Yes”）、電動モータ３による回生を実行する。つまり、ある程度の余裕があれば実行しない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力で発電する発電機と、該発電機の電力を充電可能なバッテリと、前記発電機の電力、又は前記バッテリの電力の少なくとも一方で車輪を駆動可能な電動機と、前記発電機の異常時に、回転状態にある前記車輪の回転エネルギを前記電動機で回生する転用手段と、を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
【請求項２】
前記転用手段は、前記バッテリの充電量が下限値を下回ったときに、前記電動機による回生を開始することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
【請求項３】
前記転用手段は、前記バッテリの充電量が上限値を上回ったときに、前記電動機による回生を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動力制御装置。
【請求項４】
前記転用手段は、前記車輪のロック傾向に応じて、前記電動機の回生トルクを制限することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用駆動力制御装置。
【請求項５】
前記車輪から前記電動機への伝達トルクを制御可能なクラッチを備え、
前記転用手段は、前記電動機の回転速度に応じて、前記クラッチの伝達トルクを抑制することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用駆動力制御装置。
【請求項６】
前記転用手段は、前記電動機の回転速度が許容回転速度を超えないように、前記クラッチの伝達トルクを抑制することを特徴とする請求項５に記載の車両用駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機とバッテリと駆動用の電動機を備えた車両の駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電機で発電した電力をバッテリに充電し、バッテリから供給される電力によってモータを駆動するハイブリッド車両において、発電機の異常を検知したときに、モータトルクを制限することによって消費電力を抑制し、バッテリの残量を節約するものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２４５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、発電機の異常で電力供給が断たれた状態では、幾ら消費電力を節約したとしても、やがてバッテリの残量を使い果たしてしまい、モータ駆動のみならず、走行不能に陥ってしまう。つまり、充電不能な状態では、バッテリの残量が尽きた時点で、電装系統の機能が停止してしまうからである。
本発明の課題は、発電機に異常が発生しても、車両の走行を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用駆動力制御装置は、エンジンの動力で発電する発電機と、発電機の電力を充電可能なバッテリと、発電機の電力、又はバッテリの電力の少なくとも一方で車輪を駆動可能な電動機とを備え、発電機の異常時に、回転状態にある車輪の回転エネルギを電動機で回生することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、発電機の異常時に、回転状態にある車輪の回転エネルギを電動機で回生することで、バッテリへの充電が可能になる。したがって、電装系統への電力供給を維持して走行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）の概略構成であり、前輪１ＦＬ・１ＦＲをエンジン２で駆動し、後輪１ＲＬ・１ＲＲを電動モータ３で駆動可能なハイブリッド車両である。
エンジン２の出力は、自動変速機４を介して前輪１ＦＬ・１ＦＲに伝達され、電動モータ３の出力は、減速機５、クラッチ６を順に介して後輪１ＲＬ・１ＲＲに伝達される。クラッチ６は、伝達トルクを任意に調整できる電磁クラッチである。但し、伝達トルクを任意に調整できればよいので、電磁力の代わりに油圧や空気圧を利用してもよいし、更には湿式、乾式、パウダ式、単板式、多板式など、如何なる形態でもよい。
【０００７】
エンジン２の出力は、ベルト７を介して発電機８にも伝達される。発電機８は、エンジンの動力で発電し、その電力は、電動モータ３に直接供給するか、高電圧バッテリ９に充電するか、又はＤＣ−ＤＣコンバータ１０で１２Ｖに降圧してから補機バッテリ１１に充電する。
電動モータ３は、力行及び回生が可能で、力行時には、発電機８の電力、又は高電圧バッテリ９の電力によって後輪１ＲＬ・１ＲＲを駆動し、回生時には、回転状態にある後輪１ＲＬ・１ＲＲの回転エネルギによって高電圧バッテリ９、及び補機バッテリ１１を充電する。これらは、コントローラ１２によって制御され、通常、速やかな加速要求があるときや前輪のスリップ傾向を検知したときに力行運転となり、減速要求や制動操作があるときに回生運転となる。
コントローラ１２には、図示しない各種センサより、発電機８の回転数や発電電流、補機バッテリ１１の充電状態（ＳＯＣ）、車体速、車輪速を入力する。
【０００８】
次に、コントローラ１２で実行する演算処理を、図２のフローチャートに従って説明する。
先ずステップＳ１では、発電機８の回転数や発電電流に基づいて、発電機８に異常があるか否かを判定する。異常がない、つまり正常に動作していれば、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、ベルト切れや断線などの異常があればステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、補機バッテリ１１のＳＯＣが閾値（例えば３０％）未満であるか否かを判定する。ＳＯＣが閾値以上であれば、まだバッテリの残量に多少の余裕があると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、ＳＯＣが閾値未満であるときには、バッテリの残量に余裕はないと判断してステップＳ３に移行する。
【０００９】
ステップＳ３では、車速Ｖが閾値ＶＨ（例えば時速６０ｋｍ）未満であるか否かを判定する。Ｖ＜ＶＨであれば、クラッチ６を完全に締結しても電動モータ３は過回転しないと判断してステップＳ４に移行する。一方、Ｖ≧ＶＨであれば、クラッチ６を完全に締結すると電動モータ３の過回転になると判断してステップＳ５に移行する。
ステップＳ４では、クラッチ６を完全に締結し、ステップＳ８に移行する。
【００１０】
ステップＳ５では、モータ回転数Ｎが許容回転数ＮＭＡＸ未満であるか否かを判定する。Ｎ＜ＮＭＡＸであれば、クラッチ伝達トルクを増加できると判断してステップＳ６に移行する。一方、Ｎ≧ＮＭＡＸであれば、クラッチ伝達トルクが増加させ過ぎたと判断してステップＳ７に移行する。
ステップＳ６では、クラッチ伝達トルクをΔＴだけ増加させて、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ７では、クラッチ伝達トルクをΔＴだけ減少させて、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、所定の回生トルクＴＲで電動モータ３を回生運転する。ＴＲは、過大な減速度が発生しないような値とする。
【００１１】
続くステップＳ９では、車速Ｖと後輪速Ｖｒの差（Ｖ−Ｖｒ）が所定値ΔＶより小さいか否かを判定する。（Ｖ−Ｖｒ）＜ΔＶであれば、後輪にロック傾向はないと判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、（Ｖ−Ｖｒ）≧ΔＶであれば、後輪にロック傾向があると判断してステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、電動モータ３の回生トルクをＴＲよりも小さなＴＲＬまで制限してから所定のメインプログラムに復帰する。
以上より、高電圧バッテリ９及び補機バッテリ１１が「バッテリ」に対応し、ステップＳ１〜Ｓ１０の処理が「転用手段」に対応する。
【００１２】
次に、作用効果について説明する。
今、発電機８にベルト切れや断線などの異常が発生したとする（ステップＳ１の判定が“Yes”）。この状態では、電力供給が断たれているので、やがて高電圧バッテリ９及び補機バッテリ１１の残量を使い果たしてしまうと、電装系統の機能が停止し、走行不能に陥ってしまう。なお、回生ブレーキによる充電機能が残されてはいるが、これは減速要求や制動操作がなければ実行されないので、走行シーンに大きく依存し、十分な充電量を確実に得ることは難しい。
【００１３】
そこで、発電機８の異常時には、減速要求や制動操作がなくても、電動モータ３で回生運転を行い、補機バッテリ１１への充電を行う（ステップＳ８）。勿論、高電圧バッテリ９を充電し、この高電圧バッテリ９から補機バッテリ１１へ電力を供給することも等価である。このように、電装系統への電力供給を維持（確保）できるので、走行不能に陥ることが無い。
【００１４】
図３は、上記の動作を説明している。すなわち、エンジン２によって前輪が駆動され（ａ・ｂ）、これに応じて後輪が従動する（ｃ）。この状態で、クラッチ６を締結し、回転状態にある後輪の回転エネルギを電動モータ８で回生する（ｄ）。回生電力を、補機バッテリ１１に対して、直接又は高電圧バッテリ９を介して供給する（ｅ・ｆ）。
但し、やはり回生時には制動作用が発生するため、こうした回生運転は可及的に避けたい。それで、バッテリのＳＯＣが下限値（例えば３０％）を下回ったときに（ステップＳ２の判定が“Yes”）、電動モータ３による回生を実行する。つまり、ある程度の余裕があれば実行しない。これにより、無用な回生運転を最小限に抑制することができる。
【００１５】
また、回生運転による制動作用によって、後輪がロックする可能性があり、これでは車両挙動が不安定になってしまう。それで、後輪のロック傾向を検知したら（ステップＳ９の判定が“Yes”）、回生トルクを制限する（ステップＳ１０）。これにより、後輪のロックを防止し、安定した車両挙動を維持することができる。
また、高速で走行している状態でクラッチ６を締結すると、電動モータ３が過回転してしまう。それで、車速Ｖが閾値ＶＨ（例えば時速６０ｋｍ）以上であれば（ステップＳ３の判定が“No”）、クラッチ伝達トルクを抑制し、半クラッチ状態に制御する。
【００１６】
具体的には、クラッチ伝達トルクをΔＴずつ徐々に増加させてゆき（ステップＳ６）、電動モータ３の回転速度Ｎが許容回転速度ＮＭＡＸに達したら、クラッチ伝達トルクをΔＴだけ減少させる（ステップＳ７）。これにより、電動モータ３の過回転を確実に防止することができる。
なお、ＳＯＣが上限値（例えば８０％）を上回ったときには、つまり十分に充電できたら、回生運転を停止すればよい。これによれば、バッテリの過充電を防止しつつ、無用な回生運転を最小限に抑制することができる。
【００１７】
また、回生運転を開始する際、不意に回生運転が開始され、車両が減速すると、運転者に違和感を与えてしまうので、回生トルクを徐々に増加させてもよい。また、その時点の車速や変速比に応じて、回生トルクを変化させてもよい。
また、後輪のロック傾向を検知し、回生トルクを制限する際、（Ｖ−Ｖｒ）とΔＶとの差分に応じて、回生トルクの制限量を決定してもよい。これによれば、回生トルクを不必要に制限してしまうことなく、後輪のロック傾向を防止できる。
【００１８】
また、電動モータ３の過回転を防ぐために、クラッチ伝達トルクを抑制しているが、車速Ｖが閾値ＶＨ未満となるまで、車両を強制的に減速させてから（リンプホーム）、クラッチの締結を行ってもよい。これによれば、伝達トルクを抑制する演算処理を省略でき、クラッチ６も伝達トルクを制御可能という制約から開放されるので、単に断続可能なクラッチを採用できる。
【００１９】
また、発電機８の回転数や発電電流に基づいて、発電機８の異常を判断しているが、他にも発電電圧やバッテリ充放電電流に基づいて、異常を判断してもよい。
また、１台の電動モータ３で後輪１ＲＬ・１ＲＲを駆動する１モータ方式のパワートレインとしているが、２台の電動モータで夫々の車輪を駆動する２モータ方式や、モータそのものを駆動輪とするホイールインモータ方式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＨＥＶの概略構成である。
【図２】演算処理を示すフローチャートである。
【図３】異常時の動作である。
【符号の説明】
【００２１】
１ＲＬ・１ＲＲ  後輪
２  エンジン
３  電動モータ
６  クラッチ
８  発電機
９  高電圧バッテリ
１１  補機バッテリ
１２  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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