(57)【要約】【課題】発電機とバッテリの２種類の電源を持った電力供給装置について、発電機だけによる電力に切り替えても、安定した電力を負荷装置に供給可能とする。【解決手段】エンジン２のトルクで駆動される発電機７と、充放電可能なバッテリ１６とを電力供給源とし、その電力供給源からモータ４に電力を供給する電力供給装置である。少なくともバッテリ１６をモータ４に電気的に接続している状態から、上記モータ４の要求電力がバッテリ１６の出力可能電力を越える若しくは越えるおそれがあると判定すると、発電機７の出力電力を、上記要求電力を供給可能な状態に制御すると共に、バッテリ１６に流れる電流がゼロになったときに当該バッテリを非接続状態に切り替える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電力供給源として発電機と充放電可能な蓄電部とを有し、その電力供給源から負荷装置に電力を供給する電力供給装置であって、
負荷装置と蓄電部との電気的な接続及び非接続の切替を行う切替スイッチと、発電機の出力電力を制御する発電機制御部と、を備え、
負荷装置の要求電力が蓄電部の出力可能な電力以下の場合には、発電機および蓄電部のうち少なくとも蓄電部を負荷装置に対し電気的に接続して電力を供給し、上記要求電力が蓄電部の出力可能電力を越える若しくは越えるおそれがあると判定すると、発電機の出力電力を上記要求電力を供給可能な状態に制御し、蓄電部に流れる電流がゼロになったときに当該蓄電部を非接続状態に切り替えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
上記発電機制御部は、負荷装置の要求電力と蓄電部の出力可能な電力とに基づき発電目標電力を設定し、その発電目標電力に発電機の出力を制御することを特徴とする請求項１に記載した電力供給装置。
【請求項３】
上記発電機制御部は、負荷装置の要求電力を蓄電部だけで供給できると判定すると発電機の発電を行わないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載した電力供給装置。
【請求項４】
主駆動輪を駆動する内燃機関と、従駆動輪を駆動可能なモータと、負荷装置としてのモータに電力を供給する電力供給装置と、を備える車両の駆動力制御装置であって、
上記電力供給装置を、上記請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した電力供給装置で構成すると共に、発電機を内燃機関の駆動力で回転駆動することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどの負荷装置に対して２種類の電源から電力を供給可能な電力供給装置、及びその電力供給装置を備えた車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷装置であるモータに対し電気的に接続可能な２種類の電源を持った電力供給装置の例としては、例えば特許文献１に記載されるハイブリッド車両がある。
この特許文献１では、電源として燃料電池とバッテリを備え、バッテリの残存容量が高い場合にはバッテリを電源とし、上記残存容量が低くなった場合には燃料電池を電源としてモータを駆動する。
【０００３】
例えば、バッテリから燃料電池への切替えの際に、燃料電池の応答の時間遅れを考慮し、燃料電池の電力が不足する分を補償するようにバッテリを用い、燃料電池から目的の電力が出力されるようになった時点で、燃料電池だけが電源となるように、切替スイッチを制御している（段落番号０１３５参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２４１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、２種類の電源として発電機とバッテリとを想定した場合に、発電機の応答性がモータの負荷変動に対して遅いことから、モータ（及びインバータ）の電源を、単純にバッテリから発電機に瞬間的に切り替えると、発電機への負荷が急変することで、発電機の出力電圧及び出力電流が変動して安定した電力を供給できないおそれがある。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、発電機とバッテリの２種類の電源を持った電力供給装置について、発電機だけによる電力に切り替えても、安定した電力を負荷装置に供給可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関などでのトルクで駆動される発電機と、発電機と、充放電可能な蓄電部とを電力供給源とし、その電力供給源から負荷装置に電力を供給する電力供給装置であって、
少なくとも蓄電部を負荷装置に電気的に接続している状態から、上記負荷装置の要求電力が蓄電部の出力可能電力を越える若しくは越えるおそれがあると判定すると、発電機の出力電力を、上記要求電力を供給可能な状態に制御すると共に、蓄電部に流れる電流がゼロになったときに当該蓄電部を非接続状態に切り替えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、少なくとも蓄電部で電力を供給している状態から発電機だけで電力を供給する状態に切り替える際に、供給する電圧及び電流の変動を抑えて、滑らかな電源の切替が可能となる。
例えば、車両の駆動力制御装置の電力供給装置として使用した場合には、電源切替の際にモータで駆動される車輪のトルク変動が無いか小さなものにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の電力供給装置を備えた四輪駆動車両の概略構成図である。また図２は、そのモータ駆動制御に関するパワーエレクトロニクス部の構成図である。
（構成）
図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、内燃機関であるエンジン２によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、モータ４によって駆動可能な従駆動輪である。
【０００８】
上記エンジン２の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。従って、エンジン制御部からの指令によって、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下などに調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作(アクセル開度)とは独立して、エンジン２の出力トルクを調整することができる。
【０００９】
上記エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション及びデファレンスギヤ５を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部は、無端ベルト６を介して発電機７に伝達されることで、発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｇで回転する。
上記発電機７は、４ＷＤ制御部２０によって調整される界磁電流Ｉｆｇに応じてエンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機７の発電電力の大きさは、回転数Ｎｇと界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより決定される。図１０に発電機７の界磁電流を変数とした出力特性を示す。図１０は横軸が発電機７の電流を、縦軸が発電機電圧を示す。この図のように、発電機電流が増加すると発電機７の内部インピーダンス及び電気子反作用により発電機電圧が減少する。なお、発電機７の回転数Ｎｇは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。
【００１０】
発電機７が発電した電力は、ジャンクションボックス１０を介してインバータ９に供給可能となっている。
また、インバータ９には、発電機７と並列にバッテリ１６が接続され、バッテリ１６の電力が電源切替スイッチ１７を介してインバータ９に供給可能となっている。バッテリ１６とインバータ９との電気的な接続／非接続は、電源切替スイッチ１７によって切り替えられる。電源切替スイッチ１７は、４ＷＤ制御部２０からの指令によって切替動作を行う。ここで、バッテリ１６は、充放電可能な蓄電部を構成する。符号２２は、バッテリ１６を制御するバッテリ制御部を示す。
【００１１】
すなわち、本実施形態は、モータ４の電源として発電機７及びバッテリ１６の二種類の電源を備え、その発電機７及びバッテリ１６の少なくとも一方の電力がインバータ９を介して交流モータ４に供給可能となっている。なお、入力回路と並列に小型キャパシタ１５を設置したコンデンサインプット形としている。
モータ４は、界磁巻線型同期モータであり、界磁巻線を有したロ一タと回転磁界を発生するための３相巻線が巻かれたステータを備える。モータ４はロータの界磁巻線に電流を流すことで発生する磁界とステータの３相巻線より発生する磁界との相互作用により回転運動する。また、ロータが外力により回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用により３相巻線の両端に起電力を発生し発電動作する。すなわち、発電動作による回生電力をバッテリ１６に供給することが可能である。本実施例では、モータ４として界磁巻線型同期モータを適用したが、ロ一タに永久磁石を有する永久磁石型同期モータや誘導モータを適用することも可能である。モータ４は、モータ制御部２１によって指令値に制御される。
【００１２】
上記モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。
ジャンクションボックス１０内には、インバータ９と発電機７とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態では、発電機７から整流器１２を介して供給された直流の電力は、インバータ９内で三相交流に変換されてモータ４に供給される。
【００１３】
また、ジャンクションボックス１０内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサ１３と、インバータ９の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサ１４とが設けられ、これらの検出信号は４ＷＤ制御部２０に出力される。また、モータ４の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ４の磁極位置信号θを出力する。
また、上記バッテリ１６の電圧を検出するバッテリ電圧Ｖｂセンサ１８及びバッテリ１６の電流を検出するバッテリ電流Ｉｂセンサ１９を備え、そのセンサ１８，１９は、検出した信号を４ＷＤ制御部２０に出力する。
【００１４】
また、上記クラッチ１２は、例えば湿式多板クラッチであって、４ＷＤ制御部２０からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサが設けられている。各車輪速センサは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤ制御部２０に出力する。
【００１５】
上記４ＷＤ制御部２０は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、上記各車輪速度センサ２７ＦＬ〜２７ＲＲで検出される車輪速度信号、電圧センサ１３及び電流センサ１４の出力信号、モータ４に連結されたレゾルバの出力信号及び駆動力指示子であるアクセルペダル（不図示）の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。
【００１６】
モータ制御部２１は、モータトルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとから、図４に示す公知のベクトル制御を行う。そして、インバータ９に３相パワー素子のスイッチング制御信号を出力して３相交流電流を制御する。
上記４ＷＤ制御部２０は、図３に示すように、モータ指令演算部２０Ａ、要求電力演算部２０Ｂ、モータ誘起電圧演算部２０Ｃ、ＳＷ切替判断部２０Ｄ、発電機制御部２０Ｅ、及びクラッチ制御部２０Ｆを備える。
【００１７】
上記モータ指令演算部２０は、ブロック図である図５に示すように、前後回転数差演算部２０Ａａ、車速演算部２０Ａｂ、第１モータ駆動力演算部２０Ａｃ、第２モータ駆動力演算部２０Ａｄ、セレクトハイ部２０Ａｅ、及び後輪ＴＣＳ制御部２０Ａｆからなり、４輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ｔｔを算出する。
【００１８】
すなわち、先ず、前後回転数差演算部２０Ａａで、４輪の車輪速度信号Ｖｆｒ〜Ｖｒｒに基づいて次式をもとに前後回転差ΔＶを算出する。
ΔＶ＝（Ｖｆｒ＋Ｖｆｌ）／２−（Ｖｒｒ−Ｖｒｌ）／２  
そして、前後回転差ΔＶに基づいて、第１モータ駆動力演算部２０Ａｃで予め格納されたマップを参照し、第１モータ駆動力ＴΔＶを算出して後述するセレクトハイ部２０Ａｅに出力する。この第１モータ駆動力ＴΔＶは、前後回転差ΔＶが大きくなると共に比例的に大きく算出されるように設定されている。
【００１９】
一方、車速演算部２０Ａｂでは、４輪の車輪速度信号と車両が発生する総駆動力Ｆとをセレクトローして車速信号Ｖを算出する。ここで、総駆動力Ｆは、トルクコンバータ滑り比から推定される前輪駆動力とモータトルク指令値Ｔｔから推定される後輪駆動力との和によって求められる。
第２モータ駆動力演算部２０Ａｄでは、第２モータ駆動力Ｔｖを算出する。具体的には、車速演算部２０Ａｂから出力された車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づいて、予め格納されたマップを参照して、算出する。この第２モータ駆動力Ｔｖは、アクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど大きく、車速Ｖが大きくなるほど小さく算出されるように設定されている。
【００２０】
次にセレクトハイ部２０Ａｅで、上記第１モータ駆動力演算部２０Ａｃから出力された第１モータ駆動力ＴΔＶと、上記第２モータ駆動力演算部２０Ａｄから出力された第２モータ駆動力Ｔｖとをセレクトハイした値を目標トルクＴｔｔとして後輪ＴＣＳ制御部２０Ａｆに出力する。
そして、後輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒ、車速Ｖに基づいて、公知の方法により後輪トラクションコントロール制御を行って、モータ４のモータトルク指令値Ｔｔを出力する。
【００２１】
また、要求電力演算部２０Ｂは、ブロック図である図６のように、モータ指令演算部２０で算出されたモータトルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、次式をもとにモータ４に必要な電力Ｐｍを算出する。
Ｐｍ＝Ｔｔ×Ｎｍ  
さらに、モータ要求電力Ｐｍに基づいて、次式をもとに発電機７が出力すべき発電機必要電力Ｐｇを算出する。発電機必要電力Ｐｇは、モータ・インバータの効率分だけ、モータ要求電力Ｐｍより多く出力しなければならない。
Ｐｇ＝Ｐｍ／Иｍ  
ここで、Иｍはモータ・インバータ効率である。モータ・インバータ効率Иｍは、モータトルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍに基づき、効率マップを使用して算出される。
【００２２】
また、モータ誘起電圧演算部２０Ｃは、モータの誘起電圧を算出してＳＷ切替判断部２０Ｄに出力する。モータ誘起電圧は、モータ回転数、モータ界磁電流、及びモータ電流から決められることから、図７に示すように、モータ回転数、モータ界磁電流、及びモータ電流を変数としたモータ誘起電圧マップを予め求めて記憶しておき、入力したモータ回転数、モータ界磁電流、及びモータ電流に基づき上記モータ誘起電圧マップを使用して、モータ誘起電圧を算出する。
【００２３】
また、ＳＷ切替判断部２０Ｄは、図８に示すフローに沿って処理が行われる。すなわち、所定サンプリング毎に起動されて、まず、ステップＳ１０にて、バッテリ１６のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を現在の電流Ｉｂ及び電圧Ｖｂから算出し、続けてステップＳ２０にて、バッテリ１６のＳＯＣが所定閾値よりも小さいか否かを判定し、バッテリ１６のＳＯＣが所定閾値よりも小さいと判定した場合には、ステップＳ７０に移行する。一方、バッテリ１６のＳＯＣが所定閾値以上の場合には、ステップＳ３０に移行する。
【００２４】
ステップＳ３０では、バッテリ電圧Ｖｂ及びバッテリ電流Ｉｂを変数として、予め設定したバッテリ１６ＳＯＣマップに基づき、現在のバッテリ出力可能電力Ｐｂを算出してステップＳ４０に移行する。
ここで、バッテリ１６は、図１１に示すような特性を有している。図１１は、横軸にバッテリ電流Ｉｂを縦軸にバッテリ電圧Ｖｂをとったものである。実線は、各ＳＯＣにおける等電力線であって、バッテリ電流Ｉｂが増加するほどバッテリ１６の内部インピーダンスによりバッテリ電圧Ｖｂが減少する。また、ＳＯＣが大きいほど出力が大きくなる。そして、この図８に基づき上記バッテリＳＯＣマップは設定される。
【００２５】
ステップＳ４０では、モータ４の要求電力Ｐｍがバッテリ出力可能電力Ｐｂより小さいか否かを判定し、バッテリ出力可能電力Ｐｂが要求電力Ｐｍよりも大きければステップＳ５０に移行し、バッテリ出力可能電力Ｐｂが要求電力Ｐｍ以下であればステップＳ７０に移行する。
ステップＳ５０では、モータ誘起電圧がバッテリ電圧Ｖｂより大きいか否かを判定し、モータ誘起電圧の方が大きい場合にはステップＳ７０に移行する。一方、バッテリ電圧Ｖｂの方が大きい場合にはステップＳ６０に移行する。
【００２６】
ステップＳ６０では、バッテリ１６で電力が供給可能であるとして、電源切替スイッチ１７にオン信号を出力して、バッテリ１６での電力供給を可能とする。
一方、ステップＳ７０では、バッテリ電流Ｉｂをモニタリングし、バッテリ電流Ｉｂがゼロになったことを検出すると電源切替スイッチ１７にオフ信号を出力する。すなわち、ステップＳ７０にてバッテリ電流Ｉｂがゼロか否か判定し、ゼロを検出するとステップＳ８０にて電源切替スイッチ１７にオフ信号を出力して処理を終了し、ゼロでない場合にはステップＳ７０に戻ってステップＳ７０の処理を繰り返す。
【００２７】
また、発電機制御部２０Ｅでは、図９のようなブロック図の処理が行われる。
すなわち、要求電力演算部２０Ｂで算出した要求電力Ｐｍからバッテリ出力可能電力Ｐｂを引いて発電機７で発電すべき電力を演算する。なお、要求電力Ｐｍよりもバッテリ出力可能電力Ｐｂの方が大きい場合には、発電機７で発電すべき電力をゼロとする。次に、発電機７で発電すべき電力を発電機電流で除算することで発電機電圧指令を算出する。このとき、発電機電圧指令が上限電圧（フェイル電圧）よりも大きい場合には、上限電圧に制限する。この上限電圧は、例えば６０Ｖなどに設定され、インバータ素子の定格や、発電機７及びモータ４の設計から設定されている。
【００２８】
さらに、その発電機電圧指令と発電機電圧を比較し電圧偏差を求めＰＩ制御を施して発電機電圧指令にする界磁電流Ｉｆｇを求め出力する。
上記ＰＩ制御のゲインは、発電機７の回転数をパラメータとしたＰゲインマップ及びＩゲインマップを予め求めておき変化させる。また、ＦＦ（フィードフォワード）項は、発電機電圧の上記電圧差分と発電機７の回転数をパラメータとしたＦＦマップを予め求めておきＰＩ出力値に加算する。
【００２９】
なお、図９には発電電圧をコントロールする例を示したが、発電界磁電流を検出（または推定）して界磁電流Ｉｆｇを求めコントロールしても良い。
また、クラッチ制御部２０Ｆは、図３のように、上記クラッチ１２の状態を制御し、４輪駆動状態と判定している間はクラッチ１２を接続状態に制御する。例えば、クラッチ制御部２０Ｆは、下記のように制御する。
・４ＷＤスイッチオン時に車両停止時はクラッチオン
・モータ目標トルクが０でない時はクラッチオン
・モータ目標トルクが０のときはクラッチオフ
・モータ４の回転数が許容回転数を越えた場合には保護の為、クラッチオフ
・４ＷＤスイッチオフ時はクラッチオフ
【００３０】
（作用効果）
上記構成の駆動力制御装置を備えた車両では、４ＷＤスイッチがオフの状態では、エンジンで直接駆動される前輪（駆動輪）で車両は駆動される。この状態ではクラッチ１２はオフの状態である。
次に、４ＷＤスイッチがオン等によってクラッチ１２が接続されている状態で、４輪駆動状態での作動について説明する。本発明は、この状態での処理である。
アクセル開度に応じてモータトルク指令値Ｔｔが求められ、そのモータトルク指令値Ｔｔと現在のモータ回転数Ｎｍに基づき要求電力演算部２０Ｂでモータ４の要求電力Ｐｍが算出される。
このとき、モータ４の要求電力Ｐｍよりもバッテリ１６の出力可能電力Ｐｂの方が大きく且つバッテリ電圧Ｖｂがモータ誘起電圧よりも大きければバッテリ１６の電力で要求電力Ｐｍを供給可能であると判定されて、電源切替スイッチ１７のオン状態が保持されて、バッテリ１６のみからインバータ９に電力が供給される。
【００３１】
さらにアクセルペダルが踏まれることで、駆動力の増大が要求されて要求電力Ｐｍが大きくなって、要求電力Ｐｍがバッテリ１６の出力可能電力Ｐｂを越えると、発電機制御部２０Ｅによって発電機７が発電を開始する。すると発電機７の界磁電流が増加して発電機７の電圧が上昇する。このとき発電機７の電圧がバッテリ１６の電圧が越えるまでは電力の供給はバッテリ１６のみの領域である。更に、発電機電圧がバッテリ電圧Ｖｂと等しくなり、さらに発電機７が発電すると、発電電力が負荷装置への電力供給を開始する。これに伴いバッテリ１６の電流が減少して発電機７の電流が増加する。バッテリ１６は、バッテリ電流Ｉｂの減少に伴い電圧が増加し、バッテリ電流Ｉｂがゼロとなると電源スイッチがオフとなってバッテリ１６はインバータ９に対して電気的に非接続状態となって、電力供給は発電機７のみからなる。
【００３２】
上記電源（電力供給）がバッテリ１６から発電機７に切り替わる際における、バッテリ１６及び発電機７の動作点の動きを示す図が図１２であり、そのタイムチャートが図１３である。
まず、時刻ｔ１まで、要求電力Ｐｍが小さく、バッテリ１６だけで電力供給が可能な状態（要求電力Ｐｍよりもバッテリ出力可能電力Ｐｂの方が大きく、かつモータ誘起電圧よりもバッテリ電圧Ｖｂが大きい状態）の動作点を図１２におけるＰ１とする。このとき、発電機７は、発電していないため、電流及び電圧はゼロである。
【００３３】
時刻ｔ１で、アクセルペダルが踏み込まれて要求電力Ｐｍが増加して、バッテリ１６だけでは電力が供給できないと判定されると、発電機７が発電を開始する。すると、時刻ｔ２で発電機７の界磁電流が増加し、それに伴い発電機７の電圧が増加して、時刻ｔ２で発電機７の電圧とバッテリ１６の電圧が等しくなる。この時刻ｔ２までは、電力供給がバッテリ１６だけの領域である。
【００３４】
さらに、発電機７の電圧とバッテリ１６の電圧が等しくなり、さらに時刻ｔ２からｔ３に向けて、発電機７の界磁電流が増加することで発電機７の電圧が増加すると、発電機７電力の負荷装置であるインバータ９及びモータ４への供給が開始される。このとき、バッテリ１６では、電圧の上昇に伴い電流が減少し、発電機７では電圧の上昇に伴い電流が増加する。そして、時刻ｔ３でバッテリ１６の電流がゼロとなり、電力供給が発電機７のみとなる。この時刻ｔ２〜ｔ３が、電力供給がバッテリ１６と発電機７の領域となる。Ｐ２がそのときの動作点である。
【００３５】
続いて時刻ｔ４で、発電機７が発電中で且つバッテリ１６の電流がゼロとなったと判定して電源切替スイッチ１７がオフとなる。図１３では、分かりやすいようにｔ３〜ｔ４の時間幅を大きくとっているが、実際には極短時間の時間幅である。
更に、発電機７の界磁電流が上昇し、発電機７の電流及び電圧が上昇して、発電機７で要求電力Ｐｍを発電した状態となる。
【００３６】
このように、例えばバッテリ１６として小型なものとすれば、バッテリ１６は主として低速時や低トルク時などの要求電力Ｐｍが低い場合に電源として使用される。また、発電機７は車速が高速時や高トルク時など要求電力Ｐｍが高い場合やバッテリ１６のＳＯＣが低い場合に電源として使用される。また、車速が中速時や中トルク時などのように、システム電圧はバッテリ電圧Ｖｂで十分であるものの、電力がバッテリ１６では不足している場合には、バッテリ１６と発電機７の両方が電源として使用される。
【００３７】
ここで、発電機７はエンジン２に対して負荷となり、かつ機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する必要がある分だけ効率が良く無い。これに対して、本実施形態では、上記のように要求電力Ｐｍが小さい場合には、バッテリ１６のみでモータ４を駆動するので、つまり発電機７が発電しないので、その分燃費がよい。
また、バッテリ１６で不足する電力を発電機７で補完することで、要求電力Ｐｍを確実に出力することが可能となる。
【００３８】
更に、バッテリ１６の出力可能電力よりも要求電力Ｐｍが大きいために、バッテリ１６から発電機７のみの電力供給への切替時には、バッテリ電流Ｉｂがゼロとなってからバッテリ１６をインバータ９に対して電気的に非接続状態に変更することで、切替時に電圧及び電流が大きく変動することが無く、負荷装置であるモータ４に安定した電力を供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る概略構成図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るパワーエレクトロニクス部の概要図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係る４ＷＤ制御部の構成を示す図である。
【図４】本発明に基づく実施形態に係るモータ制御部の構成を示す図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係るモータ指令演算部の構成を示す図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係る要求電力演算部の構成を示す図である。
【図７】本発明に基づく実施形態に係るモータ誘起電圧演算部の構成を示す図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係るＳＷ切替判断部の処理を示す図である。
【図９】本発明に基づく実施形態に係る発電機制御の構成を示す図である。
【図１０】発電機の特性を示す図である。
【図１１】バッテリの特性を示す図である。
【図１２】動作の例を示す図である。
【図１３】本実施形態のタイムチャート例である。
【符号の説明】
【００４０】
２    エンジン（内燃機関）
４    モータ（負荷装置）
７    発電機
９    インバータ
１６  バッテリ
１７  電源切替スイッチ
２０  モータ指令演算部
２０Ａ      モータ指令演算部
２０Ｂ      要求電力演算部
２０Ｃ      モータ誘起電圧演算部
２０Ｄ      切替判断部
２０Ｅ      発電機制御部
２０Ｆ      クラッチ制御部
２１  モータ制御部
Ｐｂ  バッテリ出力可能電力
Ｐｇ  発電機必要電力
Ｐｍ  モータ要求電力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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