(57)【要約】【課題】ロールバック状態への移行時に４ＷＤ性能を確保することができる車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】エンジン２の出力が左右前輪１Ｌ，１Ｒに伝達されると共に、発電機７に伝達され、この発電機７の発電電圧がモータ４に供給されて、該モータ４の出力によって左右後輪３Ｌ，３Ｒが駆動される。回転数検出手段で検出したモータ回転数が零を跨ぐ所定の回転数領域内にあるとき、モータ損失制御手段でモータ４に損失電流を流す。【選択図】      図１
2008001184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動輪を駆動する熱機関と、その熱機関で駆動される発電機と、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータとを備える車両の駆動力制御装置において、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段で検出したモータ回転数が零を跨ぐ所定の回転数領域内にあるとき、前記モータに損失電流を流すモータ損失制御手段とを備えることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記モータ損失制御手段は、モータ回転数がロールバック方向である負の回転方向に大きいほどモータ損失電流を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が、零から非ロールバック方向である正の回転方向へ変化するとき、前記モータ損失制御手段によるモータ損失電流制御を禁止する制御禁止手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が、ロールバック領域内の負の回転であるとき、前記発電機の出力電圧を通常値に比して上昇制御する発電電圧制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が、ロールバック領域内の負の回転から非ロールバック領域内の正の回転へ変化するとき、モータ回転数が所定の正の回転数となるまで前記発電電圧制御手段による発電電圧上昇制御を継続する制御継続手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の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、主駆動軸を駆動する熱機関（エンジン）で発電機を駆動し、その発電機でモータを駆動して４輪駆動状態を実現する車両の駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の駆動力制御装置としては、トルク指令値及びモータ回転数から、当該トルク指令値を出力するために必要な発電電圧を算出し、これを発電機の目標電圧に設定するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２１８６０５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、車両が進行方向と同じ向きに進んでいるときと、進行方向に対して逆向きに進んでいる（ロールバックしている）ときとでは、異なる制御をする必要がある。例えば、車両がロールバック状態となったときには、モータに損失電流を多く流しモータが回生しないようにトルクを出力することが考えられる。
しかしながら、上記モータ損失電流制御にはモータ固有の時定数による応答遅れが存在するため、この応答性の限界により、制御切り換え時には一瞬トルクが抜けるなどの現象が生じる。その結果、発電機の出力電圧が上昇して高電圧フェイルとなることで、４ＷＤ性能が悪化する可能性がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ロールバック状態への移行時に４ＷＤ性能を確保することができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両の駆動力制御装置は、回転数検出手段でモータの回転数を検出し、前記回転数検出手段で検出したモータ回転数が零を跨ぐ所定の回転数領域内にあるとき、モータ損失制御手段で前記モータに損失電流を流す。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、モータ回転数が零を跨ぐ所定の回転数領域内にあるときにモータに損失電流を流すので、車両がロールバック状態に突入する前からロールバック時の制御を行う準備をすることができる。その結果、車両がロールバック状態へ移行したとき、制御切り換えの応答遅れに起因する高電圧フェイルの発生を抑制することができ、４ＷＤ性能を確保することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。
この図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、熱機関（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。
前記エンジン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、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等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とは独立して、エンジンの出力トルクを減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度調整が、エンジン２による前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制する駆動力制御となる。
【０００７】
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、出力電圧Ｖを調整するための電圧調整器（レギュレータ）を備え、４ＷＤコントローラ８からの発電機制御指令値ｃ１（デューティ比）に応じた界磁電流Ｉｆｇに調整することで、エンジン２に対する発電負荷及び発電する電圧Ｖが制御される。
【０００８】
発電機７が発電した電力は、ジャンクションボックス１０を介してモータ４に供給可能となっている。前記モータ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。なお、図中の符号１３はデファレンスギヤを示す。
また、上記ジャンクションボックス１０内には電流センサが設けられ、該電流センサは、発電機７からモータ４に供給される電力の電機子電流値Ｉａｔを検出し、当該検出した電機子電流Ｉａｔの信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。また、電線を流れる電圧値（モータ４の電圧）が４ＷＤコントローラ８で検出される。
【０００９】
モータ４は、４ＷＤコントローラ８からの指令によって界磁電流Ｉｆｍが制御され、その界磁電流Ｉｆｍの調整によって駆動トルクが目標トルク指令値である目標モータトルクＴｔに調整される。
この車両には、モータ４の駆動軸の回転数Ｎｍを検出するモータ回転数センサが設けられ、該モータ回転数センサは、検出したモータ４の回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１０】
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ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コントローラ８に出力する。
４ＷＤコントローラ８は、図２に示すように、目標モータトルク演算部８Ａ、モータ制御部８Ｂ、発電機制御部８Ｃ、リレー制御部８Ｄ及びクラッチ制御部８Ｅを備え、２ＷＤと４ＷＤとの切替指令を出力する図示しない駆動モードスイッチが４ＷＤ状態の場合に作動する。
【００１１】
リレー制御部８Ｄは、発電機７からモータ４への電力供給の遮断・接続を制御し、４輪駆動状態となっている間は、リレーを接続状態とする。
クラッチ制御部８Ｅは、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。
また、目標モータトルク演算部８Ａは、従駆動輪である後輪３Ｌ，３Ｒの要求駆動力、例えば、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。
【００１２】
モータ制御部８Ｂは、モータ４の回転数Ｎｍに応じた目標モータ界磁電流Ｉｆｍ*を算出し、当該目標モータ界磁電流Ｉｆｍ*とモータ界磁電流Ｉｆｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行う。ここで、上記モータ４の回転数Ｎｍに対する目標モータ界磁電流Ｉｆｍ*は、回転数Ｎｍが所定回転数以下の場合には一定の所定電流値とし、モータ４が所定の回転数以上になった場合には、公知の弱め界磁制御方式でモータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくするように設定される。
【００１３】
また同時に、モータ回転数Ｎｍが、零を跨ぐ所定の回転数領域内にあるときには、後述するモータ損失電流制御処理を実行してモータ４に損失電流を流すと共に、後述する目標発電電圧算出処理を実行して発電機７の目標発電電圧Ｖｔを演算し、その目標発電電圧Ｖｔを発電機制御部８Ｃに出力する。
発電機制御部８Ｃでは、現在の発電電圧Ｖを入力し、発電電圧Ｖが上記目標発電電圧Ｖｔとなるための発電機制御指令ｃ１を演算する。そして、電圧調整器を介して、その発電機制御指令ｃ１に応じた値に発電機７の界磁電流Ｉｆｇを調整することで、発電機７の出力電圧Ｖが目標発電電圧Ｖｔに追従するように制御する。
【００１４】
図３は、モータ制御部８Ｂで実行するモータ損失電流制御処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１で、４ＷＤコントローラ８は、上記所定の回転数領域内でモータ回転が下降しているか否かを判定し、モータ回転が下降していると判定したときにはステップＳ２に移行し、所定のモータ回転数領域でモータ回転が上昇していると判定したときには後述するステップＳ８に移行する。
ここで、所定の回転数領域とは、伝達系のバネ特性とドライブシャフトより上流側のイナーシャとで決まるモータ回転数領域（車速領域）であり、本実施形態では、±２００ｒｐｍの領域とする。
【００１５】
ステップＳ２では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数がゼロ回転からマイナス回転へと変化してロールバック状態へ移行するか否かを判定し、ゼロ回転からの下降であると判定したときにはステップＳ３に移行し、それ以外であると判定したときには後述するステップＳ５に移行する。
ここで、ロールバック状態とは、モータ４が負の方向へ回転しており且つ正の方向にトルクを出力している状態をいい、負のモータ回転数領域をロールバック領域という。
【００１６】
ステップＳ３では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍに基づいて予め設定された損失電流算出マップを参照してモータ４に流す損失電流Ｉｄを算出し、それに基づいてモータ損失電流を制御する。
ここで、損失電流算出マップは、横軸にモータ回転数Ｎｍ、縦軸にモータ損失電流Ｉｄをとり、モータ回転数Ｎｍが正値であるときにはモータ損失電流Ｉｄ＝０に設定され、モータ回転数Ｎｍが０より小さくなるほどモータ損失電流Ｉｄが大きく算出されるように設定されている。
つまり、モータ回転数Ｎｍがゼロ回転からマイナス回転へ変化している場合には、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転となってからモータ損失電流Ｉｄを流し始めるようにする。
【００１７】
次にステップＳ４に移行して、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍに基づいて、発電機７の出力電圧の上昇制御を行うか否かを判断する。ここでは、モータ回転数Ｎｍが負値であるときに発電機７の出力電圧上昇制御を行うものと判断して、電圧上昇制御フラグＦｌｇを、出力電圧上昇制御を行うことを意味する“１”にセットし、それ以外では電圧上昇制御フラグＦｌｇを、出力電圧上昇制御を行わないことを意味する“０”にリセットし、モータ損失電流制御処理を終了する。
【００１８】
ステップＳ５では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数がプラス回転からマイナス回転へと変化してロールバック状態へ移行するか否かを判定する。そして、プラス回転からマイナス回転へ変化していると判定したときにはステップＳ６に移行し、それ以外のときには、モータ損失電流制御及び発電機７の出力電圧上昇制御を行う必要がないと判断して、そのままモータ損失電流制御処理を終了する。
【００１９】
ステップＳ６では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍに基づいて予め設定された損失電流算出マップを参照してモータ４に流す損失電流を算出し、それに基づいてモータ損失電流を制御する。
ここで、損失電流算出マップは、横軸にモータ回転数Ｎｍ、縦軸にモータ損失電流Ｉｄをとり、モータ回転数Ｎｍが所定のモータ回転数Ｎｍ１（＞０）より大きいときにはモータ損失電流Ｉｄ＝０に設定され、モータ回転数Ｎｍがモータ回転数Ｎｍ１より小さくなるほどモータ損失電流Ｉｄが大きく算出されるように設定されている。
【００２０】
つまり、モータ回転数Ｎｍがプラス回転からマイナス回転へ変化している場合には、前記所定の回転数領域内において、ロールバック領域であるマイナス回転となる前のプラス回転の領域からモータ損失電流Ｉｄを流し始めるようにする。
次にステップＳ７に移行して、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍに基づいて、発電機７の出力電圧の上昇制御を行うか否かを判断する。ここでは、モータ回転数Ｎｍが負値であるときに発電機７の出力電圧上昇制御を行うものと判断して、電圧上昇制御フラグＦｌｇを、出力電圧上昇制御を行うことを意味する“１”にセットし、それ以外では電圧上昇制御フラグＦｌｇを、出力電圧上昇制御を行わないことを意味する“０”にリセットし、モータ損失電流制御処理を終了する。
【００２１】
ステップＳ８では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数がマイナス回転からプラス回転へと変化して、ロールバック状態から非ロールバック状態へ移行するか否かを判定する。そして、マイナス回転からプラス回転へ変化していると判定したときにはステップＳ９に移行し、それ以外のときには、モータ損失電流制御及び発電機７の出力電圧上昇制御を行う必要がないと判断して、そのままモータ損失電流制御処理を終了する。
【００２２】
ステップＳ９では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍに基づいて予め設定された損失電流算出マップを参照し、モータ４に流す損失電流を算出し、それに基づいてモータ損失電流を制御する。
ここで、損失電流算出マップは、横軸にモータ回転数Ｎｍ、縦軸にモータ損失電流Ｉｄをとり、モータ回転数Ｎｍが所定のモータ回転数Ｎｍ２（＞０）より大きいときにはモータ損失電流Ｉｄ＝０に設定され、モータ回転数Ｎｍがモータ回転数Ｎｍ２より小さくなるほどモータ損失電流Ｉｄが大きく算出されるように設定されている。
【００２３】
つまり、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転からプラス回転へ変化している場合には、前記所定の回転数領域内において、非ロールバック領域であるプラス回転となってからもモータ損失電流Ｉｄを流し続けるようにする。
次にステップＳ１０に移行して、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍに基づいて、発電機７の出力電圧の上昇制御を行うか否かを判断する。ここでは、モータ回転数Ｎｍが前記モータ回転数Ｎｍ３（＞０）より小さいときに発電機７の出力電圧上昇制御を行うものと判断して、電圧上昇制御フラグＦｌｇを、出力電圧上昇制御を行うことを意味する“１”にセットし、それ以外では電圧上昇制御フラグＦｌｇを、出力電圧上昇制御を行わないことを意味する“０”にリセットし、モータ損失電流制御処理を終了する。
【００２４】
本実施形態では、モータ回転数Ｎｍ３をモータ回転数Ｎｍ２と等しい値に設定する。つまり、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転からプラス回転へ変化した場合には、モータ損失電流制御が継続されている間、出力電圧上昇制御も同様に継続するようになっている。
この図３の処理において、ステップＳ３、Ｓ６及びＳ９の処理がモータ損失制御手段に対応し、ステップＳ１及びＳ８の処理が制御禁止手段に対応し、ステップＳ１０の処理が制御継続手段に対応している。
【００２５】
次に、モータ制御部８Ｂで実行する目標発電電圧算出処理について説明する。
図４は、目標発電電圧算出処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ２１で、４ＷＤコントローラ８は、目標モータトルク演算部８Ａで演算したモータトルク指令値Ｔｔを読み込み、ステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、４ＷＤコントローラ８は、エンジン回転数Ｎｇを検出し、ステップＳ２３に移行する。
【００２６】
ステップＳ２３では、４ＷＤコントローラ８は、モータ回転数Ｎｍを検出し、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、４ＷＤコントローラ８は、前述したモータ損失電流制御処理で設定した電圧上昇制御フラグＦｌｇが、発電機７の出力電圧上昇制御を行うことを意味する“１”にセットされているか否かを判定する。そして、Ｆｌｇ＝０であると判定したときにはステップＳ２５に移行し、Ｆｌｇ＝１であると判定したときには後述するステップＳ２７に移行する。
【００２７】
ステップＳ２５では、４ＷＤコントローラ８は、モータトルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍ及びモータ効率Иｍに基づいて、モータ４の要求に応じて発電機７が出力すべき発電機供給電力Ｐｇを演算する。そして、発電機供給電力Ｐｇを効率良く出力できる発電機動作点を求め、その動作点の電圧値及び電流値を発電機７の目標発電電圧Ｖｔ0及び目標発電電流Ｉｔ0とする。
【００２８】
つまり、発電機供給電力Ｐｇに相当する電力一定線Ａと、発電機効率とモータ効率とをあわせた総合効率の良い動作点を結んだ最大効率動作点線ηとの交点を発電機７の目標動作点（Ｖｔ0，Ｉｔ0）として設定する。
次に、ステップＳ２６では、４ＷＤコントローラ８は、前記ステップＳ２５で求めた目標発電電圧Ｖｔ0を最終的な目標発電電圧Ｖｔに設定する。そして、この目標発電電圧Ｖｔを発電機制御部８Ｃへ出力してから目標発電電圧算出処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ２７では、４ＷＤコントローラ８は、モータトルク指令値Ｔｔ、所定のモータ回転数Ｎｍ１及びモータ効率Иｍに基づいて、力行で必要な発電機供給電力Ｐｇ１を演算する。ここで、所定のモータ回転数Ｎｍ１とは、力行での状態をさしており、例えば２５０ｒｐｍとする。そして、発電機供給電力Ｐｇ１を効率良く出力できる発電機動作点を求め、その動作点の電圧値及び電流値を発電機７の目標発電電圧Ｖｔ1及び目標発電電流Ｉｔ1とする。
【００３０】
つまり、発電機供給電力Ｐｇ１に相当する電力一定線Ｂと最大効率動作点線ηとの交点を発電機７の目標動作点（Ｖｔ1，Ｉｔ1）として設定する。
次に、ステップＳ２８では、４ＷＤコントローラ８は、前記ステップＳ２２で検出したエンジン回転数Ｎｇに基づいて、現在のエンジン回転数Ｎｇで発電機動作点が前記目標動作点（Ｖｔ1，Ｉｔ1）となるための発電機界磁電流Ｉｆｇを決定する。
【００３１】
次に、ステップＳ２９では、４ＷＤコントローラ８は、前記ステップＳ２８で決定した発電機界磁電流Ｉｆｇを流したときに、ロールバック中に必要な発電機供給電力Ｐｇｒを出力することができる発電機動作点を求め、その動作点の電圧値及び電流値を発電機７の目標発電電圧Ｖｔ2及び目標発電電流Ｉｔ2とする。
つまり、発電機供給電力Ｐｇｒに相当する電力一定線Ｃと、発電機界磁電流Ｉｆｇに相当するＩｆ一定線Ｉｆｇとの交点を発電機７の目標動作点（Ｖｔ2，Ｉｔ2）として設定する。
【００３２】
ステップＳ３０では、４ＷＤコントローラ８は、前記ステップＳ２９で求めた目標発電電圧Ｖｔ2を最終的な目標発電電圧Ｖｔに設定する。そして、この目標発電電圧Ｖｔを発電機制御部８Ｃへ出力してから目標発電電圧算出処理を終了する。
この図４の処理において、ステップＳ２７〜Ｓ３０の処理が発電電圧制御手段に対応している。
【００３３】
次に、本実施形態の動作及び効果について説明する。なお、駆動モードスイッチは４ＷＤ状態に操作されているものとする。
今、自車両が緩やかな登坂路に停車した状態から発進操作を行ったものとする。このとき、車両がロールバックすることなく発進したものとすると、モータ回転数はゼロ回転からプラス回転へ変化する。したがって、４ＷＤコントローラ８は、図３のステップＳ１でＮＯと判定し、次いでステップＳ８でもＮＯと判定するので、モータ４に損失電流Ｉｄを流すことなくモータ損失電流制御を終了する。
【００３４】
また、このとき、電圧上昇制御フラグＦｌｇは発電電圧上昇制御を行わないことを意味する“０”にリセットされているので、４ＷＤコントローラ８は、図４のステップＳ２４でＮＯと判定し、ステップＳ２５で、モータ４の要求に応じた発電機供給電力Ｐｇを効率良く出力できる発電機動作点（Ｖｔ0，Ｉｔ0）を算出する。そして、この目標発電電圧Ｖｔ0を最終的な目標発電電圧Ｖｔに設定すると共に、この目標発電電圧Ｖｔを発電機制御部８Ｃに出力する。これにより、発電機制御部８Ｃでは、発電機７の出力電圧Ｖが目標発電電圧Ｖｔに追従するように制御される。
【００３５】
一方、自車両がＤレンジにシフトした状態で登坂路に停車し、発進に際し運転者がブレーキペダルから足を離してアクセルペダルを踏み込もうとしたときに、車両が自動変速機のクリープトルクで停車を維持できずロールバックしたものとする。このとき、モータ回転数はゼロ回転からマイナス回転へ変化することになる。したがって、４ＷＤコントローラ８は、図３のステップＳ２でＹＥＳと判定し、ステップＳ３に移行してモータ回転数Ｎｍに応じたモータ損失電流Ｉｄを算出する。これにより、モータ４に損失電流Ｉｄを流し、モータ４が回生しないようにトルクを出力する。
【００３６】
また、モータ回転数Ｎｍが負値であるので、４ＷＤコントローラ８はステップＳ４で発電機７の出力電圧上昇制御を行うものと判断して、電圧上昇制御フラグＦｌｇを“１”にセットする。したがって、４ＷＤコントローラ８は、図４のステップＳ２４でＹＥＳと判定し、ステップＳ２７に移行して、発電機７の動作点が発電機供給電力Ｐｇ１を効率良く出力することができる目標動作点（Ｖｔ1，Ｉｔ1）となるための発電機界磁電流Ｉｆｇを算出する。次に、ステップＳ２９で、発電機界磁電流Ｉｆｇとロールバック時に必要な発電機供給電力Ｐｇｒとに基づいて目標動作点（Ｖｔ2，Ｉｔ2）を算出する。そして、この目標発電電圧Ｖｔ2を最終的な目標発電電圧Ｖｔに設定すると共に、この目標発電電圧Ｖｔを発電機制御部８Ｃに出力する。これにより、発電機制御部８Ｃでは、発電機７の出力電圧Ｖが目標発電電圧Ｖｔに追従するように制御される。
【００３７】
ここで、ロールバック時に必要な発電機供給電力Ｐｇｒは、モータトルク指令値Ｔｔに基づいて算出される発電機供給電力Ｐｇより小さいため、発電機供給電力Ｐｇｒに相当する電力一定線Ｃと発電機供給電力Ｐｇに相当する電力一定線Ａとの関係は図５に示すようになる。したがって、電力一定線ＣとＩｆ一定線Ｉｆｇとの交点の電圧値である目標発電電圧Ｖｔ2は、電力一定線ＡとＩｆ一定線Ｉｆｇとの交点の電圧値である目標発電電圧Ｖｔ0より高くなる。
【００３８】
つまり、車両がロールバックしてモータ回転数変化がゼロ回転からマイナス回転へ変化した場合、発電機７の出力電圧Ｖは、ロールバックしていない場合の通常値と比較して上昇制御されることになる。
次に、モータ回転数変化がプラス回転からマイナス回転へ変化してロールバック状態へ移行する場合について説明する。この場合には、４ＷＤコントローラ８は、図３のステップＳ２でＮＯと判定し、ステップＳ５でＹＥＳと判定する。その結果、モータ回転数Ｎｍがプラス回転の状態からモータ損失電流Ｉｄが流される。一方、発電電圧上昇制御は、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転となってから実行される。
【００３９】
ところで、車両がロールバック状態となったとき、本実施形態のようにバッテリレスのモータ４ＷＤシステムの場合、モータが負の方向に回転し且つトルクが正の方向に出力されると、モータが回生状態となって発電機の出力電圧が上昇してしまう。そのため、車両がロールバック状態となったときには、モータに損失電流を多く流すことでモータが回生しないようにトルクを出力することが考えられる。
【００４０】
しかしながら、モータ損失電流の制御にはモータ固有の時定数による応答遅れがある。停車状態から登坂発進するようなモータ回転数変化の緩やかな場合は上記応答遅れが問題とならないが、モータと駆動輪との間のバネ要素による揺り戻しで、モータがロールバック状態となる場合のようにモータ回転数変化が急激である場合には、モータ損失電流の応答が間に合わず、エネルギ回生が起こって発電機が高電圧フェイルとなることで４ＷＤ性能が悪化する可能性がある。
これに対して、本実施形態では、モータ回転数Ｎｍがプラス回転からマイナス回転へ変化していると判断した場合には、モータ回転数Ｎｍがプラス回転である領域からモータ損失電流Ｉｄを流し始めるため、モータ損失電流の応答遅れに起因する高電圧フェイルの発生を防止することができる。
【００４１】
次に、モータ回転数変化がマイナス回転からプラス回転へ変化してロールバック状態から非ロールバック状態へ移行する場合について説明する。この場合には、４ＷＤコントローラ８は、図３のステップＳ１でＮＯと判定し、ステップＳ８でＹＥＳと判定する。その結果、モータ回転数Ｎｍがプラス回転へ変化してもモータ損失電流Ｉｄが算出されて、モータ損失電流Ｉｄが流され続ける。また、発電電圧上昇制御も、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転からプラス回転へ変化してからも、モータ損失電流制御が継続されている間、引き続き実行される。
【００４２】
モータ回転数Ｎｍがマイナス回転からプラス回転へ変化した場合、その後、再びマイナス回転へと変化する可能性がある。したがって、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転からプラス回転へ変化した場合には、モータ回転数Ｎｍがマイナス回転であるときに実行していたモータ損失電流制御及び発電電圧上昇制御を継続することで、ハンチング状態となることを防止することができる。
【００４３】
このように、本実施形態では、モータ回転数が零を跨ぐ所定の回転数領域内にあるときにモータに損失電流を流すので、例えば、モータ回転数が正の回転から負の回転へ変化してロールバック状態となる場合、車両がロールバック状態となる前からモータに損失電流を流すことができ、ロールバック突入時のモータ損失電流制御の応答遅れに起因する高電圧フェイルの発生を防止して４ＷＤ性能を確保することができる。
【００４４】
また、モータ回転数がロールバック領域である負の回転方向に大きいほど、モータ損失電流を大きく設定するので、適切にモータの回生を抑制して発電機の出力電圧の上昇を抑制することができる。
さらに、モータ回転数が零から非ロールバック領域である正の回転方向へ変化しているときには、モータ損失電流制御を禁止するので、効率良く目標のモータトルクを出力することができる。
また、モータ回転数がロールバック領域内の負の回転であるとき、発電機の出力電圧を通常値に比して上昇制御するので、ロールバック中に、力行で必要な電圧・電流を出力できる発電機界磁電流で制御することができる。その結果、ロールバックから力行へ変化した場合であっても、発電不足に起因するモータトルク不足を防止することができる。
【００４５】
さらにまた、モータ回転数がロールバック領域内の負の回転から非ロールバック領域内の正の回転へ変化しているとき、モータ回転数が所定の正の回転数となるまでモータ損失電流制御及び発電電圧上昇制御を継続するので、ハンチング状態となることを防止することができる。
また、モータ回転数が零からロールバック領域である負の回転方向へ変化しているときには、モータ回転数が負回転の領域でのみモータ損失制御を実行するので、停止状態からロールバックが始まる登坂発進においても、必要のないモータ損失電流を流すことで発熱量の増大、過剰な発電による加速性・燃費の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態を示すシステム構成図である。
【図３】モータ制御部で実行するモータ損失電流制御処理を示すフローチャートである。
【図４】モータ制御部で実行する目標発電電圧算出処理を示すフローチャートである。
【図５】目標発電電圧の算出方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１Ｌ、１Ｒ 前輪
２  エンジン
３Ｌ、３Ｒ  後輪
４  モータ
６  ベルト
７  発電機
８  ４ＷＤコントローラ
８Ａ  目標モータトルク演算部
８Ｂ モータ制御部
８Ｃ  発電機制御部
８Ｄ リレー制御部
８Ｅ クラッチ制御部
１０ ジャンクションボックス
１１ 減速機
１２ クラッチ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ  車輪速センサ
【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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