(57)【要約】【課題】  装置構成を簡素化することができるモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】  エンジン１によって駆動されることで、４２ボルトの３相交流電力を発電する４２Ｖオルタネータ２と、この４２Ｖオルタネータ２により発電された３相交流電力を整流し、且つ１４ボルトの直流電力に降圧する昇降圧インバータ３と、この昇降圧インバータ３より出力される１４ボルトの直流電力が供給されて充電される１４ＶバッテリＥ１とを備える。そして、４２Ｖオルタネータ２より出力される４２ボルトの交流電力をダイオードブリッジ回路１４で整流し、整流後の直流電力を用いて、モータＭ１を回転駆動させ、４ＷＤ動作を達成する。【選択図】      図１
2005160247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前輪または後輪のうちの、一方の車輪をエンジンにより駆動し、他方の車輪を必要に応じてモータにより駆動するようにしたモータ駆動４ＷＤ車両を制御する４ＷＤ車両の制御装置において、
前記エンジンによって駆動されることで、第１の定格電圧の３相交流電力を発電する電動発電機と、
前記電動発電機により発電された第１の定格電圧の電力を、前記第１の定格電圧よりも低い第２の定格電圧の電力に降圧する昇降圧インバータと、
前記昇降圧インバータより出力される前記第２の定格電圧の電力が供給される電装負荷と、を備え、
前記電動発電機より出力される第１の定格電圧の電力により、前記モータを駆動させることを特徴とするモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項２】
前記電装負荷は、バッテリであり、
前記昇降圧インバータは、前記電動発電機により発電された第１の定格電圧の電力を、該第１の定格電圧よりも低い第２の定格電圧の電力に降圧すると共に、前記バッテリに充電された第２の定格電圧の電力を、第１の定格電圧の電力に昇圧する機能を有し、
前記電動発電機は、前記エンジンにより駆動されることにより第１の定格電圧となる電力を発電すると共に、前記昇降圧インバータより出力される第１の定格電圧となる電力よって駆動力を発生する機能を有し、
前記エンジンは、前記電動発電機が発生する駆動力によって始動することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項３】
前記昇降圧インバータは、前記バッテリに充電されている直流電力を、３相交流電力に変換して、前記電動発電機に供給することを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンは、所定の条件が成立したときに始動されることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、乗員によるアクセル操作であることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項６】
前記電装負荷はバッテリであり、前記昇降圧インバータは、前記電動発電機により発電された３相交流電力を直流電力に変換して、前記バッテリを充電することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項７】
前記モータは、直流モータであり、前記電動発電機が発電した３相交流電力を直流電力に変換する整流手段を備え、該整流手段で整流された直流電力により前記モータを駆動させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項８】
前記バッテリと、前記電動発電機が有する中性点との間にスイッチ手段を設け、前記電動発電機の発電電圧が所定の電圧値よりも高い場合には、スイッチ手段を開路することとを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項９】
前記電動発電機の発電電力により、前記バッテリを充電し、且つ、前記モータを駆動させていないときには、前記電動発電機の出力電圧を、最大発電時よりも低い電圧値とすることを特徴とする請求項２〜請求項６、または請求項８のいずれか１項に記載のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置。
【請求項１０】
車両の前輪または後輪のうちの、一方の車輪をエンジンにより駆動し、他方の車輪を必要に応じてモータにより駆動するようにしたモータ駆動４ＷＤ車両を制御する４ＷＤ車両の制御方法において、
車両に搭載され、第２の定格電圧で駆動する電装負荷に電力を供給する際には、電動発電機で発電される、前記第２の定格電圧よりも高い第１の定格電圧となる３相交流電力を、昇降圧インバータにより整流し、且つ前記第２の定格電圧に降圧した後、前記電装負荷に供給し、
４ＷＤ駆動する際には、前記電動発電機で発電される第１の定格電圧となる３相交流電力を、直流電力に変換して前記モータに供給することを特徴とするモータ駆動４ＷＤ車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前輪または後輪のうちの、一方をエンジンにより駆動し、他方をモータにより駆動するようにしたモータ駆動４ＷＤ車両を制御する制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンが発生する駆動力で前輪を駆動し、エンジンによって回転させられる発電機により発電された電力によって、モータを回転駆動させ、この駆動力で後輪を駆動させるようにした４ＷＤ車両が知られている。（例えば、特開２００２−１５２９１１号公報、特開２００２−２００９３２号参照）
【特許文献１】特開２００２−１５２９１１号公報
【特許文献２】特開２００２−２００９３２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、従来の車両においては、後輪を駆動するために設けられている発電機と、車両の電装品に電力を供給するための発電機とが別々に設けられているために、部品点数が多くなり、レイアウト上の制約になるという問題があった。また、重量が増加し、且つコストアップを招くという問題があった。
【０００４】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置構成を簡素化することができるモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、車両の前輪または後輪のうちの、一方の車輪をエンジンにより駆動し、他方の車輪を必要に応じてモータにより駆動するようにしたモータ駆動４ＷＤ車両を制御する４ＷＤ車両の制御装置において、前記エンジンによって駆動されることで、第１の定格電圧の３相交流電力を発電する電動発電機を備える。
【０００６】
また、この電動発電機により発電された第１の定格電圧の電力を、前記第１の定格電圧よりも低い第２の定格電圧の電力に降圧する昇降圧インバータと、前記昇降圧インバータより出力される前記第２の定格電圧の電力が供給される電装負荷とを備える。そして、前記電動発電機より出力される第１の定格電圧の電力により、前記モータを駆動させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置及び制御方法では、電動発電機で発電された電力を用いて、バッテリ等の電装負荷に供給するための直流電力を生成し、且つモータを駆動するための電力を生成するので、電装負荷供給用、及びモータ駆動用でそれぞれ別個の発電機を設ける必要がなく、装置構成を簡素化することができる。これにより、レイアウト上の自由度が向上すると共に、重量減、及びコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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、本発明の一実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る制御装置は、前輪、または後輪のいずれか一方をエンジンにより駆動し、他方をモータにより駆動する構成をなす車両を制御するものであり、図１に示すように、エンジン１と、該エンジン１にベルトで連結され、エンジン１の回転動力を用いて４２ボルト（第１の定格電圧）の３相交流電力を発電し、他方、エンジン始動時には電動機として作動する４２Ｖオルタネータ（電動発電機）２と、該４２Ｖオルタネータ２で発電された交流電力を整流するダイオードブリッジ回路１４（整流手段）と、昇降圧インバータ３と、車両に搭載される各種電装機器に駆動電力を供給する１４Ｖバッテリ（電装負荷）Ｅ１と、を備えている。
【０００９】
また、ダイオードブリッジ回路１４で整流された直流電力が供給されて回転駆動する直流モータＭ１と、該モータＭ１の出力軸と連結されたディファレンスギヤ４と、該ディファレンスギヤ４と連結し、モータＭ１の駆動力により回転駆動する後輪５を備えている。なお、本実施形態では、エンジン１により前輪を駆動し、モータＭ１により後輪を駆動する場合を例に挙げて説明するが、エンジン１が後輪を駆動する場合には、モータＭ１は前輪を駆動することになる。
【００１０】
更に、この制御装置は、エンジン１の駆動を制御するエンジン制御コントローラ１２と、エンジン１の回転数を検出する回転センサ１０と、４２Ｖオルタネータ２の界磁巻線に流れる電流を制御する界磁制御部８と、４２Ｖオルタネータ２のロータ位置を検出する位置センサ１１と、モータＭ１の界磁巻線に流れる電流を制御する界磁制御部１３と、１４ＶバッテリＥ１の充電電圧を検出する電圧センサ７と、を備えている。
【００１１】
昇降圧インバータ３は、６個のＩＧＢＴ或いはＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８を有するインバータ部３ａと、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２及びコイルＬ１からなるコンバータ部３ｂとを備えており、インバータ部３ａは、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８をオン、オフ動作させることにより、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を直流電力に変換し、また、コンバータ部３ｂより出力される直流電力を３相交流電力に変換して４２Ｖオルタネータ２に回転駆動用の電力を供給する。
【００１２】
また、コンバータ部３ｂは、インバータ部３ａより出力される４２ボルトの直流電力を１４ボルトの直流電力に降圧して、１４ＶバッテリＥ１に充電用の直流電力を供給し、また、１４ＶバッテリＥ１より出力される１４ボルトの直流電力を４２ボルトの直流電力に昇圧し、昇圧後の直流電力をインバータ部３ａに供給する。
【００１３】
また、車両に搭載されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサの検出信号、及び車輪速センサの検出信号に基づき、車輪がスリップしていることを検出した際に、４ＷＤ駆動の制御を行う４ＷＤコントローラ９が設けられており、該４ＷＤコントローラ９は、４ＷＤ駆動を行う際には、界磁制御部８，１３に制御信号を出力し、更に、ダイオードブリッジ回路１４とモータＭ１との間に介置されたスイッチＳＷ１を閉路するための指令信号を出力する。
【００１４】
更に、アクセルセンサにより検出されるアクセルペダルの操作量が所定量以上となったとき（所定の条件が成立したとき）にオンとなるアクセルスイッチＳＷ２の検出信号及び位置センサ１１にて検出される４２Ｖオルタネータ２のロータ位置信号に基づいて、昇降圧インバータ３が有する各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の制御入力端子にオン、オフ信号を出力するインバータ駆動回路６と、アクセルスイッチＳＷ２の検出信号、位置センサ１１の検出信号及び電圧センサ７の検出信号に基づいて、昇降圧インバータ３が有する各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の制御入力端子にオン、オフ信号を出力するコンバータ駆動回路１５とを備えている。
【００１５】
次に、本実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の動作を、（イ）エンジン始動時、（ロ）１４Ｖバッテリ充電時、及び（ハ）４ＷＤ駆動時のそれぞれについて説明する。なお、各動作時における４２Ｖオルタネータ２、昇降圧インバータ３、１４ＶバッテリＥ１、スイッチＳＷ１、及びモータＭ１の動作は、図５に示す通りである。
【００１６】
（イ）エンジン始動時の動作
以下、図２に示すフローチャートを参照しながら、エンジン１始動時の動作について説明する。ます、ステップＳ１にて、アクセルスイッチＳＷ２がオンとなると、インバータ駆動回路６の制御下で界磁制御部８に界磁指令信号が出力され、ステップＳ２で、４２Ｖオルタネータ２の界磁巻線が励磁され、電動機として駆動可能な状態とされる。
【００１７】
その後、ステップＳ３にて、１４ＶバッテリＥ１に充電されている１４ボルトの直流電力が昇降圧インバータ３のコンバータ部３ｂに供給され、コンバータ駆動回路１５の制御下で、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン、オフ状態が制御される。これにより、１４ボルトの直流電力が４２ボルトに昇圧され、昇圧後の直流電力がインバータ部３ａに出力される。
【００１８】
次いで、インバータ駆動回路６の制御下で、位置センサ１１の検出信号に同期してインバータ部３ａが有する各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のオン、オフが制御され、４２ボルトの直流電力が、４２ボルトの３相交流電力に変換される。そして、この３相交流電力は、４２Ｖオルタネータ２に印加されるので、該４２Ｖオルタネータ２は電動機として回転駆動し、これと連結されたエンジン１が回転駆動する。一方、エンジン制御コントローラ１２は、エンジン１の回転に同期して燃料を噴射し、また点火を行い、エンジン１を始動する。
【００１９】
その後、ステップＳ５で、エンジン１の始動が確認された場合には、ステップＳ６にて、４２Ｖオルタネータ２の界磁巻線の励磁を弱めるように制御し、且つ、ステップＳ７で、昇降圧インバータ３のインバータ部３ａの動作を停止させる。同時に、ステップＳ８で、コンバータ部３ｂの動作を停止させる。
【００２０】
こうして、アクセルスイッチＳ２がオンとなったことと連動して、エンジン１の始動操作を行うことができるのである。
【００２１】
（ロ）１４Ｖバッテリ充電時の動作
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら、１４ＶバッテリＥ１を充電する際の動作について説明する。
【００２２】
まず、ステップＳ１１にて、４ＷＤコントローラ９は、アクセルセンサの検出信号、及び車輪速センサの検出信号に基づき、４ＷＤ動作を行う状況下であるかどうか、即ち、モータＭ１を回転駆動する状況下であるかどうかを判断する。そして、４ＷＤ動作すると判断された場合には、後述する図４の処理に移行する。
【００２３】
４ＷＤ駆動の状況下でないと判断された場合には、ステップＳ１２にて、電圧センサ７の出力信号に基づき、１４ＶバッテリＥ１の充電電圧を検出する。次いで、ステップＳ１３にて、電圧センサ７の検出信号に基づいて４２Ｖオルタネータ２の界磁巻線の電流を制御することにより、４２Ｖオルタネータ２で発電し、発電された３相交流電力を昇降圧インバータ３のインバータ部３ａに供給することにより、発電された３相交流電力を、４２ボルトの直流電力に整流する。
【００２４】
その後、ステップＳ１４では、コンバータ駆動回路１５により、コンバータ部３ｂが有する各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン、オフ状態を制御することにより、４２ボルトの直流電力を１４ボルトの直流電力に変換し、この直流電力を用いて１４ＶバッテリＥ１を充電する。このとき、１４ＶバッテリＥ１は、電圧センサ７の検出信号に基づき、適正な電圧となるように充電される。また、４２Ｖオルタネータ２の励磁をフル励磁状態よりも低い状態とする。
【００２５】
こうして、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を用いて、１４ＶバッテリＥ１を充電することができるのである。また、４２Ｖオルタネータ２の界磁電流が電圧センサ７の検出信号に基づいて制御され、４２Ｖオルタネータ２の発生電圧が制御されるので、コンバータ部３ｂでの電力損失を低減することができる。
【００２６】
（ハ）４ＷＤ駆動時の動作
次に、図４に示すフローチャートを参照しながら、４ＷＤ駆動時の動作について説明する。まず、ステップＳ２１にて、４ＷＤコントローラ９により、アクセルセンサ、及び車輪速センサの検出信号に基づき、４ＷＤ駆動が必要であると判断された場合には、ステップＳ２２にて、４ＷＤコントローラ９は、４２Ｖオルタネータ２の発電出力が最大となるように、界磁巻線をフル励磁状態とするべく、界磁制御部８に対して制御指令を出力する。次いで、ステップＳ２３で、スイッチＳＷ１をオンとし、ダイオードブリッジ回路１４とモータＭ１とが電気的に連結した状態とする。
【００２７】
その後、ステップＳ２４にて、界磁制御部１３に制御指令信号を出力することにより、モータＭ１の界磁巻線を励磁状態とし、回転駆動が可能な状態とする。
【００２８】
その結果、ダイオードブリッジ回路１４で整流された４２ボルトの直流電力が、モータＭ１に印加され、該モータＭ１が回転駆動するので、ディファレンスギヤ４を介して後輪５が回転駆動し、４ＷＤ動作が達成されることになる。
【００２９】
また、４ＷＤ駆動時において、ステップＳ２５で、電圧センサ７の検出信号より、１４ＶバッテリＥ１の充電電圧の低下が確認された場合には、ステップＳ２６にて、昇降圧インバータ３のインバータ部３ａで整流され、コンバータ部３ｂで降圧された直流電力を１４ＶバッテリＥ１に供給することにより、該１４ＶバッテリＥ１を充電する。これにより、４ＷＤ駆動時であっても、１４ＶバッテリＥ１の充電電圧が低い場合には、これを充電することができる。
【００３０】
このようにして、第１の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置では、４２Ｖオルタネータ２で発電された電力を用いて、１４ＶバッテリＥ１を充電するための直流電力を生成し、且つモータＭ１を駆動するための電力を生成するので、バッテリ充電用、及びモータ駆動用でそれぞれ別個の発電機を設ける必要がなく、装置構成を簡素化することができる。これにより、レイアウト上の自由度が向上すると共に、重量減、及びコストダウンを図ることができる。
【００３１】
即ち、唯一の電動発電機を用いて、第１の定格電圧の電力が供給されて駆動するモータ、及び第２の定格電圧が供給されて作動する電装負荷の双方へ、電力を供給することができるので、装置構成を簡素化することができ、レイアウト上の自由度が向上し、且つ、重量減、コストダウンを図ることができる。
【００３２】
更に、１４ＶバッテリＥ１に充電された直流電力を、昇降圧インバータ３にて４２ボルトの３相交流電力に変換し、この３相交流電力を４２Ｖオルタネータ２に供給することにより、４２Ｖオルタネータ２を電動機として回転駆動させ、この回転駆動力によりエンジン１を始動させるので、エンジン１を始動させるための他の動力源を必要とせず、構成の簡素化を図ることができる。
【００３３】
即ち、バッテリに充電された第１の定格電圧の電力を、昇降圧インバータにて第２の定格電圧の交流電力に変換し、該交流電力を用いて電動発電機を回転駆動させ、この駆動力により、エンジンを始動させるので、エンジンを始動させるための他の動力源を必要とせず、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００３４】
また、アクセルスイッチＳＷ２がオンとなったときに、エンジン１を始動させるので、アイドルストップを実現することができ、燃費を向上させることができる。
【００３５】
即ち、エンジンは、乗員による所定の操作として、アクセル操作が行われたときに始動されるので、アイドルストップを実現することができ、燃費を向上させることができる。
【００３６】
更に、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を、昇降圧インバータ３のインバータ部３ａにより整流し、且つコンバータ部３ｂにて降圧して得られる直流電力により、１４ＶバッテリＥ１を充電するので、必要なときに１４ＶバッテリＥ１に充電電力を供給することができ、１４ＶバッテリＥ１を常に適正な充電電圧に保持することができる。
【００３７】
即ち、電動発電機が発電した３相交流電力を昇降圧インバータで整流、降圧して得られる直流電力を用いてバッテリを充電するので、バッテリの充電電圧を常に適正な電圧値に保持することができる。
【００３８】
また、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を、ダイオードブリッジ回路１４で整流し、得られた直流電力を直流のモータＭ１に供給して該モータＭ１を回転駆動させ、ひいては後輪５を回転駆動させるようにしているので、複雑な制御を必要とせずにモータＭ１駆動用の直流電力を得ることができ、制御操作の簡素化を図ることができる。また、制御操作が簡素化されることにより、誤動作が低減され、モータ駆動時の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
即ち、電動発電機により発電された３相交流電力から整流手段にて直流電力を生成し、この直流電力を用いて、４ＷＤ駆動用の直流モータを回転駆動させるので、複雑な制御を必要とせずに直流電力を得ることができ、制御操作を簡素化することができる。
【００４０】
更に、４２Ｖオルタネータ２の発電電力を用いて、１４ＶバッテリＥ１の充電のみを行っている場合（即ち、モータＭ１を回転駆動させていない場合）には、界磁制御部８の制御により、４２Ｖオルタネータ２の界磁を弱めることにより、該４２Ｖオルタネータ２の出力電力を低下させるので、コンバータ部３ｂにおけるエネルギーの損失を低減させることができる。
【００４１】
即ち、電動発電機の発電電力を用いて、バッテリを充電し、且つモータを駆動させていないときには、電動発電機で発電される出力電圧が、最大発電時よりも低い電圧値となるように制御されるので、昇降圧インバータでのエネルギー損失を低減させることができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この制御装置は、エンジン１と、４２Ｖオルタネータ２と、昇降圧インバータ３′と、ダイオードブリッジ回路１４と、直流電力で駆動するモータＭ１と、駆動回路１６と、１４ＶバッテリＥ１と、電圧センサ７と、を備えている。
【００４３】
また、エンジン１の回転数を検出する回転センサ１０と、４２Ｖオルタネータ２のロータ位置を検出する位置センサ１１と、エンジン１を制御するエンジン制御コントローラ１２と、４ＷＤ駆動を制御する４ＷＤコントローラ９と、４２Ｖオルタネータ２の界磁電流を制御する界磁制御部８と、モータＭ１の界磁電流を制御する界磁制御部１３と、を備えている。更に、モータＭ１の出力軸は、ディファレンスギヤ４を介して後輪５に連結されている。
【００４４】
１４ＶバッテリＥ１のマイナス側端子は、昇降圧インバータ３′のマイナス側出力端子に接続され、且つ、１４ＶバッテリＥ１のプラス側端子は、スイッチ（スイッチ手段）ＳＷ３を介して、４２Ｖオルタネータ２の中性点に接続されている。
【００４５】
昇降圧インバータ３′は、ＩＧＢＴ或いはＭＯＳ−ＦＥＴ等の、６個のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６を有しており、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオン、オフを制御することにより、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を整流、且つ降圧して充電電力として１４ＶバッテリＥ１に供給し、他方、１４ＶバッテリＥ１に充電されている直流電力を昇圧、且つ交流変換して４２ボルトの３相交流電力を生成し、４２Ｖオルタネータ２に供給する。
【００４６】
駆動回路１６は、アクセルスイッチＳＷ２の操作信号、電圧センサ７の検出信号、及び位置センサ１１の検出信号に基づき、エンジン始動時には、スイッチＳＷ３をオンとした上で、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の制御入力端子にオン、オフ操作信号を出力して力行運転させ、１４ＶバッテリＥ１に充電されている直流電力を昇圧し、且つ３相交流電力に変換させるべく制御を行う。また、１４ＶバッテリＥ１の充電時には、スイッチＳＷ３をオンとした上で、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の制御入力端子にオン、オフ操作信号を出力して回生運転させ、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を整流、且つ降圧して１４ＶバッテリＥ１を充電させるべく制御を行う。
【００４７】
次に、第２の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の動作について説明する。なお、エンジン１の始動時、１４ＶバッテリＥ１の充電時、及び４ＷＤ駆動時における、４２Ｖオルタネータ２、昇降圧インバータ３′、１４ＶバッテリＥ１、スイッチＳＷ３，ＳＷ１、及びモータＭ１の動作は、図７に示す通りである。
【００４８】
まず、エンジン始動時の動作について説明すると、アクセルスイッチＳＷ２がオンとされたことが駆動回路１６にて検出された際には、該駆動回路１６は、スイッチＳＷ３をオン（閉路）とし、この状態で、昇降圧インバータ３′が有する各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６をオン、オフを制御して、該昇降圧インバータ３′を力行運転させる。
【００４９】
これにより、１４ＶバッテリＥ１に充電されている直流電力は、昇圧され、且つ３相交流電力に変換された後、４２Ｖオルタネータ２に供給されるので、該４２Ｖオルタネータ２は電動機として回転駆動し、この回転駆動力がエンジン１に伝達される。その結果、エンジン１が始動される。
【００５０】
また、１４ＶバッテリＥ１を充電させる際には、スイッチＳＷ３をオンとした状態で、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６をオン、オフ制御して、昇降圧インバータ３′を回生運転させ、４２Ｖオルタネータ２で発電された交流電力を整流し、且つ１４ボルトに降圧して１４ＶバッテリＥ１に供給する。このとき、電圧センサ７の検出信号に基づき、充電電圧が適正な値となるように制御される。こうして、１４ＶバッテリＥ１への充電が行われる。
【００５１】
また、４２Ｖオルタネータ２の発電電力が大きい場合には、１４ＶバッテリＥ１への過多な電圧供給を防止するため、スイッチＳＷ３をオフ（開路）として、１４ＶバッテリＥ１への電圧供給を停止させる。
【００５２】
他方、４ＷＤ駆動する際には、スイッチＳＷ３をオフとし、且つスイッチＳＷ１をオンとし、更に昇降圧インバータ３′を停止させた状態で、界磁制御部１３により、モータＭ１の界磁巻線に界磁電流を流す。すると、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力は、ダイオードブリッジ回路１４で整流された後、モータＭ１に供給されるので、該モータＭ１が回転駆動し、後輪５を駆動させることができる。
【００５３】
このようにして、第２の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置では、４２Ｖオルタネータ２で発電された電力を用いて、１４ＶバッテリＥ１を充電するための直流電力を生成し、且つモータＭ１を駆動するための電力を生成するので、バッテリ充電用、及びモータ駆動用でそれぞれ別個の発電機を設ける必要がなく、装置構成を簡素化することができる。これにより、レイアウト上の自由度が向上すると共に、重量減、及びコストダウンを図ることができる。
【００５４】
更に、１４ＶバッテリＥ１に充電された直流電力を、昇降圧インバータ３′にて４２ボルトの３相交流電力に変換し、この３相交流電力を４２Ｖオルタネータ２に供給することにより、４２Ｖオルタネータ２を電動機として回転駆動させ、この回転駆動力によりエンジンを始動させることができるので、エンジン１を始動させるための他の動力源を必要とせず、構成の簡素化を図ることができる。
【００５５】
また、アクセルスイッチＳＷ２がオンとなったときに、エンジン１を始動させるので、アイドルストップを実現することができ、燃費を向上させることができる。
【００５６】
更に、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を、昇降圧インバータ３′にて整流し、且つ降圧して得られる直流電力により、１４ＶバッテリＥ１を充電するので、必要なときに１４ＶバッテリＥ１に充電電力を供給することができ、１４ＶバッテリＥ１を常に適正な充電電圧に保持することができる。
【００５７】
また、４２Ｖオルタネータ２で発電された３相交流電力を、ダイオードブリッジ回路１４で整流し、得られた直流電力を直流のモータＭ１に供給して該モータＭ１を回転駆動させ、ひいては後輪５を回転駆動させるようにしているので、複雑な制御を必要とせずに直流電力を得ることができ、制御操作の簡素化を図ることができる。また、制御操作が簡素化されることにより、誤動作が低減され、モータ駆動時の信頼性を向上させることができる。
【００５８】
更に、４２Ｖオルタネータ２の発電電力が大きい場合には、スイッチＳＷ３をオフとすることにより、１４ＶバッテリＥ１への過電圧の印加を防止することができる。
【００５９】
即ち、電動発電機の発電電力が所定値よりも大きい場合には、スイッチ手段をオフとすることにより、バッテリへの電力供給が停止されるので、バッテリへの過電圧の供給を防止し、バッテリを保護することができる。
【００６０】
以上、本発明のモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置及び制御方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００６１】
例えば、上述した実施形態では、車両に搭載される電装負荷としてバッテリを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の電装負荷とすることも可能である。また、エンジンを始動させるための所定の条件として、アクセルスイッチがオン状態になった場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の条件によりエンジンを始動させるようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
モータを用いた４ＷＤ車両の構成を簡素化する上で、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の、エンジン始動時の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の、１４Ｖバッテリ充電時の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の、４ＷＤ駆動時の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の、各機器の動作状態を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動４ＷＤ車両の制御装置の、各機器の動作状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  エンジン
２  ４２Ｖオルタネータ
３，３′  昇降圧インバータ
３ａ  インバータ部
３ｂ  コンバータ部
４  ディファレンスギヤ
５  後輪
６  インバータ駆動回路
７  電圧センサ
８  界磁制御部
９  ４ＷＤコントローラ
１０  回転センサ
１１  位置センサ
１２  エンジン制御コントローラ
１３  界磁制御部
１４  ダイオードブリッジ回路（整流手段）
１５  コンバータ駆動回路
１６  駆動回路
Ｍ１  モータ（直流モータ）
Ｅ１  １４Ｖバッテリ
ＳＷ１  スイッチ
ＳＷ２  アクセルスイッチ
ＳＷ３  スイッチ（スイッチ手段）
【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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