(57)【要約】【課題】車輪を駆動するモータへの電力の供給とバッテリへの電力の供給を適切なものに調整可能な車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】発電機と、その発電機の発電電圧で駆動されるモータと、そのモータ４によって駆動可能な従駆動輪と、上記発電機の電圧を車両の走行状態や運転者の加速指示に応じて調整する発電電圧調整手段と、上記発電機で充電されるバッテリ４２と、そのバッテリ４２で作動する電装品４４と、を備える。上記発電電圧調整手段は、上記バッテリ４２の残存容量が電装品４４を充分に作動することができないと推定される容量まで低下したと判定すると、発電機とバッテリ４２を接続すると共に、車両の走行状態や運転者の加速指示に関わらず発電電圧を前記バッテリ４２の充電用電圧に調整する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と、その発電機の発電電圧で駆動されるモータと、そのモータによって駆動可能な従駆動輪と、上記発電機の電圧を車両の走行状態や運転者の加速指示に応じて調整する発電電圧調整手段と、上記発電機で充電される蓄電器と、その蓄電器で作動する電装品と、を備える車両の駆動力制御装置において、
上記発電電圧調整手段は、上記蓄電器の残存容量が電装品を充分に作動することができないと推定される容量まで低下したと判定すると、発電機と蓄電器を接続すると共に、車両の走行状態や運転者の加速指示に関わらず発電電圧を前記蓄電器の充電用電圧に調整する充電処理手段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】
車両の走行状態や加速指示に基づきモータ駆動条件を満たしていると判定すると、上記モータを目標モータトルクに制御するモータ制御手段を備え、
そのモータ制御手段は、上記充電処理手段が作動中で且つモータの誘起電圧が上記充電用電圧よりも低いと判定すると、現在の発電電圧で目標モータトルクを確保できるようにモータの界磁電流を調整することを特徴とする請求項１に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
車両の走行状態や加速指示に基づきモータ駆動条件を満たしていると判定すると、上記モータを目標モータトルクに制御するモータ制御手段を備え、
上記充電処理手段は、上記モータの駆動中に、蓄電器の充電を開始すべき状態になったと判定すると、モータの誘起電圧が充電用電圧よりも低い状態になってから、発電電圧を充電用電圧に調整して充電を開始し、
上記モータ制御手段は、モータトルクの制御中に上記蓄電器の充電を開始すべき状態であり且つモータ誘起電圧が充電用電圧よりも高い状態と判定した場合には、モータ界磁電流を制限してモータ誘起電圧が充電用電圧よりも低い状態に調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
上記モータ制御手段によるモータ界磁電流を制限してモータ誘起電圧が充電用電圧よりも低い状態とする処理は、アクセル開度が小さい場合にのみ実施することを特徴とする請求項３に記載した車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
主駆動輪を駆動する内燃機関を備え、その内燃機関によって上記発電機が駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載した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、同一の発電機で発電した電圧を蓄電器及び車輪を駆動するモータの両方に印加可能な車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のような、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで駆動し、上記エンジンによって駆動される発電機を備えると共に、その発電機に対して、一般電装品用のメインバッテリとモータ用のサブバッテリが並列に接続される車両の駆動制御装置がある。
この装置では、一般電装品用のメインバッテリとは別のサブバッテリで主としてモータを駆動することで、後輪駆動時におけるメインバッテリの電圧低下を抑えている。
【特許文献１】特開平８−１７５２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構成の車両の駆動制御装置では、サブバッテリつまりモータを駆動する際の電圧が、一般電装品用のメインバッテリによって制限される。すなわち、通常、一般電装品用のメインバッテリ及び一般電装品で要求される電圧はさほど高く無く、余り高い電圧にするとメインバッテリ及び一般電装品に悪影響が発生する。このため上記構成では、後輪を駆動するモータのトルクが一般電装品で要求される電圧で制限される。また、モータを駆動するためのバッテリを、一般電装品用のバッテリとは別に搭載する必要がある。
【０００４】
一方、特開平２００２−２１８６０５号公報に記載のように、発電機で発電した電圧を直接モータに供給して４輪駆動を実現する車両の駆動制御装置も有る。
この場合、同一発電機の電圧を、後輪駆動用のモータと共に一般電装品用のバッテリに供給可能な装置構成とを考えると、４輪駆動時に駆動される上記モータで要求される電圧は可変であって、バッテリ充電時の電圧と異なることが多い。このため、バッテリ充電と４輪駆動の両方を同時期に行うことを考えた場合に、バッテリ充電のための充電用電圧よりもモータで要求される電圧が低いときにバッテリの充電ができるように発電機の電圧を単純にバッテリ充電用電圧に調整してしまうと、モータに流れる電流が過剰となって目標よりもモータトルクが過大となる。この際に、走行路面が氷結路などの低μの路面であった場合には、モータで駆動される後輪（従駆動輪）が空転するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、車輪を駆動するモータへの電力の供給とバッテリへの電力の供給を適切なものに調整可能な車両の駆動力制御装置を提供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、発電機と、その発電機の発電電圧で駆動されるモータと、そのモータによって駆動可能な従駆動輪と、上記発電機の電圧を車両の走行状態や運転者の加速指示に応じて調整する発電電圧調整手段と、上記発電機で充電される蓄電器と、その蓄電器で作動する電装品と、を備える車両の駆動力制御装置において、
上記発電電圧調整手段は、上記蓄電器の残存容量が電装品を充分に作動することができないと推定される容量まで低下したと判定すると、発電機と蓄電器を接続すると共に、車両の走行状態や運転者の加速指示に関わらず発電電圧を前記蓄電器の充電用電圧に調整する充電処理手段を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従駆動輪を駆動するためにモータに発電機の電力を供給していても、蓄電器へ確実に充電を行うことができる結果、蓄電器が電圧供給される電装品の必要なときの作動を確実に確保することが出来る。
【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、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。上記エンジン２の出力トルクＴｅは、変速機３０及びディファレンスギア３１を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される。
【０００８】
上記変速機３０には、現在の変速のレンジを検出するシフト位置検出手段３２が設けられ、該シフト位置検出手段３２は、検出したシフト位置信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
上記変速機３０は、不図示の変速制御部からのシフト命令に基づき変速操作を行う。変速制御部は、例えば車速とアクセル開度に基づく変速シフトスケジュールをテーブルなどの情報として有していて、現在の車速及びアクセル開度に基づき変速点を通過すると判定するとシフト命令を変速機３０に出力する。
【０００９】
上記エンジン２の吸気管路１４（例えばインテークマニホールド）には、メインスロットルバルブ１５とサブスロットルバルブ１６が介装されている。メインスロットルバルブ１５は、アクセル開度指示装置（加速指示操作部）であるアクセルペダル１７の踏み込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。このメインスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量に機械的に連動するか、あるいは当該アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ４０の踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１８が電気的に調整制御することで、そのスロットル開度が調整される。上記アクセルセンサ４０の踏み込み量検出値は、４ＷＤコントローラ８にも出力される。
【００１０】
また、サブスロットルバルブ１６は、ステップモータ１９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。上記ステップモータ１９の回転角は、モータコントローラ２０からの駆動信号によって調整制御される。なお、サブスロットルバルブ１６にはスロットルセンサが設けられており、このスロットルセンサで検出されるスロットル開度検出値に基づき、上記ステップモータ１９のステップ数はフィードバック制御される。ここで、上記サブスロットルバルブ１６のスロットル開度をメインスロットルバルブ１５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２の出力トルクを制御することができる。
【００１１】
また、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数検出センサ２１を備え、エンジン回転数検出センサ２１は、検出した信号をエンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
また、符号３４はブレーキペダルであって、そのブレーキペダル３４のストローク量がブレーキストロークセンサ３５によって検出される。該ブレーキストロークセンサ３５は、検出したブレーキストローク量を制動コントローラ３６及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１２】
制動コントローラ３６は、入力したブレーキストローク量に応じて、各車輪１Ｌ、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒに装備したディスクブレーキなどの制動装置３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲを通じて、車両に作用する制動力を制御する。
また、符号３９は、駆動モードスイッチであって、２ＷＤと４ＷＤとの切替指令を出力するものである。
また、上記エンジン２の回転トルク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、上記発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｈで回転する。
【００１３】
上記発電機７は、図２に示すように、出力電圧Ｖを調整するための電圧調整器２２（レギュレータ）を備え、４ＷＤコントローラ８の発電機制御部８Ｅ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Ｉｆｈ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を制御する。すなわち、電圧調整器２２は、発電機制御部８Ｅから発電機制御指令ｃ１（デューティ比）を入力し、その発電機制御指令ｃ１に応じたデューティ比に発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整すると共に、発電機７の出力電圧Ｖを検出しつつ４ＷＤコントローラ８に出力可能となっている。
【００１４】
なお、発電機７の回転数Ｎｈ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。
その発電機７が発電した電力は、電線９を介してモータ４に供給可能となっている。その電線９の途中にはジャンクションボックス１０が設けられている。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。符号１３はデフを表す。
【００１５】
また、上記ジャンクションボックス１０内には電流センサ２３が設けられ、該電流センサ２３は、発電機７からモータ４に供給される電力の電流値Ｉａを検出し、当該検出した電機子電流信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。また、電線９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。符号２４は、リレーであり、４ＷＤコントローラ８から指令によってモータ４に供給される電圧（電流）の遮断及び接続が制御される。
【００１６】
また、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モータトルクＴｍに調整される。なお、符号２５はモータ４の温度を測定するサーミスタである。
上記モータ４の駆動軸の回転数Ｎｍを検出するモータ用回転数センサ２６を備え、該モータ用回転数センサ２６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。
【００１７】
上記電線９は、ジャンクションボックス１０よりも上流位置で第２電線に分岐し、その第２電線は、スイッチＳＷを介して蓄電器を構成するバッテリ４２及び電装品４４に接続されている。上記スイッチは、４ＷＤコントローラからの指令に応じて接続・遮断が制御される。
また上記バッテリ４２の残存容量を検出する残存容量検出手段４３を備え、該残存容量検出手段４３は検出した信号を４ＷＤコントローラに出力する。
【００１８】
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３に示すように、目標モータトルク演算部８Ａ、モータ変数調整部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、リレー制御部８Ｄ、クラッチ制御部８Ｅ、及び発電機制御部８Ｆを備え、駆動モードスイッチ３９が４ＷＤ状態の場合に作動する。
【００１９】
ここで、目標モータトルク演算部８Ａ、モータ変数調整部８Ｂ、及び発電機制御部８Ｆが発電電圧調整手段を構成する。目標モータトルク演算部８Ａ、モータ変数調整部８Ｂ、モータ制御部８Ｃがモータ制御手段を構成する。
リレー制御部８Ｃ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、つまり後述の目標モータトルクＴｍがゼロより大きい場合には、リレーを接続状態とし、目標モータトルクＴｍがゼロの場合には遮断状態とする。
【００２０】
クラッチ制御部８Ｄ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、つまり後述の目標モータトルクＴｍがゼロより大きい場合にはクラッチ１２を接続状態に制御し、目標モータトルクＴｍがゼロの場合には開放状態とする。
上記目標モータトルク演算部８Ａは、余剰トルク演算部８Ａａ、加速アシストトルク演算部８Ａｂ、及びモータトルク決定部８Ａｃを備える。
【００２１】
余剰トルク演算部８Ａａは、前輪の加速スリップに応じた余剰のエンジントルクを演算する手段であって、図４に示すように、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、次のような処理を行う。
すなわち、先ず、ステップＳ１０において、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの信号に基づき演算した、前輪１Ｌ、１Ｒ（主駆動輪）の車輪速から後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）の車輪速を減算することで、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量であるスリップ速度ΔＶＦを求め、ステップＳ２０に移行する。
【００２２】
ここで、スリップ速度ΔＶＦの演算は、例えば、次のように行われる。
前輪１Ｌ、１Ｒにおける左右輪速の平均値である平均前輪速ＶＷｆ、及び後輪３Ｌ、３Ｒにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒをそれぞれ算出する。次に、上記平均前輪速ＶＷｆと平均後輪速ＶＷｒとの偏差から、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ度合を示すスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記式により算出する。
ΔＶＦ  ＝  ＶＷｆ  −ＶＷｒ
【００２３】
ステップＳ２０では、上記求めたスリップ速度ΔＶＦが所定値、例えばゼロより大きいか否かを判定する。スリップ速度ΔＶＦが０以下と判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと推定されるので、ステップＳ３０に移行し、Ｔｍ１にゼロを代入した後、復帰する。
一方、ステップＳ２０において、スリップ速度ΔＶＦが０より大きいと判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていると推定されるので、ステップＳ４０に移行する。
【００２４】
ステップＳ４０では、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクＴΔＶＦを、下記式によって演算してステップＳ５０に移行する。この吸収トルクＴΔＶＦは加速スリップ量に比例した量となる。
ＴΔＶＦ  ＝  Ｋ１  ×  ΔＶＦ
ここで、Ｋ１は、実験などによって求めたゲインである。
【００２５】
ステップＳ５０では、現在の発電機７の負荷トルクＴＧを、下記式に基づき演算したのち、ステップＳ６０に移行する。
ＴＧ  ＝Ｋ２・（Ｖ  ×  Ｉａ）／（Ｋ３  ×  Ｎｈ）
ここで、
Ｖ  ：発電機７の電圧
Ｉａ：発電機７の電機子電流
Ｎｈ：発電機７の回転数
Ｋ３：効率
Ｋ２：係数
である。
【００２６】
ステップＳ６０では、下記式に基づき、余剰トルクつまり発電機７で負荷すべき発電負荷トルクＴｈを求め、ステップＳ７０に移行する。
Ｔｈ  ＝  ＴＧ  ＋  ＴΔＶＦ
次に、ステップＳ７０では、上記発電負荷トルクＴｈが、仕様等から定まる発電機７の最大負荷容量ＨＱより大きいか否かを判定する。発電負荷トルクＴｈが当該発電機７の最大負荷容量ＨＱ以下と判定した場合には、ステップＳ９０に移行する。一方、目標発電負荷トルクＴｈが発電機７の最大負荷容量ＨＱを越えている場合には、ステップＳ８０にて、発電負荷トルクＴｈを最大負荷容量ＨＱに制限してステップＳ９０に移行する。
【００２７】
ステップＳ９０では、上記発電機負荷トルクＴｈに応じた第１目標モータトルクＴｍ１を求めて処理を終了する。この第１目標モータトルクＴｍ１は、前輪の加速スリップ量に応じた目標モータトルクとなる。なお、上記処理では、一度発電機での負荷トルクを求めてから第１目標モータトルクＴｍ１を演算しているが、前輪の加速スリップ量から直接に第１目標モータトルクＴｍ１を演算しても良い。
【００２８】
次に、加速アシストトルク演算部８Ａｂの処理について説明する。
加速アシストトルク演算部８Ａｂは、図５に示すマップに基づき、車両速度とアクセル開度θ（運転者による加速指示量）に応じた第２目標モータトルクＴｍ２を演算する。この第２目標モータトルクＴｍ２は、アクセル開度θが大きい程大きく且つ、車両速度が小さい程小さい値となり、所定車両速度以上ではゼロとなるように設定される。所定車両速度とは、例えば、車両が発進状態から脱したと推定される低速の車両速度とする。
次に、モータトルク決定部８Ａｃは、上記余剰トルク演算部８Ａａ及び加速アシストトルク演算部８Ａｂが演算した第１及び第２目標モータトルクＴｍ１、Ｔｍ２についてセレクトハイを行い、大きい方の値を目標モータトルクＴｍとして決定し、モータ変数調整部８Ｂに出力する。
【００２９】
次に、モータ変数調整部８Ｂの処理について、図６を参照しつつ説明する。モータ制御部８Ｂは、所定サンプリング時間毎に作動し、まず、ステップＳ２００で、目標モータトルクＴｍが「０」より大きいか否かを判定する。Ｔｍ＞０と判定されれば、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしているなど４輪駆動状態（モータ駆動要求状態）であるのでので、ステップＳ２１０に移行する。また、Ｔｍ≦０と判定されれば、４輪駆動状態（モータ駆動要求状態）でないので、ステップＳ３１０に移行して発電停止（Ｖｍ＝０）の信号など２輪駆動状態の各種の信号を出力して復帰する。
【００３０】
ステップＳ２１０では、４輪駆動状態から２輪駆動状態への移行か否かを判定し、２輪への移行と判定した場合にはステップＳ３１０に移行し、発電停止（Ｖｍ＝０）などの４輪駆動終了処理を行った後に、復帰する。例えば、モータ回転数が許容限界回転数に近づいたと判定したり、変速機３０のレンジが非駆動レンジ（パーキング又はニュートラル）となっていたりすると、２輪駆動状態への移行と判定する。一方、４輪駆動状態であればステップＳ２２０に移行する。
【００３１】
次に、ステップＳ２２０では、モータ用回転数センサ２１が検出したモータ４の回転数Ｎｍを入力し、そのモータ４の回転数Ｎｍに応じた目標モータ界磁電流Ｉｆｍを算出し、ステップＳ２３０に移行する。なお、センサで検出された界磁電流値の目標モータ界磁電流Ｉｆｍに対する偏差に基づきモータ制御部８Ｃにてフィードバック制御が行われる。
【００３２】
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。すなわち、モータ４が高速回転になるとモータ誘起電圧Ｅの上昇によりモータトルクが低下することから、上述のように、モータ４の回転数Ｎｍが所定値以上になったらモータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくして誘起電圧Ｅを低下させることでモータ４に流れる電流を増加させて所要モータトルクを得るようにする。この結果、モータ４が高速回転になってもモータ誘起電圧Ｅの上昇を抑えてモータトルクの低下を抑制するため、所要のモータトルクを得ることができる。また、モータ界磁電流Ｉｆｍを所定の回転数未満と所定の回転数以上との２段階で制御することで、連続的な界磁電流制御に比べ制御の電子回路を安価にできる。なお、所要のモータトルクに対しモータ４の回転数Ｎｍに応じて界磁電流Ｉｆｍを調整することでモータトルクを連続的に補正するモータトルク補正手段を備えても良い。すなわち、２段階切替えに対し、モータ回転数Ｎｍに応じてモータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整すると良い。この結果、モータ４が高速回転になってもモータ４の誘起電圧Ｅの上昇を抑えモータトルクの低下を抑制するため、所要のモータトルクを得ることができる。また、なめらかなモータトルク特性にできるため、２段階制御に比べ車両は安定して走行できるし、常にモータ駆動効率が良い状態にすることができる。
【００３３】
次に、ステップＳ２３０では、上記目標モータトルクＴｍ及び目標モータ界磁電流Ｉｆｍを変数として、マップなどに基づき、対応する目標電機子電流Ｉａを求め、ステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２４０では、上記目標電機子電流Ｉａに基づき、目標モータトルクとするための発電電圧Ｖｍ（＝Ｉａ×Ｒ＋Ｅ：Ｅはモータの誘起電圧、Ｒは発電機とモータとの間の抵抗）を演算し出力した後に、ステップＳ２５０に移行する。
【００３４】
ステップＳ２５０では、充電要フラグｂａｔｔ−ＦＬＧがＯＮつまりバッテリ充電要か否かを判定し、バッテリ充電要と判定した場合には、ステップＳ２６０に移行する。バッテリ充電要でない場合には、処理を終了する。
ステップＳ２６０では、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖとモータ誘起電圧Ｅとを比較し、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖの方が大きい場合にはステップＳ２７０に移行し、そうでない場合にはステップＳ２８０に移行する。
【００３５】
ステップＳ２７０では、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖとモータ目標電圧Ｖｍに基づき目標モータトルクＴｍに近づくように目標モータ界磁電流Ｉｆｍを調整し、モータ制御部８Ｃに出力した後、処理を終了する。
この目標モータ界磁電流Ｉｆｍの調整について説明すると、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖがモータ目標電圧Ｖｍよりも大きい場合には、目標モータ界磁電流Ｉｆｍを減少してモータトルクの過剰状態を抑える。一方、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖがモータ目標電圧Ｖｍよりも小さい場合には、目標モータ界磁電流Ｉｆｍを増大してモータトルクの低下を抑える。
【００３６】
例えば、目標モータ界磁電流Ｉｆｍに下記式からなるゲインγを乗算して、新たな目標モータ界磁電流Ｉｆｍとすることで調整する。
γ  ＝（Ｖｍ  −Ｅ  ）／（ｂａｔｔ−Ｖ  −Ｅ）
Ｅ：モータ誘起電圧
【００３７】
また、ステップＳ２８０では、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖがモータ誘起電圧Ｅよりも小さいか否かを判定し、バッテリ充電電圧ｂａｔｔ−Ｖがモータ誘起電圧Ｅよりも小さい場合にはステップＳ２９０に移行し、そうでない場合には処理を終了する。
ステップＳ２９０では、アクセル開度θが所定開度θlimit より小さいか否かを判定し、所定開度θlimit より小さい場合にはステップＳ３００に移行し、そうでない場合には処理を終了する。
ステップＳ３００では、目標モータ界磁電流Ｉｆｍを、バッテリ充電目標電圧を維持するために予め設定された値に減少（制限）して処理を終了する。
また、モータ制御部８Ｃでは、モータ変数調整部で決定した目標界磁電流Ｉｆｍを目標値としてモータ界磁電流をフィードバック制御する。
【００３８】
次に、発電機制御部８Ｆの処理について説明する。発電機制御部８Ｆは、図３に記載の通り、発電圧決定部８Ｆａと発電制御部本体８Ｆｂとから構成される。
発電圧決定部８Ｆａの処理を図７を参照して説明する。発電圧決定部８Ｆａは、充電処理手段を構成する。
発電圧決定部８Ｆａは、所定サンプリング時間毎に作動して、まずステップＳ４１０にて、バッテリ充電が必要か否かを判定する。バッテリ充電要と判定した場合にはステップＳ４２０に移行し、バッテリ充電要でないと判定した場合にはステップＳ４７０に移行する。
【００３９】
ここで、バッテリ充電要の判定は、残存容量検出手段４３（残存容量計）からの信号に基づき判定される。例えば単純にバッテリ４２の現在の電圧で判定する場合には、例えば１０Ｖとなったらバッテリ充電要と判定する。なお、残存容量の検出はこれ限定されず、バッテリ４２の充放電電流を積算し適当な充放電効率を考慮して残存容量を推定したりするなど、公知の残存容量推定手段が採用できる。
【００４０】
ステップＳ４２０では、充電要フラグｂａｔｔ−ＦＬＧをＯＮにしたのちステップＳ４３０に移行する。
ステップＳ４３０では、モータ駆動中か否かを判定しモータ駆動中であればステップＳ４４０に移行し、モータ駆動中でなければステップＳ４５０に移行する。
ステップＳ４４０では、モータ誘起電圧Ｅが充電電圧ｂａｔｔ−ＦＬＧよりも大きいか否かを判定し、モータ誘起電圧Ｅの方が大きい場合にはステップＳ４９０に移行し、そうで無ければステップＳ４５０に移行する。
【００４１】
ステップＳ４５０では、目標発電電圧Ｖｔをｂａｔｔ−Ｖ（例えば１４Ｖ）に設定し、続いてステップＳ４６０にてスイッチＳＷ４１をＯＮにした後に、処理を終了する。
一方、ステップＳ４１０で充電要でないと判定された場合にはステップＳ４７０に移行し、充電要フラグｂａｔｔ−ＦＬＧをＯＦＦに設定し、さらにステップＳ４８０にてスイッチＳＷ４１をオフにした後にステップＳ４９０に移行する。
【００４２】
ステップＳ４９０では、目標発電電圧Ｖｔを目標モータ電圧Ｖｍに設定した後に処理を終了する。
また、発電制御部本体８Ｆｂは、発電圧決定部８Ｆａで決定した目標発電電圧Ｖｔ及び現在の出力電圧に基づき、目標発電電圧Ｖｔとするための界磁電流値を求め、その界磁電流値に相当する発電機制御指令値（デューティ比）を求めて発電機７の電圧調整器２２に出力することで、発電機７の出力電圧Ｖを制御する。
【００４３】
次に、エンジンコントローラ１８の処理について説明する。
エンジンコントローラ１８では、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいて図８に示すような処理が行われる。
すなわち、まずステップＳ６００にて、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量ΔＶを求めてステップＳ６１０に移行して、その加速スリップ量ΔＶが目標スリップ量Ｔslipを越えているか否かを判定し、目標スリップ量Ｔslipを越えている場合にはステップＳ６６０に移行する。一方、加速スリップ量ΔＶが目標スリップ量Ｔslip以下の場合には、ステップＳ６２０に移行する。なお、目標スリップ量Ｔslipは、例えばスリップ率で１０％程度に設定される。
【００４４】
ステップＳ６２０では、アクセルセンサ４０からの検出信号等に基づいて、運転者の要求する目標出力トルクＴｅＮを演算して、ステップＳ６３０に移行する。
ステップＳ６３０では、スロットル開度やエンジン回転数Ｎｅなどに基づき、現在の出力トルクＴｅを算出してステップＳ６４０に移行する。
ステップＳ６４０では、現在の出力トルクＴｅに対する目標出力トルクＴｅＮの偏差分ΔＴｅを下記式に基づき出力して、ステップＳ６５０に移行する。
ΔＴｅ  ＝ＴｅＮ  −  Ｔｅ
【００４５】
一方、ステップＳ６６０では、いわゆるエンジンＴＣＳ制御を行い、所定のＴＣＳトルク変化分を上記偏差分ΔＴｅに代入してステップＳ６５０に移行する。このステップは、内燃機関出力抑制手段を構成する。
また、ステップＳ６５０では、その偏差分ΔＴｅに応じたスロットル開度αの変化分Δαを演算し、その開度の変化分Δαに対応する開度信号を上記ステップモータ１９に出力して、復帰する。なお、上述の説明では、説明を分かりやすくするために、偏差分ΔＴｅに対応する開度信号Δαを出力するとしているが、実際には、トルク等の変化を滑らかにするために、起動のたびに所定のトルク増加分若しくはトルク減少分ずつ変化させている。
【００４６】
次に、上記構成の装置における作用などについて説明する。なお、駆動モードスイッチ３９が４ＷＤ状態に操作されているものとして説明する。
車両走行中に、路面μが小さいためや運転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量が大きいことで、エンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されたトルクが路面反力限界トルクよりも大きくなると、つまり、主駆動輪１Ｌ、１Ｒである前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、クラッチ１２が接続されると共に、発電機は、エンジンに対して上記加速スリップ量ΔＶに応じた発電負荷で発電してモータ４が駆動され、もって４輪駆動状態に移行する。このとき、発電機７で発電した余剰の電力によってモータ４が駆動されて従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒも駆動されることで、車両の加速性が向上する。また、主駆動輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクを越えた余剰のトルクでモータ４を駆動するため、エネルギー効率が向上し、燃費の向上に繋がる。
【００４７】
続いて、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクが、当該前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクに近づくように調整されることで、２輪駆動状態に移行する。この結果、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒでの加速スリップが抑えられる。
上述のように、モータが駆動されて４輪駆動状態のときに、バッテリ４２の充電が必要と判定されると、発電電圧が充電電圧ｂａｔｔ−Ｖに調整されてバッテリ４２の充電が行われる（図７参照）。
【００４８】
このとき、充電電圧ｂａｔｔ−Ｖよりもモータ誘起電圧Ｅが小さい状態（一般には低速走行状態）では、モータ４による後輪３Ｌ、３Ｒの駆動は可能であるが、目標モータトルクＴｍとするために必要な発電電圧Ｖｍが充電電圧ｂａｔｔ−Ｖが低かった場合に、そのまま発電電圧を充電電圧ｂａｔｔ−Ｖに増大すると、モータトルクが過大となり、走行路面が氷結路などの低μの路面では後輪３Ｌ、３Ｒが加速スリップ（空転）を生じて車両挙動に悪影響ができるおそれがある。これに対し、本実施形態では、ステップＳ２７０にて、目標モータトルクＴｍに近づくように目標モータ界磁電流Ｉｆｍを低減方向に調整する結果、上記のようなモータトルクが過大になることを抑えることが出来る。また、目標モータトルクＴｍとするために必要な発電電圧Ｖｍが充電電圧ｂａｔｔ−Ｖよりも低い場合には、目標モータトルクＴｍに近づくように目標モータ界磁電流Ｉｆｍを増大方向に調整する結果（ステップＳ２７０）、モータトルクが過少となることを抑えることが出来る。
【００４９】
また、充電電圧ｂａｔｔ−Ｖよりもモータ誘起電圧Ｅが大きい状態、例えば所定車速以上の車速で４輪駆動の走行中に、バッテリ充電要となると、ステップＳ３００にて、目標モータ界磁電流Ｉｆｍが小さく抑ええることで、モータ誘起電圧Ｅが充電電圧ｂａｔｔ−Ｖよりも小さくなるように低下させ、モータ誘起電圧Ｅが充電電圧ｂａｔｔ−Ｖよりも小さくなってから、発電電圧を充電電圧ｂａｔｔ−Ｖとしてバッテリ４２の充電を行うことで、バッテリ４２及び電装品４４に過剰が電圧が掛かることが防止されると共に、モータトルクが小さく抑えられるものの４輪駆動状態を持続することが出来る。
【００５０】
このとき、本実施形態では、ステップＳ２９０のように、アクセル開度θが所定開度θlimit よりも小さいとき、すなわち、運転者の意思による加速意思が低い場合にのみ目標モータ界磁電流を小さく制限している。これは加速要求が低い場合にはエンジンで駆動される前輪で加速スリップ（空転）する心配が低いため、この場合に限ってモータトルクを制限してバッテリ充電を実施している。もちろん、アクセル開度に関係なく、常にバッテリ４２の充電を優先するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る概略装置構成図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るシステム構成図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係る４ＷＤコントローラを示すブロック図である。
【図４】本発明に基づく実施形態に係る余剰トルク演算部の処理を示す図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係るアクセル開度と第２目標モータトルクとの関係を示す図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係るモータ変数調整部を示す図である。
【図７】本発明に基づく実施形態に係る発電圧決定部の処理を示す図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係るエンジンコントローラの処理を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
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
８Ａａ  余剰トルク演算部
８Ａｂ  加速アシストトルク演算部
８Ａｃ  モータトルク決定部
８Ｂ    モータ変数調整部
８Ｃ    モータ制御部
８Ｄ  リレー制御部
８Ｅ  クラッチ制御部
８Ｆ  発電機制御部
８Ｆａ  発電圧決定部
８Ｆｂ  発電制御部本体
９    電線
１０  ジャンクションボックス
１１  減速機
１２  クラッチ
１４  吸気管路
１５  メインスロットルバルブ
１６  サブスロットルバルブ
１８  エンジンコントローラ
１９  ステップモータ
２０  モータコントローラ
２１  エンジン回転数センサ
２２  電圧調整器
２３  電流センサ
２６  モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ
車輪速センサ
３０  変速機
３１  ディファレンシャル・ギヤ
３２  シフト位置検出手段
３４  ブレーキペダル
３５  ブレーキストロークセンサ
３６  制動コントローラ
３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲ
制動装置
３９  駆動モードスイッチ
４０  アクセルセンサ
４１  スイッチ
４２  バッテリ（蓄電器）
４３  残存容量検出手段
４４  電装品
Ｔｍ  目標モータトルク
Ｔｍ１  第１目標モータトルク
Ｔｍ２  第２目標モータトルク
ｂａｔｔ−ＦＬＧ  充電要フラグ
ｂａｔｔ−Ｖ  充電電圧
Ｔslip    目標スリップ量
Ｉｆｈ    発電機の界磁電流
Ｖ        発電機の電圧
Ｎｈ      発電機の回転数
Ｉａ      目標電機子電流
Ｉｆｍ    目標モータ界磁電流
Ｅ        モータの誘起電圧
Ｎｍ      モータの回転数（回転速度）
θ        アクセル開度
Ｔｈ      発電機負荷トルク
Ｔｅ      エンジンの出力トルク
【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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