(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動して電力を発電する発電機と、
該発電機から供給する電力により少なくとも一部の車輪を駆動する電動モータと、
前記発電機から供給する電力を蓄電する車両電装品用のバッテリと、
前記発電機が発電する電圧を、前記電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧或いは前記バッテリを蓄電するための電圧に制御する制御手段と、
を有する電動車両の駆動力制御装置において、
前記制御手段は、
前記電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値より小さい場合に、前記発電機が発電する電圧を前記バッテリを蓄電するための電圧とするとともに、
前記電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値より大きい場合に、前記発電機が発電する電圧を前記電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧とする、
ことを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記所定値は、前記バッテリを蓄電するための電圧値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記発電機から前記バッテリへ、切替機構を介して電力が供給される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の電動車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関により駆動して電力を発電する一つの発電機から、車輪駆動用の電動機と車両電装品用バッテリ及び電装品の両方に電力を供給している電動車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主駆動輪を駆動する内燃機関と従駆動輪を駆動可能な電動モータを備えた車両の駆動力を制御する駆動力制御装置として、例えば、「駆動力制御装置」（ 特許文献１ 参照） が知られている。
従来の「駆動力制御装置」（ 特許文献１ 参照） は、内燃機関の動力によって駆動される発電機でモータが駆動される形式の駆動力制御装置であり、一つの発電機から、車輪駆動用の電動モータと車両電装品用バッテリ及び電装品の両方に電力を供給している。
【０００３】
つまり、この「駆動力制御装置」の場合、電力供給の切り替え機構を設けた上で、車両電装品用バッテリへは１ ４ Ｖ 程度の電圧で電力を供給し、車輪駆動用の電動モータへはその都度必要な電圧で電力を供給している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の「駆動力制御装置」（ 特許文献１ 参照） の場合、発電機で発電した電力は、切り替え機構を介して車両電装品用バッテリと車輪駆動用の電動モータへ供給するという構成になっていたため、切り替えた上で発電機により発電を行うことから、電動モータが待機状態から車輪を駆動するときに遅れが生じてしまっていた。
また、発電機で発電された電力は、切り替え機構を介して車両電装品用バッテリと車輪駆動用の電動モータへ供給するという構成になっていたため、車輪駆動用の電動モータへ電力を供給している場合は、車両電装品用バッテリに電力を供給することができなかった。
【０００５】
この発明の目的は、電動モータが待機状態から車輪を駆動するときに遅れを生じさせることが無いように、発電機で発電した電力を車輪駆動用の電動モータへ供給することができると共に、車輪駆動用の電動モータへ電力を供給している場合でも、車両電装品用バッテリに電力を供給することができる駆動力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明に係る電動車両の駆動力制御装置は、内燃機関により駆動して電力を発電する発電機と、発電機から供給する電力により少なくとも一部の車輪を駆動する電動モータと、発電機から供給する電力を蓄電する車両電装品用のバッテリと、発電機が発電する電圧を、電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧或いはバッテリを蓄電するための電圧に制御する制御手段と、を有するものである。制御手段は、電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値より小さい場合に、発電機が発電する電圧をバッテリを蓄電するための電圧とするとともに、電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値より大きい場合に、発電機が発電する電圧を電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧としていることをその特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、電動モータが待機状態から車輪を駆動するときに遅れを生じさせることが無いように、発電機で発電した電力を車輪駆動用の電動モータへ供給することができると共に、車輪駆動用の電動モータへ電力を供給している場合でも、車両電装品用バッテリに電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る４ 輪駆動力制御装置を備えた車両の概略構成図である。図１ に示すように、制御手段（コントローラ）１ ０ は、４ 輪を駆動する車両１ １ に備えられている。車両１ １ は、主駆動輪１ ２ ， １ ２ を駆動する内燃機関（ エンジン） １ ３ 、従駆動輪１ ４ ， １ ４ を駆動可能な電動モータ１ ５ 、エンジン１ ３ に隣接して配置された発電機（ ジェネレータ） １ ６ 、及び電動モータ１ ５ の駆動力を従駆動輪１ ４， １ ４ に伝達する減速機１ ７ を有している。
【０００９】
ジェネレータ１ ６ は、パワーハーネス１ ８ により、インバータ１ ９ 及び切替機構２ ０ に接続されており、発電した電力を、インバータ１ ９ を介して電動モータ１ ５ に、切替機構２ ０ を介して車両電装品用のバッテリ２ １ に、それぞれを供給することができる。これらジェネレータ１ ６ 、インバータ１ ９ 及び切替機構２ ０ の作動は、コントローラ１ ０ により制御される。このバッテリ２ １ は、通常、１ ４ Ｖ の電圧で車両電装品に対して電力の供給を行う。
なお、コントローラ１ ０には、主駆動輪１ ２ ， １ ２ 及び従駆動輪１ ４ ， １ ４ のそれぞれに装着した車輪速度センサ２ ２ からの車輪速度情報が入力される。また、バッテリ２ １ には、バッテリ２ １ の蓄電状態を検出する検出センサ２ １ ａ が設置されており、この検出センサ２ １ ａ からの検出情報は、コントローラ１ ０ に入力される。
【００１０】
図２ は、図１ のコントローラによる４ 輪駆動力制御を行う際の処理ステップを示すフローチャートである。図２ に示すように、コントローラ１ ０ は、先ず、電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧Ｖ ｔ が１ ４ Ｖ より大きくない（Ｖ ｔ ≦ １ ４ Ｖ ） か否かを判断する（ ステップＳ１ ０ １ ） 。
ステップＳ １ ０ １ の判断結果が、電圧Ｖ ｔ が１ ４ Ｖ より大きくない（ ｙ ｅ ｓ ） 場合、ジェネレータ１ ６ の発電が１ ４ Ｖ になるように１ ４ Ｖ 発電制御を行う（ ステップＳ １ ０ ２ ）。その後、制御処理を繰り返す。一方、電圧Ｖ ｔ が１ ４ Ｖ より大きい（ ｎ ｏ ） 場合、バッテリ２ １ の電圧Ｖ ｂ が１ １ Ｖ より大きくない（ Ｖ ｂ ≦ １ １ Ｖ ） か否かを判断する（ ステップＳ １ ０ ３ ） 。
【００１１】
ステップＳ１０３の判断結果が、電圧Ｖｂが１１Ｖより大きくない（ｙｅｓ）場合、要求電力Ｗｔが３０００Ｗより小さい（Ｗｔ＜３０００Ｗ）か否かを判断する（ステップＳ１０４）。一方、電圧Ｖｂが１１Ｖより大きい（ｎｏ）場合、ジェネレータ１６の発電電圧が要求トルク電圧（１４〜６０Ｖ）になるように発電制御を行う（ステップＳ１０５）。その後、制御処理を繰り返す。
ステップＳ１０４の判断結果が、要求電力Ｗｔが３０００Ｗより小さい（ｙｅｓ）場合、ジェネレータ１６の発電が１４Ｖになるように１４Ｖ発電制御を行う（ステップＳ１０２）。一方、要求電力Ｗｔが３０００Ｗより小さくない（ｎｏ）場合、バッテリ２１の電圧Ｖｂが９Ｖより大きくない（Ｖｂ≦９Ｖ）か否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【００１２】
ステップＳ １ ０ ６ の判断結果が、電圧Ｖ ｂ が９ Ｖ より大きくない（ ｙ ｅ ｓ ） 場合、４ ＷＤ 走行を中止した（ ステップＳ １ ０ ７ ） 後、ジェネレータ１ ６ の発電が１ ４ Ｖ になるように１ ４ Ｖ 発電制御を行う（ ステップＳ １ ０ ２ ） 。一方、電圧Ｖ ｂ が９ Ｖ より大きい（ ｎ ｏ） 場合、４ Ｗ Ｄ 待機状態とした（ ステップＳ １ ０ ８ ） 後、ジェネレータ１ ６ の発電が１ ４Ｖ になるように１ ４ Ｖ 発電制御を行う（ ステップＳ １ ０ ２ ） 。
即ち、バッテリ２ １ の電圧が、電動モータが要求トルクを出力するために必要な電圧である１ ４ Ｖ に満たない場合、４Ｗ Ｄ 走行を中止し或いは４ Ｗ Ｄ 待機状態とする。４ＷＤ待機状態とするときは、電動モータ１５への電力供給を行い、４ＷＤ走行を中止するときは、電動モータ１５への電力供給を行わない。
【００１３】
図３は、図１のコントローラによる４輪駆動力制御を行う際のオンオフ動作のタイミングを示すタイムチャートである。図３に示すように、コントローラ１０による４輪駆動力制御を行う際、先ず、イグニッションスイッチ（ＩＧＮ）をＯＮにすると、バッテリーリレー（ＢＡＴＲＬＹ）がＯＮし、ジェネレータ１６（Ｍ４ＷＤＧＥＮ）が発電を開始する。発電を開始したジェネレータ１６は、徐々に発電電圧を高め、１４Ｖに達した後、１４Ｖを維持する。
【００１４】
その後、ジェネレータ１ ６ が発電電圧を１ ４ Ｖ に維持した状態で、運転者の操作により４ Ｗ Ｄ スイッチ（ Ｍ ４ Ｗ Ｄ Ｓ Ｗ ） をＯ Ｎ にすると、電源供給リレー（ Ｍ ４ Ｗ Ｄ Ｒ Ｌ Ｙ ） がＯ Ｎ になり、所定時間経過の後、クラッチ指令がＯ Ｎ する。クラッチ指令がＯ Ｎ することにより、電動モータ１ ５ と従駆動輪１ ４が接続し、クラッチストロークの締結状態までの余裕代分を詰める、所謂ガタ詰めを行う。クラッチ指令Ｏ Ｎ に続いて、モータ界磁電流（ Ｉ ｆ ） 指令がＯ Ｎ する。
その後、加速指示手段としてのアクセルがＯ Ｎ すると、バッテリーリレー（ Ｂ Ａ Ｔ Ｒ Ｌ Ｙ ） がＯ Ｆ Ｆ する。このとき、コントローラ１０ から更なる電力供給の要求があると、ジェネレータ１ ６ は、発電電圧を１ ４ Ｖ 以上に高めた後、アクセルＯ Ｎ の間、その電圧を維持する。
【００１５】
上述したように、電動モータ１５が要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値（例えば、１ ４ Ｖ ） より低い場合、ジェネレータ１ ６ は、車両電装品用のバッテリ２１ への供給と同様に１ ４ Ｖ 程度の電圧で電力を供給する。このため、例えば、車両駆動用の電動モータ１ ５ が待機状態（ 発進時や再接続走行時等） のクラッチのガタ詰が必要な場合、発電機１ ６ の状態に拘わらず、ガタ詰が可能になり、また、車両駆動用の電動モータ１ ５ へ供給していても、車両電装品用のバッテリ２ １ への供給が可能になる。
【００１６】
車両駆動用の電動モータ１ ５ が待機状態では、ジェネレータ１ ６ は、車両電装品用のバッテリ２ １ への供給と同様に１ ４ Ｖ 程度の電圧で電動モータ１ ５ へ電力を供給することにより、車両駆動用の電動モータ１ ５ が待機状態でも車両電装品用のバッテリ２ １ への供給が可能になる。
つまり、電動モータ１５が要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値より低い場合、ジェネレータ１ ６ が、車両電装品用のバッテリ２ １ への供給と同様に１ ４ Ｖ 程度の電圧で電動モータ１ ５ へ電力を供給するように、コントローラ１ ０ により、ジェネレータ１ ６ の出力電圧を制御する。この結果、４ Ｗ Ｄ での発進時の遅れを解消することができる。
【００１７】
また、車両駆動用の電動モータ１５が待機状態にあるときは、車両電装品用のバッテリ２１への供給と同様に、１４Ｖ程度の電圧で電動モータ１５へ電力を供給するように、コントローラ１０により、ジェネレータ１６の出力電圧を制御する。この結果、車両駆動用の電動モータ１５が待機状態でも、常に４ＷＤ動作へ移行することができる。
【００１８】
上述したように、この発明に係る駆動力制御装置は、エンジン１３により駆動して電力を発電するジェネレータ１６と、ジェネレータ１６から供給する電力により少なくとも従駆動輪１４を駆動する電動モータ１５と、ジェネレータ１６から供給する電力を蓄電する車両電装品用のバッテリ２１と、ジェネレータ１６が発電する電圧を、電動モータ１５が要求トルクを出力するために必要な電圧或いはバッテリ２１を蓄電するための電圧に制御するコントローラ１０と、を有する車両に適用される。
コントローラ１０は、電動モータ１５が要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値（たとえばバッテリ２１を蓄電するための電圧である１４Ｖ）より小さい場合に、ジェネレータ１６が発電する電圧をバッテリ２１を蓄電するための電圧とするとともに、電動モータ１５が要求トルクを出力するために必要な電圧が所定値より大きい場合に、ジェネレータ１６が発電する電圧を電動モータ１５が要求トルクを出力するために必要な電圧とする、ように制御する。
【００１９】
上記構成により、電動モータ１５が待機状態から従駆動輪１４を駆動するときに遅れを生じさせることが無いように、ジェネレータ１６で発電した電力を電動モータ１５へ供給することができると共に、電動モータ１５へ電力を供給している場合でも、車両電装品用バッテリ２１に電力を供給することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態において、制御手段（コントローラ）１ ０ は、４ 輪を駆動する車両１１ に予め備えられている、他の制御機能も備えた制御装置を共用しても、或いは専用の制御装置として設けても、何れでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施の形態に係る４輪駆動力制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図２】図１のコントローラによる４輪駆動力制御を行う際の処理ステップを示すフローチャートである。
【図３】図１のコントローラによる４輪駆動力制御を行う際のオンオフ動作のタイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ４輪駆動力制御装置
１１  車両
１２  主駆動輪
１３  内燃機関
１４  従駆動輪
１５  電動モータ
１６  発電機
１７  減速機
１８  パワーハーネス
１９  インバータ
２０  切替機構
２１  バッテリ
２２  車輪速度センサ
【図１】
0004466588.tif 000002
【図２】
0004466588.tif 000003
【図３】
0004466588.tif 000004