(57)【要約】【課題】  特装車など、大電力を電源負荷にて消費する車両に、ハイブリッド技術を適用するにあたり、生産コストを低下させるとともに、長期間にわたりハイブリッドシステムを構成する部品の部品調達と保全サービスを確実に提供できるようにする。【解決手段】  発電モータおよび電力変換器を、普通乗用車等に搭載されるものとして量産されている部品単位に分割する。【選択図】  図１
2007331653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸に連結され当該出力軸のトルクを駆動輪に伝達して車両を走行させる動力伝達機構と、
前記エンジンの出力軸に連結され、発電作用と電動作用を行う複数の発電モータと、
複数の発電モータそれぞれに対応して設けられ、発電モータが前記発電作用または前記電動作用を行うように発電モータを制御する複数の電力変換器と、
前記発電モータが発電作用を行うことにより電力が蓄積されるとともに、電力を前記発電モータに供給する蓄電部と、  
前記発電モータおよび／または前記蓄電部を電源として電力が供給される電源負荷と
を備えたことを特徴とする車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項２】
前記電源負荷は、複数の電源負荷からなり、
前記蓄電部は、複数の電源負荷それぞれに対応して設けられた複数の蓄電部からなり、
これら複数の発電モータと複数の電力変換器と複数の蓄電部と複数の電源負荷は、
１つの発電モータと１つの電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループ、あるいは、複数の発電モータと複数の電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループで構成された各グループに分けられていること
を特徴とする請求項１記載の車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項３】
前記エンジンと前記複数の電力変換器に対して制御指令を与えることにより、車両の走行状態と前記電源負荷の電力負荷と前記蓄電部の蓄電残量に応じて、前記エンジンの出力トルクと前記複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、前記複数の発電モータおよび前記複数の電力変換器のエネルギー損失が最小となるように制御すること
を特徴とする請求項３記載の車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項５】
前記エンジンと前記複数の電力変換器に対して制御指令を与えることにより、車両の走行状態と前記複数の電源負荷の電力負荷と前記複数の蓄電部の蓄電残量に応じて、前記エンジンの出力トルクと前記複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
複数の発電モータと複数の電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループを制御するに際して、
当該グループ内の複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、当該グループ内の複数の発電モータおよび複数の電力変換器のエネルギー損失が最小となるように制御すること
を特徴とする請求項５記載の車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
蓄電部の蓄電残量が不足しているグループの電力変換器に対して発電モータを発電作用させるための制御指令を与えるとともに、蓄電部の蓄電残量に余裕のあるグループの電力変換器に対して発電モータを電動作用させるための制御指令を与えるように制御すること
を特徴とする請求項５または６記載の車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【請求項８】
エンジンの出力軸に連結され当該出力軸のトルクを駆動輪に伝達して車両を走行させる動力伝達機構と、
前記エンジンの出力軸と、前記動力伝達機構との間に介在して設けられ、発電作用と電動作用を行う発電モータと、
前記発電モータが前記発電作用または前記電動作用を行うように当該発電モータを制御する電力変換器と、
前記発電モータが発電作用を行うことにより電力が蓄積されるとともに、電力を前記発電モータに供給する蓄電部と、
前記発電モータおよび／または前記蓄電部を電源として電力が供給される電源負荷と、
前記エンジンと前記電力変換器に対して制御指令を与えることにより、車両の走行状態と前記電源負荷の電力負荷と前記蓄電部の蓄電残量に応じて、前記エンジンの出力トルクと前記発電モータで発生または吸収されるべきトルクを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする車両の電源負荷への供給電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大電力を消費する電源負荷を搭載した車両に関し、特に、その電源負荷へ供給する電力を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に車両には、エンジンを駆動源として作動する空調機などの電源負荷が搭載されている。なお、この明細書において「電源負荷」とは、車両の走行機能以外の機能を実現する補助的な機器であって電力を供給することで作動する機器をいう。電源負荷は、たとえば高速バスにおける空調機器、路外地形（オフロード）を走行可能な特装車における照明灯、通信装置、計算機、レーダなどの車載品である。
【０００３】
電源負荷の電力需要がエンジンの軸出力に比較して小さい乗用車などの一般車両の場合には車両の本来的な機能である走行には特に影響は及ばさない。例えば走行用の２００〜３００ｋｗの主エンジンからベルト駆動で５〜１０ｋｗの交流オルタネータや直流ゼネレータなどの発電体にエンジンの回転動力を供給し発電を行い、この発電体で発電した電力を、電源負荷に供給する場合を想定する。この場合、例え走行中に電源負荷の電力の需要が急増したとしても、発電体で消費するエンジンの回転動力は、最大でもエンジン軸出力の３％以下と小さいため、オペレータは車両が急減速したと感じることはない。
【０００４】
ところが電源負荷の電力需要がエンジンの軸出力に比較して大きい場合には車両の本来的な機能である走行に影響を及ばす。例えば６０ｋｗの発電体で電力を電源負荷に供給する場合に、車両走行中に電源負荷の電力需要が１０ｋｗから６０ｋｗに急増すると、電力需要が急増した瞬間に、エンジンの軸出力の約２０％が走行以外に電力として消費される。このため車両にエンジンブレーキがかかったように急減速する感覚をオペレータは受ける。
【０００５】
一般的にエンジンの軸出力の５〜２０％以上の摩擦損失によってエンジンブレーキが働くということが知られており、エンジン軸出力に比して消費電力が大きい電源負荷の電力需要が増大するときにオペレータが受ける感覚は、これによって説明される。
【０００６】
このため従来、高速バスでは、走行負荷が大きくエンジン出力が最大で走行中に、空調機を作動させると、車両が急減速して乗り心地が悪くなるという問題があった。
【０００７】
そこでその対策として軸出力に余裕を持たせたエンジンを搭載するようにしていた。
【０００８】
しかし軸出力が大きいエンジンを車両に搭載するということは、エンジンルーム以外の場積の減少、車両製造のコスト上昇、車両重量増加などの問題を新たに招く。
【０００９】
また特装車には、例えば照明灯、通信装置、計算機、レーダなどの車載品が電源負荷として搭載されるが、従来にあっては、これら電源負荷はエンジン軸出力に比して大電力を消費することから、走行用のエンジンとは別に、専用の発動発電機を車載し、このエンジン発電機で発電した電力を電源負荷に供給するようにしていた。発動発電機は、一定の回転数で運転されるエンジンによって発電を行うものであり、常に変動する電源負荷の電力需要に対して高品質な電力供給を行うことができる。
【００１０】
しかし走行用エンジンとは別に、専用の発動発電機を搭載するということは、エンジンルーム以外の場積の減少という問題を新たに招く。特に、専用の発動発電機の体積は非常に大きく、特装車の貨物搭載スペースが狭くなったり、場合によっては輸送すべき貨物や乗車定員の一部を削減せざるを得ない場合がある。また車両製造のコスト上昇、車両重量増加などの問題を新たに招く。
【００１１】
そこで、このように電源負荷の需要が増大してエンジン軸出力に比して電源負荷の消費電力が大きくなった場合に車両が急減速してしまう事態を回避して、エンジンルーム以外の場積の確保、車両製造のコスト低下、車両重量低減を図る必要がある。
【００１２】
なお、従来の一般的技術水準を示す公知文献（特許文献１）として特開平２０００−４５８１４号公報に記載されたものがある。この公報には、パラレルハイブリッド車の空調制御装置に関し、発電機とは別にコンプレッサ駆動用の補助モータを用意し、ＯＮ−ＯＦＦ運転される空調機のコンプレッサが運転を開始したことを検出してコンプレッサ駆動用の補助モータをインバータで駆動するという発明が記載されている。しかしこの発明によれば、
１）発電機とは別にコンプレッサ駆動用の補助モータを用意する必要があり、上記従来技術と同様に車両製造のコストが増大するなどの問題が発生する。
【００１３】
２）またＯＮ−ＯＦＦで電力負荷が変動する電源負荷を対象とするものであり、電力負荷の需要が連続的に変化する電源負荷には対応できない。
【００１４】
３）また走行負荷とは無関係に電源負荷に電力を供給するというものであり、走行負荷の増大に応じて最適になるように電力供給を制御する点は開示されていない。
【００１５】
また特開昭６３−２０６１０１号公報（特許文献２）には、走行用エンジンに誘導電動機を直結し、車両の制動によって生じる電力を回生してこの電力を走行用エンジンの補助動力として還元利用するという発明が記載されている。
【００１６】
しかし、この発明によれば誘導電動機によってエンジンの動力を補助してはいるものの電源負荷に電力を供給する点に関しては何ら記載されていない。
【特許文献１】特開平２０００−４５８１４号公報
【特許文献２】特開昭６３−２０６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、一般自動車などの分野では、燃費向上、排ガス清浄化、加速性向上、凍結路での起動性向上、車両搭載機器への電力供給などの多用なメリットを得るために、エンジンアシスト型のハイブリッド自動車が既に実用化されている。たとえばパラレルハイブリッド型の自動車は、エンジンとトランスミッションの間の駆動軸に発電モータが設けられた構成であり、この発電モータを力行動作（電動作用）させて上記駆動軸に回転トルクを供給したり、発電モータを回生動作（発電作用）させて上記駆動軸の回転トルクを吸収させるようにしている。
【００１８】
物資輸送のためのトラックや人員輸送のためのバスであっても、一般自動車の場合には、同一仕様の車両を大量生産できるため、量産効果によって生産コストを下げることができる。このため車種、仕様に合わせて発電モータ、インバータを設計したとしても、ある程度の生産台数が見込まれるため、量産効果によりハイブリッド車の生産コストを下げることができる。
【００１９】
一方、上述の特装車は、極端な少量多品種生産の車両であり、このような量産効果は全く期待できない。特に、災害現場等で特殊な作業を行う特殊大型装輪車（以下、特装車という）の場合には、同一車種、同一仕様の生産台数が極端に少ない。このため、足回りや駆動機構などのシャシ部分は全ての車種、仕様で共通化を図り、車種、仕様（用途）ごとにシャシ以外の搭載物や架装部分を設計することで特装車全車種の生産コストを下げる努力が試みられている。
【００２０】
このような特装車をハイブリッド化するにあたり、すべての車種、仕様（用途）にも使用できる大出力の発電モータを共通のシャシに搭載することが考えられる。しかし、このようにすると、本来、出力容量が少なくて済む用途の車両では、過剰仕様となってしまい、特装車全車種の生産コストを押し上げることになる。逆に、車種、仕様ごとに最適な出力容量の発電モータを設計したとすると、様々な用途ごとに個別の発電モータを開発し、極少量づつ製造しなければならないため、開発費用、製造費用が膨大なものとなり、特装車全車種の生産コストを押し上げることになる。
【００２１】
このように、特殊大型装輪車にハイブリッド技術を適用したとすると、生産コストが大幅に増加してしまうという問題がある。
【００２２】
更に、特殊大型装輪車にあっては、量産車１号車の生産開始から最終号機の生産終了するまでの生産期間、これら全車両の運用期間、ならびにこれら全車両が廃棄完了に至るまでの期間は、きわめて長期間（たとえば２０年）に及ぶ。車両製造メーカ側としては、こうした長期間にわたり、ハイブリッドシステムを構成する部品についても、部品調達と保全サービスを確実に提供し続けなければならない。
【００２３】
しかし、上述の電源負荷にてエンジン軸出力に比して大電力を消費する特装車などの車両の場合には、装備される補機（電源負荷）の種類によって、消費電力の大きさが異なるため、ハイブリッドシステムを構成する部品自体が極端な多品種少量生産品である。このため、この種の車両をハイブリッド化するにあたり、将来の部品供給の安定が損なわれることが予測される。すなわち、保全サービスを提供すべき長期間の間にハイブリッドシステムを構成する部品が陳腐化したり、半導体デバイスのメーカの段階で次々と生産中止になり、車両メーカとしての部品調達や保全サービスが行き詰まることが予測される。特に、特殊大型装輪車の場合には、大馬力に見合った特殊な大電力部品を使ってハイブリッドシステムが構築されているため、陳腐化や生産中止の可能性が非常に高く、長期間にわたる部品調達と保全サービスを保証できない可能性が高い。
【００２４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、特装車など、大電力を電源負荷にて消費する車両に、ハイブリッド技術を適用するにあたり、生産コストを低下させるとともに、長期間にわたりハイブリッドシステムを構成する部品の部品調達と保全サービスを確実に提供できるようにすることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
そこで、第１発明は、
エンジンの出力軸に連結され当該出力軸のトルクを駆動輪に伝達して車両を走行させる動力伝達機構と、
前記エンジンの出力軸に連結され、発電作用と電動作用を行う複数の発電モータと、
複数の発電モータそれぞれに対応して設けられ、発電モータが前記発電作用または前記電動作用を行うように発電モータを制御する複数の電力変換器と、
前記発電モータが発電作用を行うことにより電力が蓄積されるとともに、電力を前記発電モータに供給する蓄電部と、  
前記発電モータおよび／または前記蓄電部を電源として電力が供給される電源負荷と
を備えた車両の電源負荷への供給電力制御装置であることを特徴とする。
【００２６】
第２発明は、第１発明において、
前記電源負荷は、複数の電源負荷からなり、
前記蓄電部は、複数の電源負荷それぞれに対応して設けられた複数の蓄電部からなり、
これら複数の発電モータと複数の電力変換器と複数の蓄電部と複数の電源負荷は、
１つの発電モータと１つの電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループ、あるいは、複数の発電モータと複数の電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループで構成された各グループに分けられていること
を特徴とする。
【００２７】
第３発明は、第１発明において、
前記エンジンと前記複数の電力変換器に対して制御指令を与えることにより、車両の走行状態と前記電源負荷の電力負荷と前記蓄電部の蓄電残量に応じて、前記エンジンの出力トルクと前記複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２８】
第４発明は、第３発明において、
前記制御手段は、
前記複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、前記複数の発電モータおよび前記複数の電力変換器のエネルギー損失が最小となるように制御すること
を特徴とする。
【００２９】
第５発明は、第２発明において、
前記エンジンと前記複数の電力変換器に対して制御指令を与えることにより、車両の走行状態と前記複数の電源負荷の電力負荷と前記複数の蓄電部の蓄電残量に応じて、前記エンジンの出力トルクと前記複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００３０】
第６発明は、第５発明において、
前記制御手段は、
複数の発電モータと複数の電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループを制御するに際して、
当該グループ内の複数の発電モータで発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、当該グループ内の複数の発電モータおよび複数の電力変換器のエネルギー損失が最小となるように制御すること
を特徴とする。
【００３１】
第７発明は、第５発明または第６発明において、
前記制御手段は、
蓄電部の蓄電残量が不足しているグループの電力変換器に対して発電モータを発電作用させるための制御指令を与えるとともに、蓄電部の蓄電残量に余裕のあるグループの電力変換器に対して発電モータを電動作用させるための制御指令を与えるように制御すること
を特徴とする。
【００３２】
第８発明は、
エンジンの出力軸に連結され当該出力軸のトルクを駆動輪に伝達して車両を走行させる動力伝達機構と、
前記エンジンの出力軸と、前記動力伝達機構との間に介在して設けられ、発電作用と電動作用を行う発電モータと、
前記発電モータが前記発電作用または前記電動作用を行うように当該発電モータを制御する電力変換器と、
前記発電モータが発電作用を行うことにより電力が蓄積されるとともに、電力を前記発電モータに供給する蓄電部と、
前記発電モータおよび／または前記蓄電部を電源として電力が供給される電源負荷と、
前記エンジンと前記電力変換器に対して制御指令を与えることにより、車両の走行状態と前記電源負荷の電力負荷と前記蓄電部の蓄電残量に応じて、前記エンジンの出力トルクと前記発電モータで発生または吸収されるべきトルクを制御する制御手段と
を備えた車両の電源負荷への供給電力制御装置であることを特徴とする。
【００３３】
第１発明によれば、発電モータおよび電力変換器を、普通乗用車等に搭載されるものとして量産されている部品単位に分割することができる。このため、少量多品種の車両であっても、長期間にわたる部品調達と保全サービスを保証することが可能となる。
【００３４】
第３発明では、第１発明の構成において、既存のハイブリッドシステムにおいて既に行われている制御を含む、エンジンおよび発電モータの制御が行われる。
【００３５】
第２発明によれば、図１に示すように、更に、電源負荷Ｌは、複数の電源負荷Ｌ１、Ｌ２からなり、蓄電部Ｃは、複数の電源負荷Ｌ１、Ｌ２それぞれに対応して設けられた複数の蓄電部Ｃ１、Ｃ２からなり、これら複数の発電モータと複数の電力変換器と複数の蓄電部と複数の電源負荷は、１つの発電モータと１つの電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループ、あるいは、複数の発電モータと複数の電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループで構成された各グループ（図１では、たとえば１つの発電モータＧＭ１と１つの電力変換器ＩＮＶ１に対して１つの蓄電部Ｃ１と１つの電源負荷Ｌ１からなる第１の電源系統ＰＳ１が設けられたグループと、２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３と２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して１つの蓄電部Ｃ２と１つの電源負荷Ｌ２からなる第２の電源系統ＰＳ２が設けられたグループ）に分けられている。
【００３６】
第５発明では、第２発明の構成において、既存のハイブリッドシステムにおいて既に行われている制御を含む、エンジンおよび発電モータの制御が行われる。
【００３７】
第６発明では、図５に示すように、複数の発電モータと複数の電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる電源系統が設けられたグループ（たとえば図５に示すように、２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３と２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して１つの蓄電部Ｃ２と１つの電源負荷Ｌ２からなる第２の電源系統ＰＳ２が設けられたグループ）を制御するに際して、当該グループ内の複数の発電モータＧＭ２、ＧＭ３で発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、当該グループ内の複数の発電モータＧＭ２、ＧＭ３および複数の電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３のエネルギー損失が最小となるように制御される。すなわち、図６、図７に示すように、発電モータと電力変換器を組み合わせたとき、回転数と出力トルクに応じてエネルギー効率が変化する。そこで、図８に示すように、２つの発電モータと電力変換器を組み合わせたとき、最大のエネルギー効率が得られる出力トルクの組み合わせを、回転数に応じて求めて、その出力トルク値の組み合わせとなるように、電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して制御指令Ｓ２を与えるようにすればよい。第６発明によれば、複数の発電モータおよび複数の電力変換器のエネルギー損失が最小となり最大のエネルギー効率で運転することができるようになる。
【００３８】
上述の第６発明の制御を行うためには、少なくとも発電モータＧＭおよび電力変換器ＩＮＶが複数あればよく、蓄電部Ｃ、電源負荷Ｌは１つであってもよい。
【００３９】
第４発明では、少なくとも発電モータＧＭおよび電力変換器ＩＮＶが複数設けられた構成、つまり複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…および複数の電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…に対して、１つの蓄電部Ｃ、１つの電源負荷Ｌが設けられた構成のものに、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…で発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…および複数の電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…のエネルギー損失が最小となるようにする制御が適用される。
【００４０】
第７発明によれば、図９に示すように、蓄電部Ｃ２の蓄電残量が不足しているグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータＧＭ２、ＧＭ３を発電作用（回生動作）させるための制御指令Ｓ２を与えるとともに、蓄電部Ｃ１の蓄電残量に余裕のあるグループの電力変換器ＩＮＶ１に対して発電モータＧＭ１を電動作用（力行動作）させるための制御指令Ｓ２を与えるように制御される。すなわち、電源系統がＰＳ１、ＰＳ２と独立して設けられている構成では、一方の電源系統ＰＳ２の電源負荷Ｌ２の電力需要が大きくなり、蓄電部Ｃ２の蓄電量が低下したとしても、他方の電源系統ＰＳ１の蓄電部Ｃ１から直接、蓄電部Ｃ２に電力を供給して充電させることはできない。そこで、このように一方のグループの電源負荷Ｌ２の電力需要が大きくなり、蓄電部Ｃ２の蓄電量が低下した場合には、蓄電部Ｃ２に比べて相対的に蓄電量に余裕のある蓄電部Ｃ１を備えた他方のグループの発電モータＧＭ１を電動作用（力行動作）させてトルクを発生させ、蓄電量に余裕のないグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３を発電作用（回生動作）させてトルクを吸収させて、蓄電部Ｃ１に電力を供給して充電させるようにする。両グループの一方ではトルクが発生し他方ではトルクを吸収しているため、両方の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生するトルクの合計量が、走行等に必要なトルク発生量若しくはトルク吸収量になるように調整すればよい。ただし、一方のグループで放電が行われ他方のグループで充電が行われるため効率はやや悪化するおそれがある。しかし、電力需要が大きいグループにおいて蓄電部Ｃ２の蓄電残量がゼロになるという致命的な状況は、速やかに回避することができる。
【００４１】
第８発明は、発電モータＧＭが、複数の発電モータのみならず１つの発電モータで構成される場合も含む発明である。第８発明では、図１５に示すように、１つの発電モータＧＭが、エンジン２の駆動軸１７と、動力伝達機構４との間に介在して設けられる。第８発明によれば、発電モータを収容するスペースに制約のある車両であっても、限られた少ない場積にコンパクトに配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明に係る車両の電源負荷への供給電力制御装置の実施の形態について説明する。
【００４３】
図１は、実施形態の車両１の内部の構成を示している。この車両は、エンジン２の出力軸１７と、動力伝達機構４の間に、発電モータＧＭが介在して設けられた構成のエンジンアシスト型のパラレルハイブリッド車である。本実施例では、発電モータ（発電モータ）ＧＭは、複数（図示する実施例では、３つ）の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３に分割されて設けられている。
【００４４】
同図１に示すようにエンジン２の出力軸である駆動軸１７には、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の各回転軸が、ＧＭ３、ＧＭ２、ＧＭ１の順序で前段から後段へ順次直列に接続されている。最後段の発電モータＧＭ１の出力回転軸は、動力伝達機構４の入力軸１９に連結している。エンジン２の出力トルクは、エンジン制御装置を兼ねる統括制御装置１６によって制御される。この実施形態では、エンジン２の出力トルクは、アクセル開度によって定まるものとする。統括制御装置１６は、エンジン制御指令（アクセル開度指令）Ｓ１をエンジン２に出力して、エンジン２の出力トルクを制御する。なお、統括制御装置１６とエンジン２との間にエンジン制御装置を介在させるように構成してもよい。
【００４５】
動力伝達機構４は、エンジン２の出力トルク（走行動力）を駆動輪２７に伝達し車両１を走行させるものであり、入力軸１９にはクラッチ２３が接続されており、クラッチ２３が係合されるとエンジン２の出力トルクが後段のトランスミッション（多段の自動変速機）２４、減速装置２５、差動装置２６を介して駆動輪２７に伝達されて車両１が走行する。たとえば４輪を備えた車両の場合、車種、用途によって、駆動輪２７としては前輪であってもよく後輪であってもよい。また、分配ギヤ等を設ける等してエンジン２の駆動力を全ての車輪（四輪）に伝達するようにしてもよい。なお、図示した動力伝達機構４の構成は一例であり、任意に構成することができ、自動変速機ではなく手動変速機を備えた車両や、４輪を越えた多車輪を備えた車両、車輪の代わりに履帯を備えた車両にも適用することができる。
【００４６】
走行状態検出装置１５は、アクセルペダル、ブレーキペダル、変速レバー、クラッチペダルなどの各操作子の操作量を検出する装置あるいは駆動輪２７のスリップを検出する装置などで構成された、車両１の走行状態を検出する装置であり、車両１の走行状態を示す信号は、統括制御装置１６に加えられる。統括制御装置１６は、アクセルペダルの踏み込み量等に応じたエンジン制御指令Ｓ１をエンジン１に与えエンジン出力トルクＴを変化させる。なお、統括制御装置１６は、エンジン出力トルクＴを制御する以外にも、ブレーキペダルの操作に応じて図示しないブレーキを作動させて車両１を減速させたり、変速レバーの操作内容に応じた速度段となるようにトランスミッション２４を作動させたり、クラッチペダルの操作に応じてクラッチ２３の係合状態を変化させたりする制御を行う。
【００４７】
複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３は、直結あるいは機械的に結合している。発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３は、発電作用（回生動作）と電動作用（力行動作）を行う発電モータである。つまり複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３は、電動機（モータ）として作動し、また発電機としても作動する。電動作用が行われると、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生したトルクが各回転軸から駆動軸１７に供給され、発電作用が行われると、駆動軸１７からトルクが発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の各回転軸に供給される。複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の出力トルクを合計した全トルク値は、各電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷を合計した全電力負荷値に見合った大きさに設定されている。
【００４８】
電源部ＰＳは、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３を電気的に駆動するものであり、複数（図示する実施例では３つ）の電力変換器（発電インバータ）ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３と、複数（図示する実施例では、２つ）の蓄電部Ｃ１、Ｃ２と、複数（図示する実施例では、２つ）の電源負荷Ｌ１、Ｌ２とからなる。
【００４９】
複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３はそれぞれ、電力変換器（発電インバータ）ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３によってトルク制御される。
【００５０】
車両１には、補機としての電源負荷Ｌが搭載されており、電源負荷Ｌは、複数の電源負荷Ｌ１、Ｌ２からなる。複数の電源負荷Ｌ１、Ｌ２は、たとえば高速バスにおける空調機器、路外地形（オフロード）を走行可能な特装車における照明灯、通信装置、計算機、レーダなどの車載品である。
【００５１】
車両１には、キャパシタや蓄電池などによって構成された蓄電部Ｃが搭載されており、蓄電部Ｃは、複数の電源負荷Ｌ１、Ｌ２それぞれに対応して設けられた複数の蓄電部Ｃ１、Ｃ２からなる。
【００５２】
電源部ＰＳは、第１の電源系統のグループＰＳ１と、第２の電源系統グループＰＳ２から構成されている。
【００５３】
電源部ＰＳは、１つの発電モータＧＭ１と１つの電力変換器ＩＮＶ１に対して１つの蓄電部Ｃ１と１つの電源負荷Ｌ１からなる第１の電源系統ＰＳ１が設けられたグループと、２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３と２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して１つの蓄電部Ｃ２と１つの電源負荷Ｌ２からなる第２の電源系統ＰＳ２が設けられたグループとにグループ分けされている。
【００５４】
電力変換器ＩＮＶ１と蓄電部Ｃ１と電源負荷Ｌ１は、直流電源線ＬＮ１によって電気的に接続されている。
【００５５】
電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３と蓄電部Ｃ２と電源負荷Ｌ２は、直流電源線ＬＮ２によって電気的に接続されている。
【００５６】
統括制御装置１６は、複数の電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータ制御指令（トルク指令）Ｓ２を出力して、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３をトルク制御する。
【００５７】
統括制御装置１６から電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して負（−）極性のトルク指令Ｓ２が与えられると、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３は複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が発電機として作動するように制御する。すなわちエンジン２で発生した出力トルクの一部は、駆動軸１７を介して複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の回転軸に伝達されてエンジン２のトルクを吸収して発電が行われる。そして発電モータＧＭ１で発生した交流電力は電力変換器ＩＮＶ１で直流電力に変換されて直流電源線ＬＮ１に供給される。同様に、発電モータＧＭ２、ＧＭ３で発生した交流電力は電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３で直流電力に変換されて直流電源線ＬＮ２に供給される。
【００５８】
また、統括制御装置１６から電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して正（＋）極性のトルク指令Ｓ２が与えられると、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３は複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が電動機として作動するように制御する。すなわち蓄電部Ｃ１に蓄積された直流電力は電力変換器ＩＮＶ１で交流電力に変換されて発電モータＧＭ１に供給され、発電モータＧＭ１の回転軸を回転作動させる。これにより発電モータＧＭ１でトルクが発生し、このトルクは、発電モータＧＭ１の回転軸を介して駆動軸１７に伝達されて、エンジン２の出力トルクに加算される。この加算した出力トルク（走行動力）Ｔは、動力伝達機構４に入力される。同様に、蓄電部Ｃ２に蓄積された直流電力は電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３で交流電力に変換されて発電モータＧＭ２、ＧＭ３に供給され、発電モータＧＭ２、ＧＭ３の回転軸を回転作動させる。これにより発電モータＧＭ２、ＧＭ３でトルクが発生し、このトルクは、発電モータＧＭ２、ＧＭ３の回転軸を介して駆動軸１７に伝達されて、エンジン２の出力トルクに加算される。この加算した出力トルク（走行動力）Ｔは、動力伝達機構４に入力される。
【００５９】
複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の発電量（吸収トルク量）、電動量（アシスト量；発生トルク量）は、上記トルク指令Ｓ２の内容に応じて変化する。
【００６０】
蓄電部Ｃ１は、発電モータＧＭ１が発電作用した場合に発電した電力を蓄積する。また蓄電部Ｃ１は、蓄電部Ｃ１に蓄積された電力を電力変換器ＩＮＶ１または電源負荷Ｌ１に供給する。同様に、蓄電部Ｃ２は、発電モータＧＭ２、ＧＭ３が発電作用した場合に発電した電力を蓄積する。また蓄電部Ｃ２は、蓄電部Ｃ２に蓄積された電力を電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３または電源負荷Ｌ２に供給する。
【００６１】
直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２には、電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷と蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄電残量を検出する電力負荷／蓄電残量検出装置１０が設けられている。電力負荷／蓄電残量検出装置１０は、電圧センサなどで構成されている。
【００６２】
統括制御装置１６は、走行状態検出装置１５から出力される車両１の現在の走行状態を示す信号と、電力負荷／蓄電残量検出装置１０から出力される電源負荷Ｌ１、Ｌ２の現在の電力負荷と蓄電部Ｃ１、Ｃ２の現在の蓄電残量を示す信号をそれぞれ入力して、車両１の走行状態と電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷と蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄電残量に応じて、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に発電モータ制御指令（トルク指令）Ｓ２を出力するとともに、エンジン２にエンジン制御指令（アクセル開度指令）Ｓ１を出力して、エンジン２の出力トルクと複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生または吸収されるべきトルクを制御する。
【００６３】
（発電モータと電力変換器の分割数について）
図１では、発電モータＧＭを３つの発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３に分割しているが、これは一例であり、分割数は、車両１の用途（電力負荷）や、分割後の１個当たりの電気容量の大きさによって定まるものであり、これ以外の分割数になることがある。分割後の複数の発電モータ個々の電気容量が均等になるように分割してもよく、不均等になるように分割してもよい。
【００６４】
分割数は、分割後の１つの発電モータの電気容量が、ハイブリッドシステムを搭載した乗用車に使用されている量産品の発電モータの電気容量と同じかほぼ同じとなる分割数にすることが望ましい。このように発電モータを量産品の容量に合わせて分割することで、発電モータのみならず電力変換器（発電インバータ）などの部品についても量産品を流用することができる。
【００６５】
例えば量産品の発電モータの電力が３０ｋＷであり、車両１のエンジン２の馬力が４００ｋＷとする。
【００６６】
車両１の用途がバスのような人員輸送用であれば、電源負荷（補機）として、車内の空調機器が必要となる。電力負荷としては、車内の空調機器への給電と走行特性改善のために、全体で５０ｋＷ程度の発電モータＧＭが必要になる。よって、発電モータＧＭを２つに分割して、量産品の３０ｋＷの発電モータを２つ使用して電気容量６０ｋＷを確保して、補機への５０ｋＷの電力負荷を賄えるようにすればよい。
【００６７】
同様に、車両１の用途が工事用であれば、走行中の空調や走行特性の改善に優先して停車時の照明機器や作業機器への給電が重視される。このため電力負荷としては、照明機器や作業機器などの補機への給電のために１００ｋＷ程度の発電モータＧＭが必要になる。よって、発電モータＧＭを４つに分割して、量産品の３０ｋＷの発電モータを４つ使用して電気容量１２０ｋＷを確保して、補機への１００ｋＷの電力負荷を賄えるようにすればよい。
【００６８】
電力変換器の分割数についても同様である。
【００６９】
発電モータ、電力変換器の分割数は、特殊大型装輪車に搭載されるエンジン２の馬力（概ね４００ｋＷ）を普通乗用車に搭載されるエンジンの馬力（概ね４０ｋＷ〜２００ｋＷ）で割った２〜１０程度の分割数が現実的な数値である。ただし車両１の用途によって必要であればそれ以上の分割数になることもある。
【００７０】
このように本実施例によれば、発電モータおよび電力変換器を、普通乗用車等に搭載されるものとして量産されている部品単位に分割するようにしたので、少量多品種の車両であっても、長期間にわたる部品調達と保全サービスを保証することが可能となる。
【００７１】
以下、統括制御装置１６で行われる制御内容について説明する。
【００７２】
（走行状態に応じた制御）
統括制御装置１６では、上述したように、走行状態検出装置１５から出力される車両１の現在の走行状態を示す信号に基づいて、エンジン２の出力トルクと複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生または吸収されるべきトルクを制御している。
【００７３】
この走行状態に応じた制御の一例として、発進時における駆動輪２７のスリップ状態に応じた制御を説明する。たとえば低摩擦係数の路面でアクセルペダルを大きく踏み込んで車両を急発進させようとすると、駆動輪が路面との間で滑って空転してしまい、駆動輪が益々泥地にはまり込む等して、車両が進まなくなるため、これを防止する必要がある。逆に摩擦係数が高い路面で車両が発進させるときには、最大の加速度で車両を発進させることが望ましい。発進時のスリップ状態に応じた制御は、このような要請に応えることができる。特に、路面の摩擦係数が極端に低くなる場所（オフロード）を走行する機会の多い用途の車両１にあっては、この発進時のスリップ状態に応じた制御は、有効である。
【００７４】
この発進時のスリップ状態に応じた制御を行うには、走行状態検出装置１５として、駆動輪２７のスリップ状態を検出する装置が少なくとも設けられる。スリップ状態検出装置は、たとえば駆動輪２７に設けられた駆動輪２７の実際の速度を検出する車輪速度検出センサと、実際の車速から駆動輪２７の理論上の速度を演算する車輪速度演算器と、これら実際の速度と理論速度との偏差を演算して、偏差が所定のしきい値以上であるか否かに応じてスリップ状態であるか否かを判断するスリップ状態判断手段とで構成される。実際の車速は、車両１の前後方向の加速度を検出する加速度センサを設け、この加速度センサの検出加速度を積分演算することで推定演算される。
【００７５】
低摩擦係数の路面で車両１が急発進すると、駆動輪２７が路面との間で滑って空転するため、駆動輪２７の実際の速度が駆動輪２７の理論速度よりも大きくなり、偏差がしきい値を超えるため、走行状態検出装置１５では、スリップありと判断される。
【００７６】
統括制御装置１６では、スリップ状態であるという判断結果が入力されると、ブレーキペダルの操作の有無にかかわらずに、実際の速度が異常に上昇した（空転した）駆動輪２７に対してブレーキを作動させるように制御するとともに、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が発電作用するように、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータ制御指令（トルク指令）Ｓ２を出力する  なお、統括制御装置１６は、エンジン２に対しては、アクセルペダルの開度に応じたエンジン出力トルクが得られるように、エンジン制御指令（アクセル開度指令）Ｓ１を出力している。
【００７７】
このためエンジン２で発生した出力トルクの一部が、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で吸収されて、動力伝達機構４に伝達されるトルクが減少される。これにより、駆動輪２７が、低い適切な駆動力で回転し、駆動輪２７と路面との間の空転が抑制されて、車両１が発進する。
【００７８】
これに対して、高摩擦係数の路面では車両１が急発進しても駆動輪２７が路面との間で滑って空転することはない。このため、駆動輪２７の実際の速度と駆動輪２７の理論速度との偏差が小さく、偏差がしきい値を超えることがないため走行状態検出装置１５では、スリップなしと判断される。
【００７９】
統括制御装置１６では、スリップ状態ではないという判断結果が入力されると、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が電動作用するように、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータ制御指令（トルク指令）Ｓ２を出力する  なお、統括制御装置１６は、エンジン２に対しては、アクセルペダルの開度に応じたエンジン出力トルクが得られるように、エンジン制御指令（アクセル開度指令）Ｓ１を出力している。
【００８０】
このため発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３でトルクが発生して、このトルクがエンジン２で発生した出力トルクに加算され、動力伝達機構４に伝達されるトルクが増大される。これにより、駆動輪２７が、より大きな駆動力で回転し、車両１が大きな加速度で発進する。
【００８１】
逆に、下り坂でエンジンブレーキをかけた状態で車両１が走行するときには、余分な走行エネルギーを回生したり、駆動輪２７がロックした場合にはロック状態を解除して安定して走行させる必要がある。このような状況が予測される場合には、ロック状態に応じた制御を行ってもよい。
【００８２】
車両１が下り坂でエンジンブレーキをかけながら走行している場合であっても、乾いた舗装道路のように高摩擦係数の路面では、駆動輪２７はロックすることがない。このため、駆動輪２７の実際の速度と駆動輪２７の理論速度との偏差はしきい値を超えることがなく、走行状態検出装置１５では、ロック状態ではないと判断される。
【００８３】
統括制御装置１６では、ロック状態ではないという判断結果が入力され、かつ車両１が下り坂をエンジンブレーキをかけながら走行中であるという判断結果が入力されると、エンジンブレーキがかかることによって熱に変換されている走行エネルギーを回生するために、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が発電作用するように、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータ制御指令（トルク指令）Ｓ２を出力する  
これに対して同じ車両１が下り坂でエンジンブレーキをかけながら走行している場合であっても、薄く雪をかぶった舗装道路のように低摩擦係数の路面では、低いエンジン回転数につられて駆動輪２７がロックしてしまう。このため駆動輪２７の実際の速度が駆動輪２７の理論速度を大きく下回り、偏差がしきい値を超え、走行状態検出装置１５では、ロック状態であると判断される。
【００８４】
統括制御装置１６では、ロック状態であるという判断結果が入力され、かつ車両１が下り坂をエンジンブレーキをかけながら走行中であるという判断結果が入力されると、駆動輪２７のロック状態を抑制して下り坂でブレーキが効くように回復させるために、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が電動作用するように、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータ制御指令（トルク指令）Ｓ２を出力する。
【００８５】
このため発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３でトルクが発生して、このトルクがエンジン２で発生した出力トルクに加算され、動力伝達機構４に伝達されるトルクが増大される。これにより、駆動輪２７が、より大きな駆動力で回転し、駆動輪２７のロック状態が解除され、下り坂でブレーキを効かせることができるようになる。
【００８６】
上述の発進時のスリップ状態に応じた制御、あるいはロック状態に応じた制御は、統括制御装置１６で行われる「走行状態に応じた制御」を例示したものであり、これ以外にもハイブリッドシステムを搭載した車両で従来より行われている制御を適用することができる。上述の例では、エンジン２で発生する出力トルク自体は、アクセルペダルの開度に応じて変化するものとして説明したが、他の操作子の操作状態や他の検出手段の検出結果に応じてエンジン２の出力トルクを制御してもよい。また、上述の例では、エンジン２で発生する出力トルク自体はあくまでアクセルペダル開度等によって定まるものであり発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３における発電量（吸収トルク量）、電動量（アシスト量；発生トルク量）によっては変化しないものとして説明したが、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３における発電量、電動量に応じてエンジン２の出力トルクを変化させる実施も可能である。たとえば燃費を向上させる等するために、発進時には発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が電動作用させ、発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が電動作用している間は、エンジン２の出力トルクを低下させるかエンジン２を停止させて、主に発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生するトルクで車両１を走行させるようにする実施も可能である。
【００８７】
以上が統括制御装置１６で行われる「走行状態に応じた制御」の内容である。
【００８８】
（電源負荷の電力負荷に応じた制御）
本実施例で想定している特殊大型装輪車が乗用車などの一般自動車と異なるのは、前述したとおり、走行負荷に加えて電源負荷における電力負荷（必要電力）が走行中に変化し、しかもその電力負荷の大きさが走行負荷に比して無視できないくらい大きいことである。このため車両の走行中には、走行負荷のみならず電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷に応じた制御が必要となる。以下では、この電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷に応じた制御の一例について説明する。
【００８９】
統括制御装置１６は、エンジン負荷、電力負荷の大きさに応じて下記の各種制御を実行する。エンジン２の負荷は、エンジン２の回転数を検出したり、エンジン２の駆動軸１７のトルクを検出したりすることで、計測することができる。電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷は、電力負荷／蓄電残量検出装置１０によって検出される。電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷は、たとえば直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２の電圧等を検出することで、計測することができる。
【００９０】
・エンジン負荷が軽い場合の制御
統括制御装置１６で、エンジン２の負荷が軽いと判断された場合には、統括制御装置１６は、図２に矢印にて示す電力の流れになるように制御する。
【００９１】
すなわち統括制御装置１６から電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して負（−）極性のトルク指令Ｓ２が与えられ、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が発電機として作動する。複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発電された電力の一部は直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２を介して蓄電部Ｃ１、Ｃ２に供給されて直流電力として蓄積される（充電される）。一方複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発電された電力の残りは直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２を介して電源負荷Ｌ１、Ｌ２に電源負荷電力して供給される。
【００９２】
エンジン２の負荷が軽いため、エンジン２の動力の一部を蓄電部Ｃ１、Ｃ２と電源負荷Ｌ１、Ｌ２に電力として供給したとしても、車両１の走行状態に影響を与えることは殆どなく（たとえば、エンジン２の回転数が低下し車両１が急減速することはなく）、また電源負荷Ｌ１、Ｌ２に対しても安定して電力供給することができる。
【００９３】
・エンジン負荷が重く電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷が急増（増加）した場合の制御
エンジン２の走行負荷が重く、かつ電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷が急増したと判断された場合には、統括制御装置１６は図３に矢印にて示す電力の流れになるように制御する。
【００９４】
すなわち、統括制御装置１６から電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して負（−）極性のトルク指令Ｓ２が与えられ、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が発電機として作動する。複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発電された電力は直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２を介して電源負荷Ｌ１、Ｌ２に電源負荷電力として供給される。一方、蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄積電力は、放電によって直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２を介して電源負荷Ｌ１、Ｌ２に電源負荷電力として供給される。
【００９５】
このように複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発電された電力に、蓄電部Ｃ１、Ｃ２に蓄積された電力を加えて電源負荷Ｌ１、Ｌ２に供給することで、電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷の急増に対処でき電源負荷Ｌ１、Ｌ２へ安定して電力を供給することができる。また蓄電部Ｃ１、Ｃ２から電源負荷Ｌ１、Ｌ２に供給される電力分だけ、エンジン２の動力を、電源負荷Ｌ１、Ｌ２のために消費しなくてすみ走行負荷に回すことができるため、車両１の走行状態に影響を与えることは殆どない。
【００９６】
なお、走行負荷も電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷も重負荷の状態が続いた場合には、自動制御または手動制御によって車両１の走行速度を徐々に下げてエンジン２の走行負荷を軽減してもよい。これによりエンジン２の出力トルクに余裕をもたせて電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力需要を満たすことができる。
【００９７】
・電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷が重く、エンジン負荷が急増（増加）した場合の制御
電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷が重く、かつエンジン２の走行負荷が急増したと判断された場合には、統括制御装置１６は、図４に矢印にて示す電力の流れになるように制御する。なお、エンジン２の走行負荷が重くなる場合は、たとえばオフロードを走行中に泥濘地などにさしかかって摩擦係数が急増する場合である。
【００９８】
すなわち、統括制御装置１６から電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して正（＋）極性のトルク指令Ｓ２が与えられ、蓄電部Ｃ１、Ｃ２に蓄積された電力が直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３を介して複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３に供給され、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の回転軸を回転作動させる。複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生したトルクは、エンジン駆動軸１７に伝達されて、エンジン２の出力トルクに加算される。一方、蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄積電力は、放電によって直流電源線ＬＮ１、ＬＮ２を介して電源負荷Ｌ１、Ｌ２に電源負荷電力として供給される。
【００９９】
このようにエンジン２の出力トルクに、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の発生トルクが加算されてエンジン２の出力トルクをアシストすることで、走行負荷の急増に対処できる。また蓄電部Ｃ１、Ｃ２から電源負荷Ｌ１、Ｌ２へ安定して電力を供給することができる。
【０１００】
なお、走行負荷も電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力負荷も重負荷の状態が続いた場合には、自動制御または手動制御によって車両１の走行速度を徐々に下げてエンジン２の走行負荷を軽減してもよい。これによりエンジン２の出力トルクに余裕をもたせて電源負荷Ｌ１、Ｌ２の電力需要を満たすことができる。
【０１０１】
（第１の制御；エネルギー効率を最大にする制御）
この第１の制御は、第６発明に対応する。この第１の制御は、上述の「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」と併せて行われる。
【０１０２】
図５は第１の制御の内容を示している。図５は、図１の構成のうち、２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３と２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して１つの蓄電部Ｃ２と１つの電源負荷Ｌ２からなる第２の電源系統ＰＳ２が設けられたグループの部分を取り出して示したものである。
【０１０３】
本実施例では、同グループ内の２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３で発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、当該グループ内の２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３および２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３のエネルギー損失が最小となるように制御する。発電モータと電力変換器を組み合わせたとき、回転数と出力トルクに応じてエネルギー効率が変化する。そこで、２つの発電モータと電力変換器を組み合わせたとき、最大のエネルギー効率が得られる出力トルクの組み合わせを、回転数に応じて求めて、その出力トルク値の組み合わせとなるように、電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して制御指令Ｓ２を与えるようにすればよい。
【０１０４】
これについて図６を参照して説明する。図６は、発電モータＧＭ２、ＧＭ３および電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３の回転数とトルクとエネルギー効率の関係（効率特性曲線）を例示している。
【０１０５】
発電モータＧＭ２、ＧＭ３の定格出力はそれぞれ、３０ｋＷであるとして説明する。
【０１０６】
同図６に示すように、発電モータＧＭ２、ＧＭ３は、回転数がＮｘで最大トルクＴｘの８０％を出力する動作点Ａ（回転数Ｎｘ、トルク０．８Ｔｘ）では、９０％のエネルギー効率が得られる。これに対して、発電モータＧＭ２、ＧＭ３は、同じ回転数Ｎｘで最大トルクＴｘの４０％を出力する動作点Ｂ（回転数Ｎｘ、トルク０．４Ｔｘ）では、７０％のエネルギー効率が得られる。
【０１０７】
ここで、回転数Ｎｘのときに、発電モータＧＭ２、ＧＭ３のうちいずれかを最大トルクＴｘの８０％となるトルクで（動作点Ａ）、他方をトルク０％で駆動したとする。
【０１０８】
一方の動作点Ａで力行動作する発電モータで発生する機械出力Ｐは、
Ｐ＝３０×０．８＝２４ｋＷ
となる。動作点Ａにおけるエネルギー効率は９０％であるため、発電モータへの電気入力は、
２４／０．９＝２６．７ｋＷ
となる。よって、発電モータＧＭ２、ＧＭ３では、
２６．７−２４＝２．７ｋＷ
のエネルギー損失が生じる。
【０１０９】
これに対して、同じ回転数Ｎｘのときに、発電モータＧＭ２、ＧＭ３の両方を最大トルクＴｘの４０％となるトルクで（動作点Ｂ）で駆動したとする。
【０１１０】
動作点Ｂで力行動作する２台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３で発生する機械出力Ｐは、
Ｐ＝３０×０．４×２（台）＝２４ｋＷ
となる。動作点Ｂにおけるエネルギー効率は７０％であるため、発電モータＧＭ２、ＧＭ３への電気入力は、
２４／０．７＝３４．２ｋＷ
となる。よって、発電モータＧＭ２、ＧＭ３では、
３４．２−２４＝１０．２ｋＷ
のエネルギー損失が生じる。
【０１１１】
したがって、回転数Ｎｘのときには、図５に示すように、発電モータＧＭ２、ＧＭ３の出力トルクの組み合わせが（０．８Ｔｘ、０）となるように、つまりたとえば一方の発電モータＧＭ２で発生する機械出力が２４ｋＷとなり、他方の発電モータＧＭ３で発生する機械出力が０ｋＷとなるように、電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して制御指令Ｓ２を与えることで、エネルギー損失が最小となり最大のエネルギー効率が得られる。
【０１１２】
図６の効率特性曲線に示すように、回転数を変化させた場合には、単独の発電モータのトルク、エネルギー効率が変化するため、エネルギー損失が最小となり最大のエネルギー効率が得られる発電モータＧＭ２、ＧＭ３の出力トルクの組み合わせも当然に変化する。
【０１１３】
図７は、図６と同じ効率特性曲線上において、上述の回転数Ｎｘとは異なる回転数Ｎｙにおける動作点Ｃ、Ｄを示したものである。
【０１１４】
図７に示すように、発電モータＧＭ２、ＧＭ３は、回転数がＮｙで最大トルクＴｙの８０％を出力する動作点Ｃ（回転数Ｎｙ、トルク０．８Ｔｙ）では、６０％のエネルギー効率が得られる。これに対して、発電モータＧＭ２、ＧＭ３は、同じ回転数Ｎｙで最大トルクＴｘの４０％を出力する動作点Ｂ（回転数Ｎｙ、トルク０．４Ｔｙ）では、７０％のエネルギー効率が得られる。
【０１１５】
ここで、回転数Ｎｙのときに、発電モータＧＭ２、ＧＭ３のうちいずれかを最大トルクＴｙの８０％となるトルクで（動作点Ｃ）、他方をトルク０％で駆動したとする。
【０１１６】
一方の動作点Ｃで力行動作する発電モータで発生する機械出力Ｐは、
Ｐ＝３０×０．８＝２４ｋＷ
となる。動作点Ｃにおけるエネルギー効率は６０％であるため、発電モータへの電気入力は、
２４／０．６＝４０ｋＷ
となる。よって、発電モータＧＭ２、ＧＭ３では、
４０−２４＝１６ｋＷ
のエネルギー損失が生じる。
【０１１７】
これに対して、同じ回転数Ｎｙのときに、発電モータＧＭ２、ＧＭ３の両方を最大トルクＴｙの４０％となるトルクで（動作点Ｄ）で駆動したとする。
【０１１８】
動作点Ｄで力行動作する２台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３で発生する機械出力Ｐは、
Ｐ＝３０×０．４×２（台）＝２４ｋＷ
となる。動作点Ｄにおけるエネルギー効率は７０％であるため、発電モータＧＭ２、ＧＭ３への電気入力は、
２４／０．７＝３４．２ｋＷ
となる。よって、発電モータＧＭ２、ＧＭ３では、
３４．２−２４＝１０．２ｋＷ
のエネルギー損失が生じる。
【０１１９】
したがって、回転数Ｎｙのときには、発電モータＧＭ２、ＧＭ３の出力トルクの組み合わせが（０．４Ｔｙ、０．４Ｔｙ）となるように、電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して制御指令Ｓ２を与えることで、エネルギー損失が最小となり最大のエネルギー効率が得られる。
【０１２０】
上述の例では、１つの電源負荷Ｌ２に対して２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３が設けられた場合にこれら２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３で最大のエネルギー効率が得られるようにしているが、同様にして任意のＭ台の２台の発電モータで最大のエネルギー効率が得られるようにすることができる。
【０１２１】
図８は、任意のＭ台（実施例では２台）の発電モータで最大のエネルギー効率が得られるようにするための処理手順をフローチャートで示している。同処理は、統括制御装置１６で実行される。
【０１２２】
（１） 総動力の算出（ステップ１０１）
１つの電源負荷Ｌ２に対して設けられたＭ台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３…で発生させるべき総動力Ｐtotal（ｋＷ）を求める。
【０１２３】
（２） 総トルクの算出（ステップ１０２）
総動力Ｐtotalと発電モータの現在の回転数ＮからＭ台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３…で発生させるべき総トルクＴtotal（Ｎ・ｍ）を求める。
【０１２４】
（３）Ｍ台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３…から均等なトルクを発生させた場合の総損失ＰＬcompareを求める（ステップ１０３）
まず、総トルクＴtotalをＭ台の発電モータに均等に分配したときの平均トルクＴaverageを、つぎのようにして求める。
【０１２５】
Ｔaverage＝Ｔtotal／Ｍ  …（１）
つぎに、総トルクＴtotalをＭ台の発電モータに均等に分配したときの全発電モータの総損失ＰＬaverageを、つぎのようにして求める。
【０１２６】
【数１】
2007331653.tif 000003
【０１２７】
ただし、ｍ番目の発電モータの損失ＰＬｍは、回転数Ｎとｍ番目の発電モータのトルクＴｍの関数Ｆ（Ｎ、Ｔｍ）であり、関数Ｆ（Ｎ、Ｔｍ）は発電モータと電力変換器の効率特性曲線から求めることができる。
【０１２８】
（４）１番目の発電モータのトルクを変化させたときの全発電モータの総損失ＰＬcompareを求める（ステップ１０４）
まず、Ｍ台のうち１台目の発電モータのトルクをΔＴ減少させて、残りのＭ−１台の発電モータのトルクをΔＴ／（Ｍ−１）だけ増加させたトルクＴcompareを、つぎのようにして求める。
【０１２９】
Ｔcompare＝（Ｔcompare＋ΔＴ）／（Ｍ−１）   …（３）         
つぎに、上記のごとく１台目の発電モータのトルクを減らし、残りのＭ−１台のトルクを増加させたときの全発電モータの総損失ＰＬcompareを、つぎのようにして求める。
【０１３０】
【数２】
2007331653.tif 000004
【０１３１】
ただし、ｍ番目の発電モータの損失ＰＬｍは、回転数Ｎとｍ番目の発電モータのトルクＴｍの関数Ｆ（Ｎ、Ｔｍ）であり、関数Ｆ（Ｎ、Ｔｍ）は発電モータと電力変換器の効率特性曲線から求めることができる。
【０１３２】
トルク減少量ΔＴを更に変化させて上述の１台目の発電モータのトルクを減らし、残りのＭ−１台のトルクを増加させたときの全発電モータの総損失ＰＬcompareを求める操作を、繰り返し行う（ステップ１０４、１０５、１０６）。ステップ１０４の処理は、いずれかの発電モータのトルクが１００％以上または０％以下になるか（ステップ１０５の判断「範囲外である」）、あるいは総損失ＰＬcompareが減少しなくなるまで（ステップ１０６の判断「減少しない」）、繰り返される。
【０１３３】
（５）残りのＭ−１台についても、発電モータのトルクを変化させたときの全発電モータの総損失ＰＬcompareを求める（ステップ１０５）
すなわち、上記ステップ１０４における（３）、（４）式の演算処理が、２番目の発電モータについても同様にして行われ、ステップ１０５と同様に、いずれかの発電モータのトルクが１００％以上または０％以下になるか、あるいはステップ１０６と同様に、総損失ＰＬcompareが減少しなくなるまで、繰り返される。以下、３番目…Ｍ−１番目の各発電モータについて順次同様な処理が実行される。
【０１３４】
この結果、最終的に総損失ＰＬcompareが最小値ＰＬminになるときのＭ台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３…のトルク値がそれぞれ求められる（ステップ１０７）。
【０１３５】
統括制御装置１６は、求められた各出力トルク値が得られるように、対応する各電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３…に対して制御指令Ｓ２を与える。
【０１３６】
以上は、１つの電源負荷Ｌ２に対して設けられたＭ台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３…が電動作用（力行動作）する場合を例にとり説明したが、発電作用（回生動作）する場合にも同様にして総損失ＰＬcompareが最小になるときのＭ台の発電モータＧＭ２、ＧＭ３…の各トルク値を算出することができ、求められた各トルク値が得られるように、対応する各電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３…に対して制御指令Ｓ２を与えることができる。
【０１３７】
（第２の制御；蓄電部の蓄電残量に応じた制御）
この第２の制御は、第７発明に対応する。この第２の制御は、上述の「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」と併せて行われる。また、第２の制御を、第１の制御と併せて行うようにしてもよい。
【０１３８】
図９は第２の制御の内容を示している。図９は、図１の構成のうち、１つの発電モータＧＭ１と１つの電力変換器ＩＮＶ１に対して１つの蓄電部Ｃ１と１つの電源負荷Ｌ１からなる第１の電源系統ＰＳ１が設けられたグループと、２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３と２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して１つの蓄電部Ｃ２と１つの電源負荷Ｌ２からなる第２の電源系統ＰＳ２が設けられたグループの部分を取り出して示したものである。
【０１３９】
本実施例では、蓄電部Ｃ２の蓄電残量が不足しているグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して発電モータＧＭ２、ＧＭ３を発電作用（回生動作）させるための制御指令Ｓ２を与えるとともに、蓄電部Ｃ１の蓄電残量に余裕のあるグループの電力変換器ＩＮＶ１に対して発電モータＧＭ１を電動作用（力行動作）させるための制御指令Ｓ２を与えるように制御するものである。
【０１４０】
すなわち、電源系統がＰＳ１、ＰＳ２と独立して設けられている構成では、一方の電源系統ＰＳ２の電源負荷Ｌ２の電力需要が大きくなり、蓄電部Ｃ２の蓄電量が低下したとしても、他方の電源系統ＰＳ１の蓄電部Ｃ１から直接、蓄電部Ｃ２に電力を供給して充電させることはできない。そこで、このように一方のグループの電源負荷Ｌ２の電力需要が大きくなり、蓄電部Ｃ２の蓄電量が低下した場合には、蓄電部Ｃ２に比べて相対的に蓄電量に余裕のある蓄電部Ｃ１を備えた他方のグループの発電モータＧＭ１を電動作用（力行動作）させてトルクを発生させ、蓄電量に余裕のないグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３を発電作用（回生動作）させてトルクを吸収させて、蓄電部Ｃ１に電力を供給して充電させるようにする。両グループの一方ではトルクが発生し他方ではトルクを吸収しているため、両方の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３で発生するトルクの合計量が、上述の「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」において必要なトルク発生量若しくはトルク吸収量になるように調整すればよい。ただし、一方のグループで放電が行われ他方のグループで充電が行われるため効率はやや悪化するおそれがある。しかし、電力需要が大きいグループにおいて蓄電部Ｃ２の蓄電残量がゼロになるという致命的な状況は、速やかに回避することができる。
【０１４１】
また、この第２の制御が必要となるのは、電力負荷の大きさが走行負荷に比して無視できないくらい大きい電源負荷を搭載した車両（特殊大型装輪車）ゆえの特殊性に基づくものである。これについて、図１０（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【０１４２】
図１０（ａ）は、エンジンアシスト型パラレルハイブリッドシステムを備えた乗用車、商用車等一般自動車における電力の流れを示した図であり、図１０（ｂ）は、同じくエンジンアシスト型パラレルハイブリッドシステムを備えた特殊大型装輪車における電力の流れを示した図である。なお、図１０では、説明の便宜上図１と同様の構成要素に同様の符号を付している。
【０１４３】
周知のように、エンジンアシスト型パラレルハイブリッドシステムを備えた一般自動車では、図１０（ａ）に示すように、エンジンアシスト用の発電モータＧＭは１つだけであり、発電モータＧＭを駆動する電力変換器（発電インバータ）ＩＮＶ、蓄電部Ｃも１つだけである。また、一般自動車でハイブリッドシステムを搭載しているのは、蓄電部Ｃに走行エネルギーを一時的に蓄積することで燃費を向上させることが主な目的である。空調機器などの補機は搭載してはいるものの補機の負荷はきわめて小さく、また補機はエンジンによる直接駆動であり蓄電部の電力によって駆動される構成のものではない。このため補機の負荷が急に増大して走行状態に無関係に蓄電部の蓄電残量が急に減少するという現象は生じない。
【０１４４】
これに対して、本実施例で想定している特殊大型装輪車では、図１０（ｂ）に示すように大容量の電源負荷（補機）Ｌを備えており、発電モータＧＭは車両１の走行負荷に応じてエンジンアシストするのみならず、発電モータ容量と同規模の大容量電源負荷Lに電力
を供給する発電機として機能することが要求されている。一方で、車載する場所の場積の制約等によって電力消費量に見合った巨大な電気容量の蓄電器を車載することができないのが実情である。このため電源負荷Ｌの電力需要が急増すると、蓄電部Ｃの蓄電残量は、車両１の走行状態とは無関係に急激に減少し得る。
【０１４５】
このように電力負荷の大きさが走行負荷に比して無視できないくらい大きい電源負荷を搭載した車両（特殊大型装輪車）にあっては、蓄電残量が不足した蓄電部に迅速に電力を供給して充電させることができる第２の制御を行う必要性が高い。
【０１４６】
一般的に、蓄電量が不足した場合には、エンジン２の出力を増大させることによって発電モータＧＭの発電量を増やして蓄電部Ｃに電力を供給すればよい。しかし、場積の制約等によって車載できる蓄電部Ｃの蓄電容量が小さいために、エンジン２に対して出力増大の指令を与えてから実際にエンジン２で出力が増加するまでの応答時間が長くなってしまう（たとえば応答時間が数百ミリ秒かかることがある）。このためエンジン２の出力が増加して充電が始まるまでの間に蓄電部Ｃの蓄電量が底をついて直流電源線ＬＮの電圧が異常に低下して、電力変換器ＩＮＶが動作できなくなってしまうリスクがある。つまり蓄電部Ｃの電気容量に比べて電源負荷Ｌの電力消費量が大きい状況では、エンジン出力の増加を待つことができないケースが発生する。このため電力消費量が比較的少なく蓄電部Ｃの蓄電残量に比較的余裕のある他の電源系統から緊急に電力を融通する必要が生じるのである。
【０１４７】
図９に示した２つの電源系統ＰＳ１、ＰＳ２の各グループにおいて、これら２つの電源系統を正常に運用するために、本来であれば、蓄電部の過充電と過放電を避けなければならない。
【０１４８】
しかしながら、２つの電源系統のうちいずれの電源系統の電力消費量が大きいかは、その場面での電源負荷の稼働状況に依存して変化する。
【０１４９】
上述の「走行状態に応じた制御」や「電源負荷の電力負荷に応じた制御」を実行しただけでは、蓄電部の蓄電残量を適切な範囲に維持することができず、一方の電源系統の電源負荷の電力消費量が大き過ぎて蓄電部が過放電に陥る状況が発生し得る。
【０１５０】
そこで、上述の「走行状態に応じた制御」や「電源負荷の電力負荷に応じた制御」を実行中に、一方の電源系統の電力消費量が急激に増大して蓄電部が過放電に陥るとともにエンジン出力を急上昇させられない状態になった場合には、図９に示すように、蓄電残量に余裕のある電源系統（ＰＳ１）のグループの発電モータＧＭ１を力行動作させてトルクを発生させ、蓄電量が底をつき蓄電残量に余裕のない電源系統（ＰＳ２）のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３を回生動作させてトルクを吸収して発電した電気エネルギーで蓄電部（Ｃ２）を充電させるようにする。
【０１５１】
発電モータと電力変換器（発電インバータ）は、実際の回転数よりも高い回転数の速度指令Ｓ２が与えられると、力行動作を行って発電モータから回転トルクを発生させるという性質がある。逆に、実際の回転数よりも低い回転数の速度指令Ｓ２が与えられると、回生動作を行って発電モータが回転トルクを吸収して発電するという性質がある。以下ではこの性質を利用して制御する実施例について、図１１、図１２を併せ参照して説明する。
【０１５２】
なお、以下では、電源系統ＰＳ２のグループで蓄電量が不足したという状況を想定して説明する。
【０１５３】
図１１は、統括制御装置１６で行われる第２の制御の処理手順を示すフローチャートである。図１２（ａ）、（ｂ）は、電源系統ＰＳ２のグループで蓄電量が不足してから充電に至るまでの典型的な状況のタイムチャートを示している。図１２（ａ）は、統括制御装置１６から一方の電源系統ＰＳ１のグループの電力変換器ＩＮＶ１に与えられる速度指令値（速度指令値で指示される回転数）、他方の電源系統ＰＳ２のグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に与えられる速度指令値（速度指令値で指示される回転数）、エンジン２の実回転数（電源系統ＰＳ１のグループの発電器ＧＭ１の実回転数）それぞれの時間経過に伴う変化を示している。図１２（ｂ）は、一方の電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１の力行（放電）または回生（充電）の電流値、他方の電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３の力行（放電）または回生（充電）の電流値それぞれの時間経過に伴う変化を示している。
【０１５４】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、統括制御装置１６は、蓄電量が底をつき蓄電残量に余裕のない電源系統ＰＳ２のグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に与える速度指令値Ｓ２を下げて発電モータＧＭ２、ＧＭ３を発電作用（回生動作）させると同時に、蓄電残量に余裕のある電源系統ＰＳ１の電力変換器ＩＮＶ１に与える速度指令値Ｓ２を上げて発電モータＧＭ１を電動作用（力行動作）させる。ただし、このままでは、力行動作を行っているグループの蓄電器Ｃ１の蓄電量が減少してしまうため、これを避けるためにエンジン２に対して出力を増大するように指令Ｓ１を与える。エンジン２の出力が増大しはじめて発電モータＧＭ１の回転数が上昇したら、電力変換器ＩＮＶ１に与える速度指令値Ｓ２を下げて発電モータＧＭ１の力行動作を終了させる。なお、さらに電力変換器ＩＮＶ１に与える速度指令値Ｓ２を下げて発電モータＧＭ１を発電作用（回生動作）させて、蓄電部Ｃ１で低下した蓄電量を補充するための充電が行われる。
【０１５５】
以下、図１２（ａ）、（ｂ）中の各時刻ｔ１〜ｔ９毎に動作をより詳細に説明する。
【０１５６】
（時刻ｔ１以前）  統括制御装置１６は、電力負荷／蓄電残量検出装置１０から出力される蓄電部Ｃ１、Ｃ２の現在の蓄電残量を示す信号をそれぞれ入力して、蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄電残量が下限に達したか否かを判断する（ステップ２０１）。この結果、たとえば電源系統ＰＳ２のグループの蓄電部Ｃ２の蓄電残量が下限に達していると判断した場合には（ステップ２０１の判断「あり」）、つぎに、その蓄電量不足状態はエンジン出力を増加させるまで待つことができる状態であるか否か、つまりエンジン２の出力が増加して充電が始まるまでの間に、蓄電残量が下限に達している蓄電部Ｃ２の蓄電量が底をついて直流電源線ＬＮ２の電圧が異常に低下するようなことがないか否かが判断される。なお、この判断は、蓄電量の減少の速度やエンジン負荷（走行負荷）の大きさを加味して行うことができる（ステップ２０２）。
【０１５７】
この結果、蓄電量不足状態はエンジン出力を増加させるまで待つことができる状態であると判断された場合には（ステップ２０２の判断「待てる」）、エンジン２に対して出力増加させる旨の指令Ｓ１を与えてエンジン出力を増加させエンジン出力が増加したならば電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２の発電量を増やして蓄電部Ｃ２に電力を供給し充電を行う（ステップ２０５）。
【０１５８】
しかし、蓄電量不足状態はエンジン出力を増加させるまで待つことができない状態であると判断された場合には（ステップ２０２の判断「待てない」）、複数の電源系統（実施例では２つの電源系統ＰＳ１、ＰＳ２）のうち最も蓄電量に余裕のある１つ若しくは複数の電源系統（実施例では、他方の電源系統ＰＳ１）を選択する（ステップ２０３）。
【０１５９】
（時刻ｔ１）  統括制御装置１６は、上記ステップ２０３で選択した電源系統（ＰＳ１）のグループの電力変換器ＩＮＶ１に与える速度指令値Ｓ２を緩やかに上げて発電モータＧＭ１を力行動作させてエンジン２にトルクを供給し始めると同時に、エンジン回転数が変化しないように他方の電源系統（ＰＳ２）のグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対する速度指令値を緩やかに下降させてエンジントルクを吸収させ始める。このとき、電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１は、蓄電部Ｃ１に蓄電された電力が放電されることで、その放電された電力で力行動作し、他の電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３は回生動作して発電することにより蓄電部Ｃ２を充電し始める（ステップ２０４）。
【０１６０】
（時刻ｔ２）  統括制御装置１６からエンジン２に対してエンジン出力を増大させるための指令Ｓ１が出力される（ステップ２０５）。エンジン２の回転数が上昇するにつれて、エンジン実回転数が、電源系統ＰＳ１のグループの電力変換器ＩＮＶ１に対して指示される回転数に近づく。このため電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１の力行（放電）の電流が徐々に下がり始める。この間、電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３の回生（充電）電流は変化せず、蓄電部Ｃ２への充電が継続する。
【０１６１】
（時刻ｔ３）  エンジン実回転数が、電源系統ＰＳ１のグループの電力変換器ＩＮＶ１に対して指示される回転数と等しくなると、電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１の力行（放電）の電流がゼロになる。そこで、放電によって減少した蓄電部Ｃ１の蓄電量を補給する目的で、電源系統ＰＳ１のグループの電力変換器ＩＮＶ１に対する速度指令値を緩やかに下降させて発電モータＧＭ１にてエンジントルクを吸収させる。これにより電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１に回生（充電）の電流が流れ始める。同時に、エンジン２のトルクが電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１で消費されるためエンジン実回転数が若干低下する。エンジン実回転数の低下により、電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３の回生（充電）の電流が若干減少するが、蓄電部Ｃ２における充電は継続する。
【０１６２】
（時刻ｔ４）  時刻ｔ４でエンジン回転数が安定し、やがて時刻ｔ５で電源系統ＰＳ１の蓄電部Ｃ１への蓄電量の補給が完了する。そこで、時刻ｔ５で電源系統ＰＳ１のグループの電力変換器ＩＮＶ１に対する速度指令値を上昇させると、時刻ｔ６で発電モータＧＭ１の電流がゼロになる。時刻ｔ５よりエンジン回転数が上昇し時刻ｔ６で、時刻ｔ３時点のエンジン回転数に復帰する。電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３の回生（充電）電流についても、時刻ｔ５より上昇し時刻ｔ６で、時刻ｔ３時点の電流に復帰する。
【０１６３】
時刻ｔ６以降、電源系統ＰＳ１のグループの発電モータＧＭ１の電流はゼロを維持し、電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３で回生（充電）電流を生成し続ける。ステップ２０６では、蓄電量が不足する全ての電源系統（実施例では、電源系統ＰＳ２）で充電が完了したか否かが判断される。
【０１６４】
（時刻ｔ７）  やがて時刻ｔ７で、電源系統ＰＳ２の充電部Ｃ２の充電が完了する（ステップ２０６の判断「充電完了」）。そこで、電源系統ＰＳ２のグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対する速度指令値を緩やかに上昇させて、速度指令値で指示される回転数をエンジン実回転数に一致させるようにする。やがて時刻ｔ８で、電源系統ＰＳ２のグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して指示される回転数がエンジン実回転数と等しくなる。これにより電源系統ＰＳ２のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３でも電流がゼロになる。そこで、時刻ｔ８で、統括制御装置１６からエンジン２に対して、エンジン出力を増加前の時刻ｔ１時点のエンジン出力まで低下させるための指令Ｓ１が出力される。
【０１６５】
時刻ｔ８以降、エンジン回転数が低下するが、エンジン回転数の低下に合わせて電源系統ＰＳ１のグループの電力変換器ＩＮＶ１に対する速度指令値および電源系統ＰＳ２のグループの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ２に対する速度指令値を低下させることで、両回転数は一致しながら低下する。これにより時刻ｔ８以降、いずれのグループの発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３の電流がゼロのまま、つまりトルクの発生も吸収もしないまま、エンジン回転数が低下することになり、やがて時刻ｔ９で時刻ｔ１時点のエンジン回転数に復帰する。
【０１６６】
なお、本実施例では、速度指令に従って出力トルクを自動調節する「速度制御型」の発電モータと電力変換器の制御系を想定して説明したが、出力トルクを自動調節する制御系には、「速度制御型」以外にも「トルク制御型」や「速度指令を主としトルクに応じて速度を逓減する型」なども存在する。上記第２の制御は、これか各種の制御系に対しても適用することができる。
【０１６７】
以上のようにして、第２の制御によれば、一方の電源系統の電力消費量が急激に増大して蓄電部が過放電に陥るとともにエンジン出力を急上昇させられない状態になった場合に、蓄電残量に余裕のある電源系統（ＰＳ１）のグループの発電モータＧＭ１を力行動作させてトルクを発生させ、蓄電量が底をつき蓄電残量に余裕のない電源系統（ＰＳ２）のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３を回生動作させてトルクを吸収して発電した電気エネルギーで蓄電部（Ｃ２）を充電させるようにしたので、エンジン出力の低下をきたさずに、つまり車両１の走行状態に影響を与えることなく、きわめて迅速に蓄電部の充電を行うことができる。
【０１６８】
図１５は、上述の第２の制御を、前述の第１の制御、「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」と組み合わせて実施する場合の処理手順を例示している。
【０１６９】
すなわち、まず、上述の「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」において必要なトルク発生量若しくはトルク吸収量（トルク合計量）が算出される（ステップ３０１）。
【０１７０】
つぎに、ステップ３０１で算出されたトルクの合計量を、複数の電源系統（実施例では、第１の電源系統ＰＳ１と、第２の電源系統ＰＳ２）にどのように配分するかが判断される。
【０１７１】
この配分の判断は、蓄電部の蓄電残量が下限に達しているか否かに応じて異なる。
【０１７２】
蓄電部Ｃ１、Ｃ２のうち少なくとも１つの蓄電部の蓄電残量が下限に達している場合には（ステップ３０２の判断「緊急」）、緊急に充電が必要であると判断され、第２の制御（緊急充電）が実行される。つまり蓄電残量に余裕のある電源系統（ＰＳ１）のグループの発電モータＧＭ１を力行動作させてトルクを発生させ、蓄電量が底をつき蓄電残量に余裕のない電源系統（ＰＳ２）のグループの発電モータＧＭ２、ＧＭ３を回生動作させてトルクを吸収して発電した電気エネルギーで蓄電部（Ｃ２）を充電させる制御が行われ、そのような配分で両電源系統にトルクが分配される。なお、両グループのトルクの合計量は、ステップ３０１で算出された値となるので、結果的に、「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」が同時に実行されることになる（ステップ３０３）。
【０１７３】
これに対して、両方の蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄電残量が下限に達していない場合には（ステップ３０２の判断「問題なし」）、通常の充電制御が行われる。すなわち、ステップ３０１で算出されたトルク合計量が得られ、かつ各蓄電部Ｃ１、Ｃ２の蓄電残量が下限に達しない適切な範囲に入るように、電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して制御指令Ｓ２が与えられる。なお、両グループのトルクの合計量は、ステップ３０１で算出された値となるので、結果的に、「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」が同時に実行されることになる（ステップ３０４）。
【０１７４】
複数の発電モータおよび複数の電力変換器が設けられたグループに関しては、上記ステップ３０３ないしはステップ３０４で、同グループに配分されたトルクの大きさに応じて、第１の制御が行われる。すなわち、同グループに配分されたトルクの大きさに応じて、同グループ内の２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３および２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３のエネルギー損失が最小となるような制御が行われる（ステップ３０５）。
【０１７５】
上述の実施例では、図１に示すように、１つの発電モータＧＭ１と１つの電力変換器ＩＮＶ１に対して１つの蓄電部Ｃ１と１つの電源負荷Ｌ１からなる第１の電源系統ＰＳ１が設けられたグループと、２つの発電モータＧＭ２、ＧＭ３と２つの電力変換器ＩＮＶ２、ＩＮＶ３に対して１つの蓄電部Ｃ２と１つの電源負荷Ｌ２からなる第２の電源系統ＰＳ２が設けられたグループとにグループ分けされた構成のものについて説明したが、これは一例であり、任意の分け方にてグループ分けをすることができる。たとえば、図１３（ａ）に示すように、１つの発電モータＧＭと１つの電力変換器ＩＮＶに対して１つの蓄電部Ｃと１つの電源負荷Ｌからなる電源系統ＰＳが設けられた各グループにグループ分けされた構成のものに、上述の第２の制御を適用してもよい。また、図１３（ｂ）に示すように、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…と複数の電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…に対して１つの蓄電部Ｃと１つの電源負荷Ｌからなる電源系統ＰＳが設けられた各グループにグループ分けされた構成のものに、上述の第１の制御、第２の制御を適用してもよい。図１３（ｂ）では、２つの発電モータＧＭ１、ＧＭ２および２つの電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２からなるグループＡと、３つの発電モータＧＭ３、ＧＭ４、ＧＭ５および３つの電力変換器ＩＮＶ３、ＩＮＶ４、ＩＮＶ５からなるグループＢにグループ分けされた構成を例示しており、グループＡ、グループＢそれぞれ毎にそのグループ内の複数の発電モータおよび複数の電力変換器にける総損失ＰＬを最小にする第１の制御が行われる。
【０１７６】
また、第１の制御を行うためには、少なくとも発電モータＧＭおよび電力変換器ＩＮＶが複数あればよく、蓄電部Ｃ、電源負荷Ｌは１つであってもよい。複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…および複数の電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…に対して、１つの蓄電部Ｃ、１つの電源負荷Ｌが設けられた構成のものに、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…で発生または吸収されるべきトルクの大きさに応じて、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２…および複数の電力変換器ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…のエネルギー損失が最小となるようにする第１の制御を適用することができる。
【０１７７】
また、上述の実施例では、図１に示すように、複数の発電モータＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３が、エンジン２の駆動軸１７と、動力伝達機構４との間に介在して設けられた構成のものを想定して説明したが、複数の発電モータを設ける場所にこの構成のものに限定されるわけではない。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示するように、複数の発電モータをそれぞれ別の場所に設ける実施も可能である。
【０１７８】
すなわち、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）では、２つの発電モータＧＭ１、ＧＭ２が別の場所に設けられた構成を例示している。
【０１７９】
図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、入力軸に伝達された動力を２つの出力軸に伝達する動力分配機構３が設けられている。
【０１８０】
図１４（ａ）では、エンジン２の駆動軸１７が、動力分配機構３の入力軸、動力分配機構３の一方の出力軸を介して、一方の発電モータＧＭ１の回転軸に連結している。発電モータＧＭ１の回転軸は、動力伝達機構４の入力軸１９に連結している。動力分配機構３の他方の出力軸は、他方の発電モータＧＭ２の回転軸に連結している。
【０１８１】
図１４（ｂ）では、エンジン２の駆動軸１７が、一方の発電モータＧＭ１の回転軸を介して動力分配機構３の入力軸に連結している。動力分配機構３の一方の出力軸は、動力伝達機構４の入力軸１９に連結している。また、動力分配機構３の他方の出力軸は、他方の発電モータＧＭ２の回転軸に連結している。
【０１８２】
図１４（ｃ）では、エンジン２に駆動軸１７以外に、出力を取り出す軸１８が設けられる。エンジン２の出力取り出し軸１８に、一方の発電モータＧＭ１の回転軸が連結している。エンジン２の駆動軸１７は、動力分配機構３の入力軸に連結している。動力分配機構３の一方の出力軸は、動力伝達機構４の入力軸１９に連結している。また、動力分配機構３の他方の出力軸は、他方の発電モータＧＭ２の回転軸に連結している。
【０１８３】
図１４（ｄ）では、エンジン２の出力取り出し軸１８に、一方の発電モータＧＭ１の回転軸が連結している。エンジン２の駆動軸１７は、他方の発電モータＧＭ２の回転軸を介して、動力伝達機構４の入力軸１９に連結している。
【０１８４】
また、上述の実施例では、発電モータＧＭが複数の発電モータに分割されていることを想定して説明したが、図１５に示すように、発電モータＧＭを分割することなく１つの発電モータＧＭで構成し、１つの発電モータＧＭを、エンジン２の駆動軸１７と、動力伝達機構４との間に介在して設けるように構成にして、上述の「走行状態に応じた制御」、「電源負荷の電力負荷に応じた制御」を行うようにしてもよい。この実施例によれば、発電モータを収容するスペースに制約のある車両であっても、限られた少ない場積にコンパクトに配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】図１は、実施形態の車両の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の統括制御装置で、エンジンの負荷が軽いと判断された場合になされる制御を説明する図で、矢印にて電力の流れを説明する図である。
【図３】図３は、図１の統括制御装置で、エンジンの走行負荷が重く、かつ電源負荷の電力負荷が急増したと判断された場合になされる制御を説明する図で、矢印にて電力の流れを説明する図である。
【図４】図４は、図１の統括制御装置で、電源負荷の電力負荷が重く、かつエンジンの走行負荷が急増したと判断された場合になされる制御を説明する図で、矢印にて電力の流れを説明する図である。
【図５】図５は、実施例の第１の制御の内容を説明する図で、図１の構成のうち、２つの発電モータと２つの電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる第２の電源系統が設けられたグループの部分を取り出して示した図である。
【図６】図６は、発電モータおよび電力変換器の回転数とトルクとエネルギー効率の関係（効率特性曲線）を例示した図である。
【図７】図７は、発電モータおよび電力変換器の回転数とトルクとエネルギー効率の関係（効率特性曲線）を例示した図である。
【図８】図８は、図１の統括制御装置で行われる第１の制御を説明する図で、任意の台数の発電モータで最大のエネルギー効率が得られるようにするための処理手順をフローチャートで示した図である。
【図９】図９は、図１の統括制御装置で行われる第２の制御を説明する図で、図１の構成のうち、１つの発電モータと１つの電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる第１の電源系統が設けられたグループと、２つの発電モータと２つの電力変換器に対して１つの蓄電部と１つの電源負荷からなる第２の電源系統が設けられたグループの部分を取り出して示した図である。
【図１０】図１０（ａ）は、エンジンアシスト型パラレルハイブリッドシステムを備えた乗用車、商用車等一般自動車における電力の流れを示した図であり、図１０（ｂ）は、同じくエンジンアシスト型パラレルハイブリッドシステムを備えた特殊大型装輪車における電力の流れを示した図である。
【図１１】図１１は、図１の統括制御装置１６で行われる第２の制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は、蓄電量が不足してから充電に至るまでの典型的な状況のタイムチャートである。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は、発電モータと電力変換器がそれぞれ複数設けられた構成を例示した図で、図１とは異なる構成例を示した図である。
【図１４】図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、複数の発電モータの配置構成例をそれぞれ示す図である。
【図１５】図１５は、実施例の各種制御を組み合わせて行う場合の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８６】
１  車両  ２  エンジン  ４  動力伝達機構  ＧＭ（ＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３）  発電モータ  ＩＮＶ（ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３）  電力変換器（発電インバータ）  Ｃ（Ｃ１、Ｃ２）  蓄電部    １０  電力負荷／蓄電残量検出装置  １５  走行状態検出装置  １６  統括制御装置  ２７  駆動輪
【図１】
2007331653.tif 000005
【図２】
2007331653.tif 000006
【図３】
2007331653.tif 000007
【図４】
2007331653.tif 000008
【図５】
2007331653.tif 000009
【図６】
2007331653.tif 000010
【図７】
2007331653.tif 000011
【図８】
2007331653.tif 000012
【図９】
2007331653.tif 000013
【図１０】
2007331653.tif 000014
【図１１】
2007331653.tif 000015
【図１２】
2007331653.tif 000016
【図１３】
2007331653.tif 000017
【図１４】
2007331653.tif 000018
【図１５】
2007331653.tif 000019