(57)【要約】【課題】車両の操縦安定性を向上させることが可能な車両の回生電力制御装置を提供する。【解決手段】発電機４が発電した電力を交流電力に変換するインバータ６と、インバータ６が変換した交流電力により従駆動輪を駆動させるモータ８と、発電機４とインバータ６の間でインバータ６と並列かつ電気的に接続し、且つモータ８が発生した回生電力をジュール熱に変換して消費する電力消費部６４と、通電状態でインバータ６の直流側と電力消費部６４を接続するスイッチング部６６を備え、回生電力がインバータ６及びモータ８の損失から構成される内部損失以上である場合に、スイッチング部６６を通電状態に切り替えて、インバータ６の直流側と電力消費部６４を接続し、さらに、発電機４が発電する電力が従駆動輪の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となるように、発電機４への発電指令値を制御する。【選択図】図２
2009219191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動輪を駆動する主駆動源と、当該主駆動源からの駆動力を動力源として発電する発電機と、当該発電機が発電した電力が供給され、且つ前記供給された電力を交流電力に変換するインバータと、当該インバータにより変換した交流電力が供給されて従駆動輪を駆動するモータと、を有する車両に備えられ、
前記モータが発生した回生電力を、前記発電機よりも前記モータ側で消費する回生電力消費手段を備えた車両の回生電力制御装置であって、
前記従駆動輪の駆動時に前記発電機が発電すべき必要電力を演算する電力演算手段と、前記発電機が発電する電力が前記必要電力となるように発電機への発電指令値を制御する発電指令値制御手段と、を備え、
前記回生電力消費手段は、前記発電機と前記インバータとの間でインバータと並列かつ電気的に接続した電力消費回路と、前記回生電力発生時の前記インバータの直流側における直流電圧及び直流電流のうち少なくとも一方に応じて、前記電力消費回路へ前記回生電力を供給する回生電力供給部と、を備え、
前記電力消費回路は、通電した前記回生電力を消費する電力消費部と、通電状態で前記インバータの直流側と前記電力消費部とを接続し、且つ非通電状態で前記インバータの直流側と前記電力消費部との接続を遮断するスイッチング部と、を備え、
前記回生電力供給部は、前記直流電圧及び直流電流のうち少なくとも一方に応じて、前記スイッチング部を前記通電状態または前記非通電状態に切り替える切り替え制御部を備え、
前記発電指令値制御手段は、前記回生電力が発生し、且つ前記切り替え制御部が前記スイッチング部を前記通電状態に切り替えると、前記発電機が発電する電力が前記電力演算手段の演算した電力となるように前記発電指令値を制御することを特徴とする車両の回生電力制御装置。
【請求項２】
前記回生電力供給部は、前記回生電力が発生すると、当該回生電力が前記インバータ及び前記モータの損失から構成される内部損失以上であるか否かを判定する電力判定部を備え、
前記切り替え制御部は、前記電力判定部が、前記回生電力が前記内部損失以上であると判定すると前記スイッチング部を前記通電状態に切り替え、且つ前記回生電力が前記内部損失未満であると判定すると前記スイッチング部を前記非前記通電状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載した車両の回生電力制御装置。
【請求項３】
前記回生電力が発生するとともに前記スイッチング部を前記通電状態に切り替えると、前記直流電圧が前記モータの誘起電圧を超えるように前記発電機への電圧指令値を制御する電圧指令値制御手段を備え、
前記電圧指令値制御手段は、前記切り替え制御部が前記スイッチング部を前記通電状態へ切り替えた状態でスイッチング部をＤｕｔｙ制御しない場合は、前記スイッチング部を前記通電状態とした後の前記直流電圧の減少量、及び前記通電状態とする前の前記直流電圧の増加量に応じて、前記直流電圧が前記モータの誘起電圧を超えるように前記電圧指令値を制御し、
前記切り替え制御部が前記スイッチング部を前記通電状態へ切り替えた状態でスイッチング部をＤｕｔｙ制御する場合は、前記スイッチング部を前記通電状態とした後の前記直流電圧に応じて、前記直流電圧が前記モータの誘起電圧を超えるように前記電圧指令値を制御することを特徴とする請求項１または２に記載した車両の回生電力制御装置。
【請求項４】
前記発電指令値制御手段は、前記回生電力が発生するとともに前記スイッチング部を前記通電状態に切り替えると、前記発電機が発電した発電機電流に応じて前記発電指令値を制御することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載した車両の回生電力制御装置。
【請求項５】
前記回生電力が発生するとともに前記スイッチング部を前記通電状態に切り替えると、前記発電機が発電する電力が、前記電力消費部、前記インバータ及び前記モータの損失から構成される内部損失によって消費可能な電力を超えないように、前記発電機の発電量を制御する発電量制御部を備えることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載した車両の回生電力制御装置。
【請求項６】
主駆動輪を駆動する主駆動源からの駆動力を動力源として発電する発電機が発電した電力が供給されたインバータが、前記供給された電力を交流電力に変換し、この変換した交流電力が供給されて従駆動輪を駆動するモータが発生した回生電力を、前記発電機よりも前記モータ側で消費する車両の回生電力制御方法であって、
通電した前記回生電力を消費する電力消費部を備え、
前記回生電力発生時の前記インバータの直流側における直流電圧及び直流電流のうち少なくとも一方に応じて、前記インバータの直流側と前記電力消費部とを接続またはインバータの直流側と電力消費部との接続を遮断し、
前記回生電力が発生するとともに前記インバータの直流側と前記電力消費部とを接続すると、前記発電機が発電する電力が前記電力演算手段の演算した電力となるように発電機への発電指令値を制御することを特徴とする車両の回生電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主駆動輪の駆動源となるエンジン等の主駆動源で発電機を駆動し、その発電機が発電した電力により、インバータを介して従駆動輪の駆動源となるモータを駆動する車両が備える車両の回生電力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発電機が発電した電力によって駆動し、従駆動輪の駆動原となるモータを備える車両においては、ロールバックやロールフォワード等の走行状態で、モータが発電機として機能し、回生電力が発生する。なお、ロールバックとしては、登り傾斜の坂道における後退等があり、ロールフォワードとしては、回生制動時や、下り傾斜の坂道における慣性による前進等がある。
【０００３】
このようにして発生した回生電力は、モータから、発電機等の供給側へ戻り、発電機が発電する電力を抑制する要因となるため、モータの回生による制動力やモータが出力するトルクが低下する要因となるおそれがある。
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されているように、インバータ及びモータの損失から構成される内部損失によって、回生電力を消費することにより、モータの回生による制動力やモータが出力するトルクの低下を抑制する発明がある。
【０００４】
特許文献１に記載されている発明は、バッテリが満充電の状態であり、回生電力をバッテリに蓄電できない状態で回生電力を消費するために、モータに印加する電圧を減少させることにより、電流を増加させるものである。これにより、モータの銅損及びインバータ内の抵抗による損失から構成される内部損失を増加させて、モータが発生した回生電力を、ジュール熱に変換して消費する。
【特許文献１】特開平５−２５２６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている発明を含め、内部損失によって回生電力を消費する方法では、発電機の発電量を、内部損失によって消費可能な範囲内に抑制する必要がある。
したがって、ロールバックやロールフォワード等から力行へ移行した状態で、車両が四輪駆動状態となり、モータが出力するトルクを増加させたい場合であっても、内部損失によって発電機の発電量に制限がかかってしまうこととなる。
【０００６】
このため、発電機の発電量が、従駆動輪の駆動時に発電すべき必要電力未満となり、坂道の登攀走行や、坂道発進等の大きな加速力が要求される場合であっても、従駆動輪のトルクを所望の大きさとすることが困難であるという問題が生じるおそれがある。
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、回生状態から力行へ移行する際に、従駆動輪のトルクを所望の大きさとすることが可能な車両の回生電力制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、主駆動輪を駆動する主駆動源からの駆動力を動力源として発電する発電機が発電した電力が、供給された電力を交流電力に変換するインバータを介して従駆動輪を駆動するモータへ供給される車両に備えられ、
前記発電機よりも前記モータ側で、前記モータが発生した回生電力を消費する車両の回生電力制御装置であって、
前記発電機と前記インバータとの間でインバータと並列かつ電気的に接続した電力消費回路が備える通電した前記回生電力を消費する電力消費部と、前記インバータの直流側とを、前記回生電力発生時の前記インバータの直流側における直流電圧及び直流電流のうち少なくとも一方に応じて、接続または接続を遮断し、
前記発電機への発電指令値を、前記回生電力が発生するとともに前記インバータの直流側と前記電力消費部とを接続すると、前記発電機が発電する電力が前記従駆動輪の駆動時に発電機が発電すべき必要電力となるように制御することを特徴とする車両の回生電力制御装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通電した回生電力を消費する電力消費部とインバータの直流側とを、回生電力発生時の、インバータの直流側における直流電圧及び直流電流のうち少なくとも一方に応じて、接続または接続を遮断する。これに加え、回生電力が発生するとともに電力消費部とインバータの直流側とを接続すると、発電機への発電指令値を、発電機が発電する電力が、従駆動輪の駆動時に発電機が発電すべき必要電力となるように制御する。
【０００９】
このため、モータが発電機となって発生する回生電力を、電力消費部によって、発電機よりもモータ側で消費することが可能となるとともに、発電機が発電する電力を、従駆動輪の駆動時に発電機が発電すべき必要電力とすることが可能となる。
その結果、回生状態から力行へ移行する際に、モータのトルクを、従駆動輪の駆動時に必要とされるトルクとすることが可能となるため、従駆動輪のトルクを所望の大きさとすることが可能となり、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（実施形態）
（構成）
図１は、本実施形態の回生電力制御装置を備えた車両の概略装置構成図である。
図１中に示すように、本実施形態の回生電力制御装置を備えた車両は、エンジン１と、主駆動輪２と、発電機４と、インバータ６と、モータ８と、従駆動輪１０とを有する車両である。
エンジン１は、内燃機関であり、主駆動輪２を駆動させる主駆動源を構成している。本実施形態では、主駆動輪２を、車両前後方向前方において、それぞれ、左右に配置した、左右前輪２Ｌ、２Ｒによって構成している。
エンジン１の吸気管路（図示せず）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を介装している。
【００１１】
メインスロットルバルブには、アクセル開度指示装置であるアクセルペダルを連結しており、アクセルペダルの踏み込み量等に応じて開閉することにより、その開度を調整制御する構成となっている。アクセルペダルには、アクセル開度を検出するアクセルセンサを設けている。アクセルセンサは、検出したアクセル開度を含む情報信号を、後述するエンジンコントローラ１２に送信する。
【００１２】
サブスロットルバルブは、アクチュエータとしてステップモータを備えており、ステップモータのステップ数に応じた回転角により、そのサブスロットル開度を調整制御する構成となっている。また、サブスロットルバルブには、スロットルセンサ（図示せず）を設けており、このスロットルセンサによって検出したサブスロットル開度検出値に基づいて、ステップモータのステップ数をフィードバック制御する構成となっている。
【００１３】
ここで、サブスロットルバルブのサブスロットル開度を、メインスロットルバルブのメインスロットル開度以下等に調整することにより、運転者によるアクセルペダルの操作とは独立して、エンジン１の出力トルクＴｅを減少させることが可能な構成となっている。つまり、サブスロットルバルブの開度を調整する制御を、エンジン１による主駆動輪２の加速スリップを抑制する駆動力制御とする。
【００１４】
エンジンコントローラ１２は、アクセルセンサ及び４ＷＤコントローラ１４に接続しており、メインスロットルバルブを電気的に調整制御してメインスロットル開度を調整し、エンジン１の駆動状態を制御する機能を有している。メインスロットルバルブの電気的な調整制御は、例えば、アクセルセンサが検出したアクセル開度と、４ＷＤコントローラ１４が出力した信号とに基づいて行う。
【００１５】
左右前輪２Ｌ、２Ｒには、それぞれ、前輪速センサ１６ＦＬ、１６ＦＲを設けている。
各前輪速センサ１６ＦＬ、１６ＦＲは、それぞれ、対応する左右前輪２Ｌ、２Ｒの回転速度及び回転数を検出し、この検出した回転速度及び回転数を含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
エンジン１と左右前輪２Ｌ、２Ｒとの間には、トランスミッション等を備える変速機１８を介装している。これにより、エンジン１が駆動すると、エンジン１の回転トルクＴｅを、変速機１８を介して、左右前輪２Ｌ、２Ｒに伝達する構成としている。
【００１６】
発電機４は、エンジン１からの駆動力を動力源として駆動し、直流の電力を発電する。具体的には、発電機４が有する回転軸を、エンジン１の回転軸と無端ベルト２０を介して連結している。これにより、エンジン１の回転トルクＴｅの一部を、無端ベルト２０を介して発電機４に伝達し、発電機４の回転軸を、エンジン１の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｈで回転させて、直流の電力を発電する。
【００１７】
また、発電機４は、４ＷＤコントローラ１４が調整する発電機界磁電流Ｉｆｇに応じて、エンジン１に対する負荷となり、その負荷トルクに応じた発電を行う。発電機４が発電する直流の電力（発電電力）の大きさは、発電機４の回転数Ｎｇと発電機界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより決定する。なお、発電機４の回転数Ｎｇは、エンジン１の回転数Ｎｅから、プーリ比に基づき演算することが可能である。
【００１８】
発電機４には、電線２２及びジャンクションボックス２４を介して、インバータ６を接続している。そして、発電機４が発電した直流の電力を、ジャンクションボックス２４を介して、インバータ６へ供給可能としている。
ジャンクションボックス２４は、その内部に、発電機４とインバータ６とを接続または遮断するリレーが設けてある。そして、このリレーを接続した状態で、発電機４が発電した直流の電力をインバータ６へ供給する。インバータ６は、発電機４が供給した直流の電力を、例えば、三相交流等の交流電力に変換してモータ８へ供給する。
【００１９】
モータ８は、例えば、界磁巻線型同期モータであり、界磁コイルを有するロ一タ（図示せず）と、回転磁界を発生するための三相巻線（電機子コイル）が巻かれたステータ（図示せず）とを備えている。なお、モータ８としては、上記の界磁巻線型同期モータ以外に、ロータに永久磁石を有する永久磁石型同期モータや誘導モータを適用してもよい。
また、モータ８は、ロータが有する界磁コイルに電流を流すことで発生する磁界と、ステータに巻かれた電機子コイルから発生する磁界との相互作用により回転運動する。これにより、モータ８は、従駆動輪１０を駆動させる従駆動源を構成している。本実施形態では、従駆動輪１０を、車両前後方向後方において、それぞれ左右に配置した、左右後輪１０Ｌ、１０Ｒによって構成している。
【００２０】
また、モータ８は、ロータが外力により回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用により、電機子コイルの両端に起電力を発生して発電動作する。すなわち、モータ８が発電機となって、回生電力を発生させる。なお、ロータが外力により回転させられて、回生電力が発生する場合の具体例としては、上述したロールバックやロールフォワード等がある。
【００２１】
モータ８の駆動軸は、減速機２６、クラッチ２８及びデフ３０を介して、左右後輪１０Ｌ、１０Ｒに接続可能となっている。したがって、モータ８の駆動軸が左右後輪１０Ｌ、１０Ｒに接続された状態で、モータ８が、左右後輪１０Ｌ、１０Ｒによって構成される従駆動輪１０を駆動させる。
クラッチ２８は、例えば、湿式多板クラッチによって形成してあり、モータ８から左右後輪１０Ｌ、１０Ｒまでのトルク伝達経路に介装している。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチ２８を湿式多板クラッチとしたが、これに限定されるものではなく、クラッチ２８を、例えば、パウダークラッチやポンプ式クラッチとしてもよい。
【００２２】
また、クラッチ２８は、４ＷＤコントローラ１４が出力するクラッチ制御指令に応じて、接続状態または解放状態となり、車両の駆動状態を、四輪駆動状態または二輪駆動状態とする。
具体的には、クラッチ２８を接続状態とすると、モータ８の駆動軸を左右後輪１０Ｌ、１０Ｒに接続して、車両を四輪駆動状態とする。この状態では、左右前輪２Ｌ、２Ｒ及び左右後輪１０Ｌ、１０Ｒを駆動輪とする。
【００２３】
一方、クラッチ２８を解放状態とすると、モータ８の駆動軸と左右後輪１０Ｌ、１０Ｒとの接続を解除して、車両を二輪駆動状態とする。この状態では、左右前輪２Ｌ、２Ｒのみを駆動輪とする。
左右後輪１０Ｌ、１０Ｒには、それぞれ、後輪速センサ３２ＲＬ、３２ＲＲを設けている。
各後輪速センサ３２ＲＬ、３２ＲＲは、それぞれ、対応する左右後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度及び回転数を検出し、この検出した回転速度及び回転数を含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
【００２４】
図２は、パワーエレクトロニクス部の構成を示す図である。
図２中に示すように、パワーエレクトロニクス部は、発電機４と、インバータ６と、モータ８と、電力消費回路３４と、４ＷＤコントローラ１４とを備えている。
発電機４は、整流器３６を介してインバータ６と接続しており、発電機側界磁回路３８を有している。
整流器３６とインバータ６との間には、発電機電流センサ４０、直流電流センサ４２及び直流電圧センサ４４を配置している。
発電機電流センサ４０は、具体的には、発電機４と電力消費回路３４との間に配置してある。
【００２５】
また、発電機電流センサ４０は、発電機４からインバータ６の入力側へ供給する電流、すなわち、発電機４が発電した電流（発電機電流Ｉｇｅｎ）を検出し、この検出した発電機電流Ｉｇｅｎの大きさを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
直流電流センサ４２は、具体的には、電力消費回路３４と後述するキャパシタ４６との間に配置してある。
【００２６】
また、直流電流センサ４２は、電力消費回路３４とキャパシタ４６との間、すなわち、インバータ６の直流側における直流電流Ｉｄｃを検出し、この検出した直流電流Ｉｄｃの大きさを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。なお、以下の説明では、回生電力発生時の直流電流Ｉｄｃ、すなわち、インバータ６の直流側から発電機４側へ流れる直流電流を、「回生直流電流ｒＩｄｃ」と記載する。
【００２７】
この回生直流電流ｒＩｄｃは、モータ８が発生した回生電力のうち、インバータ６及びモータ８の損失から構成される内部損失で消費される電力と、キャパシタ４６の容量との和を超える電力の電流である。なお、以下の説明では、キャパシタ４６の容量に関する記載は省略する。
直流電圧センサ４４は、具体的には、キャパシタ４６とインバータ６との間に配置してある。
【００２８】
また、直流電圧センサ４４は、キャパシタ４６とインバータ６との間、すなわち、インバータ６の直流側における直流電圧Ｖｄｃを検出し、この検出した直流電圧Ｖｄｃの大きさを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。なお、以下の説明では、回生電力発生時の直流電圧Ｖｄｃを、「回生直流電圧ｒＶｄｃ」と記載する。
この回生直流電圧ｒＶｄｃは、モータ８が発生した回生電力のうち、インバータ６及びモータ８の損失から構成される内部損失で消費可能な電力を超える電力の電圧である。
【００２９】
インバータ６の直流側（入力回路）には、キャパシタ４６を並列に設置している。これにより、コンデンサインプット型の回路を形成している。
インバータ６の交流側（出力回路）には、モータ８が接続しており、インバータ６の交流側とモータ８との間には、Ｖ相電流センサ４８及びＷ相電流センサ５０を配置している。
【００３０】
Ｖ相電流センサ４８は、インバータ６の交流側からモータ８へ出力するＶ相電流を検出し、この検出したＶ相電流の大きさを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
Ｗ相電流センサ５０は、インバータ６の交流側からモータ８へ出力するＷ相電流を検出し、この検出したＷ相電流の大きさを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
発電機側界磁回路３８は、定電圧電源５２と、発電機側界磁コイル５４とを備えており、４ＷＤコントローラ１４が出力した発電機制御信号に応じて、発電機界磁電流Ｉｆｇの大きさを制御する。なお、本実施形態では、定電圧電源５２として、車両に搭載した１４Ｖバッテリを用いる。
【００３１】
また、発電機側界磁回路３８は、界磁電流電源として、定電圧電源５２または発電機４自身の出力電圧（システム電圧）を選択する構成とする。これにより、界磁電流電源の陽極側を発電機側界磁コイル５４に接続して、トランジスタ（図示せず）のスイッチングを行うように構成する。この場合、システム電圧Ｖｓがバッテリ電圧Ｖｂを下回っている状態では、他励領域となってバッテリ電圧Ｖｂを発電機側界磁コイル５４の電源とする。一方、発電機４の出力が増加した場合等、システム電圧Ｖｓがバッテリ電圧Ｖｂ以上となる場合には、自励領域となって発電機４の出力電圧Ｖｇを選択し、発電機側界磁コイル５４の電源とする。すなわち、システム電圧Ｖｓ及びバッテリ電圧Ｖｂのうち、大きい方の電圧を電源電圧とすることにより、界磁電源電圧が０［Ｖ］となることを防止可能である。また、発電機界磁電流Ｉｆｇの値を、システム電圧に応じて増大することが可能であるため、発電機出力の大幅な増加が可能である。
【００３２】
モータ８は、モータ側界磁回路５６を有しており、その駆動軸にレゾルバ５８を連結している。
モータ側界磁回路５６は、モータ側界磁コイル６０を備えており、発電機４が発電した電圧を電源として、モータ側界磁回路５６に流れるモータ界磁電流Ｉｆｍを制御する。また、モータ側界磁回路５６は、定電圧電源として、発電機側界磁回路３８が備える定電圧電源５２を共用する。
【００３３】
また、モータ側界磁回路５６は、発電機側界磁回路３８と同様に、界磁電流電源として、定電圧電源５２またはシステム電圧Ｖｓを選択する構成を適用する。これにより、発電機側界磁回路３８と同様に、システム電圧Ｖｓ及びバッテリ電圧Ｖｂのうち、大きい方の電圧を電源電圧とすることにより、界磁電源電圧が０［Ｖ］となることを防止する。
また、モータ側界磁回路５６の構成は、公知のＨブリッジ回路を含み、４ＷＤコントローラ１４が出力したモータ制御信号によって、モータ側界磁回路５６に逆電圧が加わる場合にも対応可能な構成とする。
【００３４】
レゾルバ５８は、モータ８が有するロータの回転角度位置θを検出し、この検出した回転角度位置θを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
モータ側界磁コイル６０には、モータ界磁電流センサ６２を設けている。
モータ界磁電流センサ６２は、モータ側界磁回路５６を流れるモータ界磁電流Ｉｆｍを検出し、この検出したモータ界磁電流Ｉｆｍの大きさを含む情報信号を、４ＷＤコントローラ１４に出力する。
電力消費回路３４は、発電機４とインバータ６との間で、インバータと並列かつ電気的に接続している。
また、電力消費回路３４は、電力消費部６４と、スイッチング部６６とを備えている。
電力消費部６４は、例えば、抵抗であり、回生電力等の電力を通電すると、この電力をジュール熱に変換して消費する。
【００３５】
スイッチング部６６は、例えば、スイッチング素子であり、後述する切り替え制御部６８が出力する切り替え信号に応じて、通電状態または非通電状態に切り替わる。
また、スイッチング部６６は、通電状態でインバータ６の直流側と電力消費部６４とを接続し、且つ非通電状態でインバータ６の直流側と電力消費部６４との接続を遮断する。
４ＷＤコントローラ１４は、例えば、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えた構成である。４ＷＤコントローラ１４の構成については、後述する。
【００３６】
以下、図１及び図２を参照しつつ、図３から図９を用いて、４ＷＤコントローラ１４の構成について説明する。
図３は、４ＷＤコントローラ１４の詳細を示すブロック図である。
図３中に示すように、４ＷＤコントローラ１４は、目標モータトルク演算部１４Ａ、発電機供給電力演算部１４Ｂ、回生電力発生判定部１４Ｃ、回生電力供給部１４Ｄを備えている。さらに、４ＷＤコントローラ１４は、モータ制御部１４Ｅ、電圧指令値制御部１４Ｆ、発電電流指令演算部１４Ｇ、発電量制御部１４Ｈを備えている。
【００３７】
目標モータトルク演算部１４Ａは、主駆動輪２及び従駆動輪１０の車輪速度信号に基づいて算出した主駆動輪２と従駆動輪１０との車輪速度差と、アクセルペダル開度とから、モータトルク指令値Ｔｒ*を算出する。すなわち、目標モータトルク演算部１４Ａは、従駆動輪１０の駆動時に必要とされる、モータ８のトルクを演算する。
そして、目標モータトルク演算部１４Ａは、算出したモータトルク指令値Ｔｒ*を、発電機供給電力演算部１４Ｂ、モータ制御部１４Ｅ及び発電量制御部１４Ｈへ出力する。
【００３８】
発電機供給電力演算部１４Ｂは、モータトルク指令値Ｔｒ*とモータ回転数Ｎｍとに基づいて、発電機供給電力Ｐｇを、以下に示す式（１）により演算する。すなわち、発電機供給電力演算部１４Ｂは、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力を演算する。なお、モータ回転数Ｎｍは、例えば、レゾルバ５８が検出した回転角度位置θを含む情報信号に基づいて求める。
Ｐｇ＝Ｔｒ*×Ｎｍ／Иｍ…（１）
ここで、Иｍはインバータ効率である。すなわち、発電機供給電力Ｐｇは、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとの積により求めた、モータに必要な電力Ｐｍ（＝Ｔｒ*×Ｎｍ）よりも、インバータ効率Иｍの分、多い値となる。
そして、発電機供給電力演算部１４Ｂは、算出した発電機供給電力Ｐｇを、発電電流指令演算部１４Ｇへ出力する。
【００３９】
回生電力発生判定部１４Ｃは、モータ回転数Ｎｍ及びシフト位置に基づいて、車両の挙動がロールバックまたはロールフォワードとなっているか否かを判定する。そして、その判定結果を、回生電力供給部１４Ｄへ出力する。具体例としては、シフト位置が「Ｄレンジ」等の前進側である場合に、モータ回転数Ｎｍが負側（逆転側）であると、車両の挙動がロールバックであると判定する。
【００４０】
すなわち、回生電力発生判定部１４Ｃは、回生電流が発生しているか否かを判定し、その判定結果を、回生電力供給部１４Ｄへ出力する。なお、シフト位置は、例えば、変速機１８に、現在のシフト位置を検出し、この検出したシフト位置を含む情報信号を４ＷＤコントローラ１４へ出力する、シフト位置検出センサを設ける。そして、このシフト位置検出センサが出力した情報信号に基づいて、シフト位置を求める。
【００４１】
図４は、回生電力供給部１４Ｄの詳細を示すブロック図である。
図４中に示すように、回生電力供給部１４Ｄは、電力判定部７０と、切り替え制御部６８とを備えている。
電力判定部７０は、回生電力発生判定部１４Ｃから、回生電流が発生しているとの判定結果を受信すると、モータ８が発生した回生電力が、内部損失以上であるか否かを判定する。そして、その判定結果を、切り替え制御部６８へ出力する。
具体的には、回生直流電流ｒＩｄｃが０Ａ以上である場合に、回生電力が内部損失以上であると判定し、回生直流電流ｒＩｄｃが０Ａ未満である場合に、回生電力が内部損失未満であると判定する。
【００４２】
切り替え制御部６８は、電力判定部７０から、回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信すると、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を生成する。そして、この生成した情報信号を、スイッチング部６６、モータ制御部１４Ｅ、電圧指令値制御部１４Ｆ、発電電流指令演算部１４Ｇ及び発電量制御部１４Ｈへ出力する。なお、本実施形態では、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を出力した後、この情報信号をＤｕｔｙ制御しない場合について説明する。すなわち、本実施形態では、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御しない場合について説明する。
【００４３】
スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信したスイッチング部６６は、通電状態に切り替わり、インバータ６の直流側と電力消費部６４とを接続する。
ここで、上記のように、電力判定部７０が、回生電力が内部損失以上であると判定し、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を出力して、スイッチング部６６が通電状態となるまでには、一般的に、応答遅れが生じる。この場合、回生電力を電力消費部６４へ通電する前に、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることとなる。
【００４４】
したがって、本実施形態では、予め、０Ａ以上の値である閾値（以下、「回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉ」と記載する）を設定する。そして、この回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉと回生直流電流ｒＩｄｃとを比較して、回生電力が内部損失以上であるか否かの判定を行う。なお、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉは、例えば、５Ａ〜１０Ａ程度とする。
【００４５】
一方、切り替え制御部６８は、回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を受信すると、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を生成する。そして、この生成した情報信号を、スイッチング部６６、モータ制御部１４Ｅ、電圧指令値制御部１４Ｆ、発電電流指令演算部１４Ｇ及び発電量制御部１４Ｈへ出力する。
スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を受信したスイッチング部６６は、非通電状態に切り替わり、インバータ６の直流側と電力消費部６４との接続を遮断する。
以上により、切り替え制御部６８は、回生直流電流ｒＩｄｃに応じて、スイッチング部６６を通電状態または非通電状態に切り替える。
【００４６】
以下、上述した回生電力供給部１４Ｄの動作を、図５を参照して説明する。
図５は、回生電力供給部１４Ｄの動作を示すフローチャートである。
図５中に示すように、回生電力供給部１４Ｄの動作は、電力判定部７０が、回生電力発生判定部１４Ｃから、回生電流が発生しているとの判定結果を受信した時点からスタートする（スタート）。
回生電流が発生しているとの判定結果を受信した電力判定部７０は、回生電力が内部損失以上であるか否かを判定し、その判定結果を、切り替え制御部６８へ出力する（ステップＳ１０）。
また、ステップＳ１０における処理は、電力消費回路３４の制御を開始するフラグ（図５中に示す「電力消費回路制御開始フラグ」）が成立するか否かの判定を行う処理を兼ねる。
【００４７】
電力判定部７０が、回生電力が内部損失以上であると判定すると、この判定結果を、切り替え制御部６８へ出力するとともに、電力消費回路制御開始フラグが成立している（Ｙｅｓ）と判定する。
回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を生成する（図５中に示す「電力消費回路ＳＷ：オン」）。そして、この情報信号を、スイッチング部６６へ出力する（ステップＳ１２）。
【００４８】
このとき、切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御しない。
切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を出力した後、回生電力供給部１４Ｄの処理は、ステップＳ１０の処理へ復帰する（リターン）。
一方、電力判定部７０が、回生電力が内部損失未満であると判定すると、この判定結果を、切り替え制御部６８へ出力するとともに、電力消費回路制御開始フラグが成立していない（Ｎｏ）と判定する。
【００４９】
回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を生成する（図５中に示す「電力消費回路ＳＷ：オフ」）。そして、この情報信号を、スイッチング部６６へ出力する（ステップＳ１４）。
切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を出力した後、回生電力供給部１４Ｄの処理は、ステップＳ１０の処理へ復帰する（リターン）。
【００５０】
図６は、モータ制御部１４Ｅの詳細を示すブロック図である。
図６中に示すように、モータ制御部１４Ｅは、モータ界磁発電指令値算出部１００と、乗算部１０２と、モータ側フィードバック制御部１０４と、モータ側ＰＩ制御部１０６と、モータ側Ｄｕｔｙ制御部１０８とを備えている。
また、モータ制御部１４Ｅは、回生電力供給部１４Ｄから、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信すると動作する。
モータ界磁発電指令値算出部１００では、モータ回転数Ｎｍと、目標モータトルク演算部１４Ａで算出されたモータトルク指令値Ｔｒ*とを、予め格納されたモータ界磁発電指令値特性マップに適用して、モータ界磁発電指令値Ｉｆ*を算出する。そして、算出したモータ界磁発電指令値Ｉｆ*を、モータ側フィードバック制御部１０４へ出力する。
【００５１】
図７は、回生電力発生時における、モータ界磁発電指令値特性マップの一例を示す図である。
図７中に示すように、モータ界磁発電指令値特性マップは、発電機４が発電する電力（発電電力）と、モータ回転数Ｎｍと、モータトルク指令値Ｔｒ*との関係を定義するマップである。なお、本実施形態では、モータトルクが一定である状態のマップを用いる。
発電電力とモータ回転数Ｎｍとの関係は、回生電力が発生している領域では、回転数が減少（負側へ増加）するほど、発電電力も増加する。そして、増加した発電電力が発電電力閾値となると、発電電力は一定値となる。ここで、発電電力閾値は、車両の挙動が、回生電力が発生している状態から力行へ移行する際に、従駆動輪１０の駆動時に必要とされる電力に応じて設定する。
【００５２】
以下、図６を参照した説明に戻る。
乗算部１０２では、発電機電流Ｉｇｅｎと回生直流電圧ｒＶｄｃとを乗算し、この乗算した結果をモータ側フィードバック制御部１０４へ出力する。
モータ側フィードバック制御部１０４では、モータ界磁発電指令値Ｉｆ*と、乗算部１０２が出力した乗算結果から、フィードバック制御によって両者の偏差を算出し、この算出した偏差を、モータ側ＰＩ制御部１０６へ出力する。
【００５３】
モータ側ＰＩ制御部１０６では、モータ側フィードバック制御部１０４で算出した偏差に対してＰＩ制御を行った後、この偏差を、モータ側Ｄｕｔｙ制御部１０８へ出力する。
モータ側Ｄｕｔｙ制御部１０８では、ＰＩ制御を行った偏差に対し、回生直流電圧ｒＶｄｃを用いてＤｕｔｙ制御を行い、モータトルク指令値を生成する。そして、この生成したモータトルク指令値を、モータ側界磁回路５６へ出力する。
以上により、モータ制御部１４Ｅは、回生電力が発生するとともにスイッチング部６６を通電状態に切り替えると、モータ８のトルクが、目標モータトルク演算部１４Ａの演算したトルクとなるように、モータ８へのトルク指令値を制御する。
【００５４】
以下、上述した回生電力発生判定部１４Ｃ、回生電力供給部１４Ｄ及びモータ制御部１４Ｅの動作を、図８を参照して説明する。
図８は、回生電力発生判定部１４Ｃ、回生電力供給部１４Ｄ及びモータ制御部１４Ｅの動作を示すフローチャートである。
図８中に示すように、回生電力発生判定部１４Ｃ、回生電力供給部１４Ｄ及びモータ制御部１４Ｅの動作は、回生電力発生判定部１４Ｃが、回生電流が発生しているか否かの判定を行う時点からスタートする（スタート）。なお、図８中では、回生電流が発生しているか否かの判定を、車両の挙動がロールバックであるか否かの判定（図８中に示す「ロールバック運転」）を用いて行った場合を例示している。
【００５５】
回生電力発生判定部１４Ｃは、ステップＳ２０において、車両の挙動がロールバックであるか否かの判定を行う。そして、車両の挙動がロールバックであると判定した場合、この判定結果を、回生電力供給部１４Ｄが備える電力判定部７０へ出力する。
一方、回生電力発生判定部１４Ｃは、ステップＳ２０において、車両の挙動がロールバックではないと判定した場合、この判定結果を、回生電力供給部１４Ｄが備える電力判定部７０へ出力した後、ステップＳ２０の処理へ復帰する（リターン）。
【００５６】
車両の挙動がロールバックであるとの判定結果を受信した電力判定部７０は、ステップＳ２２において、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉと回生直流電流ｒＩｄｃとを比較し、回生電力が内部損失以上であるか否かの判定を行う。そして、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉが回生直流電流ｒＩｄｃ以上であり、回生電力が内部損失以上であると判定すると、この判定結果を、切り替え制御部６８へ出力する。
一方、電力判定部７０は、ステップＳ２２において、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉが回生直流電流ｒＩｄｃ未満であり、回生電力が内部損失未満であると判定すると、この判定結果を、切り替え制御部６８へ出力する。
【００５７】
回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、ステップＳ２４において、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を生成する。そして、この情報信号を、スイッチング部６６及びモータ制御部１４Ｅへ出力する（図８中に示す「電力消費回路制御開始」）。このとき、切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御しない。
【００５８】
スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信したスイッチング部６６は、通電状態に切り替わり、インバータ６の直流側と電力消費部６４とを接続する。そして、電力消費部６４は、スイッチング部６６を介して通電した回生電力を、ジュール熱に変換して消費する。
一方、回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、ステップＳ２６において、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を生成し、この情報信号を、スイッチング部６６へ出力する。その後、ステップＳ２０の処理へ復帰する（リターン）。
【００５９】
スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を受信したスイッチング部６６は、非通電状態に切り替わり、インバータ６の直流側と電力消費部６４との接続を遮断する。これにより、車両の挙動がロールバックである状態で、回生電力を、電力消費部６４を用いることなく、内部損失によって消費することとなる（図８中に示す「内部損失でロールバック運転」）。
【００６０】
スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信したモータ制御部１４Ｅは、ステップＳ２８において、モータトルク指令値を生成する（図８中に示す「ロールバック発電制御開始」）。そして、この生成したモータトルク指令値を、モータ側界磁回路５６へ出力する。モータトルク指令値をモータ側界磁回路５６へ出力した後、ステップＳ２０の処理へ復帰する（リターン）。
【００６１】
電圧指令値制御部１４Ｆは、モータ制御部１４Ｅと同様、回生電力供給部１４Ｄから、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信すると動作する。そして、回生直流電圧ｒＶｄｃがモータ８の誘起電圧を超えるように、発電機４への電圧指令値を制御する。
具体的には、スイッチング部６６を通電状態とした後の回生直流電圧ｒＶｄｃの減少量と、スイッチング部６６を通電状態とする前の回生直流電圧ｒＶｄｃの増加量と、モータ８の誘起電圧に応じて、発電機４への発電電圧指令値Ｖｄｃ*を算出する。そして、この算出した発電電圧指令値Ｖｄｃ*を、発電機４へ出力する。
【００６２】
なお、電圧指令値制御部１４Ｆは、上述したように、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御しない場合に、上記の動作を行う。一方、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合には、異なる動作を行う。切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、電圧指令値制御部１４Ｆの動作については、後述する。
【００６３】
以下、図９を参照して、電圧指令値制御部１４Ｆにより、回生直流電圧ｒＶｄｃがモータ８の誘起電圧を超えるように、発電機４への電圧指令値を制御する理由について説明する。
図９は、スイッチング部６６を通電状態とした状態における、発電機電流Ｉｇｅｎ（以下、「ジェネレータ電流」と記載する）及び直流電圧Ｖｄｃの動作点（以下、単に「動作点」と記載する）の動きを示す図である。なお、図９中に示す横軸はジェネレータ電流であり、縦軸は直流電圧Ｖｄｃである。また、図９中に示す複数本の直線Ａは、それぞれ、発電機の界磁電流が一定であるときに、動作点が移動する経路である。
【００６４】
図９中に示すように、発電機への電圧指令値が低く、直流電圧Ｖｄｃが低い点（図９中に示すＬｏｗＰ１）でスイッチング部６６を通電状態とすると、動作点が移動して、ジェネレータ電流が増加するととともに直流電圧Ｖｄｃが減少する。そして、減少した直流電圧Ｖｄｃは、抵抗値上の収束動作点（図９中に示すＬｏｗＲ１）で収束する。
この状態では、減少した直流電圧Ｖｄｃが、モータ８の誘起電圧未満となるため、発電機となったモータ８の制御が破綻する。
【００６５】
これに対し、本実施形態のように、電圧指令値制御部１４Ｆにより、発電機４への電圧指令値を制御すると、直流電圧Ｖｄｃが低い点ｌｏｗＰ１よりも直流電圧Ｖｄｃが高い点（図９中に示すＨｉＰ１）で、スイッチング部６６が通電状態となる。これは、切り替え制御部６８がスイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を出力して、スイッチング部６６が通電状態となるまでに生じる応答遅れの間に、直流電圧Ｖｄｃが増加するためである。
【００６６】
ｌｏｗＰ１よりも直流電圧Ｖｄｃが高い点ＨｉＰ１で、スイッチング部６６を通電状態とすると、動作点が移動して、ジェネレータ電流が増加するととともに直流電圧Ｖｄｃが減少する。そして、減少した直流電圧Ｖｄｃは、ＬｏｗＲ１よりも直流電圧Ｖｄｃが高い収束動作点（図９中に示すＨｉＲ１）で収束する。
この状態では、減少した直流電圧Ｖｄｃが、モータ８の誘起電圧以上となるため、発電機となったモータ８の制御が破綻することを防止可能となる。
【００６７】
発電電流指令演算部１４Ｇは、モータ制御部１４Ｅと同様、回生電力供給部１４Ｄから、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信すると動作する。そして、発電機４が発電する電力が発電機供給電力Ｐｇとなるように、発電機４への発電指令値を制御する。
具体的には、まず、発電機供給電力演算部１４Ｂで算出した発電機供給電力Ｐｇと、電圧指令値制御部１４Ｆで算出した発電電圧指令値Ｖｄｃ*に基づいて、電流指令値ｉｄｃ*を、以下に示す式（２）により演算する。
Ｉｄｃ*＝Ｐｇ／Ｖｄｃ*…（２）
【００６８】
そして、上述した式（２）によって演算した電流指令値ｉｄｃ*を、発電機制御信号として発電機４へ出力する。
発電量制御部１４Ｈは、モータ制御部１４Ｅと同様、回生電力供給部１４Ｄから、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信すると動作する。そして、発電機４が発電する電力が、電力消費回路３４及び内部損失によって消費可能な電力を超えないように、発電機４の発電量を制御する。
【００６９】
具体的には、発電機電流Ｉｇｅｎと回生直流電流ｒＩｄｃに応じて、発電機電流Ｉｇｅｎが回生直流電流ｒＩｄｃを超えないように、発電機４へ、発電を停止する発電停止信号を出力する。なお、発電機電流Ｉｇｅｎが回生直流電流ｒＩｄｃを超える状態とは、電力消費部６４へ、回生電力に加え、発電機４が発電した電力を通電する状態である。
なお、上記のような、目標モータトルク演算部１４Ａは、従駆動輪１０の駆動時に必要とされるモータ８のトルクを演算する、トルク演算手段を構成している。
【００７０】
また、上記のような、発電機供給電力演算部１４Ｂは、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力を演算する、電力演算手段を構成している。
また、上記のような、電力消費回路３４及び回生電力供給部１４Ｄは、モータ８が発生した回生電力を発電機４よりもモータ８側で消費する、回生電力消費手段を構成している。
また、上記のような、モータ制御部１４Ｅは、モータ８のトルクが目標モータトルク演算部１４Ａの演算したトルクとなるように、モータ８へのトルク指令値を制御するトルク制御手段を構成している。
【００７１】
また、上記のような、電圧指令値制御部１４Ｆは、回生直流電圧ｒＶｄｃがモータ８の誘起電圧を超えるように発電機４への電圧指令値を制御する、電圧指令値制御手段を構成している。
また、上記のような、発電電流指令演算部１４Ｇは、発電機４が発電する電力が従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となるように、発電機４への発電指令値を制御する発電指令値制御手段を構成している。
【００７２】
（動作）
次に、回生電力制御装置の動作について、図１から図９を参照しつつ、図１０及び図１１を用いて説明する。なお、以下の説明は、主に図１０を用いて説明する。
図１０は、車両の走行時における、モータ８及びパワーエレクトロニクス部の挙動を示すタイムチャートである。なお、図１０中に示すグラフは、上から、モータ回転数（Ｍｏｔｏｒ  ｓｐｅｅｄ）、モータトルク（Ｔｒｕｑｕｅ）、直流電流（ＤＣ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）の挙動を、それぞれ示している。さらに、図１０中に示すグラフは、上から、直流電力（Ｐｏｗｅｒ）、直流電圧（ＤＣ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、発電機界磁電流（Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の挙動を、それぞれ示している。
【００７３】
また、本実施形態では、一例として、モータトルク及び発電機界磁電流を一定値に制御した場合を説明する。また、本実施形態では、一例として、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉを０Ａとした場合を説明する。
また、図１１は、図１０のタイムチャートの一部と連動する、ジェネレータ電流及び直流電圧Ｖｄｃの動作点の動きを示す図である。なお、図１１中に示す横軸、縦軸及び複数本の直線Ａは、それぞれ、図９中に示すものと同様の要素を示している。また、図１１中では、図９と異なり、増加した電圧が制御破綻の要因となる「過電圧閾値」を示している。
【００７４】
図１０のタイムチャートは、車両が力行状態で走行している時点（図中に示す「ｔ０」）からスタートする。
車両が力行状態で走行している状態から、例えば、アクセルペダルの踏み込み操作の停止やブレーキペダルの踏み込み操作等を行い、車速が減少すると、モータ回転数が減少（負側へ増加）していく。
このとき、モータ回転数の減少に伴い、モータ出力（「直流電力」欄に示す「ωＴ：モータ出力」）が減少するため、直流電流Ｉｄｃ（「直流電流」欄に示す「ＤＣ電流：Ｉｄｃ」）が減少する。この状態では、モータ出力は、内部損失（「直流電力」欄に示す「モータ＋インバータ消費パワー：（Ｒｓ＋Ｒｏｎ）Ｉｍ２」）未満である。
【００７５】
また、上記の状態では、車速の減少に伴い、エンジン１の回転数が減少するため、発電機電流Ｉｇｅｎ（「直流電流」欄に示す「ジェネレータ電流：Ｉｇｅｎ」）が減少する。これにより、直流電圧Ｖｄｃと発電機電流Ｉｇｅｎからなる発電機電力（「直流電力」欄に示す「ジェネレータパワー：Ｖｄｃ×Ｉｇｅｎ」）が減少する。また、直流電流Ｉｄｃ及び発電機電流Ｉｇｅｎが減少するため、直流電圧Ｖｄｃが増加する。
【００７６】
そして、モータ回転数が減少して、モータ８の回転数が０ｒｐｍとなり（図中に示す「ｔ１」）、さらに、車両が後退する（ロールバック）と、モータ８の回転数が０ｒｐｍから減少する。そして、モータ８の回転数が負側の回転数となり、モータ出力が増加して、モータ８が発電機となって回生電力を発生する。また、モータ８の回転数が負側の回転数となると、回転数の増加に伴って、モータ８による回生制動力が増加する。
【００７７】
ロールバックが継続して、モータ８の負側への回転数が増加すると、モータ出力が増加する。このため、回生電力が増加し、内部損失へ近づく。この状態では、回生電力が内部損失未満である間は、回生電力を内部損失で消費するため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
また、モータ８が発電機となって回生電力を発生すると、回生電力発生判定部１４Ｃが、回生電流が発生しているとの判定結果を回生電力供給部１４Ｄへ出力する。
【００７８】
回生電流が発生しているとの判定結果を受信した回生電力供給部１４Ｄでは、電力判定部７０が、回生電力が内部損失以上であるか否かを判定する。回生電力が内部損失以上であるか否かを判定した電力判定部７０は、その判定結果を、切り替え制御部６８へ出力する。
ここで、回生電力が内部損失未満である間（図１０及び図１１中に示す「ｔ１→ｔ２」）は、電力判定部７０が、回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を切り替え制御部６８へ出力するため、スイッチング部６６は非通電状態となる。
【００７９】
また、上記の状態では、エンジン１の回転数が「ｔ１」の時点よりも減少するため、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力が「ｔ１」の時点よりも減少する。また、直流電流Ｉｄｃ及び発電機電流Ｉｇｅｎが「ｔ１」の時点よりも減少するため、直流電圧Ｖｄｃが「ｔ１」の時点よりも増加する。
これにより、発電機電流Ｉｇｅｎの減少に伴って増加した直流電圧Ｖｄｃが過電圧閾値へ近づくとともに、ジェネレータ電流が減少する（図１１参照）。
モータ８の負側への回転数が増加し、モータ出力が増加すると、回生電力が内部損失と等しくなった時点（図中に示す「ｔ２」）で、電力判定部７０が、回生電力が内部損失以上であると判定し、その判定結果を切り替え制御部６８へ出力する。
【００８０】
回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を、スイッチング部６６、モータ制御部１４Ｅ、電圧指令値制御部１４Ｆへ出力する。これに加え、回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を、発電電流指令演算部１４Ｇ及び発電量制御部１４Ｈへ出力する。
【００８１】
そして、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信したスイッチング部６６は、通電状態に切り替わり、インバータ６の直流側と電力消費部６４とを接続する。これにより、スイッチング部６６を介して回生電力を電力消費部６４へ通電する。電力消費部６４は、スイッチング部６６を介して通電した回生電力を、ジュール熱に変換して消費する。
【００８２】
したがって、回生電力を、内部損失に加え、さらに、電力消費部６４によって消費することとなり、回生電力の総消費量（「直流電力」欄に示す「全損失：（モータ＋インバータ消費パワー）＋放電抵抗損失」）が増加する。
また、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信したモータ制御部１４Ｅは、モータ８のトルクが、目標モータトルク演算部１４Ａの演算したトルクとなるように、モータ８へのトルク指令値を制御する。
【００８３】
さらに、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信した電圧指令値制御部１４Ｆは、回生直流電圧ｒＶｄｃがモータ８の誘起電圧を超えるように、発電機４への電圧指令値を制御する。これにより、図１０及び図１１中に示す「ｔ２→ｔ３」の間は、直流電圧Ｖｄｃが「ｔ２」の時点よりも増加するため、直流電流Ｉｄｃ及び発電機電流Ｉｇｅｎが、「ｔ２」の時点よりも減少する。
【００８４】
また、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を受信した発電電流指令演算部１４Ｇは、発電機４が発電する電力が発電機供給電力Ｐｇとなるように、発電機４への発電指令値を制御する。これにより、発電機電流Ｉｇｅｎの減少度合いを、発電機４が発電する電力が、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となるような減少度合いとして、発電機電流Ｉｇｅｎが０Ａとなることを防止する。
【００８５】
このため、発電機電流Ｉｇｅｎが増加するともに、直流電圧Ｖｄｃが減少する。この時点「ｔ２」では、発電機電流Ｉｇｅｎの増加分を、全て、電力消費部６４へ通電することとなる。
そして、発電機電流Ｉｇｅｎの増加に伴い、発電機電力も増加する。発電機電力の増加分は、電力消費部６４による回生電力の消費分であり、回生電力の総消費量の増加分であるため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
【００８６】
以上により、発電機電流Ｉｇｅｎの増加に伴い、直流電圧Ｖｄｃが過電圧閾値から離れる方向へ減少するとともに、ジェネレータ電流が増加する（図１１参照）。
回生電力が内部損失と等しくなった時点「ｔ２」からロールバックが継続して、モータ８の負側への回転数が増加し、モータ出力が増加すると、電力消費部６４へ通電する回生電力の電流（図中に示す「放電ジェネレータ電流：Ｉｒ」）が増加する。この状態では、エンジン１の回転数が「ｔ２」の時点よりも減少するため、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力が、「ｔ２」の時点よりも減少する。
【００８７】
また、上記の状態では、モータ出力の増加と発電機電力の減少に応じ、回生電力の総消費量が増加する。このため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
これにより、回生電力の総消費量の増加に伴って、直流電圧Ｖｄｃが電力消費部６４の抵抗に沿って増加するとともに、ジェネレータ電流が増加する（図１１参照）。
【００８８】
ロールバックの継続中に、モータ８の回生制動力が増加してロールバックが停止し、車両の挙動が停止状態となると、ロールバックが停止した時点（図中に示す「ｔ３」）で、モータ回転数の負側への増加が停止する。
モータ回転数の負側への増加が停止すると、電力消費部６４へ通電する回生電力の電流の増加、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力の減少、直流電圧Ｖｄｃの増加及び直流電流Ｉｄｃの減少が停止する。
【００８９】
このとき、発電電流指令演算部１４Ｇは、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力を、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となるように、発電機４への発電指令値を制御している。このため、発電機４が発電する電力は、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力を維持する。
この状態では、電力消費部６４へ通電する回生電力に応じて、直流電圧Ｖｄｃの減少が停止する値（収束電圧）が異なる（図１１参照）。すなわち、図１０及び図１１中に示す「ｔ３」から「ｔ４」の区間では、回生電力の量に応じて、収束電圧が異なる。
【００９０】
また、モータ出力の増加と発電機電力Ｉｇｅｎの減少が停止するため、回生電力の総消費量の増加が停止し、モータ出力及び発電機電力Ｉｇｅｎに応じた値を保持する。このため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
ロールバックが停止した状態において、アクセルペダルの踏み込み操作が行われた時点（図中に示す「ｔ４」）で、エンジン１の駆動力を主駆動輪２へ伝達すると、車両の挙動は、力行状態へと移行する。
【００９１】
この状態では、エンジン１の回転数が増加して、発電機電流Ｉｇｅｎが増加する。また、モータ８の負側への回転数が減少し、発電機としてのモータ出力が減少するため、電力消費部６４へ通電する回生電力が減少して、内部損失へ近づく。
このとき、発電電流指令演算部１４Ｇは、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力が、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となるように、発電機４への発電指令値を制御している。このため、発電機電流Ｉｇｅｎは、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力を下回ることなく増加し、モータ８のトルクを安定して出力することが可能となる。
【００９２】
また、この状態では、直流電圧Ｖｄｃが減少するため、直流電流Ｉｄｃが増加する。また、直流電流Ｉｄｃ及び発電機電流Ｉｇｅｎが増加するため、発電機電力が増加する。
また、モータ出力の減少と発電機電力の増加に応じ、回生電力の総消費量が減少する。ここで、モータ出力の減少度合いは、発電機電力の増加度合いよりも大きいため、回生電力の総消費量が減少する。このため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
モータ出力の減少により回生電力が減少し、この回生電力が内部損失未満となった時点（図中に示す「ｔ５」）で、電力判定部７０が、回生電力が内部損失未満であると判定し、その判定結果を切り替え制御部６８へ出力する。
【００９３】
回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を、スイッチング部６６、モータ制御部１４Ｅ、電圧指令値制御部１４Ｆへ出力する。これに加え、回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を、発電電流指令演算部１４Ｇ及び発電量制御部１４Ｈへ出力する。
【００９４】
スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を受信したスイッチング部６６は、非通電状態に切り替わり、インバータ６の直流側と電力消費部６４との接続を遮断して、回生電力の電力消費部６４への通電を遮断する。
これにより、電力消費部６４を用いることなく、内部損失によって回生電力を消費することとなり、回生電力の総消費量が減少する。この状態では、全ての回生電力が内部損失によって消費されるため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
【００９５】
また、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を受信したモータ制御部１４Ｅは、モータ８へのトルク指令値の制御を停止する。これにより、発電機電流Ｉｇｅｎが減少するともに、直流電圧Ｖｄｃが増加する。
そして、発電機電流Ｉｇｅｎの減少に伴い、発電機電力が減少する。このとき、発電機電力の減少分は、電力消費部６４へ通電していた回生電力の消費分であり、回生電力の総消費量の減少分であるため、回生電力が電力消費回路３４よりも発電機４側へ流れることを防止可能となる。
【００９６】
回生電力が内部損失未満となった時点「ｔ５」から、モータ８の負側への回転数が減少し、モータ出力が減少すると、エンジン１の回転数が「ｔ５」の時点よりも増加する。このため、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力が、「ｔ５」の時点よりも増加する。
そして、モータ８の回転数が０ｒｐｍを越えた時点（図中に示す「ｔ６」）で、モータ８が発生した駆動力が従駆動輪１０に伝達され、従駆動輪１０が駆動する。これにより、車両は、四輪駆動状態で走行する。
【００９７】
以上により、本実施形態の回生電力制御装置では、回生電力が内部抵抗を超えている間（図１０中に示す「ｔ２」から「ｔ５」の間）において、発電機４が発電する電力が、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となる。すなわち、図１０及び図１１中に示す「放電抵抗ＯＮ⇒Ｖｄｃ＝Ｒｄｉｓ×Ｉｒ」の区間において、発電機４が発電する電力が、従駆動輪１０の駆動時に発電機４が発電すべき必要電力となる。
【００９８】
以下、図１０及び図１１を参照しつつ、図１２及び図１３を用いて、本実施形態の回生電力制御装置の動作と、従来例の回生電力制御装置の動作とを比較する。
図１２は、従来例の回生電力制御装置による、車両の走行時における、モータ８及びパワーエレクトロニクス部の挙動を示すタイムチャートである。なお、図１２中に示すグラフは、図１０中に示したものと同様であり、以下の説明では、モータトルク及び発電機界磁電流を一定値に制御し、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉを０Ａとした場合を説明する。
【００９９】
また、図１３は、図１２のタイムチャートの一部と連動する、ジェネレータ電流及び直流電圧Ｖｄｃの動作点の動きを示す図である。なお、図１３中に示す横軸、縦軸、複数本の直線Ａ及び過電圧閾値は、それぞれ、図１１中に示すものと同様の要素を示している。
図１２のタイムチャートは、車両が力行状態で走行している時点（図中に示す「ｔ０」）からスタートする。
車両が力行状態で走行している状態から、例えば、アクセルペダルの踏み込み操作の停止やブレーキペダルの踏み込み操作等を行い、車速が減少すると、モータ回転数が減少していく。
【０１００】
このとき、モータ回転数の減少に伴い、モータ出力が減少するため、直流電流Ｉｄｃが減少する。この状態では、モータ出力が、内部損失未満である。
また、上記の状態では、車速の減少に伴い、エンジン１の回転数が減少するため、発電機電流Ｉｇｅｎが減少し、発電機電力が減少する。また、直流電流Ｉｄｃ及び発電機電流Ｉｇｅｎが減少するため、直流電圧Ｖｄｃが増加する。
【０１０１】
モータ回転数が減少して、モータ８の回転数が０ｒｐｍとなった時点（図中に示す「ｔ１」）から、さらに、車両が後退する（ロールバック）と、モータ８の回転数が０ｒｐｍから減少する。そして、モータ８の回転数が負側の回転数となり、モータ出力が増加して、モータ８が発電機となって回生電力を発生する。また、モータ８の回転数が負側の回転数となると、回転数の増加に伴って、モータ８による回生制動力が増加する。
【０１０２】
ロールバックが継続して、モータ８の負側への回転数が増加すると、モータ出力が増加する。このため、回生電力が増加して内部損失へ近づく。この状態では、回生電力が内部損失未満である間（図１２及び図１３中に示す「ｔ１→ｔ２」）は、全ての回生電力を内部損失で消費するため、回生電力はインバータ６の直流側へ流れない。
また、上記の状態では、エンジン１の回転数が「ｔ１」の時点よりも減少するため、発電機電流Ｉｇｅｎ及び発電機電力が「ｔ１」の時点よりも減少する。また、直流電流Ｉｄｃ及び発電機電流Ｉｇｅｎが「ｔ１」の時点よりも減少するため、直流電圧Ｖｄｃが「ｔ１」の時点よりも増加する。
【０１０３】
これにより、発電機電流Ｉｇｅｎの減少に伴って増加した直流電圧Ｖｄｃが過電圧閾値へ近づくとともに、ジェネレータ電流が減少する（図１３参照）。
モータ８の負側への回転数が増加し、モータ出力が増加すると、回生電力が内部損失を超えた時点（図中に示す「ｔ２」）で、回生電力が、内部損失による消費量を超える。
これにより、回生電力がインバータ６よりも発電機４側へ流れ、直流電圧Ｖｄｃが増加して、過電圧閾値を越える（図１３参照）。
【０１０４】
直流電圧Ｖｄｃが過電圧閾値を越えると、増加した直流電圧Ｖｄｃ、すなわち、インバータ６よりも発電機４側へ流れた回生電力により、発電機４及びモータ８の制御破綻（過電圧フェイル）が生じる。
以上により、従来例の回生電力制御装置では、回生電力の発生時において、発電機４の発電量を、内部損失によって消費可能な範囲内に抑制する必要がある。このため、坂道の登攀走行や、坂道発進等の大きな加速力が要求される場合であっても、従駆動輪１０のトルクを所望の大きさとすることが困難となる。
【０１０５】
（効果）
（１）本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生電力発生時のインバータの直流側における直流電流に応じて、スイッチング部を通電状態にしてインバータの直流側と電力消費部とを接続する。
このため、回生電力が内部損失を超えても、内部損失を超えた回生電力を、電力消費部によって消費することが可能となり、回生電力が電力消費回路よりも発電機側へ流れることを防止可能となる。また、内部損失を超えた回生電力を、電力消費部によって消費することが可能となるため、発電機の発電量を、内部損失によって消費可能な範囲内に抑制する必要が無い。
【０１０６】
また、電流指令値制御手段が、回生電力が発生するとともにスイッチング部を通電状態に切り替えると、発電機が発電する電力が電力演算手段の演算した電力となるように、発電機への電流指令値を制御する。
その結果、回生電力によって発電機及びモータの制御破綻が生じることを防止可能となるとともに、回生電力が発生している状態からモータによって従駆動輪を駆動させる状態へと移行する際に、従駆動輪のトルクを所望の大きさとすることが可能となる。
以上により、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【０１０７】
（２）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、電力判定部が、回生電力が内部損失以上であると判定すると、切り替え制御部が、スイッチング部を通電状態に切り替える。一方、電力判定部が、回生電力が内部損失未満であると判定すると、切り替え制御部が、スイッチング部を非通電状態に切り替える。
このため、回生電力が内部損失を超える前に、スイッチング部を通電状態にしてインバータの直流側と電力消費部とを接続することが可能となり、内部損失を超えた回生電力を、電力消費部によって消費することが可能となる。
その結果、回生電力が電力消費回路よりも発電機側へ流れることを防止可能となり、回生電力によって発電機及びモータの制御破綻が生じることを防止可能となる。
また、回生電力が発生している状態からモータによって従駆動輪を駆動させる状態へと移行する際に、発電機が発電した電力を、円滑にモータへ供給することが可能となる。
【０１０８】
（３）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生電力が発生するとともにスイッチング部を通電状態に切り替えると、電圧指令値制御手段が、直流電圧がモータの誘起電圧を超えるように、発電機への電圧指令値を制御する。
また、電圧指令値制御手段は、スイッチング部を通電状態とした後の直流電圧の減少量、及び通電状態とする前の直流電圧の増加量に応じて、直流電圧がモータの誘起電圧を超えるように電圧指令値を制御する。
その結果、回生電力によって発電機及びモータの制御破綻が生じることを防止可能となるため、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【０１０９】
（４）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生電力が発生するとともにスイッチング部を通電状態に切り替えると、発電指令値制御手段が、発電機が発電した発電機電流に応じて、発電指令値を制御する。
その結果、発電機の発電する電力を、インバータへ安定して供給することが可能となるため、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【０１１０】
（５）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生電力が発生するとともにスイッチング部を通電状態に切り替えると、発電量制御部が、発電機の発電量を制御する。具体的には、発電機が発電する電力が、電力消費部及び内部損失によって消費可能な電力を超えないように、発電機の発電量を制御する。
このため、発電機が発電する電力をインバータへ供給する必要が無い状態で、発電機の発電量を抑制することが可能となり、電力消費部が消費する電力を減少させることが可能となる。
その結果、電力消費部に生じる温度上昇を抑制することが可能となるとともに、電力消費部において、回生電力を効率良く消費することが可能となるため、電力消費部の寿命を長期化することが可能となる。
【０１１１】
（応用例）
（１）なお、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、電力判定部が、回生電力が内部損失以上であるか否かを判定する際に、回生直流電流と内部損失との比較を用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、電力判定部が、回生電力が内部損失以上であるか否かを判定する際に、回生直流電圧と発電機への電圧指令値との比較を用いてもよい。
具体的には、回生直流電圧と発電電圧指令値とを比較し、回生直流電圧が発電電圧指令値以上である場合に、回生電力が内部損失以上であると判定する。一方、回生直流電圧が発電電圧指令値未満である場合に、回生電力が内部損失未満であると判定する。
この場合、回生電力が内部損失を超えている状態で、スイッチング部を通電状態に切り替えることとなる。このため、直流電圧の計測に基づくサンプリングや、スイッチング部の動作状況の計測に基づくサンプリング等のデータを用いて、過電圧フェイルを防止する。
【０１１２】
（２）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、切り替え制御部が、スイッチング部を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部をＤｕｔｙ制御していないが、これに限定されるものではない。すなわち、切り替え制御部が、スイッチング部を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部をＤｕｔｙ制御してもよい。
この場合、回生電力供給部及び電圧指令値制御部が、切り替え制御部が、スイッチング部を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部をＤｕｔｙ制御していない場合と異なる動作を行う。
具体的には、スイッチング部を通電状態とした後の直流電圧に応じて、直流電圧がモータの誘起電圧を超えるように、電圧指令値を制御する。これにより、スイッチング部を通電状態とした後に、動作点の急変が生じることを防止可能となる。
【０１１３】
以下、図１４を参照して、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、切り替え制御部６８の構成を説明する。
図１４は、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、切り替え制御部６８の詳細を示すブロック図である。
【０１１４】
図１４中に示すように、切り替え制御部６８は、切り替え側フィードバック制御部１１０と、切り替え側ＰＩ制御部１１２と、切り替え側Ｄｕｔｙ制御部１１４とを備えている。
切り替え側フィードバック制御部１１０では、回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信すると、回生直流電圧ｒＶｄｃと電圧指令値Ｖｄｃ*から、公知のフィードバック制御によって両者の偏差ΔＶｄｃを算出する。そして、この算出した偏差ΔＶｄｃを、切り替え側ＰＩ制御部１１２へ出力する。
【０１１５】
切り替え側ＰＩ制御部１１２では、回生直流電圧ｒＶｄｃと電圧指令値Ｖｄｃ*との偏差ΔＶｄｃを受信すると、この偏差ΔＶｄｃに対して公知のＰＩ制御を行う。そして、ＰＩ制御を行った偏差ΔＶｄｃを、切り替え側Ｄｕｔｙ制御部１１４へ出力する。
切り替え側Ｄｕｔｙ制御部１１４では、ＰＩ制御を行った回生直流電圧ｒＶｄｃと電圧指令値Ｖｄｃ*との偏差ΔＶｄｃを受信すると、この偏差ΔＶｄｃに対するＤｕｔｙ制御を行って、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を生成する。そして、この生成した情報信号を、スイッチング部６６、モータ制御部１４Ｅ、電圧指令値制御部１４Ｆ、発電電流指令演算部１４Ｇ及び発電量制御部１４Ｈへ出力する。
以上により、切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する。
【０１１６】
次に、図１５を参照して、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、回生電力供給部１４Ｄの動作を説明する。
図１５は、切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、回生電力供給部１４Ｄの動作を示すフローチャートである。
図１５中に示すように、回生電力供給部１４Ｄの動作は、電力判定部７０が、回生電力発生判定部１４Ｃから、回生電流が発生しているとの判定結果を受信した時点からスタートする（スタート）。
【０１１７】
回生電流が発生しているとの判定結果を受信した電力判定部７０は、回生電力が内部損失以上であるか否かを判定し、その判定結果を、切り替え制御部６８へ出力する（ステップＳ３０）。
また、ステップＳ３０における処理は、電力消費回路３４の制御を開始するフラグ（図１５中に示す「電力消費回路制御開始フラグ」）が成立するか否かの判定を行う処理を兼ねる。
【０１１８】
電力判定部７０が、回生電力が内部損失以上であると判定すると、この判定結果を、切り替え制御部６８へ出力するとともに、電力消費回路制御開始フラグが成立していると判定する。
回生電力が内部損失以上であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を生成する。そして、この生成した情報信号を、スイッチング部６６へ出力する（ステップＳ３２）。
【０１１９】
このとき、切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する（図１５中に示す「電力消費回路Ｄｕｔｙ制御」）。
切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態に切り替える情報信号を出力した後、回生電力供給部１４Ｄの処理は、ステップＳ３０の処理へ復帰する（リターン）。
一方、電力判定部７０が、回生電力が内部損失未満であると判定すると、この判定結果を、切り替え制御部６８へ出力するとともに、電力消費回路制御開始フラグが成立していないと判定する。
【０１２０】
回生電力が内部損失未満であるとの判定結果を受信した切り替え制御部６８は、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を生成する（図１５中に示す「電力消費回路ＳＷ：オフ」）。そして、この情報信号を、スイッチング部６６へ出力する（ステップＳ３４）。
切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を非通電状態に切り替える情報信号を出力した後、回生電力供給部１４Ｄの処理は、ステップＳ３０の処理へ復帰する（リターン）。
【０１２１】
（３）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉを、０Ａ以上の値に設定したが、これに限定されるものではなく、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉを、０Ａを越える値に設定してもよい。もっとも、この場合、回生電力が発生する前に、スイッチング部が通電状態となるため、発電機電流及び直流電圧の動作点が、モータの誘起電圧以下となってしまう。このため、以下に示す理由に基づき、電圧指令値制御部１４Ｆにより、発電機への発電指令値を制御して、発電機界磁電流を制御する。
【０１２２】
以下、図１６及び図１７を参照して、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉを、０Ａを越える値に設定した場合における、発電機への発電指令値の制御について説明する。
図１６は、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉが０Ａを越えている状態で、スイッチング部６６を通電状態とした状態における、ジェネレータ電流及び動作点の動きを示す図である。なお、図１６中に示す横軸、縦軸及び複数本の直線Ａは、それぞれ、図９中に示すものと同様の要素を示している。
【０１２３】
図１６中に示すように、直流電圧Ｖｄｃが低く、且つ動作点の位置が回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉ分だけ０Ａよりも大きい時点（図１６中に示すＬｏｗＰ２）でスイッチング部６６を通電状態とすると、動作点が移動して、ジェネレータ電流が増加する。これに加え、直流電圧Ｖｄｃが減少する。そして、減少した直流電圧Ｖｄｃは、抵抗値上の収束動作点（図１６中に示すＬｏｗＲ２）で収束する。
この状態では、減少した直流電圧Ｖｄｃが、モータ８の誘起電圧未満となるため、発電機となったモータ８の制御が破綻する。
【０１２４】
これに対し、電圧指令値制御部１４Ｆにより、回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉ分に応じて、発電機４への電圧指令値を制御する。具体的には、例えば、図１７中に示すような発電機４の特性図に基づいて、電流指令値Ｉｄｃ*と実発電電流値との偏差に対してＰＩ制御を行い、実発電電流値が電流指令値Ｉｄｃ*に追従するように、発電機４の発電機界磁電流を制御する。また、発電電圧指令値Ｖｄｃ*と実発電電圧値との偏差に対してＰＩ制御を行い、３相正弦波指令の振幅を補正する。なお、図１７は、発電機４の特性図である。また、図１７中に示す曲線Ｂ１〜Ｂ４は、発電機４の自励領域において、界磁電圧ＰＷＭデューティー比を固定とし、発電機４の負荷を徐々に変化させた場合の動作点の軌跡であり、曲線Ｂ１〜Ｂ４はデューティー比の違いを示している。
【０１２５】
これにより、直流電圧Ｖｄｃが低い点ｌｏｗＰ２よりも直流電圧Ｖｄｃが高い点（図１６中に示すＨｉＰ２）で、スイッチング部６６が通電状態となる。
ｌｏｗＰ２よりも直流電圧Ｖｄｃが高い点ＨｉＰ２で、スイッチング部６６を通電状態とすると、動作点が移動して、ジェネレータ電流が増加するととともに直流電圧Ｖｄｃが減少する。そして、減少した直流電圧Ｖｄｃは、ＬｏｗＲ２よりも直流電圧Ｖｄｃが高く、且つジェネレータ電流が大きい収束動作点（図１６中に示すＨｉＲ２）で収束する。
この状態では、減少した直流電圧Ｖｄｃが、モータ８の誘起電圧以上となるため、発電機となったモータ８の制御が破綻することを防止可能となる。
【０１２６】
（４）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、切り替え制御部が、電力判定部による回生電力が内部損失以上であるか否かの判定の判定に応じて、スイッチング部を通電状態または非通電状態に切り替える。しかしながら、切り替え制御部によるスイッチング部の切り替えは、これに限定されるものではなく、例えば、回生電力と、予め設定した電力閾値との比較に応じて、スイッチング部を通電状態または非通電状態に切り替えてもよい。もっとも、本実施形態の車両の回生電力制御装置のように、回生電力が内部損失以上であるか否かの判定の判定に応じて、スイッチング部を通電状態または非通電状態に切り替えることが、回生電力を効率良く消費することが可能となるため、好適である。
【０１２７】
（５）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生電力が発生するとともにスイッチング部を通電状態に切り替えると、発電機が発電した発電機電流に応じて、発電指令値を制御する発電指令値制御手段を備えているが、これに限定されるものではない。すなわち、発電指令値制御手段を備えていない構成としてもよい。もっとも、本実施形態の車両の回生電力制御装置のように、発電指令値制御手段を備えた構成とすることが、発電機の発電する電力を、インバータへ安定して供給することが可能となるため、好適である。
【０１２８】
（６）また、本実施形態の車両の回生電力制御装置では、回生電力が発生するとともにスイッチング部を通電状態に切り替えると、発電機の発電量を制御する、発電量制御部を備えているが、これに限定されるものではない。すなわち、発電量制御部を備えていない構成としてもよい。もっとも、本実施形態の車両の回生電力制御装置のように、発電量制御部を備えた構成とすることが、発電機が発電する電力をインバータへ供給する必要が無い状態で、発電機の発電量を抑制することが可能となるため、好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の回生電力制御装置を備えた車両の概略装置構成図である。
【図２】パワーエレクトロニクス部の構成を示す図である。
【図３】４ＷＤコントローラ１４の詳細を示すブロック図である。
【図４】回生電力供給部１４Ｄの詳細を示すブロック図である。
【図５】回生電力供給部１４Ｄの動作を示すフローチャートである。
【図６】モータ制御部１４Ｅの詳細を示すブロック図である。
【図７】回生電力発生時における、モータ界磁発電指令値特性マップの一例を示す図である。
【図８】回生電力発生判定部１４Ｃ、回生電力供給部１４Ｄ及びモータ制御部１４Ｅの動作を示すフローチャートである。
【図９】スイッチング部６６を通電状態とした状態における、発電機電流Ｉｇｅｎ及び直流電圧Ｖｄｃの動作点の動きを示す図である。
【図１０】本発明の回生電力制御装置を備えた車両の走行時における、モータ８及びパワーエレクトロニクス部の挙動を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の回生電力制御装置を備えた図１０のタイムチャートの一部と連動する、ジェネレータ電流及び直流電圧Ｖｄｃの動作点の動きを示す図である。
【図１２】従来例の回生電力制御装置による、車両の走行時における、モータ８及びパワーエレクトロニクス部の挙動を示すタイムチャートである。
【図１３】図１２のタイムチャートの一部と連動する、ジェネレータ電流及び直流電圧Ｖｄｃの動作点の動きを示す図である。
【図１４】切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、切り替え制御部６８の詳細を示すブロック図である。
【図１５】切り替え制御部６８が、スイッチング部６６を通電状態へ切り替えた状態で、スイッチング部６６をＤｕｔｙ制御する場合における、回生電力供給部１４Ｄの動作を示すフローチャートである。
【図１６】回生直流電流閾値ｒＩｄｃ＿ｓｉｋｉが０Ａを越えている状態で、スイッチング部６６を通電状態とした状態における、ジェネレータ電流及び動作点の動きを示す図である。
【図１７】発電機４の特性図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１    エンジン
２    主駆動輪
４    発電機
６    インバータ
８    モータ
１０  従駆動輪
１２  エンジンコントローラ
１４  ４ＷＤコントローラ
１４Ｂ  発電機供給電力演算部
１４Ｆ  電圧指令値制御部
１４Ｇ  発電電流指令演算部
１６  前輪速センサ
３２  後輪速センサ
３４  電力消費回路
３８  発電機側界磁回路
４０  発電機電流センサ
４２  直流電流センサ
４４  直流電圧センサ
４６  キャパシタ
５４  発電機側界磁コイル
５６  モータ側界磁回路
６０  モータ側界磁コイル
６２  モータ界磁電流センサ
６４  電力消費部
６６  スイッチング部
６８  切り替え制御部
７０  電力判定部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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