JP3594004B2 - 車両の発電駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機によって発電された電力で電動機を駆動するようにした車両の発電駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両の発電駆動制御装置としては、例えば実開昭５５−１３８１２９号公報に記載されているものが知られている。
この従来例には、前輪及び後輪の何れか一方を主駆動輪として内燃機関の動力により駆動し、前輪及び後輪の他方を電動機で駆動し、さらに内燃機関の駆動力で発電機を駆動し、この発電機で発電した電力を電動機に供給するようにし、アクセルペダルが踏み込まれかつ車速が設定値以下であるときに電動機を作動させて前輪及び後輪を駆動するようにした前後輪駆動車両が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、アクセルペダルが踏み込まれかつ車速が設定値以下であるときに電動機が作動されて前輪及び後輪の何れか一方が内燃機関で回転駆動され、他方が電動機で回転駆動する４輪駆動状態となるものであるが、発電機は自己の発電電力を界磁電流制御として使用する自励発電では発電機の回転に応じて発電するため、発電開始当初の発電力が小さく、４輪駆動での発進初期時に必要な比較的大きなトルクを応答性良く得られないという未解決の課題がある。
【０００４】
また、電動機に供給する電力が内燃機関によって駆動される発電機で発電された電力を使用している関係で、電動機駆動側の車輪加速スリップ等によって電動機の回転速度が増加すると、電動機の誘起電圧が上昇して、発電電圧との差が減少することからモータ電流が減少するため、所要のトルクを発生することができないという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、発進初期時に必要な比較的大きなトルクを応答性良く得ることができ、電動機の回転速度が増加しても所要のトルクを持続することができる車両の発電駆動制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成ために、請求項１に係る車両の発電駆動制御装置は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、前記界磁電流を前記電動機の誘起電圧を抑制するように制限することを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に係る発明では、例えば発進初期時などに、自励回路から供給される発電機で発電する電圧がバッテリ等の蓄電器の電圧より小さいときには、電力補正手段で蓄電器電力を選択して発電機のフィールドコイルに供給して、フィールドコイルで必要とする電力を確保する。また、界磁電流制御手段で、電動機の回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、電動機に対する界磁電流を電動機の誘起電圧を抑制する電流値に制限する。このため、発電機の発電電力が誘起電圧によって増加することが抑制されることにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態が継続されて自励回路への切換えが遅らされる。
【０００８】
また、請求項２に係る車両の発電駆動制御装置は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流を前記電動機の誘起電圧を抑制するように制限することを特徴としている。
この請求項２に係る発明では、界磁電流制御手段で、電動機の回転速度が所定回転速度以下であるときに、電動機に対する界磁電流を電動機の誘起電圧を抑制するように制限する。このため、発電機の発電電力が誘起電圧によって増加することが抑制されることにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態が継続されて自励回路への切換えが遅らされる。
【０００９】
さらに、請求項３に係る車両の発電駆動制御置は、請求項２に係る発明において、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流の目標値を前記回転速度が零である制御開始時の初期電流値から当該回転速度の増加に応じて徐々に増加させるように構成されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、電動機の回転速度が指定回転速度以下であるときに、界磁電流を制御開始時の初期電流値から電動機の回転速度の増加に応じて徐々に増加させるので、加速スリップが生じ易い場合に、電動機の誘起電圧を抑制して他励回路から自励回路への切換えを遅らせてモータトルク不足を解消する。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る車両の発電駆動制御装置は、請求項２に係る発明において、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流の目標値を前記回転速度が零である制御開始時の初期電流値に維持し、前記回転速度が所定回転速度を超えたときに初期電流値より大きい値にステップ状に変化させることを特徴としている。
この請求項４に係る発明では、電動機回転速度が所定回転速度以下であるときに、電動機の界磁電流を初期電流値に維持するので、電動機の誘起電圧を抑制して、他励回路から自励回路への切換えを遅らせて、加速スリップを解消するモータトルクを確保する。
【００１１】
なおさらに、請求項５に係る車両の発電駆動制御装置は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した前回の演算周期の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の前記回転速度が前記所定回転速度を瞬間的に超えた場合、前記界磁電流の目標値の増加量を制限する増加量フィルタを有することを特徴としている。
この請求項５に係る発明では、回転速度検出手段で検出した前回の演算周期の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の電動機の回転速度が瞬間的に所定回転速度を超えたときに電動機の界磁電流の目標値の増加を増加量フィルタで制限する。このため、増加量フィルタから出力される界磁電流が低めとなり、電動機で発生する誘起電圧を抑制する。
【００１２】
また、請求項６に係る車両の発電駆動制御装置は、請求項１乃至５の何れかに係る発明において、前記電力補正手段は、発電機の電圧を昇圧する昇圧手段を有し、前記発電機で発電した電圧が前記フィールドコイルで必要とする電圧に対して不足するときに、前記昇圧手段で昇圧した電圧を当該フィールドコイルに供給するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
この請求項６に係る発明では、発電機で発電した電圧を例えばＤＣ−ＤＣコンバータのような昇圧手段で昇圧し、昇圧した電圧を発電機のフィールドコイルに供給するので、トルク高応答性及びトルク持続性を確保する。
さらに、請求項７に係る車両の発電駆動制御装置は、請求項１乃至６の何れかに係る発明において、前記内燃機関で車両に配設された前後方向における複数の駆動輪の一部を構成する主駆動輪を駆動し、前記電動機で残りの従駆動輪を駆動するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
この請求項７に係る発明では、主駆動輪を内燃機関で回転駆動し、この内燃機関で発電機を駆動して発電を行い、この発電電力で電動機を駆動して従駆動輪を回転駆動する。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、電力補正手段で、発電機の発電電力をフィールドコイルに供給する自励回路からの電圧と蓄電器の電力をフィールドコイルに供給する他励回路からの電圧との何れか大きい値を選択して発電機のフィールドコイルに供給するようにしているので、発進初期時に、発電機で発電する電力がフィールドコイルで必要とする電力に対して不足すると、蓄電器の電力を発電機のフィールドコイルに供給して、発進初期時の高トルク応答性を達成することができるという効果が得られる。また、回転速度検出手段で検出した回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、電動機の界磁電流を電動機で発生する誘起電圧を抑制するように制限することにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態を継続して、不要に自励回路からの電力供給状態への切換えが起こることを防止し、急発進や路面外乱等による電動機回転速度の急上昇時であってもトルク応答性を向上させて、安定した発進が可能となるという効果が得られる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明によれば、回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、電動機の界磁電流を電動機の誘起電圧を抑制するように制限することにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態を継続して、不要に自励回路からの電力供給状態への切換えが起こることを防止し、急発進や路面外乱等による電動機回転速度の急上昇時であってもトルク応答性を向上させて、安定した発進が可能となるという効果が得られる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る発明によれば、回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度が所定回転速度以下であるときに、界磁電流を電動機の回転速度が零である制御開始時の初期電流値から当該回転速度の増加に応じて徐々に増加させるので、電動機で発生する誘起電圧を抑制することができると共に、界磁電流を連続的に変化させることができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度が所定回転速度以下であるときに、界磁電流の目標値を電動機の回転速度が零である制御開始時の初期電流値を維持し、電動機の回転速度が所定回転速度を超えたときに初期電流値より大きい値にステップ状に変化させるので、電動機で発生する誘起電圧を確実に抑制することができるという効果が得られる。
【００１８】
なおさらに、請求項５に係る発明によれば、前回の演算周期の電動機の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の回転速度が瞬間的に所定回転速度を超えたときに、増加量フィルタで界磁電流の増加量を制限することにより、電動機で発生する誘起電圧を抑制するので、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態を継続して、自励回路からの電力供給状態への切換えを遅らせることにより、急発進や路面外乱等による電動機回転速度の急上昇時であってもトルク応答性を向上させて、安定した発進が可能となるという効果が得られる。
また、請求項６に係る発明によれば、発電機で発電した電圧を例えばＤＣ−ＤＣコンバータのような昇圧手段で昇圧し、この昇圧電圧を発電機のフィールドコイルに供給するので、フィールドコイルで必要とする電圧を確保してトルク高応答性及びトルク持続性を確保することができるという効果が得られる。
【００１９】
さらに、請求項７に係る発明によれば、主駆動輪を内燃機関で回転駆動し、この内燃機関で発電機を駆動して発電を行い、この発電電力で電動機を駆動して従駆動輪を駆動することができ、４輪駆動車等の前後方向で複数の駆動輪を有する車両で、発進初期時のトルク高応答性及びトルク持続性を確保することができるという効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面について説明する。
図１は本発明を４輪駆動車に適用した場合の第１の実施形態を示す概略構成図であり、主駆動輪としての左右前輪１ＦＬ、１ＦＲが内燃機関であるエンジン２によって駆動され、従駆動輪としての左右後輪１ＲＬ、１ＲＲが従電動機である直流モータ４によって駆動される。
【００２１】
エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション及びディファレンシャルギア５を介して左右前輪１ＦＬ、１ＦＲに伝達される。また、エンジン２の出力トルク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。
この発電機７は、エンジン２の回転速度Ｎｅにプーリ比を乗じた回転速度Ｎｈで回転し、４ＷＤコントローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｇに応じて、エンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電圧を発電する。この発電機７が発電した電力は、電線９及びジャンクションボックス１０を介して直流モータ４に供給される。直流モータ４の出力軸は、減速機１１、クラッチ手段としての電磁クラッチ１２及びデファレンシャルギヤ１３に連結され、ディファレンシャルギヤ１３の左右出力側が夫々駆動軸１３Ｌ及び１３Ｒを介して左右後輪１ＲＬ及び１ＲＲに連結されている。
【００２２】
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１８の踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１９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１８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。
【００２３】
また、サブスロットルバルブ１６は、ステップモータ２０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。このステップモータ１９の回転角は、モータコントローラ２１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２２が設けられており、このスロットルセンサ２２で検出されるスロットル開度検出値に基づいて、ステップモータ１９のステップ数が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の出力トルクを減少させることができる。
【００２４】
また、エンジン２にはその出力回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ２３が設けられ、このエンジン回転速度センサ２３で検出したエンジン回転速度Ｎｅを４ＷＤコントローラ８に出力する。さらに、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの夫々には、車輪速を検出する車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲが設けられ、これら車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲで検出した車輪速ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを４ＷＤコントローラ８に出力する。さらにまた、トランスミッションのシフト位置を検出するシフト位置センサ２５が設けられ、このシフト位置センサ２５で検出したシフト位置を４ＷＤコントローラ８に入力する。なおさらに、運転席近傍に４輪駆動状態とするか否かを選択する４ＷＤスイッチ２６が設けられ、この４ＷＤスイッチ２６のスイッチ信号を４ＷＤコントローラ８に入力する。
【００２５】
さらに、発電機７は、図２に示すように、デルタ結線された３相のステータコイルＳＣと、フィールドコイルＦＣとを有し、ステータコイルＳＣの各接続点がダイオードで構成される整流回路３０に接続されて、この整流回路３０から例えば最大４２Ｖの直流電圧ＶＧ が出力される。
また、フィールドコイルＦＣは、その一端がダイオードＤ１を介して整流回路３０の出力側に接続されていると共に、ダイオードＤ２を逆方向に介し、さらに４ＷＤリレー３１を介して所定電圧（例えば１２ボルト）のバッテリ３２に接続され、他端がフライホイールダイオードＤＦを順方向に介してダイオードＤ１及びＤ２のカソード側に接続されていると共に、電圧調整器（レギュレータ）３３を介して接地されている。
【００２６】
ここで、整流回路３０及びダイオードＤ１を介して界磁電流Ｉｆｇを供給する系統が自励回路を形成して磁界発生電力供給手段を構成し、バッテリ３１及びダイオードＤ２を介して界磁電流Ｉｆｇを供給する系統が他励回路を形成し、ダイオードＤ１及びＤ２が自励回路及び他励回路の電圧の何れか高い方を選択するセレクトハイ機能を有し、電力補正手段を構成している。
【００２７】
また、４ＷＤリレー３１はそのリレーコイルの一端がバッテリ３２にイグニッションスイッチ３４を介して接続されたイグニッションリレー３５の出力側に接続され、他端が４ＷＤコントローラ８に接続されている。
そして、発電機７は、４ＷＤコントローラ８によってフィールドコイルＦＣに対する界磁電流Ｉｆｇを調整することで、エンジン２に対する発電負荷トルクＴｇ及び発電する発電電圧ＶＧ が制御される。電圧調整器３３は、４ＷＤコントローラ８からパルス幅変調（ＰＷＭ）した発電機制御指令（界磁電流値）Ｃ１を入力し、その発電機制御指令Ｃ１に応じた値に発電機７の界磁電流Ｉｆｇを調整する。
【００２８】
また、ジャンクションボックス１０内にはモータリレー３６及び電流センサ３７が直列に接続されて設けられ、このモータリレー３６は、４ＷＤコントローラ８からの指令によって直流モータ４に供給する電力の断続を行う。また、電流センサ３７は、発電機７から直流モータ４に供給される電機子電流Ｉａを検出し、検出した電機子電流Ｉａを４ＷＤコントローラ８に出力する。また、直流モータ４に供給されるモータ電圧Ｖｍが４ＷＤコントローラ８で検出される。
【００２９】
さらに、直流モータ４は、４ＷＤコントローラ８からのモータ出力トルク指令としてのパルス幅変調した界磁制御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Ｔｍが調整される。この直流モータ４の温度がサーミスタ３８で検出され、その温度検出値が４ＷＤコントローラ８に入力されると共に、直流モータ４の出力軸の回転速度Ｎｍがモータ用回転速度センサ３９で検出され、その回転速度Ｎｍが４ＷＤコントローラ８に入力される。
【００３０】
また、電磁クラッチ１２は、その励磁コイル１２ａの一端が前記４ＷＤリレー２１の出力側に接続され、他端が４ＷＤコントローラ８に接続され、この４ＷＤコントローラ８内でスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタ４０を介して接地されている。そして、このトランジスタ４０のベースに供給するパルス幅変調したクラッチ制御指令ＣＬによって励磁コイル１２ａの通電電流が制御され、これによって直流モータ４から従駆動輪としての後輪１ＲＬ，１ＲＲに伝達されるトルク伝達力が制御される。
【００３１】
４ＷＤコントローラ８は、図３に示すように、発電機制御部８Ａ、リレー制御部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、クラッチ制御部８Ｄ、余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇを備えている。
上記発電機制御部８Ａは、電圧調整器２２を通じて、発電機７の発電電圧Ｖをモニターしながら、この発電機７の界磁電流Ｉｆｇを調整することで、発電機７の発電電圧ＶＧ を所要の電圧に調整する。
【００３２】
リレー制御部８Ｂは、発電機７から直流モータ４への電力供給の遮断・接続を制御する。
モータ制御部８Ｃは、直流モータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整することで、この直流モータ４のトルクを所要の値に調整する。
クラッチ制御部８Ｄは、後述する余剰トルク演算部８Ｅで演算する発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに基づいて対応するモータトルク目標値Ｔｍｔを算出し、このモータトルク目標値Ｔｍｔに基づいて下記式の演算を行って電磁クラッチ１２に対するクラッチ伝達トルクＴＣＬを算出し、このクラッチ伝達トルクＴＣＬをクラッチ電流指令値ＩＣＬに変換し、これをパルス幅変調（ＰＷＭ）してクラッチ電流指令値ＩＣＬに応じたデューティ比のクラッチ電流制御出力ＣＬを求め、これをスイッチングトランジスタ４０に出力する。
【００３３】
ＴＣＬ＝Ｔｍｔ×ＫＤＥＦ ×ＫＴＭ＋ＴＣＬ０
ここで、ＫＤＥＦ はディファレンシャルギヤ１３での減速比、ＫＴＭ はクラッチトルクマージン、ＴＣＬ０ はクラッチイニシャルトルクである。
また、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、図４に示すように、余剰トルク演算部８Ｅ→目標トルク制限部８Ｆ→余剰トルク変換部８Ｇの順に循環して処理が行われる。
【００３４】
まず、余剰トルク演算部８Ｅでは、図５に示すような処理を行う。
すなわち、先ず、ステップＳ１で、車輪速センサ１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ、１６ＲＲからの信号に基づいて前輪（主駆動輪）１ＦＬ，１ＦＲの平均車輪速から後輪１ＲＬ，１ＲＲ（従駆動輪）の平均車輪速を減算することで、前輪１ＦＬ、１ＦＲの加速スリップ量であるスリップ速度ΔＶＦを求める。
【００３５】
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１ＦＬ、１ＦＲ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１ＲＬ、１ＲＲにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒを、それぞれ下記式により算出する。
ＶＷｆ＝（ＶＷＦＬ＋ＶＷＦＲ）／２ …………（１）
ＶＷｒ＝（ＶＷＲＬ＋ＶＷＲＲ）／２ …………（２）
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のスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記（３）式により算出する。
【００３６】
ΔＶＦ＝ＶＷｆ−ＶＷｒ …………（３）
次いで、ステップＳ２に移行して、上記ステップＳ１で求めたスリップ速度ΔＶＦが所定値、例えば“０”より大きい正値であるか否かを判定する。この判定結果がスリップ速度ΔＶＦが“０”以下即ち“０”又は負値であるときには、前輪１ＦＬ、１ＦＲが加速スリップしていないと推定されるので、ステップＳ３に移行して、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔを“０”に設定した後処理を終了して目標トルク制限部８Ｆの処理に移行する。
【００３７】
一方、ステップＳ２において、スリップ速度ΔＶＦが“０”より大きい正値であるときには、前輪１ＦＬ、１ＦＲが加速スリップしていると推定されるので、ステップＳ４に移行する。
このステップＳ４では、前輪１ＦＬ、１ＦＲ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（４）式によって演算してからステップＳ５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。
【００３８】
ＴΔＶＦ＝Ｋ１×ΔＶＦ …………（４）
ここで、Ｋ１は、実験などによって求めたゲインである。
ステップＳ５では、現在の発電機７の負荷トルクＴＧを、下記（５）式に基づき演算したのち、ステップＳ６に移行する。
ここで、Ｖｇは発電機７の電圧、Ｉａは発電機７の電機子電流、Ｎｇは発電機７の回転数、Ｋ２は係数、Ｋ３は効率である。
【００３９】
ステップＳ６では、下記（６）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目標値Ｔｇｔを求めてから処理を終了して目標トルク制限部８Ｆの処理に移行する。
Ｔｇｔ＝ＴＧ＋ＴΔＶＦ …………（６）
次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図６に基づいて説明する。
【００４０】
すなわち、まず、ステップＳ１１で、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔが、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。発電負荷トルク目標値Ｔｇｔが発電機７の最大負荷容量ＨＱ以下と判定した場合には処理を終了する。一方、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔが発電機７の最大負荷容量ＨＱよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１２に移行する。
【００４１】
ステップＳ１２では、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔにおける最大負荷容量ＨＱを越える超過トルクΔＴｂを下記（７）式によって求めてからステップＳ１３に移行する。
ΔＴｂ＝Ｔｇｔ−ＨＱ …………（７）
ステップＳ１３では、スロットルセンサ２２及びエンジン回転数検出センサ２３からの信号に基づいて、図７に示すエンジントルク算出マップを参照して、現在のエンジントルクＴｅを演算してステップＳ１４に移行する。
【００４２】
ステップＳ１４では、下記（８）式のように、エンジントルクＴｅから超過トルクΔＴｂを減算してエンジントルク上限値ＴｅＭを演算し、求めたエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジンコントローラ１９に出力した後に、ステップＳ１５に移行する。
ＴｅＭ＝Ｔｅ−ΔＴｂ …………（８）
ここで、エンジンコントローラ１９では、運転者のアクセルペダル１７の操作に関係なく、入力したエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジントルクＴｅの上限値となるようにこのエンジントルクＴｅを制限する。
【００４３】
ステップＳ１５では、最大負荷容量ＨＱを発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに設定してから処理を終了して余剰トルク変換部８Ｇの処理に移行する。
次に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図８に基づいて説明する。
まず、ステップＳ２０で、スリップ速度ΔＶＦが“０”より大きいか否かを判定する。ΔＶＦ＞０と判定されれば、前輪１ＦＬ、１ＦＲが加速スリップしているので、ステップＳ２１に移行する。また、ΔＶＦ≦０と判定されれば、前輪１ＦＬ、１ＦＲは加速スリップしていないので、ステップＳ２１以降の余剰トルク変換処理を行うことなく処理を終了して余剰トルク演算部８Ｅの処理に戻る。
【００４４】
ステップＳ２１では、モータ用回転速度センサ３９が検出したモータ４の回転速度Ｎｍを入力し、そのモータ４の回転速度Ｎｍをもとに図８中に示すモータ界磁電流目標値算出用マップを参照してモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを算出し、このモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをモータ制御部８Ｃに出力した後、ステップＳ２２に移行する。
【００４５】
ここで、目標モータ界磁電流算出用マップは、横軸にモータ回転速度Ｎｍをとり、縦軸にモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをとり、モータ回転速度Ｎｍが“０”であるときにモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔは最大電流ＩＭＡＸ の約半分程度の初期電流値ＩＩＮとなり、この状態からモータ回転速度Ｎｍが増加するに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加してモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度ＮＳ に達するとモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流ＩＭＡＸ に達し、その後モータ回転速度Ｎｍが増加して第１の設定値Ｎ１ までの間ではモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが予め最大電流値ＩＭＡＸ を維持し、モータ回転速度Ｎｍが第１の設定値Ｎ１ を超えて増加すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが比較的大きな傾きで減少し、モータ回転速度Ｎｍが第１の設定値Ｎ１ より大きな第２の設定値Ｎ２ からこの第２の設定値Ｎ２ より大きい第３の設定値Ｎ３ までの間はモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが初期電流値ＩＩＮより小さい低電流値ＩＬ を維持し、モータ回転速度Ｎｍが第３の設定値Ｎ３ を超えて増加すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔがより大きな傾きで減少して“０”となるように特性線Ｌ１が設定されている。
【００４６】
すなわち、発進直後の直流モータ４の回転速度Ｎｍが低い状態では、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが初期値ＩＬ から所定回転速度Ｎｓまでの間は回転速度Ｎｍの増加に応じて徐々に増加する界磁電流抑制状態として直流モータ４で発生する誘起電圧Ｅの増加を抑制する。
一方、回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓから設定値Ｎ１ までの間は一定の所定電流値ＩＭＡＸ とし、直流モータ４が回転速度設定値Ｎ１ 以上になった場合には、公知の弱め界磁制御方式で直流モータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくする（図１０参照）。すなわち、モータ４が高速回転になると直流モータ４における誘起電圧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、直流モータ４の回転数Ｎｍが所定値以上になったら直流モータ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直流モータ４に流れる電流を増加させて所要モータトルクＴｍを得るようにする。この結果、直流モータ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Ｔｍを得ることができる。
【００４７】
ステップＳ２２では、モータ回転速度Ｎｍと、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔとをもとに図８中に示したモータ誘起電圧算出用マップを参照してモータ誘起電圧Ｅを算出する。ここで、モータ誘起電圧算出用マップは、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをパラメータとして横軸にモータ回転速度Ｎｍをとり、縦軸にモータ誘起電圧Ｅをとり、モータ回転速度Ｎｍが増加することにより、モータ誘起電圧Ｅが線形に増加し、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加することによってもモータ誘起電圧Ｅが増加するように設定されている。
【００４８】
次いで、ステップＳ２３に移行して、上記余剰トルク演算部８Ｅが演算した発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに基づき対応するモータトルク目標値Ｔｍｔを算出して、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、上記モータトルク目標値Ｔｍｔ及びモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをもとに図９に示す電機子電流目標値算出用マップを参照して電子電流目標値Ｉａｔを算出する。この電機子電流目標値算出用マップは、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをパラメータとして、横軸にモータトルク目標値Ｔｍｔをとり、縦軸に電機子電流目標値Ｉａｔをとり、モータ出力トルクＴｍが“０”であるときにはモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔの値にかかわらず電機子電流目標値Ｉａｔが“０”となり、この状態からモータ出力トルクＴｍが増加するに応じて電機子電流目標値Ｉａｔが増加すると共に、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加するに応じて電機子電流目標値Ｉａｔが減少し、モータ出力トルクＴｍが大きな値となると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが小さい方から順次に電機子電流目標値Ｉａｔが“０”に設定されるように構成されている。
【００４９】
次いで、ステップＳ２５に移行し、下記（９）式に基づき、電機子電流目標値Ｉａｔ、電線９の抵抗及び直流モータ４のコイルの抵抗の合成抵抗Ｒ、及び誘起電圧Ｅから発電機７の電圧目標値ＶＧ を算出し、この発電機７の電圧目標値ＶＧ を発電機制御部８Ａに出力した後、処理を終了して余剰トルク演算部８Ｅの処理に戻る。
【００５０】
ＶＧ ＝Ｉａｔ×Ｒ＋Ｅ …………（９）
ここで、上記余剰トルク変換部８Ｇでは、モータ側の制御を考慮して発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに応じた発電機７での目標電圧ＶＧ を算出しているが、予め設定したマップを参照して、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔから直接に、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔとなる電圧値ＶＧ を算出するようにしてもよい。
【００５１】
この図８の処理において、ステップＳ２１の処理が界磁電流制御手段に対応している。
次に、上記第１の実施形態の動作を図１０に示すタイムチャートを伴って説明する。
今、自動変速機のセレクトレバーをパーキングレンジ（Ｐ）とし、イグニッションスイッチをオン状態とすることにより、エンジン２を始動させた状態で車両が停止しているものとする。
【００５２】
この停止状態で、運転者が４ＷＤスイッチ２６を図１０（ａ）に示すように時点ｔ１でオン状態に操作すると、この時点ｔ１では、図１０（ｃ）に示すようにセレクトレバーがパーキングレンジにあるため、４ＷＤリレー制御部８Ｂでは４ＷＤリレー３１をオフ状態に制御し、４ＷＤコントローラ８へのパワー系電源の入力が停止されていると共に、バッテリ３２からの発電機７のフィールドコイルＦＣ、ジャンクションボックス１０のモータリレー３６、電磁クラッチ１２のクラッチコイル１２ａへの電力供給が停止されている。
【００５３】
この停止状態から時点ｔ２でセレクトレバーをパーキングレンジ（Ｐ）からリバースレンジ（Ｒ）及びニュートラルレンジ（Ｎ）を経てドライブレンジ（Ｄ）に移動させ、時点ｔ３でドライブレンジ（Ｄ）を選択してから例えば０．０５秒程度の所定時間が経過した時点ｔ４で４ＷＤリレー制御部８Ｂによって４ＷＤリレー３１が図１０（ｂ）に示すようにオン状態に制御される。
【００５４】
この状態では、車両が停止状態にあるため、前輪１ＦＬ，１ＦＲの平均前輪速ＶＷｆ及び後輪１ＲＬ，１ＲＲの平均後輪速ＶＷｒが共に“０”であり、スリップ速度ΔＶＦも“０”となるため、余剰トルク変換部８Ｇで実行される図８の処理では、ステップＳ２０からステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理を実行することなく処理を終了して余剰トルク演算部８Ｅに戻ることになる。
【００５５】
このため、発電機制御部８Ａで発電電圧目標値ＶＧ に基づく発電機制御出力Ｃ１がオフ状態、モータ界磁出力ＭＦもオフ状態に制御され、さらにクラッチ制御部８Ｄでクラッチ制御出力ＣＬがオフ状態に制御される。したがって、発電機７での発電及び直流モータ４の駆動が停止されていると共に、クラッチ１２が非締結状態に制御される。
【００５６】
この状態から時点ｔ５でアクセルペダル１７を踏込んで車両を急発進させたり、降雨路、雪路、凍結路のような低摩擦係数路面で発進させることにより、主駆動輪となる前輪１ＦＬ，１ＦＲに加速スリップを生じると、前後の車輪速差が生じることにより、スリップ速度ΔＶＦが正の値となる。
このとき、余剰トルク演算部８Ｅにおける図５の処理で、スリップ速度ΔＶＦが正値となるので、ステップＳ２からステップＳ４に移行し、スリップ速度ΔＶＦにゲインＫ１を乗算して加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクＴΔＶＦを算出し、次いで、現在の発電電圧ＶＧ 、電機子電流Ｉａ、発電機回転数Ｎｇに基づいて前記（５）式の演算を行って現在の発電負荷トルクＴＧを算出する（ステップＳ５）。この現在の発電負荷トルクＴＧは、図１０（ｄ）に示すように、発進時には発電機回転数Ｎｇが比較的小さいので、発電電圧ＶＧ 及び電機子電流Ｉａの増加に応じて増加する。さらに、吸収トルクＴΔＶＦと現在の発電負荷トルクＴＧとを乗算して発電負荷トルク目標値Ｔｇｔを算出するので、この発電負荷トルク目標値Ｔｇｔも図１０（ｅ）に示すように増加する。
【００５７】
この発進時には、発電機７での発電電圧ＶＧ が図１０（ｊ）に示すようにバッテリ電圧ＶＢ に比較して低いので、ダイオードＤ１がオフ状態となり、ダイオードＤ２がオン状態となって、バッテリ電圧ＶＢ が発電機７のフィールドコイルＦＣに供給される。このため、フィールドコイルＦＣに十分な界磁電流Ｉｆｇを供給することができ、発電電圧ＶＧ の増加が可能となり、直流モータ４に供給する電機子電流Ｉａを増加させることができる。
【００５８】
ところで、発電機７で発生させる発電電圧ＶＧ は、余剰トルク変換部８Ｇの図８の処理で制御されることになるが、モータトルク目標値Ｔｍｔとモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔとをもとに図９の電機子電流目標値算出用マップを参照して算出される電機子電流目標値Ｉａｔに線路抵抗Ｒを乗算した電圧値と直流モータ４での誘起電圧Ｅとを加算して算出される。
【００５９】
ここで、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔは、モータ回転速度Ｎｍをもとに図８の処理におけるステップＳ２１でモータ界磁電流目標値算出用マップを参照して算出されるが、車両の発進時にはモータ回転速度Ｎｍがまだ低いため、このときのモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流ＩＭＡＸ の約半分程度の電流目標値ＩＩＮに抑制されて、続くステップＳ２２で算出されるモータ誘起電圧Ｅも図１０（ｈ）に示すように小さい値に抑制された状態で滑らかに増加する。
【００６０】
このため、ステップＳ２４で算出される電機子電流目標値Ｉａｔが図９に示すように、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大値ＩＭＡＸ に設定されている場合に比較して大きい値となり、図１０（ｉ）に示すように、時間の経過と共に滑らかに上昇し、必要とするモータトルクＴｍを確保することができ、直流モータ４の回転速度Ｎｍは図１０（ｆ）に示すように前輪１ＦＬ，１ＦＲの加速スリップに応じて比較的急に増加する。
【００６１】
この結果、急発進時又は低摩擦係数路面での発進時に主駆動輪となる前輪１ＦＬ，１ＦＲで加速スリップを生じた場合に、これを解消するように従駆動輪となる後輪１ＲＬ，１ＲＲを直流モータ４が前輪１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップを解消するように駆動されることになり、円滑な発進を行うことができる。
その後、モータ回転速度Ｎｍが急増すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔも増加するが、その値は最大電流ＩＭＡＸ に比較すると小さい値となるので、これに応じて直流モータ４で発生する誘起電圧Ｅの増加量も抑制されて図１０（ｈ）に示すように緩やかな増加が継続される。
【００６２】
同様に、電機子電流目標値Ｉａｔもモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが抑制されていることにより、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大値ＩMAX である場合に比較して大きな値となり、図１０（ｉ）に示すように、滑らかに上昇して、直流モータ４で必要なモータトルクＴｍを発生して、前１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップを解消し、これに応じて直流モータ４の回転速度Ｎｍも図１０（ｆ）に示すように徐々に減少して通常加速状態に復帰する。
【００６３】
その後、時点ｔ６で直流モータ４の回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓに達すると、モータ界磁電流目標値ＩｆｍｔがＩＭＡＸ に達して、以後モータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１に達する迄の間ＩＭＡＸ に維持される。
この状態では、モータ回転速度Ｎｍが増加するので、モータ誘起電圧Ｅも図１０（ｈ）に示すように滑らかな増加傾向を継続し、さらに、発電負荷トルクＴｇｔが図１０（ｅ）に示すように増加を継続しているので、電機子電流目標値Ｉａｔも増加傾向を継続する。
【００６４】
その後、時点ｔ６を僅かに越えた時点ｔ７で、発電電圧ＶＧ がバッテリ電圧ＶＢ を超えると、ダイオードＤ２がオフ状態となり、これに代えてダイオードＤ１がオン状態となることにより、バッテリ電圧ＶＢ が発電機７のフィールドコイルＦＣに供給される他励制御状態から発電機７の整流回路３０から出力される発電電圧ＶＧ がフィールドコイルＦＣに供給される自励制御状態に切換えられる。
【００６５】
その後、時点ｔ８で、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔがピークに達し、その後減少することにより、電動機電流目標値Ｉａｔも徐々に減少し、これに応じて発電電圧ＶＧ も緩やかな増加状態となる。
その後、時点ｔ９で、発電機負荷トルク目標値Ｔｇｔが比較的低い一定値を維持する状態となると、モータ回転速度Ｎｍが増加傾向を継続することからモータ誘起電圧Ｅも増加傾向を継続し、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大値ＩＭＡＸ を継続するので、電機子電流目標値Ｉａｔも比較的低い一定値を維持する状態となるが、発電電圧ＶＧ はモータ誘起電圧Ｅの増加に伴って増加する。
【００６６】
その後、時点ｔ１０で、モータ回転速度Ｎｍが設定回転速度Ｎ１に達すると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが減少して界磁弱め制御が開始される。このとき、モータ回転速度Ｎｍが増加を継続しているので、モータ誘起電圧Ｅは図１０（ｈ）に示すように一定値となる。一方、電機子電流目標値Ｉａｔは、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔの減少に伴って図１０（ｉ）に示すように緩やかな増加傾向となり、発電電圧ＶＧ も図１０（ｊ）に示すうように緩やかな増加状態となる。
【００６７】
その後、時点ｔ１１で、モータ回転速度Ｎｍが設定回転速度Ｎ２に達すると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが一定値の低電流値ＩＬ となることにより、モータ回転速度Ｎｍの増加に応じてモータ誘起電圧Ｅが図１０（ｈ）に示すように増加し、電機子電流目標値Ｉａｔは図１０（ｉ）に示すように一定値を維持し、発電電圧ＶＧ はモータ誘起電圧Ｅの増加に応じて増加する。
【００６８】
その後、時点ｔ１２で、モータ回転速度Ｎｍが設定回転速度Ｎ３に達すると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１０（ｇ）に示すように“０”となるので、モータ誘起電圧Ｅも“０”となり、電機子電流目標値Ｉａｔも“０”に近い値となり、発電電圧ＶＧ も“０”に近い値となる。
このように、上記第１の実施形態では、車両の急発進時又は低摩擦係数路面での発進時に前輪１ＦＬ，１ＦＲの加速スリップ速度ΔＶＦが急激に増加したときに、発電機７での発電電圧ＶＧ が低い状態であっても、バッテリ電圧ＶＢ を使用して発電機７のフィールドコイルＦＣに対する界磁電流を供給する他励制御状態とするので、発電機７での発電電圧ＶＧ の増加を確保することができ、これに応じて電機子電流目標値Ｉａｔを発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに一致するモータトルク目標値Ｔｍｔに対応させて円滑に増加させることができる。
【００６９】
このとき、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓより低い状態では、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流値ＩＭＡＸ より低い値に設定されているので、モータ誘起電圧Ｅの増加を抑制して、発電電圧ＶＧ の増加を抑制することができ、バッテリ電圧ＶＢ による他励界磁制御状態から発電機７の発電電圧ＶＧ による自励界磁制御状態に切換える時点を遅らせることにより、電機子電流目標値Ｉａｔに応答遅れが生じることを防止して、良好な四輪駆動状態を確保することができる。
【００７０】
因みに、図１０（ｇ）で破線図示のように、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをモータ回転速度Ｎｍが"０"である状態から最大電流値ＩMAX に維持する場合には、図９の電機子電流目標値算出マップを参照して算出される電機子電流目標値Ｉａｔが図１０（ｉ）で破線図示のように図１０（ｅ）に示す発電負荷トルク目標値Ｔｇｔの増加に比較して不足することになり、直流モータ４で発生するモータトルクＴｍが不足することになると共に、モータ誘起電圧Ｅがモータ回転速度Ｎｍの増加に対応して図１０（ｈ）で破線図示のように増加することになり、これに応じて発電電圧ＶG 増加することにより、バッテリ電圧ＶB による他励界磁制御状態から発電電圧ＶG による自励磁界制御状態に早めに切換わることにより、他励界磁制御状態での電機子電流Ｉａの応答遅れが大きくなり、直流モータ４で発生するモータトルクＴｍが小さくなって、前輪１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップ状態の解消が遅れるという問題点が生じるが、本発明では、上述したように急発進又は低摩擦係数路面での発進時のように加速スリップが生じ易い場合に、直流モータ４のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを抑制するので、モータ誘起電圧Ｅの増加及び電機子電流目標値Ｉａｔの低下を抑制して、直流モータ４で前輪１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップ状態を解消する良好なモータトルクを発生することができる。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施形態を図１１について説明する。
この第２の実施形態は、余剰トルク変換部８Ｇにおける図８の処理において、ステップＳ２１のモータ界磁電流目標値算出マップを参照する場合に代えてモータ回転速度Ｎｍに基づいて比較演算を行うことによりモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを設定するようにしたものである。
【００７２】
すなわち、第２の実施形態では、余剰トルク変換部８Ｇにおける図８のステップＳ２１のモータ界磁電流目標値算出処理が、図１１に示すように、ステップＳ２１ａでモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下であるか否かを判定し、Ｎｍ≦ＮｓであるときにはステップＳ２１ｂに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを最大電流値ＩＭＡＸ の半分程度の初期電流値ＩＩＮに設定してから処理を終了してステップＳ２３に移行する。
【００７３】
また、ステップＳ２１ａの判定結果がＮｍ＞ＮｓであるときにはステップＳ２１ｃに移行して、モータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１ 以下であるかを判定し、Ｎｍ≦Ｎ１ であるときにはステップＳ２１ｄに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを最大電流値ＩＭＡＸ に設定してから処理を終了して前記ステップＳ２３に移行する。
【００７４】
さらに、ステップＳ２１ｃの判定結果がＮｍ＞Ｎ１ であるときにはステップＳ２１ｅに移行して、モータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ３ 以下であるか否かを判定し、Ｎｍ≦Ｎ３ であるときにはステップＳ２１ｆに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを初期電流値ＩＩＮより小さい低電流値ＩＬ に設定してから処理を終了してステップＳ２３に移行する。
【００７５】
さらにまた、ステップＳ２１ｅの判定結果がＮｍ＞Ｎ３ であるときにはステップＳ２１ｇに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを“０”に設定してから処理を終了してステップＳ２３に移行する。
この第２の実施形態によると、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下である間はモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが初期電流値ＩＩＮに抑制されることにより、前述した第１の実施形態と同様に、直流モータ４の誘起電圧の増加を抑制することができると共に、電機子電流目標値Ｉａｔの減少を抑制することができ、発電機７の他励界磁制御状態から自励界磁制御状態への切換えを遅らせて、電機子電流目標値Ｉａｔの応答遅れを防止して、直流モータ４で前輪側１ＦＬ，１ＦＲで発生する加速スリップを解消するモータトルクを発生することができる。
【００７６】
次に、本発明の第３の実施形態を図１２について説明する。
この第３の実施形態は、上記第２の実施形態のようにモータ回転速度が低い領域でモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを抑制する場合に、瞬間的なモータ回転速度の変化でモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増大することを抑制するようにしたものである。
【００７７】
すなわち、第３の実施形態では、余剰トルク変換部８ＧにおけるステップＳ２１の処理が図１２に示すように前述した図１１の処理において、ステップＳ２１ｄの処理の次に増加フィルタ処理が介挿され、且つステップＳ２１ｂ及びＳ２１ｇの次に減少フィルタ処理が介挿されていると共に、ステップＳ２１ｅ及びＳ２１ｆの処理が省略されたことを除いては図１１の処理と同様の処理を行い、図１１との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００７８】
増加フィルタ処理は、ステップＳ２１ｄでモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流値ＩMAX に設定されたときに、ステップＳ３１に移行して、前回のモータ回転速度Ｎｍ(n-1) が所定回転速度Ｎｓ以下であるか否か判定し、Ｎｍ(n-1) ≦Ｎｓであるときには今回初めてモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓを超えたものと判断してステップＳ３２に移行し、制御開始から所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過したときにはステップＳ３３に移行して、瞬間的なモータ回転速度変化状態を表すフラグＦを通常モータ回転速度変化であることを表す"０"にリセットしてからステップＳ３４に移行し、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n-1) に比較的大きな値の通常制限値ΔＩｆANを加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) として設定してからステップＳ３５に移行し、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) が最大電流値ＩMAX を超えたか否かを判定し、Ｉｆｍｔ(n) ≦ＩMAX であるときにはそのままフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行し、Ｉｆｍｔ(n) ＞ＩMAX であるときにはステップＳ３６に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) を最大電流値ＩMAX に設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
【００７９】
また、ステップＳ３２の判定結果が制御開始から所定時間が経過していないときには瞬間的なモータ回転速度変化であると判断してステップＳ３７に移行し、瞬間的なモータ回転速度変化であることを表すフラグＦを"１"にセットしてからステップＳ３８に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ (n-1) に予め設定した前記通常制限値ΔＩｆ AN より小さい値の抑制制限値ΔＩｆ AL を加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ (n) として設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
さらに、前記ステップＳ３１の判定結果がＮｍ(n-1) ＞ＮｓであるときにはステップＳ３９に移行してフラグＦが"１"であるか否かを判定し、フラグＦが"０"にリセットされているときには前記ステップＳ３４に移行し、フラグＦが"１"にセットされているときには前記ステップＳ３８に移行する。
【００８０】
また、減少フィルタ処理は、ステップＳ２１ｂの次にステップＳ４０に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） から前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） を減算した偏差ΔＩｆｍを算出し、次いでステップＳ４１に移行して、偏差ΔＩｆｍが負であるか否かを判定し、ΔＩｆｍ≧０であるときにはモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加しているものと判断してそのままステップＳ４３に移行し、ΔＩｆｍ＜０であるときにはモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが減少しているものと判断してステップＳ４２に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） から予め設定した通常制限値ΔＩｆＤＮを減算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定してからステップＳ４３に移行する。
【００８１】
ステップＳ４３では、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が初期電流値ＩＩＮ未満であるか否かを判定し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ≧ＩＩＮであるときにはそのままフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ＜ＩＩＮであるときにはステップＳ４４に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） を初期電流値ＩＩＮに設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
【００８２】
さらに、ステップＳ２１ｇの次にステップＳ４５〜Ｓ４７に移行して、前記す４０〜Ｓ４２と同様の処理を行い、次いでステップＳ４８に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が負であるか否かを判定し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ≧０であるときにはそのままフィルタ処理を終了してステップＳ２２に移行し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ＜０であるときにはステップＳ４９に移行して今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） を“０”に設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
【００８３】
この図１２の処理が界磁電流制御手段に対応し、このうちステップＳ３７〜Ｓ３９の処理が第１のフィルタに対応し、ステップＳ３３〜Ｓ３６の処理が第２のフィルタに対応している。
この第３の実施形態によると、車両の急発進時又は低摩擦係数路面での発進時に前輪１ＦＬ，１ＦＲで大きな加速スリップが生じたときに、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔの急増によるモータトルク目標値Ｔｍｔの増加によって直流モータ４の回転速度が図１３（ａ）に示すように増加する。
【００８４】
このとき、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下であるときには、ステップＳ２１ａからステップＳ２１ｂに移行してモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように、初期電流値ＩINに設定してからステップＳ４０に移行することにより、増加フィルタ処理は行われない。
この状態で、モータ回転速度Ｎｍが図１３（ａ）に示すように時点ｔ１１で瞬間的に所定回転速度Ｎｓを超える状態となると、ステップＳ２１ｃからステップＳ２１ｄを経てステップＳ３１に移行する。この状態では前回のモータ回転速度Ｎｍ(n-1) が所定回転速度Ｎｓ以下であるので、ステップＳ３２に移行し、制御開始から所定時間が経過していないので、ステップＳ３７に移行して、フラグＦが"１"にセットされ、次いでステップＳ３８に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n-1) に比較的小さな値の抑制制限値ΔＩｆALを加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) として設定されるので、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) の増加量は図１３（ｂ）に示すように抑制制限値ΔＩｆALに抑制される。
【００８５】
次に、図１２の処理が実行されたときには、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓを超えているが、前回のモータ回転速度Ｎｍ（ｎ−１） が所定回転速度Ｎｓを超えているので、ステップＳ３１からステップＳ３９に移行し、フラグＦが“１”にセットされているのでステップＳ３８に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） に比較的小さな値の抑制制限値ΔＩｆＡＬを加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定されるので、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） の増加量は図１３（ｂ）に示すように抑制制限値ΔＩｆＡＬに抑制される。
【００８６】
その後、抑制制限値ΔＩｆＡＬによるモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔの増加が繰り返されて、時点ｔ１２でモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下となると、図１２の処理でステップＳ２１ａからステップＳ２１ｂに移行することにより、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が低電流値ＩＬ が設定され、その後減少フィルタ処理が行われる。この減少フィルタ処理では、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） から前回のモータ界磁電流目標Ｉｆｍｔ（ｎ−１） を減算した偏差ΔＩｆｍを算出し、この偏差ΔＩｆｍが負であるので、ステップＳ４１からステップＳ４２に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） から予め設定された通常制限値ΔＩｆＤＮを減算した値が今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定してからステップＳ４３に移行し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ≧０であるので、そのままフィルタ処理を終了してステップＳ２２に移行する。
【００８７】
このため、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように減少し、この減少フィルタ処理が継続されて今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が初期電流値ＩＩＮ未満となると、ステップＳ４３からステップＳ４４に移行して今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が初期電流値ＩＩＮに設定され、この状態がモータ回転速度Ｎｍが所定回転数Ｎｓを超えるまで維持される。
【００８８】
その後、制御開始から所定時間が経過した後の時点ｔ１３で再度モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓを超えると、図１２の処理でステップＳ３１からステップＳ３２に移行し、制御開始から所定時間が経過しているので、ステップＳ３３に移行し、フラグＦが“０”にリセットされる。
次いで、ステップＳ３４で前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） に通常制限値ΔＩｆＡＮを加算した値が今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定され、この今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が最大電流値ＩＭＡＸ より小さいのでそのままフィルタ処理を終了してステップＳ２２に移行する。
【００８９】
この結果、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように、抑制制限値ΔＩｆＡＬより大きい値の通常制限値ΔＩｆＡＮで比較的急峻に増加することになる。
その後、モータ電流目標値Ｉｆｍｔが通常制限値ΔＩｆＡＮでの増加傾向を継続し、時点ｔ１４で算出した今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が最大電流値ＩＭＡＸ を超えると、ステップＳ３５からステップＳ３６に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が最大電流値ＩＭＡＸ に制限され、この状態がモータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１ を超えるまで継続される。
【００９０】
その後、時点ｔ１５でモータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１ を超えると、ステップＳ２１ｃからステップＳ２１ｇに移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が“０”に設定される。
このため、ステップＳ４５で算出される今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） から前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） を減算した偏差ΔＩｆｍが負となるため、ステップＳ４６からステップＳ４７に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） に通常制限値ΔＩｆＤＮを減算した値が今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定され、このモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が“０”より大きいのでそのままステップＳ２２に移行する。
【００９１】
したがって、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように通常制限値ΔＩｆＤＮで順次減少され、時点ｔ１６で今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が負となると、ステップＳ４８からステップＳ４９に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が“０”に設定される。
このように、上記第３の実施形態によると、車両の発進時にモータ回転速度Ｎｍが瞬間的に増加して所定回転速度Ｎｓを超える状態となったときに、今回のモータ界磁転流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として最大電流値ＩＭＡＸ が設定されるが、これが増加フィルタ処理で増加量が抑制制限値ΔＩｆＡＬに制限されるので、ノイズの影響を除去して、初期電流値ＩＩＮを略維持することができる。この結果、モータ誘起電圧Ｅの上昇を抑制することができると共に、電機子電流目標値Ｉａｔの減少を抑制することができ、直流モータ４で前輪１ＦＬ，１ＦＲで発生する加速スリップを解消する良好なモータトルクＴｍを発生することができる。
【００９２】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、クラッチ手段として電磁クラッチ１１を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、流体圧クラッチを適用することもでき、この場合には流体圧クラッチに供給する流体圧を制御する圧力制御弁を電気的に制御することにより、クラッチ締結力を制御すればよく、その他クラッチ締結力を電気的制御が可能な任意のクラッチを適用することができる。
【００９３】
また、上記第１〜第３の実施形態においては、発電機７の入力軸をベルト６を介してエンジン２に連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機７の入力軸をトランスファの出力側から前輪１ＦＬ，１ＦＲまでの回転部分に連結するようにしてもよく、この場合には、エンジン２のアイドリング時の負荷を減少させることができる。
【００９４】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、モータ回転数検出手段としてモータ回転速度センサ３９を適用し、このモータ回転速度センサ３９でモータ回転速度Ｎｍを直接検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車輪速センサ２４ＲＬ及び２４ＲＲで検出した車輪速ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲとディファレンシャルギヤ１３の減速比とに基づいてモータ回転速度を推定するようにしてもよい。
【００９５】
さらにまた、上記第１〜第３の実施形態においては、発電機７での発電電圧ＶＧ が低い領域ではバッテリ電圧ＶＢ でフィールドコイルＦＣに供給する電圧を増加補正する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電電圧ＶＧ がバッテリ電圧ＶＢ に相当する所定電圧未満であるときに発電機７の整流回路３０から出力される発電電圧ＶＧ をＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路を適用して所定電圧まで昇圧するようにしてもよい。
【００９６】
なおさらに、上記第１〜第３の実施形態においては、前輪１ＦＬ，１ＦＲを主駆動輪とし、後輪１ＲＬ，１ＲＲを従駆動輪とする４輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、後輪１ＲＬ，１ＲＲを主駆動輪とし、前輪１ＦＬ，１ＦＲを従駆動輪とするようにしてもよい。
また、上記第１〜第３の実施形態においては、本発明を４輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前後方向に２輪以上の駆動輪を備え、一部の主駆動輪を内燃機関で駆動し、残りの従駆動輪を電動機で駆動する場合に本発明を適用することができ、その他内燃機関等の回転駆動源によって回転駆動される発電機によって車輪を駆動する電動機を駆動する電動式駆動装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略装置構成図である。
【図２】第１実施形態における制御系のブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る４ＷＤコントローラを示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態における４ＷＤコントローラでの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態における余剰トルク演算部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態における目標トルク制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】エンジン回転速度Ｎｅをパラメータとしてスロットル開度θとエンジントルクＴｅとの関係を示すエンジントルク算出マップを示す図である。
【図８】第１の実施形態における余剰トルク変換部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】モータ界磁電流目標値をパラメータとしてモータトルク目標値と電機子電流目標値との関係を示す電機子電流目標値算出マップを示す図である。
【図１０】第１の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示すモータ界磁電流目標値を算出する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示すモータ界磁電流目標値を算出する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
１ＦＬ，１ＦＲ 前輪
１ＲＬ，１ＲＲ 後輪
２ エンジン
４ 直流モータ
７ 発電機
８ ４ＷＤコントローラ
１０ ジャンクションボックス
１１ 減速機
１２ 電磁クラッチ
２４ＦＬ〜２４ＲＲ 車輪速センサ
３０ 整流回路
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
３１ ４ＷＤリレー
３２ バッテリ
３３ 電圧調整器
ＦＣ フィールドコイル
ＳＣ ステータコイル
３７ 電流センサ
３９ モータ用回転速度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機によって発電された電力で電動機を駆動するようにした車両の発電駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両の発電駆動制御装置としては、例えば実開昭５５−１３８１２９号公報に記載されているものが知られている。
この従来例には、前輪及び後輪の何れか一方を主駆動輪として内燃機関の動力により駆動し、前輪及び後輪の他方を電動機で駆動し、さらに内燃機関の駆動力で発電機を駆動し、この発電機で発電した電力を電動機に供給するようにし、アクセルペダルが踏み込まれかつ車速が設定値以下であるときに電動機を作動させて前輪及び後輪を駆動するようにした前後輪駆動車両が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、アクセルペダルが踏み込まれかつ車速が設定値以下であるときに電動機が作動されて前輪及び後輪の何れか一方が内燃機関で回転駆動され、他方が電動機で回転駆動する４輪駆動状態となるものであるが、発電機は自己の発電電力を界磁電流制御として使用する自励発電では発電機の回転に応じて発電するため、発電開始当初の発電力が小さく、４輪駆動での発進初期時に必要な比較的大きなトルクを応答性良く得られないという未解決の課題がある。
【０００４】
また、電動機に供給する電力が内燃機関によって駆動される発電機で発電された電力を使用している関係で、電動機駆動側の車輪加速スリップ等によって電動機の回転速度が増加すると、電動機の誘起電圧が上昇して、発電電圧との差が減少することからモータ電流が減少するため、所要のトルクを発生することができないという未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、発進初期時に必要な比較的大きなトルクを応答性良く得ることができ、電動機の回転速度が増加しても所要のトルクを持続することができる車両の発電駆動制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成ために、請求項１に係る車両の発電駆動制御装置は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、前記界磁電流を前記電動機の誘起電圧を抑制するように制限することを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に係る発明では、例えば発進初期時などに、自励回路から供給される発電機で発電する電圧がバッテリ等の蓄電器の電圧より小さいときには、電力補正手段で蓄電器電力を選択して発電機のフィールドコイルに供給して、フィールドコイルで必要とする電力を確保する。また、界磁電流制御手段で、電動機の回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、電動機に対する界磁電流を電動機の誘起電圧を抑制する電流値に制限する。このため、発電機の発電電力が誘起電圧によって増加することが抑制されることにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態が継続されて自励回路への切換えが遅らされる。
【０００８】
また、請求項２に係る車両の発電駆動制御装置は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流を前記電動機の誘起電圧を抑制するように制限することを特徴としている。
この請求項２に係る発明では、界磁電流制御手段で、電動機の回転速度が所定回転速度以下であるときに、電動機に対する界磁電流を電動機の誘起電圧を抑制するように制限する。このため、発電機の発電電力が誘起電圧によって増加することが抑制されることにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態が継続されて自励回路への切換えが遅らされる。
【０００９】
さらに、請求項３に係る車両の発電駆動制御置は、請求項２に係る発明において、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流の目標値を前記回転速度が零である制御開始時の初期電流値から当該回転速度の増加に応じて徐々に増加させるように構成されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、電動機の回転速度が指定回転速度以下であるときに、界磁電流を制御開始時の初期電流値から電動機の回転速度の増加に応じて徐々に増加させるので、加速スリップが生じ易い場合に、電動機の誘起電圧を抑制して他励回路から自励回路への切換えを遅らせてモータトルク不足を解消する。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る車両の発電駆動制御装置は、請求項２に係る発明において、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流の目標値を前記回転速度が零である制御開始時の初期電流値に維持し、前記回転速度が所定回転速度を超えたときに初期電流値より大きい値にステップ状に変化させることを特徴としている。
この請求項４に係る発明では、電動機回転速度が所定回転速度以下であるときに、電動機の界磁電流を初期電流値に維持するので、電動機の誘起電圧を抑制して、他励回路から自励回路への切換えを遅らせて、加速スリップを解消するモータトルクを確保する。
【００１１】
なおさらに、請求項５に係る車両の発電駆動制御装置は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した前回の演算周期の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の前記回転速度が前記所定回転速度を瞬間的に超えた場合、前記界磁電流の目標値の増加量を制限する増加量フィルタを有することを特徴としている。
この請求項５に係る発明では、回転速度検出手段で検出した前回の演算周期の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の電動機の回転速度が瞬間的に所定回転速度を超えたときに電動機の界磁電流の目標値の増加を増加量フィルタで制限する。このため、増加量フィルタから出力される界磁電流が低めとなり、電動機で発生する誘起電圧を抑制する。
【００１２】
また、請求項６に係る車両の発電駆動制御装置は、請求項１乃至５の何れかに係る発明において、前記電力補正手段は、発電機の電圧を昇圧する昇圧手段を有し、前記発電機で発電した電圧が前記フィールドコイルで必要とする電圧に対して不足するときに、前記昇圧手段で昇圧した電圧を当該フィールドコイルに供給するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
この請求項６に係る発明では、発電機で発電した電圧を例えばＤＣ−ＤＣコンバータのような昇圧手段で昇圧し、昇圧した電圧を発電機のフィールドコイルに供給するので、トルク高応答性及びトルク持続性を確保する。
さらに、請求項７に係る車両の発電駆動制御装置は、請求項１乃至６の何れかに係る発明において、前記内燃機関で車両に配設された前後方向における複数の駆動輪の一部を構成する主駆動輪を駆動し、前記電動機で残りの従駆動輪を駆動するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
この請求項７に係る発明では、主駆動輪を内燃機関で回転駆動し、この内燃機関で発電機を駆動して発電を行い、この発電電力で電動機を駆動して従駆動輪を回転駆動する。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、電力補正手段で、発電機の発電電力をフィールドコイルに供給する自励回路からの電圧と蓄電器の電力をフィールドコイルに供給する他励回路からの電圧との何れか大きい値を選択して発電機のフィールドコイルに供給するようにしているので、発進初期時に、発電機で発電する電力がフィールドコイルで必要とする電力に対して不足すると、蓄電器の電力を発電機のフィールドコイルに供給して、発進初期時の高トルク応答性を達成することができるという効果が得られる。また、回転速度検出手段で検出した回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、電動機の界磁電流を電動機で発生する誘起電圧を抑制するように制限することにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態を継続して、不要に自励回路からの電力供給状態への切換えが起こることを防止し、急発進や路面外乱等による電動機回転速度の急上昇時であってもトルク応答性を向上させて、安定した発進が可能となるという効果が得られる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明によれば、回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、電動機の界磁電流を電動機の誘起電圧を抑制するように制限することにより、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態を継続して、不要に自励回路からの電力供給状態への切換えが起こることを防止し、急発進や路面外乱等による電動機回転速度の急上昇時であってもトルク応答性を向上させて、安定した発進が可能となるという効果が得られる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る発明によれば、回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度が所定回転速度以下であるときに、界磁電流を電動機の回転速度が零である制御開始時の初期電流値から当該回転速度の増加に応じて徐々に増加させるので、電動機で発生する誘起電圧を抑制することができると共に、界磁電流を連続的に変化させることができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度が所定回転速度以下であるときに、界磁電流の目標値を電動機の回転速度が零である制御開始時の初期電流値を維持し、電動機の回転速度が所定回転速度を超えたときに初期電流値より大きい値にステップ状に変化させるので、電動機で発生する誘起電圧を確実に抑制することができるという効果が得られる。
【００１８】
なおさらに、請求項５に係る発明によれば、前回の演算周期の電動機の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の回転速度が瞬間的に所定回転速度を超えたときに、増加量フィルタで界磁電流の増加量を制限することにより、電動機で発生する誘起電圧を抑制するので、電力補正手段による他励回路からの電力供給状態を継続して、自励回路からの電力供給状態への切換えを遅らせることにより、急発進や路面外乱等による電動機回転速度の急上昇時であってもトルク応答性を向上させて、安定した発進が可能となるという効果が得られる。
また、請求項６に係る発明によれば、発電機で発電した電圧を例えばＤＣ−ＤＣコンバータのような昇圧手段で昇圧し、この昇圧電圧を発電機のフィールドコイルに供給するので、フィールドコイルで必要とする電圧を確保してトルク高応答性及びトルク持続性を確保することができるという効果が得られる。
【００１９】
さらに、請求項７に係る発明によれば、主駆動輪を内燃機関で回転駆動し、この内燃機関で発電機を駆動して発電を行い、この発電電力で電動機を駆動して従駆動輪を駆動することができ、４輪駆動車等の前後方向で複数の駆動輪を有する車両で、発進初期時のトルク高応答性及びトルク持続性を確保することができるという効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面について説明する。
図１は本発明を４輪駆動車に適用した場合の第１の実施形態を示す概略構成図であり、主駆動輪としての左右前輪１ＦＬ、１ＦＲが内燃機関であるエンジン２によって駆動され、従駆動輪としての左右後輪１ＲＬ、１ＲＲが従電動機である直流モータ４によって駆動される。
【００２１】
エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション及びディファレンシャルギア５を介して左右前輪１ＦＬ、１ＦＲに伝達される。また、エンジン２の出力トルク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。
この発電機７は、エンジン２の回転速度Ｎｅにプーリ比を乗じた回転速度Ｎｈで回転し、４ＷＤコントローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｇに応じて、エンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電圧を発電する。この発電機７が発電した電力は、電線９及びジャンクションボックス１０を介して直流モータ４に供給される。直流モータ４の出力軸は、減速機１１、クラッチ手段としての電磁クラッチ１２及びデファレンシャルギヤ１３に連結され、ディファレンシャルギヤ１３の左右出力側が夫々駆動軸１３Ｌ及び１３Ｒを介して左右後輪１ＲＬ及び１ＲＲに連結されている。
【００２２】
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１８の踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１９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１８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。
【００２３】
また、サブスロットルバルブ１６は、ステップモータ２０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。このステップモータ１９の回転角は、モータコントローラ２１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２２が設けられており、このスロットルセンサ２２で検出されるスロットル開度検出値に基づいて、ステップモータ１９のステップ数が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の出力トルクを減少させることができる。
【００２４】
また、エンジン２にはその出力回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ２３が設けられ、このエンジン回転速度センサ２３で検出したエンジン回転速度Ｎｅを４ＷＤコントローラ８に出力する。さらに、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの夫々には、車輪速を検出する車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲが設けられ、これら車輪速センサ２４ＦＬ〜２４ＲＲで検出した車輪速ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを４ＷＤコントローラ８に出力する。さらにまた、トランスミッションのシフト位置を検出するシフト位置センサ２５が設けられ、このシフト位置センサ２５で検出したシフト位置を４ＷＤコントローラ８に入力する。なおさらに、運転席近傍に４輪駆動状態とするか否かを選択する４ＷＤスイッチ２６が設けられ、この４ＷＤスイッチ２６のスイッチ信号を４ＷＤコントローラ８に入力する。
【００２５】
さらに、発電機７は、図２に示すように、デルタ結線された３相のステータコイルＳＣと、フィールドコイルＦＣとを有し、ステータコイルＳＣの各接続点がダイオードで構成される整流回路３０に接続されて、この整流回路３０から例えば最大４２Ｖの直流電圧ＶＧ が出力される。
また、フィールドコイルＦＣは、その一端がダイオードＤ１を介して整流回路３０の出力側に接続されていると共に、ダイオードＤ２を逆方向に介し、さらに４ＷＤリレー３１を介して所定電圧（例えば１２ボルト）のバッテリ３２に接続され、他端がフライホイールダイオードＤＦを順方向に介してダイオードＤ１及びＤ２のカソード側に接続されていると共に、電圧調整器（レギュレータ）３３を介して接地されている。
【００２６】
ここで、整流回路３０及びダイオードＤ１を介して界磁電流Ｉｆｇを供給する系統が自励回路を形成して磁界発生電力供給手段を構成し、バッテリ３１及びダイオードＤ２を介して界磁電流Ｉｆｇを供給する系統が他励回路を形成し、ダイオードＤ１及びＤ２が自励回路及び他励回路の電圧の何れか高い方を選択するセレクトハイ機能を有し、電力補正手段を構成している。
【００２７】
また、４ＷＤリレー３１はそのリレーコイルの一端がバッテリ３２にイグニッションスイッチ３４を介して接続されたイグニッションリレー３５の出力側に接続され、他端が４ＷＤコントローラ８に接続されている。
そして、発電機７は、４ＷＤコントローラ８によってフィールドコイルＦＣに対する界磁電流Ｉｆｇを調整することで、エンジン２に対する発電負荷トルクＴｇ及び発電する発電電圧ＶＧ が制御される。電圧調整器３３は、４ＷＤコントローラ８からパルス幅変調（ＰＷＭ）した発電機制御指令（界磁電流値）Ｃ１を入力し、その発電機制御指令Ｃ１に応じた値に発電機７の界磁電流Ｉｆｇを調整する。
【００２８】
また、ジャンクションボックス１０内にはモータリレー３６及び電流センサ３７が直列に接続されて設けられ、このモータリレー３６は、４ＷＤコントローラ８からの指令によって直流モータ４に供給する電力の断続を行う。また、電流センサ３７は、発電機７から直流モータ４に供給される電機子電流Ｉａを検出し、検出した電機子電流Ｉａを４ＷＤコントローラ８に出力する。また、直流モータ４に供給されるモータ電圧Ｖｍが４ＷＤコントローラ８で検出される。
【００２９】
さらに、直流モータ４は、４ＷＤコントローラ８からのモータ出力トルク指令としてのパルス幅変調した界磁制御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Ｔｍが調整される。この直流モータ４の温度がサーミスタ３８で検出され、その温度検出値が４ＷＤコントローラ８に入力されると共に、直流モータ４の出力軸の回転速度Ｎｍがモータ用回転速度センサ３９で検出され、その回転速度Ｎｍが４ＷＤコントローラ８に入力される。
【００３０】
また、電磁クラッチ１２は、その励磁コイル１２ａの一端が前記４ＷＤリレー２１の出力側に接続され、他端が４ＷＤコントローラ８に接続され、この４ＷＤコントローラ８内でスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタ４０を介して接地されている。そして、このトランジスタ４０のベースに供給するパルス幅変調したクラッチ制御指令ＣＬによって励磁コイル１２ａの通電電流が制御され、これによって直流モータ４から従駆動輪としての後輪１ＲＬ，１ＲＲに伝達されるトルク伝達力が制御される。
【００３１】
４ＷＤコントローラ８は、図３に示すように、発電機制御部８Ａ、リレー制御部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、クラッチ制御部８Ｄ、余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇを備えている。
上記発電機制御部８Ａは、電圧調整器２２を通じて、発電機７の発電電圧Ｖをモニターしながら、この発電機７の界磁電流Ｉｆｇを調整することで、発電機７の発電電圧ＶＧ を所要の電圧に調整する。
【００３２】
リレー制御部８Ｂは、発電機７から直流モータ４への電力供給の遮断・接続を制御する。
モータ制御部８Ｃは、直流モータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整することで、この直流モータ４のトルクを所要の値に調整する。
クラッチ制御部８Ｄは、後述する余剰トルク演算部８Ｅで演算する発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに基づいて対応するモータトルク目標値Ｔｍｔを算出し、このモータトルク目標値Ｔｍｔに基づいて下記式の演算を行って電磁クラッチ１２に対するクラッチ伝達トルクＴＣＬを算出し、このクラッチ伝達トルクＴＣＬをクラッチ電流指令値ＩＣＬに変換し、これをパルス幅変調（ＰＷＭ）してクラッチ電流指令値ＩＣＬに応じたデューティ比のクラッチ電流制御出力ＣＬを求め、これをスイッチングトランジスタ４０に出力する。
【００３３】
ＴＣＬ＝Ｔｍｔ×ＫＤＥＦ ×ＫＴＭ＋ＴＣＬ０
ここで、ＫＤＥＦ はディファレンシャルギヤ１３での減速比、ＫＴＭ はクラッチトルクマージン、ＴＣＬ０ はクラッチイニシャルトルクである。
また、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、図４に示すように、余剰トルク演算部８Ｅ→目標トルク制限部８Ｆ→余剰トルク変換部８Ｇの順に循環して処理が行われる。
【００３４】
まず、余剰トルク演算部８Ｅでは、図５に示すような処理を行う。
すなわち、先ず、ステップＳ１で、車輪速センサ１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ、１６ＲＲからの信号に基づいて前輪（主駆動輪）１ＦＬ，１ＦＲの平均車輪速から後輪１ＲＬ，１ＲＲ（従駆動輪）の平均車輪速を減算することで、前輪１ＦＬ、１ＦＲの加速スリップ量であるスリップ速度ΔＶＦを求める。
【００３５】
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１ＦＬ、１ＦＲ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１ＲＬ、１ＲＲにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒを、それぞれ下記式により算出する。
ＶＷｆ＝（ＶＷＦＬ＋ＶＷＦＲ）／２ …………（１）
ＶＷｒ＝（ＶＷＲＬ＋ＶＷＲＲ）／２ …………（２）
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のスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記（３）式により算出する。
【００３６】
ΔＶＦ＝ＶＷｆ−ＶＷｒ …………（３）
次いで、ステップＳ２に移行して、上記ステップＳ１で求めたスリップ速度ΔＶＦが所定値、例えば“０”より大きい正値であるか否かを判定する。この判定結果がスリップ速度ΔＶＦが“０”以下即ち“０”又は負値であるときには、前輪１ＦＬ、１ＦＲが加速スリップしていないと推定されるので、ステップＳ３に移行して、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔを“０”に設定した後処理を終了して目標トルク制限部８Ｆの処理に移行する。
【００３７】
一方、ステップＳ２において、スリップ速度ΔＶＦが“０”より大きい正値であるときには、前輪１ＦＬ、１ＦＲが加速スリップしていると推定されるので、ステップＳ４に移行する。
このステップＳ４では、前輪１ＦＬ、１ＦＲ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（４）式によって演算してからステップＳ５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。
【００３８】
ＴΔＶＦ＝Ｋ１×ΔＶＦ …………（４）
ここで、Ｋ１は、実験などによって求めたゲインである。
ステップＳ５では、現在の発電機７の負荷トルクＴＧを、下記（５）式に基づき演算したのち、ステップＳ６に移行する。
【００３９】
ステップＳ６では、下記（６）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目標値Ｔｇｔを求めてから処理を終了して目標トルク制限部８Ｆの処理に移行する。
Ｔｇｔ＝ＴＧ＋ＴΔＶＦ …………（６）
次に、目標トルク制限部８Ｆの処理について、図６に基づいて説明する。
【００４０】
すなわち、まず、ステップＳ１１で、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔが、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。発電負荷トルク目標値Ｔｇｔが発電機７の最大負荷容量ＨＱ以下と判定した場合には処理を終了する。一方、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔが発電機７の最大負荷容量ＨＱよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１２に移行する。
【００４１】
ステップＳ１２では、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔにおける最大負荷容量ＨＱを越える超過トルクΔＴｂを下記（７）式によって求めてからステップＳ１３に移行する。
ΔＴｂ＝Ｔｇｔ−ＨＱ …………（７）
ステップＳ１３では、スロットルセンサ２２及びエンジン回転数検出センサ２３からの信号に基づいて、図７に示すエンジントルク算出マップを参照して、現在のエンジントルクＴｅを演算してステップＳ１４に移行する。
【００４２】
ステップＳ１４では、下記（８）式のように、エンジントルクＴｅから超過トルクΔＴｂを減算してエンジントルク上限値ＴｅＭを演算し、求めたエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジンコントローラ１９に出力した後に、ステップＳ１５に移行する。
ＴｅＭ＝Ｔｅ−ΔＴｂ …………（８）
ここで、エンジンコントローラ１９では、運転者のアクセルペダル１７の操作に関係なく、入力したエンジントルク上限値ＴｅＭをエンジントルクＴｅの上限値となるようにこのエンジントルクＴｅを制限する。
【００４３】
ステップＳ１５では、最大負荷容量ＨＱを発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに設定してから処理を終了して余剰トルク変換部８Ｇの処理に移行する。
次に、余剰トルク変換部８Ｇの処理について、図８に基づいて説明する。
まず、ステップＳ２０で、スリップ速度ΔＶＦが“０”より大きいか否かを判定する。ΔＶＦ＞０と判定されれば、前輪１ＦＬ、１ＦＲが加速スリップしているので、ステップＳ２１に移行する。また、ΔＶＦ≦０と判定されれば、前輪１ＦＬ、１ＦＲは加速スリップしていないので、ステップＳ２１以降の余剰トルク変換処理を行うことなく処理を終了して余剰トルク演算部８Ｅの処理に戻る。
【００４４】
ステップＳ２１では、モータ用回転速度センサ３９が検出したモータ４の回転速度Ｎｍを入力し、そのモータ４の回転速度Ｎｍをもとに図８中に示すモータ界磁電流目標値算出用マップを参照してモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを算出し、このモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをモータ制御部８Ｃに出力した後、ステップＳ２２に移行する。
【００４５】
ここで、目標モータ界磁電流算出用マップは、横軸にモータ回転速度Ｎｍをとり、縦軸にモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをとり、モータ回転速度Ｎｍが“０”であるときにモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔは最大電流ＩＭＡＸ の約半分程度の初期電流値ＩＩＮとなり、この状態からモータ回転速度Ｎｍが増加するに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加してモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度ＮＳ に達するとモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流ＩＭＡＸ に達し、その後モータ回転速度Ｎｍが増加して第１の設定値Ｎ１ までの間ではモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが予め最大電流値ＩＭＡＸ を維持し、モータ回転速度Ｎｍが第１の設定値Ｎ１ を超えて増加すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが比較的大きな傾きで減少し、モータ回転速度Ｎｍが第１の設定値Ｎ１ より大きな第２の設定値Ｎ２ からこの第２の設定値Ｎ２ より大きい第３の設定値Ｎ３ までの間はモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが初期電流値ＩＩＮより小さい低電流値ＩＬ を維持し、モータ回転速度Ｎｍが第３の設定値Ｎ３ を超えて増加すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔがより大きな傾きで減少して“０”となるように特性線Ｌ１が設定されている。
【００４６】
すなわち、発進直後の直流モータ４の回転速度Ｎｍが低い状態では、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが初期値ＩＬ から所定回転速度Ｎｓまでの間は回転速度Ｎｍの増加に応じて徐々に増加する界磁電流抑制状態として直流モータ４で発生する誘起電圧Ｅの増加を抑制する。
一方、回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓから設定値Ｎ１ までの間は一定の所定電流値ＩＭＡＸ とし、直流モータ４が回転速度設定値Ｎ１ 以上になった場合には、公知の弱め界磁制御方式で直流モータ４の界磁電流Ｉｆｍを小さくする（図１０参照）。すなわち、モータ４が高速回転になると直流モータ４における誘起電圧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、直流モータ４の回転数Ｎｍが所定値以上になったら直流モータ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直流モータ４に流れる電流を増加させて所要モータトルクＴｍを得るようにする。この結果、直流モータ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Ｔｍを得ることができる。
【００４７】
ステップＳ２２では、モータ回転速度Ｎｍと、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔとをもとに図８中に示したモータ誘起電圧算出用マップを参照してモータ誘起電圧Ｅを算出する。ここで、モータ誘起電圧算出用マップは、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをパラメータとして横軸にモータ回転速度Ｎｍをとり、縦軸にモータ誘起電圧Ｅをとり、モータ回転速度Ｎｍが増加することにより、モータ誘起電圧Ｅが線形に増加し、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加することによってもモータ誘起電圧Ｅが増加するように設定されている。
【００４８】
次いで、ステップＳ２３に移行して、上記余剰トルク演算部８Ｅが演算した発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに基づき対応するモータトルク目標値Ｔｍｔを算出して、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、上記モータトルク目標値Ｔｍｔ及びモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをもとに図９に示す電機子電流目標値算出用マップを参照して電子電流目標値Ｉａｔを算出する。この電機子電流目標値算出用マップは、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをパラメータとして、横軸にモータトルク目標値Ｔｍｔをとり、縦軸に電機子電流目標値Ｉａｔをとり、モータ出力トルクＴｍが“０”であるときにはモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔの値にかかわらず電機子電流目標値Ｉａｔが“０”となり、この状態からモータ出力トルクＴｍが増加するに応じて電機子電流目標値Ｉａｔが増加すると共に、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加するに応じて電機子電流目標値Ｉａｔが減少し、モータ出力トルクＴｍが大きな値となると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが小さい方から順次に電機子電流目標値Ｉａｔが“０”に設定されるように構成されている。
【００４９】
次いで、ステップＳ２５に移行し、下記（９）式に基づき、電機子電流目標値Ｉａｔ、電線９の抵抗及び直流モータ４のコイルの抵抗の合成抵抗Ｒ、及び誘起電圧Ｅから発電機７の電圧目標値ＶＧ を算出し、この発電機７の電圧目標値ＶＧ を発電機制御部８Ａに出力した後、処理を終了して余剰トルク演算部８Ｅの処理に戻る。
【００５０】
ＶＧ ＝Ｉａｔ×Ｒ＋Ｅ …………（９）
ここで、上記余剰トルク変換部８Ｇでは、モータ側の制御を考慮して発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに応じた発電機７での目標電圧ＶＧ を算出しているが、予め設定したマップを参照して、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔから直接に、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔとなる電圧値ＶＧ を算出するようにしてもよい。
【００５１】
この図８の処理において、ステップＳ２１の処理が界磁電流制御手段に対応している。
次に、上記第１の実施形態の動作を図１０に示すタイムチャートを伴って説明する。
今、自動変速機のセレクトレバーをパーキングレンジ（Ｐ）とし、イグニッションスイッチをオン状態とすることにより、エンジン２を始動させた状態で車両が停止しているものとする。
【００５２】
この停止状態で、運転者が４ＷＤスイッチ２６を図１０（ａ）に示すように時点ｔ１でオン状態に操作すると、この時点ｔ１では、図１０（ｃ）に示すようにセレクトレバーがパーキングレンジにあるため、４ＷＤリレー制御部８Ｂでは４ＷＤリレー３１をオフ状態に制御し、４ＷＤコントローラ８へのパワー系電源の入力が停止されていると共に、バッテリ３２からの発電機７のフィールドコイルＦＣ、ジャンクションボックス１０のモータリレー３６、電磁クラッチ１２のクラッチコイル１２ａへの電力供給が停止されている。
【００５３】
この停止状態から時点ｔ２でセレクトレバーをパーキングレンジ（Ｐ）からリバースレンジ（Ｒ）及びニュートラルレンジ（Ｎ）を経てドライブレンジ（Ｄ）に移動させ、時点ｔ３でドライブレンジ（Ｄ）を選択してから例えば０．０５秒程度の所定時間が経過した時点ｔ４で４ＷＤリレー制御部８Ｂによって４ＷＤリレー３１が図１０（ｂ）に示すようにオン状態に制御される。
【００５４】
この状態では、車両が停止状態にあるため、前輪１ＦＬ，１ＦＲの平均前輪速ＶＷｆ及び後輪１ＲＬ，１ＲＲの平均後輪速ＶＷｒが共に“０”であり、スリップ速度ΔＶＦも“０”となるため、余剰トルク変換部８Ｇで実行される図８の処理では、ステップＳ２０からステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理を実行することなく処理を終了して余剰トルク演算部８Ｅに戻ることになる。
【００５５】
このため、発電機制御部８Ａで発電電圧目標値ＶＧ に基づく発電機制御出力Ｃ１がオフ状態、モータ界磁出力ＭＦもオフ状態に制御され、さらにクラッチ制御部８Ｄでクラッチ制御出力ＣＬがオフ状態に制御される。したがって、発電機７での発電及び直流モータ４の駆動が停止されていると共に、クラッチ１２が非締結状態に制御される。
【００５６】
この状態から時点ｔ５でアクセルペダル１７を踏込んで車両を急発進させたり、降雨路、雪路、凍結路のような低摩擦係数路面で発進させることにより、主駆動輪となる前輪１ＦＬ，１ＦＲに加速スリップを生じると、前後の車輪速差が生じることにより、スリップ速度ΔＶＦが正の値となる。
このとき、余剰トルク演算部８Ｅにおける図５の処理で、スリップ速度ΔＶＦが正値となるので、ステップＳ２からステップＳ４に移行し、スリップ速度ΔＶＦにゲインＫ１を乗算して加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクＴΔＶＦを算出し、次いで、現在の発電電圧ＶＧ 、電機子電流Ｉａ、発電機回転数Ｎｇに基づいて前記（５）式の演算を行って現在の発電負荷トルクＴＧを算出する（ステップＳ５）。この現在の発電負荷トルクＴＧは、図１０（ｄ）に示すように、発進時には発電機回転数Ｎｇが比較的小さいので、発電電圧ＶＧ 及び電機子電流Ｉａの増加に応じて増加する。さらに、吸収トルクＴΔＶＦと現在の発電負荷トルクＴＧとを乗算して発電負荷トルク目標値Ｔｇｔを算出するので、この発電負荷トルク目標値Ｔｇｔも図１０（ｅ）に示すように増加する。
【００５７】
この発進時には、発電機７での発電電圧ＶＧ が図１０（ｊ）に示すようにバッテリ電圧ＶＢ に比較して低いので、ダイオードＤ１がオフ状態となり、ダイオードＤ２がオン状態となって、バッテリ電圧ＶＢ が発電機７のフィールドコイルＦＣに供給される。このため、フィールドコイルＦＣに十分な界磁電流Ｉｆｇを供給することができ、発電電圧ＶＧ の増加が可能となり、直流モータ４に供給する電機子電流Ｉａを増加させることができる。
【００５８】
ところで、発電機７で発生させる発電電圧ＶＧ は、余剰トルク変換部８Ｇの図８の処理で制御されることになるが、モータトルク目標値Ｔｍｔとモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔとをもとに図９の電機子電流目標値算出用マップを参照して算出される電機子電流目標値Ｉａｔに線路抵抗Ｒを乗算した電圧値と直流モータ４での誘起電圧Ｅとを加算して算出される。
【００５９】
ここで、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔは、モータ回転速度Ｎｍをもとに図８の処理におけるステップＳ２１でモータ界磁電流目標値算出用マップを参照して算出されるが、車両の発進時にはモータ回転速度Ｎｍがまだ低いため、このときのモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流ＩＭＡＸ の約半分程度の電流目標値ＩＩＮに抑制されて、続くステップＳ２２で算出されるモータ誘起電圧Ｅも図１０（ｈ）に示すように小さい値に抑制された状態で滑らかに増加する。
【００６０】
このため、ステップＳ２４で算出される電機子電流目標値Ｉａｔが図９に示すように、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大値ＩＭＡＸ に設定されている場合に比較して大きい値となり、図１０（ｉ）に示すように、時間の経過と共に滑らかに上昇し、必要とするモータトルクＴｍを確保することができ、直流モータ４の回転速度Ｎｍは図１０（ｆ）に示すように前輪１ＦＬ，１ＦＲの加速スリップに応じて比較的急に増加する。
【００６１】
この結果、急発進時又は低摩擦係数路面での発進時に主駆動輪となる前輪１ＦＬ，１ＦＲで加速スリップを生じた場合に、これを解消するように従駆動輪となる後輪１ＲＬ，１ＲＲを直流モータ４が前輪１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップを解消するように駆動されることになり、円滑な発進を行うことができる。
その後、モータ回転速度Ｎｍが急増すると、これに応じてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔも増加するが、その値は最大電流ＩＭＡＸ に比較すると小さい値となるので、これに応じて直流モータ４で発生する誘起電圧Ｅの増加量も抑制されて図１０（ｈ）に示すように緩やかな増加が継続される。
【００６２】
同様に、電機子電流目標値Ｉａｔもモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが抑制されていることにより、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大値ＩMAX である場合に比較して大きな値となり、図１０（ｉ）に示すように、滑らかに上昇して、直流モータ４で必要なモータトルクＴｍを発生して、前１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップを解消し、これに応じて直流モータ４の回転速度Ｎｍも図１０（ｆ）に示すように徐々に減少して通常加速状態に復帰する。
【００６３】
その後、時点ｔ６で直流モータ４の回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓに達すると、モータ界磁電流目標値ＩｆｍｔがＩＭＡＸ に達して、以後モータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１に達する迄の間ＩＭＡＸ に維持される。
この状態では、モータ回転速度Ｎｍが増加するので、モータ誘起電圧Ｅも図１０（ｈ）に示すように滑らかな増加傾向を継続し、さらに、発電負荷トルクＴｇｔが図１０（ｅ）に示すように増加を継続しているので、電機子電流目標値Ｉａｔも増加傾向を継続する。
【００６４】
その後、時点ｔ６を僅かに越えた時点ｔ７で、発電電圧ＶＧ がバッテリ電圧ＶＢ を超えると、ダイオードＤ２がオフ状態となり、これに代えてダイオードＤ１がオン状態となることにより、バッテリ電圧ＶＢ が発電機７のフィールドコイルＦＣに供給される他励制御状態から発電機７の整流回路３０から出力される発電電圧ＶＧ がフィールドコイルＦＣに供給される自励制御状態に切換えられる。
【００６５】
その後、時点ｔ８で、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔがピークに達し、その後減少することにより、電動機電流目標値Ｉａｔも徐々に減少し、これに応じて発電電圧ＶＧ も緩やかな増加状態となる。
その後、時点ｔ９で、発電機負荷トルク目標値Ｔｇｔが比較的低い一定値を維持する状態となると、モータ回転速度Ｎｍが増加傾向を継続することからモータ誘起電圧Ｅも増加傾向を継続し、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大値ＩＭＡＸ を継続するので、電機子電流目標値Ｉａｔも比較的低い一定値を維持する状態となるが、発電電圧ＶＧ はモータ誘起電圧Ｅの増加に伴って増加する。
【００６６】
その後、時点ｔ１０で、モータ回転速度Ｎｍが設定回転速度Ｎ１に達すると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが減少して界磁弱め制御が開始される。このとき、モータ回転速度Ｎｍが増加を継続しているので、モータ誘起電圧Ｅは図１０（ｈ）に示すように一定値となる。一方、電機子電流目標値Ｉａｔは、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔの減少に伴って図１０（ｉ）に示すように緩やかな増加傾向となり、発電電圧ＶＧ も図１０（ｊ）に示すうように緩やかな増加状態となる。
【００６７】
その後、時点ｔ１１で、モータ回転速度Ｎｍが設定回転速度Ｎ２に達すると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが一定値の低電流値ＩＬ となることにより、モータ回転速度Ｎｍの増加に応じてモータ誘起電圧Ｅが図１０（ｈ）に示すように増加し、電機子電流目標値Ｉａｔは図１０（ｉ）に示すように一定値を維持し、発電電圧ＶＧ はモータ誘起電圧Ｅの増加に応じて増加する。
【００６８】
その後、時点ｔ１２で、モータ回転速度Ｎｍが設定回転速度Ｎ３に達すると、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１０（ｇ）に示すように“０”となるので、モータ誘起電圧Ｅも“０”となり、電機子電流目標値Ｉａｔも“０”に近い値となり、発電電圧ＶＧ も“０”に近い値となる。
このように、上記第１の実施形態では、車両の急発進時又は低摩擦係数路面での発進時に前輪１ＦＬ，１ＦＲの加速スリップ速度ΔＶＦが急激に増加したときに、発電機７での発電電圧ＶＧ が低い状態であっても、バッテリ電圧ＶＢ を使用して発電機７のフィールドコイルＦＣに対する界磁電流を供給する他励制御状態とするので、発電機７での発電電圧ＶＧ の増加を確保することができ、これに応じて電機子電流目標値Ｉａｔを発電負荷トルク目標値Ｔｇｔに一致するモータトルク目標値Ｔｍｔに対応させて円滑に増加させることができる。
【００６９】
このとき、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓより低い状態では、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流値ＩＭＡＸ より低い値に設定されているので、モータ誘起電圧Ｅの増加を抑制して、発電電圧ＶＧ の増加を抑制することができ、バッテリ電圧ＶＢ による他励界磁制御状態から発電機７の発電電圧ＶＧ による自励界磁制御状態に切換える時点を遅らせることにより、電機子電流目標値Ｉａｔに応答遅れが生じることを防止して、良好な四輪駆動状態を確保することができる。
【００７０】
因みに、図１０（ｇ）で破線図示のように、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔをモータ回転速度Ｎｍが"０"である状態から最大電流値ＩMAX に維持する場合には、図９の電機子電流目標値算出マップを参照して算出される電機子電流目標値Ｉａｔが図１０（ｉ）で破線図示のように図１０（ｅ）に示す発電負荷トルク目標値Ｔｇｔの増加に比較して不足することになり、直流モータ４で発生するモータトルクＴｍが不足することになると共に、モータ誘起電圧Ｅがモータ回転速度Ｎｍの増加に対応して図１０（ｈ）で破線図示のように増加することになり、これに応じて発電電圧ＶG 増加することにより、バッテリ電圧ＶB による他励界磁制御状態から発電電圧ＶG による自励磁界制御状態に早めに切換わることにより、他励界磁制御状態での電機子電流Ｉａの応答遅れが大きくなり、直流モータ４で発生するモータトルクＴｍが小さくなって、前輪１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップ状態の解消が遅れるという問題点が生じるが、本発明では、上述したように急発進又は低摩擦係数路面での発進時のように加速スリップが生じ易い場合に、直流モータ４のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを抑制するので、モータ誘起電圧Ｅの増加及び電機子電流目標値Ｉａｔの低下を抑制して、直流モータ４で前輪１ＦＬ，１ＦＲでの加速スリップ状態を解消する良好なモータトルクを発生することができる。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施形態を図１１について説明する。
この第２の実施形態は、余剰トルク変換部８Ｇにおける図８の処理において、ステップＳ２１のモータ界磁電流目標値算出マップを参照する場合に代えてモータ回転速度Ｎｍに基づいて比較演算を行うことによりモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを設定するようにしたものである。
【００７２】
すなわち、第２の実施形態では、余剰トルク変換部８Ｇにおける図８のステップＳ２１のモータ界磁電流目標値算出処理が、図１１に示すように、ステップＳ２１ａでモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下であるか否かを判定し、Ｎｍ≦ＮｓであるときにはステップＳ２１ｂに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを最大電流値ＩＭＡＸ の半分程度の初期電流値ＩＩＮに設定してから処理を終了してステップＳ２３に移行する。
【００７３】
また、ステップＳ２１ａの判定結果がＮｍ＞ＮｓであるときにはステップＳ２１ｃに移行して、モータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１ 以下であるかを判定し、Ｎｍ≦Ｎ１ であるときにはステップＳ２１ｄに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを最大電流値ＩＭＡＸ に設定してから処理を終了して前記ステップＳ２３に移行する。
【００７４】
さらに、ステップＳ２１ｃの判定結果がＮｍ＞Ｎ１ であるときにはステップＳ２１ｅに移行して、モータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ３ 以下であるか否かを判定し、Ｎｍ≦Ｎ３ であるときにはステップＳ２１ｆに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを初期電流値ＩＩＮより小さい低電流値ＩＬ に設定してから処理を終了してステップＳ２３に移行する。
【００７５】
さらにまた、ステップＳ２１ｅの判定結果がＮｍ＞Ｎ３ であるときにはステップＳ２１ｇに移行して、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを“０”に設定してから処理を終了してステップＳ２３に移行する。
この第２の実施形態によると、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下である間はモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが初期電流値ＩＩＮに抑制されることにより、前述した第１の実施形態と同様に、直流モータ４の誘起電圧の増加を抑制することができると共に、電機子電流目標値Ｉａｔの減少を抑制することができ、発電機７の他励界磁制御状態から自励界磁制御状態への切換えを遅らせて、電機子電流目標値Ｉａｔの応答遅れを防止して、直流モータ４で前輪側１ＦＬ，１ＦＲで発生する加速スリップを解消するモータトルクを発生することができる。
【００７６】
次に、本発明の第３の実施形態を図１２について説明する。
この第３の実施形態は、上記第２の実施形態のようにモータ回転速度が低い領域でモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔを抑制する場合に、瞬間的なモータ回転速度の変化でモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増大することを抑制するようにしたものである。
【００７７】
すなわち、第３の実施形態では、余剰トルク変換部８ＧにおけるステップＳ２１の処理が図１２に示すように前述した図１１の処理において、ステップＳ２１ｄの処理の次に増加フィルタ処理が介挿され、且つステップＳ２１ｂ及びＳ２１ｇの次に減少フィルタ処理が介挿されていると共に、ステップＳ２１ｅ及びＳ２１ｆの処理が省略されたことを除いては図１１の処理と同様の処理を行い、図１１との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００７８】
増加フィルタ処理は、ステップＳ２１ｄでモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが最大電流値ＩMAX に設定されたときに、ステップＳ３１に移行して、前回のモータ回転速度Ｎｍ(n-1) が所定回転速度Ｎｓ以下であるか否か判定し、Ｎｍ(n-1) ≦Ｎｓであるときには今回初めてモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓを超えたものと判断してステップＳ３２に移行し、制御開始から所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過したときにはステップＳ３３に移行して、瞬間的なモータ回転速度変化状態を表すフラグＦを通常モータ回転速度変化であることを表す"０"にリセットしてからステップＳ３４に移行し、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n-1) に比較的大きな値の通常制限値ΔＩｆANを加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) として設定してからステップＳ３５に移行し、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) が最大電流値ＩMAX を超えたか否かを判定し、Ｉｆｍｔ(n) ≦ＩMAX であるときにはそのままフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行し、Ｉｆｍｔ(n) ＞ＩMAX であるときにはステップＳ３６に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) を最大電流値ＩMAX に設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
【００７９】
また、ステップＳ３２の判定結果が制御開始から所定時間が経過していないときには瞬間的なモータ回転速度変化であると判断してステップＳ３７に移行し、瞬間的なモータ回転速度変化であることを表すフラグＦを"１"にセットしてからステップＳ３８に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ (n-1) に予め設定した前記通常制限値ΔＩｆ AN より小さい値の抑制制限値ΔＩｆ AL を加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ (n) として設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
さらに、前記ステップＳ３１の判定結果がＮｍ(n-1) ＞ＮｓであるときにはステップＳ３９に移行してフラグＦが"１"であるか否かを判定し、フラグＦが"０"にリセットされているときには前記ステップＳ３４に移行し、フラグＦが"１"にセットされているときには前記ステップＳ３８に移行する。
【００８０】
また、減少フィルタ処理は、ステップＳ２１ｂの次にステップＳ４０に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） から前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） を減算した偏差ΔＩｆｍを算出し、次いでステップＳ４１に移行して、偏差ΔＩｆｍが負であるか否かを判定し、ΔＩｆｍ≧０であるときにはモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが増加しているものと判断してそのままステップＳ４３に移行し、ΔＩｆｍ＜０であるときにはモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが減少しているものと判断してステップＳ４２に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） から予め設定した通常制限値ΔＩｆＤＮを減算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定してからステップＳ４３に移行する。
【００８１】
ステップＳ４３では、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が初期電流値ＩＩＮ未満であるか否かを判定し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ≧ＩＩＮであるときにはそのままフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ＜ＩＩＮであるときにはステップＳ４４に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） を初期電流値ＩＩＮに設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
【００８２】
さらに、ステップＳ２１ｇの次にステップＳ４５〜Ｓ４７に移行して、前記す４０〜Ｓ４２と同様の処理を行い、次いでステップＳ４８に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が負であるか否かを判定し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ≧０であるときにはそのままフィルタ処理を終了してステップＳ２２に移行し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ＜０であるときにはステップＳ４９に移行して今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） を“０”に設定してからフィルタ処理を終了して前記ステップＳ２２に移行する。
【００８３】
この図１２の処理が界磁電流制御手段に対応し、このうちステップＳ３７〜Ｓ３９の処理が第１のフィルタに対応し、ステップＳ３３〜Ｓ３６の処理が第２のフィルタに対応している。
この第３の実施形態によると、車両の急発進時又は低摩擦係数路面での発進時に前輪１ＦＬ，１ＦＲで大きな加速スリップが生じたときに、発電負荷トルク目標値Ｔｇｔの急増によるモータトルク目標値Ｔｍｔの増加によって直流モータ４の回転速度が図１３（ａ）に示すように増加する。
【００８４】
このとき、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下であるときには、ステップＳ２１ａからステップＳ２１ｂに移行してモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように、初期電流値ＩINに設定してからステップＳ４０に移行することにより、増加フィルタ処理は行われない。
この状態で、モータ回転速度Ｎｍが図１３（ａ）に示すように時点ｔ１１で瞬間的に所定回転速度Ｎｓを超える状態となると、ステップＳ２１ｃからステップＳ２１ｄを経てステップＳ３１に移行する。この状態では前回のモータ回転速度Ｎｍ(n-1) が所定回転速度Ｎｓ以下であるので、ステップＳ３２に移行し、制御開始から所定時間が経過していないので、ステップＳ３７に移行して、フラグＦが"１"にセットされ、次いでステップＳ３８に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n-1) に比較的小さな値の抑制制限値ΔＩｆALを加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) として設定されるので、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ(n) の増加量は図１３（ｂ）に示すように抑制制限値ΔＩｆALに抑制される。
【００８５】
次に、図１２の処理が実行されたときには、モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓを超えているが、前回のモータ回転速度Ｎｍ（ｎ−１） が所定回転速度Ｎｓを超えているので、ステップＳ３１からステップＳ３９に移行し、フラグＦが“１”にセットされているのでステップＳ３８に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） に比較的小さな値の抑制制限値ΔＩｆＡＬを加算した値を今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定されるので、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） の増加量は図１３（ｂ）に示すように抑制制限値ΔＩｆＡＬに抑制される。
【００８６】
その後、抑制制限値ΔＩｆＡＬによるモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔの増加が繰り返されて、時点ｔ１２でモータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓ以下となると、図１２の処理でステップＳ２１ａからステップＳ２１ｂに移行することにより、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が低電流値ＩＬ が設定され、その後減少フィルタ処理が行われる。この減少フィルタ処理では、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） から前回のモータ界磁電流目標Ｉｆｍｔ（ｎ−１） を減算した偏差ΔＩｆｍを算出し、この偏差ΔＩｆｍが負であるので、ステップＳ４１からステップＳ４２に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） から予め設定された通常制限値ΔＩｆＤＮを減算した値が今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定してからステップＳ４３に移行し、Ｉｆｍｔ（ｎ） ≧０であるので、そのままフィルタ処理を終了してステップＳ２２に移行する。
【００８７】
このため、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように減少し、この減少フィルタ処理が継続されて今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が初期電流値ＩＩＮ未満となると、ステップＳ４３からステップＳ４４に移行して今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が初期電流値ＩＩＮに設定され、この状態がモータ回転速度Ｎｍが所定回転数Ｎｓを超えるまで維持される。
【００８８】
その後、制御開始から所定時間が経過した後の時点ｔ１３で再度モータ回転速度Ｎｍが所定回転速度Ｎｓを超えると、図１２の処理でステップＳ３１からステップＳ３２に移行し、制御開始から所定時間が経過しているので、ステップＳ３３に移行し、フラグＦが“０”にリセットされる。
次いで、ステップＳ３４で前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） に通常制限値ΔＩｆＡＮを加算した値が今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定され、この今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が最大電流値ＩＭＡＸ より小さいのでそのままフィルタ処理を終了してステップＳ２２に移行する。
【００８９】
この結果、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように、抑制制限値ΔＩｆＡＬより大きい値の通常制限値ΔＩｆＡＮで比較的急峻に増加することになる。
その後、モータ電流目標値Ｉｆｍｔが通常制限値ΔＩｆＡＮでの増加傾向を継続し、時点ｔ１４で算出した今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が最大電流値ＩＭＡＸ を超えると、ステップＳ３５からステップＳ３６に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が最大電流値ＩＭＡＸ に制限され、この状態がモータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１ を超えるまで継続される。
【００９０】
その後、時点ｔ１５でモータ回転速度Ｎｍが回転速度設定値Ｎ１ を超えると、ステップＳ２１ｃからステップＳ２１ｇに移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が“０”に設定される。
このため、ステップＳ４５で算出される今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） から前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） を減算した偏差ΔＩｆｍが負となるため、ステップＳ４６からステップＳ４７に移行して、前回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ−１） に通常制限値ΔＩｆＤＮを減算した値が今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として設定され、このモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が“０”より大きいのでそのままステップＳ２２に移行する。
【００９１】
したがって、モータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔが図１３（ｂ）に示すように通常制限値ΔＩｆＤＮで順次減少され、時点ｔ１６で今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が負となると、ステップＳ４８からステップＳ４９に移行して、今回のモータ界磁電流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） が“０”に設定される。
このように、上記第３の実施形態によると、車両の発進時にモータ回転速度Ｎｍが瞬間的に増加して所定回転速度Ｎｓを超える状態となったときに、今回のモータ界磁転流目標値Ｉｆｍｔ（ｎ） として最大電流値ＩＭＡＸ が設定されるが、これが増加フィルタ処理で増加量が抑制制限値ΔＩｆＡＬに制限されるので、ノイズの影響を除去して、初期電流値ＩＩＮを略維持することができる。この結果、モータ誘起電圧Ｅの上昇を抑制することができると共に、電機子電流目標値Ｉａｔの減少を抑制することができ、直流モータ４で前輪１ＦＬ，１ＦＲで発生する加速スリップを解消する良好なモータトルクＴｍを発生することができる。
【００９２】
なお、上記第１〜第３の実施形態においては、クラッチ手段として電磁クラッチ１１を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、流体圧クラッチを適用することもでき、この場合には流体圧クラッチに供給する流体圧を制御する圧力制御弁を電気的に制御することにより、クラッチ締結力を制御すればよく、その他クラッチ締結力を電気的制御が可能な任意のクラッチを適用することができる。
【００９３】
また、上記第１〜第３の実施形態においては、発電機７の入力軸をベルト６を介してエンジン２に連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電機７の入力軸をトランスファの出力側から前輪１ＦＬ，１ＦＲまでの回転部分に連結するようにしてもよく、この場合には、エンジン２のアイドリング時の負荷を減少させることができる。
【００９４】
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、モータ回転数検出手段としてモータ回転速度センサ３９を適用し、このモータ回転速度センサ３９でモータ回転速度Ｎｍを直接検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車輪速センサ２４ＲＬ及び２４ＲＲで検出した車輪速ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲとディファレンシャルギヤ１３の減速比とに基づいてモータ回転速度を推定するようにしてもよい。
【００９５】
さらにまた、上記第１〜第３の実施形態においては、発電機７での発電電圧ＶＧ が低い領域ではバッテリ電圧ＶＢ でフィールドコイルＦＣに供給する電圧を増加補正する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発電電圧ＶＧ がバッテリ電圧ＶＢ に相当する所定電圧未満であるときに発電機７の整流回路３０から出力される発電電圧ＶＧ をＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路を適用して所定電圧まで昇圧するようにしてもよい。
【００９６】
なおさらに、上記第１〜第３の実施形態においては、前輪１ＦＬ，１ＦＲを主駆動輪とし、後輪１ＲＬ，１ＲＲを従駆動輪とする４輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、後輪１ＲＬ，１ＲＲを主駆動輪とし、前輪１ＦＬ，１ＦＲを従駆動輪とするようにしてもよい。
また、上記第１〜第３の実施形態においては、本発明を４輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前後方向に２輪以上の駆動輪を備え、一部の主駆動輪を内燃機関で駆動し、残りの従駆動輪を電動機で駆動する場合に本発明を適用することができ、その他内燃機関等の回転駆動源によって回転駆動される発電機によって車輪を駆動する電動機を駆動する電動式駆動装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略装置構成図である。
【図２】第１実施形態における制御系のブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る４ＷＤコントローラを示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態における４ＷＤコントローラでの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態における余剰トルク演算部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態における目標トルク制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】エンジン回転速度Ｎｅをパラメータとしてスロットル開度θとエンジントルクＴｅとの関係を示すエンジントルク算出マップを示す図である。
【図８】第１の実施形態における余剰トルク変換部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】モータ界磁電流目標値をパラメータとしてモータトルク目標値と電機子電流目標値との関係を示す電機子電流目標値算出マップを示す図である。
【図１０】第１の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示すモータ界磁電流目標値を算出する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示すモータ界磁電流目標値を算出する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
１ＦＬ，１ＦＲ 前輪
１ＲＬ，１ＲＲ 後輪
２ エンジン
４ 直流モータ
７ 発電機
８ ４ＷＤコントローラ
１０ ジャンクションボックス
１１ 減速機
１２ 電磁クラッチ
２４ＦＬ〜２４ＲＲ 車輪速センサ
３０ 整流回路
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
３１ ４ＷＤリレー
３２ バッテリ
３３ 電圧調整器
ＦＣ フィールドコイル
ＳＣ ステータコイル
３７ 電流センサ
３９ モータ用回転速度センサ
Claims (7)
- 内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、
前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が加速スリップを生じ易い低回転速度領域であるときに、前記界磁電流を前記電動機の誘起電圧を抑制するように制限することを特徴とする車両の発電駆動制御装置。 - 内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、
前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流を前記電動機の誘起電圧を抑制するように制限することを特徴とする車両の発電駆動制御装置。 - 前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流の目標値を前記回転速度が零である制御開始時の初期電流値から当該回転速度の増加に応じて徐々に増加させるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の車両の発電駆動制御装置。
- 前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した回転速度が所定回転速度以下であるときに、前記界磁電流の目標値を前記回転速度が零である制御開始時の初期電流値に維持し、前記回転速度が所定回転速度を超えたときに初期電流値より大きい値にステップ状に変化させることを特徴とする請求項２記載の車両の発電駆動制御装置。
- 内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機の電力により駆動される電動機と、該電動機により駆動される車輪とを備えた車両の発電駆動制御装置において、
前記発電機に設けたフィールドコイルと、蓄電器と、前記フィールドコイルに前記発電機のステータコイルで発電した電力を供給する自励回路と、前記フィールドコイルに前記蓄電器からの電力を供給する他励回路と、前記自励回路の電圧と前記他励回路の電圧との何れか高い方を選択して前記フィールドコイルに供給する電力補正手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段で検出した電動機の回転速度に基づいて当該電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、前記界磁電流制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した前回の演算周期の回転速度が所定回転速度以下であって、今回の演算周期の前記回転速度が前記所定回転速度を瞬間的に超えた場合、前記界磁電流の目標値の増加量を制限する増加量フィルタを有することを特徴とする車両の発電駆動制御装置。 - 前記電力補正手段は、発電機の電圧を昇圧する昇圧手段を有し、前記発電機で発電した電圧が前記フィールドコイルで必要とする電圧に対して不足するときに、前記昇圧手段で昇圧した電圧を当該フィールドコイルに供給するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車両の発電駆動制御装置。
- 前記内燃機関で車両に配設された前後方向における複数の駆動輪の一部を構成する主駆動輪を駆動し、前記電動機で残りの従駆動輪を駆動するようにしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車両の発電駆動制御装置。
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