JP2009220665A - 車両用駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実発電電力を目標発電電力に追従させることで回生電力の処理を行う場合でも、必要以上にモータの出力トルクが低下しないようにする。
【解決手段】車両用駆動力制御装置は、モータ４を駆動するための目標電力を算出するマップ検索部３０１と、モータ４における実電力を取得する消費電力演算部３０７と、目標駆動電力と実電力との偏差を算出する第２減算器３０３と、その偏差が零になるように、モータ４の駆動のためのｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を算出するとともに、該ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊の下限側をモータ４のモータトルク指令値を基に制限する電力補償ＰＩ制御部３０８及び第１上下限リミッタ部３０５を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、モータで駆動輪を駆動する車両用駆動制御装置に関する。

坂路発進時等で、モータ回転の向きと該モータの指令トルクの向きとが逆となる回生状態となった場合、いわゆるロールバック時には、システム制限電圧の超過防止等に対応すべく、回生電力の処理が必要になる。
特許文献１には、車両に搭載される回生制御装置に関し、目標発電電力と実発電電力との偏差に対して、電力指令値を変化させることで、モータの出力トルクを変化させ、前記電力の偏差を解消する、回生電力の処理に関する技術が開示されている。
特開２０００−９２８８７号公報

ところで、前記特許文献１に記載の技術では、実発電電力が目標発電電力よりも小さくなると、モータの出力トルク（ロールバックトルク）を下げることで、実発電電力が目標発電電力に追従するようになる。しかし、必要以上にモータの出力トルク（ロールバックトルク）を下げてしまうと、必要な駆動力が得られなくなるなど、の課題が発生する。
本発明の課題は、実発電電力を目標発電電力に追従させることで回生電力の処理を行う場合でも、モータの出力トルクが必要以上に低下しないようにすることである。

前記課題を解決するために、本発明は、交流モータを駆動するための目標電力を算出するとともに、交流モータにおける実電力を取得し、それら目標電力と実電力との偏差を算出し、その算出した偏差が零になるように、交流モータの駆動のための電流指令値を算出するとともに、該電流指令値の下限側を交流モータのモータトルク指令値を基に制限する。

本発明によれば、交流モータのモータトルク指令値を基に電流指令値の下限側を制限すれることで、交流モータの出力トルクが必要以上に低下しないようになる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明を四輪駆動車両に適用した場合の概略構成図である。
この図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、熱機関（内燃機関）であるエンジン２によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、モータ４によって駆動可能な従駆動輪である。

エンジン２の吸気管路には、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が介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等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。従って、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブ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、エンジンの出力トルクを減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度調整が、エンジン２による前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制する駆動力制御となる。

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ファレンスギヤ５を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒ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に伝達されることで、発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｇで回転する。
発電機７は、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発電をする。この発電機７の発電電力の大きさは、回転数Ｎｇと界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより決定される。なお、発電機７の回転数Ｎｇは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。

図２は発電機７の界磁電流駆動回路の構造を示す図である。
この回路は、図２（ａ）に示すように、界磁電流電源として車両の１４Ｖバッテリ７ａのような定電圧電源と発電機自身の出力電圧とを選択する構成を適用し、界磁電流電源のプラス側を界磁コイル７ｂに繋げて、トランジスタ７ｃをスイッチングするように構成されている。この場合、発電機出力がバッテリ電圧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が界磁コイル７ｂの電源となり、発電機出力が増加して出力電圧Ｖｇがバッテリ電圧Ｖｂ以上となると、自励領域となって発電機の出力電圧Ｖｇが選ばれて界磁コイル７ｂの電源となる。即ち、界磁電流値を発電機の電源電圧により増大することができるので、大幅な発電機出力の増加が可能である。

なお、界磁電流駆動回路は、図２（ｂ）に示すように界磁電流電源として車両の１４Ｖバッテリ７ａのみ（他励領域のみ）を適用するようにしてもよい。
発電機７が発電した電力は、ジャンクションボックス１０及びインバータ９を介してモータ４に供給可能となっている。前記モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。なお、本実施形態のモータ４は交流モータである。また、図中の符号１３はデファレンスギヤを示す。

ジャンクションボックス１０内には、インバータ９と発電機７とを接続・遮断するリレーが設けられている。そして、このリレーが接続されている状態で、発電機７から図示しない整流器を介して供給された直流の電力は、インバータ９内で三相交流に変換されてモータ４を駆動する。
また、ジャンクションボックス１０内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサと、インバータ９の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサとが設けられ、これらの検出信号は４ＷＤコントローラ８に出力される。また、モータ４の駆動軸にはレゾルバが連結されており、モータ４の磁極位置信号θを出力する。

また、クラッチ１２は、例えば湿式多板クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。

４ＷＤコントローラ８は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、前記各車輪速度センサ２７ＦＬ〜２７ＲＲで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス１０内の電圧センサ及び電流センサの出力信号、モータ４に連結されたレゾルバの出力信号及びアクセルペダル（不図示）の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。

４ＷＤコントローラ８は、図３に示すように、目標モータトルク演算部８Ａ、モータ必要電力演算手段としての発電機供給電力演算部８Ｂ、発電電流指令演算部８Ｃ、発電機制御手段としての発電機制御部８Ｄ、負荷固定手段としてのモータ制御部８Ｅ、ＴＣＳ制御部８Ｆ、クラッチ制御部８Ｇを備える。
目標モータトルク演算部８Ａは、従駆動輪である後輪３Ｌ，３Ｒの要求駆動力、例えば、４輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ｔｔを算出する。

発電機供給電力演算部８Ｂは、トルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍに基づいて、次式をもとに発電機供給電力Ｐｇを演算する。
Ｐｇ＝Ｔｔ×Ｎｍ／Иｍ ・・・（１）
ここで、Иｍはインバータ効率である。即ち、発電機供給電力Ｐｇは、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとの積により求められるモータに必要な電力Ｐｍ（＝Ｔｔ×Ｎｍ）よりインバータ効率Иｍ分多い値となる。
発電電流指令演算部８Ｃは、前記発電機供給電力演算部８Ｂで算出された発電機供給電力Ｐｇと、後述するモータ制御部８Ｅで算出される発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊とに基づいて、次式をもとに発電電流指令値Ｉｄｃ^＊を演算する。
Ｉｄｃ^＊＝Ｐｇ／Ｖｄｃ^＊ ・・・（２）

図４は、発電機７の発電制御を行う発電機制御部８Ｄの詳細を示すブロック図である。
この発電機制御部８Ｄは、Ｐ制御部１０１と、Ｉ制御部１０２と、ＦＦ制御部１０３と、制御量加算部１０４と、界磁制御部１０５とで構成され、界磁電圧ＰＷＭデューティ比Ｃ１を決定して発電機７の界磁電流ＩｆｇをＰＷＭ制御する。
Ｐ制御部１０１では、前記（２）式により算出された発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差に基づいてＰ制御を行う。先ず、発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差に所定のゲインを乗算する。そして、発電機の回転数変動に対してゲインの感度を一定にするために、この値に発電機回転数Ｎｇの逆数を乗算し、これをＰ制御における制御量Ｖｐとして後述する制御量加算部１０４に出力する。

Ｉ制御部１０２では、前記（２）式により算出された発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差に基づいてＩ制御を行う。つまり、発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差を積分していく。ここで、積分値は上限値及び下限値をもつ。そして、上記Ｐ制御同様、この積分値に発電機回転数Ｎｇの逆数を乗算し、これをＩ制御における制御量Ｖｉとして後述する制御量加算部１０４に出力する。

ＦＦ制御部１０３では、図５に示すように予め格納された回転数毎の発電機特性マップを参照し、発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊と発電電流指令値Ｉｄｃ^＊とに基づいて、フィードフォワードで発電機界磁電圧のＰＷＭデューティ比Ｄ１を求める。この図５において、曲線ａ１〜ａ４は、発電機７の自励領域において界磁電圧ＰＷＭデューティ比Ｄ１を固定とし、発電機７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ａ１〜ａ４はデューティ比Ｄ１の違いを示している。

そして、このＰＷＭデューティ比Ｄ１と発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊とに基づいて、次式をもとにＦＦ制御における制御量Ｖｆｆを算出し、制御量加算部１０４に出力する。
Ｖｆｆ＝Ｄ１×Ｖｄｃ^＊ ・・・（３）
なお、本実施形態においては、ＰＷＭデューティ比Ｄ１と発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊とに基づいて制御量Ｖｆｆを算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、発電機７の界磁電流Ｉｆと界磁コイル抵抗Ｒｆとに基づいて制御量Ｖｆｆを算出するようにしてもよい。

この場合、先ず、モータ回転数Ｎｍとトルク指令値Ｔｔとから予め格納されたマップを参照して発電機７に必要な必要発電電圧Ｖ_０及び必要発電電流Ｉ_０を算出し、これらをもとに図６に示すように予め格納された回転数毎の発電機７の界磁電流特性マップを参照し、必要界磁電流Ｉｆ_０を算出する。そして、このようにして算出された必要界磁電流Ｉｆ_０に基づいて、Ｖｆｆ＝Ｉｆ_０×Ｒｆにより制御量Ｖｆｆを算出するようにすればよい。

制御量加算部１０４では、制御量Ｖｐと制御量Ｖｉと制御量Ｖｆｆとを加算し、これを界磁コイルにかける電圧Ｖｆとして界磁制御部１０５に出力する。
界磁制御部１０５では、実発電電圧値Ｖｄｃが発電機７の界磁電流電源としてのバッテリ電圧Ｖｂ以下であるか否かを判定し、実発電電圧値Ｖｄｃがバッテリ電圧Ｖｂ以下（Ｖｄｃ≦Ｖｂ）であるときには、下記（４）式をもとに界磁電圧ＰＷＭのデューティ比Ｃ１を算出する。
Ｃ１＝Ｖｆ／Ｖｂ ・・・（４）
一方、実発電電圧値Ｖｄｃがバッテリ電圧Ｖｂよりも大きい（Ｖｄｃ＞Ｖｂ）ときには、下記（５）式をもとに界磁電圧ＰＷＭデューティ比Ｃ１を算出する。
Ｃ１＝Ｖｆ／Ｖｄｃ ・・・（５）
そして、このようにして算出されたデューティ比Ｃ１に応じて、発電機７の界磁電流Ｉｆｇを制御する。

つまりこの発電機制御部８Ｄでは、トルク指令値Ｔｔから決まる発電機供給電力Ｐｇを実現する発電機動作点をフィードフォワードで指定すると共に、発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と実発電電流値Ｉｄｃとの偏差をＰＩ補償にてフィードバックすることにより、実発電電流値Ｉｄｃを発電電流指令値Ｉｄｃ^＊に追従させる。これにより、モータ４の要求に応じた電力をインバータ９に供給するように発電機７の界磁電流Ｉｆｇが制御される。
なお、ここではフィードバック制御に用いる制御手法としてＰＩ補償を適用しているが、これに限定されるものではなく、系を安定にする制御手法であればよい。

図７は、インバータ９によりモータ４を制御するモータ制御部８Ｅの詳細を示すブロック図である。
このモータ制御部８Ｅは、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１と、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２と、Ｖｄｃ^＊指令値演算部２０３と、２相／３相変換部２０４と、ＰＷＭ制御部２０５と、界磁電流指令値演算部２０６と、界磁磁束演算部２０７とで構成され、目標モータトルク演算部８Ａで算出されたトルク指令値Ｔｔが入力されて実モータトルクＴがトルク指令値Ｔｔとなるようにインバータ９の３相のパワー素子をスイッチング制御する。
Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１では、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、このトルク指令値Ｔｔに一致するトルクを出力するためのｄ軸（磁束成分）電流とｑ軸（トルク成分）電流との指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊を演算し、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２に出力する。

図８は、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１における、ロールバック発生時の処理で使用する構成を示す。
図８に示すように、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１は、マップ検索部３０１、第１及び第２減算器３０２，３０３、ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４、第１及び第２上下限リミッタ部３０５，３０６、消費電力演算部３０７、電力補償ＰＩ制御部３０８及びＩｄ^＊上限演算部３０９を備えている。
マップ検索部３０１は、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとが入力されており、入力されたトルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊及び目標消費電力値（目標発電電力値）Ｗ^＊を算出する。ここで算出されたｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊は、第１減算器３０２及び第１下限リミッタ部３０５に入力され、目標消費電力値Ｗ^＊は、第２減算器３０３に入力される。

消費電力演算部３０７は、実発電電圧値Ｖｄｃと実発電電流値Ｉｄｃとが入力されており、入力された実発電電圧値Ｖｄｃと実発電電流値Ｉｄｃとに基づいて、実消費電力値（実発電電力値）Ｗ（＝Ｖｄｃ×Ｉｄｃ）を算出する。ここで算出された実消費電力値Ｗは、第２減算器３０３に入力される。
なお、ｄ軸電圧値Ｖｄ、ｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電圧値Ｖｑ及びｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、実消費電力値Ｗ（＝Ｉｄ×Ｖｄ＋Ｉｑ×Ｖｑ）を算出することもできる。

第２減算器３０３は、入力される目標消費電力値Ｗ^＊から実消費電力値Ｗを減算した値、すなわち電力消費値の偏差（Ｗ^＊−Ｗ）を電力補償ＰＩ制御部３０８に出力する。
電力補償ＰＩ制御部３０８は、入力される電力消費値の偏差（Ｗ^＊−Ｗ）に対して、ＰＩ補償器によりｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を決定する。例えば、電力消費値の偏差（Ｗ^＊−Ｗ）が正値であれば、電力不足として、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を減らし、電力消費値の偏差（Ｗ^＊−Ｗ）が負値であれば、電力過剰として、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を増やす。ここで算出されたｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊は、第１上下限リミッタ部３０５に入力される。

第１上下限リミッタ部３０５は、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に基づいて、電力補償ＰＩ制御部３０８で算出したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制限する。具体的には、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に所定値を加算した値（Ｉｑ^＊＋α）を上限として、電力補償ＰＩ制御部３０８で算出したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制限する。これにより、第１上下限リミッタ部３０５は、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に所定値を加算した値（Ｉｑ^＊＋α）を限度（最大値）として、電力補償ＰＩ制御部３０８で算出したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊´を算出する。なお、下限値を零とする。ここで算出されたｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊´は、第１減算器３０２及びＩｄ^＊上限演算部３０９に入力される。

Ｉｄ^＊上限演算部３０９は、モータ４やインバータ９などのハード構成から決まる電流制限値Ｉａに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の上限値Ｉｄｍａｘを算出する。具体的には、電流制限値Ｉａ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊及びｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の間に、下記（６）式が成立する前提として、
√（Ｉｑ^＊´^２＋Ｉｄ^＊２）≦Ｉａ ・・・（６）
下記（７）式により、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の上限値Ｉｄｍａｘを算出する。ここで、電流制限値Ｉａは、例えばインバータ９の素子等で決定される電流値である。
Ｉｄｍａｘ≦√（Ｉａ^２−Ｉｑ^＊２） ・・・（７）
ここで算出された上限値Ｉｄｍａｘは、第２上下限リミッタ部３０６に入力される。

一方、第１減算器３０２は、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊から、第１上下限リミッタ部３０５から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊´を減算した値、すなわちｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊の偏差（Ｉｑ^＊−Ｉｑ^＊´）をｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４に出力する。
ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４は、入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊の偏差（Ｉｑ^＊−Ｉｑ^＊´）に対して、ＰＩ補償器によりｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を決定する。ここで決定されたｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊は、第２上下限リミッタ部３０６に入力される。

第２上下限リミッタ部３０６は、Ｉｄ^＊上限演算部３０９から入力される上限値Ｉｄｍａｘにより、ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４から入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を制限する。これにより、第２上下限リミッタ部３０６は、上限値Ｉｄｍａｘを限度（最大値）として、ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４から入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を出力する。なお、下限値を零とする。

以上のようにＩｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１では、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、このトルク指令値Ｔｔに一致するトルクを出力するためのｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊（具体的にはＩｑ^＊´）を演算している。
Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２では、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部２０１から入力される電流指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊（具体的にはＩｑ^＊´）と、モータ回転数Ｎｍと、後述する界磁磁束演算部２０７から入力されるモータパラメータ（インダクタンスＬｄ，Ｌｑ、界磁磁束Φ）とに基づいて、ｄ軸電流値Ｉｄをｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊にするためのｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊と、ｑ軸電流値Ｉｑをｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊にするためのｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊とを演算する。

Ｖｄｃ^＊指令値演算部２０３では、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２で算出された電圧指令値Ｖｄ^＊、Ｖｑ^＊に基づいて、発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊を演算し、前述した図４の発電機制御部８Ｄに出力する。
Ｖｄｃ^＊＝２√２／√３・√（Ｖｄ^＊２＋Ｖｑ^＊２） ・・・（８）
また、２相／３相変換部２０４では、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２で演算されたｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊を３相正弦波指令値である３相座標系のＵ相電圧指令値Ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ^＊、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ^＊に変換し、ＰＷＭ制御部２０５に出力する。

ＰＷＭ制御部２０５では、２相／３相変換部２０４から入力される３相正弦波指令値をもとに三角波との大小比較をしてＰＷＭ指令を演算し、インバータ９に出力するスイッチング信号を生成する。インバータ９は、このスイッチング信号に応じたＰＷＭ波電圧を生成してモータ４へ印加し、これによりモータ４が駆動される。
三角波比較の際、本実施形態では、直流電圧指令値である発電電圧指令値Ｖｄｃ^＊を用いて、例えばＵ相の場合、Ｖｕ^＊／Ｖｄｃ^＊により正弦波振幅の正規化を行い、この正弦波指令値と三角波とを比較することでＵ相のスイッチング信号を出力する。これにより、発電機から見たインバータのインピーダンスは、トルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍの組み合わせ毎に固定となる。つまりこれは、ＰＷＭ波電圧のパルス幅をトルク指令値Ｔｔ、モータ回転数Ｎｍごとに固定することに相当する。

また、界磁電流指令値演算部２０６では、モータ回転数Ｎｍに基づいて界磁電流指令値Ｉｆ^＊を演算して界磁磁束演算部２０７に出力し、この界磁磁束演算部２０７で界磁磁束を演算して前述したＶｄ，Ｖｑ指令値演算部２０２に出力する。
したがって、このモータ制御部８Ｅでは、要求されるモータ出力に対し、インバータの動作を、要求電圧が満足されたときに行われるスイッチングパターンで固定している。

この図７において、ＰＷＭ制御部２０５がＰＷＭ制御手段に対応している。
また、図３のＴＣＳ制御部８Ｆは、図示しないエンジントルク制御コントローラ（ＥＣＭ）からのエンジン発生駆動トルクデマンド信号Ｔｅｔ、左右前輪の回転速度Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＦＬ、車速Ｖに基づいて、公知の方法によりＥＣＭに対してエンジン発生駆動トルクデマンド信号Ｔｅを送り返すことにより前輪トラクションコントロール制御を行う。
クラッチ制御部８Ｇは、前記クラッチ１２の状態を制御し、４輪駆動状態と判定している間はクラッチ１２を接続状態に制御する。

（動作、作用及び効果）
動作、作用及び効果次のようになる。
今、車両が４輪駆動状態と判定されて、車輪速及びアクセルペダル開度に基づいてモータトルク指令値Ｔｔが算出されたものとする。この場合には、発電機制御部８Ｄにおいて、モータトルク指令値Ｔｔにより算出される発電電流指令値Ｉｄｃ^＊と発電電流値Ｉｄｃとの偏差に対してＰＩ制御が施され、発電電流値Ｉｄｃが発電電流指令値Ｉｄｃ^＊に追従するように発電機７の界磁電流Ｉｆｇが制御される。
そして、モータ制御部８Ｅにおいて、トルク指令値Ｔｔやモータ回転数Ｎｍに基づいてインバータ９の３相のパワー素子をスイッチング制御するために３相正弦波指令を演算し、この３相正弦波指令に基づいてＰＷＭ指令を演算しインバータ９に出力する。

このとき、モータ制御部８Ｅは、Ｕ相電圧指令値Ｖｕから発電電圧値Ｖｄｃを演算し、これを発電機制御部８Ｄに出力する。また、モータ制御部８Ｅでは、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｒ，ＩｑｒをもとにＵ相電流値Ｉｕを求め、このＵ相電流値Ｉｕから発電電流値Ｉｄｃ演算し、これを発電機制御部８Ｄに出力する。そして、発電機制御部８Ｄでは、モータ制御部８Ｅで演算した発電電圧値Ｖｄｃ及び発電電流値Ｉｄｃを用いて発電制御を実行する。

一方、ロールバックが発生したときには、次のような処理を行っている。
マップ検索部３０１では、トルク指令値Ｔｔとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、目標消費電力値Ｗ^＊を算出し、消費電力演算部３０７では、実発電電圧値Ｖｄｃと実発電電流値Ｉｄｃとに基づいて、実消費電力値Ｗ（＝Ｖｄｃ×Ｉｄｃ）を算出する。そして、第２減算器３０３において、目標消費電力値Ｗ^＊から実消費電力値Ｗを減算した値、すなわち電力消費値の偏差（Ｗ^＊−Ｗ）が算出され、電力補償ＰＩ制御部３０８に入力される。

電力補償ＰＩ制御部３０８では、電力消費値の偏差（Ｗ^＊−Ｗ）に対して、ＰＩ補償器によりｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を決定しており、第１上下限リミッタ部３０５では、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊により、電力補償ＰＩ制御部３０８で算出したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制限する。すなわち、第１上下限リミッタ部３０５は、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に所定値を加算した値（Ｉｑ^＊＋α）を限度として、電力補償ＰＩ制御部３０８で算出したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊´を算出する。

一方、第１減算器３０２では、マップ検索部３０１から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊、すなわち、トルク指令値Ｔｔに基づいて算出されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊から、第１上下限リミッタ部３０５から入力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊´を減算した値、すなわちｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊の偏差（Ｉｑ^＊−Ｉｑ^＊´）を算出し、ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４では、そのｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊の偏差（Ｉｑ^＊−Ｉｑ^＊´）に対して、ＰＩ補償器によりｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を決定する。

そして、第２上下限リミッタ部３０６において、Ｉｄ^＊上限演算部３０９で電流制限値Ｉａに基づいて算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の上限値Ｉｄｍａｘにより、ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４から入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を制限する。
これにより、目標消費電力値Ｗ^＊と実消費電力値Ｗとの偏差（Ｗ^＊−Ｗ）が０になるように、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制御することで、モータトルクを変化（低下）させることができ、回生電力の発生を抑えることができる。

また、このとき、目標消費電力値Ｗ^＊と実消費電力値Ｗとの偏差（Ｗ^＊−Ｗ）が０になるようにｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制御しつつ、該ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊とトルク指令値Ｔｔに基づいて算出されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊との偏差（Ｉｑ^＊−Ｉｑ^＊´）が０になるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を決定している。すなわち、トルク指令値Ｔｔに基づいて算出されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を基準として、最終的なｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を決定している。この結果、モータトルクを低下させる場合でも、その低下が必要以上に行われてしまうのを防止できる。つまり、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を前述のように決定することで（ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を増加させることで）、目標消費電力値Ｗ^＊と実消費電力値Ｗとの偏差（Ｗ^＊−Ｗ）が０になるように操作したｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊の操作量を０に戻すことができるため、モータトルクの変化を抑えることができる。この結果、モータトルクが必要以上に低下するのを防止できる。

これにより、実消費電力値Ｗが目標消費電力値Ｗ^＊よりも小さくなった場合には、トルク指令値Ｔｔを低下させることで、実消費電力値Ｗを目標消費電力値Ｗ^＊に追従させようとするが、この場合でも、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を制限していることで、トルク指令値Ｔｔが必要以上に低下してしまうのを防止できる。
また、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を算出する際には、例えばインバータ９の素子等で決定される電流制限値Ｉａに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を算出している（前記（７）式）。すなわち、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊とｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊との二乗和の平方根が、所定のしきい値である電流制限値Ｉａ以下になるように、該ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の上限側を制限（上限値Ｉｄｍａｘで制限）している。

このようにすることで、決定したｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊がインバータ９の素子等を破壊してしまうのを防止しつつも（さらに制限をかけつつ）、モータトルクが必要以上に低下してしまうのを防止できる。ここで、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の上限側をその時々のｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊から決めており、これにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊の使える範囲が広がる。このため、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊とｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊´との偏差（Ｉｑ^＊−Ｉｑ^＊´）を０にすることができる機会が多くなる。この結果、トルクの変化を最小に抑えることができ、モータトルクが必要以上に低下してしまうのを防止できる。

また、前記実施形態の説明において、マップ検索部３０１は、前記交流モータを駆動するための目標電力を算出する目標電力算出手段を実現しており、消費電力演算部３０７は、前記交流モータにおける実電力を取得する実電力取得手段を実現しており、第２減算器３０３は、前記目標電力算出手段が算出した目標電力と前記実電力取得手段が取得した実電力との偏差を算出する電力偏差算出手段を実現しており、第１及び第２減算器３０２，３０３、ｑ軸電流補償ＰＩ制御部３０４並びに電力補償ＰＩ制御部３０８は、前記電力偏差算出手段が算出した偏差が零になるように、前記交流モータの駆動のための電流指令値を算出するとともに、該電流指令値の下限側を前記交流モータのモータトルク指令値を基に制限する電流指令値算出手段を実現している。
また、前記実施形態の説明において、第１上下限リミッタ部３０５は、前記電力偏差算出手段が算出した偏差が零になるように制御する前記交流モータの駆動のためのｑ軸電流値の上限側を前記モータトルク指令値を基に制限する電流指令値算出手段を実現している。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。 発電機の構造を示す図である。 ４ＷＤコントローラの詳細を示すブロック図である。 発電機制御部の詳細を示すブロック図である。 回転数毎の発電機特性マップである。 回転数毎の界磁電流特性マップである。 モータ制御部の詳細を示すブロック図である。 Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部の詳細を示すブロック図である。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ 前輪、２ エンジン、３Ｌ、３Ｒ 後輪、３ａ 駆動軸、４ モータ、４ａ 駆動軸、６ ベルト、７ 発電機、８ ４ＷＤコントローラ、８Ａ 目標モータトルク演算部、８Ｂ 発電機供給電力演算部、８Ｃ 発電電流指令演算部、８Ｄ 発電機制御部、８Ｅ モータ制御部、８Ｆ ＴＣＳ制御部、８Ｇ クラッチ制御部、８Ｈ 負荷固定判断部、８Ｉ モータ制御部、９ インバータ、１０ ジャンクションボックス、１１ 減速機、１２ クラッチ、２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ 車輪速センサ、２０１ Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部、３０１ マップ検索部、３０２，３０３ 第１及び第２減算器、３０４ ｑ軸電流補償ＰＩ制御部、３０５，３０６ 第１及び第２上下限リミッタ部、３０７ 消費電力演算部、３０８ 電力補償ＰＩ制御部、３０９ Ｉｄ^＊上限演算部

Claims (4)

1. 主駆動輪を駆動する主駆動源と、前記主駆動源で駆動される発電機と、前記発電機の電力がインバータを介して供給されて従駆動輪を駆動する交流モータとを備える車両用駆動制御装置において、
   前記交流モータを駆動するための目標電力を算出する目標電力算出手段と、
   前記交流モータにおける実電力を取得する実電力取得手段と、
   前記目標電力算出手段が算出した目標電力と前記実電力取得手段が取得した実電力との偏差を算出する電力偏差算出手段と、
   前記電力偏差算出手段が算出した偏差が零になるように、前記交流モータの駆動のための電流指令値を算出するとともに、該電流指令値の下限側を前記交流モータのモータトルク指令値を基に制限する電流指令値算出手段と、
   を備えることを特徴とする車両用駆動制御装置。
2. 前記目標電力算出手段は、前記交流モータの回転数及びモータトルク指令値に基づいて、目標電力を算出しており、前記電流指令値算出手段は、前記電力偏差算出手段が算出した偏差が零になるように、前記交流モータの駆動のためのｑ軸電流値を制御しつつ、該ｑ軸電流値と前記モータトルク指令値を基に決定したｑ軸電流値との偏差が零になるように、ｑ軸電流と直交するｄ軸電流値を制御しており、前記交流モータは、その制御されるｑ軸電流値及びｄ軸電流値に基づいて駆動されることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
3. 前記ｑ軸電流値とｄ軸電流値との二乗和の平方根が、所定のしきい値以下になるように、該ｄ軸電流値の上限側を制限することを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動制御装置。
4. 前記電流指令値算出手段は、前記電力偏差算出手段が算出した偏差が零になるように制御する前記交流モータの駆動のためのｑ軸電流値の上限側を前記モータトルク指令値を基に制限することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用駆動制御装置。

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