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JP3591532B2 - Hybrid vehicle and its driving device - Google Patents

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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド自動車及びその駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド自動車としては、例えば特許文献１及び２に開示されたものが知られている。特許文献１には、前輪を回転駆動するエンジンによって発電機を回転駆動し、後輪を回転駆動する電動機を発電機の発電電力によって回転駆動する四輪駆動装置が開示されている（例えば特許文献１の第３頁及び第１図を参照）。特許文献２には、前輪を駆動するエンジンによって発電機を駆動し、後輪を駆動するモータ／ジェネレータを、インバータを介して供給される発電機の発電電力或いはキャパシタに蓄えられた電力によって駆動する前輪後輪駆動車両が開示されている（例えば特許文献２の第３頁及び第１図を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７２３６７号公報
【特許文献２】
特開２００１−６３３９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発電機の出力を直接受けて電動機が駆動される電動式の四輪駆動車では、例えば車両発進時や轍からの脱出時など必要トルクが高くかつ車速が低い時、電動機の入力電力の電流値が大きく電圧値が小さくなるように、発電機の出力電力の電流値及び電圧値が制御されている。また、車両走行時など必要トルクが低くかつ車速が高い時には、電動機の入力電力の電圧値が大きく電流値が小さくなるように、発電機の出力電力の電圧値及び電流値が制御されている。すなわち電動式の四輪駆動車では、車両発進時に電動機から最大トルクが出力され、車両発進時から車両の速度が上昇するにしたがって電動機のトルクが低くなるように制御されている。
【０００５】
このような制御によれば、発電機の出力を直接受けて電動機が駆動される電動式の四輪駆動車において、広い運転範囲に渡って機械式の四輪駆動車と遜色の無い駆動性能を確保することができる。しかし、発電機の出力を直接受けて電動機が駆動される電動式の四輪駆動車においては、その車両走行性能が二輪駆動時の車両走行性能に近づくことができるように、その車両走行性能のさらなる向上が要求されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に鑑み、発電機の出力を直接受けて電動機が駆動される電動式の四輪駆動車の車両走行性能において、車両加速性能が二輪駆動時の車両加速性能よりも小さいことに着目し、車両の駆動源である電動機、この駆動源である発電機及びこれらを制御する制御装置からなる駆動系側から車両加速性能の向上を図るための研究を行っていた。この結果、四輪駆動時の加速性能と二輪駆動時の加速性能との差が、車両発進時に大きくなる場合があるという現象を発見した。また、この現象は、乾いた路面における車両発進時において特に現れることが判明した。また、この現象は、排気量が１５００ｃｃ以下の内燃機関を搭載した四輪駆動車において特に見られた。
【０００７】
この現象の要因としては、車両発進時の最大トルク制御が考えられる。すなわち車両発進時の電動機の最大トルク出力のための発電機出力制御によって、発電機から内燃機関に与えられる発電機トルク（内燃機関の負荷トルク）が大きくなり、発電機によって奪われることが許される内燃機関許容トルクを超える。これにより、運転者の要求トルクに対する所望の内燃機関トルクが内燃機関から車輪に伝達されず（内燃機関が過負荷状態に陥り）、車両を失速させる。これが要因として考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、車両走行性能を向上させることができるハイブリッド自動車の駆動装置を提供する。具体的に本発明は、発電機の出力を直接受けて電動機が駆動される電動式の四輪駆動車であるハイブリッド自動車において、発電機の出力制御に起因する車両の失速を抑制し、車両加速性能を向上させることができるハイブリッド自動車の駆動装置を提供する。また、本発明は、四輪駆動車としての駆動性能を低下を招くことなく車両加速性能を向上させることができるハイブリッド自動車の駆動装置を提供する。また、本発明は、上記駆動装置を備えたハイブリッド自動車を提供する。
【０００９】
ここに、本発明は、車両が失速しない範囲に発電機トルクが維持されるように発電機の出力を制御することを基本的な特徴とする。具体的には、前後輪の一方を回転駆動する内燃機関によって回転駆動される発電機と、発電機の出力を直接受けて回転駆動され、前後輪の他方を回転駆動する電動機と、発電機及び前記電動機の回転駆動を制御する制御装置とを有するハイブリッド自動車の駆動装置において、内燃機関が過負荷状態の場合、制御装置で発電機の出力を制限させることを特徴とする。また、内燃機関が過負荷状態になり得る場合に発電機の出力を制限させてもよい。
【００１０】
このような解決手段を有する本発明によれば、発電機トルクが大きくなり、内燃機関許容トルクを超えるような時、例えば乾いた路面における車両発進時、発電機トルクを小さくして内燃機関許容トルクの範囲内とすることができる。従って、本発明によれば、発電機の出力制御に起因する車両の失速を抑制することができ、ハイブリッド自動車の車両走行性能、特に車両加速性能を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明では、発電機の出力制限時、電動機の界磁電流を増加させる機能を制御装置に具備させている。従って、本発明によれば、四輪駆動車としての駆動性能を低下を招くことない。
【００１２】
制御装置は、内燃機関が過負荷状態を、発電機トルクが内燃機関許容トルクを超えたことをもって判断する。或いは内燃機関のノッキング発生を検出したことをもって判断する。若しくは車両の加速度が車両の推定加速度を超えたことをもって判断する。又は発電機トルクが内燃機関に与えられても車両の加速度を所定の加速度以上に保持することができる発電機許容トルクを発電機トルクが超えたことをもって判断する。
【００１３】
発電機は、電動機によるアシスト駆動の際、電動機の回転駆動専用に用いられるものであり、内燃機関によって回転駆動される補機用発電機とは別に設けられたものである。また、発電機は、補機用発電機よりも大きい出力が得られるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例を図１〜図１１に基づいて説明する。図３は、本実施例のハイブリッド自動車（以下、「ＨＥＶ」と呼称する）である電動式の四輪駆動車の構成を示す。図中符号１は、ＨＥＶの１つの駆動源を構成する原動機であり、筒内で燃料を燃焼・爆発させる内燃機関であるエンジンを示す。符号５は、ＨＥＶのもう１つの駆動源を構成する原動機であり、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する回転電機である電動機を示す。
【００１５】
エンジン１は、排気量１４００ｃｃ，最高トルク１３０Ｎ・ｍ／ｒｐｍ 程度のものであり、その出力軸が自動式の変速機（Ｔ／Ｍ）１２を介して前輪１４の駆動軸に機械的に接続されている。エンジン１の出力は、変速機１２によって変速されて前輪１４の駆動軸に伝達される。前輪１４は、その駆動軸に伝達されたエンジン１の出力によって回転駆動される。エンジン１には、ベルトを介して第１発電機（ＡＬＴ１）１３及び第２発電機（ＡＬＴ２）２がそれぞれ連結されている。第１発電機１３及び第２発電機２はエンジン１によってそれぞれ回転駆動され、所望の出力電力を発電する。尚、本実施例では、変速機１２として自動式のものを用いたが、手動式のものを用いてよい。
【００１６】
電動機５は、正転逆転の切替えが容易な他励分巻式の直流機であると共に、第２発電機２の出力電力を直接受けて回転駆動されるものであり、その出力軸がクラッチ（ＣＬ）４，デファレンシャルギヤ（以下、「ＤＥＦ」と呼称する）３を介して後輪１５の駆動軸に機械的に接続されている。クラッチ４が締結されている場合、電動機５の出力は、クラッチ４，ＤＥＦ３を介して後輪１５の駆動軸に伝達される。後輪１５は、その駆動軸に伝達された電動機５の出力よって回転駆動される。クラッチ４が切り離されている場合、電動機５の出力は後輪１５の駆動軸に伝達されない。電動機５の界磁巻線５ａには、後述するドライブ回路を介してバッテリ１１が電気的に接続されており、バッテリ１１から出力された電力がドライブ回路で制御され供給される。電動機５の電機子巻線５ｂにはリレー７を介して第２発電機２が電気的に接続されており、第２発電機２で発電かつ制御された電力が直接供給される。
【００１７】
このように、電動機５の電源を２系統にすることにより、第２発電機２の界磁電流を制御する方法と、電動機５の界磁電流を制御する方法の２通りで電動機５を制御することができる。例えば車両始動時や轍からの脱出時など、電動機５の必要回転数が低く、必要トルクが高い時には、第２発電機２の出力電流値を大きくし、電動機５の出力を低回転かつ高トルクとする。また、車両低速走行時（例えば１５〜２０ｋｍ／ｈ）など、電動機５の必要回転数が高く、必要トルクが低い時には、第２発電機２の出力電圧値を大きくし、電動機５の出力を高回転かつ低トルクとする。
【００１８】
さらに、電動機５の界磁電流を下げることにより、車両低速走行時の応答性を改善しながら、電動機５の回転数を高くすることができる。トルク配分要求値が前輪１４の方が後輪１５よりも高い時などは、第２発電機２の界磁電流値を下げることにより、前輪１４と後輪１５のトルク配分を可変にできる。また、第２発電機２，電動機５及びバッテリ１１の許容範囲内にて第２発電機及び電動機５の界磁電流を制御することにより、更なる高出力及び低出力の範囲で電動機５を駆動することができる。従って、本実施例によれば、車両の発進時から車両低速走行時（２０ｋｍ／ｈ程度）まで広範囲に充分な駆動パワーを得ることができ、四輪駆動車両として具備すべき走行モードを自由に選択できる制御とすることができる。
【００１９】
本実施例では、前輪１４をエンジン１で回転駆動しかつ後輪１５を電動機５で回転駆動する電動式の四輪駆動車について説明したが、後輪１５をエンジン１で回転駆動しかつ前輪１４を電動機５で回転駆動する電動式の四輪駆動車としてもよい。また、本実施例では、電動機５として直流機を用いた場合について説明したが、交流機を用いてもよい。
【００２０】
バッテリ１１は放電電圧１２ｖ程度のものである。バッテリ１１には、第１発電機１３が電気的に接続されており、第１発電機１３で発電かつ制御された電力が供給される。第１発電機１３は、最高出力電圧１４ｖ，最高出力２ｋｗ程度の空冷機であると共に、ＨＥＶの車両電機負荷、例えば空調用媒体を圧縮するコンプレッサの駆動用電動機，照明機器，エンジン１を始動するスタータなどに電力供給する低電圧系、換言すると１２ｖの定電圧系の充電発電システムをバッテリ
１１と共に構成する補機専用機であり、開放型機器であることから、エンジン１に対して第２発電機２よりも高い位置、すなわち地面に対して離れた位置に配置されている。
【００２１】
尚、バッテリ１１から供給された電力は、電動機５の界磁巻線５ａ、上記車両電機負荷の他に、例えばエンジン１の始動時など、第１発電機１３自身及び第２発電機２自身で各自界磁巻線を励磁できない場合に励磁用電力として第１発電機１３及び第２発電機に供給される。このため、バッテリ１１には第２発電機２が電気的に接続されている。従って、クラッチ４が切り離され電動機５の出力が後輪１５に伝達されていない時、すなわち二輪駆動時、第２発電機で発生かつ制御された電力をバッテリ１１に供給することができる。また、第２発電機で発生かつ制御された電力は、他の車両電機負荷、特に高圧の電機負荷に駆動用電力として供給することもできる。
【００２２】
第２発電機は、最高出力電圧４２ｖ，最高出力８ｋｗ程度の水冷機であると共に、電動機５に広範囲の電力を専用で供給する可変電圧（高電圧系）発電システムを構成する駆動専用機であり、密閉型機器であることから、エンジン１に対して第１発電機１３よりも低い位置、すなわち地面に対して近い位置に配置されている。従って、本実施例によれば、錆を促進するような物質や故障の一因となる様な異物を吸い込むことが無く、特に車両走行中に発電機が冠水した場合でも発電機に水等の異物が進入することは殆ど無くなる。また、本実施例では、高電圧の電気漏洩や耐熱性などを考慮し、第２発電機２の出力電圧を５０ｖ以下に設定している。
【００２３】
エンジン１の駆動はエンジン制御装置（以下、「ＥＣＵ」と呼称する）８によって制御されている。ＥＣＵ８は、運転者からのトルク要求指令（アクセルペダルの踏込量）に応じて、エンジン１に供給される空気量を制御する電子制御スロットルなどの駆動を制御し、エンジン１の駆動を制御する。これにより、エンジン１は、運転者のトルク要求指令に対応するエンジントルクを出力する。このため、ＥＣＵ８には、エンジン１の駆動を制御するのに必要な車両運転状態量（例えばエンジン１の回転数）などが入力されている。また、ＥＣＵ８に設けられたメモリには、エンジン１の仕様に基づいて予め設定されたデータ（マップ）や制御用プログラムなどが格納されている。
【００２４】
第１発電機１３の駆動もＥＣＵ８によって制御されている。ＥＣＵ８は、バッテリ１１の残量状態に応じて、第１発電機１３の界磁巻線に流れる界磁電流を制御し、第１発電機１３の駆動を制御する。これにより、第１発電機１３は、バッテリ１１の残量に対応する出力電力を発電する。このため、ＥＣＵ８には、第１発電機１３の駆動を制御するのに必要な車両の運転状態量（例えば電機負荷の運転状態）などが入力されている。また、ＥＣＵ８に設けられたメモリには、第１発電機１３の仕様に基づいて予め設定されたデータ（マップ）や制御用プログラムなどが格納されている。
【００２５】
変速機１２によるエンジン出力の変速は変速機制御装置（以下、「ＴＣＵ」と呼称する）９によって制御されている。ＴＣＵ９は、運転者からのモード選択指令（運転者によって操作されるセレクトレバーの位置）に応じて、変速機構を駆動する駆動アクチュエータの駆動を制御し、変速機１２のギヤ比を制御する。これにより、変速機１２は、エンジン１の出力を変速して前輪１４の駆動軸に伝達する。このため、ＴＣＵ９には、変速機１２によるエンジン出力の変速制御に必要な車両の運転状態量（例えば車速）などが入力されている。また、ＴＣＵ９に設けられたメモリには、変速機１２の仕様に基づいて予め設定されたデータ（マップ）や制御用プログラムが格納されている。
【００２６】
前輪１４及び後輪１５にはブレーキ装置が設けられている。ブレーキ装置の駆動はアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御装置（以下、「ＡＣＵ」と呼称する）１０によって制御されている。ＡＣＵ１０は、運転者からのブレーキ要求指令（ブレーキペダルの踏込量）に応じて、ブレーキ機構を駆動するアクチュエータの駆動を制御し、ブレーキ装置の駆動を制御する。これにより、ブレーキ装置は、前輪１４及び後輪１５をロックさせることなくブレーキ要求指令に対応するブレーキ力を発生する。このため、ＡＣＵ１０には、ブレーキ装置の駆動を制御するのに必要な車両の運転状態量（例えば前輪１４及び後輪１５の速度）などが入力されている。また、ＡＣＵ１０に設けられたメモリには、ブレーキ装置の仕様に基づいて予め設定されたデータ（マップ）や制御用プログラムなどが格納されている。前輪１４の速度は、前輪１４の各輪に設けられた速度センサ１６によって検出されている。後輪１５の速度は、後輪１５の各輪に設けられた速度センサ１６によって検出されている。
【００２７】
電動機５及び第２発電機２の駆動は４ＷＤ制御装置（以下、「４ＷＤＣＵ」と呼称する）６によって制御されている。４ＷＤＣＵ６は、運転者からのトルク要求指令（アクセルペダルの踏込量）に応じて電動機５の界磁電流及び第２発電機２の界磁電流を制御し、電動機５の駆動及び第２発電機２の駆動を制御する。これにより、第２発電機２は、トルク要求指令に対応するモータトルクが得られるように、電動機５の駆動に必要な電力を出力する。電動機５は、トルク要求指令に対応するモータトルクを出力する。このため、４ＷＤＣＵ６には、電動機５及び第２発電機２の駆動を制御するのに必要な車両の運転状態量（例えば第２発電機の出力電圧）などが入力されている。また、４ＷＤＣＵ６に設けられたメモリには、電動機５及び第２発電機２の仕様に基づいて予め設定されたデータ（マップ）や制御用プラグラムなどが格納されている。
【００２８】
ＥＣＵ８，ＴＣＵ９，ＡＣＵ１０，４ＷＤＣＵ６は車内ＬＡＮ（ＣＡＮ）バスによって相互に電気的に接続されている。従って、他の制御装置に入力されたセンサの検出信号を車内ＬＡＮバスを介して間接的に得ることができる。当然、センサの検出信号を並列に直接得てもよいが、車内配線の低減による車内通信系の簡略化や低コスト化を考慮すると前者の方が好ましい。また、他の制御装置によって算出されたデータなども共有することもできる。尚、図中の点線の矢印は制御信号の流れを示す。ここで、片方向矢印は入力又は出力される制御信号を、両方向矢印は入力及び出力される制御信号をそれぞれ表す。また、実線の矢印は電力の流れを示す。
【００２９】
図１，図２は４ＷＤＣＵ６の構成を示す。４ＷＤＣＵ６は、電動機５及び第２発電機２の本体の外に設けられていると共に、マイクロコンピュータからなる中央演算処理部及び電動機ドライブ回路２４を備えており、第２発電機９の本体に設けられた電圧調整器及び電動機ドライブ回路２４などの制御部と共に後輪１５の駆動制御系を構成している。また、４ＷＤＣＵ６は、この他にも入出力回路，メモリなどを備えている。尚、本実施例では、入出力回路，メモリなどは図示省略している。
【００３０】
中央演算処理部は、電動機目標トルク算出部２０，電動機・発電機目標界磁電流算出部２１，発電機制御部２２及び電動機制御部２３を備えており、運転者のトルク要求指令に応じたモータトルクが出力できるように、電動機５及び第２発電機２の駆動を制御するのに必要な演算を実行している。また、中央演算処理部は、エンジントルク算出部３０，エンジン負荷トルク算出部３１，発電機効率算出部３２，エンジン許容トルク算出部３３，発電機トルク算出部３４及びトルク比較判定部３５から構成された失速判定部２５を備えており、エンジン１の過負荷状態を判断し、エンジン１が過負荷状態の場合には第２発電機２の出力を制限することができるようにしている。さらに、中央演算処理部は、電動機増加界磁電流算出部２６を備えており、エンジン１の過負荷状態の場合、第２発電機２の出力が制限されても電動機５の出力が低下しないように、電動機５の界磁電流を増加することができるようにしている。尚、中央演算処理部は、クラッチ４及びリレー７にＯＮ・ＯＦＦ指令を出力する制御部も備えているが、本実施例では図示省略している。
【００３１】
クラッチ４及びリレー７を制御する制御部は、運転席に設けられたモード選択スイッチ（図示省略）からモード選択指令（四輪駆動モード指令）が出力された場合、クラッチ４を締結すると共にリレー７を投入する。モード選択指令が出力されなくなった場合には、クラッチ４を切り離すと共にリレー７を遮断する。また、クラッチ４及びリレー７を制御する制御部は、車両の始動時（車速がゼロの状態）から所定値（例えば２０ｋｍ／ｈ）以下の範囲の前進走行及び後退時に限定して、クラッチ４を締結すると共にリレー７を投入する。車速が２０ｋｍ／ｈ以上になったらクラッチ４を切り離すと共にリレー７を遮断する。このような制御を行うことにより、四輪駆動機構を小型，軽量化できると共に、燃費向上にも寄与することができる。
【００３２】
図４〜図７は本実施例の４ＷＤＣＵ６の制御動作を示す。まず、車両運転状態として電動機５の界磁電流Ｉｆｍと、エンジン１の回転数Ｅｎ と、電機負荷状態Ｅｌ と、トルク要求指令Ｔｖｏ（アクセルペダルの踏込量或いはエンジン１に設けられた電子制御スロットルのスロットル開度）と、第２発電機２の出力電圧Ａｖ ，出力電流Ａｉ 及び回転数Ａｎ と、前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ と、後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ が入力される（ステップＳ１）。
【００３３】
トルク要求指令Ｔｖｏは、アクセルペダルに設けられた踏込量検出センサ或いはエンジン１の電子制御スロットルに設けられた開度検出センサから直接入力される。或いはＥＣＵ８を介して入力されてもよい。エンジン１の回転数Ｅｎ は、エンジン１に設けられた回転センサから直接入力される。或いはＥＣＵ８を介して入力されてもよい。前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ 及び後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ は、前輪１４に設けられた速度センサ１６及び後輪１５に設けられた速度センサ１７から直接入力される。或いはＡＣＵ１０を介して入力されてもよい。
【００３４】
第２発電機２の出力電圧Ａｖ 及び出力電流Ａｉ は、電圧及び電流が検出可能に構成されたリレー７から直接入力される。或いは電流センサ及び電圧センサを別に設けてこれらから直接入力してもよい。第２発電機の回転数Ａｎ は、エンジン１の回転数に基づいてＥＣＵ８で算出されたものが入力される。或いはエンジン１に設けられた回転センサから直接入力し、４ＷＤＣＵ６で算出してもよい。若しくはＥＣＵ８を介して入力し、４ＷＤＣＵ６で算出してもよい。電機負荷状態Ｅｌ はＥＣＵ８を介して入力される。或いは電機負荷状態を検出するセンサから直接入力されてもよい。
【００３５】
車両運転状態が入力された後、電動機目標トルク算出部２０による電動機目標トルク算出処理（ステップＳ２）と、失速判定部２５及び電動機増加界磁電流算出部２６による第２発電機２の出力制限処理（ステップＳ３）がそれぞれ並列して実行される。
【００３６】
まず、電動機目標トルク算出処理について説明する。電動機目標トルク算出部２０にはトルク要求指令Ｔｖｏ、前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ 及び後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ 入力される。電動機目標トルク算出部２０では、前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ に基づいて前輪１４の速度（平均速度）が、後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ に基づいて後輪１５の速度（平均速度）がそれぞれ算出され、そのうちの低速側を車速とするなどの処理によって車速が算出される（ステップＳ２ａ）。車速が算出された後、予めメモリに格納されていると共に、トルク要求と車速との関係からなる電動機トルク特性マップから、ステップＳ２ａで算出された車速とトルク要求指令Ｔｖｏに対応する電動機目標トルクＴｔｍを算出する（ステップＳ２ｂ）。これにより、電動機目標トルク算出部２０からは電動機目標トルクＴｔｍが出力される。尚、図８は、電動機トルク特性マップの一例を示す。
【００３７】
次に、第２発電機２の出力制限処理について説明する。第２発電機２の出力制限処理は、失速判定部２５によるエンジン１の過負荷状態判定処理が実行されてから電動機増加界磁電流算出処理が実行される。エンジン１の過負荷状態判定処理では、エンジントルク算出部３０，エンジン負荷トルク算出部３１及びエンジン許容トルク算出部３３によるエンジン許容トルク算出処理と、発電機効率算出部３２及び発電機トルク算出部３４による発電機トルク算出処理がそれぞれ並列して実行される。
【００３８】
まず、エンジン許容トルク算出処理について説明する。エンジントルク算出部３０にはエンジン１の回転数Ｅｎ 及びトルク要求指令Ｔｖｏが入力される。エンジントルク算出部３０では、予めメモリに格納されていると共に、トルク要求指令とエンジン回転数との関係からなるエンジントルク特性マップから、入力されたエンジン１の回転数Ｅｎ 及びトルク要求指令Ｔｖｏに対応するエンジントルクＴｅ を算出する（ステップＳ３ａ）。これにより、エンジントルク算出部３０からはエンジントルクＴｅ が出力される。尚、図９は、エンジントルク特性マップのテーブルの一例を示す。
【００３９】
エンジン負荷トルク算出部３１には電機負荷状態Ｅｌ が入力される。エンジン負荷トルク算出部３１では、予めメモリに格納されていると共に、電機負荷の仕様から決定される電機負荷トルクと電機負荷状態（例えばＯＮ・ＯＦＦ）との関係からなる電機負荷トルク特性マップから、入力された電機負荷状態に対応するエンジン負荷トルクＴｌｅ（第２発電機２の発電機トルクを除く他の電機負荷のトルク）を算出する（ステップＳ３ｂ）。例えば電機負荷が空気調整装置の圧縮機駆動用電動機の場合、圧縮機駆動用電動機の仕様から決まるトルク特性から空気調整装置がＯＮ時の圧縮機駆動用電動機の出力トルク（この他の電機負荷も運転中の場合は、運転中の全部の電機負荷の出力トルクの合計）をエンジン負荷トルクＴｌｅとして算出する。これにより、エンジン負荷トルク３１からはエンジン負荷トルクＴｌｅが出力される。
【００４０】
エンジン許容トルク算出部３３には、ステップＳ３ａで算出されたエンジントルクＴｅ と、ステップＳ３ｂで算出されたエンジン負荷トルクＴｌｅとが入力される。エンジン許容トルク算出部３３では、次の数式に基づいてエンジン許容トルクＴｐｅを算出（ステップＳ３ｃ）する。
【００４１】
Ｔｐｅ＝（Ｔｅ−Ｔｌｅ）×Ｋｔ×Ｋｐ …（数１）
ここで、Ｋｔ は、変速機１２の仕様から決まる特性、例えばトルクコンバータの駆動力伝達特性マップから算出された変速機係数である。Ｋｐ は、ベルトによって直結される第２発電機２のプーリとエンジン１のプーリとの比である。これにより、エンジン許容トルク算出部３３からはエンジン許容トルクＴｐｅが出力される。
【００４２】
次に、発電機トルク算出処理について説明する。発電機効率算出部３２には第２発電機２の出力電圧Ａｖ 及び回転数Ａｎ が入力される。発電機効率算出部３２では、第２発電機２の発電電圧と第２発電機２の回転数との関係からなる第２発電機２の効率特性マップから、入力された第２発電機２の出力電圧Ａｖ 及び回転数Ａｎ に対応する発電機効率Ａηを算出する（ステップＳ３ｄ）。これにより、発電機効率算出部３２からは発電機効率Ａηが出力される。尚、図１０は、第２発電機２の効率特性マップのテーブルの一例を示す。
【００４３】
発電機トルク算出部３４には、入力された第２発電機２の出力電流Ａｉ ，出力電圧Ａｖ 及び回転数Ａｎ と、ステップＳ３ｄで算出された発電機効率Ａηとが入力される。発電機トルク算出部３４では、次の数式に基づいて発電機トルクＴｇ を算出（ステップＳ３ｅ）する。
【００４４】
Ｔｇ ＝Ａｖ×Ａｉ×Ｋｇ１／（Ａη×Ａｎ×Ｋｇ２） …（数２）
ここで、Ｋｇｌ，Ｋｇ２は、第２発電機の仕様から決まる発電機特性に基づいて算出された発電機係数である。これにより、発電機トルク算出部３４からは発電機トルクＴｇ が出力される。
【００４５】
トルク比較判定部３５には、ステップＳ３ｄで算出されたエンジン許容トルクＴｐｅと、ステップＳ３ｅで算出された発電機トルクＴｇ とが入力される。トルク比較判定部３５では、入力されたエンジン許容トルクＴｐｅと発電機トルクＴｇ とを比較（Ｔｐｅ−Ｔｇ ）し（ステップＳ３ｆ）、発電機トルクＴｇ がエンジン許容トルクＴｐｅを超えているか否かを判定する（ステップＳ３ｇ）。この結果、ステップＳ３ｇにおいて肯定の場合（Ｔｐｅ−Ｔｇ ＜０）は、トルク比較判定部３５から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力される（ステップＳ３ｈ）。一方、ステップＳ３ｇにおいて否定の場合（Ｔｐｅ−Ｔｇ ＞０）は、トルク比較判定部３５から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されない（ステップＳ３ｉ）。
【００４６】
次に、ステップＳ３ｈで発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力された場合には電動機増加界磁電流算出処理が実行される。ステップＳ３ｇにおいて肯定の場合、電動機増加界磁電流算出部２６には発電機トルク低減要求Ａｔｌ及び電動機界磁電流Ｉｆｍが入力される。電動機増加界磁電流算出部２６では、発電機トルク低減要求Ａｔｌが入力されたことをもって、後述するように予めメモリに格納されている第２発電機２の出力制限時の電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ を読み込み、発電機トルク低減要求Ａｔｌの入力時の電動機５の界磁電流Ｉｆｍと電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ との差を算出し、この算出された差を電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ とする（ステップＳ３ｊ）。これにより、電動機増加界磁電流算出部２６からは電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ が出力される。
【００４７】
ステップＳ２で電動機目標トルク算出処理と、ステップＳ３で第２発電機２の出力制限処理とが並列して実行された後、電動機・発電機目標界磁電流算出処理が実行される（ステップＳ４）。
【００４８】
電動機・発電機目標界磁電流算出部２１には、ステップＳ２で算出された電動機目標トルクＴｔｍが入力される。また、エンジン１が過負荷状態と判断された場合には、ステップＳ３で算出された発電機トルク低減要求Ａｔｌ及び電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ が入力される。電動機・発電機目標界磁電流算出部２１では、発電機トルク低減要求Ａｔｌが入力されたか否かを判断する（ステップＳ４ａ）。発電機トルク低減要求入力判断が否定の場合、通常の四輪駆動制御が実行される。すなわち通常の四輪駆動制御では、ステップＳ２ｂで算出された電動機目標トルクＴｔｍに基づいて、電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき電機子電流を他励分巻式直流電動機の関係式から算出する（ステップＳ４ｂ）。次に、後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ から算出された電動機５の回転数に基づいて、電動機５の電機子巻線５ｂに発生させるべき電機子電圧を他励分巻式直流電動機の関係式から算出する（ステップＳ４ｃ）。次に、ステップＳ４ｂで算出された電機子電流とステップＳ４ｃで算出された電圧とに基づいて、電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき入力電圧（第２発電機２の出力電圧）を他励分巻式直流電動機の関係式から算出する（ステップＳ４ｄ）。次に、ステップＳ４ｄで算出された入力電圧に基づいて第２発電機２の発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ 及び電動機５の電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ を算出する（ステップＳ４ｅ）。これにより、電動機・発電機目標界磁電流算出部２１からは発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ 及び電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ が出力される。
【００４９】
尚、本実施例では、電動機目標トルクＴｔｍと電動機５の回転数に基づいて、他励分巻式直流電動機の関係式から電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき入力電圧（第２発電機２の出力電圧）を算出し、この算出された入力電圧から発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ 及び電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ を算出する例について説明したが、電動機目標トルクと電動機界磁電流との関係からなる電動機界磁電流特性マップから電動機目標トルクＴｔｍに対応する電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ を算出すると共に、電動機目標トルクと発電機界磁電流との関係からなる発電機界磁電流特性マップから電動機目標トルクＴｔｍに対応する発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ を算出するようにしてもよい。
【００５０】
一方、発電機トルク低減要求入力判断が肯定の場合、第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御が実行される。すなわち第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御では、第２発電機の出力が一定に制限される。すなわち電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき入力電圧が一定に制限される。第２発電機の制限出力は、第２発電機２からエンジン１に与えられる最大負荷トルクが、第２発電機２を除く他の全負荷（エンジン１によって駆動される全負荷、例えば第１発電機１３などがある）からエンジン１に与えられる最大負荷トルクとエンジン１の最大トルクとの差分以下となるように、すなわち第２発電機２の最大負荷トルクがそれによって奪われることが許されるエンジン１の最大許容トルク範囲内となるように設定される。このため、第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御では、第２発電機２の出力（電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき入力電圧）が一定の設定値となるように、発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ が予め決定され、メモリに格納されている。従って、第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御では、発電機トルク低減要求入力判断が肯定の場合、予め決定された発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ がメモリから読み込まれ（ステップＳ４ｆ）、出力される。
【００５１】
また、第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御では、前述のように電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき入力電圧が設定されているので、電動機５の界磁巻線５ａに供給されるべき電動機界磁電流も予め決定し、メモリに格納しておくことができる。従って、第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御では、発電機トルク低減要求入力判断が肯定の場合、予め決定された電動機界磁電流がメモリから読み込まれる（ステップＳ４ｇ）。しかし、第２発電機２の出力制限を考慮した四輪駆動制御では第２発電機２の出力を制限するので、電動機目標トルクＴｔｍに対応する電動機５の駆動力が得られない。このため、電動機・発電機目標界磁電流算出部２１では、ステップＳ４ｇで読み込まれた電動機界磁電流に、ステップＳ３ｊで算出された電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ を加算している（ステップＳ４ｈ）。この加算によって得られた結果は電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ として出力される。
【００５２】
ステップＳ４で電動機・発電機目標界磁電流算出処理が実行された後、第２発電機２の発電機制御処理（ステップＳ５）及び電動機５の電動機制御処理（ステップＳ６）が実行される。
【００５３】
まず、発電機制御処理について説明する。発電機制御部２２には、ステップ
Ｓ４ｅで算出された発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ 或いはステップＳ４ｆで読み込まれた発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ が入力される。発電機制御部２２では、入力された発電機目標界磁電流Ｉｆｔｇ に基づいて第２発電機２の電圧調整器への界磁電流指令信号Ｉｆｃｇ を生成し、これを第２発電機２の電圧調整器に出力する。第２発電機２の電圧調整器では、界磁電流指令信号Ｉｆｃｇ に基づいて界磁巻線に流れる界磁電流を制御する。これにより、電動機５の電機子巻線５ｂに供給されるべき所定電圧の電力が第２発電機２で発電され、電動機５の電機子巻線５ｂに供給される。
【００５４】
次に、電動機制御処理について説明する。電動機制御部２３には、ステップ
Ｓ４ｅで算出された電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ 或いはステップＳ４ｈで算出された電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ が入力される。電動機制御部２３では、入力された電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ に基づいて電動機ドライブ回路２４への界磁電流指令信号Ｉｆｃｍ を生成し、これを電動機ドライブ回路２４に出力する。電動機ドライブ回路２４では、界磁電流指令信号Ｉｆｃｍ に基づいて、ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）をＯＮ・ＯＦＦ制御する。これにより、電動機ドライブ回路２４に供給されたバッテリ電流Ｉｂ が電動機ドライブ回路２４で所定の電動機界磁電流Ｉｆｍに変換され、電動機５の界磁巻線５ａに供給される。
【００５５】
第２発電機２の発電機制御処理及び電動機５の電動機制御処理が実行された後は、車速が所定値（例えば２０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かの判断及びモード選択スイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかの判断に基づいて四輪駆動制御終了か続行かが判断される。そして、四輪駆動制御終了の場合は四輪駆動制御プログラムが終了し、四輪駆動制御続行の場合はステップＳ１に戻り、前述した一連の四輪駆動制御プログラムが実行される。尚、本実施例では、この処理の図示を省略している。
【００５６】
尚、本実施例では、ステップＳ３ｆにおいてエンジン許容トルクＴｐｅと発電機トルクＴｇ とを比較し、発電機トルクＴｇ がエンジン許容トルクＴｐｅを超えている（Ｔｐｅ−Ｔｇ ＜０）と判定した場合に、エンジン１が過負荷状態であると判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力したが、次の通り行っても構わない。発電機トルクＴｇ とエンジン許容トルクＴｐｅが一致した場合（Ｔｐｅ−Ｔｇ ＝０）或いはエンジン許容トルクＴｐｅよりも若干小さい値を予め設定しておき、発電機トルクＴｇ がその設定値を超えた場合（発電機トルクＴｇ がエンジン許容トルクＴｐｅを超えそうになった場合）に、エンジン１が過負荷状態になり得ると判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力してもよい。
【００５７】
また、本実施例では、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を実行している途中で発電機トルク低減要求Ａｔｌの出力が無くなった場合、すなわち発電機トルクＴｇ がエンジン許容トルクＴｐｅを超えていない（Ｔｐｅ−Ｔｇ０）場合に通常の四輪駆動制御に移行する。この時、本実施例では、この制御動作によってエンジン１に急激に第２発電機２の負荷がからないようにするために、一定時間、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を継続した後、徐々に緩やかに通常の四輪駆動制御に移行している。
【００５８】
以上本実施例によれば、発電機トルクＴｇ がエンジン許容トルクＴｐｅを超えている場合（Ｔｐｅ−Ｔｇ ＜０）にはエンジン１が過負荷状態と判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力して第２発電機２の出力を制限するようにしたので、第２発電機２からエンジン１に与える負荷トルクを制限することができる。これにより、本実施例によれば、アクセル開度全開時であって、車両の加速度と時間との関係からなる図１１の車両加速度特性図から判るように、二輪駆動時の最大加速度（０．４Ｇ）に対して四輪駆動時の最大加速度を０．３５Ｇとすることができる。
【００５９】
従って、本実施例によれば、本実施例のような第２発電機２の出力制限を行わない四輪駆動時よりも最大加速度を二輪駆動時の最大加速度に近づけることができる（最大加速度の低下を０．０５Ｇ 以下に抑えることができる）ので、四輪駆動時におけるスムーズな加速を実現することができ、四輪駆動時の車両加速性能を向上させることができる。尚、本実施例のような第２発電機２の出力制限を行わない四輪駆動時の最大加速度は０．３Ｇ である。このような加速度では、運転者が車両の失速を体感する場合がある。
【００６０】
エンジンに電制スロットルが装備された車両では、電制スロットルによる空気量と燃料量との空燃制御によってエンジントルクを増幅することができ、車両加速性能の低下を回避することができると考えられる。しかし、この方法では、燃料消費量が増加する。一方、本実施例では、そのような課題が生じず、車両の燃費向上に寄与することができる。また、エンジン１を排気量の大きいものに交換することも考えられるが、車両のスペックが大幅に変わってしまうと共に、車両価格が増加するので、好ましくない。
【００６１】
また、本実施例によれば、発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力された場合、発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されたことをもって、電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ を算出し、これを予め決定されている電動機目標界磁電流Ｉｆｔｍ に加算して電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流Ｉｆｍを増加させるので、第２発電機２の出力が制限されても、電動機５の出力低下（後輪１５の駆動力低下）を抑制することができる。従って、本実施例によれば、４輪駆動による車両走行性能の低下を抑制することができる。
【００６２】
本発明の第２実施例を図１２，図１３に基づいて説明する。図１２は本実施例の４ＷＤＣＵ６の構成を示す。図１３は本実施例の４ＷＤＣＵ６の第２発電機出力制限処理を示す。本実施例の４ＷＤＣＵ６は、第１実施例の失速判定部２５に代わってノッキング判定部２７を備えている。この他の構成は第１実施例と同様であり、同符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
エンジン１には、高負荷が与えられたことによって引き起こす異常燃焼（ノッキング）を検知するためのノッキングセンサが設けられている。ノッキングセンサの出力信号はＥＣＵ８に入力されている。ＥＣＵ８では、ノッキングセンサから入力された信号に基づいてエンジン１の異常燃焼を判定している。そこで、本実施例では、エンジン１の異常燃焼が起こった場合には第２発電機２の出力を制限するようにしている。このため、本実施例の４ＷＤＣＵ６では、エンジン１で異常燃焼が起こった場合には、エンジン１で異常燃焼が起こっていることを示すノッキング信号Ｋｏｕｔ がＥＣＵ８から入力されるようにしている。或いはノッキングセンサからの信号が直接又はＥＣＵ８を介して入力し、エンジン１の異常燃焼を判断するようにしてもよい。
【００６４】
次に、本実施例の４ＷＤＣＵ６の四輪駆動制御動作について説明する。尚、本実施例の四輪駆動制御動作は第１実施例と比べて、ステップＳ３における第２発電機出力制限処理のみ異なる。他の処理は第１実施例と同じである。また、本実施例の第２発電機出力制限処理（ステップＳ７）においても、エンジン１の過負荷状態判定処理のみ第１実施例と異なっており、電動機増加界磁電流算出処理は第１実施例と同じである。
【００６５】
エンジン１の異常燃焼が起こった場合、ステップＳ１においてノッキング信号Ｋｏｕｔ が入力される。エンジン１の異常燃焼が起こっていない場合、ノッキング信号Ｋｏｕｔ は入力されない。ノッキング判定部２７には、ステップＳ１においてノッキング信号Ｋｏｕｔ が入力された場合に入力される。ノッキング判定部２７ではノッキング信号Ｋｏｕｔ が入力されたか否かを判断する（ステップＳ７ａ）。この結果、ステップＳ７ａにおいて否定された場合は、ノッキング判定部２７から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されず（ステップＳ７ｃ）、通常の四輪駆動制御が実行される。
【００６６】
一方、ステップＳ７ａにおいて肯定された場合は、ノッキング判定部２７から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力される（ステップＳ７ｂ）。ステップＳ７ｂにおいて発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されると、第１実施例のステップＳ３ｊと同様に、電動機増加界磁電流算出部２６において電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ が算出される（ステップＳ７ｄ）。これにより、ノッキング判定部２７からは発電機トルク低減要求Ａｔｌが、電動機増加界磁電流算出部２６からは電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ がそれぞれ出力され、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御が実行される。
【００６７】
尚、ノッキングセンサからの信号が直接又はＥＣＵ８を介して入力される場合にはエンジン１の異常燃焼を判断し、エンジン１が異常燃焼していないと判断された場合には発電機トルク低減要求Ａｔｌをせず、エンジン１が異常燃焼していると判断された場合には発電機トルク低減要求Ａｔｌ及び電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ を出力する。
【００６８】
また、本実施例では、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を実行している途中で発電機トルク低減要求Ａｔｌの出力が無くなった場合、すなわちノッキングセンサからの信号が入力されなくなった場合に通常の四輪駆動制御に移行する。この時、本実施例では、この制御動作によってエンジン１に急激に第２発電機２の負荷がからないようにするために、一定時間、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を継続した後、徐々に緩やかに通常の四輪駆動制御に移行している。
【００６９】
以上本実施例によれば、第１実施例と同様に、エンジン１が過負荷状態と判断された場合に第２発電機２の出力を制限するので、第２発電機２からエンジン１に与える負荷トルクを制限することができ、四輪駆動時の車両加速性能を向上させることができる。また、本実施例によれば、発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力された場合、電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ を算出して電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流Ｉｆｍを増加させるので、電動機５の出力低下（後輪１５の駆動力低下）を抑制することができ、４輪駆動による車両走行性能の低下を抑制することができる。
【００７０】
本発明の第３実施例を図１４〜図１６に基づいて説明する。図１４は本実施例の４ＷＤＣＵ６の構成を示す。図１５は本実施例の４ＷＤＣＵ６の第２発電機出力制限処理を示す。図１６は、アクセル開度と車両加速度閾値との関係からなる特性マップの一例を示す。本実施例の４ＷＤＣＵ６は第１実施例と比べて失速判定部の構成が異なる。この他の構成は第１実施例と同様であり、同符号を付してその説明を省略する。失速判定部２８は、車両加速度閾値算出部４０，車輪最高速度選択部４１，車両加速度算出部４２及び加速度比較判定部４３から構成されている。
【００７１】
次に、本実施例の４ＷＤＣＵ６の四輪駆動制御動作について説明する。尚、本実施例の四輪駆動制御動作は第１実施例と比べて、ステップＳ３における第２発電機出力制限処理のみ異なる。他の処理は第１実施例と同じである。また、本実施例の第２発電機出力制限処理（ステップＳ８）においても、エンジン１の過負荷状態判定処理のみ第１実施例と異なっており、電動機増加界磁電流算出処理は第１実施例と同じである。
【００７２】
まず、ステップＳ１において、トルク要求指令Ｔｖｏと、前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ 及び後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ が入力される。これらが入力されると、車両加速度算出処理と車両加速度閾値算出処理が平行して実行される。車両加速度閾値算出処理では、車両加速度閾値算出部４０にトルク要求指令Ｔｖｏが入力される。車両加速度閾値算出部４０では、予めメモリに格納されている図１６の特性マップから、入力されたトルク要求指令Ｔｖｏに対応する車両加速度閾値Ｃｖｓを算出する（ステップＳ８ａ）。これにより、車両加速度閾値算出部４０からは車両加速度閾値Ａｖｓが出力される。
【００７３】
一方、車両加速度算出処理では、車輪最高速度選択部４１に前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ 及び後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ が入力される。車輪最高速度選択部４１では、入力された前輪１４の各輪の速度Ｗｆｌｓ ，Ｗｆｒｓ に基づいて前輪１４の速度（平均速度）及び後輪１５の各輪の速度Ｗｒｌｓ ，Ｗｒｒｓ に基づいて後輪１５の速度（平均速度）を算出し（ステップＳ８ｂ）、そのうちの最大の速度を車輪最高速度Ｗｓｍａｘとして選択する（ステップＳ８ｃ）。これにより、車輪最高速度選択部４１からは車輪最高速度Ｗｓｍａｘが出力される。ステップＳ８ｃで選択された車輪最高速度Ｗｓｍａｘは車両加速度算出部４２に入力される。車両加速度算出部４２では、入力された車輪最高速度Ｗｓｍａｘを微分して車両加速度Ａｖ を算出する（ステップＳ８ｄ）。これにより、車両加速度算出部４２からは車両加速度Ｃｖ が出力される。
【００７４】
この後、失速判定部２８では加速度比較判定部４３による加速度比較判定処理を実行する。加速度比較判定処理では、ステップＳ８ａで算出された車両加速度閾値Ｃｖｓと、ステップＳ８ｄで算出された車両加速度Ｃｖ とが加速度比較判定部４３に入力される。加速度比較判定部４３では、入力された車両加速度閾値Ｃｖｓと車両加速度Ｃｖ とを比較（Ｃｖｓ−Ｃｖ ）し（ステップＳ８ｅ）、車両加速度Ｃｖ が車両加速度閾値Ｃｖｓを超えているか否かを判定する（ステップＳ８ｆ）。この結果、ステップＳ８ｆにおいて否定の場合（Ｃｖｓ−Ｃｖ ＞０）は、加速度比較判定部４３から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されず（ステップＳ８ｈ）、通常の四輪駆動制御が実行される。
【００７５】
一方、ステップＳ８ｆにおいて肯定の場合（Ｃｖｓ−Ｃｖ ＜０）は、加速度比較判定部４３から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力される（ステップＳ８ｇ）。ステップＳ８ｆにおいて発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されると、第１実施例のステップＳ３ｊと同様に、電動機増加界磁電流算出部２６において電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ が算出される（ステップＳ８ｉ）。これにより、加速度比較判定部４３からは発電機トルク低減要求Ａｔｌが、電動機増加界磁電流算出部２６からは電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ がそれぞれ出力され、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御が実行される。
【００７６】
尚、本実施例では、ステップＳ８ｅにおいて車両加速度閾値Ｃｖｓと車両加速度Ｃｖ とを比較し、車両加速度Ｃｖ が車両加速度閾値Ｃｖｓを超えている（Ｃｖｓ−Ｃｖ ＜０）と判定した場合に、エンジン１が過負荷状態であると判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力したが、次の通り行っても構わない。車両加速度閾値Ｃｖｓと車両加速度Ｃｖ が一致した場合（Ｃｖｓ−Ｃｖ ＝０）或いは車両加速度閾値Ｃｖｓよりも若干小さい値を予め設定しておき、車両加速度Ｃｖ がその設定値を超えた場合（車両加速度Ｃｖ が車両加速度閾値Ｃｖｓを超えそうになった場合）に、エンジン１が過負荷状態になり得ると判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力してもよい。
【００７７】
また、本実施例では、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を実行している途中で発電機トルク低減要求Ａｔｌの出力が無くなった場合、すなわち車両加速度Ｃｖ が車両加速度閾値Ｃｖｓを超えていない（Ｃｖｓ−Ｃｖ ＞０）場合に通常の四輪駆動制御に移行する。この時、本実施例では、この制御動作によってエンジン１に急激に第２発電機２の負荷がからないようにするために、一定時間、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を継続した後、徐々に緩やかに通常の四輪駆動制御に移行している。
【００７８】
以上本実施例によれば、第１実施例と同様に、エンジン１が過負荷状態と判断された場合に第２発電機２の出力を制限するので、第２発電機２からエンジン１に与える負荷トルクを制限することができ、四輪駆動時の車両加速性能を向上させることができる。また、本実施例によれば、発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力された場合、電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ を算出して電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流Ｉｆｍを増加させるので、電動機５の出力低下（後輪１５の駆動力低下）を抑制することができ、４輪駆動による車両走行性能の低下を抑制することができる。
【００７９】
本発明の第４実施例を図１７，図１８に基づいて説明する。図１７は本実施例の４ＷＤＣＵ６の構成を示す。図１８は本実施例の４ＷＤＣＵ６の第２発電機出力制限処理を示す。本実施例の４ＷＤＣＵ６は第１実施例と比べて失速判定部の構成が異なる。この他の構成は第１実施例と同様であり、同符号を付してその説明を省略する。失速判定部２９は、記憶部５０と、発電機効率算出部５１と、発電機トルク算出部５２と、トルク比較判定部５３とを備えている。発電機効率算出部５１は第１実施例の発電機効率算出部３２と同様の機能を有している。発電機トルク算出部５２は第１実施例の発電機トルク算出部３４と同様の機能を有している。
【００８０】
次に、本実施例の４ＷＤＣＵ６の四輪駆動制御動作について説明する。尚、本実施例の四輪駆動制御動作は第１実施例と比べて、ステップＳ３における第２発電機出力制限処理のみ異なる。他の処理は第１実施例と同じである。また、本実施例の第２発電機出力制限処理（ステップＳ９）においても、エンジン１の過負荷状態判定処理のみ第１実施例と異なっており、電動機増加界磁電流算出処理は第１実施例と同じである。
【００８１】
まず、ステップＳ１において第２発電機２の出力電圧Ａｖ ，出力電流Ａｉ 及び回転数Ａｎ が入力されると、発電機トルク算出処理と発電機トルク制限値読み込み処理が平行して実行される。まず、発電機トルク算出処理では、ステップＳ１で入力された第２発電機２の出力電圧Ａｖ 及び回転数Ａｎ が発電機効率算出部５１に入力される。発電機効率算出部５１では、第１実施例のステップＳ３ｄと同様に、入力された第２発電機２の出力電圧Ａｖ 及び回転数Ａｎ に基づいて発電機効率Ａηを算出する（ステップＳ９ａ）。これにより、発電機効率算出部５１からは発電機効率Ａηが出力される。
【００８２】
この後、ステップＳ９ａで算出された発電機効率Ａηと、ステップＳ１で入力された第２発電機２の出力電圧Ａｖ ，出力電流Ａｉ 及び回転数Ａｎ が発電機トルク算出部５２に入力される。発電機トルク算出部５２では、第１実施例のステップＳ３ｅと同様に、入力された第２発電機２の出力電圧Ａｖ ，出力電流Ａｉ ，回転数Ａｎ 及び発電機効率Ａηに基づいて数２から発電機トルクＴｇ を算出する
（ステップＳ９ｂ）。これにより、発電機トルク算出部５２からは発電機トルクＴｇ が出力される。
【００８３】
一方、発電機トルク制限値読み込み処理では記憶部５０から発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇが読み込まれる（ステップＳ９ｃ）。発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇは、エンジン１の仕様で決定される最高エンジントルクから車両発進時の最高エンジントルクを算出し、これに変速機１２の仕様から決まる特性、例えばトルクコンバータの駆動力伝達特性マップから算出された変速機係数と、ベルトによって直結される第２発電機２のプーリとエンジン１のプーリとの比が乗算されたものであり、予め算出されて記憶部５０に格納されているものである。ステップＳ９ｃで記憶部５０から読み込まれた発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇはトルク比較判定部５３に入力される。
【００８４】
この後、トルク比較判定部５３によるトルク比較判定処理が実行される。トルク比較判定処理では、ステップＳ９ｂで算出された発電機トルクＴｇ と、ステップＳ９ｃで読み込まれた発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇとがトルク比較判定部５３に入力される。トルク比較判定部５３では、入力された発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇと発電機トルクＴｇ とを比較（Ｔｌｉｍｇ−Ｔｇ ）し（ステップＳ９ｄ）、発電機トルクＴｇ が発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇを超えているか否かを判定する（ステップＳ９ｅ）。この結果、ステップＳ９ｅにおいて否定の場合（Ｔｌｉｍｇ−Ｔｇ ＞０）はトルク比較判定部５３から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されず（ステップＳ９ｇ）、通常の四輪駆動制御が実行される。
【００８５】
一方、ステップＳ９ｅにおいて肯定の場合（Ｔｌｉｍｇ−Ｔｇ ＜０）はトルク比較判定部５３から発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力される（ステップＳ９ｆ）。ステップＳ９ｆにおいて発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力されると、第１実施例のステップＳ３ｊと同様に、電動機増加界磁電流算出部２６において電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ が算出される（ステップＳ９ｈ）。これにより、トルク比較判定部５３からは発電機トルク低減要求Ａｔｌが、電動機増加界磁電流算出部２６からは電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ がそれぞれ出力され、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御が実行される。
【００８６】
尚、本実施例では、ステップＳ９ｄにおいて発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇと発電機トルクＴｇ とを比較し、発電機トルクＴｇ が発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇを超えている（Ｔｌｉｍｇ−Ｔｇ ＜０）と判定した場合に、エンジン１が過負荷状態であると判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力する例について説明したが、次の通り判断しても構わない。発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇと発電機トルクＴｇ が一致した場合（Ｔｌｉｍｇ−Ｔｇ ＝０）或いは発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇよりも若干小さい値を予め設定しておき、発電機トルクＴｇ がその設定値を超えた場合（発電機トルクＴｇ が発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇを超えそうになった場合）に、エンジン１が過負荷状態になり得ると判断し、発電機トルク低減要求Ａｔｌを出力するようにしてもよい。
【００８７】
また、本実施例では、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を実行している途中で発電機トルク低減要求Ａｔｌの出力が無くなった場合、すなわち発電機トルクＴｇ が発電機トルク制限値Ｔｌｉｍｇを超えていない（Ｔｌｉｍｇ−Ｔｇ ＞０）場合に通常の四輪駆動制御に移行する。この時、本実施例では、この制御動作によってエンジン１に急激に第２発電機２の負荷がからないようにするために、一定時間、第２発電機２の出力を制限する四輪駆動制御を継続した後、徐々に緩やかに通常の四輪駆動制御に移行している。
【００８８】
以上本実施例によれば、第１実施例と同様に、エンジン１が過負荷状態と判断された場合に第２発電機２の出力を制限するので、第２発電機２からエンジン１に与える負荷トルクを制限することができ、四輪駆動時の車両加速性能を向上させることができる。また、本実施例によれば、発電機トルク低減要求Ａｔｌが出力された場合、電動機増加界磁電流Ｉｆｉｍ を算出して電動機５の界磁巻線５ａに流れる界磁電流Ｉｆｍを増加させるので、電動機５の出力低下（後輪１５の駆動力低下）を抑制することができ、４輪駆動による車両走行性能の低下を抑制することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上本発明によれば、車両が失速しない範囲に発電機トルクが維持されるように発電機の出力を制御するので、車両加速性能を向上させることができる、従って、本発明によれば、車両走行性能を向上させることができるハイブリッド自動車及びその駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるハイブリッド自動車の四輪駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の四輪駆動制御装置の失速判定部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の四輪駆動制御装置を備えたハイブリッド自動車の駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】図１の四輪駆動制御装置における四輪駆動制御の全体の流れを示すフローチャート図である。
【図５】図４の四輪駆動制御における電動機目標トルク算出処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】図４の四輪駆動制御における第２発電機出力制限処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】図４の四輪駆動制御における電動機・発電機目標界磁電流算出処理の流れを示すフローチャート図である。
【図８】図１の四輪駆動制御装置のメモリに格納されているデータであって、トルク要求と車速との関係からなる電動機トルク特性マップの一例を示す。
【図９】図１の四輪駆動制御装置のメモリに格納されているデータであって、トルク要求指令とエンジン回転数との関係からなるエンジントルク特性マップのテーブルの一例を示す。
【図１０】図１の四輪駆動制御装置のメモリに格納されているデータであって、第２発電機２の発電電圧と第２発電機２の回転数との関係からなる第２発電機２の効率特性マップのテーブルの一例を示す。
【図１１】図１の四輪駆動制御装置による効果を示す特性図であって、車両の加速度と時間との関係からなる車両加速度特性図（アクセル開度全開時）であり、二輪駆動時における車両加速度（実線）と、四輪駆動時（発電機出力制限有）における車両加速度（点線）と、四輪駆動時（発電機出力制限無）における車両加速度（一点鎖線）との加速度比較を示す。
【図１２】本発明の第２実施例であるハイブリッド自動車の四輪駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２の四輪駆動制御装置の四輪駆動制御における第２発電機出力制限処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１４】本発明の第３実施例であるハイブリッド自動車の四輪駆動制御装置の失速判定部の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４の四輪駆動制御装置の四輪駆動制御における第２発電機出力制限処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１６】図１４の四輪駆動制御装置のメモリに格納されているデータであって、アクセル開度と車両加速度閾値との関係からなる特性マップの一例を示す。
【図１７】本発明の第４実施例であるハイブリッド自動車の四輪駆動制御装置の失速判定部の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７の四輪駆動制御装置の四輪駆動制御における第２発電機出力制限処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…第２発電機、５…電動機、６…四輪駆動制御装置、１４…前輪、１５…後輪。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle using an internal combustion engine and an electric motor as drive sources, and a drive device thereof.
[0002]
[Prior art]
As hybrid vehicles using an internal combustion engine and an electric motor as drive sources, for example, those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known. Patent Literature 1 discloses a four-wheel drive device that rotationally drives a generator by an engine that rotationally drives front wheels and that rotationally drives an electric motor that rotationally drives rear wheels by power generated by the generator. 1 (see page 3 and FIG. 1). Patent Document 2 discloses that a generator is driven by an engine that drives a front wheel, and a motor / generator that drives a rear wheel is driven by generated power of the generator supplied via an inverter or power stored in a capacitor. A front-wheel and rear-wheel drive vehicle is disclosed (see, for example, page 3 and FIG. 1 of Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-272367 A
[Patent Document 2]
JP 2001-63392 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In an electric four-wheel drive vehicle in which the motor is driven by directly receiving the output of the generator, when the required torque is high and the vehicle speed is low, for example, when starting the vehicle or getting out of a rut, the current value of the input power of the motor The current value and the voltage value of the output power of the generator are controlled such that the voltage value becomes large and the voltage value becomes small. Further, when the required torque is low and the vehicle speed is high, such as when the vehicle is running, the voltage value and the current value of the output power of the generator are controlled so that the voltage value of the input power of the motor is large and the current value is small. That is, in an electric four-wheel drive vehicle, the maximum torque is output from the electric motor when the vehicle starts, and the torque of the electric motor is controlled to decrease as the speed of the vehicle increases from the start of the vehicle.
[0005]
According to such control, in an electric four-wheel drive vehicle in which an electric motor is driven by directly receiving an output of a generator, a drive performance comparable to that of a mechanical four-wheel drive vehicle over a wide operating range is obtained. Can be secured. However, in an electric four-wheel drive vehicle in which an electric motor is driven by directly receiving the output of a generator, the vehicle traveling performance is adjusted so that the vehicle traveling performance can approach the vehicle traveling performance in two-wheel drive. Further improvements are required.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In view of the problems described above, the present inventors have found that the vehicle acceleration performance of an electric four-wheel drive vehicle in which an electric motor is driven by directly receiving the output of a generator is higher than the vehicle acceleration performance during two-wheel drive. Focusing on its small size, a study was carried out to improve the vehicle acceleration performance from a drive system including a motor as a drive source of a vehicle, a generator as a drive source, and a control device for controlling these. As a result, they discovered a phenomenon that the difference between the acceleration performance in four-wheel drive and the acceleration performance in two-wheel drive sometimes becomes large when the vehicle starts. It has also been found that this phenomenon appears particularly when the vehicle starts on a dry road. This phenomenon was particularly observed in a four-wheel drive vehicle equipped with an internal combustion engine having a displacement of 1500 cc or less.
[0007]
The cause of this phenomenon may be maximum torque control when the vehicle starts. That is, by the generator output control for the maximum torque output of the electric motor at the time of starting the vehicle, the generator torque (load torque of the internal combustion engine) given from the generator to the internal combustion engine is increased, and is allowed to be robbed by the generator. Exceeds internal combustion engine allowable torque. As a result, the desired internal combustion engine torque with respect to the driver's required torque is not transmitted from the internal combustion engine to the wheels (the internal combustion engine is overloaded), and the vehicle is stalled. This is considered as a factor.
[0008]
Therefore, the present invention provides a drive device for a hybrid vehicle that can improve vehicle running performance. Specifically, the present invention suppresses vehicle stall due to output control of a generator in a hybrid vehicle that is an electric four-wheel drive vehicle in which an electric motor is driven by directly receiving an output of the generator, and Provided is a drive device for a hybrid vehicle that can improve performance. Further, the present invention provides a drive device for a hybrid vehicle that can improve vehicle acceleration performance without lowering the drive performance of a four-wheel drive vehicle. Further, the present invention provides a hybrid vehicle including the above-described drive device.
[0009]
Here, the present invention is basically characterized in that the output of the generator is controlled such that the generator torque is maintained within a range where the vehicle does not stall. Specifically, a generator that is rotationally driven by an internal combustion engine that rotationally drives one of the front and rear wheels, a motor that is rotationally driven by directly receiving the output of the generator, and rotationally drives the other of the front and rear wheels, a generator and In a drive device for a hybrid vehicle having a control device for controlling the rotational drive of the electric motor, the output of the generator is limited by the control device when the internal combustion engine is overloaded. Further, the output of the generator may be limited when the internal combustion engine may be overloaded.
[0010]
According to the present invention having such a solution, when the generator torque increases and exceeds the internal combustion engine allowable torque, for example, when the vehicle starts on a dry road, the generator torque is reduced to reduce the internal combustion engine allowable torque. Within the range. Therefore, according to the present invention, the stall of the vehicle due to the output control of the generator can be suppressed, and the vehicle traveling performance of the hybrid vehicle, particularly, the vehicle acceleration performance can be improved.
[0011]
Further, in the present invention, the control device has a function of increasing the field current of the electric motor when the output of the generator is limited. Therefore, according to the present invention, the driving performance of the four-wheel drive vehicle is not reduced.
[0012]
The control device determines that the internal combustion engine is overloaded based on the fact that the generator torque has exceeded the internal combustion engine allowable torque. Alternatively, the determination is made based on detection of occurrence of knocking of the internal combustion engine. Alternatively, the determination is made based on the fact that the acceleration of the vehicle exceeds the estimated acceleration of the vehicle. Alternatively, the determination is made based on the fact that the generator torque exceeds the generator allowable torque that can maintain the acceleration of the vehicle at a predetermined acceleration or more even when the generator torque is applied to the internal combustion engine.
[0013]
The generator is used exclusively for rotational driving of the electric motor during assist driving by the electric motor, and is provided separately from the auxiliary generator that is rotationally driven by the internal combustion engine. Further, the generator can obtain an output larger than that of the auxiliary generator.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a configuration of an electric four-wheel drive vehicle which is a hybrid vehicle (hereinafter, referred to as “HEV”) of the present embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine which constitutes one drive source of the HEV and is an internal combustion engine which burns and explodes fuel in a cylinder. Reference numeral 5 denotes a motor that constitutes another drive source of the HEV, and indicates a motor that is a rotating electric machine that converts electric energy into mechanical energy.
[0015]
The engine 1 has a displacement of 1400 cc and a maximum torque of about 130 Nm / rpm, and its output shaft is mechanically connected to a drive shaft of a front wheel 14 via an automatic transmission (T / M) 12. ing. The output of the engine 1 is shifted by the transmission 12 and transmitted to the drive shaft of the front wheels 14. The front wheel 14 is driven to rotate by the output of the engine 1 transmitted to its drive shaft. A first generator (ALT1) 13 and a second generator (ALT2) 2 are connected to the engine 1 via belts. The first generator 13 and the second generator 2 are each rotationally driven by the engine 1 and generate desired output power. In this embodiment, an automatic transmission is used as the transmission 12, but a manual transmission may be used.
[0016]
The electric motor 5 is a separately-excited winding type DC motor that can easily switch between normal rotation and reverse rotation, and is also driven to rotate by directly receiving the output power of the second generator 2. CL) 4, and is mechanically connected to the drive shaft of the rear wheel 15 via a differential gear (hereinafter referred to as “DEF”) 3. When the clutch 4 is engaged, the output of the electric motor 5 is transmitted to the drive shaft of the rear wheel 15 via the clutch 4 and DEF3. The rear wheel 15 is rotationally driven by the output of the electric motor 5 transmitted to its drive shaft. When the clutch 4 is disengaged, the output of the electric motor 5 is not transmitted to the drive shaft of the rear wheel 15. A battery 11 is electrically connected to a field winding 5a of the electric motor 5 via a drive circuit described later, and power output from the battery 11 is controlled and supplied by the drive circuit. The second generator 2 is electrically connected to the armature winding 5b of the motor 5 via the relay 7, and the power generated and controlled by the second generator 2 is directly supplied.
[0017]
As described above, by using two power sources for the electric motor 5, the electric motor 5 is controlled in two ways: a method for controlling the field current of the second generator 2 and a method for controlling the field current of the electric motor 5. be able to. For example, when the required rotation speed of the electric motor 5 is low and the required torque is high, for example, when starting the vehicle or getting out of a rut, the output current value of the second generator 2 is increased to reduce the output of the electric motor 5 to a low rotation and a high torque. And When the required rotation speed of the motor 5 is high and the required torque is low, such as when the vehicle is running at a low speed (for example, 15 to 20 km / h), the output voltage value of the second generator 2 is increased to increase the output of the motor 5. Rotation and low torque.
[0018]
Further, by lowering the field current of the electric motor 5, it is possible to increase the rotation speed of the electric motor 5 while improving the responsiveness during low-speed running of the vehicle. For example, when the required torque distribution value is higher for the front wheels 14 than for the rear wheels 15, the torque distribution between the front wheels 14 and the rear wheels 15 can be made variable by lowering the field current value of the second generator 2. Further, by controlling the field current of the second generator and the motor 5 within the allowable range of the second generator 2, the motor 5 and the battery 11, the motor 5 is driven in a further higher output and lower output range. can do. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a sufficient driving power over a wide range from the start of the vehicle to the low-speed running of the vehicle (about 20 km / h), and the driving mode to be provided as a four-wheel drive vehicle can be freely set. The control can be selected.
[0019]
In the present embodiment, an electric four-wheel drive vehicle in which the front wheels 14 are rotationally driven by the engine 1 and the rear wheels 15 are rotationally driven by the electric motor 5 has been described, but the rear wheels 15 are rotationally driven by the engine 1 and the front wheels 14 are rotated. May be an electric four-wheel drive vehicle that is driven to rotate by the electric motor 5. Further, in this embodiment, the case where a DC machine is used as the electric motor 5 has been described, but an AC machine may be used.
[0020]
The battery 11 has a discharge voltage of about 12 V. A first generator 13 is electrically connected to the battery 11, and electric power generated and controlled by the first generator 13 is supplied. The first generator 13 is an air cooler having a maximum output voltage of 14 v and a maximum output of about 2 kW, and also starts a vehicle electric load of the HEV, for example, a motor for driving a compressor for compressing an air-conditioning medium, a lighting device, and the engine 1. A low-voltage system for supplying power to a starter or the like, in other words, a 12V constant-voltage system
Since it is an accessory-dedicated machine that is configured together with 11, and is an open type device, it is arranged at a position higher than the second generator 2 with respect to the engine 1, that is, a position distant from the ground.
[0021]
The electric power supplied from the battery 11 is supplied to the first generator 13 itself and the second generator 2 itself, for example, when the engine 1 is started, in addition to the field winding 5a of the electric motor 5 and the vehicle electric load. When the respective field windings cannot be excited, they are supplied to the first generator 13 and the second generator as excitation power. For this reason, the second generator 2 is electrically connected to the battery 11. Therefore, when the output of the electric motor 5 is not transmitted to the rear wheel 15 when the clutch 4 is disengaged, that is, at the time of two-wheel drive, the power generated and controlled by the second generator can be supplied to the battery 11. Further, the electric power generated and controlled by the second generator can be supplied to other vehicle electric loads, especially high-voltage electric loads, as driving electric power.
[0022]
The second generator is a water-cooled unit having a maximum output voltage of 42 v and a maximum output of about 8 kW, and is a drive-dedicated machine constituting a variable-voltage (high-voltage) power generation system for exclusively supplying a wide range of electric power to the electric motor 5. Because it is a sealed device, it is arranged at a position lower than the first generator 13 with respect to the engine 1, that is, a position closer to the ground. Therefore, according to the present embodiment, there is no inhalation of a substance that promotes rust or a foreign substance that contributes to a failure. Almost no foreign matter enters. In the present embodiment, the output voltage of the second generator 2 is set to 50 V or less in consideration of high-voltage electric leakage, heat resistance, and the like.
[0023]
The driving of the engine 1 is controlled by an engine control device (hereinafter, referred to as “ECU”) 8. The ECU 8 controls the drive of an electronic control throttle or the like that controls the amount of air supplied to the engine 1 in accordance with a torque request command (the amount of depression of an accelerator pedal) from the driver, and controls the drive of the engine 1. As a result, the engine 1 outputs an engine torque corresponding to the driver's torque request command. For this reason, the vehicle operation state quantity (for example, the number of revolutions of the engine 1) and the like necessary for controlling the driving of the engine 1 are input to the ECU 8. The memory provided in the ECU 8 stores data (maps), control programs, and the like set in advance based on the specifications of the engine 1.
[0024]
The driving of the first generator 13 is also controlled by the ECU 8. The ECU 8 controls the field current flowing through the field winding of the first generator 13 in accordance with the remaining amount of the battery 11, and controls the driving of the first generator 13. Thereby, the first generator 13 generates output power corresponding to the remaining amount of the battery 11. For this reason, the ECU 8 is supplied with a vehicle operating state quantity (for example, an electric load operating state) and the like necessary to control the driving of the first generator 13. The memory provided in the ECU 8 stores data (maps), control programs, and the like that are set in advance based on the specifications of the first generator 13.
[0025]
The shift of the engine output by the transmission 12 is controlled by a transmission control device (hereinafter, referred to as “TCU”) 9. The TCU 9 controls the driving of a drive actuator that drives a transmission mechanism and controls the gear ratio of the transmission 12 in accordance with a mode selection command (the position of a select lever operated by the driver) from the driver. Thus, the transmission 12 changes the output of the engine 1 and transmits the output to the drive shaft of the front wheels 14. Therefore, the TCU 9 is input with a vehicle operating state quantity (for example, a vehicle speed) necessary for controlling the shift of the engine output by the transmission 12. The memory provided in the TCU 9 stores data (map) and a control program which are set in advance based on the specifications of the transmission 12.
[0026]
The front wheel 14 and the rear wheel 15 are provided with a brake device. The operation of the brake device is controlled by an antilock brake system (ABS) controller (hereinafter, referred to as “ACU”) 10. The ACU 10 controls the driving of the actuator that drives the brake mechanism and controls the driving of the brake device in accordance with the brake request command (the amount of depression of the brake pedal) from the driver. As a result, the brake device generates a braking force corresponding to the brake request command without locking the front wheel 14 and the rear wheel 15. For this reason, the ACU 10 is input with a vehicle operating state quantity (for example, the speed of the front wheels 14 and the rear wheels 15) necessary for controlling the driving of the brake device. The memory provided in the ACU 10 stores data (map), control programs, and the like that are set in advance based on the specifications of the brake device. The speed of the front wheel 14 is detected by a speed sensor 16 provided on each wheel of the front wheel 14. The speed of the rear wheel 15 is detected by a speed sensor 16 provided on each wheel of the rear wheel 15.
[0027]
The driving of the electric motor 5 and the second generator 2 is controlled by a 4WD control device (hereinafter referred to as “4WDCU”) 6. The 4WDCU 6 controls the field current of the electric motor 5 and the field current of the second generator 2 according to a torque request command (accelerator pedal depression amount) from the driver, and drives the motor 5 and the second generator 2. To control the drive of. Thereby, the second generator 2 outputs electric power necessary for driving the electric motor 5 so that a motor torque corresponding to the torque request command is obtained. The electric motor 5 outputs a motor torque corresponding to the torque request command. For this reason, the 4WDCU 6 is supplied with a vehicle operating state quantity (for example, the output voltage of the second generator) required for controlling the driving of the electric motor 5 and the second generator 2 and the like. The memory provided in the 4WDCU 6 stores data (map), control programs, and the like, which are set in advance based on the specifications of the electric motor 5 and the second generator 2.
[0028]
The ECU 8, the TCU 9, the ACU 10, and the 4WD CU 6 are electrically connected to each other by an in-vehicle LAN (CAN) bus. Therefore, the detection signal of the sensor input to another control device can be obtained indirectly via the in-vehicle LAN bus. Naturally, the detection signals of the sensors may be directly obtained in parallel, but the former is preferable in consideration of simplification of the in-vehicle communication system and reduction in cost due to reduction in in-vehicle wiring. Further, data calculated by another control device can also be shared. It should be noted that the dotted arrows in the figure indicate the flow of control signals. Here, a one-way arrow indicates an input or output control signal, and a two-way arrow indicates an input or output control signal. The solid arrows indicate the flow of electric power.
[0029]
1 and 2 show the configuration of the 4WD CU 6. The 4WDCU 6 is provided outside the main body of the motor 5 and the second generator 2, and has a central processing unit including a microcomputer and a motor drive circuit 24, and is provided on the main body of the second generator 9. A drive control system for the rear wheels 15 is configured together with the voltage regulator and the control unit such as the motor drive circuit 24. The 4WD CU 6 further includes an input / output circuit, a memory, and the like. In this embodiment, an input / output circuit, a memory, and the like are not shown.
[0030]
The central processing unit includes a motor target torque calculation unit 20, a motor / generator target field current calculation unit 21, a generator control unit 22, and a motor control unit 23, and a motor that responds to a driver's torque request command. The calculation necessary for controlling the driving of the electric motor 5 and the second generator 2 is performed so that the torque can be output. The central processing unit includes an engine torque calculating unit 30, an engine load torque calculating unit 31, a generator efficiency calculating unit 32, an engine allowable torque calculating unit 33, a generator torque calculating unit 34, and a torque comparing and determining unit 35. A stall determination unit 25 is provided to determine an overload state of the engine 1 and to limit the output of the second generator 2 when the engine 1 is in an overload state. Further, the central processing unit includes an electric motor increasing field current calculating unit 26. In the case of an overload state of the engine 1, even if the output of the second generator 2 is limited, the output of the electric motor 5 does not decrease. In addition, the field current of the electric motor 5 can be increased. The central processing unit also includes a control unit that outputs an ON / OFF command to the clutch 4 and the relay 7, but is not shown in the present embodiment.
[0031]
When a mode selection command (four-wheel drive mode command) is output from a mode selection switch (not shown) provided in the driver's seat, the controller that controls the clutch 4 and the relay 7 engages the clutch 4 and relays the relay 7. Input. When the mode selection command is no longer output, the clutch 4 is disconnected and the relay 7 is shut off. Further, the control unit that controls the clutch 4 and the relay 7 limits the clutch 4 only when the vehicle starts (when the vehicle speed is zero) and when the vehicle is traveling forward and backward within a range equal to or less than a predetermined value (for example, 20 km / h). Fasten and relay 7 is turned on. When the vehicle speed exceeds 20 km / h, the clutch 4 is disconnected and the relay 7 is shut off. By performing such control, the four-wheel drive mechanism can be reduced in size and weight, and can also contribute to improved fuel efficiency.
[0032]
4 to 7 show the control operation of the 4WD CU 6 of this embodiment. First, as the vehicle operating state, the field current Ifm of the electric motor 5, the rotational speed En of the engine 1, the electric load state El, the torque request command Tvo (the amount of depression of the accelerator pedal or the electronically controlled throttle provided in the engine 1). The throttle opening), the output voltage Av, the output current Ai, and the rotation speed An of the second generator 2, the speeds Wfls, Wfrs of the front wheels 14, and the speeds Wrls, Wrrs of the rear wheels 15 are input. Is performed (step S1).
[0033]
The torque request command Tvo is directly input from a depression amount detection sensor provided on the accelerator pedal or an opening detection sensor provided on the electronically controlled throttle of the engine 1. Alternatively, it may be input via the ECU 8. The rotation speed En of the engine 1 is directly input from a rotation sensor provided in the engine 1. Alternatively, it may be input via the ECU 8. The speeds Wfls, Wfrs of the front wheels 14 and the speeds Wrls, Wrrs of the rear wheels 15 are directly input from a speed sensor 16 provided on the front wheel 14 and a speed sensor 17 provided on the rear wheel 15. Alternatively, it may be input via the ACU 10.
[0034]
The output voltage Av and the output current Ai of the second generator 2 are directly input from a relay 7 configured to detect the voltage and the current. Alternatively, a current sensor and a voltage sensor may be separately provided and input may be made directly from these. As the rotation speed An of the second generator, a value calculated by the ECU 8 based on the rotation speed of the engine 1 is input. Alternatively, it may be directly input from a rotation sensor provided in the engine 1 and calculated by the 4WDCU 6. Alternatively, it may be input through the ECU 8 and calculated by the 4WDCU 6. The electric load state El is input via the ECU 8. Alternatively, it may be directly input from a sensor that detects an electric load state.
[0035]
After the vehicle operation state is input, the motor target torque calculation process by the motor target torque calculation unit 20 (step S2), and the output limitation process of the second generator 2 by the stall determination unit 25 and the motor increase field current calculation unit 26 (Step S3) is executed in parallel.
[0036]
First, the motor target torque calculation processing will be described. The torque demand command Tvo, the speeds Wfls and Wfrs of the front wheels 14 and the speeds Wrls and Wrrs of the rear wheels 15 are input to the motor target torque calculation unit 20. In the motor target torque calculation unit 20, the speed (average speed) of the front wheel 14 is determined based on the speeds Wfls, Wfrs of the front wheels 14, and the speed of the rear wheel 15 is determined based on the speeds Wrls, Wrrs of the rear wheels 15. (Average speed) is calculated, and the vehicle speed is calculated by processing such as setting the low speed side to the vehicle speed (step S2a). After the vehicle speed is calculated, the motor target torque Ttm corresponding to the vehicle speed and the torque request command Tvo calculated in step S2a from a motor torque characteristic map stored in advance in a memory and based on the relationship between the torque request and the vehicle speed. Is calculated (step S2b). As a result, the motor target torque calculating section 20 outputs the motor target torque Ttm. FIG. 8 shows an example of the electric motor torque characteristic map.
[0037]
Next, the output limiting process of the second generator 2 will be described. In the output limiting process of the second generator 2, after the stall determining unit 25 performs the overload state determining process of the engine 1, the motor increasing field current calculating process is performed. In the overload state determination process of the engine 1, the engine torque calculation unit 30, the engine load torque calculation unit 31, and the engine allowable torque calculation unit 33 calculate the allowable engine torque, and the generator efficiency calculation unit 32 and the generator torque calculation unit. Are executed in parallel with each other.
[0038]
First, the engine allowable torque calculation processing will be described. The engine torque calculator 30 receives the rotation speed En of the engine 1 and a torque request command Tvo. The engine torque calculation unit 30 stores the engine speed En and the torque request command Tvo of the engine 1 based on an engine torque characteristic map which is stored in a memory in advance and has a relationship between the torque request command and the engine speed. The engine torque Te to be performed is calculated (step S3a). Thus, the engine torque Te is output from the engine torque calculator 30. FIG. 9 shows an example of a table of the engine torque characteristic map.
[0039]
The electric load state El is input to the engine load torque calculator 31. The engine load torque calculation unit 31 uses an electric load torque characteristic map that is stored in a memory in advance and that has a relation between the electric load torque determined from the electric load specification and the electric load state (for example, ON / OFF). The engine load torque Tle (the torque of the other electrical loads except the generator torque of the second generator 2) corresponding to the input electrical load state is calculated (step S3b). For example, when the electric load is the compressor driving motor of the air adjusting device, the output torque of the compressor driving motor when the air adjusting device is ON (the other electric loads are also different) from the torque characteristics determined by the specifications of the compressor driving motor. In the case of operation, the sum of the output torques of all the electric loads during operation is calculated as the engine load torque Tle. Thus, the engine load torque Tle is output from the engine load torque 31.
[0040]
The engine allowable torque calculator 33 receives the engine torque Te calculated in step S3a and the engine load torque Tle calculated in step S3b. The engine allowable torque calculator 33 calculates the engine allowable torque Tpe based on the following equation (step S3c).
[0041]
Tpe = (Te−Tle) × Kt × Kp (Equation 1)
Here, Kt is a characteristic determined from the specifications of the transmission 12, for example, a transmission coefficient calculated from a driving force transmission characteristic map of the torque converter. Kp is the ratio between the pulley of the second generator 2 and the pulley of the engine 1 directly connected by a belt. Thus, the engine allowable torque calculation unit 33 outputs the engine allowable torque Tpe.
[0042]
Next, the generator torque calculation processing will be described. The output voltage Av and the rotation speed An of the second generator 2 are input to the generator efficiency calculation unit 32. The generator efficiency calculation unit 32 calculates the input of the second generator 2 based on the efficiency characteristic map of the second generator 2 based on the relationship between the generated voltage of the second generator 2 and the rotation speed of the second generator 2. A generator efficiency Aη corresponding to the output voltage Av and the rotation speed An is calculated (step S3d). Thereby, the generator efficiency Aη is output from the generator efficiency calculator 32. FIG. 10 shows an example of a table of the efficiency characteristic map of the second generator 2.
[0043]
The generator torque calculator 34 receives the input output current Ai, output voltage Av, and rotation speed An of the second generator 2 and the generator efficiency Aη calculated in step S3d. The generator torque calculator 34 calculates the generator torque Tg based on the following equation (step S3e).
[0044]
Tg = Av × Ai × Kg1 / (Aη × An × Kg2) (Equation 2)
Here, Kgl and Kg2 are generator coefficients calculated based on generator characteristics determined from the specifications of the second generator. As a result, the generator torque calculating section 34 outputs the generator torque Tg.
[0045]
The allowable torque Tpe calculated in step S3d and the generator torque Tg calculated in step S3e are input to the torque comparison determination unit 35. The torque comparison determination unit 35 compares the input allowable engine torque Tpe with the generator torque Tg (Tpe-Tg) (step S3f) and determines whether the generator torque Tg exceeds the allowable engine torque Tpe. (Step S3g). As a result, if affirmative in step S3g (Tpe-Tg <0), the torque comparison and determination unit 35 outputs the generator torque reduction request Atl (step S3h). On the other hand, if the determination in step S3g is negative (Tpe-Tg> 0), the torque comparison determination unit 35 does not output the generator torque reduction request Atl (step S3i).
[0046]
Next, when the generator torque reduction request Atl is output in step S3h, the motor increase field current calculation processing is executed. If the determination in step S3g is affirmative, the generator torque reduction request Atl and the motor field current Ifm are input to the motor increase field current calculation unit 26. In response to the input of the generator torque reduction request Atl, the motor-increased field current calculation unit 26 receives the motor target field current Iftm when the output of the second generator 2 is limited and is stored in a memory in advance as described later. Is calculated, and the difference between the field current Ifm of the motor 5 when the generator torque reduction request Atl is input and the motor target field current Iftm is calculated, and the calculated difference is used as the motor increased field current Ifim (step S3j). As a result, the motor increasing field current calculator 26 outputs the motor increasing field current Ifim.
[0047]
After the motor target torque calculation process is performed in step S2 and the output limiting process of the second generator 2 is performed in parallel in step S3, the motor / generator target field current calculation process is performed (step S4). .
[0048]
The motor / generator target field current calculator 21 receives the motor target torque Ttm calculated in step S2. If it is determined that the engine 1 is in the overload state, the generator torque reduction request Atl and the motor increasing field current Ifim calculated in step S3 are input. The motor / generator target field current calculation unit 21 determines whether or not the generator torque reduction request Atl has been input (step S4a). When the generator torque reduction request input determination is negative, normal four-wheel drive control is executed. That is, in the normal four-wheel drive control, the armature current to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5 is calculated based on the electric motor target torque Ttm calculated in step S2b. (Step S4b). Next, based on the rotation speed of the electric motor 5 calculated from the speeds Wrls, Wrrs of the respective wheels of the rear wheel 15, the armature voltage to be generated in the armature winding 5b of the electric motor 5 is a separately excited DC motor. (Step S4c). Next, based on the armature current calculated in step S4b and the voltage calculated in step S4c, an input voltage to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5 (output voltage of the second generator 2). Is calculated from the relational expression of the separately excited DC motor (step S4d). Next, the generator target field current Iftg of the second generator 2 and the motor target field current Iftm of the electric motor 5 are calculated based on the input voltage calculated in step S4d (step S4e). As a result, the motor / generator target field current calculator 21 outputs the generator target field current Iftg and the motor target field current Iftm.
[0049]
In the present embodiment, the input voltage to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5 (the second voltage) is obtained from the relational expression of the separately excited DC motor based on the electric motor target torque Ttm and the rotation speed of the electric motor 5. The output voltage of the generator 2 is calculated, and the generator target field current Iftg and the motor target field current Iftm are calculated from the calculated input voltage. However, the motor target torque, the motor field current, and the The motor target field current Iftm corresponding to the motor target torque Ttm is calculated from the motor field current characteristic map having the following relationship, and the generator field current characteristic map is formed from the relation between the motor target torque and the generator field current. , The generator target field current Iftg corresponding to the motor target torque Ttm may be calculated.
[0050]
On the other hand, when the generator torque reduction request input determination is affirmative, the four-wheel drive control is performed in consideration of the output limitation of the second generator 2. That is, in the four-wheel drive control in consideration of the output limitation of the second generator 2, the output of the second generator is limited to a constant. That is, the input voltage to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5 is limited to a constant value. The limited output of the second generator is such that the maximum load torque given to the engine 1 from the second generator 2 is equal to the total load other than the second generator 2 (the full load driven by the engine 1, for example, the first load). The maximum load torque applied to the engine 1 and the maximum torque of the engine 1 are equal to or less than the difference between the maximum load torque applied to the engine 1 and the maximum load torque of the second generator 2. 1 is set to be within the maximum allowable torque range. Therefore, in the four-wheel drive control in consideration of the output limitation of the second generator 2, the output of the second generator 2 (the input voltage to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5) is set to a fixed set value. Thus, the generator target field current Iftg is determined in advance and stored in the memory. Therefore, in the four-wheel drive control in consideration of the output limitation of the second generator 2, when the input determination of the generator torque reduction request is affirmative, the predetermined generator target field current Iftg is read from the memory (step S4f). ), Is output.
[0051]
Further, in the four-wheel drive control in consideration of the output limitation of the second generator 2, the input voltage to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5 is set as described above. The motor field current to be supplied to the winding 5a can also be determined in advance and stored in a memory. Therefore, in the four-wheel drive control in consideration of the output limitation of the second generator 2, when the input determination of the generator torque reduction request is affirmative, the predetermined motor field current is read from the memory (step S4g). However, in the four-wheel drive control in consideration of the output limitation of the second generator 2, the output of the second generator 2 is limited, so that the driving force of the motor 5 corresponding to the motor target torque Ttm cannot be obtained. Therefore, the motor / generator target field current calculator 21 adds the motor increasing field current Ifim calculated in step S3j to the motor field current read in step S4g (step S4h). The result obtained by this addition is output as the motor target field current Iftm.
[0052]
After the motor / generator target field current calculation processing is executed in step S4, the generator control processing of the second generator 2 (step S5) and the motor control processing of the electric motor 5 (step S6) are executed.
[0053]
First, the generator control processing will be described. The generator control unit 22 includes a step
The generator target field current Iftg calculated in S4e or the generator target field current Iftg read in step S4f is input. The generator control unit 22 generates a field current command signal Ifcg to the voltage regulator of the second generator 2 based on the input generator target field current Iftg, and outputs this to the voltage of the second generator 2. Output to the regulator. The voltage regulator of the second generator 2 controls the field current flowing through the field winding based on the field current command signal Ifcg. As a result, electric power of a predetermined voltage to be supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5 is generated by the second generator 2, and supplied to the armature winding 5b of the electric motor 5.
[0054]
Next, the motor control process will be described. The motor control unit 23 includes a step
The motor target field current Iftm calculated in S4e or the motor target field current Iftm calculated in step S4h is input. The motor control unit 23 generates a field current command signal Ifcm to the motor drive circuit 24 based on the input motor target field current Iftm, and outputs this to the motor drive circuit 24. The motor drive circuit 24 controls ON / OFF of a semiconductor switching element (for example, a MOS-FET) constituting a bridge circuit based on the field current command signal Ifcm 2. Thus, the battery current Ib supplied to the motor drive circuit 24 is converted into a predetermined motor field current Ifm by the motor drive circuit 24 and supplied to the field winding 5 a of the motor 5.
[0055]
After the generator control processing of the second generator 2 and the motor control processing of the electric motor 5 are executed, it is determined whether the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (for example, 20 km / h) and the mode selection switch is ON. It is determined whether to end or continue the four-wheel drive control based on the determination as to whether or not the control is OFF. When the four-wheel drive control is completed, the four-wheel drive control program ends. When the four-wheel drive control is continued, the process returns to step S1 to execute the above-described series of four-wheel drive control programs. In this embodiment, illustration of this processing is omitted.
[0056]
In the present embodiment, the engine allowable torque Tpe is compared with the generator torque Tg in step S3f, and when it is determined that the generator torque Tg exceeds the engine allowable torque Tpe (Tpe−Tg <0), Although it is determined that the engine 1 is in the overload state and the generator torque reduction request Atl has been output, it may be performed as follows. When the generator torque Tg matches the allowable engine torque Tpe (Tpe−Tg = 0) or when a value slightly smaller than the allowable engine torque Tpe is set in advance, and when the generator torque Tg exceeds the set value ( When the generator torque Tg is likely to exceed the engine allowable torque Tpe), it may be determined that the engine 1 may be overloaded, and the generator torque reduction request Atl may be output.
[0057]
In this embodiment, when the output of the generator torque reduction request Atl is lost during the execution of the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2, that is, the generator torque Tg becomes equal to the engine allowable torque. If Tpe has not been exceeded (Tpe-Tg0), the routine shifts to normal four-wheel drive control. At this time, in the present embodiment, in order to prevent the load of the second generator 2 from being suddenly applied to the engine 1 by this control operation, the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2 for a certain period of time. After that, the control is gradually shifted to the normal four-wheel drive control.
[0058]
According to the present embodiment, when the generator torque Tg exceeds the engine allowable torque Tpe (Tpe−Tg <0), it is determined that the engine 1 is in an overload state, and the generator torque reduction request Atl is output. As a result, the output of the second generator 2 is limited, so that the load torque applied to the engine 1 from the second generator 2 can be limited. As a result, according to the present embodiment, when the accelerator pedal is fully opened, as can be seen from the vehicle acceleration characteristic diagram of FIG. 4G), the maximum acceleration during four-wheel drive can be 0.35G.
[0059]
Therefore, according to the present embodiment, the maximum acceleration can be made closer to the maximum acceleration at the time of two-wheel drive than at the time of four-wheel drive in which the output of the second generator 2 is not limited as in the present embodiment (the maximum acceleration). Since the decrease can be suppressed to 0.05 G or less), smooth acceleration during four-wheel drive can be realized, and vehicle acceleration performance during four-wheel drive can be improved. Note that the maximum acceleration at the time of four-wheel drive without limiting the output of the second generator 2 as in the present embodiment is 0.3G. With such acceleration, the driver may experience stall of the vehicle.
[0060]
It is thought that in a vehicle equipped with an electronically controlled throttle, the engine torque can be amplified by the air-fuel control of the air amount and the fuel amount by the electronically controlled throttle, thereby avoiding a decrease in vehicle acceleration performance. . However, this method increases fuel consumption. On the other hand, in the present embodiment, such a problem does not occur, and it is possible to contribute to improving the fuel efficiency of the vehicle. It is also conceivable to replace the engine 1 with one having a larger displacement, but this is not preferable because the specifications of the vehicle change significantly and the vehicle price increases.
[0061]
Further, according to the present embodiment, when the generator torque reduction request Atl is output, the motor increase field current Ifim is calculated based on the output of the generator torque reduction request Atl, and this is determined in advance. Is added to the motor target field current Iftm to increase the field current Ifm flowing through the field winding 5a of the motor 5, so that even if the output of the second generator 2 is limited, the output of the motor 5 decreases (after that). It is possible to suppress a decrease in the driving force of the wheel 15). Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in vehicle running performance due to four-wheel drive.
[0062]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows the configuration of the 4WD CU 6 of this embodiment. FIG. 13 shows the second generator output limiting process of the 4WDCU 6 of the present embodiment. The 4WDCU 6 according to the present embodiment includes a knocking determination unit 27 instead of the stall determination unit 25 according to the first embodiment. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and the description is omitted.
[0063]
The engine 1 is provided with a knocking sensor for detecting abnormal combustion (knocking) caused by application of a high load. The output signal of the knocking sensor is input to the ECU 8. The ECU 8 determines abnormal combustion of the engine 1 based on a signal input from the knocking sensor. Therefore, in this embodiment, when abnormal combustion of the engine 1 occurs, the output of the second generator 2 is limited. Therefore, in the 4WDCU 6 of the present embodiment, when abnormal combustion occurs in the engine 1, a knocking signal Kout indicating that abnormal combustion occurs in the engine 1 is input from the ECU 8. Alternatively, a signal from the knocking sensor may be input directly or via the ECU 8 to determine abnormal combustion of the engine 1.
[0064]
Next, the four-wheel drive control operation of the 4WDCU 6 according to the present embodiment will be described. Note that the four-wheel drive control operation of the present embodiment differs from the first embodiment only in the second generator output limiting process in step S3. Other processes are the same as in the first embodiment. Also in the second generator output limiting process (step S7) of the present embodiment, only the overload state determination process of the engine 1 is different from that of the first embodiment, and the motor increased field current calculation process is performed in the first embodiment. Is the same as
[0065]
When abnormal combustion of the engine 1 occurs, a knocking signal Kout is input in step S1. When abnormal combustion of engine 1 has not occurred, knocking signal Kout is not input. The knocking determination unit 27 is input when the knocking signal Kout is input in step S1. Knocking determination section 27 determines whether or not knocking signal Kout has been input (step S7a). As a result, when a negative determination is made in step S7a, the knocking determination unit 27 does not output the generator torque reduction request Atl (step S7c), and normal four-wheel drive control is executed.
[0066]
On the other hand, if affirmative in step S7a, knocking determination unit 27 outputs a generator torque reduction request Atl (step S7b). When the generator torque reduction request Atl is output in step S7b, similarly to step S3j of the first embodiment, the motor increasing field current calculation section 26 calculates the motor increasing field current Ifim (step S7d). As a result, the knocking determination unit 27 outputs the generator torque reduction request Atl, and the motor-increased field current calculation unit 26 outputs the motor-increased field current Ifim, respectively, and the four wheels that limit the output of the second generator 2 are output. Drive control is performed.
[0067]
When a signal from the knocking sensor is input directly or via the ECU 8, abnormal combustion of the engine 1 is determined. When it is determined that the engine 1 is not abnormally burned, the generator torque reduction request Atl is determined. When it is determined that the engine 1 is abnormally burning, the generator torque reduction request Atl and the motor increasing field current Ifim are output.
[0068]
In the present embodiment, when the output of the generator torque reduction request Atl is lost during the execution of the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2, that is, a signal from the knocking sensor is input. When it has run out, the control shifts to normal four-wheel drive control. At this time, in the present embodiment, in order to prevent the load of the second generator 2 from being suddenly applied to the engine 1 by this control operation, the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2 for a certain period of time. After that, the control is gradually shifted to the normal four-wheel drive control.
[0069]
According to the present embodiment, as in the first embodiment, when the engine 1 is determined to be in an overload state, the output of the second generator 2 is limited. Load torque can be limited, and vehicle acceleration performance during four-wheel drive can be improved. According to the present embodiment, when the generator torque reduction request Atl is output, the motor increasing field current Ifim is calculated to increase the field current Ifm flowing through the field winding 5a of the motor 5, so that A decrease in the output of the electric motor 5 (a decrease in the driving force of the rear wheels 15) can be suppressed, and a decrease in vehicle running performance due to four-wheel drive can be suppressed.
[0070]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 shows the configuration of the 4WD CU 6 of this embodiment. FIG. 15 shows the second generator output restriction processing of the 4WDCU 6 of the present embodiment. FIG. 16 shows an example of a characteristic map including the relationship between the accelerator opening and the vehicle acceleration threshold. The 4WDCU 6 of the present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the stall determination unit. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and the description is omitted. The stall determination unit 28 includes a vehicle acceleration threshold calculation unit 40, a wheel maximum speed selection unit 41, a vehicle acceleration calculation unit 42, and an acceleration comparison determination unit 43.
[0071]
Next, the four-wheel drive control operation of the 4WDCU 6 according to the present embodiment will be described. Note that the four-wheel drive control operation of the present embodiment differs from the first embodiment only in the second generator output limiting process in step S3. Other processes are the same as in the first embodiment. Also, in the second generator output limiting process (step S8) of the present embodiment, only the overload state determination process of the engine 1 is different from that of the first embodiment, and the motor increased field current calculation process is performed in the first embodiment. Is the same as
[0072]
First, in step S1, the torque request command Tvo, the speeds Wfls, Wfrs of the front wheels 14 and the speeds Wrls, Wrrs of the rear wheels 15 are input. When these are input, the vehicle acceleration calculation process and the vehicle acceleration threshold value calculation process are executed in parallel. In the vehicle acceleration threshold value calculation process, a torque request command Tvo is input to the vehicle acceleration threshold value calculation unit 40. The vehicle acceleration threshold calculator 40 calculates a vehicle acceleration threshold Cvs corresponding to the input torque request command Tvo from the characteristic map of FIG. 16 stored in advance in the memory (step S8a). As a result, the vehicle acceleration threshold calculation unit 40 outputs the vehicle acceleration threshold Avs.
[0073]
On the other hand, in the vehicle acceleration calculation process, the wheel speeds Wfls, Wfrs of the front wheels 14 and the speeds Wrls, Wrrs of the rear wheels 15 are input to the wheel maximum speed selection unit 41. The maximum wheel speed selector 41 determines the speed (average speed) of the front wheel 14 based on the input speeds Wfls and Wfrs of the front wheels 14 and the rear wheel 15 based on the speeds Wrls and Wrrs of the rear wheels 15. Is calculated (step S8b), and the maximum speed is selected as the maximum wheel speed Wsmax (step S8c). Thus, the wheel maximum speed selection unit 41 outputs the wheel maximum speed Wsmax. The wheel maximum speed Wsmax selected in step S8c is input to the vehicle acceleration calculator 42. The vehicle acceleration calculation unit 42 calculates the vehicle acceleration Av by differentiating the input maximum wheel speed Wsmax (step S8d). As a result, the vehicle acceleration Cv is output from the vehicle acceleration calculator 42.
[0074]
Thereafter, the stall determination unit 28 performs an acceleration comparison determination process by the acceleration comparison determination unit 43. In the acceleration comparison determination processing, the vehicle acceleration threshold value Cvs calculated in step S8a and the vehicle acceleration Cv calculated in step S8d are input to the acceleration comparison determination unit 43. The acceleration comparison determination unit 43 compares the input vehicle acceleration threshold Cvs with the vehicle acceleration Cv (Cvs-Cv) (step S8e), and determines whether the vehicle acceleration Cv exceeds the vehicle acceleration threshold Cvs (step S8e). Step S8f). As a result, if the determination in step S8f is negative (Cvs-Cv> 0), the generator comparison torque reducing unit Atl is not output from the acceleration comparison determination unit 43 (step S8h), and normal four-wheel drive control is executed.
[0075]
On the other hand, if affirmative in step S8f (Cvs−Cv <0), a generator torque reduction request Atl is output from the acceleration comparison determination unit 43 (step S8g). When the generator torque reduction request Atl is output in step S8f, the motor increasing field current calculation unit 26 calculates the motor increasing field current Ifim as in step S3j of the first embodiment (step S8i). As a result, a generator torque reduction request Atl is output from the acceleration comparison / determination unit 43, and a motor increase field current Ifim is output from the motor increase field current calculation unit 26, and the output of the second generator 2 is limited. Wheel drive control is performed.
[0076]
In the present embodiment, the vehicle acceleration threshold Cvs is compared with the vehicle acceleration Cv in step S8e, and if it is determined that the vehicle acceleration Cv exceeds the vehicle acceleration threshold Cvs (Cvs-Cv <0), the engine 1 Has been determined to be in an overload state, and the generator torque reduction request Atl has been output. However, it may be performed as follows. When the vehicle acceleration threshold Cvs and the vehicle acceleration Cv match (Cvs−Cv = 0) or a value slightly smaller than the vehicle acceleration threshold Cvs is set in advance, and when the vehicle acceleration Cv exceeds the set value (vehicle acceleration Cv). When Cv is likely to exceed the vehicle acceleration threshold value Cvs), it may be determined that the engine 1 may be overloaded, and the generator torque reduction request Atl may be output.
[0077]
Further, in this embodiment, when the output of the generator torque reduction request Atl is lost during the execution of the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2, that is, when the vehicle acceleration Cv becomes equal to the vehicle acceleration threshold Cvs Does not exceed (Cvs−Cv> 0), the routine shifts to normal four-wheel drive control. At this time, in the present embodiment, in order to prevent the load of the second generator 2 from being suddenly applied to the engine 1 by this control operation, the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2 for a certain period of time. After that, the control is gradually shifted to the normal four-wheel drive control.
[0078]
According to the present embodiment, as in the first embodiment, when the engine 1 is determined to be in an overload state, the output of the second generator 2 is limited. Load torque can be limited, and vehicle acceleration performance during four-wheel drive can be improved. According to the present embodiment, when the generator torque reduction request Atl is output, the motor increasing field current Ifim is calculated to increase the field current Ifm flowing through the field winding 5a of the motor 5, so that A decrease in the output of the electric motor 5 (a decrease in the driving force of the rear wheels 15) can be suppressed, and a decrease in vehicle running performance due to four-wheel drive can be suppressed.
[0079]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 17 shows the configuration of the 4WD CU 6 of this embodiment. FIG. 18 shows the second generator output limiting process of the 4WDCU 6 of the present embodiment. The 4WDCU 6 of the present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the stall determination unit. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and the description is omitted. The stall determination unit 29 includes a storage unit 50, a generator efficiency calculation unit 51, a generator torque calculation unit 52, and a torque comparison determination unit 53. The generator efficiency calculator 51 has the same function as the generator efficiency calculator 32 of the first embodiment. The generator torque calculator 52 has the same function as the generator torque calculator 34 of the first embodiment.
[0080]
Next, the four-wheel drive control operation of the 4WDCU 6 according to the present embodiment will be described. Note that the four-wheel drive control operation of the present embodiment differs from the first embodiment only in the second generator output limiting process in step S3. Other processes are the same as in the first embodiment. Also in the second generator output limiting process (step S9) of the present embodiment, only the overload state determination process of the engine 1 is different from that of the first embodiment, and the motor increased field current calculation process is performed in the first embodiment. Is the same as
[0081]
First, when the output voltage Av, the output current Ai, and the rotation speed An of the second generator 2 are input in step S1, the generator torque calculation process and the generator torque limit value reading process are executed in parallel. First, in the generator torque calculation process, the output voltage Av and the rotation speed An of the second generator 2 input in step S1 are input to the generator efficiency calculation unit 51. The generator efficiency calculator 51 calculates the generator efficiency Aη based on the input output voltage Av and the rotation speed An of the second generator 2 as in step S3d of the first embodiment (step S9a). Thereby, the generator efficiency Aη is output from the generator efficiency calculator 51.
[0082]
Thereafter, the generator efficiency Aη calculated in step S9a, the output voltage Av, the output current Ai, and the rotation speed An of the second generator 2 input in step S1 are input to the generator torque calculator 52. In the generator torque calculation unit 52, as in step S3e of the first embodiment, based on the input output voltage Av, output current Ai, rotation speed An, and generator efficiency Aη of the second generator 2, the equation 2 is used. Calculate generator torque Tg
(Step S9b). As a result, the generator torque calculating section 52 outputs the generator torque Tg.
[0083]
On the other hand, in the generator torque limit reading process, the generator torque limit Tlimg is read from the storage unit 50 (step S9c). The generator torque limit value Tlimg is obtained by calculating the maximum engine torque at the time of starting the vehicle from the maximum engine torque determined by the specifications of the engine 1 and calculating a characteristic determined by the specifications of the transmission 12, for example, a driving force transmission characteristic of a torque converter. The transmission coefficient calculated from the map is multiplied by the ratio between the pulley of the second generator 2 and the pulley of the engine 1 directly connected by the belt, and is calculated in advance and stored in the storage unit 50. Things. The generator torque limit value Tlimg read from the storage unit 50 in step S9c is input to the torque comparison determination unit 53.
[0084]
Thereafter, the torque comparison / determination processing by the torque comparison / determination unit 53 is executed. In the torque comparison determination process, the generator torque Tg calculated in step S9b and the generator torque limit value Tlimg read in step S9c are input to the torque comparison determination unit 53. The torque comparison determination unit 53 compares the input generator torque limit value Tlimg with the generator torque Tg (Tlimg-Tg) (step S9d), and determines whether the generator torque Tg exceeds the generator torque limit value Tlimg. It is determined whether or not it is (step S9e). As a result, if the result in step S9e is negative (Tlimg-Tg> 0), the generator comparison torque reducing unit 53 does not output the generator torque reduction request Atl (step S9g), and normal four-wheel drive control is executed.
[0085]
On the other hand, if affirmative in step S9e (Tlimg-Tg <0), the torque comparison and determination unit 53 outputs a generator torque reduction request Atl (step S9f). When the generator torque reduction request Atl is output in step S9f, the motor increasing field current calculation unit 26 calculates the motor increasing field current Ifim as in step S3j of the first embodiment (step S9h). As a result, a generator torque reduction request Atl is output from the torque comparison determination unit 53, and the motor increase field current Ifim is output from the motor increase field current calculation unit 26, respectively, to limit the output of the second generator 2. Wheel drive control is performed.
[0086]
In this embodiment, the generator torque limit value Tlimg is compared with the generator torque Tg in step S9d, and it is determined that the generator torque Tg exceeds the generator torque limit value Tlimg (Tlimg-Tg <0). In this case, the example in which the engine 1 is determined to be in the overload state and the generator torque reduction request Atl is output has been described, but the determination may be performed as follows. When the generator torque limit value Tlimg and the generator torque Tg match (Tlimg−Tg = 0) or a value slightly smaller than the generator torque limit value Tlimg is set in advance, and the generator torque Tg is set to the set value. If it exceeds (when the generator torque Tg is about to exceed the generator torque limit value Tlimg), it is determined that the engine 1 may be overloaded, and the generator torque reduction request Atl is output. Is also good.
[0087]
Further, in this embodiment, when the output of the generator torque reduction request Atl is lost during the execution of the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2, that is, the generator torque Tg becomes equal to the generator torque. If it does not exceed the limit value Tlimg (Tlimg-Tg> 0), the routine shifts to normal four-wheel drive control. At this time, in the present embodiment, in order to prevent the load of the second generator 2 from being suddenly applied to the engine 1 by this control operation, the four-wheel drive control for limiting the output of the second generator 2 for a certain period of time. After that, the control is gradually shifted to the normal four-wheel drive control.
[0088]
According to the present embodiment, as in the first embodiment, when the engine 1 is determined to be in an overload state, the output of the second generator 2 is limited. Load torque can be limited, and vehicle acceleration performance during four-wheel drive can be improved. According to the present embodiment, when the generator torque reduction request Atl is output, the motor increasing field current Ifim is calculated to increase the field current Ifm flowing through the field winding 5a of the motor 5, so that A decrease in the output of the electric motor 5 (a decrease in the driving force of the rear wheels 15) can be suppressed, and a decrease in vehicle running performance due to four-wheel drive can be suppressed.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the output of the generator is controlled so that the generator torque is maintained within a range where the vehicle does not stall, so that the vehicle acceleration performance can be improved. It is possible to provide a hybrid vehicle capable of improving running performance and a drive device thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a four-wheel drive control device for a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a stall determination unit of the four-wheel drive control device in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram illustrating an overall configuration of a drive device of a hybrid vehicle including the four-wheel drive control device of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing an overall flow of four-wheel drive control in the four-wheel drive control device of FIG. 1;
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a motor target torque calculation process in the four-wheel drive control of FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of a second generator output limiting process in the four-wheel drive control of FIG. 4;
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of a motor / generator target field current calculation process in the four-wheel drive control of FIG. 4;
8 shows an example of an electric motor torque characteristic map, which is data stored in a memory of the four-wheel drive control device in FIG. 1 and is based on a relationship between a torque request and a vehicle speed.
9 shows an example of a table of an engine torque characteristic map, which is data stored in a memory of the four-wheel drive control device in FIG. 1 and is composed of a relationship between a torque request command and an engine speed.
10 is data stored in a memory of the four-wheel drive control device in FIG. 1 and is a second generator based on a relationship between a generation voltage of the second generator 2 and a rotation speed of the second generator 2; 2 shows an example of a table of a second efficiency characteristic map.
11 is a characteristic diagram showing an effect of the four-wheel drive control device of FIG. 1 and is a vehicle acceleration characteristic diagram (when the accelerator pedal is fully opened) which is a relationship between vehicle acceleration and time, and is a characteristic diagram when two-wheel drive is performed. The acceleration comparison between the vehicle acceleration (solid line), the vehicle acceleration during four-wheel drive (with generator output limitation) (dotted line), and the vehicle acceleration during four-wheel drive (without generator output limitation) (dashed line) is shown. .
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a four-wheel drive control device for a hybrid vehicle according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing a flow of a second generator output restriction process in the four-wheel drive control of the four-wheel drive control device in FIG. 12;
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a stall determining unit of a four-wheel drive control device for a hybrid vehicle according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a flow of a second generator output restriction process in the four-wheel drive control of the four-wheel drive control device in FIG. 14;
FIG. 16 is an example of a characteristic map, which is data stored in the memory of the four-wheel drive control device in FIG. 14 and is composed of a relationship between an accelerator opening and a vehicle acceleration threshold.
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a stall determination unit of a four-wheel drive control device for a hybrid vehicle according to a fourth embodiment of the present invention.
18 is a flowchart illustrating a flow of a second generator output restriction process in the four-wheel drive control of the four-wheel drive control device in FIG. 17;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... 2nd generator, 5 ... Electric motor, 6 ... Four-wheel drive control apparatus, 14 ... Front wheel, 15 ... Rear wheel.

Claims (20)

前後輪の一方を内燃機関によって回転駆動し、前後輪の他方を電動力によって回転駆動するハイブリッド自動車に搭載された駆動装置であって、
前記電動力を発生する電動機と、
内燃機関によって回転駆動される発電機と、
前記発電機及び前記電動機の回転駆動を制御する制御装置と
を有し、
前記電動機は、前記発電機から直接電力の供給を受けて前記電動力を発生しており、
前記発電機は、前記電動機を駆動するための前記電力を発生しており、
前記制御装置は、
内燃機関が過負荷状態の場合、前記発電機の出力を制限して前記発電機から内燃機関に与える負荷トルクを制限すると共に、
前記発電機の出力が制限された場合、前記電動機の界磁巻線に供給される界磁電流を増加させる
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。 A drive device mounted on a hybrid vehicle in which one of the front and rear wheels is rotationally driven by an internal combustion engine and the other of the front and rear wheels is rotationally driven by electric power,
An electric motor that generates the electric power,
A generator rotated by an internal combustion engine,
Having a control device for controlling the rotational drive of the generator and the motor,
The electric motor receives the supply of electric power directly from the generator to generate the electric power,
The generator is generating the electric power for driving the electric motor,
The control device includes:
When the internal combustion engine is overloaded, while limiting the output of the generator to limit the load torque given to the internal combustion engine from the generator,
A hybrid vehicle driving device , wherein when the output of the generator is limited, a field current supplied to a field winding of the electric motor is increased . 請求項１において、
前記制御装置は、前記内燃機関が過負荷状態になり得る場合にも前記発電機の出力を制限する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device of a hybrid vehicle drive system according to claim <br/> that the internal combustion engine is to limit the output of the generator even in the case that may be overloaded. 請求項１において、
前記制御装置は、前記発電機から前記内燃機関に与えられる発電機トルクが、前記発電機によって奪われることが許される内燃機関許容トルクを超えたことをもって、前記内燃機関を過負荷状態と判断し、前記発電機の出力を制限する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device determines that the internal combustion engine is in an overloaded state when the generator torque given to the internal combustion engine from the generator exceeds the internal combustion engine allowable torque allowed to be robbed by the generator. , a hybrid vehicle drive system according to claim <br/> limiting the output of the generator. 請求項１において、
前記制御装置は、前記内燃機関のノッキング発生を検出したことをもって、前記内燃機関を過負荷状態と判断し、前記発電機の出力を制限する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
Said control device, said with the detection of the occurrence of knocking of the internal combustion engine, said internal combustion engine determines that the overload condition, the hybrid vehicle drive system according to claim <br/> limiting the output of the generator. 請求項１において、
前記制御装置は、車両の加速度が車両の推定加速度を超えたことをもって、前記内燃機関を過負荷状態と判断し、前記発電機の出力を制限する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
Wherein the control device, with the acceleration of the vehicle has exceeded the estimated acceleration of the vehicle, the internal combustion engine determines that the overload condition, the hybrid vehicle drive according to claim <br/> limiting the output of the generator apparatus. 請求項１において、
前記制御装置は、前記発電機から前記内燃機関に発電機トルクが与えられても車両の加速度を所定の加速度以上に保持することができる発電機許容トルクを、前記発電機から前記内燃機関に与えられる発電機トルクが超えたことをもって、前記内燃機関を過負荷状態と判断し、前記発電機の出力を制限する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device provides, from the generator to the internal combustion engine, a generator allowable torque that can maintain the acceleration of the vehicle at or above a predetermined acceleration even when the generator is supplied with a generator torque from the generator. with the generator torque exceeds, the internal combustion engine determines that the overload condition, the hybrid vehicle drive system according to claim <br/> limiting the output of the generator. 請求項１において、
前記発電機は、前記電動機によるアシスト駆動の際、前記電動機の回転駆動専用に用いられるものであり、前記内燃機関によって回転駆動される補機用発電機とは別に設けられている
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The generator is used exclusively for rotational driving of the electric motor during assist driving by the electric motor, and is provided separately from an auxiliary generator that is rotationally driven by the internal combustion engine. Hybrid vehicle drive. 請求項１において、
前記制御装置は、
運転者の要求トルク及び車速に基づいて前記電動機の目標トルクを算出する手段と、
前記目標トルクから前記発電機及び前記電動機の目標界磁電流を算出する手段と、
前記発電機に対応する目標界磁電流に基づいて前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記電動機に対応する目標界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記要求トルク，前記内燃機関の運転状態，前記発電機の運転状態及び前記内燃機関によって駆動される補機の運転状態に基づいて前記内燃機関の過負荷状態を判断し、前記判断に応じて前記発電機の出力制限要求を出力する手段と
を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記出力制限要求に応じて前記発電機の出力を制限するための目標界磁電流を、前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device includes:
Means for calculating a target torque of the electric motor based on a driver's required torque and a vehicle speed,
Means for calculating a target field current of the generator and the motor from the target torque,
Means for outputting a control signal to field current control means of the generator based on a target field current corresponding to the generator;
Means for outputting a control signal to field current control means of the motor based on a target field current corresponding to the motor;
An overload state of the internal combustion engine is determined based on the required torque, an operation state of the internal combustion engine, an operation state of the generator, and an operation state of an auxiliary device driven by the internal combustion engine. Means for outputting a generator output restriction request,
The target field current calculation means, when the internal combustion engine is in an overload state, sets a target field current for limiting the output of the generator in response to the output limit request, by controlling the field current of the generator. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that a control signal is output to the means. 請求項８において、
前記制御装置は、前記出力制限要求に応じて、前記発電機の出力制限による前記電動機の出力低下を補うための、前記電動機に対応する増加界磁電流を算出する手段を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記増加界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流を増加させるための目標界磁電流を算出し、前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 8,
The control device has means for calculating an increased field current corresponding to the motor, in response to the output restriction request, to compensate for a decrease in output of the motor due to output restriction of the generator,
The target field current calculating means calculates a target field current for increasing the field current of the electric motor based on the increased field current when the internal combustion engine is in an overload state, and calculates a target field current of the electric motor. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that the control signal is supplied to a means for outputting a control signal to a magnetic current control means. 請求項８において、
前記出力制限要求出力手段は、
前記発電機の出力電圧，出力電流及び回転数に基づいて、前記発電機から前記内燃機関に与えられる発電機トルクを算出する手段と、
前記内燃機関の空気制御弁の開度或いは前記空気制御弁の開度を制御するためのアクセルの踏込量である前記要求トルク，前記内燃機関の回転数，前記補機の運転状態に基づいて、前記発電機によって奪われることが許される内燃機関許容トルクを算出する手段と、
前記発電機トルクと前記内燃機関許容トルクとを比較し、前記発電機トルクが前記内燃機関許容トルクを超えた場合、前記出力制限要求を出力する手段と
を有する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 8,
The output restriction request output means,
Means for calculating a generator torque given to the internal combustion engine from the generator based on an output voltage, an output current and a rotation speed of the generator;
Based on the opening degree of the air control valve of the internal combustion engine or the required torque, which is the amount of depression of an accelerator for controlling the opening degree of the air control valve, the rotation speed of the internal combustion engine, and the operating state of the auxiliary machine, Means for calculating an internal combustion engine allowable torque allowed to be robbed by the generator,
Means for comparing the generator torque with the internal combustion engine allowable torque, and outputting the output restriction request when the generator torque exceeds the internal combustion engine allowable torque. . 請求項１において、
前記制御装置は、
運転者の要求トルク及び車速に基づいて前記電動機の目標トルクを算出する手段と、
前記目標トルクから前記発電機及び前記電動機の目標界磁電流を算出する手段と、
前記発電機に対応する目標界磁電流に基づいて前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記電動機に対応する目標界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記内燃機関のノッキング発生の検出に基づいて前記内燃機関の過負荷状態を判断し、前記判断に応じて前記発電機の出力制限要求を出力する手段と
を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記出力制限要求に応じて前記発電機の出力を制限するための目標界磁電流を、前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device includes:
Means for calculating a target torque of the electric motor based on a driver's required torque and a vehicle speed,
Means for calculating a target field current of the generator and the motor from the target torque,
Means for outputting a control signal to field current control means of the generator based on a target field current corresponding to the generator;
Means for outputting a control signal to field current control means of the motor based on a target field current corresponding to the motor;
Means for determining an overload state of the internal combustion engine based on the detection of occurrence of knocking of the internal combustion engine, and outputting a power limit request for the generator according to the determination,
The target field current calculation means, when the internal combustion engine is in an overload state, sets a target field current for limiting the output of the generator in response to the output limit request, by controlling the field current of the generator. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that a control signal is output to the means. 請求項１１において、
前記制御装置は、前記出力制限要求に応じて、前記発電機の出力制限による前記電動機の出力低下を補うための、前記電動機に対応する増加界磁電流を算出する手段を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記増加界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流を増加させるための目標界磁電流を算出し、前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 11,
The control device has means for calculating an increased field current corresponding to the motor, in response to the output restriction request, to compensate for a decrease in output of the motor due to output restriction of the generator,
The target field current calculating means calculates a target field current for increasing the field current of the electric motor based on the increased field current when the internal combustion engine is in an overload state, and calculates a target field current of the electric motor. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that the control signal is supplied to a means for outputting a control signal to a magnetic current control means. 請求項１１において、
出力制限要求出力手段は、前記内燃機関に取り付けられたノッキングセンサからの出力信号或いは前記内燃機関の駆動を制御する内燃機関制御装置からのノッキング発生信号に基づいて前記内燃機関におけるノッキングの発生有無を判断し、前記判断に応じて前記出力制限要求を出力するものである
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 11,
The output restriction request output means determines whether knocking has occurred in the internal combustion engine based on an output signal from a knocking sensor attached to the internal combustion engine or a knocking occurrence signal from an internal combustion engine control device that controls driving of the internal combustion engine. A hybrid vehicle drive device for determining and outputting the output restriction request according to the determination. 請求項１において、
前記制御装置は、
運転者の要求トルク及び車速に基づいて前記電動機の目標トルクを算出する手段と、
前記目標トルクから前記発電機及び前記電動機の目標界磁電流を算出する手段と、
前記発電機に対応する目標界磁電流に基づいて前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記電動機に対応する目標界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記運転者からの要求トルク及び前記車速に基づいて前記内燃機関の過負荷状態を判断し、前記判断に応じて前記発電機の出力制限要求を出力する手段と
を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記出力制限要求に応じて前記発電機の出力を制限するための目標界磁電流を、前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device includes:
Means for calculating a target torque of the electric motor based on a driver's required torque and a vehicle speed,
Means for calculating a target field current of the generator and the motor from the target torque,
Means for outputting a control signal to field current control means of the generator based on a target field current corresponding to the generator;
Means for outputting a control signal to field current control means of the motor based on a target field current corresponding to the motor;
Means for judging an overload state of the internal combustion engine based on the required torque and the vehicle speed from the driver, and outputting an output restriction request for the generator according to the judgment,
The target field current calculation means, when the internal combustion engine is in an overload state, sets a target field current for limiting the output of the generator in response to the output limit request, by controlling the field current of the generator. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that a control signal is output to the means. 請求項１４において、
前記制御装置は、前記出力制限要求に応じて、前記発電機の出力制限による前記電動機の出力低下を補うための、前記電動機に対応する増加界磁電流を算出する手段を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記増加界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流を増加させるための目標界磁電流を算出し、前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 14,
The control device has means for calculating an increased field current corresponding to the motor, in response to the output restriction request, to compensate for a decrease in output of the motor due to output restriction of the generator,
The target field current calculating means calculates a target field current for increasing the field current of the electric motor based on the increased field current when the internal combustion engine is in an overload state, and calculates a target field current of the electric motor. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that the control signal is supplied to a means for outputting a control signal to a magnetic current control means. 請求項１４において、
出力制限要求出力手段は、
前記前後輪の速度のうち、最大速度に基づいて車両の加速度を算出する手段と、
前記内燃機関の空気制御弁の開度或いは前記空気制御弁の開度を制御するためのアクセルの踏込量である前記要求トルクに基づいて車両の加速度閾値を算出する手段と、
前記車両の加速度と前記車両の加速度閾値とを比較し、前期車両の加速度が前記車両の加速度閾値を超えた場合、前記出力制限要求を出力する手段と
を有する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 14,
The output restriction request output means is:
Means for calculating the acceleration of the vehicle based on the maximum speed among the speeds of the front and rear wheels,
Means for calculating an acceleration threshold value of the vehicle based on the required torque which is an accelerator depression amount for controlling the opening degree of the air control valve or the opening degree of the air control valve of the internal combustion engine,
Means for comparing the acceleration of the vehicle with the acceleration threshold of the vehicle, and outputting the output restriction request when the acceleration of the vehicle exceeds the acceleration threshold of the vehicle in the preceding period. . 請求項１において、
前記制御装置は、
運転者の要求トルク及び車速に基づいて前記電動機の目標トルクを算出する手段と、
前記目標トルクから前記発電機及び前記電動機の目標界磁電流を算出する手段と、
前記発電機に対応する目標界磁電流に基づいて前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記電動機に対応する目標界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段と、
前記発電機の運転状態及び予め設定された発電機許容トルクに基づいて前記内燃機関の過負荷状態を判断し、前記判断に応じて前記発電機の出力制限要求を出力する手段と
を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記出力制限要求に応じて前記発電機の出力を制限するための目標界磁電流を、前記発電機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 1,
The control device includes:
Means for calculating a target torque of the electric motor based on a driver's required torque and a vehicle speed,
Means for calculating a target field current of the generator and the motor from the target torque,
Means for outputting a control signal to field current control means of the generator based on a target field current corresponding to the generator;
Means for outputting a control signal to field current control means of the motor based on a target field current corresponding to the motor;
Means for determining an overload state of the internal combustion engine based on the operating state of the generator and a preset generator allowable torque, and outputting a power limit request for the generator in accordance with the determination,
The target field current calculation means, when the internal combustion engine is in an overload state, sets a target field current for limiting the output of the generator in response to the output limit request, by controlling the field current of the generator. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that a control signal is output to the means. 請求項１７において、
前記制御装置は、前記出力制限要求に応じて、前記発電機の出力制限による前記電動機の出力低下を補うための、前記電動機に対応する増加界磁電流を算出する手段を有し、
前記目標界磁電流算出手段は、前記内燃機関が過負荷状態の場合、前記増加界磁電流に基づいて前記電動機の界磁電流を増加させるための目標界磁電流を算出し、前記電動機の界磁電流制御手段に制御信号を出力する手段に与える
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 17,
The control device has means for calculating an increased field current corresponding to the motor, in response to the output restriction request, to compensate for a decrease in output of the motor due to output restriction of the generator,
The target field current calculating means calculates a target field current for increasing the field current of the electric motor based on the increased field current when the internal combustion engine is in an overload state, and calculates a target field current of the electric motor. A hybrid vehicle driving apparatus characterized in that the control signal is supplied to a means for outputting a control signal to a magnetic current control means. 請求項１７において、
前記発電機許容トルクは、前記発電機から前記内燃機関に発電機トルクが与えられても車両の加速度を所定の加速度以上に保持することができる制限値であり、
前記出力制限要求出力手段は、
前記発電機許容トルクを記憶する手段と、
前記発電機の出力電圧，出力電流及び回転数に基づいて、前記発電機から前記内燃機関に与えられる発電機トルクを算出する手段と、
前記発電機トルクと前記発電機許容トルクとを比較し、前記発電機トルクが前記発電機許容トルクを超えた場合、前記出力制限要求を出力する手段と
を有する
ことを特徴とするハイブリッド自動車駆動装置。In claim 17,
The generator allowable torque is a limit value that can maintain the acceleration of the vehicle at or above a predetermined acceleration even when the generator torque is given to the internal combustion engine from the generator,
The output restriction request output means,
Means for storing the generator allowable torque,
Means for calculating a generator torque given to the internal combustion engine from the generator based on an output voltage, an output current and a rotation speed of the generator;
Means for comparing the generator torque with the generator allowable torque, and outputting the output restriction request when the generator torque exceeds the generator allowable torque. . 前後輪の一方を回転駆動する内燃機関と、前記前後輪の他方を回転駆動する電動機とを駆動源とする自動車であって、
前記内燃機関によって回転駆動される発電機の出力を直接受けて前記電動機が回転駆動されるように構成されていると共に、
前記内燃機関が過負荷状態の場合には前記発電機の出力が制限され、
前記発電機の出力が制限された場合には、前記電動機の界磁巻線に供給される界磁電流が増加される
ことを特徴とするハイブリッド自動車。An automobile having a drive source of an internal combustion engine that rotationally drives one of the front and rear wheels and an electric motor that rotationally drives the other of the front and rear wheels,
The motor is configured to be rotationally driven by directly receiving the output of a generator that is rotationally driven by the internal combustion engine,
When the internal combustion engine is overloaded, the output of the generator is limited ,
A hybrid vehicle , wherein when the output of the generator is limited, a field current supplied to a field winding of the electric motor is increased .
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