CN1827440A - 混合式机动车及其驱动装置和混合式四轮驱动车及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合式机动车及其驱动装置和混合式四轮驱动车及其控制装置。在作为直接接受发电机的输出驱动电动机的电动式的四轮驱动车的混合式机动车中提高车辆行走性能。可将发电机转矩维持在车辆不失速的范围地控制发电机的输出。具体地说，具有第2发电机(2)、电动机(5)、四轮驱动控制装置(6)；该第2发电机(2)由对前后轮(14、15)的一方进行旋转驱动的发动机(1)进行旋转驱动；该电动机(5)直接接收第2发电机(2)的输出受到旋转驱动并对前后轮(14、15)的另一方进行旋转驱动，该四轮驱动控制装置(6)对第2发电机(2)和电动机(5)的旋转驱动进行控制；其中，在发动机(1)为过负荷状态的场合，由四轮驱动控制装置(6)限制第2发电机(2)的输出。

Description

混合式机动车及其驱动装置 和混合式四轮驱动车及其控制装置

本申请是2003年12月19日递交的名称为“混合式机动车及其驱动装置和混合式四轮驱动车及其控制装置”的第200310123204.6号专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种将内燃机和电动机作为驱动源的混合式机动车及其驱动装置。另外，本发明涉及具有带离合器的变速器的混合式四轮驱动车及其控制装置。

背景技术

对于以内燃机和电动机作为驱动源的混合式机动车，例如已知公开于专利文献1和2的机动车。在专利文献1中公开了由对前轮进行旋转驱动的电动机对发电机进行旋转驱动、由发电机的发电电力对驱动后轮旋转的电动机进行旋转驱动的四轮驱动装置(例如参照专利文献1的第3页和图1)。在专利文献2中，公开了由驱动前轮的发动机驱动发电机、由通过逆变器供给的发电机的发电电力或存储到电容器的电力驱动对后轮进行驱动的电动机/发电机的前轮后轮驱动车辆(例如参照专利文献2的第3页和图1)。

另外，由发动机驱动前后轮的一方、由电动机驱动另一方的混合式四轮驱动车辆例如公开于专利文献3、专利文献4或非专利文献1。并联型混合式车用的自动手动变速器例如公开于专利文献5。

其中，在专利文献3中记载了一种车辆的驱动力控制装置，该车辆的驱动力控制装置具有驱动前后轮中至少一方的驱动轮的内燃机和由该内燃机的动力驱动的发电机；其中，包括驱动轮打滑推断单元和发电机控制单元；该驱动轮打滑推断单元推断上述驱动轮是否加速打滑；该发电机控制单元在由上述驱动轮打滑推断单元推断驱动轮加速打滑的场合作动，将上述发电机的转矩控制为与上述驱动轴的加速打滑量对应的发电负荷转矩。

在专利文献4中记载于一种前后轮驱动车辆，该前后轮驱动车辆由发动机驱动前后轮的一方并由电动机驱动另一方，其中，包括检测路的μ的单元和在检测出的μ为预定值以下的起步时使电动机的输出转矩成为与检测出的μ对应的预定的设定值地使电动机作动的控制单元。

(专利文献1)

日本特开2000-272367号公报

(专利文献2)

日本特开2001-63392号公报

(专利文献3)

日本特开2002-218605号公报

(专利文献4)

日本特开平8-300965号公报

(专利文献5)

日本特开2000-272360号公报

(非专利文献1)

日经机械11月号(No.578)，pp.53～58

在直接接受发电机的输出驱动电动机的电动式的四轮驱动车中，例如当车辆起步时或从车辙脱出时等必要转矩高而且车速低时，控制发电机的输出电力的电流值和电压值，使电动机的输入电力的电流值增大、电压值减小。另外，在车辆行走时等必要转矩低而且车速高时，控制发电机的输出电力的电压值和电流值，使电动机的输入电力的电压值增大、电流值减小。即，在电动式的四轮驱动车中，当车辆起步时从电动机输出电大转矩，从车辆起步时随着车辆的速度上升使电动机的转矩减小地控制。

按照这样的控制，在直接接受发电机的输出驱动电动机的电动式的四轮驱动车中，可在宽运行范围确保不逊色于机械式的四轮驱动车的驱动性能。然而，在直接接受发电要的输出驱动电动机的电动式的四轮驱动车中，该车辆行走性能可接近二轮驱动时的车辆行走性能地要求进一步提高该车辆行走性能。

另外，在专利文献5中，为了改善燃料消耗，提供一种搭载于二轮驱动的并联混合式车的自动离合器式变速器，但难于适用于由发动机驱动前轮或后轮的一方、由电动机驱动另一方的四轮驱动的混合式车。另一方面，在专利文献3、4中，未考虑由变速时的离合器释放产生的转矩的切断。如变速时不确保驱动力，则存在变速时的加速性能下降、在泥泞地的脱出性能恶化等的危险。

为了解决该问题，可考虑在使用带离合器的变速器的混合式车辆中当变速时使用搭载的电池和电容，当离合器释放时对电动机施加电力，由此使得容易确保驱动力，但如仅单纯地检测离合器的释放状态、从电动机产生转矩，则存在不符合驾驶者的意图的场合。另外，作为别的问题，电池和电容昂贵，最好由更简单的方法确保驱动力。

本发明鉴于上述问题，在直接接受发电机的输出驱动电动机的电动式的四轮驱动车的车辆行走性能中，着眼于车辆加速性能比二轮驱动时的车辆加速性能更小，进行用于从由作为车辆驱动源的电动机、作为该驱动源的发电机、及对其进行控制的控制装置构成的驱动系侧提高车辆加速性能的研究。结果发现四轮驱动时的加速性能与二轮驱动时的加速性能的差在车辆起步时增大这样的现象。另外还得知，该现象在干路面的车辆起步时特别明显。另外，该现象在搭载排气量1500cc以下的内燃机的四轮驱动车中特别明显。

作为该现象的原因，可认为在于车辆起步时的最大转矩控制。即，由用于车辆起步时的发动机的最大转矩输出的发电机输出控制使得从发电机提供给内燃机的发电机转矩(内燃机的负荷转矩)增大，超过允许由发动机获得的内燃机容许转矩。这样，相对驾驶者的要求转矩的所期望的内燃机转矩不从内燃机传递到车辆(内燃机处于过负荷状态)，车辆失速。这被认为是其原因。

发明内容

因此，本发明提供可提高车辆行走性能的混合式机动车的驱动装置。具体地说，本发明提供这样一种混合式机动车的驱动装置，该混合式机动车为直接接受发电机的输出驱动电动机的电动式的四轮驱动车；其中，可抑制发电机的输出控制导致的车辆的失速，提高车辆加速性能。另外，本发明提供一种可不导致作为四轮驱动车的驱动性能下降地提高车辆加速性能的混合式机动车的驱动装置。另外，本发明提供具有上述驱动装置的混合式机动车。

在这里，本发明的基本特征在于将发电机转矩维持在车辆不失速的范围地控制发电机的输出。具体地说，混合式机动车的驱动装置具有由驱动前后轮的一方旋转的内燃机驱动旋转的发电机、直接接受发电机的输出被驱动旋转并对前后轮另一方进行旋转驱动的电动机、及控制发电机和上述电动机的旋转驱动的控制装置；其特征在于：在内燃机成为过负荷状态的场合，由控制装置限制发电机的输出。另外，也可在内燃机可能成为过负荷状态的场合，限制发电机的输出。

按照具有这样的解决手段的本发明，在发电机转矩增大、超过内燃机容许转矩的那样的时刻，例如在干路面的车辆起步时，可减小发电机转矩，设为内燃机容许转矩的范围内。因此，按照本发明，可抑制发电机的输出控制导致的车辆的失速，提高混合式机动车的车辆行走性能，特别是车辆加速性能。

另外，在本发明中，控制装置具有在发电机的输出限制时增大电动机的励磁电流的功能。因此，按照本发明，不会导致作为四轮驱动车的驱动性能。

控制装置在发电机转矩超过内燃机容许转矩时判断内燃机为过负荷状态。或者，在检测到内燃机的敲缸发生时判断。或者在车辆的加速度超过车辆的推断加速度时判断。或者在发电机转矩超过即使将发电机转矩施加到内燃机也可将车辆的加速度保持在预定的加速度以上的发电机容许转矩时判断。

发电机在由电动机进行辅助驱动时专用于电动机的旋转驱动，与由内燃机进行旋转驱动的辅机用发电机分别设置。另外，发电机可获得比辅机用发电机大的输出。

以上按照本发明，由于将发电机维持在车辆不失速的范围地控制发电机的输出，所以，可提高车辆加速性能。因此，按照本发明，可提供能够提高车辆行走性能的混合式机动车和其驱动装置。

另外，本发明提供一种可防止变速时加速性能的下降、在泥泞地的脱出性能恶化等的发生、确保驱动力、可按照驾驶者的意图进行控制的混合式四轮驱动车及其控制装置。

混合式四轮驱动车具有通常驱动前轮或后轮的一方的发动机、驱动前轮或后轮的另一方的电动机、由发电机驱动并将电力供给上述电动机的发电机、设于发动机的输出轴与变速器的输入轴之间进行驱动力的断接的离合器、设于离合器与发动机驱动的车轮之间并从预定的多个变速比中选择一个将发动机的转速减速后输出的变速器、检测离合器的位置的离合器位置检测装置、检测加速踏板踩下量的加速踏板传感器、检测或推断发电机转矩的装置、检测选择的变速比的变速比检测装置、及检测离合器位置检测装置及上述加速踏板传感器的输出和变速比检测装置的输出并控制发电机的发电量和上述发动机的输出的控制器。本发明提供一种混合式四轮驱动车的控制器(控制装置)，该混合式四轮驱动车的控制器(控制装置)当由离合器位置检测装置检测到切断离合器这一状态而且检测到由变速比检测装置选择变速比的状态(非空档状态)时，从电动机产生转矩。按照以上的构成，可减少从发动机传递到车轮的驱动力的损失，改善燃料消耗。另外，在释放离合器的增速变档(例如从1档到2档的变速)时，通过从电动机输出，可确保车辆的驱动力，加速性和从泥泞地的脱出性提高。同时，在起步时(从空档到1档)，也释放离合器，在选择起步变速比后，随着踩下加速踏板，在完全连接离合器以前开始由电动机的驱动，所以，可较早地使车速上升。

另外，本发明提供一种即使产生电动机的转矩也由来自控制器的指令增加发电机的发电量并增大发动机的输出的控制器。本发明由于可通过增大发动机的输出确保发电机的发电的电力量，所以，还可增加电动机的输出，可不受电池和电容器的电力影响地确保驱动力。

以上按照本发明，可减少从发动机传递到车轮的驱动力的损失，从而改善混合式四轮驱动车的燃料消耗。另外，在释放离合器的增速换档(例如从1档到2档的变速)时，通过从电动机输出可确保车辆的驱动力，提高加速性和从泥泞地的脱出性。另外，由于在完全连接离合器以前开始由电动机进行的驱动，所以，可提供车速的上升良好的混合式四轮驱动车的控制装置。

附图说明

图1为示出本发明第1实施例的混合式机动车的四轮驱动控制装置的构成的框图。

图2为示出图1的四轮驱动控制装置的失速判定部分的构成的框图。

图3为示出具有图1的四轮驱动控制装置的混合式机动车的驱动装置的整体构成的框图。

图4为示出图1的四轮驱动控制装置的四轮驱动控制的整体的流程的流程图。

图5为示出图4的四轮驱动控制的电动机目标转矩计算处理的流程的流程图。

图6为示出图4的四轮驱动控制的第2发电机输出限制处理的流程的流程图。

图7为示出图4的四轮驱动控制的电动机·发电机目标励磁电流计算处理的流程的流程图。

图8为存储于图1的四轮驱动控制装置的存储器的数据，示出由转矩要求与车速的关系构成的电动机转矩特性图的一例。

图9为存储于图1的四轮驱动控制装置的存储器的数据，示出由转矩要求指令与发动机转速的关系构成的发动机转矩特性图的表的一例。

图10为存储于图1的四轮驱动控制装置的存储器的数据，示出由第2发电机2的发电电压与第2发电机2的转速的关系构成的第2发电机2的效率特性图的表的一例。

图11为示出图1的四轮驱动控制装置的效果的特性图，为车辆的加速度与时间的关系构成的车辆加速度特性图(节气门开度全开时)，示出二轮驱动时的车辆加速度(实线)、四轮驱动时(有发电机输出限制)的车辆加速度(虚线)、四轮驱动时(无发电机输出限制)的车辆加速度(1点划线)的加速度比较。

图12为示出作为本发明的第2实施例的混合式机动车的四轮驱动控制装置的构成的框图。

图13为示出图12的四轮驱动控制装置的四轮驱动控制的第2发电机输出限制处理的流程的流程图。

图14为示出本发明第3实施例的混合式机动车的四轮驱动控制装置的失速判定部分的构成的框图。

图15为示出图14的四轮驱动控制装置的四轮驱动控制的第2发电机输出限制处理的流程的流程图。

图16为存储于图14的四轮驱动控制装置的存储器的数据，示出由节气门开度与车辆加速度阈值的关系构成的特性图的一例。

图17为示出本发明的第4实施例的混合式机动车的四轮驱动控制装置的失速判定部分的构成的框图。

图18为示出图17的四轮驱动控制装置的四轮驱动控制的第2发电机输出限制处理的流程的流程图。

图19为示出混合式四轮驱动车的构成的一例的构成图。

图20为示出处理装置的处理内容的图。

图21为示出本发明控制的流程的图。

图22为示出判定变速的意图的流程的图。

图23为示出变速时的控制方法的详细内容的图。

图24为示出避免发动机熄火的方法的图。

图25为示出按照本实施例的控制的动作的图。

具体实施方式

下面根据图1～图11说明本发明的第1实施例。图3示出本实施例的混合式机动车(以下称“HEV”)的电动式四轮驱动车的构成。图中符号1为构成HEV的一个驱动源的原动机，示出作为在缸内使燃料燃烧·爆发的内燃机的发动机。符号5为构成HEV的另一个驱动源的原动机，示出作为将电能变换成机械能的旋转电机的电动机。

发动机1为排气量1400cc、最高转矩130N·m/rpm左右的发动机，其输出轴通过自动式的变速器(T/M)12机械地连接到前轮14的驱动轴。发动机1的输出由变速器12变速后传递到前轮14的驱动轴。前轮14由传递到该驱动轴的发动机1的输出驱动旋转。在发动机1分别通过皮带连接第1发电机(ALT1)13和第2发电机(ALT2)2。第1发电机13和第2发电机2由发动机1分别驱动旋转，发出所期望的输出电力。在本实施例中，作为变速器12使用自动式的变速器，但也可使用手动式的变速器。

电动机5为容易进行正反转的切换的他励并励式的直流机，并直接接受第2发电机2的输出电力被驱动旋转，其输出轴通过离合器(CL)4、差动齿轮(以下称“DEF”)3机械地连接到后轮15的驱动轴。在连接离合器4的场合，电动机5的输出通过离合器4、DEF3传递到后轮15的驱动轴。后轮15由传递到该驱动轴的电动机5的输出驱动旋转。在离合器4分离的场合，电动机5的输出不传递到后轮15的驱动轴。在电动机5的励磁线圈5a通过后述的驱动电路电连接电池11，从电池11输出的电力由驱动电路控制进行供给。在电动机5的电枢绕组5b通过继电器7电连接第2发电机2，直接供给由第2发电机2发电和控制的电力。

这样，通过将电动机5的电源形成为2系统，可按控制第2发电机2的励磁电流的方法和控制电动机5的励磁电流的方法这样2种方法控制电动机5。例如，在车辆起动时、从车辙脱出时等电动机5的必要转速低、必要转矩大时，增大第2发电机2的输出电流值，使电动机5的输出为低转速、高转矩。另外，在车辆行走时(例如15～20km/h)等电动机5的必要转速高、必要转矩小时，增大第2发电机2的输出电压值，使电动机5的输出为高转速、低转矩。

另外，通过使电动机5的励磁电流下降，可在改善车辆低速行走时的响应性的同时提高电动机5的转速。当转矩分配要求值对于前轮14比对于后轮15更高时等，通过减小第2发电机2的励磁电流值，从而可改变前轮14与后轮15的转矩分配。另外，在第2发电机2、电动机5、及电池11的容许范围内控制第2发电机和电动机5的励磁电流，从而可在更高输出和低输出的范围驱动电动机5。因此，按照本实施例，可在从车辆的起步时到车辆低速行走时(20km/h左右)在宽范围内获得充分的驱动动力，可自由地控制作为四轮驱动车辆应具有的行走模式。

在本实施例中，说明了由发动机1驱动前轮14旋转而且由电动机5驱动后轮15旋转的电动式的四轮驱动车，但也可为由发动机1驱动后轮15旋转而且由电动机5驱动前轮14旋转的电动式的四轮驱动车。另外，在本实施例中，说明了使用直流机作为电动机5的场合，但也可使用交流机。

电池11为放电电压12v左右的电池。在电池11电连接第1发电机13，供给由第1发电机13发电并进行控制的电力。第1发电机13为最高输出电压14v、最高输出功率2kw左右的空冷机，并且为与电池11一起构成低电压系换言之12v的稳定电压系的充电发电系统的的辅机专用机，为开放型设备，所以，相对发动机1配置到比第2发电机2高的位置即相对地面离开的位置，该低电压系向HEV的车辆电机负荷例如压缩空调用媒体的压缩机的驱动用电动机、照明设备、使发动机1起动的起动机等供给电力。

从电池11供给的电力除了电动机5的励磁线圈5a、上述车辆电机负荷外，在例如发动机1起动时等不能由第1发电机13自身和第2发电机2自身各自对励磁线圈进行励磁的场合还作为励磁用电力供给到第1发电机13第2发电机。为此，在电池11电连接第2发电机2。因此，在切离离合器4、电动机5的输出不传递到后轮15时即二轮驱动时，可将由第2发电机发生和控制的电力供给电池11。另外，由第2发电机发生和控制的电力也可作为驱动用电力供给其它车辆电机负荷特别是高压的电机负荷。

第2发电机为最高输出电压、42V、最高输出功率8kw左右的水冷机，并且为构成专用于向电动机5供给宽范围的可变电压(高电压系)发电系统的驱动专用机，由于为密闭型设备，所以，相对发动机1配置到比第1发电机13低的位置即接近地面的位置。因此，按照本实施例，不会吸入成为促进生锈那样的物质和故障的一个原因的那样的杂质，特别是车辆在走过程中发电机浸水的场合水等异物也基本不会进入到发电机。另外，在本实施例中，考虑高电压的漏电和耐热性等，可将第2发电机2的输出电压设定到50v以下。

发动机1的驱动由发动机控制装置(以下称“ECU”)8控制。ECU8相应于来自驾驶者的转矩要求指令(加速踏板的踩下量)控制对供给到发动机1的空气量进行控制的电子控制节气门等的驱动，控制发动机1的驱动。这样，发动机1输出与驾驶者的转矩要求指令对应的发动机转矩。为此，将控制发动机1的驱动所需要的车辆运行状态量(例如发动机1的转速)等输入到ECU8。另外，在设于ECU8的存储器存储根据发动机1的规格预先设定的数据(图)和控制用程序等。

第1发电机13的驱动也由ECU8控制。ECU8相应于电池11的残余量状态控制流入到第1发电机13的励磁线圈的励磁电流，控制第1发电机13的驱动。这样，第1发电机13产生与电池11的残余量对应的输出电力。为此，将控制第1发电机13的驱动所需要的车辆的运行状态量(例如电机负荷的运行状态)等输入到ECU8。另外，在设于ECU8的存储器存储根据第1发电机13的规格设定的数据(图)和控制用程序等。

变速器12的发动机输出的变速由变速器控制装置(以下称“TCU”)9控制。TCU9相应于来自驾驶者的模式选择指令(由驾驶者操作的变速杆的位置)控制驱动变速机构的驱动执行元件的驱动，控制变速器12的齿轮比。这样，变速器12将发动机1的输出变速后传递到前轮14的驱动轴。为此，将变速器12产生的发动机输出的变速控制所需要的车辆的运行状态量(例如车速)等输入到TCU9。另外，在设于TCU9的存储器存储根据变速器12的规格预先设定的数据(图)和控制用程序。

在前轮14和后轮15设置制动装置。制动装置的驱动由防抱死制动系统(ABS)控制装置(以下称“ACU”)10控制。ACU10相应于来自驾驶者的制动要求指令(制动踏板的踩下量)控制驱动制动机构的执行元件的驱动，控制制动装置的驱动。这样，制动装置不锁住前轮14和后轮15地产生与制动要求指令对应的制动力。为此，将将制动装置的驱动控制所需要的车辆的运行状态量(例如前轮14和后轮15的速度)等输入到ACU10。另外，在设于ACU10的存储器存储根据制动装置的规格预先设定的数据(图)和控制用程序等。前轮14的速度由设于前轮14的各轮的速度传感器16检测。后轮15的速度由设于后轮15的各轮的速度传感器16检测。

电动机5和第2发电机2的驱动由4WD控制装置(以下称“4WDCU”)6控制。4WDCU6相应于来自驾驶者的转矩要求指令(加速踏板的踩下量)控制电动机5的励磁电流和第2发电机2的励磁电流，控制电动机5的驱动和第2发电机2驱动。这样，第2发电机2输出电动机5的驱动所需要的电力以获得与转矩要求指令对应的电动机转矩。电动机5输出与转矩要求指令对应的电动机转矩。为此，将控制电动机5和第2发电机2的驱动所需要的车辆的运行状态量(例如第2发电机的输出电压)等输入到4WDCU6。另外，在设于4WDCU6的存储器存储根据电动机5和第2发电机2的规格预先设定的数据(图)和控制用程序等。

ECU8、TCU9、ACU10、4WDCU6由车内LAN(CAN)总线相互进行电连接。因此，可通过车内LAN总线间接地获得输入到另一控制装置的传感器的检测信号。当然，虽然也可并列地直接获得传感器的检测信号，但考虑到通过减少车内配线简化车内通信系和低成本化，最好为前者。另外，也可共用由其它控制装置计算出的数据等。图中的虚线的箭头示出控制信号的传送。其中，单向箭头表示输入或输出的控制信号，双向箭头表示输入和输出的控制信号。另外，实线的箭头表示电力的输送。

图1、图2示出4WDCU6的构成。4WDCU6设于电动机5和第2发电机2的本体外，同时，具有由微机构成的中央运算处理部分和电动机驱动电路24，与设于第2发电机9的本体的电压调整器和电动机驱动电路24等的控制部分一起构成后轮15的驱动控制系。另外，4WDCU6除此以外还具有输入输出电路、存储器等。在本实施例中，省略了输入电路、存储器等的图示。

中央运算处理部分具有电动机目标转矩计算部分20、电动机·发电机目标励磁电流计算部分21、发电机控制部分22、及电动机控制部分23，可输出与驾驶者的转矩要求指令相应的电动机转矩地实施控制电动机5和第2发电机2的驱动所需要的运算。另外，中央运算处理部分具有由发动机转矩计算部分30、发动机负荷转矩计算部分31、发动机效率计算部分32、发动机容许转矩计算部分33、发电机转矩计算部分34、及转矩比较判定部分35构成的失速判定部分25，判断发动机1的过负荷状态，可在发动机1过负荷状态的场合限制第2发电机2的输出。另外，中央运算处理部分具有电动机增加励磁电流计算部分26，在发动机1过负荷状态的场合，即使第2发电机2的输出受到限制，也可不降低电动机5的输出地增加电动机5的励磁电流。中央运算处理部分虽然还具有将通·断指令输出到离合器4和继电器7的控制部分，但在本实施例中可省略图示。

控制离合器4和继电器7的控制部分在从设于驾驶座的模式选择开关(图示省略)输出模式选择指令(四轮驱动模式指令)的场合，连接离合器4，并投入继电器7。在模式选择指令不再输出的场合，切离离合器4，隔断继电器7。另外，控制离合器4和继电器7的控制部分限于从车辆驱动时(车速为零的状态)到预定值(例如20km/h)以下的范围的前进行走和后退时，连接离合器4并投入继电器7。如车速在20km/h以上，则切离离合器4并隔断继电器7。通过这样进行控制，可使四轮驱动机构小型、轻量化，同时，可改善燃料消耗。

图4～图7示出本实施例的4WDCU6的控制动作。首先，作为车辆运行状态输入电动机5的励磁电流Ifm、发动机1的转速En、电机负荷状态E1、转矩要求指令Tvo(加速踏板的踩下量或设于发动机1的电子控制节气门的节气门开度)、第2发电机2的输出电压Av、输出电流Ai及转速An、前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs、后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs(步骤S1)。

转矩要求指令Tvo从设于加速踏板的踩下量检测传感器或设于发动机1的电子控制节气门的开度检测传感器直接输入。或者也可通过ECU8输入。发动机1的转速En从设于发动机1的旋转传感器直接输入。或者也可通过ECU8输入。前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs及后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs从设于前轮14的速度传感器16和设于后轮15的速度传感器17直接输入。或者也可通过ACU10输入。

第2发电机2的输出电压Av和输出电流Ai从可检测电压和电流的继电器7直接输入。或者也可分别设置电流传感器和电压传感器，从它们直接输入。第2发电机的转速An输入根据发动机1的转速由ECU8计算出的转速。或者也可从设于发动机1的旋转传感器直接输入，由4WDCU6计算。或者也可通过ECU8输入，由4WDCU6计算。电机负荷状态E1通过ECU8输入。或者也可从检测电机负荷状态的传感器直接输入。

在输入车辆运行状态后，分别并列地实施由电动机目标转矩计算部分20进行的电动机目标转矩计算处理(步骤S2)和由失速判定部分25和电动机增加励磁电流计算部分26进行的第2发电机2的输出限制处理(步骤S3)。

首先，说明电动机目标转矩计算处理。将转矩要求指令Tvo、前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs及后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs输入到电动机目标转矩计算部分20。在电动机目标转矩计算部分20中，根据前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs计算前轮14的速度(平均速度)，根据后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs计算后轮15的速度(平均速度)，由将其中的低速侧设为车速等的处理计算车速(步骤S2a)。计算出车速后，预先存储到存储器中，同时，根据由转矩要求与车速的关系构成的电动机转矩特性图计算出与由步骤S2a计算出的车速和转矩要求指令Tvo对应的电动机目标转矩Ttm(步骤S2b)。这样，从电动机目标转矩计算部分20输出电动机目标转矩Ttm。图8示出电动机转矩特性图的一例。

下面，说明第2发电机2的输出限制处理。第2发电机2的输出限制处理在由失速判定部分25进行发动机1的过负荷状态判定处理后实施电动机增加励磁电流计算处理。在发动机1的过负荷状态判定处理中，分别并列地实施由发动机转矩计算部分30、发动机负荷转矩计算部分31、及发动机容许转矩计算部分33进行的发动机容许转矩计算处理及由发动机效率计算部分32和发电机转矩计算部分34进行的发电机转矩计算处理。

首先，说明发动机容许转矩计算处理。将发动机1的转速En和转矩要求指令Tvo输入到发动机转矩计算部分30。在发动机转矩计算部分30中，根据预先存储于存储器并且由转矩要求指令与发动机转速的关系构成的发动机转矩特性图计算与输入的发动机1的转速En和与转矩要求指令Tvo对应的发动机转矩Te(步骤S3a)。这样，从发动机转矩计算部分30输出发动机转矩Te。图9示出发动机转矩特性图的表的一例。

将电机负荷状态E1输入到发动机负荷转矩计算部分31。在发动机负荷转矩计算部分31中，根据预先存储于存储器并由根据电机负荷规格决定的电机负荷转矩与电机负荷状态(例如有·无)的关系构成的电机负荷转矩特性图计算出与输入的电机负荷状态对应的发动机负荷转矩Tle(除第2发电机2的发电机转矩外的其它电机负荷的转矩)(步骤S3b)。例如在电机负荷为空调装置的压缩机驱动用电动机的场合，根据按压缩要驱动用电动机的规格决定的特性，计算空调装置运行时的压缩机驱动用电动机的输出转矩(在该其它的电机负荷也正运行的场合为运行中的全部电机负荷的输出转矩的合计)作为发动机负荷转矩Tle。这样，从发动机负荷转矩31输出发动机负荷转矩Tle。

将由步骤S3a计算出的发动机转矩Te和由步骤S3b计算出的发动机负荷转矩Tle输入到发动机容许转矩计算部分33。在发动机容许转矩计算部分33中，根据下式计算出发动机容许转矩Tpe(步骤S3c)。

Tpe＝(Te-Tle)×Kt×Kp            ...(数1)

其中，Kt为根据变速器12的规格决定的特性例如根据液力变矩器的驱动力传递特性图计算出的变速器系数。Kp为由皮带直接连接的第2发电机2的皮带轮与发动机1的皮带轮的比。这样，从发动机容许转矩计算部分33输出发动机容许转矩Tpe。

下面说明发电机转矩计算处理。将第2发电机2的输出电压Av和转速An输入到发动机效率计算部分32。在发动机效率计算部分32中，根据由第2发电机2的发电电压与第2发电机2的转速的关系构成的第2发电机2的效率特性图计算出与输入的第2发电机2的输出电压Av和转速An对应的发电机效率Aη(步骤S3d)。这样，从发动机效率计算部分32输出发电机效率Aη。图10示出第2发电机2的效率特性图的表的一例。

将输入的第2发电机2的输出电流Ai、输出电压Av和转速An、由步骤S3d计算出的发电机效率Aη输入到发电机转矩计算部分34。在发电机转矩计算部分34中，根据下式计算发动机转矩Tg(步骤S3e)。

Tg＝Av×Ai×Kg1/(Aη×An×Kg2)          ...(数2)

其中，Kg1、Kg2为根据按第2发电机的规格决定的发电机特性计算出的发电机系数。这样，从发电机转矩计算部分34输出发动机转矩Tg。

将由步骤S3d计算出的发动机容许转矩Tpe和由步骤S3e计算出的发动机转矩Tg输入到转矩比较判定部分35。在转矩比较判定部分35中，比较输入的发动机容许转矩Tpe与发动机转矩Tg获得(Tpe-Tg)(步骤S3f)，判定发动机转矩Tg是否超过发动机容许转矩Tpe(步骤S3g)。结果，在步骤S3g中，当肯定时(发动机容许转矩Tpe-Tg＜0＝从转矩比较判定部分35输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S3h)。另一方面，在步骤S3g中，当为否定时(Tpe-Tg＞0)不从转矩比较判定部分35输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S3i)。

然后，当在步骤S3h中输出发电机转矩减小要求Atl时，实施电动机增加励磁电流计算处理。当在步骤S3g中为肯定时，将发电机转矩减小要求Atl和电动机励磁电流Ifm输入到电动机增加励磁电流计算部分26。在电动机增加励磁电流计算部分26中输入发电机转矩减小要求Atl时，读入如后述那样预先存储于存储器的第2发电机2的输出限制时的电动机目标励磁电流Iftm，计算出发电机转矩减小要求Atl的输入时的电动机5的励磁电流Ifm与电动机目标励磁电流Iftm的差，将该计算出的差设为电动机增加励磁电流Ifim(步骤S3j)。这样，从电动机增加励磁电流计算部分26输出电动机增加励磁电流Ifim。

并列地实施步骤S2的电动机目标转矩计算处理和步骤S3的第2发电机2输出限制处理后，实施电动机·发电机目标励磁电流计算处理(步骤S4)。

将由步骤S2计算出的电动机目标转矩Ttm输入到电动机·发电机目标励磁电流计算部分21。另外，在判断发动机1为过负荷状态时，输入由步骤S3计算出的发电机转矩减小要求Atl和电动机增加励磁电流Ifim。在电动机·发电机目标励磁电流计算部分21判断是否已输入发电机转矩减小要求Atl(步骤S4a)。在发电机转矩减小要求输入判断为否定的场合，实施通常的四轮驱动控制。即，在通常的四轮驱动控制中，根据由步骤S2b计算出的电动机目标转矩Ttm从他励并励式直流电动机的关系式计算出应供给到电动机5的电枢绕组5b的电枢电流(步骤S4b)。然后，根据从后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs计算出的电动机5的转速，从他励并励式直流电动机的关系式计算出应产生于电动机5的电枢绕组5b的电枢电压(步骤S4c)。然后，根据由步骤S4b计算出的电枢电流和由步骤S4c计算出的电压，从他励并励直流电动机的关系式计算出应供给到电动机5的电枢绕组5b的输入电压(第2发电机2的输出电压)(步骤S4d)。然后，根据由步骤S4d计算出的输入电压计算出第2发电机2的发电机目标励磁电流Iftg和电动机5的电动机目标励磁电流Iftm(步骤S4e)。这样，从电动机·发电机目标励磁电流计算部分21输出发电机目标励磁电流Iftg和电动机目标励磁电流Iftm。

在本实施例中，说明了根据电动机目标转矩Ttm和电动机5的转速计算出按照他励并励式直流电动机的关系式应供给电动机5的电枢绕组5b的输入电压(第2发电机2的输出电压)、根据该计算出的输入电压计算发电机目标励磁电流Iftg和电动机目标励磁电流Iftm的例子，但也可根据按照电动机目标转矩与电动机励磁电流的关系构成的电动机励磁电流特性图计算出与电动机目标转矩Ttm对应的电动机目标励磁电流Iftm，同时，根据由电动机目标转矩与发电机励磁电流的关系构成的发电机励磁电流特性图计算出与电动机目标转矩Ttm对应的发电机目标励磁电流Iftg。

另一方面，在发电机转矩减小要求输入判断为肯定的场合，实施考虑了第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制。即，在考虑了第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制中，将第2发电机的输出限制为一定。即，将应供给电动机5的电枢绕组5b的输入电压限制为一定。设定第2发电机的限制输出时，使得从第2发电机2提供给发动机1的电子负荷转矩在从除第2发电机2外的其它所有负荷(由发动机1驱动的所有负荷例如第1发电机13等)提供给发动机1的最大负荷转矩与发动机1的最大转矩的差分以下地即第2发电机2的最大负荷转矩充许由其获得的发动机1的最大容许转矩范围内。为此，在考虑节第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制中，使第2发电机2的输出(应供给到电动机5的电枢绕组5b的输入电压)成为一定的设定值地预先决定发电机目标励磁电流Iftg，存储于存储器。因此，在考虑了第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制中，当发电机转矩减小要求输入判断为肯定时，从存储器读入预先决定的发电机目标励磁电流Iftg(步骤S4f)，将其输出。

另外，在考虑了第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制中，如上述那样设定应供给到电动机5的电枢绕组5b的输入电压，所以，也预先决定应供给到电动机5的励磁线圈5a的电动机励磁电流，可存储到存储器。因此，在考虑了第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制中，当发电机转矩减小要求输入判断为肯定时，从存储器读入预先决定的电动机励磁电流(步骤S4g)。然而，在考虑了第2发电机2的输出限制的四轮驱动控制中，由于限制第2发电机2的输出，所以，不能获得与电动机目标转矩Ttm对应的电动机5的驱动力。为此，在电动机·发电机目标励磁电流计算部分21中，将由步骤S3j计算出的电动机增加励磁电流Ifim加到由步骤S4g读入的电动机励磁电流(步骤S4h)。由该相加获得的结果作为电动机目标励磁电流Iftm输出。

在步骤S4中，实施发动机·发电机目标励磁电流计算处理后，实施第2发电机2的发电机控制处理(步骤S5)和电动机5的电动机控制处理(步骤S6)。

首先，说明发电机控制处理。将由步骤S4e计算出的发电机目标励磁电流Iftg或由步骤S4f读入的发电机目标励磁电流Iftg输入到发电机控制部分22。在发电机控制部分22，根据输入的发电机目标励磁电流Iftg生成向第2发电机2的电压调整器的励磁电流指令信号Ifcg，将其输出到第2发电机2的电压调整器。在第2发电机2的电压调整器中，控制根据励磁电流指令信号Ifcg控制流到励磁线圈的励磁电流。这样，应供给到电动机5的电枢绕组5b的预定电压的电力由第2发电机2发电，供给到电动机5的电枢绕组5b。

下面说明电动机控制处理。将由步骤S4e计算出的电动机目标励磁电流Iftm或由步骤S4h计算出的电动机目标励磁电流Iftm输入到电动机控制部分23。在电动机控制部分23，根据输入的电动机目标励磁电流Iftm生成对电动机驱动电路24的励磁电流指令信号Ifcm，将其输出到电动机驱动电路24。在电动机驱动电路24中，根据励磁电流指令信号Ifcm对构成电桥电路的半导体开关元件(例如MOS-FET)进行通断控制。这样，供给到电动机驱动电路24的电池电流Ib由电动机驱动电路24变换成预定的励磁电流Ifm，供给到电动机5的励磁线圈5a。

在实施第2发电机2的发电机控制处理和电动机5的电动机控制处理后，根据车速是否在预定值(例如20km/h)以上的判断和模式选择开关是为通还是为断的判断对结束还是继续四轮驱动控制进行判断。在四轮驱动控制结束的场合，结束四轮驱动控制程序，在继续进行四轮驱动控制的场合，返回到步骤S1，实施上述一连串的四轮驱动控制程序。在本实施例中，省略该处理的图示。

在本实施例中，在步骤S3f中，比较发动机容许转矩Tpe与发动机转矩Tg，在判定发动机转矩Tg超过发动机容许转矩Tpe(发动机容许转矩Tpe-Tg＜0)的场合，判断发动机1为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl，但也可如以下那样进行。在发动机转矩Tg与发动机容许转矩Tpe一致的场合(Tpe-Tg＝0)或预先设定比发动机容许转矩Tpe小一些的值、发动机转矩Tg超过该设定值的场合(发动机转矩Tg变得可能超过发动机容许转矩Tpe的场合)，也可判断发动机1可能成为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl。

另外，在本实施例中，当在实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制的途中发电机转矩减小要求Atl的输出消失时即发动机转矩Tg不超过发动机容许转矩Tpe(Tpe-Tg0)的场合转移到通常的四轮驱动控制。此时，在本实施例中，为了不急剧地在发动机1作用第2发电机2的负荷，在继续限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制后一定时间逐渐缓慢地转移到通常的四轮驱动控制。

按照以上实施例，在发动机转矩Tg超过发动机容许转矩Tpe的场合(Tpe-Tg＜0＝判断发动机1为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl地限制第2发电机2的输出，所以，可限制从第2发电机2提供给发动机1的负荷转矩。这样，按照本实施例，在节气门全开开度全开时，根据由车辆的加速度与时间的关系构成的图11的车辆加速度特性图判别地相对二轮驱动时的最大加速度(0.4G)设四轮驱动时的最大加速度为0.35G。

因此，按照本实施例，可使最大加速度比不进行本实施例的那样的第2发电机2的输出限制的四轮驱动时更接近二轮驱动时的最大加速度(可将最大加速度的下降抑制到0.05G以下)，所以，可实现四轮驱动时的平稳的加速，可提高四轮驱动时的车辆加速性能。而且，不进行本实施例的那样的第2发电机2的输出限制的四轮驱动时的最大加速度为0.3G。在这样的加速度下，有时驾驶者感受到车辆的失速。

在将电控节气门安装于发动机的车辆中，可由利用电控节气门进行的空气量与燃料量的空燃控制增大发动机转矩，避免车辆加速性能的下降。然而，在该方法中，燃料消耗量增加。另一方面，在本实施例中，不产生那样的问题，可改善车辆的燃料消耗。另外，虽然也可考虑将发动机1更换成排气量大的发动机，但由于使车辆的规格大幅度变化，同时，车辆价格增加，所以不理想。

另外，按照本实施例，在输出发电机转矩减小要求Atl的场合，输出发电机转矩减小要求Atl，计算出电动机增加励磁电流Ifim，将其加到预先决定的电动机目标励磁电流Iftm，增加在电动机5的励磁线圈5a中流动的励磁电流Ifm，所以，即使第2发电机2的输出受到限制，也可抑制电动机5的输出下降(后轮15的驱动力下降)。因此，按照本实施例，可抑制4轮驱动的车辆行走性能的下降。

下面根据图12、图13说明本发明的第2实施例。图12示出本实施例的4WDCU6的构成。图13示出本实施例的4WDCU6的第2发电机输出限制处理。本实施例的4WDCU6设置敲缸判定部分27代替第1实施例的失速判定部分25。其它构成与第1实施例相同，采用相同符号，省略其说明。

在发动机1设置用于检测通过施加高负荷引起的异常燃烧(敲缸)的敲缸传感器。敲缸传感器的输出信号输入到ECU8。在ECU8中，根据从敲缸传感器输入的信号判定发动机1的异常燃烧。因此，在本实施例中，当发生发动机1的异常燃烧时，限制第2发电机2的输出。为此，在本实施例的4WDCU6中，当在发动机1发生异常燃烧时，示出在发动机1发生异常燃烧的敲缸信号Kout从ECU8输入。或者，来自敲缸传感器的信号也可直接或通过ECU8输入，判断发动机1的异常燃烧。

下面，说明本实施例的4WDCU6的四轮驱动控制动作。本实施例的四轮驱动控制动作与第1实施例相比，仅步骤S3中的第2发电机输出限制处理不同。其它处理与第1实施例相同。另外，在本实施例的第2发电机输出限制处理(步骤S7)中仅发动机1的过负荷状态判定处理与第1实施例不同，电动机增加励磁电流计算处理与第1实施例相同。

发生发动机1的异常燃烧的场合，在步骤S1输入敲缸信号Kout。在发动机1的异常燃烧不发生的场合，不输入敲缸信号Kout。当在步骤S1中输入了敲缸信号Kout时输入到敲缸判定部分27。在敲缸判定部分27中，判断是否输入敲缸信号Kout(步骤S7a)。结果，当在步骤S7a否定时，不从敲缸判定部分27输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S7c)，实施通常的四轮驱动控制。

另一方面，当在步骤S7a中为肯定时，从敲缸判定部分27输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S7b)。当在步骤S7b输出发电机转矩减小要求Atl时，与第1实施例的步骤S3j同样，在电动机增加励磁电流计算部分26计算电动机增加励磁电流Ifim(步骤S7d)。这样，从敲缸判定部分27输出发电机转矩减小要求Atl，从电动机增加励磁电流计算部分26输出电动机增加励磁电流Ifim，实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制。

在直接或通过ECU8输入来自敲缸传感器的信号的场合，判断发动机1的异常燃烧，在判断发动机1不异常燃烧的场合，不产生发电机转矩减小要求Atl，在判断发动机1异常燃烧的场合，输出发电机转矩减小要求Atl和电动机增加励磁电流Ifim。

另外，在本实施例中，在实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制的途中，当没有发电机转矩减小要求Atl的输出时，即变得不能输入来自敲缸传感器的信号时，转移到通常的四轮驱动控制。此时，在本实施例中，为了使得不由该控制动作将第2发电机2的负荷急剧地加到发动机1，继续限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制后，逐渐缓慢地转移到通常的四轮驱动控制。

以上按照本实施例，与第1实施例同样，在判断发动机1为过负荷状态的场合，限制第2发电机2的输出，所以，可限制从第2发电机2施加到发动机1的负荷转矩，提高四轮驱动时的车辆加速性能。另外，按照本实施例，在输出发电机转矩减小要求Atl的场合，计算出电动机增加励磁电流Ifim，使流到电动机5的励磁线圈5a的励磁电流Ifm增加，所以，可抑制电动机5的输出下降(后轮15的驱动力下降)，可抑制四轮驱动的车辆的行走性能的下降。

下面根据图14～图16说明本发明的第3实施例。图14示出本实施例的4WDCU6的构成。图15示出本实施例的4WDCU6的第2发电机输出限制处理。图16示出由节气门开度与车辆加速度阈值的关系构成的特性图的一例。本实施例的4WDCU6与第1实施例相比，失速判定部分的构成不同。其它构成与第1实施例同样，采用相同符号，省略其说明。失速判定部分28由车辆加速度阈值计算部分40、车轮最高速度选择部分41、车辆加速度计算部分42、及加速度比较判定部分43构成。

下面，说明本实施例的4WDCU6的四轮驱动控制动作。本实施例的四轮驱动控制动作与第1实施例相比，仅步骤S3的第2发电机输出限制处理不同。其它处理与第1实施例相同。另外，在本实施例的第2发电机输出限制处理(步骤S8)中，仅发动机1的过负荷状态判定处理与第1实施例不同，电动机增加励磁电流计算处理与第1实施例相同。

首先，在步骤S1中，输入转矩要求指令Tvo、前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs、及后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs。当输入它们时，平行地实施车辆加速度计算处理和车辆加速度阈值计算处理。在车辆加速度阈值计算处理中，将转矩要求指令Tvo输入到车辆加速度阈值计算部分40。在车辆加速度阈值计算部分40中，根据预先存储于存储器的图16的特性图，计算出与输入的转矩要求指令Tvo对应的车辆加速度阈值Cvs(步骤S8a)。这样，从车辆加速度阈值计算部分40输出车辆加速度阈值Avs。

另一方面，在车辆加速度计算处理中，将前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs及后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs输入到车轮最高速度选择部分41。在车轮最高速度选择部分41中，根据输入的前轮14的各轮的速度Wfls、Wfrs计算前轮14的速度(平均速度)，根据后轮15的各轮的速度Wrls、Wrrs计算后轮15的速度(平均速度)(步骤S8b)，将其中的最大的速度选择为车轮最高速度Wsmax(步骤S8c)。由此将车轮最高速度Wsmax从车轮最高速度选择部分41输出。由步骤S8c选择的车轮最高速度Wsmax输入到车辆加速度计算部分42。在车辆加速度计算部分42中，对输入的车轮最高速度Wsmax进行微分，计算出车辆加速度Av(步骤S8d)。这样，从车辆加速度计算部分42输出车辆加速度Cv。

此后，在失速判定部分28由加速度比较判定部分43进行加速度比较判定处理。在加速度比较判定处理中，将由步骤S8a计算出的车辆加速度阈值Cvs和由步骤S8d计算出的车辆加速度Cv输入到加速度比较判定部分43。在加速度比较判定部分43中，比较输入的车辆加速度阈值Cvs与车辆加速度Cv，获得(Cvs-Cv)(步骤S8e)，判定车辆加速度Cv是否超过车辆加速度阈值Cvs(步骤S8f)。结果，在步骤S8f中，当否定时(Cvs-Cv＞0)，不从加速度比较判定部分43输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S8h)，实施通常的四轮驱动控制。

另一方面，在步骤S8f中，当为肯定时(Cvs-Cv＜0)，从加速度比较判定部分43输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S8g)。在步骤S8f中输出发电机转矩减小要求Atl时，与第1实施例的步骤S3j同样，在电动机增加励磁电流计算部分26中，计算出电动机增加励磁电流Ifim(步骤S8i)。这样，从加速度比较判定部分43输出发电机转矩减小要求Atl，从电动机增加励磁电流计算部分26输出电动机增加励磁电流Ifim，实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制。

另外，在本实施例中，由步骤S8e比较车辆加速度阈值Cvs与车辆加速度Cv，在判定车辆加速度Cv超过车辆加速度阈值Cvs(Cvs-Cv＜0＝的场合，判断发动机1为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl，但也可如以下那样判断。在车辆加速度阈值Cvs与车辆加速度Cv一致的场合(Cvs-Cv＝0)或预先设定比车辆加速度阈值Cvs小一些的值、车辆加速度Cv超过该设定值的场合(车辆加速度Cv变得可能超过车辆加速度阈值Cvs的场合)，也可判断发动机1可能成为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl。

另外，在本实施例中，当在实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制的途中发电机转矩减小要求Atl的输出消失时即车辆加速度Cv不超过车辆加速度阈值Cvs(Cvs-Cv＞0)的场合转移到通常的四轮驱动控制。此时，在本实施例中，为了不急剧地在发动机1作用第2发电机2的负荷，在继续限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制后一定时间逐渐缓慢地转移到通常的四轮驱动控制。

按照以上实施例，与第1实施例同样，在判断发动机1为过负荷状态的场合，限制第2发电机2的输出，所以，可限制从第2发电机2施加到发动机1的负荷转矩，可提高四轮驱动时的车辆加速性能。另外，按照本实施例，在输出发电机转矩减小要求Atl的场合，计算出电动机增加励磁电流Ifim，增加流到电动机5的励磁线圈5a的励磁电流Ifm，所以，可抑制电动机5的输出下降(后轮15的驱动力下降)，可抑制四轮驱动的车辆行走性能的下降。

下面根据图17、图18说明本发明的第4实施例。图17示出本实施例的4WDCU6的构成，图18示出本实施例的4WDCU6的第2发电机输出限制处理。本实施例的4WDCU6与第1实施例相比，失速判定部分的构成不同。此外的构成与第1实施例相同，采用相同符号，省略其说明。失速判定部分29具有存储部分50、发电机效率计算部分51、发电机转矩计算部分52、转矩比较判定部分53。发电机效率计算部分51具有与第1实施例的发动机效率计算部分32同样的功能。发电机转矩计算部分52具有与第1实施例的发电机转矩计算部分34同样的功能。

下面，说明本实施例的4WDCU6的四轮驱动控制动作。本实施例的四轮驱动控制动作与第1实施例相比，仅步骤S3的第2发电机输出限制处理不同。其它处理与第1实施例相同。另外，在本实施例的第2发电机输出限制处理(步骤S9)中，仅发动机1的过负荷状态判定处理与第1实施例不同，电动机增加励磁电流计算处理与第1实施例相同。

首先，在步骤S1中，当输入第2发电机2的输出电压Av、输出电流Ai、及转速An时，同时实施发电机转矩计算处理和发电机转矩限制值读入处理。首先，在发电机转矩计算处理中，将由步骤S1输入的第2发电机2的输出电压Av和转速An输入到发电机效率计算部分51。在发电机效率计算部分51中，与第1实施例的步骤S3d同样，根据输入的第2发电机2的输出电压Av和转速An计算发电机效率Aη(步骤S9a)。这样，从发电机效率计算部分51输出发电机效率Aη。

此后，将由步骤S9a计算出的发电机效率Aη、由步骤S1输入的第2发电机2的输出电压Av、输出电流Ai、及转速An输入到发电机转矩计算部分52。在发电机转矩计算部分52中，与第1实施例的步骤S3e同样，根据输入的第2发电机2的输出电压Av、输出电流Ai、转速An、及发电机效率Aη计算发电机转矩Tg(步骤S9b)。这样，从发电机转矩计算部分52输出发动机转矩Tg。

另一方面，在发电机转矩限制值读入处理中，从存储部分50读入发电机转矩限制值Tlimg(步骤S9c)。发电机转矩限制值Tlimg根据由发动机1的规格决定的最高发动机转矩计算车辆起步时的最高发动机转矩，将其与根据变速器12的规格决定的特性例如液力变矩器的驱动力传递特性图计算出的变速器系数和由皮带直接连接的第2发电机2的皮带轮与发动机1的皮带轮的比相乘而获得，预先计算出存储到存储部分50。在步骤S9c从存储部分50读入的发电机转矩限制值Tlimg输入到转矩比较判定部分53。

此后，由转矩比较判定部分53进行转矩比较判定处理。在转矩比较判定处理中，将由步骤S9b计算出的发动机转矩Tg和由步骤S9c读入的发电机转矩限制值Tlimg输入到转矩比较判定部分53。在转矩比较判定部分53中，比较输入的发电机转矩限制值Tlimg与发动机转矩Tg，获得(Tlimg-Tg)(步骤S9d)，判定发动机转矩Tg是否超过发电机转矩限制值Tlimg(步骤S9e)。结果，在步骤S9e中，当否定时(Tlimg-Tg＞0)，不从转矩比较判定部分53输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S9g)，实施通常的四轮驱动控制。

另一方面，在步骤S9e中，当为肯定时(Tlimg-Tg＜0＝，从转矩比较判定部分53输出发电机转矩减小要求Atl(步骤S9f)。在步骤S9f中，当输出发电机转矩减小要求Atl时，与第1实施例的步骤S3j同样，在电动机增加励磁电流计算部分26中计算出电动机增加励磁电流Ifim(步骤S9h)。这样，从转矩比较判定部分53输出发电机转矩减小要求Atl，从电动机增加励磁电流计算部分26输出电动机增加励磁电流Ifim，实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制。

另外，在本实施例中，说明了这样的例子，在该例子，由步骤S9d比较发电机转矩限制值Tlimg与发动机转矩Tg，在判定发动机转矩Tg超过发电机转矩限制值Tlimg(Tlimg-Tg＜0)的场合，判断发动机1为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl，但也可如以下那样判断。在发电机转矩限制值Tlimg与发动机转矩Tg一致的场合(Tlimg-Tg＝0)或预先设定比Tlimg小一些的值、发动机转矩Tg超过该设定值的场合(发动机转矩Tg变得可能超过发电机转矩限制值Tlimg的场合)，也可判断发动机1可能成为过负荷状态，输出发电机转矩减小要求Atl。

另外，在本实施例中，当在实施限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制的途中发电机转矩减小要求Atl的输出消失时即发动机转矩Tg不超过Tlimg(Tlimg-Tg＞0)的场合转移到通常的四轮驱动控制。此时，在本实施例中，为了不急剧地在发动机1作用第2发电机2的负荷，在继续限制第2发电机2的输出的四轮驱动控制后一定时间逐渐缓慢地转移到通常的四轮驱动控制。

按照以上实施例，与第1实施例同样，在判断发动机1为过负荷状态的场合，限制第2发电机2的输出，所以，可限制从第2发电机2提供给发动机1的负荷转矩，可提高四轮驱动时的车辆加速性能。另外，按照本实施例，在输出发电机转矩减小要求Atl的场合，计算出电动机增加励磁电流Ifim，增加流到电动机5的励磁线圈5a的励磁电流Ifm，所以，可抑制电动机5的输出下降(后轮15的驱动力下降)，可抑制四轮驱动的车辆行走性能的下降。

图19示出本发明第5实施例的混合式四轮驱动车1100的构成。下面，为了简明地说明，将从发动机1001驱动的驱动轮作为前轮1014、将从电动机105驱动的驱动轮作为后轮1015，但实用上也可前后地替换。

本实施例的混合式四轮驱动车1100具有发动机1001和电动机1005，发动机1001的驱动力通过变速器1012传递到前轮，该变速器1012内装释放发动机1001和变速器1012的机械的连接的即进行驱动力的断接的离合器1012a，从多个变速比中选择1个。离合器1012a由车辆驾驶者操作，通过驾驶者踩下图中未示出的离合器踏板而释放。加速踏板的踩下和踩下量由加速踏板传感器(图中未示出)检测。离合器1012a的连接状态由对离合器摩擦片的推压力进行监视的离合器位置检测装置(离合器位置传感器，图中未示出)检测。变速器12选择的变速比或空档状态由安装于变速器的变速比检测装置(变速比传感器，图中未示出)检测，送到传动控制器1009。传动控制器1009指示变速比的设定和离合器的连接/释放操作。电动机1005的驱动力通过离合器1004和差动齿轮1003传递到后轮1015。

发动机1001的输出调整由发动机控制器1008开闭图中未示出的电子控制节气门而进行。电子控制节气门的开度由设于电子节气门的节气门开度传感器检测，反馈到发动机控制器1008。另外，由安装于发动机1001的发动机转速传感器、检测发动机1001的高负荷的敲缸传感器分别检测发动机的转速、敲缸。此外，将检测驾驶者的加速踏板踩下量的加速踏板传感器的信号取入到发动机控制器1008。

进行通常的充电发电系统的辅机用发电机1013(12V)的发电状态也由发动机控制器1008监视，检测灯或空调等辅机的电机负荷状态。另外，设置有检测或推断发电机1002的转矩的装置。

在发动机1001设置辅机用发电机1013之外的由发动机驱动的发电机1002。发电机1002的发电量由对在发电机的励磁线圈中流动的励磁电流进行调整的4WD控制器1006进行控制。由于发电机1002和电动机1005进行电连接，所以，电动机1005的转矩即受到驱动的后轮1015的驱动转矩由4WD控制器1006控制。

在前轮1014、后轮1015分别安装车轮速度传感器1016、1017，各车轮速度可由防抱死制动系统(以下称ABS)控制器1010检测。

发动机控制器1008、ABS控制器1010、传动控制器1009、4WD控制器1006的各控制器相互连接，成为可在相互间进行通信的构成。

在发电机1002与电动机1005之间设置继电器1007，进行对电动机1005的电力的通电、断路。另外，继电器1007从4WD控制器1006进行控制，并为了进行上述发电机的发电量检测可由4WD控制器1006检测电流、电压。

图20示出4WD控制器1006接收来自发动机控制器1008、ABS控制器1010、传动控制器1009的信息进行处理的内容。输入离合器释放、加速踏板踩下量、变速器的换档位置、电动机的转速、4个车轮的车轮速度、发动机转速、节气门开度、电机负荷、发电电压、发电电流、发动机转速等检测到的信号。根据离合器释放信号1031、加速踏板踩下量信号1032、变速器的换档位置信号1033、车轮速度(也可加上其它信号)如后述那样判定驾驶者的意图。作为驾驶者的意图例如具有车辆的起步意图或变速意图。在该意图判定中使用保存于存储媒体1037的各种数据和各种程序。这样，驾驶者的意图可根据离合器释放信号1031、加速踏板踩下量信号1032、变速器的换档位置信号1033、车轮速度判定。

当由意图判定确认不仅是离合器切离而是起步意图或变速意图时，使用加速踏板踩下量信号1034和变速信号1035进行离合器释放期间内或释放期间中的目标电动机的转矩运算1038。根据该目标电动机的转矩，如后述那样进行目标发电量的运算1039、目标发动机转矩的运算1040、目标发动机转速的运算1041、节气门开度的设定1042、励磁电流的运算1043和设定1044，设定的节气门开度信号输出到发动机控制器1008，设定的励磁电流从4WD控制器1006输出。

下面，根据图21～图25说明本发明的控制方法。

图21示出控制整体的流程。本控制的目的在于搭载了上述带离合器的变速器的混合式四轮驱动车的起步时的加速能力的提高和换高档(例如从1档到2档的变速)时提高加速性和从泥泞地的脱出性。

在车辆为怠速、检测出的车轮的速度为零的状态下，由步骤101(S101)检测驾驶者有无起步的意图。在步骤102(S102)，根据有无检测出的起步意图，在存在起步意图的场合，前进到下一步骤103(S103)，在没有的场合，再次返回到步骤101。在步骤103，在离合器释放的状态下，从电动机产生转矩，进行将驱动力作用于后轮的操作。该操作在步骤104(S104)判定已连接离合器之前继续。在离合器连接后，前进到步骤105(S105)，在这里，进行作为混合式四轮驱动车的控制。当在步骤106(S106)判定离合器连接的解除时，在下一步骤107(S107)检测出换高档的意图。在判定换高档后，前进到步骤108(108)，与前面的步骤103(S103)同样地进行电动机转矩发生的控制。由步骤109(S109)进行离合器连接判定，如离合器连接，则在步骤110(S110)中进行作为混合式四轮驱动车的控制。在步骤111中，判定四轮驱动停止即停止电动机的转矩发生，在停止的场合结束。在未停止的场合再次返回到步骤105(S105)。在判定不为换高档时，前进到步骤112(S112)，电动机休止，返回到步骤106。

下面，根据图22说明起步的意图的检测方法(步骤S101)和进行变速的意图的检测方法(步骤S107)。在这些步骤中，在存在起步或变速的意图的场合，目的在于确实地从电动机输出转矩。相反，仅在变速器为空档状态的发动机空闲和变速比的选定(变速杆操作)时形成不从电动机将转矩传递到车轮的状态。为此，也可形成滑行状态(将变速器形成为空档状态，脱开离合器进行惯性行走)。为此，在步骤S101a，检测离合器是否释放，在离合器被释放的场合，前进到步骤S101b，在其它场合前进到步骤S101e。在步骤S101b检查加速踏板的踩下量，在预定的踩下量以上时，由步骤S101c检测变速器为非空档的状态即选择变速比的状态。在检测到非空档状态的场合，由步骤S101d判断存在起步或变速的意图。在此外的状态下，看成没有意图前进到步骤101e。

下面根据图23说明存在变速意图时的场合的控制。如判定存在变速的意图，则在等候的步骤S103a根据加速踏板的踩下量计算出电动机的转矩的目标值。具体地说，根据现在的发动机的转速的加速踏板的踩下量和选择的变速比求出预先存储的从发动机传递到驱动轮的转矩，考虑附随于电动机的减速器的减速比，计算出电动机的目标转矩。由于根据这样的运算决定电动机的目标转矩，为此，可不使驾驶者产生不谐调感。然后，在步骤S103b中，可获得目标电动机转矩地设定发电电力量。当设定电力量时，如通过取入电动机的转速信息运算电动机的感应电力，则可设定精度更高的发电目标量。可是，如发电的电力量确定、发动机的转速为已知，则还求出发电机产生的转矩。为此，发动机的要求转矩也自己决定。在步骤S103c中，进行该运算。另一方面，当连接离合器时，离合器的输入侧的转速即发动机的转速与离合器输出侧的转速即变速器的输入轴的转速越接近，则离合器连接越能平稳地进行。变速器的输入轴的转速根据车轮的转速即车轮速度和选择的变速器的变速比决定。对其进行运算，求出成为目标的发动机的转速。然后，前进到步骤S103e。在这里，根据由步骤S103c求出的发动机的目标转矩、由步骤103d求出的目标转速，检索预先存储的发动机的输出特性图，决定节气门开度，发送到控制器，使电子控制节气门动作。最后，选择所期望的发电电力量地由步骤S103f控制发电机的励磁电流。

当实施步骤103a～103f时，在目标转速下可能发动机的转矩不足，导致发动机熄火。为此，时常使用图24所示的方法进行监视。

发动机控制器1008根据由安装于发动机1001的转速传感器检测出的发动机转速En、通过节气门开度传感器由发动机控制器1008检测出的节气门开度或加速踏板踩下量TVO、或由发动机控制器1008检测出的辅机类的电机负荷状态E1，由发动机容许转矩运算单元1020计算发动机容许转矩Et。

发动机容许转矩Et通过从发动机的输出转矩减去克服发动机或辅机类的摩擦自由进行旋转所需要的转矩和发动机加速所需要的转矩量后获得，当作用发动机容许转矩Et以上的负荷时，发动机减速或熄火。为此，需要不超过发动机容许转矩Et地设定负荷限制器。具体过程如下。

根据发电电Av、发电电流Ai、及发电机转速An由发电转矩运算单元1021计算出发电机转矩At，该发电电压Av和发电电流Ai利用设置于发电机1002与电动机1005之间的继电器1007由4WD控制器1006检测出，该发电机转速An根据从安装于发动机的转速传感器由发动机控制器1008检测出的发动机转速En计算。由转矩比较器1022比较计算出的发动机容许转矩Et和发电机转矩At，当发电机转矩At超过发动机容许转矩Et时，对发电机转矩减小单元1023发出发电机转矩减小要求Atl，由发电机转矩减小单元1023减小发电机1002的励磁电流。由这样的手法可事先防止发动机熄火。

图25示出适用本发明的实施例的控制进行起步或变速的例子。图25在横轴示出时间，从上依次示出离合器的释放状态、选择的变速比、加速踏板的踩下量、节气门开度、功率、励磁电流即发电电力量、发动机和变速器的输入轴的转速、后轮和前轮的驱动转矩、及车辆的加速度。当释放离合器、选择变速比、踩下加速踏板时，由电子控制节气门打开节气门开度。然后，发动机输出上升，励磁电流增加。为此，对发电机的输入也增加，发动机的转速的上升受到抑制。另一方面，后轮的驱动力增加，车辆加速，变速器的输入轴的转速上升，接近发动机的转速。当离合器再次连接时，由于发动机的转速与变速器的输入轴的转速接近，所以，在离合器连接时车辆的加速度变速少，实现了平稳变速。另一方面，对于驱动转矩，在离合器释放时，转矩也输出到由电动机驱动的后轮，为此，车辆加速。在由虚线所示的不使用本控制的已有的控制中，由于在离合器释放过程中不作用驱动力，所以，车辆的加速减小。图24示出本控制的有效性，可以看出，由于在泥泞地变速驱动转矩失去的时间也较短，所以，车辆不停止，脱出性提高。

在如以上那样由来自发动机的驱动力和来自电动机的驱动力驱动的混合式四轮驱动车1100的控制装置中，具有处理装置1030，该处理装置1030至少根据来自离合器位置的离合器释放传感器、来自变速比的非空档状态信号、及关于加速踏板的加速踏板踩下信号判定车辆驾驶者的起步或变速意图，当确认车辆驾驶者的起步或变速意图时，对应于加速踏板踩下量运算起步时或变速时输出到上述电动机的转矩发生信号。

另外，处理装置1030输入电动机的转速对目标发电量进行计算，根据该目标发电量运算目标发动机转矩，根据车轮速度和变速比运算目标发动机转速，根据节气门开度和发动机转速进行节气门开度的设定，可将设定的节气门开度输出到发动机控制器。

另外，处理装置1030运算发动机容许转矩，而且根据发电电压、发电电流和发电机转速运算电机转矩，进行两转矩的比较，可生成发电机转矩减小信号。

另外，混合式四轮驱动车1100具有驱动前轮1014或后轮1015中的一方的发动机1001、驱动前轮1014或后轮1015的另一方的电动机1005、由发动机1001驱动并将电力供给到发动机1001的发电机1002、设于发动机1001的输出轴与变速器1012的输入轴之间进行驱动力的断接的离合器1012a、设于离合器1012a与发动机1001驱动的车轮之间并从预定的多个变速比中选择1个将发动机的转速减速后输出的变速器1012、检测离合器1012a的位置的离合器位置检测装置、检测加速踏板踩下量的加速踏板传感器、检测或推断发电机1002的转矩的装置、检测已选择的变速器1012的变速比的变速比检测装置、及检测离合器位置检测装置和加速踏板传感器的输出和变速比检测装置的输出对发电机2的发电量和发动机1001的输出进行控制的发动机控制器1008；其中，在由离合器位置检测装置检测出离合器被切断并由变速比检测装置检测出非空档的状态下，相应于由加速踏板传感器检测出的加速踏板踩下量在离合器释放装置内的电动机产生转矩，根据该转矩进行驱动。

另外，构成具有发动机控制器1008的混合式四轮驱动车1100，该发动机控制器1008发出使发电机1002的发电量增加、增大电动机1005的转矩并增大发动机输出的指令。

Claims (5)

1.一种混合式四轮驱动车的控制装置，该混合式四轮驱动车由来自发动机的驱动力和来自电动机的驱动力而被驱动；其特征在于：具有处理装置，该处理装置至少根据来自离合器位置的离合器释放信号、来自变速比的非空档状态信号、及关于加速踏板的加速踏板踩下信号而判定车辆驾驶者的起步或变速意图，当判定车辆驾驶者的起步或变速意图时，对应于加速踏板踩下量信号而运算起步时或变速时输出到上述电动机的转矩发生信号。

2.根据权利要求1所述的混合式四轮驱动车的控制装置，其特征在于：上述处理装置输入电动机的转速从而运算目标发电量，根据该目标发电量而运算目标发动机转矩，根据车轮速度和变速比而运算目标发动机转速，根据节气门开度和发动机转速而进行节气门开度的设定，将设定的节气门开度输出到发动机控制器。

3.根据权利要求2所述的混合式四轮驱动车的控制装置，其特征在于：上述处理装置运算发动机容许转矩，并根据发电电压、发电电流、及发电机转速而运算发电机转矩，比较两转矩，生成发电机转矩减小信号。

4.一种混合式四轮驱动车，具有驱动前轮或后轮中的一方的发动机、驱动上述前轮或后轮中的另一方的电动机、由上述发电机驱动并将电力供给上述电动机的发电机、设于发动机的输出轴与变速器的输入轴之间并进行驱动力的断接的离合器、设于上述离合器与由发动机驱动的车轮之间并从预定的多个变速比中选择一个并将发动机的转速减速后输出的变速器、检测离合器的位置的离合器位置检测装置、检测加速踏板踩下量的加速踏板传感器、检测或推断上述发电机转矩的装置、检测选择的上述变速器的变速比的变速比检测装置、及检测上述离合器位置检测装置及上述加速踏板传感器的输出和变速比检测装置的输出并控制上述发电机的发电量和上述发动机的输出的控制器；其特征在于：在由离合器位置检测装置检测出切断离合器这一状态而且由变速比检测装置检测到非空档的状态下，相应于由加速踏板传感器检测到的加速踏板踩下量使在离合器释放机构内的电动机产生转矩，根据该转矩进行驱动。

5.根据权利要求4所述的混合式四轮驱动车，其特征在于：具有发动机控制器，该发动机控制器发出增大发电机的发电量、增大电动机的转矩而且增大发动机输出的指令。

Images