JP2008011619A

JP2008011619A - ４輪駆動制御装置

Info

Publication number: JP2008011619A
Application number: JP2006178078A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Sugita; 秀彦杉田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】過度の電圧の上昇や電圧の落ち込みを抑制することができる４輪駆動制御装置を提供する。
【解決手段】主駆動輪を駆動するエンジンの駆動力により発電する発電機の発電電力がインバータを介して供給されることで、副駆動輪の駆動力を発生するモータと、モータの駆動力を制御するインバータ制御手段と、副駆動輪に必要とされる目標トルクからモータに必要な電力を演算する必要電力演算手段と、必要電力演算手段の演算結果に基づき発電機の目標電力を演算する目標電力演算手段と、目標電力演算手段の演算結果に基づき発電機の発電電力を制御する発電機制御手段と、インバータ制御手段によりインバータが矩形波駆動或いは変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、インバータ制御手段は所定の目標電圧に基づきインバータによりモータ印加電圧位相を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、４輪駆動制御装置に関し、特に、エンジンとモータにより駆動される４輪駆動車両を制御する４輪駆動制御装置に関する。

従来、モータの駆動を制御する方法として、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が知られている。
このようなＰＷＭ制御として、例えば、交流モーターにＰＷＭ波電圧を印加して駆動するＰＷＭ波電圧駆動を行う「モーター制御装置および方法」（特許文献１参照）がある。
特開２００４−７２９５４号公報

しかしながら、このＰＷＭ制御をフィードバック制御で行う場合、トルク指令値との乖離が大きいと、制御が不安定になり、電圧の過度の上昇や降下を招く場合がある。電圧が過度に上昇し過電圧状態を生じさせた場合、素子の耐圧を超えて素子を破壊する虞があり、電圧が降下した場合は、目標とするトルクが得られないという問題がある。
この発明の目的は、過度の電圧の上昇や電圧の落ち込みを抑制することができる４輪駆動制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る４輪駆動制御装置は、車両の主駆動輪を駆動するエンジンと、エンジンからの駆動力を動力源として発電する発電機と、前記発電機の発電電力が、インバータを介して供給されることにより、副駆動輪の駆動力を発生するモータと、前記インバータを制御して、前記モータが発生する駆動力を制御するインバータ制御手段と、前記副駆動輪に必要とされる目標トルクから前記モータに必要な電力を演算する必要電力演算手段と、前記必要電力演算手段の演算結果に基づき、前記発電機が出力するべき目標電力を演算する目標電力演算手段と、前記目標電力演算手段の演算結果に基づき、前記発電機の発電電力を制御する発電機制御手段と、前記インバータ制御手段により前記インバータが、矩形波駆動、或いは変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、前記インバータ制御手段は、所定の目標電圧に基づき、前記インバータによりモータ印加電圧位相を制御する。

この発明によれば、車両の主駆動輪を駆動するエンジンからの駆動力を動力源として発電された発電機の発電電力が、インバータを介して供給されることにより、モータが副駆動輪の駆動力を発生し、インバータ制御手段により、インバータを制御してモータが発生する駆動力が制御され、必要電力演算手段により、副駆動輪に必要とされる目標トルクからモータに必要な電力が演算され、目標電力演算手段により、必要電力演算手段の演算結果に基づき発電機が出力するべき目標電力が演算され、発電機制御手段により、目標電力演算手段の演算結果に基づき発電機の発電電力が制御され、インバータ制御手段によりインバータが矩形波駆動或いは変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、インバータ制御手段により、所定の目標電圧に基づきインバータによってモータ印加電圧位相が制御される。
このため、過度の電圧の上昇や低下を抑制することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る４輪駆動制御装置を備えたモータ４ＷＤシステムの概略説明図である。図１に示すように、４輪駆動制御装置１０は、バッテリレスのモータ４ＷＤ（４−ＷｈｅｅｌＤｒｉｖｅ）システム１１に備えられている。モータ４ＷＤシステム１１は、４輪駆動制御装置１０と共に、エンジン１２、発電機（ジェネレータ）１３、モータ（交流モータ）１４、及び減速機１５を有しており、エンジン１２により主駆動軸１６に取り付けられた前輪（主駆動輪）１７を駆動し、モータ１４により副駆動軸１８に取り付けられた後輪（副駆動輪）１９を駆動する。

４輪駆動制御装置１０は、４ＷＤ制御部２０及びモータ制御部２１を有しており、４ＷＤ制御部２０には４ＷＤスイッチ情報が入力し、４ＷＤ制御部２０からは警告灯情報が出力する。この４輪駆動制御装置１０は、４ＷＤ制御部２０によりジェネレータ制御を行い、モータ制御部２１によりインバータ制御（負荷固定制御、矩形波制御）を行う。
負荷固定制御は、３相フィードバック制御のＤＣ電圧による正規化、実Ｉｄ，Ｉｑを用いるフィードバックを停止し、トルク指令、モータ回転数毎に、指令ＤＣ電圧と指令Ｖｄ，Ｖｑ（Ｉｄ，Ｉｑ、モータ回転数から決まる）電圧により決まる電圧位相、電圧変調率で固定する制御である。これは、３相フィードバック制御を行う場合に、ジェネレータを安定して動作させることができるようにするためである。

図２は、３相フィードバック制御を行う場合のジェネレータ動作範囲の安定領域と不安定領域について、グラフで示す説明図である。図２に示すように、３相フィードバック制御を行う場合、ジェネレータ動作範囲の安定領域（等界磁電流線上の最大電力より上の領域）では安定に動作させることができるが、動作点が不安定領域（等界磁電流線上の最大電力より下の領域）の場合、フィードバックの結果動作点が収束せず、安定に動作させることができない。これを解決するため負荷固定制御を行う。
矩形波制御は、上述した負荷固定制御と同様に、トルク指令値とモータ回転数から電圧位相が一意に決まる。電圧位相は、負荷固定制御と同様に、指令Ｉｄ，Ｉｑ、モータ回転数から決まるＶｄ，Ｖｑにより決定される。また、矩形波制御の場合、三角波比較は行わず、正弦波指令１８０°毎に各アームのオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）を反転させる。

従って、負荷固定制御は、３相フィードバック制御が不安定になる場合に、矩形波制御は、３相フィードバック制御だとサンプリングやスイッチング損失が厳しいモータ高回転時において、それぞれ用いるが、何れもトルク指令値に対する補償は低く、ジェネレータ動作点次第で出力トルクが決まってしまう。
そこで、この発明では、ジェネレータ動作点を任意の位置に制御する、或いは一方で電圧を制御しつつトルクに寄与するｑ軸電流を制御することにより、トルク指令値を満足する制御を行う。

図３は、図１の４輪駆動制御装置の構成を示すブロック説明図である。図３に示すように、４輪駆動制御装置１０のモータ制御部２１は、モータ制御回路２２及びインバータ２３を有している。インバータ２３は、パワーハーネス２４（図１参照）で発電機１３に接続されている。発電機１３は、エンジン１２からの駆動力を動力源として発電され、この発電電力に基づき、モータ１４は、インバータ２３を介して副駆動軸１８の駆動力を発生する。
発電機１３には、発電機１３の電流を検出する電流センサ２５、及び発電機１３の電圧を検出する電圧センサ２６が設けられており、発電機１３とインバータ２３の間には、小型のキャパシタ２７が並列接続されている。また、モータ１４には、モータレゾルバ２８が配置されている。

４ＷＤ制御部２０には、トルク指令値、エンジン回転数と共に、電流センサ２５からＤＣ電流値Ｉｄｃ、電圧センサ２６からＤＣ電圧値Ｖｄｃ、の各情報が入力する。そして、４ＷＤ制御部２０は、目標Ｉｄｃと実Ｉｄｃの偏差或いは目標Ｉｑと実Ｉｑの偏差に対し、界磁電圧ＰＷＭＤｕｔｙ比を制御する、ジェネレータ（ＧＥＮ）制御を行う。この４ＷＤ制御部２０から出力された界磁電圧ＰＷＭＤｕｔｙ比信号は、発電機１３の界磁コイル１３ａに入力する。

モータ制御部２１には、トルク指令値、電圧センサ２６からＤＣ電圧値Ｖｄｃ、モータレゾルバ２８からモータ回転速度及びモータ磁極位置、の各情報が入力する。そして、モータ制御部２１は、指令トルクＴとモータ回転数から決まる電圧位相に目標Ｖｄｃと実Ｖｄｃの偏差を補償する位相を加えたものに基づきスイッチングを行う、インバータ（ＩＮＶ）制御を行う。このモータ制御部２１からは、出力された３相パワー素子のスイッチング制御信号及びモータ界磁電流信号が出力され、３相パワー素子のスイッチング制御信号はインバータ２３に、モータ界磁電流信号はモータ１４の界磁コイル１４ａに、それぞれ入力する。

図４は、ジェネレータ制御を行う４ＷＤ制御部の構成を示すブロック説明図である。図４に示すように、４ＷＤ制御部２０は、ＤＣ電流指令値・ＤＣ電圧指令値演算部２９、減算器３０、Ｐ（比例）制御部３１、Ｉ（積分）制御部３２、ＦＦ（フィードフォワード）制御部３３、加算器３４、及び界磁電圧Ｄｕｔｙ比演算部３５を有している。
ＤＣ電流指令値・ＤＣ電圧指令値演算部２９は、トルク指令値とモータ回転数の入力により、ＤＣ電流指令値Ｉｄｃ^＊を減算器３０とＦＦ制御部３３に、ＤＣ電圧指令値Ｖｄｃ^＊をＦＦ制御部３３に、それぞれ出力する。ＤＣ電流指令値と実ＤＣ電流値が入力する減算器３０は、演算結果である減算値をＰ制御部３１及びＩ制御部３２に出力する。

Ｐ制御部３１は、エンジン回転数と減算器３０からの演算結果の入力により、Ｐ制御制御量Ｖｐを加算器３４へ出力する。つまり、ＤＣ電流指令値と実ＤＣ電流値の偏差をとり（ｑ軸電流フィードバックの場合は、その指令値と計測値の偏差）、その値にゲインをかける。また、ジェネレータ回転数変動に対しゲインの感度を一定にするため、この値にジェネレータ回転数の逆数をかける。これにより算出した値をＰ制御制御量Ｖｐとする。

Ｉ制御部３２は、エンジン回転数と減算器３０からの演算結果の入力により、制御出力Ｖｉを加算器３４へ出力する。つまり、ＤＣ電流指令値と実ＤＣ電流値の偏差をとり（ｑ軸電流フィードバックの場合は、その指令値と計測値の偏差）、その値を積分していく。積分値は、上限値、下限値を持つ。この積分値にゲインをかけ、Ｐ制御と同様に、ジェネレータ回転数の逆数をかける。これにより算出した値をＩ制御制御量Ｖｉとする。
ＦＦ制御部３３は、エンジン回転数とＤＣ電流指令値Ｉｄｃ^＊とＤＣ電圧指令値Ｖｄｃ^＊の入力により、ＦＦ制御制御量Ｖｆｆを加算器３４へ出力する。

つまり、トルク指令値とモータ回転数により、
ジェネレータ供給電力＝トルク指令×モータ回転数÷インバータ効率
が演算され、これより、
ＤＣ電流指令値Ｉｄｃ^＊＝ジェネレータ供給電力÷ＤＣ電圧指令値Ｖｄｃ^＊
が演算される。また、各回転数毎のジェネレータ特性マップを持たせ、ＤＣ電圧指令値Ｖｄｃ^＊、ＤＣ電流指令値Ｉｄｃ^＊からフィードフォワード制御でジェネレータ界磁電圧ＰＷＭＤｕｔｙ比を指定する。更に、
ＦＦ制御制御量Ｖｆｆ＝ＰＷＭＤｕｔｙ比×ＤＣ電圧指令値Ｖｄｃ^＊
を演算して、ＦＦ制御制御量Ｖｆｆを得る。

図５は、ＤＣ電流指令値とＤＣ電圧指令値の関係をグラフで示す説明図である。
Ｐ制御制御量Ｖｐ、Ｉ制御制御量Ｖｉ、ＦＦ制御制御量Ｖｆｆが入力する加算器３４は、演算結果である加算値Ｖｆを界磁電圧Ｄｕｔｙ比演算部３５へ出力する。つまり、加算値Ｖｆを、ＤＣ電圧が１２Ｖバッテリ電圧以下の場合はバッテリ電圧Ｖｂで除算し（Ｖｆ÷Ｖｂ）、ＤＣ電圧が１２Ｖバッテリ電圧以上の場合はＤＣ電圧で除算（Ｖｆ÷ＤＣ電圧）することにより、ジェネレータ界磁電圧ＰＷＭＤｕｔｙ比が得られる。
界磁電圧Ｄｕｔｙ比演算部３５は、加算値Ｖｆと実ＤＣ電圧値の入力により、演算結果である発電機界磁電流ＰＷＭ制御出力を出力する。

図６は、インバータ（負荷固定）制御を行うモータ制御部の構成を示すブロック説明図である。図６に示すように、モータ制御部２１は、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部３６、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部３７、電圧位相θｖ演算部３８、界磁電流指令値演算部３９、界磁磁束テーブル検索部４０、ＤＣ電圧指令値演算部４１、減算器４２、ＰＩ制御部４３、加算器４４、Ｕ，Ｗ，Ｖ正弦波演算部４５、及びＰＷＭ演算部４６を有している。
Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部３６は、トルク指令値とモータ回転数の入力により、演算結果であるＩｄ，Ｉｑ指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊をＶｄ，Ｖｑ指令値演算部３７へ出力する。つまり、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部３６は、トルク指令値、モータ回転数を引数としたｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑのマップを持ち、トルク指令値とモータ回転数によりｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを決定する。

Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部３７は、Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部３６からのＩｄ，Ｉｑ指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊とモータ回転数と界磁磁束テーブル検索部４０からの検索結果の入力により、演算結果であるＶｄ，Ｖｑ指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊を電圧位相θｖ演算部３８へ出力する。つまり、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部３７は、Ｉｄ，Ｉｑ指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊、モータ回転数、モータパラメータ（インダクタンス、界磁磁束）から、次式によりｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊を演算する。
Ｖｄ＝Ｉｄ^＊・Ｒ−ω・Ｌｑ・Ｉｑ
Ｖｑ＝Ｉｑ^＊・Ｒ＋ω・Ｌｄ・Ｉｄ＋Φ・ω
電圧位相θｖ演算部３８は、Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部３７からの演算結果の入力により、Ｖｄ，Ｖｑ指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊から電圧位相を求め、求めた電圧位相θｖを加算器４４へ出力する。

界磁電流指令値演算部３９は、モータ回転数の入力により、演算結果である界磁電流指令値Ｉｆ^＊を界磁磁束テーブル検索部４０及び界磁電流制御へ出力する。界磁磁束テーブル検索部４０は、界磁電流指令値演算部３９からの界磁電流指令値Ｉｆ^＊の入力により、検索結果をＶｄ，Ｖｑ指令値演算部３７へ出力する。
ＤＣ電圧指令値及び実ＤＣ電圧値が入力する減算器４２は、演算結果である減算値をＰＩ制御部４３へ出力する。ＰＩ制御部４３は、減算器４２からの演算結果の入力により、ＰＩ制御結果であるＰＩ制御制御量を加算器４４へ出力する。

電圧位相θｖとＰＩ制御制御量が入力する加算器４４は、演算結果である位相補正値θ１をＵ，Ｗ，Ｖ正弦波演算部４５へ出力する。つまり、目標ＤＣ電圧と実ＤＣ電圧に偏差がある場合、ＰＩ制御（ＰＩ制御に限らず、系を安定にする補償方法を取ることができる）等で３相正弦波指令値の位相を補正する。
Ｕ，Ｗ，Ｖ正弦波演算部４５は、加算器４４から位相補正値θ１が入力することにより、位相補正後のＶｄ，Ｖｑの値をＵ，Ｗ，Ｖ相の正弦波指令値に変換する２相／３相変換を行って、Ｕ，Ｗ，Ｖ正弦波を演算し、演算結果をＰＷＭ演算部４６へ出力する。

ＰＷＭ演算部４６は、Ｕ，Ｗ，Ｖ正弦波演算部４５から位相補正を加えた電圧位相が入力することにより、３相正弦波を演算し、三角波を比較し、ＰＷＭ指令を演算し、インバータ２３（図３参照）に３相パワー素子のスイッチング信号を出力する。
図７は、インバータ（矩形波）制御を行うモータ制御部の構成を示すブロック説明図であり、図８は、位相補正に対するスイッチングパターン決定を概念的に示し、（ａ）は各領域の説明図、（ｂ）は（ａ）の各領域における素子を一覧表にした説明図である。なお、図８（ｂ）において、各領域でオンしている素子は、ｐが添付されているものは各相の上アームを、ｎが添付されているものは各相の下アームを表す。

図７に示すように、モータ制御部５０は、Ｕ，Ｗ，Ｖ正弦波演算部４５及びＰＷＭ演算部４６に代えて、スイッチングパターン選択部５１を有しており、スイッチングパターン選択部５１から３相パワー素子のスイッチング信号を出力する。その他の構成及び作用は、モータ制御部２１（図６参照）と同様である。
スイッチングパターン選択部５１は、モータレゾルバ２８により検出された磁極位置θ０及び加算器４４からの位相補正値θ１が入力することにより、磁極位置θ０と位相補正値θ１を加算し、加算結果から、例えば、６個のスイッチングパターンの内の該当するものを選択する（図８（ａ），（ｂ）参照）。そして、インバータ２３（図３参照）に、選択したスイッチングパターンによる３相パワー素子のスイッチング信号を出力し、インバータ２３を駆動する。

このように、ジェネレータ動作点制御の場合、モータ回転数トルク指令から決まるＩｄ，Ｉｑ指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊より、Ｖｄ，Ｖｑ指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊を演算し、初期値（デフォルト）の電圧位相が決定される。実際の制御中は、目標電圧Ｖｄｃ^＊と実電圧Ｖｄｃの偏差に対し、ＰＩ制御等の補償をし、その補償量を電圧位相に換算し、位相を絶えず操作する（位相変化の制限は存在する）ことで、電圧が常に目標電圧となるように制御する。これにより、過度の電圧の上昇や電圧の低下を抑制することができる。

一方、ジェネレータ界磁電流は、トルク指令モータ回転数から決まる目標電流Ｉｄｃ^＊と実電流Ｉｄｃとの偏差に対し、ＰＩ制御等の補償をし、その補償量を界磁電圧に換算したものを用いて界磁電流を制御する。
これらの制御により、ジェネレータ動作点を任意の点に制御することができ、所望の入力電力を得ることができる。

ところで、この二つの制御は、互いに干渉する虞があるため、お互いの制御帯域が干渉しないようそれぞれの制御応答を離す必要がある。そこで、トルクを制御する。
トルク制御を行う場合、上述したジェネレータ動作点制御と同様に、演算結果のＶｄ，Ｖｑ指令値Ｖｄ^＊，Ｖｑ^＊よりデフォルトの電圧位相が決定され、実際の制御中は、目標電圧Ｖｄｃ^＊と実電圧Ｖｄｃの偏差に対し、ＰＩ制御等の補償をし、その補償量を電圧位相に換算し位相を操作する。

一方、ジェネレータ界磁電流は、モータ実トルクに影響するｑ軸電流Ｉｑと指令ｑ軸電流Ｉｑ^＊の偏差に対し、ＰＩ制御等の補償をし、その補償量を界磁電圧に換算したものを用いて界磁電流を制御する。これにより、電圧を目標電圧に維持しつつ、界磁電流の増減により、ｑ軸電流Ｉｑを制御する。この結果、ＤＣ電流Ｉｄｃが上下する。
図９は、界磁電流値とインバータ負荷との関係をグラフで示す説明図であり、図１０は、電圧位相についての説明図である。

図９に示すように、等界磁電流線は、無負荷時のｋΦω（ｋ：係数、Φ：ジェネレータ磁束、ω：ジェネレータ電気回転数）を基点として、負荷が大きくなると共に、電圧降下、電機子反作用による界磁の低下により、右下がりに電圧が低下する。つまり、ジェネレータ界磁電流が変化することで等界磁電流線が変化する。

一方のインバータ負荷一定線は、

となり、これを次式に変形すると、

となり、パラメータが決まると、ＤＣ電圧ＶｄｃとＤＣ電流Ｉｄｃの直線になることが分かる（３相電流と３相電圧の位相差）。

ここで、Ｒ：モータ内部抵抗、Ｉｍ：モータ印加電流、Ｖｍ：モータ印加電圧、Ｋ：モータ変調率、Ｌｄ，Ｌｑ：ｄ軸，ｑ軸インダクタンスである。
つまり、電圧位相が変化することで、インバータ−モータの負荷一定線が変化する。そして、等界磁電流線と負荷一定線の交点が、ジェネレータの動作点となる。
また、図１０に示すように、モータに印加した電圧の位相θｖを操作することで、ある範囲内において直線の切片を単調増加で使うことができる。この発明は、この単調増加の範囲内で用いる。

また、ｑ軸電流Ｉｑは、モータ１４の印加電圧Ｖｍ及び電圧位相θｖに依存し、次式で表される。

この式より、印加電圧Ｖｍを一定に保った場合、電圧位相θｖによりＩｑが増減することが分かる。その増減は、Ｒ・ｃｏｓθｖ＋ω・Ｌｄ・ｓｉｎθｖの波形により決まり、この発明に係る制御では、その単調増加となる領域を用いる。

このように、この発明に係る４輪駆動制御装置は、インバータ制御手段により、インバータが、矩形波駆動、或いは変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、ジェネレータ動作点を目標電力に追従する方法として、インバータは目標電力から決まる目標電圧を満足すべくモータ印加電圧位相を制御し、ジェネレータは目標電力から決まる目標電流を満足すべくジェネレータ界磁電流を制御する。

また、４輪駆動制御装置は、インバータ制御手段により、インバータが、矩形波駆動、或い変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、ジェネレータ動作点を安定に動作させつつ、目標トルクを満足する方法として、インバータは目標電力から決まる目標電圧を満足すべくモータ印加電圧位相を制御し、ジェネレータは目標トルクから決まるモータｑ軸電流Ｉｑを満足すべくジェネレータ界磁電流を制御する。

この発明の一実施の形態に係る４輪駆動制御装置を備えたモータ４ＷＤシステムの概略説明図である。３相フィードバック制御を行う場合のジェネレータ動作範囲の安定領域と不安定領域について、グラフで示す説明図である。図１の４輪駆動制御装置の構成を示すブロック説明図である。ジェネレータ制御を行う４ＷＤ制御部の構成を示すブロック説明図である。ＤＣ電流指令値とＤＣ電圧指令値の関係をグラフで示す説明図である。インバータ（負荷固定）制御を行うモータ制御部の構成を示すブロック説明図である。インバータ（矩形波）制御を行うモータ制御部の構成を示すブロック説明図である。位相補正に対するスイッチングパターン決定を概念的に示し、（ａ）は各領域の説明図、（ｂ）は（ａ）の各領域における素子を一覧表にした説明図である。界磁電流値とインバータ負荷との関係をグラフで示す説明図である。電圧位相についての説明図である。

符号の説明

１０４輪駆動制御装置
１１モータ４ＷＤシステム
１２エンジン
１３発電機
１３ａ，１４ａ界磁コイル
１４モータ
１５減速機
１６主駆動軸
１７前輪
１８副駆動軸
１９後輪
２０４ＷＤ制御部
２１，５０モータ制御部
２２モータ制御回路
２３インバータ
２４パワーハーネス
２５電流センサ
２６電圧センサ
２７キャパシタ
２８モータレゾルバ
２９ＤＣ電流指令値・ＤＣ電圧指令値演算部
３０，４２減算器
３１Ｐ制御部
３２Ｉ制御部
３３ＦＦ制御部
３４，４４加算器
３５界磁電圧Ｄｕｔｙ比演算部
３６Ｉｄ，Ｉｑ指令値演算部
３７Ｖｄ，Ｖｑ指令値演算部
３８電圧位相θｖ演算部
３９界磁電流指令値演算部
４０界磁磁束テーブル検索部
４１ＤＣ電圧指令値演算部
４３ＰＩ制御部
４５Ｕ，Ｗ，Ｖ正弦波演算部
４６ＰＷＭ演算部
５１スイッチングパターン選択部

Claims

車両の主駆動輪を駆動するエンジンと、
エンジンからの駆動力を動力源として発電する発電機と、
前記発電機の発電電力が、インバータを介して供給されることにより、副駆動輪の駆動力を発生するモータと、
前記インバータを制御して、前記モータが発生する駆動力を制御するインバータ制御手段と、
前記副駆動輪に必要とされる目標トルクから前記モータに必要な電力を演算する必要電力演算手段と、
前記必要電力演算手段の演算結果に基づき、前記発電機が出力するべき目標電力を演算する目標電力演算手段と、
前記目標電力演算手段の演算結果に基づき、前記発電機の発電電力を制御する発電機制御手段と、
前記インバータ制御手段により前記インバータが、矩形波駆動、或いは変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、前記インバータ制御手段は、所定の目標電圧に基づき、前記インバータによりモータ印加電圧位相を制御する４輪駆動制御装置。
前記発電機制御手段は、前記目標電力から決まる目標電流に基づき、発電機の界磁電流を制御する請求項１に記載の４輪駆動制御装置。
前記インバータ制御手段により前記インバータが、矩形波駆動、或いは変調率が固定されたパルス幅変調駆動されている場合に、前記発電機制御手段は、前記目標トルクから決まるモータｑ軸電流に基づいて、発電機の界磁電流を制御する請求項１に記載の４輪駆動制御装置。