JP2009207268A - 車輪駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ駆動制御のコストを抑えつつ、矩形波制御でモータを駆動制御する。
【解決手段】バッテリ１３からの給電で交流モータ４を矩形波制御で駆動を開始する際に、モータ４及びインバータ１０に対する充填抵抗の値を、充電用リレー１８をオンオフ制御することで擬似的に変更することによって、モータ４への始動時の電流が、所定電流閾値Ｉｓ０以内となるように制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両など、駆動輪を駆動するモータの始動時にバッテリから電力を給電する車輪駆動装置に関する。

ハイブリッド車両における、駆動輪を駆動するモータの駆動制御方法としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１に記載の技術では、モータ及び発電機と、補機用の１２Ｖバッテリとが昇降圧装置を介して接続する。そして、運転条件に応じて、補機用の１２Ｖバッテリの電力を、昇降圧装置でモータ駆動可能な値まで昇圧してから、モータに供給して該モータを駆動する。なお、バッテリとモータとの間には、モータを駆動制御するためのインバータがある。特許文献１に記載の技術では、インバータはＰＷＭ制御方式やＰＡＭ制御方式で制御する。

また、モータの制御方式として、例えば特許文献２には、ＰＷＭ制御方式と矩形波制御方式とが開示してある。
特開２００６−１７６１２０号公報 特開２００４−７２９５４号公報

上記従来技術では、補機用の低圧のバッテリでモータを駆動する必要があることから、昇降圧装置が必ず必要である。このため、昇降圧装置の分だけコスト的に不利な構成となる。
また、バッテリ電圧は１２Ｖ以下には降下できず、かつ電流制限機構が無い。このため、特許文献１に記載の技術では、インバータの駆動方式として矩形波制御だけを採用することが出来ない。すなわち、矩形波制御を採用すると電源投入時に突入電流が発生してモータの耐久性に影響が出る。
本発明は、上記のような点に着目したもので、モータ制御のコストを抑えつつ、矩形波制御でモータを駆動制御することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、バッテリからの給電で交流モータを矩形波制御で駆動を開始する際に、モータ及びインバータに対する抵抗を擬似的に変更することによって、モータへの電流が所定電流閾値以内となるように制御する。

本発明によれば、モータへの電流が所定電流閾値以内となるように抑制制御することで、モータを矩形波駆動で制御しても、モータ始動時における突入電流等の始動時の電流を抑えることが出来る。
このとき、電流の抑制を抵抗の擬似的な変更で行うことで、昇降圧装置などを使用することが不要となる。すなわち、モータ制御のコストを抑えつつ、矩形波制御でモータを駆動制御すること可能とする。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車輪駆動装置を装備した車両のシステム構成の概略図である。また、図２は、車輪駆動装置のパワーエレクトロニクス部の構成を示す図である。
（構成）
まず構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、内燃機関であるエンジン２によって駆動する主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、モータ４によって駆動可能な従駆動輪である。

上記エンジン２の吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装してある。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度を調整制御する。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度を調整制御する。従って、エンジンコントローラ５からの指令によって、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下などに調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作(アクセル開度)とは独立して、エンジン２の出力トルクを調整することができる。

上記エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション６を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達可能となっている。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部を、無端ベルト７を介して発電機８に伝達することで、発電機８は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｇで回転する。
上記発電機８は、４ＷＤ制御部２０によって調整される界磁電流Ｉｆｇに応じてエンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機８の発電電力の大きさは、回転数Ｎｇと界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより決定出来る。なお、発電機８の回転数Ｎｇは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。

発電機８が発電した電力は、ジャンクションボックス９及びインバータ１０を介して交流モータ４に供給可能となっている。すなわち、インバータ１０を用いて交流モータ４を駆動する。
ここで、インバータ１０は、図２に示すように、入力回路と並列に平滑コンデンサ１１を有するコンデンサインプット形としている。また、上記発電機８には、整流器１５が内蔵してある。但し、以下の説明では、別部品として説明する。

モータ４は、例えば界磁巻線型同期モータであり、界磁巻線を有したロータと、回転磁界を発生するための３相巻線を巻いたステータとを備える。モータ４は、ロータの界磁巻線に電流を流すことで発生する磁界と、ステータの３相巻線より発生する磁界との相互作用により回転運動する。また、ロータが外力により回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用により３相巻線の両端に起電力を発生し発電動作する。本実施例では、モータ４として界磁巻線型同期モータを適用したが、ロータに永久磁石を有する永久磁石型同期モータや誘導モータを適用することも可能である。モータ４は、後述のモータ駆動制御部２０Ｄによって指令値に制御する。
上記モータ４の駆動軸は、減速機、及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。

また、不図示の補機用バッテリとは別に、モータ駆動用のバッテリ１３を備える。バッテリ１３は、インバータ１０およびモータ４に対し、上記発電機８と並列に配置する。なお、図１中符号２１はバッテリを監視するバッテリコントローラを示す。そのバッテリ１３の電力は、ジャンクションボックス９及びインバータ１０を介して交流モータ４に供給可能となっている。
ジャンクションボックス９内には、インバータ１０と発電機８とを接続・遮断する発電機用リレー１４を有する。この発電機用リレー１４が接続している状態では、発電機８から整流器１５を介して供給する直流の電力は、インバータ１０内で三相交流に変換されてモータ４を駆動する。

ジャンクションボックス９内には、バッテリ１３とインバータ１０との間を接続・遮断するバッテリ用リレー部１６を有する。バッテリ用リレー部１６は、メインリレー１７と充電用リレー１８との２つのリレー１７，１８を並列に配置して構成する。また、充電用リレー１８には直列に充電抵抗１９を接続する。上記メインリレー１７若しくは充電用リレー１８を接続状態とすることで、バッテリ１３の電力をインバータ１０を介してモータ４に供給可能となる。メインリレー１７は、バッテリ１３からの通常給電時に使用するスイッチである。充電用リレー１８は、インバータ１０のコンデンサ１１を充電するためのスイッチで、モータ４の始動時に使用する。

本実施形態では、少なくとも充電用リレー１８は、半導体スイッチから構成する。
また、ジャンクションボックス９内には、図２に示すように、インバータ１０に供給する電圧を検出する電圧センサ２０と、発電電流を検出する発電機電流センサ２１とを備える。また、バッテリ１３の電圧を検出するバッテリ電圧センサ２２と、バッテリ１３からインバータ１０に供給する電流を検出するバッテリ電流検出センサ２３を備える。そして、これらのセンサ２０〜２３は、検出した検出信号を４ＷＤ制御部２０に出力する。

また、モータ４の駆動軸にはレゾルバ２２が連結しおり、モータ４の磁極位置信号θを出力する。
また、上記クラッチ１２は、例えば湿式多板クラッチであって、４ＷＤ制御部２０からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとした。これに代えて、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサを設ける。各車輪速センサは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤ制御部２０に出力する。

上記４ＷＤ制御部２０は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備える。４ＷＤ制御部２０は、上記各車輪速度センサで検出した車輪速度信号、電圧センサ２０，２２及び電流センサ２１，２３の出力信号、モータ４に連結したレゾルバ２２の出力信号及び駆動力指示子であるアクセルペダル（不図示）の踏込み量に相当するアクセル開度等を取得する。また、４ＷＤ制御部２０は、システム起動情報も取得する。

４ＷＤ制御部２０は、図３に示すように、モータ始動部２０Ａ、モータ待機部２０Ｂ、及び４ＷＤ判定部２０Ｃ、及びモータ駆動制御部２０Ｄを備える。
モータ始動部２０Ａは、システム起動を検出すると作動する。モータ待機部２０Ｂは、モータ始動部２０Ａの終了（４ＷＤ待機モードフラグが「ＴＲＵＥ」）を検出し且つ変速指示がＤレンジであることを検出すると作動する。そして、モータ待機部２０Ｂは、アクセル開度に基づき加速指示を検出すると４ＷＤ判定部２０Ｃを起動する。４ＷＤ判定部２０Ｃは、４ＷＤ駆動モードと２ＷＤ駆動モードとの判定を行う。

次に、モータ始動部２０Ａは、インバータ１０の平滑コンデンサ１１の充電を行い、モータ駆動制御可能な状態にする処理部である。モータ始動部２０Ａは、イグニッションがオンとなることで入力する、システム起動情報を取得すると起動する。そして、４ＷＤ待機モードフラグが「ＴＲＵＥ」となるまで処理を行う。
モータ始動部２０Ａは、所定サンプリング周期に作動して、図４に示すように、まずステップＳ１０にてモータ４の回転数及びモータ４の電圧値を読み込む。また、ステップＳ２０にて、発電機用リレー１４及びメインリレー１７にオフ指令を出力する。そして、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、下記式に基づき、充電用リレー１８を接続状態となったときの、モータ４のインピーダンスＺｍを演算する。
Ｚｍ ＝ （Ｒ＋ｒ）＋ｊωＬ
ここで、
ｒ：モータ４の巻線抵抗（バッテリからモータの間の損失抵抗も含む）
Ｒ：充電抵抗１９の値
ω：モータ４の角周波数
Ｌ：インダクタンス
ただし、システム始動時は、通常モータ回転数はゼロであるのでω＝０となるため、
Ｚｍ ＝ （Ｒ＋ｒ）となる。

また、巻線抵抗ｒは、モータ４の温度によっても変化するので、モータ温度によって補正しても良い。すなわち、予め設定した、温度と抵抗とのマップから抵抗を推定してもよい。
続いて、ステップＳ４０では、始動時の電流Ｉｓが所定の電流閾値Ｉｓ０となる電圧Ｖｂを、下記式に基づき求める。
Ｖｂ ＝ Ｉｓ０ × Ｚｍ ＝ Ｉｓ０ × （Ｒ＋ｒ）
ここで、所定の電流閾値Ｉｓ０は、例えば、モータ４の耐久性能から許容出来る最大モータ電流より余裕代分だけ低い値に設定する。この電流閾値Ｉｓ０は、通常のモータ駆動時におけるモータ電流よりも低い値であるが、充電抵抗１９が無い状態で始動時の突入電流よりは低い値である。

次に、ステップＳ５０にて、検出したバッテリ電圧ＶＢに基づき、上記電圧Ｖｂとなるようにデューティ比Ｄを求めて、充電用スイッチをオンオフ制御（チョッパ動作）する。
次に、ステップＳ６０にて、始動処理を終了するか否かを判定する。始動処理を終了する場合には、ステップＳ７０にて、４ＷＤ待機モードフラグ４ＷＦＬＧを「ＴＲＵＥ」にして処理を終了する。一方、始動処理中と判定した場合には、ステップＳ８０にて、４ＷＤ待機モードフラグ４ＷＦＬＧを「ＦＡＬＳＥ」に保持して処理を終了する。

上記始動処理を終了するか否かは次のように判定する。
すなわち、充電用リレー１８をオフにしてメインリレー１７をオンにした場合のモータ４のインピーダンスＺｍは、下記式で表すことができる。
Ｚｍ′ ＝ ｒ ＋ｊωＬ ＝ｒ（ω＝０とする）
そして、そのときにモータ４に流れる電流Ｉｍは、下記式となる。
Ｉｍ ＝ ＶＢ ／Ｚｍ′ ＝ＶＢ／ｒ
そして、この電流Ｉｍが電流閾値Ｉｓ０未満か否かを判定する。電流Ｉｍが電流閾値Ｉｓ０未満の場合に、始動処理を終了と判定する。

次に、４ＷＤ判定部２０Ｃは、モータ回転数に基づき、モータ回転数が所定回転数未満では４ＷＤ駆動モードとし、モータ回転数が所定回転数Ｎ１以上では２ＷＤ駆動モード（エンジンだけでの駆動モード）とする。４ＷＤ駆動モードと判定した場合には、モータ駆動と判定して、モータ駆動制御部２０Ｄを起動する。一方、２ＷＤ駆動モードと判定した場合には、モータ駆動を停止する。
モータ駆動制御部２０Ｄは、図５に示すように、モータトルク指令演算部２０Ｄａ、矩形波駆動制御部２０Ｄｂ、発電機制御部２０Ｄｃ、及びクラッチ制御部２０Ｄｄを備える。

モータトルク指令演算部２０Ｄａは、主として走行時のモータトルク制御指令値を演算するものである。このモータトルク指令演算部２０Ｄａは、図６に示すように、前後回転数差演算部２０Ｄａａ、車速演算部２０Ｄａｂ、第１モータ駆動力演算部２０Ｄａｃ、第２モータ駆動力演算部２０Ｄａｄ、セレクトハイ部２０Ｄａｅ、及び後輪ＴＣＳ制御部２０Ｄａｆからなり、４輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、モータトルク指令値Ｔｍを算出する。

すなわち、先ず、前後回転数差演算部２０Ｄａａで、４輪の車輪速度信号Ｖｆｒ〜Ｖｒｒに基づいて次式をもとに前後回転差ΔＶを算出する。
ΔＶ＝（Ｖｆｒ＋Ｖｆｌ）／２−（Ｖｒｒ−Ｖｒｌ）／２
そして、前後回転差ΔＶに基づいて、第１モータ駆動力演算部２０Ｄａｃで予め格納されたマップを参照し、第１モータ駆動力ＴΔＶを算出して後述するセレクトハイ部２０Ｄａｅに出力する。この第１モータ駆動力ＴΔＶは、前後回転差ΔＶが大きくなると共に比例的に大きく算出するに設定しておく。

一方、車速演算部２０Ｄａｂでは、４輪の車輪速度信号と車両が発生する総駆動力Ｆとをセレクトローして車速信号Ｖを算出する。ここで、総駆動力Ｆは、トルクコンバータ滑り比から推定する前輪駆動力とモータトルク指令値Ｔｔから推定出来る後輪駆動力との和によって求める。
第２モータ駆動力演算部２０Ｄａｄでは、第２モータ駆動力Ｔｖを算出する。具体的には、車速演算部２０Ｄａｂから入力した車速Ｖと、アクセル開度Ａｃｃとに基づいて、予め格納されたマップを参照して算出する。この第２モータ駆動力Ｔｖは、アクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど大きく、車速Ｖが大きくなるほど小さく算出するように設定しておく。

次にセレクトハイ部２０Ｄａｅで、上記第１モータ駆動力演算部２０Ｄａｃから入力した第１モータ駆動力ＴΔＶと、上記第２モータ駆動力演算部２０Ｄａｄから入力した第２モータ駆動力Ｔｖとをセレクトハイした値を目標トルクＴｔｔとして後輪ＴＣＳ制御部２０Ｄａｆに出力する。
そして、後輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒ、車速Ｖに基づいて、公知の方法により後輪トラクションコントロール制御を行って、モータ４のモータトルク指令値Ｔｍを出力する。

次に、矩形波駆動制御部２０Ｄｂは、モータトルク指令値Ｔｍとモータ回転速度Ｖｍに基づき、インバータ１０を矩形波制御する。そして、インバータ１０に３相パワー素子のスイッチング制御信号を出力して３相交流電流を制御して、モータ４に矩形波電圧を印加する。また、モータ４の界磁電流を、車速に応じて制御する。
また、発電機制御部２０Ｄｃは、モータ４の回転数が所定回転数Ｎ２となると作動する。所定回転数Ｎ２は、２ＷＤ駆動モードへの移行の回転数Ｎ１よりも小さい値である。このとき、発電機用リレー１４にオン指令を出力し、メインリレー１７及び充電用リレー１８にオフ指令を出力する。

発電機制御部２０Ｄｃは、図７に示すように、要求電力演算部２０Ｄｃａ及び発電機制御部本体２０Ｄｃｂを備える。
要求電力演算部２０Ｄｃａは、モータトルク指令演算部２０Ｄａで算出したモータトルク指令値Ｔｍとモータ回転速度Ｖｍとに基づいて、次式をもとにモータ４に必要な電力Ｐｍを算出する。
Ｐｍ＝Ｔｍ×Ｖｍ
さらに、モータ必要電力Ｐｍに基づいて、次式をもとに発電機８が出力すべき発電機必要電力Ｐｇを算出する。発電機必要電力Ｐｇは、モータ・インバータ効率分だけ、モータ必要電力Ｐｍより多く出力しなければならない。
Ｐｇ＝Ｐｍ／Иｍ
ここで、Иｍはモータ・インバータ効率である。モータ・インバータ効率Иｍは、モータトルク指令値Ｔｍとモータ回転速度Ｖｍに基づき、効率マップを使用して算出する。

発電機制御部本体２０Ｄｃｂでは、要求電力演算部２０Ｄｃａで算出した要求電力を発電機電流で除算することで発電機電圧指令Ｖｇを算出する。このとき、発電機電圧指令が上限電圧Ｖｍａｘ（フェイル電圧）よりも大きい場合には、上限電圧Ｖｍａｘに制限する。この上限電圧Ｖｍａｘは、例えば６０Ｖなどに設定しておき、インバータ素子の定格や発電機・モータの設計から設定しておく。

さらに、その発電機電圧指令と発電機電圧を比較し電圧偏差を求めＰＩ制御を施して発電機電圧指令にする界磁電流Ｉｆｇを求め出力する。
上記ＰＩ制御のゲインは、発電機８回転数をパラメータとしたＰゲインマップ及びＩゲインマップを予め求めておき変化させる。また、ＦＦ（フィードフォワード）項は、発電機電圧の上記電圧差分と発電機回転数をパラメータとしたＦＦマップを予め求めておきＰＩ出力値に加算する。

なお、発電電圧をコントロールする例を示したが、発電界磁電流を検出（または推定）して界磁電流Ｉｆｇを求めコントロールしても良い。
また、クラッチ制御部２０Ｄｄは、クラッチの状態を制御し、４輪駆動状態と判定している間はクラッチを接続状態に制御する。例えば、クラッチ制御部２０Ｄｄは、下記のように制御する。
ここで、メインリレー１７はメインスイッチを構成する。充電用リレー１８は始動用スイッチを構成する。充電用リレー１８及び充電抵抗１９は、電流調整手段を構成する。

（動作）
イグニッションがオンとなり車両のシステムが起動したことを検知すると、充電用リレー１８をＯＮ、メインリレー１７をＯＦＦし、バッテリ１３から充電電流を流して、平滑コンデンサ１１を充電する（図８（ａ）参照）。
このとき、メインリレー１７を通じてバッテリ１３の電力をモータ４に供給すると、充電前のコンデンサ１１のインピーダンスが極端に小さいことにより、モータ４に大電流が流れてしまい、モータ４の寿命に影響が出る。
図９に、メインリレー１７を通じてバッテリ１３の電力をモータ４に供給する場合の動作波形の例を示す。

これに対し、充電抵抗Ｒを大きく設定して、充電用リレー１８を通じてバッテリ１３の電力をモータ４に供給すると、図１０のような動作波形となる。すなわち充電抵抗Ｒ分だけ、始動時のモータ電流を抑えることが出来る。このように充電抵抗Ｒを調整することで、突入電流を所定の電流閾値Ｉｓ０とすることが可能である。
但し、充電抵抗Ｒを大きくするほど、充電用リレー１８がオンの場合のモータトルクが小さくなる。また、充電用リレー１８をオンからオフ、つまりメインリレー１７をオンに切り替える際のトルク変動が、充電抵抗Ｒが大きくなるほど大きくなる。

これに対し、本実施形態では、図１１に示すように、充電用リレー１８をオンオフ制御することで、モータ電流を電流閾値Ｉｓ０となるように制御している。すなわち、充電用リレー１８をオンオフ制御することで、擬似的に充電抵抗１９を可変とする（図１１のＡ部分）。
これによって、充電用リレー１８がオンの場合であっても所定の駆動トルクを確保することが出来る。
また、充電用リレー１８をオンからオフに切り替え且つメインリレー１７をオンに切り替える際の、モータのトルク変動も小さく抑えることが出来る。

コンデンサ１１の充電が完了した状態で、運転者がシフトをＤレンジにすると、４ＷＤ待機モードへ移行する（図８（ｂ）参照）。
さらに、アクセルペダルが踏まれて、アクセルＯＮとなると、４ＷＤ始動モードへ移行する（図８（ｃ）参照）。そして、運転者の要求する加速指示量に応じたモータトルク指令値となるように、インバータ１０を矩形波制御して、モータ４を矩形波駆動制御する。
更に、車速が上がり、モータ回転数が所定の閾値を超えると、発電機８が発電を行う。

（本実施形態の効果）
（１）モータ４への電流が所定電流閾値Ｉｓ０以内となるように制御する。
これによって、モータ駆動をＰＷＭ／矩形波に切り替える必要が無く、より簡易な矩形波制御のみで構成できる。
この結果、制御系部品（ＣＰＵなど）のコスト低減に繋がる。また、パワーモジュールの容量低減にも繋がる。更に、ＰＷＭ制御において必要とされる高精度な回転センサも使用する必要が無くなる。
（２）充電用リレー１８と充電抵抗１９によって、モータ４への電流が所定電流閾値Ｉｓ０以内となるように制御する。
これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの昇降圧装置を設ける事なく、簡易な構成によって、バッテリ１３の出力を制御できる。したがって、コスト低減に繋がる。

（３）バッテリ１３からの給電は、電力の投入を開始する際に、最初に充電用リレー１８側を通じて給電を開始して、モータ電流が所定電流閾値Ｉｓ０以下となったらメインリレー１７側を通じて給電を行う。
この結果、モータ４の始動時だけ、モータ４への電流が所定電流閾値Ｉｓ０以内となるように制御することになる。これによって、モータ４への電流が所定電流閾値Ｉｓ０以内となるように制御する時間を短く出来る。
（４）充電用リレー１８をオンオフ制御することで、モータ４への電流を所定値となるように制御する。
モータ４始動時の電流を所望の値に制御可能となる。

（５）充電用リレー１８として半導体スイッチを使用する。
これによって、充電／非充電の切替を滑らかにすることで、トルク変動を精度良く抑えることができる。
（６）エンジン２の駆動力で発電する発電機８を備え、その発電機８は、上記バッテリ１３と並列に上記インバータ１０に電気的に接続する。
これによって、バッテリ１３からの給電で電力が足り無いときに、発電機８からの電力によってもモータ４を駆動可能となる。
また、所定車速以上のときに発電機８で発電することで所要の電力を発生することが可能である。

（変形例）
（１）上記実施形態では、充電用リレー１８として半導体スイッチを例示した。これに代えて、図１２に示すような、充電用リレー１８として通常のリレーを採用しても良い。但し、半導体スイッチを採用した方が精度良く制御することが出来る。
（２）また上記実施形態では、充電用リレー１８をオンオフ制御（チョッパ制御）して、擬似的に充電抵抗１９の抵抗値を変更して、モータ始動時の電流を制御している。これに代えて、充填抵抗１９を可変抵抗として、当該充電抵抗１９自体を可変制御させても良い。

本発明に基づく実施形態に係るシステム概要を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るパワーエレクトロニクス部の構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る４ＷＤ制御部の構成を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係るモータ始動部の処理を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係るモータ駆動制御部の構成を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係るモータトルク指令演算部の構成を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る発電機制御部の構成を説明する図である。 モードの遷移を説明する図である。 充電抵抗が無い場合における始動時のモータ電流を示す図である。 単純に充電抵抗を適用した場合における始動時のモータ電流を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る始動時のモータ電流を示す図である。 変形例を示す図である。

符号の説明

１Ｌ，１Ｒ 左右前輪
２ エンジン
３Ｌ、３Ｒ 左右後輪（駆動輪）
４ 交流モータ
８ 発電機
１０ インバータ
１１ コンデンサ
１３ バッテリ
１４ 発電機用リレー
１７ メインリレー（メインスイッチ）
１８ 充電用リレー（始動用スイッチ）
１９ 充電抵抗
２０Ａ モータ始動部
２０Ｄｂ 矩形波駆動制御部
ｒ 巻線抵抗
Ｒ 充電抵抗の値
ＶＢ バッテリ電圧
Ｚｍ インピーダンス

Claims (5)

1. 駆動輪に駆動力を伝達する交流モータと、その交流モータに対しインバータを介して電力を供給可能なバッテリと、を備える車輪駆動装置であって、
   上記モータを駆動する際には、該モータに矩形波電圧を印加するようにインバータを矩形波制御することでモータを駆動すると共に、
   上記バッテリとインバータとの間の給電経路に介装されてモータへの電流を調整可能な電流調整手段を備え、モータへの電流が所定電流閾値以内となるように、上記電流調整手段を制御することを特徴とする車輪駆動装置。
2. 上記バッテリとインバータとの間の給電を制御するスイッチとして、メインスイッチと始動時の始動用スイッチとを並列に備えると共に、上記始動用スイッチと直列に充電抵抗を設けて、上記始動用スイッチ及び充電抵抗で上記電流調整手段を構成し、
   バッテリからの給電は、電力の投入を開始する際に、最初に始動用スイッチ側を通じて給電を開始して、モータ電流が所定電流閾値以下となってからメインスイッチ側を通じて給電を行うことを特徴とする請求項１に記載した車輪駆動装置。
3. 上記電流調整手段は、上記始動用スイッチをオンオフ制御することで、モータへの電流が所定値となるように制御することを特徴とする請求項２に記載した車輪駆動装置。
4. 上記始動用スイッチは、半導体スイッチであることを特徴とする請求項３に記載した車輪駆動装置。
5. エンジンの駆動力で発電する発電機を備え、その発電機を、上記バッテリと並列に上記インバータに対し電気的に接続した車輪駆動装置であって、
   モータの始動の際には、バッテリからの給電によってモータ駆動することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した車輪駆動装置。

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