JP2009214740A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機負荷の急減に起因するベルトのスリップを防止する。
【解決手段】車両の駆動力制御装置は、エンジンの出力トルク、トランスミッション許容トルク、発電機の負荷及びトランスミッション入力トルクを算出する（ステップＳ１１）。そして、車両の駆動力制御装置は、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合（ステップＳ１２）、発電機の電力を消費することで、発電機からモータへの電力供給回路内に過剰な電圧がかかるのを防止する過電圧保護回路を駆動する（ステップＳ１３）。
【選択図】図６

Description

本発明は、主駆動軸を駆動する内燃機関（エンジン）で発電機を駆動し、その発電機でモータを駆動して４輪駆動状態を実現する車両の駆動力制御装置に関するものである。

特許文献１には、発電機とインバータとの間に挿入されたバイパス回路によって構成される、インバータの過電圧保護装置が開示されている。この過電圧保護装置では、インバータへの入力電圧が基準電圧を超えた場合、バイパス回路を有効にし、発電機の発電電力をバイパス回路上の抵抗で消費することで、インバータを過電圧から保護している。
この特許文献１には、発電機負荷の急減、遮断時に、エンジン回転数が該発電機負荷の急減、遮断に追いつかず、エンジン回転数がオーバーシュートしてしまうのを防止するため、基準電圧を越えたことで発せられる信号やインバータの停止信号をトリガーに、そのエンジン回転数のオーバーシュートを最小限に抑える方法も開示されている。
特開２００１−３５２６６４号公報

ところで、発電機負荷の急減、遮断は、エンジン回転数のオーバーシュートという現象をもたらすが、同時に、トランスミッションへの入力トルクの急増という現象ももたらす。ここで、ベルト式ＣＶＴ（ContinuouslyVariable Transmission）でトランスミッションが構成される車両を考えた場合、トランスミッションへの入力トルクが急増すると、変速機を構成するプーリとベルトとの間でスリップが発生し、場合によっては、ベルトが切れてしまうことが考えられる。例えば、ベルトのスリップは、エンジンと駆動輪との間の駆動力の伝達効率の低下を招来する。
しかし、特許文献１には、発電機負荷が急減した場合に、トランスミッションへの入力トルクの急増の防止し、ベルトがスリップしてしまうのを防止する技術は開示されていない。
本発明の課題は、発電機負荷の急減に起因するベルトのスリップを防止することである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明に係る車両の駆動力制御装置は、トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、過電圧保護手段を駆動する。過電圧保護手段は、発電機の電力を消費することで、発電機からモータへの電力供給回路内に過剰な電圧がかかるのを防止するものである。
また、請求項２に記載の本発明に係る車両の駆動力制御装置は、トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、内燃機関の駆動を制限する。
また、請求項３に記載の本発明に係る車両の駆動力制御装置は、トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、トランスミッション内の駆動力の伝達経路上のフォワードクラッチの締結を解除する。

請求項１に記載の本発明によれば、過電圧保護手段を駆動して発電機の電力を消費することで、発電機負荷が急減してしまうのを防止でき、ベルトのスリップを防止できる。
また、請求項２に記載の本発明によれば、発電機負荷が急減した場合でも、内燃機関の駆動を制限することで、内燃機関からトランスミッションへの入力を制限し、ベルトのスリップを防止できる。
また、請求項３に記載の本発明によれば、トランスミッション内の駆動力の伝達経路上のフォワードクラッチの締結を解除することで、内燃機関からトランスミッションへの入力伝達を駆動力の伝達経路上で遮断し、ベルトのスリップを防止できる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
先ず第１の実施形態を説明する。
（構成）
第１の実施の形態は、本発明を適用した四輪駆動車両である。
図１は、四輪駆動車両の概略構成図である。図２は、そのモータ駆動制御に関するパワーエレクトロニクス部の構成図である。
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によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ，３Ｒが、モータ４によって駆動可能な従駆動輪（副駆動輪）である。

エンジン２の吸気管路（例えばインテークマニホールド）内には、メインスロットルバルブとサブスロットルバルブとを備える。アクセル開度指示装置（加速指示操作部）であるアクセルペダルの踏み込み量等に応じてメインスロットルバルブのスロットル開度を調整制御する。具体的には、アクセルペダルの踏み込み量に機械的に連動するか、又は該アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサの踏み込み量検出値に応じて、エンジン制御部（ＥＮＧ Ｃ／Ｕ）１６が電気的に調整制御することで、スロットル開度を調整する。
トランスミッション５（具体的にはトランスミッション５及びデファレンスギヤ）を通じてエンジン２の出力トルクＴｅを左右前輪１Ｌ，１Ｒに伝達する。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部を、無端ベルト６を介して発電機７に伝達することで、発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｇで回転する。

図３は、トランスミッション５を含む前輪の駆動系の構成を示す。
図３に示すように、車両は、駆動系として、発電機７、ベルト６、エンジン側プーリ３２、クランクシャフト３３、エンジン２、エンジン出力軸３４、オイルポンプ３５、トルクコンバータ３６、トルクコンバータ出力軸３７、フォワードクラッチ３８（発進締結要素）、変速機入力軸３９、ベルト式無段変速機４０、変速機出力軸４２、出力ギヤ４５、ドライブギヤ４６、ディファレンシャル４７、ドライブシャフト４８，４９及びＣＶＴ油圧ユニット５０を備える。ここで、トランスミッション５は、ベルト式ＣＶＴ（ContinuouslyVariable Transmission）である。

オイルポンプ３５は、エンジン出力軸３４により駆動される油圧供給源としてのメカポンプであり、ＣＶＴ油圧ユニット５０にポンプ吐出油を供給する。
ＣＶＴ油圧ユニット５０は、トランスミッション制御部（ＣＶＴ Ｃ／Ｕ）１７からのフォワードクラッチ３８の締結開始指令を受けて、クラッチアクチュエータ５１によりフォワードクラッチ３８の締結状態を制御する。

フォワードクラッチ３８は、駆動力の伝達経路上、すなわちトルクコンバータ出力軸３７と変速機入力軸３９との間に介装され、前進するときに油圧締結される多板摩擦クラッチ等による発進締結要素である。ＣＶＴ油圧ユニット５０からのクラッチ制御圧によりフォワードクラッチ３８を締結する。
ベルト式無段変速機４０は、変速機入力軸３９に設定されたプライマリプーリ４１、変速機出力軸４２に設定されたセカンダリプーリ４３、及びプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４３との間に掛け渡されたＶベルト４４を備える。ＣＶＴ油圧ユニット５０は、ベルト接触径を決めるプライマリプーリ圧とセカンダリプーリ圧（＝ライン圧）とをプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４３に供給している。

なお、変速機出力軸４２には、出力ギヤ４５を備え、該出力ギヤ４５に噛み合うドライブギヤ４６を介してディファレンシャル４７へ回転駆動力を伝達する。ディファレンシャル４７は、右ドライブシャフト４８を介して右駆動輪１Ｒに回転駆動力を伝達し、また、左ドライブシャフト４９を介して左駆動輪１Ｌに回転駆動力を伝達する。
また、図３に示すように、エンジン制御部１６、トランスミッション制御部１７及び４ＷＤ制御部（４ＷＤ Ｃ／Ｕ）２０は、双方向通信線であるＣＡＮ通信線５２を介して相互に情報交換を行う。

発電機７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。回転数Ｎｇと界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより、発電機７の発電電力の大きさを決定する。なお、発電機７の回転数Ｎｇは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算できる。
図１に示すように、発電機７が発電した電力は、ジャンクションボックス１０及びインバータ９を介して交流モータ４に供給可能となっている。すなわち、インバータ９によって直流を三相交流に変換して交流モータ４に供給して該交流モータ４を駆動する。なお、図２に示すように、入力回路と並列に小型キャパシタ１５を設置したコンデンサインプット形としている。

図４は、モータ４及びインバータ９等の構成を示す。
図４に示すように、モータ４は、界磁巻線型同期モータであり、界磁コイル４ａを有したロ一タと回転磁界を発生するための３相巻線（電機子コイル４ｂ）が巻かれたステータを備える。モータ４はロータの界磁コイル３ａに電流を流すことで発生する磁界とステータの電機子コイル４ｂから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電機子コイル４ｂの両端に起電力を発生し発電動作する。モータ４は、モータ制御部２１によって指令値に制御される。図１に示すように、モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ，３Ｒに接続可能となっている。

ジャンクションボックス１０内には、インバータ９と発電機７とを接続・遮断するリレーを備える。そして、このリレーが接続されている状態で、発電機７から整流器を介して供給された直流の電力は、インバータ９内で三相交流に変換されてモータ４を駆動する。
また、ジャンクションボックス１０内には、発電電圧を検出する発電機電圧センサ１３と、インバータ９の入力電流である発電電流を検出する発電機電流センサ１４ａ，１４ｂとを備え、これらの検出信号を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が連結されており、モータ４の磁極位置信号θを出力する。

インバータ９は、図４に示すように、６個のスイッチング素子９ａ（ＭＯＳＦＥＴ）を備える。すなわち、６個のスイッチング素子９ａは、モータ４の電機子コイル４ｂの三相に対応して３組の上下アームのスイッチング素子９ａに分けられ、その３組の各スイッチング素子９ａをそれぞれスイッチング制御することで３相交流をモータ４に供給する。モータ制御部２１からの指令によってそのスイッチング制御を行う。また、インバータ９で変換された各相の電流値を検出、つまり電機子電流Ｉａの電流を検出する電流センサを備え、検出された電流信号をモータ制御部に出力する。

また、モータ４の界磁コイル４ａに界磁電流Ｉｆｍを流す界磁駆動回路２２を備える。界磁駆動回路２２は、２組の組を成す４個のスイッチング素子２２ａ（ＭＯＳＦＥＴ）から構成され、モータ制御部２１からの指令に応じてスイッチングして、界磁電流Ｉｆｍの向き及び界磁電流Ｉｆｍの大きさが制御される。また、界磁コイル４ａの電流を検出する電流センサを備え、その電流センサが検出した電流信号をモータ制御部２１に供給する。

なお、補助バッテリの電力が、界磁駆動回路２２を介してモータ４の界磁コイル４ａへ通電される場合であっても良いし、インバータ９で変換された電力が、界磁駆動回路２２を介してモータ４の界磁コイル４ａに通電されるようになっていても良い。
また、図２に示すように、発電機７とインバータ９との間に、過電圧保護回路６０を備える。すなわち、発電機７は、エンジン２によってロータが回転駆動され、その回転速度と界磁の磁束とに応じた電力を発生して過電圧保護回路６０及びインバータ９に出力するようになっている。

過電圧保護回路６０は、モータ４と電気的に並列に接続され、互いに直列に接続されたトランジスタ６１及び放電抵抵抗６２を備える。トランジスタ６１は、４ＷＤ制御部２０から出力されるゲート駆動信号（パルス信号）がゲート端子に入力され、発電機７から出力される電力のうち前記入力されたパルス信号のデューティ比に応じた電力を消費し、また、前記パルス信号のデューティ比に応じた電力を放電抵抗６２へ供給する。放電抵抗６２は、トランジスタ６１から供給される電力を消費し、発電機７の出力電圧（モータ４に印加される電圧）を低減する。

４ＷＤ制御部２０は、過電圧保護回路６０に駆動信号を出力して、該過電圧保護回路６０にて発電機７から出力される電力の一部を消費させる。具体的には、４ＷＤ制御部２０は、トランジスタ６１をＰＷＭ制御（デューティ制御）して、発電機７から出力される電力の一部を放電抵抗６２に消費させ、場合によってはトランジスタ６１のスイッチング損失を変化させて消費させる。このとき、発電機７の負荷は大きくなる。
このように、過電圧保護回路６０にて発電機７から出力される電力を消費させることで、発電機７からモータ４への電力供給回路内を構成するインバータ等の各種部品を過電圧から保護している。

図５は、過電圧保護制御のための処理手順を示す。この例では、ロールバックの際の過電圧保護を説明する。
図５に示すように、先ずステップＳ１において、ロールバック運転をしているか否かを判定する。ここで、ロールバック運転をしている場合、ステップＳ２に進み、ロールバック運転をしていない場合、該図５の処理を終了する。
ステップＳ２では、ロールバック運転によるモータ４の回生電力がモータ４による損失及びインバータ９による損失の総和より大きいか否かを判定する。ここで、回生電力がインバータ９による損失及びモータ４による損失より大きい場合、ステップＳ３に進み、回生電力がインバータ９による損失及びモータ４による損失より小さい場合、該図５の処理を終了する。

ステップＳ３では、過電圧保護制御を行う。すなわち、４ＷＤ制御部２０は、過電圧保護回路６０に駆動信号を出力して、該過電圧保護回路６０にて発電機７から出力される電力の一部を消費させる。具体的には、４ＷＤ制御部２０は、トランジスタ６１をＰＷＭ制御（デューティ制御）して、発電機７から出力される電力の一部を放電抵抗６２に消費させ、場合によってはトランジスタ６１のスイッチング損失を変化させて消費させる。そして、該図５に示す処理を終了する。

過電圧保護制御を以上のような処理手順により実施する。
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が、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
各車輪１Ｌ，１Ｒ，３Ｌ，３Ｒには、車輪速センサを備える。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。

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て構成され、各車輪速度センサ２７ＦＬ〜２７ＲＲで検出される車輪速度信号、ジャンクションボックス１０内の電圧センサ１３及び電流センサ１４ａ，１４ｂの出力信号、モータ４に連結されたレゾルバの出力信号及び駆動力指示子であるアクセルペダル（不図示）の踏込み量相当するアクセル開度等が入力される。

図６は、本発明を適用した４ＷＤ制御部２０等における処理手順を示す。所定の時間間隔で、前記図５に示す過電圧保護制御の処理と交互に、又は割り込みにより処理を行う。
図６に示すように、処理を開始すると、先ずステップＳ１１において、エンジン制御部１６、トランスミッション制御部１７及び４ＷＤ制御部２０が、エンジントルク演算、トランスミッション許容トルク演算、発電機負荷演算及びトランスミッション入力トルク演算を行う。具体的には、エンジン２の現在のエンジン出力トルクから発電機負荷（負荷トルク）を減算した減算値相当（＝エンジン出力トルク−発電機負荷）として、エンジン２からトランスミッション５に入力されるトルクであるトランスミッション入力トルクを算出する。よって、発電機負荷が減少すれば、エンジン２の負荷も減少するので、トランスミッション入力トルクは増加する。

また、トランスミッション許容トルクは、エンジン２からトランスミッション５への入力トルク、すなわち、エンジン出力軸３４又はトルクコンバータ出力軸３７のトルクにより、プーリ４１，４３とベルト４４との間でスリップが起こらない程度のトルクであり、例えば現在のプーリ油圧を基に得る。すなわち、プーリ油圧を一定にして、エンジン２からトランスミッション５からトランスミッション５への入力トルクを増加させていった場合に、ある入力トルクになったとき、プーリ４１，４３とベルト４４との間でスリップが発生するが、トランスミッション許容トルクは、そのような入力トルクをよりも小さい値（例えば、余裕を持たせた小さい値）である。

続いてステップＳ１２において、前記ステップＳ１１で算出したトランスミッション入力トルクが、前記ステップＳ１１で算出したトランスミッション許容トルクよりも大きいか否かを判定する。ここで、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合（トランスミッション入力トルク＞トランスミッション許容トルク）、ステップＳ１３に進み、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルク以下の場合（トランスミッション入力トルク≦トランスミッション許容トルク）、該図６の処理を終了する。例えば、このステップＳ１２の処理は、４ＷＤ制御部２０が行う。

ステップＳ１３では、４ＷＤ制御部２０は、過電圧保護回路６０に駆動信号を出力する。すなわち、４ＷＤ制御部２０は、トランジスタ６１をＰＷＭ制御（デューティ制御）して、発電機７から出力される電力の一部を放電抵抗６２に消費させ、場合によってはトランジスタ６１のスイッチング損失を変化させて消費させる。具体的には、過電圧保護回路６０の電力消費量が、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクを下回るのに十分な値となるようにＰＷＭ制御をする。例えば、トランスミッション入力トルクとトランスミッション許容トルクとの差分に応じて、ＰＷＭ制御をする。

なお、前記第１の実施の形態の説明において、エンジン２は、トランスミッションを介して主駆動輪を駆動する内燃機関を実現している。また、発電機７は、その内燃機関で駆動される発電機を実現している。また、モータ４は、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータを実現している。また、過電圧保護回路６０は、前記発電機からモータへの電力供給回路内に設けられ、前記発電機の電力を消費することで、該電力供給回路内に過剰な電圧がかかるのを防止する過電圧保護手段を実現している。また、４ＷＤ制御部２０は、前記過電圧保護手段を駆動制御する過電圧保護制御手段を実現している。また、ステップＳ１１の処理は、前記発電機の負荷を算出する発電機負荷算出手段を実現している。また、ステップＳ１１の処理は、前記内燃機関の出力トルクから前記発電機負荷算出手段が算出した発電機の負荷を減算した減算値相当として、前記内燃機関からトランスミッションに入力されるトルクを算出する入力トルク算出手段を実現している。また、ステップＳ１２及びステップＳ１３の処理は、前記過電圧保護制御手段が、前記入力トルク算出手段が算出した前記トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、前記過電圧保護手段を駆動することを実現している。ここで、所定の許容値は、トランスミッション許容トルクであり、内燃機関からトランスミッションに入力されるトルクを増加させていった場合に、トランスミッション内の駆動力の伝達経路上に配置されたプーリとベルトとの間でスリップが発生しない限界値である。

（作用及び効果）
（１）トランスミッション５に入力されるトルクが、トランスミッション許容トルクよりも大きい場合、過電圧保護回路６０を駆動している。このように、過電圧保護回路６０を駆動させることで、過電圧保護回路６０で発電機７の電力を消費させ、発電機７の負荷が急減することを防止できる。これにより、発電機７の負荷の急減に起因する、ベルト４４のスリップを防止できる。
（２）トランスミッション許容トルクを、エンジン２からトランスミッション５に入力されるトルクを増加させていった場合に、トランスミッション内の駆動力の伝達経路上に配置されたプーリ４１，４３とベルト４４との間でスリップが発生しない限界値としている。このように、トランスミッション許容トルクを定義することで、過電圧保護回路６０を適切に駆動させて、プーリ４１，４３とベルト４４との間のスリップを防止できる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を説明する。
（構成）
第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、本発明を適用した四輪駆動車両である。
第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態における図６の処理に換え、図７に示す処理を行っている。
図７に示すように、処理を開始すると、先ずステップＳ２１において、前記第１の実施の形態と同様に、エンジン制御部１６、トランスミッション制御部１７及び４ＷＤ制御部２０が、エンジントルク演算、トランスミッション許容トルク演算、発電機負荷演算及びトランスミッション入力トルク演算を行う。

続いてステップＳ２２において、前記第１の実施の形態と同様に、前記ステップＳ２１で算出したトランスミッション入力トルクが、前記ステップＳ２１で算出したトランスミッション許容トルクよりも大きいか否かを判定する。ここで、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合（トランスミッション入力トルク＞トランスミッション許容トルク）、ステップＳ２３に進み、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルク以下の場合（トランスミッション入力トルク≦トランスミッション許容トルク）、該図７の処理を終了する。

ステップＳ２３では、４ＷＤ制御部２０は、過電圧保護回路６０の駆動信号をＯＮにする（過電圧保護装置駆動信号＝１）。ここでは、ＰＷＭ制御により、過電圧保護回路６０における発電機７の電力の消費量が最大となるようにする。
続いてステップＳ２４において、発電機７の目標負荷（発電機目標負荷）を算出する。具体的には、現在の発電機７の負荷と、トランスミッション入力トルクとトランスミッション許容トルクとの差分とを基に、発電機目標負荷を算出する。例えば、このステップＳ２４の処理は、４ＷＤ制御部２０が行う。

図８は、発電機目標負荷の値を説明する図である。
同図（ａ）に示すように、通常であれば、発電機負荷は、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクを超えないような値になっている。しかし、同図（ｂ）に示すように、発電機負荷が急減することで、その分大きくなったトランスミッション入力トルクが、トランスミッション許容トルクを超えてしまう。
このようなことから、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクを超えてしまわないような、過電圧保護回路６０を駆動する発電機目標負荷を算出する。

続いてステップＳ２５において、発電機目標電圧を算出する。具体的には、前記ステップＳ２４で算出した発電機目標負荷、及び現在の発電機回転数を基に、発電機目標電圧を算出する。そして、算出した発電機目標電圧と現在の発電機電圧とを比較し、過電圧保護回路６０を駆動するＰＷＭ値を算出し、算出したＰＷＭ値を過電圧保護回路６０に出力する。このとき、発電機７の負荷が徐々に減少するように、すなわち、過電圧保護回路６０における発電機７の電力の消費量を徐々に減少させるように、ＰＷＭ値を徐々に変化させる。また、例えば、このステップＳ２５の処理は、４ＷＤ制御部２０が行う。

続いてステップＳ２６において、トランスミッション制御油圧（プーリ油圧）を増加させる。具体的には、前記ステップＳ２１による過電圧保護装置の作動をトリガーに（過電圧保護装置駆動信号をＯＮにしたタイミングで）、トランスミッション制御部１７は、トランスミッション５のプーリ油圧を徐々に増加させ、トランスミッション許容トルクを徐々に増加させる。例えば、このステップＳ２６の処理は、トランスミッション制御部１７が行う。
（作用及び効果）
（１）過電圧保護回路６０をＰＷＭ制御により駆動させている。これにより、ベルト４４のスリップを防止しながら、トランスミッション許容トルクを増加させることと、発電機７の負荷を徐々に減少させることとを同時に実現できる。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を説明する。
（構成）
第３の実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、本発明を適用した四輪駆動車両である。
第３の実施の形態では、前記第１の実施の形態における図６の処理に換え、図９に示す処理を行っている。
図９に示すように、先ずステップＳ３１において、前記第１の実施の形態と同様に、エンジン制御部１６、トランスミッション制御部１７及び４ＷＤ制御部２０が、エンジントルク演算、トランスミッション許容トルク演算、発電機負荷演算及びトランスミッション入力トルク演算を行う。

続いてステップＳ３２において、前記第１の実施の形態と同様に、前記ステップＳ３１で算出したトランスミッション入力トルクが、前記ステップＳ３１で算出したトランスミッション許容トルクよりも大きいか否かを判定する。ここで、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合（トランスミッション入力トルク＞トランスミッション許容トルク）、ステップＳ３３に進み、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルク以下の場合（トランスミッション入力トルク≦トランスミッション許容トルク）、該図９の処理を終了する。

ステップＳ３３では、エンジントルクダウン目標値を演算する。ここで、エンジントルクダウン目標値は、トランスミッション入力トルクをトランスミッション許容トルク以下とするための、エンジン２の目標トルク値である。例えば、エンジントルクダウン目標値は、トランスミッション入力トルクとトランスミッション許容トルクとの差分値を現在のエンジントルクから減算した減算値相当である。また、例えば、このステップＳ３３の処理は、４ＷＤ制御部２０が行う。
続いてステップＳ３４において、エンジン制御部１６は、前記ステップＳ３３で算出したエンジントルクダウン目標値を基に、エンジントルクダウン制御を行う。

（作用及び効果）
（１）トランスミッション５に入力されるトルクが、トランスミッション許容トルクよりも大きい場合、エンジントルクダウン制御により、エンジントルクを低減している。これにより、エンジン２からトランスミッション５への入力トルクを小さくすることで（制限することで）、発電機７の負荷の急減に起因する、ベルト４４のスリップを防止できる。

（第４の実施形態）
次に第４の実施形態を説明する。
（構成）
第４の実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、本発明を適用した四輪駆動車両である。
第３の実施の形態では、前記第１の実施の形態における図６の処理に換え、図１０に示す処理を行っている。
図１０に示すように、先ずステップＳ４１において、前記第１の実施の形態と同様に、エンジン制御部１６、トランスミッション制御部１７及び４ＷＤ制御部２０が、エンジントルク演算、トランスミッション許容トルク演算、発電機負荷演算及びトランスミッション入力トルク演算を行う。

続いてステップＳ４２において、前記第１の実施の形態と同様に、前記ステップＳ４１で算出したトランスミッション入力トルクが、前記ステップＳ４１で算出したトランスミッション許容トルクよりも大きいか否かを判定する。ここで、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合（トランスミッション入力トルク＞トランスミッション許容トルク）、ステップＳ４３に進み、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルク以下の場合（トランスミッション入力トルク≦トランスミッション許容トルク）、該図１０の処理を終了する。
ステップＳ４３では、トランスミッション制御部１７は、フォワードクラッチ３８の締結を解除する。

（作用及び効果）
（１）トランスミッション５に入力されるトルクが、トランスミッション許容トルクよりも大きい場合、フォワードクラッチ３８の締結を解除している。これにより、エンジン２からトランスミッション５への入力伝達を駆動力の伝達経路上で遮断することで、プーリ４１，４３及びベルト４４へのトルク入力を遮断し、発電機７の負荷の急減に起因する、ベルト４４のスリップを防止できる。
なお、図１１は、前記第１〜第４の実施の形態における図６、図７、図９及び図１０を実現する構成例を示す。
図１１に示すように、エンジン制御部１６は、エンジントルク制御部１０１を備える。また、トランスミッション制御部１７は、クラッチ制御部１１１、油圧制御部１１２及び許容トルク演算部１１３を備える。また、４ＷＤ制御部２０は、発電機負荷演算部１２１、トランスミッション入力トルク演算部１２２、比較器１２３、減算器１２４、発電機目標負荷演算部１２５、発電機目標電圧演算部１２６、過電圧保護回路駆動ＰＷＭ演算部１２７及び目標エンジントルクダウン量算出部１２８を備える。

（第１の実施の形態における図６の処理を実現する構成例）
図１１に示すように、エンジン制御部１６において、エンジントルク制御部１０１は、エンジントルクを算出し、算出したエンジントルクを４ＷＤ制御部２０に出力する。また、トランスミッション制御部１７において、許容トルク演算部１１３は、トランスミッションプーリ油圧に基づいて、トランスミッション許容トルクを算出し、算出したトランスミッション許容トルクを４ＷＤ制御部２０に出力する。

一方、４ＷＤ制御部２０において、発電機負荷演算部１２１は、発電機負荷を算出し、算出した発電機負荷をトランスミッション入力トルク演算部１２２に出力する。トランスミッション入力トルク演算部１２２は、エンジントルク制御部１０１が算出したエンジントルクが入力されており、発電機負荷とを基に、トランスミッション入力トルクを算出する。すなわち、トランスミッション入力トルク演算部１２２は、エンジントルクから発電機負荷を減算した減算値としてトランスミッション入力トルクを算出する。トランスミッション入力トルク演算部１２２は、トランスミッション入力トルクを比較器１２３に出力する。

比較器１２３は、許容トルク演算部１１３が算出したトランスミッション許容トルクが入力されており、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きいか否かを判定する。比較器１２３は、その結果を過電圧保護回路の駆動フラグとして出力する。４ＷＤ制御部２０は、過電圧保護回路の駆動フラグが、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きいことを示すものである場合、過電圧保護回路６０を駆動信号により駆動する。

（第２の実施の形態における図７の処理を実現する構成例）
図１１に示すように、前述の図６の処理を実現する構成と同じ構成により、同様な処理を行い、４ＷＤ制御部２０は、過電圧保護回路の駆動フラグが、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きいことを示すものである場合、過電圧保護回路６０を駆動信号により駆動する。

そして、第２の実施の形態における図７の処理を次のような構成により実現している。
すなわち、４ＷＤ制御部２０において、減算器１２４は、トランスミッション入力トルク演算部１２２が算出したトランスミッション入力トルクとトランスミッション制御部１７の許容トルク演算部１１３が算出したトランスミッション許容トルクとの差分を算出し、その差分値を発電機目標負荷演算部１２５に出力する。発電機目標負荷演算部１２５は、発電機負荷演算部１２１から現在の発電機負荷が入力されており、前記差分値及び現在の発電機負荷に基づいて、発電機目標負荷を算出し、算出した発電機目標負荷を発電機目標電圧演算部１２６に出力する。発電機目標電圧演算部１２６は、現在の発電機回転数が入力されており、この発電機回転数及び発電機目標負荷に基づいて、発電機目標電圧を算出し、算出した発電機目標電圧を過電圧保護回路駆動ＰＷＭ演算部１２７に出力する。過電圧保護回路駆動ＰＷＭ演算部１２７は、現在の発電機電圧が入力されており、この現在の発電機電圧と発電機目標電圧とを比較し、過電圧保護回路６０を駆動するＰＷＭ値を算出する。そして、過電圧保護回路駆動ＰＷＭ演算部１２７は、算出したＰＷＭ値を過電圧保護回路６０に出力する。このとき、発電機７の負荷が徐々に減少するように、すなわち、過電圧保護回路６０における発電機７の電力の消費量を徐々に減少させるように、過電圧保護回路駆動ＰＷＭ演算部１２７はＰＷＭ値を徐々に変化させる。

一方、４ＷＤ制御部２０の比較器１２３が出力した過電圧保護回路の駆動フラグがトランスミッション制御部１７に入力されており、トランスミッション制御部１７は、過電圧保護回路の駆動フラグが、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きいことを示すものである場合、油圧制御部１１２により油圧制御を行う。これにより、油圧制御部１１２は、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合、トランスミッションプーリ油圧を増加させる指令により、トランスミッションプーリ油圧を増加させる。

（第３の実施の形態における図９の処理を実現する構成例）
４ＷＤ制御部２０において、目標エンジントルクダウン量算出部１２８は、減算器１２４が算出したトランスミッション入力トルクとトランスミッション許容トルクとの差分値が入力されるとともに、エンジン制御部１６が算出した現在のエンジントルクが入力されており、現在のエンジントルクから前記差分値を減算した減算値相当として目標エンジントルクを算出する。そして、４ＷＤ制御部２０は、算出した目標エンジントルクをエンジン制御部１６に出力する。
エンジン制御部１６では、目標エンジントルクがエンジントルク制御部１０１に入力され、エンジントルク制御部１０１は、その目標エンジントルクとなるように、スロットル指令や燃料カット指令により、エンジントルクをダウンさせる。

（第４の実施の形態における図１０の処理を実現する構成例）
図１１に示すように、前述の図６の処理を実現する構成と同じ構成により、同様な処理を行い、４ＷＤ制御部２０において、比較器１２３は、トランスミッション入力トルクとトランスミッション許容トルクとの比較結果として過電圧保護回路の駆動フラグを出力する。
そして、第４の実施の形態における図１０の処理を次のような構成により実現している。
すなわち、トランスミッション制御部１７において、比較器１２３が出力した過電圧保護回路の駆動フラグがクラッチ制御部１１１に入力される。例えば、過電圧保護回路の駆動信号として入力される。これにより、クラッチ制御部１１１は、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きい場合、フォワードクラッチ３８の締結を解除する。

本発明の第１の実施の形態の車両の構成を示す図である。 パワーエレクトロニクスの概要図である。 トランスミッションを含む前輪の駆動系の構成を示す図である。 インバータ及び界磁駆動回路の構成を示す図である。 過電圧保護制御の処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施の形態において、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きくなった場合の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態において、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きくなった場合の処理手順を示すフローチャートである。 発電機目標負荷の値を説明するために用いた図である。 本発明の第３の実施の形態において、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きくなった場合の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態において、トランスミッション入力トルクがトランスミッション許容トルクよりも大きくなった場合の処理手順を示すフローチャートである。 第１〜第４の実施の形態における処理を実現する構成例を示すブロック図である。

符号の説明

２エンジン、４ モータ、４ａ 界磁コイル、５ トランスミッション、７ 発電機、９ インバータ、９ａ スイッチング素子、１６ エンジン制御部、１７ トランスミッション制御部、２０ ４ＷＤ制御部、２１ モータ制御部、２２ 界磁駆動回路、２２ａ スイッチング素子、３８ フォワードクラッチ、４１，４３ プーリ、４４ ベルト、６０ 過電圧保護回路

Claims (5)

1. トランスミッションを介して主駆動輪を駆動する内燃機関と、その内燃機関で駆動される発電機と、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータとを備える車両の駆動力制御装置において、
   前記発電機からモータへの電力供給回路内に設けられ、前記発電機の電力を消費することで、該電力供給回路内に過剰な電圧がかかるのを防止する過電圧保護手段と、
   前記過電圧保護手段を駆動制御する過電圧保護制御手段と、
   前記発電機の負荷を算出する発電機負荷算出手段と、
   前記内燃機関の出力トルクから前記発電機負荷算出手段が算出した発電機の負荷を減算した減算値相当として、前記内燃機関からトランスミッションに入力されるトルクを算出する入力トルク算出手段と、備え、
   前記過電圧保護制御手段は、前記入力トルク算出手段が算出した前記トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、前記過電圧保護手段を駆動することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. トランスミッションを介して主駆動輪を駆動する内燃機関と、その内燃機関で駆動される発電機と、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータとを備える車両の駆動力制御装置において、
   前記内燃機関を駆動制御する内燃機関制御手段と、
   前記発電機の負荷を算出する発電機負荷算出手段と、
   前記内燃機関の出力トルクから前記発電機負荷算出手段が算出した発電機の負荷を減算した減算値相当として、前記内燃機関からトランスミッションに入力されるトルクを算出する入力トルク算出手段と、備え、
   前記内燃機関制御手段は、前記入力トルク算出手段が算出した前記トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、前記内燃機関の駆動を制限することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
3. トランスミッションを介して主駆動輪を駆動する内燃機関と、その内燃機関で駆動される発電機と、前記発電機の電力で駆動されて従駆動輪を駆動するモータとを備える車両の駆動力制御装置において、
   前記トランスミッションを制御するトランスミッション制御手段と、
   前記発電機の負荷を算出する発電機負荷算出手段と、
   前記内燃機関の出力トルクから前記発電機負荷算出手段が算出した発電機の負荷を減算した減算値相当として、前記内燃機関からトランスミッションに入力されるトルクを算出する入力トルク算出手段と、備え、
   前記トランスミッション制御手段は、前記入力トルク算出手段が算出した前記トランスミッションに入力されるトルクが、所定の許容値よりも大きい場合、前記トランスミッション内の駆動力の伝達経路上のフォワードクラッチの締結を解除することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
4. 前記トランスミッションは、トランスミッション制御手段により制御されるベルト式ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であり、前記所定の許容値は、内燃機関から該トランスミッションに入力されるトルクを増加させていった場合に、該トランスミッション内の駆動力の伝達経路上に配置されたプーリとベルトとの間でスリップが発生しない限界値であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の駆動力制御装置。
5. 前記トランスミッションは、トランスミッション制御手段により制御されるベルト式ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であり、前記所定の許容値は、内燃機関から該トランスミッションに入力されるトルクを増加させていった場合に、該トランスミッション内の駆動力の伝達経路上に配置されたプーリとベルトとの間でスリップが発生しない限界値であり、
   前記過電圧保護制御手段は、前記過電圧保護手段の駆動を徐々に解除していくとともに、前記トランスミッション制御手段が前記プーリ油圧を徐々に増加させることで、前記所定の許容値を増加させることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。

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