JP3897708B2 - Front and rear wheel drive device - Google Patents

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JP3897708B2
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  • Inverter Devices (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、４輪駆動車に適した前後輪駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されることも提案されている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図８に示すモータ駆動装置を搭載している。図８を参照して、モータ駆動装置３００は、バッテリＢと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
バッテリＢは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、バッテリＢからの直流電圧を双方向コンバータ３１０に供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端はバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端はＩＧＢＴ３１２とＩＧＢＴ３１３との中間点、すなわち、ＩＧＢＴ３１２のエミッタとＩＧＢＴ３１３のコレクタとの間に接続される。ＩＧＢＴ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＩＧＢＴ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＩＧＢＴ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＩＧＢＴ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が配置されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＩＧＢＴ３１２，３１３がオン／オフされ、バッテリＢから供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ１に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧してバッテリＢに供給する。
【０００９】
コンデンサＣ１は、双方向コンバータ３１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ１の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ１から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ１を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
また、特開２００２−１３６１６９号公報には、直流電源と、駆動用モータと発電用モータとから成る複合モータを駆動する複数のインバータと、直流電源からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を対応するインバータに供給する複数の昇圧回路とを含むモータ駆動回路が開示されている。
【００１２】
このモータ駆動回路においては、複数の昇圧回路は、直流電源から直流電圧を受ける。つまり、複数の昇圧回路は、直流電源を共用する。
【００１３】
このように、特開２００２−１３６１６９号公報に開示されたモータ駆動回路においては、複合モータを駆動する複数のインバータに対応して複数の昇圧回路が設けられる。そして、複数の昇圧回路は、１つの直流電源から直流電圧を受け、その受けた直流電圧を昇圧して対応するインバータへ供給する。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−１３６１６９号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開２００１−２７５３６７号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００２−１３６１６９号公報には、４ＷＤ走行が可能な車両にとって最適な昇圧システムが提案されていない。
【００１７】
それゆえに、この発明の目的は、４ＷＤ走行が可能な車両に適した昇圧システムを含む前後輪駆動装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、前後輪駆動装置は、第１および第２のインバータと、バッテリと、第１および第２の昇圧回路とを備える。第１のインバータは、前輪駆動用モータユニットに電力を供給する。第２のインバータは、後輪駆動用モータユニットに電力を供給する。バッテリは、第１および第２のインバータに電力を供給する。第１の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を第１のインバータに供給する。第２の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を第２のインバータに供給する。そして、第１の昇圧回路は、第１のリアクトルを含む。また、第２の昇圧回路は、第１のリアクトルと異なる第２のリアクトルを含む。
【００１９】
好ましくは、前後輪駆動装置は、制御手段をさらに備える。制御手段は、第１の制御信号に基づいて第１の昇圧回路を駆動するように制御し、第１の制御信号の位相と異なる位相を有する第２の制御信号に基づいて第２の昇圧回路を駆動するように制御する。
【００２０】
好ましくは、第２の制御信号は、第１の制御信号を反転した信号である。
好ましくは、前輪駆動用モータユニットは、内燃機関からの回転力により発電し、または内燃機関を駆動する。
【００２１】
この発明による前後輪駆動装置においては、第１の昇圧回路は、第２の昇圧回路の駆動タイミングと異なる駆動タイミングで駆動される。そして、第１の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を独自のリアクトルを用いて昇圧して第１のインバータへ供給し、第２の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を独自のリアクトルを用いて昇圧して第２のインバータへ供給する。第１のインバータは、前輪駆動用モータユニットを駆動し、第２のインバータは、後輪駆動用モータユニットを駆動する。
【００２２】
したがって、バッテリから第１および第２の昇圧回路へ供給される直流電流のピーク電流を低減できる。
【００２３】
また、第１および第２のリアクトルの各々における直流電流を低減できるので、第１および第２のリアクトルにおけるリプル電流を抑制できる。その結果、第１および第２のリアクトルにおいて発生する騒音を低減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２５】
図１を参照して、この発明の実施の形態による前後輪駆動装置１００は、バッテリＢと、電圧センサー１０，１３，２３と、昇圧コンバータ１２，２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、インバータ１４，２４と、電流センサー１８，２８と、制御装置３０と、フロントモータ６０と、リアモータ７０とを備える。
【００２６】
フロントモータ６０は、ハイブリッド自動車の駆動輪（前輪）を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。また、フロントモータ６０は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなモータである。
【００２７】
リアモータ７０は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の後輪を駆動する駆動モータ、および後輪の回転力によって発電する発電機として機能する。
【００２８】
なお、フロントモータ６０およびリアモータ７０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成される。
【００２９】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１は、その一方端がバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端がＩＧＢＴＱ１とＩＧＢＴＱ２との中間点、すなわち、ＩＧＢＴＱ１のエミッタとＩＧＢＴＱ２のコレクタとの間に接続される。
【００３０】
ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２は、インバータ１４の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＩＧＢＴＱ１は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＩＧＢＴＱ２のコレクタに接続される。ＩＧＢＴＱ２のエミッタは、アースラインに接続される。
【００３１】
また、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるように、それぞれ、ダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。
【００３２】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７を含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００３３】
Ｕ相アーム１５は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００３４】
インバータ１４の各相アームの中間点は、フロントモータ６０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、フロントモータ６０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３５】
昇圧コンバータ２２は、リアクトルＬ２と、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０と、ダイオードＤ９，Ｄ１０とを含む。
【００３６】
リアクトルＬ２は、その一方端がバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端がＩＧＢＴＱ９とＩＧＢＴＱ１０との中間点、すなわち、ＩＧＢＴＱ９のエミッタとＩＧＢＴＱ１０のコレクタとの間に接続される。
【００３７】
ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、インバータ２４の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＩＧＢＴＱ９は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＩＧＢＴＱ１０のコレクタに接続される。ＩＧＢＴＱ１０のエミッタは、アースラインに接続される。
【００３８】
また、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるように、それぞれ、ダイオードＤ９，Ｄ１０が接続されている。
【００３９】
インバータ２４は、Ｕ相アーム２５、Ｖ相アーム２６およびＷ相アーム２７を含む。Ｕ相アーム２５、Ｖ相アーム２６およびＷ相アーム２７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００４０】
Ｕ相アーム２５は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２から成り、Ｖ相アーム２６は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４から成り、Ｗ相アーム２７は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ１５，Ｑ１６から成る。また、ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。
【００４１】
インバータ２４の各相アームの中間点は、リアモータ７０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、リアモータ７０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１５，Ｑ１６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４２】
バッテリＢは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、バッテリＢのバッテリ電圧Ｖｂを検出し、その検出したバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００４３】
昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、バッテリＢに並列に接続される。そして、昇圧コンバータ１２は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ１によって昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ１を介してインバータ１４に供給する。
【００４４】
また、昇圧コンバータ１２は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、フロントモータ６０によって発電され、かつ、インバータ１４によって変換された直流電圧をコンデンサＣ１を介して受け、その受けた直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＤ１に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【００４５】
コンデンサＣ１は、昇圧コンバータ１２から出力された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｍ１を検出し、その検出した電圧Ｖｍ１を制御装置３０へ出力する。
【００４６】
インバータ１４は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に応じて交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりフロントモータ６０を駆動する。また、インバータ１４は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、フロントモータ６０が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ１を介して昇圧コンバータ１２に供給する。
【００４７】
電流センサー１８は、フロントモータ６０に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。
【００４８】
昇圧コンバータ２２は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ２に応じて昇圧し、その昇圧した直流電圧をインバータ２４へ供給する。また、昇圧コンバータ２２は、前後輪駆動装置１００の回生制動時、リアモータ７０によって発電され、かつ、インバータ２４によって変換された直流電圧をコンデンサＣ２を介して受け、その受けた直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＤ２に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【００４９】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ２２から出力された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ２４に供給する。電圧センサー２３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍ２を検出し、その検出した電圧Ｖｍ２を制御装置３０へ出力する。
【００５０】
インバータ２４は、コンデンサＣ２から供給された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に応じて交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によってリアモータ７０を駆動する。また、インバータ２４は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、リアモータ７０が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ２２に供給する。
【００５１】
電流センサー２８は、リアモータ７０のモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００５２】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。また、制御装置３０は、電圧センサー１０からバッテリ電圧Ｖｂを受け、電圧センサー１３から電圧Ｖｍ１を受け、電圧センサー２３から電圧Ｖｍ２を受け、電流センサー１８からモータ電流ＭＣＲＴ１を受け、電流センサー２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。
【００５３】
そして、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１、モータ回転数ＭＲＮ１および電圧Ｖｍ１に基づいて、フロントモータ６０がトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するときに昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１を昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００５４】
また、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、トルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２、モータ回転数ＭＲＮ２および電圧Ｖｍ２に基づいて、リアモータ７０がトルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するときに昇圧コンバータ２２を駆動するための信号ＰＷＭＵ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２を昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０へ出力する。
【００５５】
信号ＰＷＭＵ１は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２がバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に変換する場合に、電圧Ｖｍ１をフィードバック制御し、電圧Ｖｍ１が指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１になるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵ１を生成する。
【００５６】
また、信号ＰＷＭＵ２は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ２に変換する場合に昇圧コンバータ２２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ２２がバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ２に変換する場合に、電圧Ｖｍ２をフィードバック制御し、電圧Ｖｍ２が指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２になるように昇圧コンバータ２２を駆動するための信号ＰＷＭＵ２を生成する。
【００５７】
そして、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有する。信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２の生成方法については後述する。
【００５８】
さらに、制御装置３０は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２をそれぞれ昇圧コンバータ１２，２２へ出力する。
【００５９】
さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１と、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１とに基づいて、インバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。なお、信号ＰＷＭＩ１は、フロントモータ６０を駆動するための信号であるため信号ＰＷＭＵ１に同期して生成される。
【００６０】
さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２と、電圧センサー２３からの電圧Ｖｍ２と、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２とに基づいて、インバータ２４を駆動するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２４のＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。なお、信号ＰＷＭＩ２は、リアモータ７０を駆動するための信号であるため信号ＰＷＭＵ２に同期して生成される。
【００６１】
さらに、制御装置３０は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４，２４へ出力する。
【００６２】
図２は、図１に示す制御装置３０の機能ブロック図を示す。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。
【００６３】
モータトルク制御手段３０１は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受け、電圧センサー１０からバッテリ電圧Ｖｂを受け、電圧センサー１３から電圧Ｖｍ１を受け、電圧センサー２３から電圧Ｖｍ２を受け、電流センサー１８からモータ電流ＭＣＲＴ１を受け、電流センサー２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。
【００６４】
そして、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ回転数ＭＲＮ１、バッテリ電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍ１（昇圧コンバータ１２の出力電圧およびインバータ１４の入力電圧に相当する。以下、同じ。）に基づいて信号ＰＷＭＵ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１を昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００６５】
また、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ２、バッテリ電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍ２（昇圧コンバータ２２の出力電圧およびインバータ２４の入力電圧に相当する。以下、同じ。）に基づいて信号ＰＷＭＵ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２を昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０へ出力する。
【００６６】
さらに、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ回転数ＭＲＮ１および電圧Ｖｍ１に基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６７】
さらに、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ２および電圧Ｖｍ２に基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２４のＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【００６８】
電圧変換制御手段３０２は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２を生成する。そして、電圧変換制御手段３０２は、生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４，２４へ出力する。
【００６９】
また、電圧変換制御手段３０２は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２をそれぞれ昇圧コンバータ１２，２２へ出力する。
【００７０】
図３は、図２に示すモータトルク制御手段３０１の機能ブロック図を示す。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００７１】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ１、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、フロントモータ６０の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を電流センサー１８から受け、トルク指令値ＴＲ１を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、フロントモータ６０の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果ＲＥＴ１をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７２】
また、モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ２２の出力電圧Ｖｍ２、すなわち、インバータ２４への入力電圧を電圧センサー２３から受け、リアモータ７０の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を電流センサー２８から受け、トルク指令値ＴＲ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、リアモータ７０の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果ＲＥＴ２をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７３】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果ＲＥＴ１に基づいて、実際にインバータ１４の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７４】
これにより、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、フロントモータ６０が指令されたトルクを出力するようにフロントモータ６０の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００７５】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果ＲＥＴ２に基づいて、実際にインバータ２４の各ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフする信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２４の各ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【００７６】
これにより、各ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６は、スイッチング制御され、リアモータ７０が指定されたトルクを出力するようにリアモータ７０の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００７７】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいてインバータ入力電圧Ｖｍ１の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７８】
また、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいてインバータ入力電圧Ｖｍ２の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７９】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１をインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８０】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２をインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８１】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ１を生成する。
【００８２】
また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ２を生成する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵ１を昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２へ出力し、生成した信号ＰＷＭＵ２を昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０へ出力する。
【００８３】
なお、昇圧コンバータ１２（または昇圧コンバータ２２）の下側のＩＧＢＴＱ２（またはＩＧＢＴＱ１０）のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１（またはリアクトルＬ２）における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＩＧＢＴＱ１（またはＩＧＢＴＱ９）のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２（またはＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０）のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧をバッテリＢの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００８４】
この発明においては、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、信号ＰＷＭＵ２の位相が信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した信号になるように信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２を生成する。
【００８５】
図４は、モータトルク制御手段３０１によって生成される信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２および信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２のタイミングチャートを示す。図４を参照して、信号ＰＷＭＵ１は、信号ＰＷＭＵ０１と信号ＰＷＭＵ０２とから成り、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ０３と信号ＰＷＭＵ０４とから成る。
【００８６】
信号ＰＷＭＵ１は、バッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に昇圧する際に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。昇圧コンバータ１２がバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に昇圧するとき、ＩＧＢＴＱ１はオフされ、ＩＧＢＴＱ２は所定のデューティー比でオン／オフされる。したがって、信号ＰＷＭＵ１は、ＩＧＢＴＱ１をオフするための信号ＰＷＭＵ０１と、ＩＧＢＴＱ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ０２とから成る。
【００８７】
また、同じ理由により信号ＰＷＭＵ２は、ＩＧＢＴＱ９をオフするための信号ＰＷＭＵ０３と、ＩＧＢＴＱ１０をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ０４とから成る。
【００８８】
そして、信号ＰＷＭＵ０４は、信号ＰＷＭＵ０２の位相を反転した位相を有する。したがって、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ２がオンされてバッテリＢ、リアクトルＬ１およびＩＧＢＴＱ２から成る回路に直流電流が流れるとき、バッテリＢ、リアクトルＬ２およびＩＧＢＴＱ１０から成る回路に直流電流は流れない。
【００８９】
一方、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ１０がオンされてバッテリＢ、リアクトルＬ２およびＩＧＢＴＱ１０から成る回路に直流電流が流れるとき、バッテリＢ、リアクトルＬ１およびＩＧＢＴＱ２から成る回路に直流電流が流れない。
【００９０】
つまり、昇圧コンバータ１２は、昇圧コンバータ２２が昇圧動作を行なわない期間にバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に昇圧し、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２が昇圧動作を行なわない期間にバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ２に昇圧する。
【００９１】
その結果、昇圧コンバータ１２および２２が同時に昇圧動作を行なう場合に比べ、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２に供給される直流電流のピーク値を低減できる。
【００９２】
昇圧コンバータ１２が昇圧動作を行なっているとき、インバータ１４はフロントモータ６０を駆動するので、信号ＰＷＭＩ１は、信号ＰＷＭＵ１と同位相の信号である。また、昇圧コンバータ２２が昇圧動作を行なっているとき、インバータ２４はリアモータ７０を駆動するので、信号ＰＷＭＩ２は、信号ＰＷＭＵ２と同位相の信号である。
【００９３】
再び、図１を参照して、前後輪駆動装置１００の全体動作について説明する。一連の動作が開始されると、電圧センサー１０は、バッテリ電圧Ｖｂを検出して制御装置３０へ出力し、電圧センサー１３は、電圧Ｖｍ１を検出して制御装置３０へ出力し、電圧センサー２３は、電圧Ｖｍ２を検出して制御装置３０へ出力する。また、電流センサー１８は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０へ出力し、電流センサー２８は、モータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。
【００９４】
そうすると、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ１、モータ回転数ＭＲＮ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＵ１を生成して昇圧コンバータ１２へ出力し、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧Ｖｍ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成してインバータ１４へ出力する。
【００９５】
昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ１に応じて、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４に供給する。インバータ１４は、コンデンサＣ１を介して供給された入力電圧Ｖｍ１を信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換してフロントモータ６０を駆動する。
【００９６】
また、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ２、モータ回転数ＭＲＮ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＵ２を生成して昇圧コンバータ２２へ出力し、トルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２および電圧Ｖｍ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ２４へ出力する。この場合、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有する。
【００９７】
昇圧コンバータ２２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ２に応じて、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４に供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された入力電圧Ｖｍ２を信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換してリアモータ７０を駆動する。
【００９８】
前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＤ１を生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力し、信号ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＤ２を生成してそれぞれインバータ２４および昇圧コンバータ２２へ出力する。
【００９９】
インバータ１４は、フロントモータ６０が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ１を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４から供給された直流電圧を信号ＰＷＭＤ１によって降圧してバッテリＢを充電する。
【０１００】
また、インバータ２４は、リアモータ７０が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ２２へ供給する。昇圧コンバータ２２は、インバータ２４から供給された直流電圧を信号ＰＷＭＤ２によって降圧してバッテリＢを充電する。
【０１０１】
信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有するので、昇圧コンバータ１２は、昇圧コンバータ２２が昇圧動作を行なわないときに昇圧動作を行ない、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２が昇圧動作を行なわないときに昇圧動作を行なう。その結果、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２に供給される直流電流のピーク値を低減できる。
【０１０２】
また、昇圧コンバータ１２，２２は、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を有し、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低くして昇圧動作を行なうので、リアクトルＬ１，Ｌ２におけるリプル電流の発生を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制できる。
【０１０３】
図５は、前後輪駆動装置１００をハイブリッド自動車に搭載した場合の前後輪駆動装置１００の各構成要素の配置を示す平面図である。図５を参照して、バッテリＢおよび制御装置３０は、前輪１と後輪２との間に配置される。昇圧コンバータ１２およびインバータ１４は、フロントモータ６０の近くに配置される。昇圧コンバータ２２およびインバータ２４は、リアモータ７０の近くに配置される。
【０１０４】
バッテリＢは、ケーブル９０によって昇圧コンバータ１２および２２に接続される。インバータ１４は、ケーブル９１によってフロントモータ６０に接続される。インバータ２４は、ケーブル９２によってリアモータ７０に接続される。そして、制御装置３０は、上述したように、昇圧コンバータ１２，２２およびインバータ１４，２４を制御する。
【０１０５】
なお、ケーブル９０は、（＋，−）を有する高圧直流電源線である。また、ケーブル９１，９２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を有するモータ駆動線である。
【０１０６】
図５に示すように、前後輪駆動装置１００の各構成要素が配置される場合、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４は、１つのＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に収納され、昇圧コンバータ２２およびインバータ２４は、もう１つのＰＣＵに収納される。
【０１０７】
前後輪駆動装置１００を適用したハイブリッド自動車の起動時、発進時、軽負荷走行モード、中速低負荷走行モード、加速・急加速モード、低μ路走行モードおよび減速・制動モードにおける前後輪駆動装置１００の動作について説明する。
【０１０８】
ハイブリッド自動車の起動時、前後輪駆動装置１００の制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１１（トルク指令値ＴＲ１の一種）を外部ＥＣＵから受ける。また、ハイブリッド自動車の発進時、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１２（トルク指令値ＴＲ１の一種）とリアモータ７０用のトルク指令値ＴＲ２１（トルク指令値ＴＲ２の一種）とを外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにあるとき、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１３（トルク指令値ＴＲ１の一種）を外部ＥＣＵから受ける。
【０１０９】
さらに、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにあるとき、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１１を外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにあるとき、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１４（トルク指令値ＴＲ１の一種）とリアモータ７０用のトルク指令値ＴＲ２２（トルク指令値ＴＲ２の一種）とを外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにあるとき、制御装置３０は、リアモータ７０用のトルク指令値ＴＲ２３（トルク指令値ＴＲ２の一種）およびフロントモータ６０を回生させるための信号ＲＧＥ１（信号ＲＧＥの一種）を外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにあるとき、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１およびリアモータ７０を回生させるための信号ＲＧＥ２（信号ＲＧＥの一種）を外部ＥＣＵから受ける。
【０１１０】
制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１１；ＴＲ１２およびＴＲ２１；ＴＲ１３；ＴＲ１４およびＴＲ２２を受けるとき、表１に示す信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＩ１およびＰＷＭＵ２，ＰＷＭＩ２の少なくとも一方を生成する。
【０１１１】
【表１】

Figure 0003897708
【０１１２】
すなわち、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１１を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１１（信号ＰＷＭＵ１の一種）および信号ＰＷＭＩ１１（信号ＰＷＭＩ１の一種）を生成する。また、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１２およびＴＲ２１を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１２（信号ＰＷＭＵ１の一種）、信号ＰＷＭＩ１２（信号ＰＷＭＩ１の一種）、信号ＰＷＭＵ２１（信号ＰＷＭＵ２の一種）および信号ＰＷＭＩ２１（信号ＰＷＭＩ２の一種）を生成する。
【０１１３】
さらに、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１３を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１３（信号ＰＷＭＵ１の一種）および信号ＰＷＭＩ１３（信号ＰＷＭＩ１の一種）を生成する。さらに、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１４およびＴＲ２２を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１４（信号ＰＷＭＵ１の一種）、信号ＰＷＭＩ１４（信号ＰＷＭＩ１の一種）、信号ＰＷＭＵ２２（信号ＰＷＭＵ２の一種）および信号ＰＷＭＩ２２（信号ＰＷＭＩ２の一種）を生成する。さらに、制御装置３０は、トルク指令ＴＲ２３および信号ＲＧＥ１を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１、信号ＰＷＭＤ１、信号ＰＷＭＵ２３（信号ＰＷＭＵ２の一種）および信号ＰＷＭＩ２３（信号ＰＷＭＩ２の一種）を生成する。さらに、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１およびＲＧＥ２を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１、信号ＰＷＭＤ１、信号ＰＷＭＣ２および信号ＰＷＭＤ２を生成する。
【０１１４】
まず、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１を受ける。そして、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１１を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４へ出力する。
【０１１５】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１１によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。そして、エンジンのクランクシャフトはフロントモータ６０によって回転され、エンジンが始動する。これにより、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１１６】
次に、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１２およびＴＲ２１とモータ回転数ＭＲＮ１およびＭＲＮ２とを受ける。そして、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１２を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１２をインバータ１４へ出力する。
【０１１７】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２１を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ２４へ出力する。
【０１１８】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１２によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。
【０１１９】
また、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、ＩＧＢＴＱ１０がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、昇圧コンバータ２２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ２１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２１によって指定されたトルクを出力するようにリアモータ７０を駆動する。
【０１２０】
そして、ハイブリッド自動車の前輪はフロントモータ６０によって回転され、後輪はリアモータ７０によって回転され、ハイブリッド自動車は発進する。これにより、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。このように、前後輪駆動装置１００を搭載したハイブリッド自動車は、４輪駆動により発進する。そして、信号ＰＷＭＵ２１は、信号ＰＷＭＵ１２の位相を反転した位相を有するので、昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、相互に相補的に昇圧動作を行ない、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２へ供給される直流電流のピーク値を低減できる。また、昇圧コンバータ１２および２２は、それぞれ、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を有し、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低減できるので、リアクトルＬ１，Ｌ２で発生するリプル電流を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制できる。
【０１２１】
次に、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１を外部ＥＣＵから受ける。
【０１２２】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１３を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１３をインバータ１４へ出力する。
【０１２３】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１３に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１３によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。そして、ハイブリッド自動車の前輪はフロントモータ６０によって駆動され、ハイブリッド自動車は、フロントモータ６０によって軽負荷走行を行なう。これにより、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１２４】
次に、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。この場合の前後輪駆動装置１００の動作は、上述したハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置１００の動作と同じである。
【０１２５】
次に、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１４およびＴＲ２２を外部ＥＣＵから受ける。
【０１２６】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１４を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１４をインバータ１４へ出力する。
【０１２７】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２２を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２２をインバータ２４へ出力する。
【０１２８】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１４によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１４に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１４によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。
【０１２９】
また、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、ＩＧＢＴＱ１０がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、昇圧コンバータ２２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ２２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２２によって指定されたトルクを出力するようにリアモータ７０を駆動する。
【０１３０】
そして、ハイブリッド自動車の前輪はフロントモータ６０によって回転され、後輪はリアモータ７０によって回転され、ハイブリッド自動車は加速または急加速する。これにより、ハイブリッド自動車の加速・急加速時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１３１】
このように、前後輪駆動装置１００を搭載したハイブリッド自動車は、４輪駆動により加速を行なう。そして、信号ＰＷＭＵ２２は、信号ＰＷＭＵ１４の位相を反転した位相を有するので、昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、相互に相補的に昇圧動作を行ない、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２へ供給される直流電流のピーク値を低減できる。また、昇圧コンバータ１２および２２は、それぞれ、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を有し、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低減できるので、リアクトルＬ１，Ｌ２で発生するリプル電流を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制でき、ハイブリッド自動車が加速を行なってもドライバーは違和感を殆ど感じることがない。
【０１３２】
次に、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１およびトルク指令値ＴＲ２３を外部ＥＣＵから受ける。
【０１３３】
制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１および信号ＰＷＭＤ１を生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１３４】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２３を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２３をインバータ２４へ出力する。
【０１３５】
そうすると、インバータ１４は、信号ＰＷＭＣ１に応じて、フロントモータ６０を回生モードで駆動し、フロントモータ６０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４からの直流電圧を信号ＰＷＭＤ１によって降圧してバッテリＢ側に供給する。
【０１３６】
一方、昇圧コンバータ２２は、フロントモータ６０によって回生された直流電圧を受ける。そして、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２から受けた直流電圧を昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４に供給する。
【０１３７】
インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を信号ＰＷＭＩ２３によって交流電圧に変換してリアモータ７０を駆動する。そして、リアモータ７０は、ハイブリッド自動車の後輪を駆動する。これにより、ハイブリッド自動車は、フロントモータ６０が発電した電力によって後輪を駆動し、安定して低μ路走行を行なう。そして、ハイブリッド自動車の低μ路走行時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１３８】
最後に、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２を受ける。そして、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２に応じて、信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＤ１および／または信号ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＤ２を生成する。制御装置３０は、生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＤ１をそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力し、生成した信号ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＤ２をそれぞれインバータ２４および昇圧コンバータ２２へ出力する。
【０１３９】
そうすると、インバータ１４は、信号ＰＷＭＣ１に応じて、フロントモータ６０を回生モードで駆動し、フロントモータ６０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４からの直流電圧を信号ＰＷＭＤ１に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【０１４０】
また、インバータ２４は、信号ＰＷＭＣ２に応じて、リアモータ７０を回生モードで駆動し、リアモータ７０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ２２へ供給する。昇圧コンバータ２２は、インバータ２４からの直流電圧を信号ＰＷＭＤ２に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【０１４１】
このように、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにあるとき、フロントモータ６０およびリアモータ７０の少なくとも一方が回生ブレーキとして使用される。そして、ハイブリッド自動車の減速・制動時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１４２】
図６は、上述した前後輪駆動装置１００を搭載したハイブリッド自動車のより具体的な前後輪駆動装置の一例を示す概略ブロック図である。図６を参照して、前後輪駆動装置２００は、バッテリＢと、電圧センサー１０，１３，２３と、昇圧コンバータ１２，２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、インバータ１４Ａ，１４Ｂ，２４と、電流センサー１８Ａ，１８Ｂ，２８と、制御装置３０と、モータジェネレータＭＧ１〜ＭＧ３とを備える。
【０１４３】
前後輪駆動装置２００においては、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２がフロントモータ６０に相当し、モータジェネレータＭＧ３がリアモータ７０に相当する。そして、フロントモータ６０が２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって構成されることに対応してフロントモータ６０用のインバータ１４は、インバータ１４Ａとインバータ１４Ｂとから成る。インバータ１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４Ｂは、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。さらに、インバータ２４は、モータジェネレータＭＧ３を駆動する。
【０１４４】
また、電流センサー１８Ａは、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１１を検出して制御装置３０へ出力し、電流センサー１８Ｂは、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１２を検出して制御装置３０へ出力する。
【０１４５】
その他については上述したとおりである。
モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンと連結される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンを始動し、またはエンジンの回転力によって発電する。
【０１４６】
また、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪１を駆動する。さらに、モータジェネレータＭＧ３は、後輪２を駆動し、後輪２の回転力によって発電する。
【０１４７】
図７は、動力分割機構の模式図を示す。図７を参照して、動力分割機構２１０は、リングギア２１１と、キャリアギア２１２と、サンギア２１３とから成る。エンジン２４０のシャフト２５１は、キャリアギア２１２に接続され、モータジェネレータＭＧ１のシャフト２５２は、サンギア２１３に接続され、モータジェネレータＭＧ２のシャフト２５４は、リングギア２１１に接続されている。なお、モータジェネレータＭＧ２のシャフト２５４は、ディファレンシャルギア（図示せず）を介して前輪１の駆動軸に連結される。
【０１４８】
モータジェネレータＭＧ１は、シャフト２５２、サンギア２１３、キャリアギア２１２およびプラネタリキャリア２５３を介してシャフト２５１を回転し、エンジン２４０を始動する。また、モータジェネレータＭＧ１は、シャフト２５１、プラネタリキャリア２５３、キャリアギア２１２、サンギア２３１およびシャフト２５２を介してエンジン２４０の回転力を受け、その受けた回転力によって発電する。
【０１４９】
再び、図６を参照して、前後輪駆動装置２００が搭載されたハイブリッド自動車の始動時、発進時、軽負荷走行モード、中速低負荷走行モード、加速・急加速モード、低μ路走行モードおよび減速・制動モードにおける前後輪駆動装置２００の動作について説明する。
【０１５０】
まず、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１を受ける。そして、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１１を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ１１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４Ａへ出力する。
【０１５１】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ａへ供給する。インバータ１４Ａは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１１によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。
【０１５２】
これによって、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構２１０を介してエンジン２４０のクランクシャフトを回転数ＭＲＮ１で回転し、エンジン２４０を始動する。これにより、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１５３】
次に、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１２およびＴＲ２１と、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、始動後のエンジン２４０の回転力によってモータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるための信号ＲＧＥ１とを外部ＥＣＵから受ける。この場合、トルク指令値ＴＲ１２は、モータジェネレータＭＧ２を発進用に用いるためのトルク指令値であり、トルク指令値ＴＲ２１は、モータジェネレータＭＧ３を発進用に用いるためのトルク指令値である。
【０１５４】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１２を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ｂからのモータ電流ＭＣＲＴ１２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１２をインバータ１４Ｂへ出力する。さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４Ａへ出力する。
【０１５５】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ｂへ供給する。また、インバータ１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１がエンジン２４０の回転力により発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をインバータ１４Ｂに供給する。インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧とインバータ１４Ａからの直流電圧とを受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＩ１２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２１０およびディファレンシャルギアを介して前輪１を駆動する。
【０１５６】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２１を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ２４へ出力する。
【０１５７】
そうすると、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２１によってバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４に供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を信号ＰＷＭＩ２１によって交流電圧に変換してトルク指令値ＴＲ２１によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ３を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ３は、後輪２を駆動する。
【０１５８】
このようにして、ハイブリッド自動車の前輪１はモータジェネレータＭＧ２によって回転され、後輪２はモータジェネレータＭＧ３によって回転され、ハイブリッド自動車は４ＷＤで発進する。これにより、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１５９】
次に、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１を外部ＥＣＵから受ける。なお、トルク指令値ＴＲ１３は、ハイブリッド自動車の前輪１をモータジェネレータＭＧ２のみで駆動するためのトルク指令値である。
【０１６０】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１３を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ｂからのモータ電流ＭＣＲＴ１２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１３をインバータ１４Ｂへ出力する。
【０１６１】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ｂへ供給する。インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１３に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１３によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２１０およびディファレンシャルギアを介して前輪１を駆動し、ハイブリッド自動車は、モータジェネレータＭＧ２によって軽負荷走行を行なう。これにより、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１６２】
次に、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。この場合の前後輪駆動装置２００の動作は、上述したハイブリッド自動車のエンジン２４０の始動時における前後輪駆動装置２００の動作と同じである。
【０１６３】
次に、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１４およびＴＲ２２と、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、モータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるための信号ＲＧＥ１とを外部ＥＣＵから受ける。なお、トルク指令値ＴＲ１４は、モータジェネレータＭＧ２を加速・急加速用に用いるためのトルク指令値であり、トルク指令値ＴＲ２２は、モータジェネレータＭＧ３を加速・急加速用に用いるためのトルク指令値である。
【０１６４】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１４を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ｂからのモータ電流ＭＣＲＴ１２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１４をインバータ１４Ｂへ出力する。さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４Ａへ出力する。
【０１６５】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１４によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ｂへ供給する。また、インバータ１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１がエンジン２４０の回転力（エンジン２４０の回転数は加速前よりも高くなっている。）により発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をインバータ１４Ｂに供給する。インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧とインバータ１４Ａからの直流電圧とを受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＩ１４に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１４によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【０１６６】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２２を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２２をインバータ２４へ出力する。
【０１６７】
そうすると、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９、Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、ＩＧＢＴＱ１０がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を信号ＰＷＭＩ２２によって交流電圧に変換してトルク指令値ＴＲ２２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ３を駆動する。
【０１６８】
そして、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２１０およびディファレンシャルギアを介して前輪１を駆動し、モータジェネレータＭＧ３は、後輪２を駆動し、ハイブリッド自動車は４輪駆動で加速または急加速する。これにより、ハイブリッド自動車の加速・急加速時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１６９】
次に、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１、トルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。なお、信号ＲＧＥ１は、モータジェネレータＭＧ２を回生モードで駆動するための信号であり、トルク指令値ＴＲ２３は、モータジェネレータＭＧ３を駆動モータとして用いるためのトルク指令値である。
【０１７０】
制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＤ１を生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４Ｂへ出力する。
【０１７１】
そうすると、インバータ１４Ｂは、信号ＰＷＭＣ１に応じて、モータジェネレータＭＧ２を回生モードで駆動し、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４Ｂからの直流電圧を信号ＰＷＭＤ１によって降圧してバッテリＢ側に供給する。
【０１７２】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２３を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＭＷＩ２３を生成してインバータ２４へ出力する。
【０１７３】
そうすると、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２によって降圧された直流電圧を受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＵ２３によって昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して受けた直流電圧を信号ＰＷＭＩ２３によって交流電圧に変換してトルク指令値ＴＲ２３によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ３を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ３は、ハイブリッド自動車の後輪２を駆動する。これにより、ハイブリッド自動車は、モータジェネレータＭＧ２が発電した電力によって後輪２を駆動し、安定して低μ路走行を行なう。そして、ハイブリッド自動車の低μ路走行時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１７４】
最後に、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２を受ける。そして、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２に応じて、モータジェネレータＭＧ２および／またはモータジェネレータＭＧ３を回生モードで駆動する。これにより、ハイブリッド自動車は、回生ブレーキおよび／または機械ブレーキによって減速・制動を行なう。そして、ハイブリッド自動車の減速・制動時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１７５】
そして、前後輪駆動装置２００においては、ハイブリッド自動車の発進時、および加速・急加速モードにおいて、昇圧コンバータ１２および２２が駆動されるが、昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、相互に相補的に昇圧動作を行なうため、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２に供給される直流電流のピーク値を低減できる。
【０１７６】
また、昇圧コンバータ１２および２２が駆動される走行モードにおいては、昇圧コンバータ１２および２２は、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を用いて昇圧動作を行なうため、１つの昇圧コンバータによってバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して２つのインバータに供給する場合に比べ、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低減でき、リプル電流を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制できる。
【０１７７】
なお、上記においては、昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵ１と昇圧コンバータ２２を駆動するための信号ＰＷＭＵ２とは、相互に位相を反転した関係を有するとして説明したが、この発明においては、これに限らず、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相と異なる位相を有していればよい。昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２が全く同時に駆動しなければ、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２へ供給される直流電流のピーク値を低減できるからである。
【０１７８】
また、上記においては、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４が１つのＰＣＵに収納され、昇圧コンバータ２２およびインバータ２４がもう１つのＰＣＵに収納されると説明したが、この発明においては、昇圧コンバータ１２および２２を１つのＰＣＵに収納し、そのＰＣＵをバッテリＢの近くに配置するようにしてもよい。これにより、バッテリＢに接続されるＰＣＵの端子を共通化でき、端子数を低減できる。
【０１７９】
さらに、バッテリＢおよび昇圧コンバータ１２，２２を１つのＰＣＵに収納してもよい。これにより、大電流が流れる昇圧コンバータ１２，２２とバッテリとの接続をバスバーまたは短い配線により処理することができる。
【０１８０】
さらに、上記においては、昇圧コンバータ１２，２２およびインバータ１４（１４Ａ，１４Ｂを含む），２４は、ＩＧＢＴによって構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、昇圧コンバータ１２，２２およびインバータ１４（１４Ａ，１４Ｂを含む），２４は、ＮＰＮトランジスタおよびＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子によって構成されていればよい。
【０１８１】
さらに、前後輪駆動装置１００は、フロントモータ６０およびリアモータ７０を２つの負荷装置として備えるが、この発明による前後輪駆動装置は、これに限らず、各車輪に駆動モータが設置された、いわゆる、ホイールモータを負荷装置として備えていてもよい。
【０１８２】
さらに、上記においては、前後輪駆動装置１００をハイブリッド自動車に適用する例を説明したが、この発明は、これに限らず、前後輪駆動装置１００を電気自動車または燃料電池自動車に適用してもよい。
【０１８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態による前後輪駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】 図２に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図４】 図２に示すモータトルク制御手段によって生成される信号のタイミングチャートである。
【図５】 図１に示す前後輪駆動装置を搭載したハイブリッド自動車の平面図である。
【図６】 ハイブリッド自動車に適用された具体的な前後輪駆動装置の概略ブロック図である。
【図７】 動力分割機構の模式図である。
【図８】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 前輪、２ 後輪、１０，１３，２３，３２０ 電圧センサー、１２，２２昇圧コンバータ、１４，１４Ａ，１４Ｂ，２４，３３０ インバータ、１５，２５ Ｕ相アーム、１６，２６ Ｖ相アーム、１７，２７ Ｗ相アーム、１８，１８Ａ，１８Ｂ，２８ 電流センサー、３０ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２ コンバータ用デューティー比演算部、５４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、６０ フロントモータ、７０ リアモータ、９０〜９２ ケーブル、１００，２００ 前後輪駆動装置、２１０ 動力分割機構、２１１ リングギア、２１２ キャリアギア、２１３ サンギア、２４０ エンジン、２５１，２５２，２５４ シャフト、２５３ プラネタリキャリア、３００ モータ駆動装置、３０１ モータトルク制御手段、３０２ 電圧変換制御手段、３１０ 双方向コンバータ、３１１，Ｌ１，Ｌ２ リアクトル、３１２，３１３，Ｑ１〜Ｑ１６ ＩＧＢＴ、３１４，３１５ ダイオード、Ｂ バッテリ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｄ１〜Ｄ１６ ダイオード、Ｍ１ 交流モータ、ＭＧ１〜ＭＧ３ モータジェネレータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a front and rear wheel drive device suitable for a four-wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
Recently, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted a great deal of attention as environmentally friendly vehicles. Some hybrid vehicles have been put into practical use.
[0003]
This hybrid vehicle is a vehicle that uses a DC power source, an inverter, and a motor driven by the inverter as a power source in addition to a conventional engine. In other words, a power source is obtained by driving the engine, a DC voltage from a DC power source is converted into an AC voltage by an inverter, and a motor is rotated by the converted AC voltage to obtain a power source. An electric vehicle is a vehicle that uses a DC power source, an inverter, and a motor driven by the inverter as a power source.
[0004]
In such a hybrid vehicle or an electric vehicle, it is also proposed that a DC voltage from a DC power source is boosted by a boost converter, and the boosted DC voltage is supplied to an inverter that drives a motor.
[0005]
That is, the hybrid vehicle or the electric vehicle is equipped with the motor drive device shown in FIG. Referring to FIG. 8, motor drive device 300 includes a battery B, system relays SR <b> 1 and SR <b> 2, a capacitor C <b> 1, a bidirectional converter 310, a voltage sensor 320, and an inverter 330.
[0006]
Battery B outputs a DC voltage. System relays SR1 and SR2 supply DC voltage from battery B to bidirectional converter 310 when turned on by a control device (not shown).
[0007]
Bidirectional converter 310 includes a reactor 311, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 312 and 313, and diodes 314 and 315. Reactor 311 has one end connected to the power line of battery B, and the other end connected between the intermediate point of IGBT 312 and IGBT 313, that is, between the emitter of IGBT 312 and the collector of IGBT 313. The IGBTs 312 and 313 are connected in series between the power supply line and the earth line. The collector of the IGBT 312 is connected to the power supply line, and the emitter of the IGBT 313 is connected to the ground line. In addition, diodes 314 and 315 for passing a current from the emitter side to the collector side are arranged between the collectors and emitters of the IGBTs 312 and 313.
[0008]
In bidirectional converter 310, IGBTs 312 and 313 are turned on / off by a control device (not shown), and the DC voltage supplied from battery B is boosted and the output voltage is supplied to capacitor C1. Bidirectional converter 310 also reduces the DC voltage generated by AC motor M1 and converted by inverter 330 during regenerative braking of a hybrid vehicle or electric vehicle equipped with motor drive device 300, and supplies it to battery B. .
[0009]
Capacitor C <b> 1 smoothes the DC voltage supplied from bidirectional converter 310 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 330. The voltage sensor 320 detects the voltage on both sides of the capacitor C1, that is, the output voltage Vm of the bidirectional converter 310.
[0010]
When a DC voltage is supplied from the capacitor C1, the inverter 330 converts the DC voltage into an AC voltage based on control from a control device (not shown) and drives the AC motor M1. Thus, AC motor M1 is driven so as to generate torque specified by the torque command value. Further, the inverter 330 converts the AC voltage generated by the AC motor M1 into a DC voltage based on the control from the control device at the time of regenerative braking of the hybrid vehicle or the electric vehicle on which the motor driving device 300 is mounted. A DC voltage is supplied to bidirectional converter 310 via capacitor C1.
[0011]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-136169 discloses a DC power source, a plurality of inverters that drive a composite motor composed of a driving motor and a power generation motor, and a DC voltage from the DC power source that is boosted. A motor drive circuit is disclosed that includes a plurality of booster circuits that supply voltages to corresponding inverters.
[0012]
In this motor drive circuit, the plurality of booster circuits receive a DC voltage from a DC power supply. That is, the plurality of booster circuits share a DC power source.
[0013]
As described above, in the motor drive circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-136169, a plurality of booster circuits are provided corresponding to the plurality of inverters that drive the composite motor. The plurality of booster circuits receive a DC voltage from one DC power supply, boost the received DC voltage, and supply the boosted voltage to the corresponding inverter.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2002-136169 A
[0015]
[Patent Document 2]
JP 2001-275367 A
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-136169 does not propose a boosting system optimum for a vehicle capable of 4WD travel.
[0017]
Therefore, an object of the present invention is to provide a front and rear wheel drive device including a boosting system suitable for a vehicle capable of 4WD traveling.
[0018]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
According to the present invention, the front and rear wheel drive device includes first and second inverters, a battery, and first and second booster circuits. The first inverter supplies power to the front wheel drive motor unit. The second inverter supplies power to the rear wheel drive motor unit. The battery supplies power to the first and second inverters. The first booster circuit boosts the DC voltage from the battery and supplies the boosted DC voltage to the first inverter. The second booster circuit boosts the DC voltage from the battery and supplies the boosted DC voltage to the second inverter. The first booster circuit includes a first reactor. The second booster circuit includes a second reactor that is different from the first reactor.
[0019]
Preferably, the front and rear wheel drive device further includes control means. The control means controls to drive the first booster circuit based on the first control signal, and the second booster circuit based on the second control signal having a phase different from the phase of the first control signal. Control to drive.
[0020]
Preferably, the second control signal is a signal obtained by inverting the first control signal.
Preferably, the front-wheel drive motor unit generates electric power by a rotational force from the internal combustion engine or drives the internal combustion engine.
[0021]
In the front and rear wheel drive device according to the present invention, the first booster circuit is driven at a drive timing different from the drive timing of the second booster circuit. The first booster circuit boosts the DC voltage from the battery using a unique reactor and supplies the boosted DC voltage to the first inverter, and the second booster circuit uses the DC voltage from the battery using the unique reactor. The voltage is boosted and supplied to the second inverter. The first inverter drives the front wheel drive motor unit, and the second inverter drives the rear wheel drive motor unit.
[0022]
Therefore, the peak current of the DC current supplied from the battery to the first and second booster circuits can be reduced.
[0023]
Moreover, since the direct current in each of the 1st and 2nd reactor can be reduced, the ripple current in the 1st and 2nd reactor can be suppressed. As a result, noise generated in the first and second reactors can be reduced.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0025]
Referring to FIG. 1, front and rear wheel drive apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery B, voltage sensors 10, 13, 23, boost converters 12, 22, capacitors C1, C2, inverters 14, 24, current sensors 18 and 28, a control device 30, a front motor 60, and a rear motor 70.
[0026]
The front motor 60 is a drive motor for generating torque for driving the drive wheels (front wheels) of the hybrid vehicle. The front motor 60 is a motor that has a function of a generator driven by an engine and operates as an electric motor for the engine, and can start the engine, for example.
[0027]
The rear motor 70 functions as a drive motor that drives the rear wheels of the hybrid vehicle on which the front and rear wheel drive device 100 is mounted, and a generator that generates power by the rotational force of the rear wheels.
[0028]
The front motor 60 and the rear motor 70 are three-phase permanent magnet motors, and are configured by commonly connecting one end of three coils of U, V, and W phases to a midpoint.
[0029]
Boost converter 12 includes a reactor L1, IGBTs Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. Reactor L1 has one end connected to the power supply line of battery B, and the other end connected to an intermediate point between IGBTQ1 and IGBTQ2, that is, between the emitter of IGBTQ1 and the collector of IGBTQ2.
[0030]
IGBTs Q1 and Q2 are connected in series between the power supply line of inverter 14 and the ground line. IGBTQ1 has a collector connected to the power supply line and an emitter connected to the collector of IGBTQ2. The emitter of IGBTQ2 is connected to the earth line.
[0031]
Diodes D1 and D2 are connected between the emitters and collectors of IGBTs Q1 and Q2, respectively, so that current flows from the emitter side to the collector side.
[0032]
Inverter 14 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16 and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 are provided in parallel between the power supply line and the earth line.
[0033]
U-phase arm 15 is composed of IGBTs Q3 and Q4 connected in series, V-phase arm 16 is composed of IGBTs Q5 and Q6 connected in series, and W-phase arm 17 is composed of IGBTs Q7 and Q8 connected in series. . Further, diodes D3 to D8 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collectors and emitters of the IGBTs Q3 to Q8, respectively.
[0034]
An intermediate point of each phase arm of the inverter 14 is connected to each phase end of each phase coil of the front motor 60. That is, the front motor 60 is a three-phase permanent magnet motor, the other end of the U-phase coil is at the middle point of the IGBTs Q3 and Q4, the other end of the V-phase coil is at the middle point of the IGBTs Q5 and Q6, and The other end is connected to an intermediate point between IGBTs Q7 and Q8.
[0035]
Boost converter 22 includes a reactor L2, IGBTs Q9 and Q10, and diodes D9 and D10.
[0036]
Reactor L2 has one end connected to the power supply line of battery B and the other end connected to an intermediate point between IGBT Q9 and IGBT Q10, that is, between the emitter of IGBT Q9 and the collector of IGBT Q10.
[0037]
IGBTs Q9 and Q10 are connected in series between the power supply line of inverter 24 and the ground line. IGBTQ9 has a collector connected to the power supply line and an emitter connected to the collector of IGBTQ10. The emitter of IGBT Q10 is connected to the earth line.
[0038]
Diodes D9 and D10 are connected between the emitters and collectors of IGBTs Q9 and Q10, respectively, so that current flows from the emitter side to the collector side.
[0039]
Inverter 24 includes a U-phase arm 25, a V-phase arm 26 and a W-phase arm 27. U-phase arm 25, V-phase arm 26, and W-phase arm 27 are provided in parallel between the power supply line and the earth line.
[0040]
U-phase arm 25 consists of IGBTs Q11 and Q12 connected in series, V-phase arm 26 consists of IGBTs Q13 and Q14 connected in series, and W-phase arm 27 consists of IGBTs Q15 and Q16 connected in series. . Further, diodes D11 to D16 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collectors and emitters of IGBTs Q11 to Q16, respectively.
[0041]
An intermediate point of each phase arm of inverter 24 is connected to each phase end of each phase coil of rear motor 70. That is, the rear motor 70 is a three-phase permanent magnet motor, the other end of the U-phase coil is at the middle point between the IGBTs Q11 and Q12, the other end of the V-phase coil is at the middle point between the IGBTs Q13 and Q14, and the other W-phase coil. The ends are connected to the intermediate points of IGBTs Q15 and Q16, respectively.
[0042]
The battery B is composed of a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. Voltage sensor 10 detects battery voltage Vb of battery B, and outputs the detected battery voltage Vb to control device 30.
[0043]
Boost converter 12 and boost converter 22 are connected to battery B in parallel. Boost converter 12 boosts battery voltage Vb from battery B by signal PWMU1 from control device 30, and supplies the boosted DC voltage to inverter 14 via capacitor C1.
[0044]
Boost converter 12 receives, via capacitor C1, the DC voltage generated by front motor 60 and converted by inverter 14 during regenerative braking of the hybrid vehicle on which front and rear wheel drive device 100 is mounted. The direct current voltage is stepped down in accordance with a signal PWMD1 from the control device 30 to charge the battery B.
[0045]
Capacitor C <b> 1 smoothes the DC voltage output from boost converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 14. The voltage sensor 13 detects the voltage Vm1 across the capacitor C1 and outputs the detected voltage Vm1 to the control device 30.
[0046]
The inverter 14 converts the DC voltage supplied from the capacitor C1 into an AC voltage according to the signal PWMI1 from the control device 30, and drives the front motor 60 with the converted AC voltage. Further, the inverter 14 converts the AC voltage generated by the front motor 60 into a DC voltage by the signal PWMC1 from the control device 30 during regenerative braking of the hybrid vehicle on which the front and rear wheel drive device 100 is mounted, and the converted DC voltage. Is supplied to the boost converter 12 via the capacitor C1.
[0047]
Current sensor 18 detects motor current MCRT1 flowing through front motor 60 and outputs the detected motor current MCRT1 to control device 30.
[0048]
Boost converter 22 boosts battery voltage Vb from battery B in accordance with signal PWMU 2 from control device 30, and supplies the boosted DC voltage to inverter 24. Boost converter 22 receives the DC voltage generated by rear motor 70 and converted by inverter 24 via capacitor C2 during regenerative braking of front and rear wheel drive device 100, and the received DC voltage is received by control device 30. In response to the signal PWMD2 from the battery B, the battery B is charged.
[0049]
Capacitor C <b> 2 smoothes the DC voltage output from boost converter 22 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 24. The voltage sensor 23 detects the voltage Vm2 across the capacitor C2 and outputs the detected voltage Vm2 to the control device 30.
[0050]
Inverter 24 converts the DC voltage supplied from capacitor C2 into an AC voltage according to signal PWMI2 from control device 30, and drives rear motor 70 with the converted AC voltage. Further, the inverter 24 converts the AC voltage generated by the rear motor 70 into a DC voltage according to the signal PWMC2 from the control device 30 during regenerative braking of the hybrid vehicle on which the front and rear wheel drive device 100 is mounted, and the converted DC The voltage is supplied to the boost converter 22 via the capacitor C2.
[0051]
Current sensor 28 detects motor current MCRT2 of rear motor 70 and outputs the detected motor current MCRT2 to control device 30.
[0052]
Control device 30 receives torque command values TR1, TR2 and motor rotational speeds MRN1, MRN2 from an ECU (Electrical Control Unit) provided outside. Control device 30 receives battery voltage Vb from voltage sensor 10, receives voltage Vm 1 from voltage sensor 13, receives voltage Vm 2 from voltage sensor 23, receives motor current MCRT 1 from current sensor 18, and receives motor current MCRT 1 from current sensor 28. Current MCRT2 is received.
[0053]
Then, control device 30 increases the voltage when front motor 60 outputs the torque specified by torque command value TR1, based on battery voltage Vb, torque command value TR1, motor current MCRT1, motor rotation speed MRN1, and voltage Vm1. Signal PWMU1 for driving converter 12 is generated, and the generated signal PWMU1 is output to IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12.
[0054]
Further, control device 30 generates a boost converter when rear motor 70 outputs a torque specified by torque command value TR2 based on battery voltage Vb, torque command value TR2, motor current MCRT2, motor rotational speed MRN2, and voltage Vm2. A signal PWMU2 for driving 22 is generated, and the generated signal PWMU2 is output to IGBTs Q9 and Q10 of boost converter 22.
[0055]
Signal PWMU1 is a signal for driving boost converter 12 when battery voltage Vb from battery B is converted to voltage Vm1. Control device 30 performs feedback control of voltage Vm1 when boost converter 12 converts battery voltage Vb into voltage Vm1, and drives boost converter 12 so that voltage Vm1 becomes commanded voltage command Vdc_com1. The signal PWMU1 is generated.
[0056]
Signal PWMU2 is a signal for driving boost converter 22 when battery voltage Vb from battery B is converted to voltage Vm2. Control device 30 performs feedback control of voltage Vm2 when boost converter 22 converts battery voltage Vb into voltage Vm2, and drives boost converter 22 so that voltage Vm2 becomes commanded voltage command Vdc_com2. The signal PWMU2 is generated.
[0057]
Signal PWMU2 has a phase obtained by inverting the phase of signal PWMU1. A method for generating the signals PWMU1 and PWMU2 will be described later.
[0058]
Further, control device 30 generates signals PWMD1 and PWMD2 during regenerative braking of the hybrid vehicle on which front and rear wheel drive device 100 is mounted, and outputs the generated signals PWMD1 and PWMD2 to boost converters 12 and 22, respectively.
[0059]
Further, control device 30 drives inverter 14 based on torque command value TR1 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU, voltage Vm1 from voltage sensor 13, and motor current MCRT1 from current sensor 18. The signal PWMI1 is generated, and the generated signal PWMI1 is output to the IGBTs Q3 to Q8 of the inverter 14. The signal PWMI1 is a signal for driving the front motor 60, and is generated in synchronization with the signal PWMU1.
[0060]
Further, control device 30 drives inverter 24 based on torque command value TR2 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU, voltage Vm2 from voltage sensor 23, and motor current MCRT2 from current sensor 28. The signal PWMI2 is generated, and the generated signal PWMI2 is output to the IGBTs Q11 to Q16 of the inverter 24. Since signal PWMI2 is a signal for driving rear motor 70, it is generated in synchronization with signal PWMU2.
[0061]
Further, control device 30 generates signals PWMC1 and PWMC2 according to signal RGE from the external ECU during regenerative braking of the hybrid vehicle on which front and rear wheel drive device 100 is mounted, and the generated signals PWMC1 and PWMC2 are inverters. 14 and 24.
[0062]
FIG. 2 shows a functional block diagram of the control device 30 shown in FIG. Referring to FIG. 2, control device 30 includes motor torque control means 301 and voltage conversion control means 302.
[0063]
Motor torque control means 301 receives torque command values TR1 and TR2 and motor rotation speeds MRN1 and MRN2 from an external ECU, battery voltage Vb from voltage sensor 10, voltage Vm1 from voltage sensor 13, and voltage from voltage sensor 23. Vm2 is received, motor current MCRT1 is received from current sensor 18, and motor current MCRT2 is received from current sensor 28.
[0064]
Motor torque control means 301 is based on torque command value TR1, motor rotational speed MRN1, battery voltage Vb and voltage Vm1 (corresponding to the output voltage of boost converter 12 and the input voltage of inverter 14; the same applies hereinafter). Signal PWMU1 is generated, and the generated signal PWMU1 is output to IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12.
[0065]
Motor torque control means 301 is based on torque command value TR2, motor rotation speed MRN2, battery voltage Vb, and voltage Vm2 (corresponding to the output voltage of boost converter 22 and the input voltage of inverter 24; the same applies hereinafter). Signal PWMU2 is generated, and the generated signal PWMU2 is output to IGBTs Q9 and Q10 of boost converter 22.
[0066]
Further, motor torque control means 301 generates signal PWMI1 based on torque command value TR1, motor rotational speed MRN1 and voltage Vm1, and outputs the generated signal PWMI1 to IGBTs Q3 to Q8 of inverter 14.
[0067]
Further, motor torque control means 301 generates signal PWMI2 based on torque command value TR2, motor rotational speed MRN2 and voltage Vm2, and outputs the generated signal PWMI2 to IGBTs Q11 to Q16 of inverter 24.
[0068]
Voltage conversion control means 302 receives signal RGE from an external ECU during regenerative braking of a hybrid vehicle on which front and rear wheel drive device 100 is mounted, and generates signals PWMC1 and PWMC2 according to the received signal RGE. Then, voltage conversion control means 302 outputs generated signals PWMC1 and PWMC2 to inverters 14 and 24, respectively.
[0069]
Voltage conversion control means 302 generates signals PWMD1 and PWMD2 according to signal RGE from the external ECU during regenerative braking of the hybrid vehicle on which front and rear wheel drive device 100 is mounted, and generates generated signals PWMD1 and PWMD2 Output to boost converters 12 and 22, respectively.
[0070]
FIG. 3 shows a functional block diagram of the motor torque control means 301 shown in FIG. Referring to FIG. 3, motor torque control means 301 includes motor control phase voltage calculation unit 40, inverter PWM signal conversion unit 42, inverter input voltage command calculation unit 50, and converter duty ratio calculation unit 52. Converter PWM signal converter 54.
[0071]
Motor control phase voltage calculation unit 40 receives output voltage Vm1 of boost converter 12, that is, an input voltage to inverter 14 from voltage sensor 13, and receives motor current MCRT 1 flowing in each phase of front motor 60 from current sensor 18. The torque command value TR1 is received from the external ECU. Then, the motor control phase voltage calculation unit 40 calculates the voltage to be applied to the coil of each phase of the front motor 60 based on these input signals, and the calculated result RET1 is converted to the inverter PWM signal conversion unit. 42.
[0072]
The motor control phase voltage calculation unit 40 receives the output voltage Vm2 of the boost converter 22, that is, the input voltage to the inverter 24 from the voltage sensor 23, and receives the motor current MCRT2 flowing in each phase of the rear motor 70 from the current sensor 28. The torque command value TR2 is received from the external ECU. Then, the motor control phase voltage calculation unit 40 calculates the voltage to be applied to the coils of each phase of the rear motor 70 based on these input signals, and the calculated result RET2 is used as the inverter PWM signal conversion unit 42. To supply.
[0073]
Based on the calculation result RET1 received from the motor control phase voltage calculation unit 40, the inverter PWM signal conversion unit 42 generates a signal PWMI1 that actually turns on / off the IGBTs Q3 to Q8 of the inverter 14, and generates the signal PWMI1. Signal PWMI1 is output to IGBTs Q3-Q8 of inverter 14.
[0074]
Thereby, each IGBTQ3-Q8 is switching-controlled and controls the electric current sent through each phase of the front motor 60 so that the front motor 60 may output the commanded torque. In this way, the motor drive current is controlled, and the motor torque corresponding to the torque command value TR1 is output.
[0075]
The inverter PWM signal conversion unit 42 generates a signal PWMI2 that actually turns on / off each of the IGBTs Q11 to Q16 of the inverter 24 based on the calculation result RET2 received from the motor control phase voltage calculation unit 40. The generated signal PWMI2 is output to each of the IGBTs Q11 to Q16 of the inverter 24.
[0076]
Thereby, each IGBTQ11-Q16 is switching-controlled and controls the electric current sent through each phase of the rear motor 70 so that the rear motor 70 may output the designated torque. In this way, the motor drive current is controlled, and a motor torque corresponding to the torque command value TR2 is output.
[0077]
On the other hand, inverter input voltage command calculation unit 50 calculates an optimum value (target value) of inverter input voltage Vm1, that is, voltage command Vdc_com1, based on torque command value TR1 and motor rotation speed MRN1, and calculates the calculated voltage command Vdc_com1. Is output to the converter duty-ratio calculation unit 52.
[0078]
Further, the inverter input voltage command calculation unit 50 calculates the optimum value (target value) of the inverter input voltage Vm2, that is, the voltage command Vdc_com2, based on the torque command value TR2 and the motor rotation speed MRN2, and the calculated voltage command Vdc_com2 Is output to the converter duty-ratio calculation unit 52.
[0079]
Based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, converter duty-ratio calculation unit 52 sets a duty ratio for setting output voltage Vm1 from voltage sensor 13 to voltage command Vdc_com1 from inverter input voltage command calculation unit 50. The calculated duty ratio is output to the converter PWM signal converter 54.
[0080]
Further, the converter duty-ratio calculation unit 52 sets the output voltage Vm2 from the voltage sensor 23 to the voltage command Vdc_com2 from the inverter input voltage command calculation unit 50 based on the battery voltage Vb from the voltage sensor 10. The ratio is calculated, and the calculated duty ratio is output to the converter PWM signal converter 54.
[0081]
Converter PWM signal converter 54 generates signal PWMU1 for turning on / off IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 based on the duty ratio from converter duty ratio calculator 52.
[0082]
Further, converter PWM signal converter 54 generates signal PWMU2 for turning on / off IGBTs Q9 and Q10 of boost converter 22 based on the duty ratio from converter duty ratio calculator 52. Converter PWM signal conversion unit 54 outputs generated signal PWMU1 to IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12, and outputs generated signal PWMU2 to IGBTs Q9 and Q10 of boost converter 22.
[0083]
Note that increasing the on-duty of IGBT Q2 (or IGBT Q10) on the lower side of boost converter 12 (or boost converter 22) increases the power storage in reactor L1 (or reactor L2), thereby obtaining a higher voltage output. be able to. On the other hand, increasing the on-duty of the upper IGBT Q1 (or IGBT Q9) reduces the voltage of the power supply line. Therefore, the voltage of the power supply line can be controlled to an arbitrary voltage equal to or higher than the output voltage of battery B by controlling the duty ratio of IGBTs Q1 and Q2 (or IGBTs Q9 and Q10).
[0084]
In the present invention, converter PWM signal converter 54 generates signals PWMU1 and PWMU2 so that the phase of signal PWMU2 is a signal obtained by inverting the phase of signal PWMU1.
[0085]
FIG. 4 shows a timing chart of the signals PWMU1 and PWMU2 and the signals PWMI1 and PWMI2 generated by the motor torque control means 301. Referring to FIG. 4, signal PWMU1 includes signal PWMU01 and signal PWMU02, and signal PWMU2 includes signal PWMU03 and signal PWMU04.
[0086]
The signal PWMU1 is a signal for driving the boost converter 12 when boosting the battery voltage Vb to the voltage Vm1. When boost converter 12 boosts battery voltage Vb to voltage Vm1, IGBTQ1 is turned off and IGBTQ2 is turned on / off at a predetermined duty ratio. Therefore, signal PWMU1 includes signal PWMU01 for turning off IGBT Q1 and signal PWMU02 for turning on / off IGBT Q2.
[0087]
For the same reason, the signal PWMU2 includes a signal PWMU03 for turning off the IGBT Q9 and a signal PWMU04 for turning on / off the IGBT Q10.
[0088]
Signal PWMU04 has a phase obtained by inverting the phase of signal PWMU02. Therefore, when IGBT Q2 of boost converter 12 is turned on and a direct current flows through a circuit composed of battery B, reactor L1, and IGBT Q2, no direct current flows through a circuit composed of battery B, reactor L2, and IGBT Q10.
[0089]
On the other hand, when IGBT Q10 of boost converter 22 is turned on and a direct current flows through a circuit including battery B, reactor L2, and IGBT Q10, no direct current flows through a circuit including battery B, reactor L1, and IGBT Q2.
[0090]
That is, boost converter 12 boosts battery voltage Vb to voltage Vm1 during a period when boost converter 22 does not perform a boost operation, and boost converter 22 applies battery voltage Vb to voltage Vm2 during a period when boost converter 12 does not perform a boost operation. Boost to.
[0091]
As a result, the peak value of the direct current supplied from battery B to boost converter 12 or 22 can be reduced as compared with the case where boost converters 12 and 22 perform the boost operation simultaneously.
[0092]
Since the inverter 14 drives the front motor 60 when the boost converter 12 is performing a boost operation, the signal PWMI1 is a signal having the same phase as the signal PWMU1. Further, when boost converter 22 is performing a boost operation, inverter 24 drives rear motor 70, so signal PWMI2 is a signal having the same phase as signal PWMU2.
[0093]
With reference to FIG. 1 again, the overall operation of the front and rear wheel drive device 100 will be described. When a series of operations is started, the voltage sensor 10 detects the battery voltage Vb and outputs it to the control device 30, the voltage sensor 13 detects the voltage Vm1 and outputs it to the control device 30, and the voltage sensor 23 The voltage Vm2 is detected and output to the control device 30. Current sensor 18 detects motor current MCRT1 and outputs it to control device 30, and current sensor 28 detects motor current MCRT2 and outputs it to control device 30. Control device 30 receives torque command values TR1, TR2 and motor rotational speeds MRN1, MRN2 from an external ECU.
[0094]
Then, control device 30 generates signal PWMU1 by the above-described method based on battery voltage Vb, voltage Vm1, motor rotational speed MRN1, and torque command value TR1, and outputs the signal PWMU1 to boost converter 12. Based on current MCRT1 and voltage Vm1, signal PWMI1 is generated by the method described above and output to inverter 14.
[0095]
Boost converter 12 boosts battery voltage Vb from battery B in accordance with signal PWMU1 from control device 30, and supplies voltage Vm1 to inverter 14 via capacitor C1. The inverter 14 converts the input voltage Vm1 supplied via the capacitor C1 into an AC voltage by the signal PWMI1, and drives the front motor 60.
[0096]
Control device 30 also generates signal PWMU2 by the above-described method based on battery voltage Vb, voltage Vm2, motor rotational speed MRN2, and torque command value TR2, and outputs the signal PWMU2 to boost converter 22. Based on current MCRT2 and voltage Vm2, signal PWMI2 is generated by the method described above and output to inverter 24. In this case, the signal PWMU2 has a phase obtained by inverting the phase of the signal PWMU1.
[0097]
Boost converter 22 boosts battery voltage Vb from battery B in accordance with signal PWMU2 from control device 30, and supplies voltage Vm2 to inverter 24 via capacitor C2. The inverter 24 converts the input voltage Vm2 supplied via the capacitor C2 into an AC voltage by the signal PWMI2, and drives the rear motor 70.
[0098]
At the time of regenerative braking of the hybrid vehicle on which front and rear wheel drive device 100 is mounted, control device 30 receives signal RGE from the external ECU, generates signals PWMC1 and PWMD1 in accordance with the received signal RGE, and generates inverter 14 and booster respectively. Output to converter 12, generate signals PWMC 2 and PWMD 2, and output them to inverter 24 and boost converter 22, respectively.
[0099]
Inverter 14 converts the AC voltage generated by front motor 60 into a DC voltage by signal PWMC1, and supplies the converted DC voltage to boost converter 12 via capacitor C1. Boost converter 12 steps down the DC voltage supplied from inverter 14 by signal PWMD1 to charge battery B.
[0100]
Further, inverter 24 converts the AC voltage generated by rear motor 70 into a DC voltage by signal PWMC2, and supplies the converted DC voltage to boost converter 22 via capacitor C2. Boost converter 22 steps down the DC voltage supplied from inverter 24 by signal PWMD2 and charges battery B.
[0101]
Since signal PWMU2 has a phase obtained by inverting the phase of signal PWMU1, boost converter 12 performs the boost operation when boost converter 22 does not perform the boost operation, and boost converter 22 performs the boost operation of boost converter 12. Boost operation is performed when there is not. As a result, the peak value of the direct current supplied from battery B to boost converter 12 or 22 can be reduced.
[0102]
Further, boost converters 12 and 22 have their own reactors L1 and L2, and perform a boosting operation by reducing the direct current flowing through reactors L1 and L2, so that the generation of ripple current in reactors L1 and L2 can be suppressed. As a result, the generation of noise in reactors L1 and L2 can be suppressed.
[0103]
FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of each component of the front and rear wheel drive device 100 when the front and rear wheel drive device 100 is mounted on a hybrid vehicle. Referring to FIG. 5, battery B and control device 30 are arranged between front wheel 1 and rear wheel 2. Boost converter 12 and inverter 14 are arranged near front motor 60. Boost converter 22 and inverter 24 are arranged near rear motor 70.
[0104]
Battery B is connected to boost converters 12 and 22 by cable 90. The inverter 14 is connected to the front motor 60 by a cable 91. Inverter 24 is connected to rear motor 70 by a cable 92. Control device 30 controls boost converters 12 and 22 and inverters 14 and 24 as described above.
[0105]
The cable 90 is a high-voltage DC power line having (+, −). Cables 91 and 92 are motor drive lines having a U phase, a V phase, and a W phase.
[0106]
As shown in FIG. 5, when each component of front and rear wheel drive device 100 is arranged, boost converter 12 and inverter 14 are housed in one PCU (Power Control Unit), and boost converter 22 and inverter 24 are It is stored in another PCU.
[0107]
Front-and-rear wheel drive device in start-up, start-up, light-load travel mode, medium-speed and low-load travel mode, acceleration / rapid acceleration mode, low-μ road travel mode and deceleration / braking mode The operation of 100 will be described.
[0108]
When starting the hybrid vehicle, control device 30 of front and rear wheel drive device 100 receives torque command value TR11 (a type of torque command value TR1) for front motor 60 from an external ECU. When the hybrid vehicle starts, the control device 30 generates a torque command value TR12 for the front motor 60 (a kind of torque command value TR1) and a torque command value TR21 for the rear motor 70 (a kind of torque command value TR2). Received from the ECU. Furthermore, when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode, control device 30 receives torque command value TR13 (a type of torque command value TR1) for front motor 60 from the external ECU.
[0109]
Further, when the hybrid vehicle is in the medium speed and low load traveling mode, control device 30 receives torque command value TR11 for front motor 60 from the external ECU. Further, when the hybrid vehicle is in the acceleration / rapid acceleration mode, the control device 30 controls the torque command value TR14 (a kind of torque command value TR1) for the front motor 60 and the torque command value TR22 (torque command value TR2) for the rear motor 70. From the external ECU. Further, when the hybrid vehicle is in the low μ road traveling mode, control device 30 provides a torque command value TR23 (a kind of torque command value TR2) for rear motor 70 and a signal RGE1 for regenerating front motor 60 (signal RGE1). A kind) from an external ECU. Furthermore, when the hybrid vehicle is in the deceleration / braking mode, control device 30 receives signal RGE1 and signal RGE2 (a type of signal RGE) for regenerating rear motor 70 from the external ECU.
[0110]
When receiving torque command values TR11; TR12 and TR21; TR13; TR14 and TR22, control device 30 generates at least one of signals PWMU1, PWMI1, PWMU2 and PWMI2 shown in Table 1.
[0111]
[Table 1]
Figure 0003897708
[0112]
That is, when receiving torque command value TR11 from the external ECU, control device 30 generates signal PWMU11 (a kind of signal PWMU1) and signal PWMI11 (a kind of signal PWMI1). Further, upon receiving torque command values TR12 and TR21 from the external ECU, control device 30 receives signal PWMU12 (a type of signal PWMU1), signal PWMI12 (a type of signal PWMI1), signal PWMU21 (a type of signal PWMU2), and signal PWMI21 ( A kind of the signal PWMI2).
[0113]
Further, when receiving torque command value TR13 from the external ECU, control device 30 generates signal PWMU13 (a kind of signal PWMU1) and signal PWMI13 (a kind of signal PWMI1). Furthermore, when torque command values TR14 and TR22 are received from the external ECU, control device 30 receives signal PWMU14 (a type of signal PWMU1), signal PWMI14 (a type of signal PWMI1), signal PWMU22 (a type of signal PWMU2), and signal PWMI22 ( A kind of the signal PWMI2). Further, upon receiving torque command TR23 and signal RGE1 from the external ECU, control device 30 generates signal PWMC1, signal PWMD1, signal PWMU23 (a type of signal PWMU2), and signal PWMI23 (a type of signal PWMI2). Furthermore, when receiving signals RGE1 and RGE2 from the external ECU, control device 30 generates signal PWMC1, signal PWMD1, signal PWMC2, and signal PWMD2.
[0114]
First, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle engine is started will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command value TR11 and motor rotation speed MRN1 from the external ECU. Then, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm1 from voltage sensor 13, torque command value TR11 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMU11 is generated, and the generated signal PWMU11 is output to boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT1 from current sensor 18, torque command value TR11 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMI11 is generated, and the generated signal PWMI11 is output to inverter 14.
[0115]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU11, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14 is supplied. Inverter 14 converts the DC voltage from boost converter 12 into an AC voltage according to signal PWMI11, and drives front motor 60 to output the torque specified by torque command value TR11. Then, the crankshaft of the engine is rotated by the front motor 60, and the engine is started. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 100 at the time of engine start of the hybrid vehicle is completed.
[0116]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 100 at the start of the hybrid vehicle will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command values TR12 and TR21 and motor rotational speeds MRN1 and MRN2 from the external ECU. Then, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm1 from voltage sensor 13, torque command value TR12 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMU 12 is generated, and the generated signal PWMU 12 is output to boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT1 from current sensor 18, torque command value TR12 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMI12 is generated, and the generated signal PWMI12 is output to inverter 14.
[0117]
Further, the control device 30 generates a signal by the above-described method based on the battery voltage Vb from the voltage sensor 10, the output voltage Vm2 from the voltage sensor 23, the torque command value TR21 and the motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMU 21 is generated, and the generated signal PWMU 21 is output to boost converter 22. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, motor current MCRT2 from current sensor 28, torque command value TR21 and motor rotation speed MRN2 from the external ECU. PWMI21 is generated, and the generated signal PWMI21 is output to inverter 24.
[0118]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU12, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14 is supplied. Inverter 14 converts the DC voltage from boost converter 12 into an AC voltage according to signal PWMI12, and drives front motor 60 so as to output the torque specified by torque command value TR12.
[0119]
Further, the IGBTs Q9 and Q10 of the boost converter 22 are turned on / off by a signal PWMU21. The boost converter 22 boosts the battery voltage Vb according to the period during which the IGBT Q10 is turned on, and outputs the output voltage Vm2 via the capacitor C2. 24. Inverter 24 converts the DC voltage from boost converter 22 into an AC voltage according to signal PWMI21, and drives rear motor 70 so as to output the torque specified by torque command value TR21.
[0120]
The front wheels of the hybrid vehicle are rotated by the front motor 60, the rear wheels are rotated by the rear motor 70, and the hybrid vehicle starts. As a result, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle starts is completed. Thus, the hybrid vehicle equipped with the front and rear wheel drive device 100 starts by four-wheel drive. Since signal PWMU 21 has a phase obtained by inverting the phase of signal PWMU 12, boost converter 12 and boost converter 22 perform a boost operation complementary to each other, and are supplied from battery B to boost converter 12 or 22. The peak value of current can be reduced. Boost converters 12 and 22 have their own reactors L1 and L2, respectively, and can reduce the direct current flowing through reactors L1 and L2, thereby suppressing the ripple current generated in reactors L1 and L2. As a result, the generation of noise in reactors L1 and L2 can be suppressed.
[0121]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command value TR13 and motor rotation speed MRN1 from the external ECU.
[0122]
Based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm <b> 1 from voltage sensor 13, torque command value TR <b> 13 from external ECU and motor rotational speed MRN <b> 1, control device 30 generates signal PWMU <b> 13 by the method described above. The generated signal PWMU 13 is output to boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT1 from current sensor 18, torque command value TR13 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMI13 is generated, and the generated signal PWMI13 is output to inverter 14.
[0123]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU13, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with the period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14 is supplied. Inverter 14 converts the DC voltage from boost converter 12 into an AC voltage according to signal PWMI13, and drives front motor 60 so as to output the torque specified by torque command value TR13. The front wheels of the hybrid vehicle are driven by the front motor 60, and the hybrid vehicle travels with a light load by the front motor 60. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode is completed.
[0124]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle is in the medium speed and low load traveling mode will be described. The operation of the front and rear wheel drive device 100 in this case is the same as the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle engine is started.
[0125]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle is in the acceleration / rapid acceleration mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command values TR14 and TR22 from an external ECU.
[0126]
Based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm <b> 1 from voltage sensor 13, torque command value TR <b> 14 from external ECU and motor rotational speed MRN <b> 1, control device 30 generates signal PWMU <b> 14 by the method described above. The generated signal PWMU 14 is output to the boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT1 from current sensor 18, torque command value TR14 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMI 14 is generated, and the generated signal PWMI 14 is output to inverter 14.
[0127]
Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm2 from voltage sensor 23, torque command value TR22 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMU 22 is generated, and the generated signal PWMU 22 is output to boost converter 22. Further, control device 30 outputs a signal by the above-described method based on output voltage Vm2 from voltage sensor 23, motor current MCRT2 from current sensor 28, torque command value TR22 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMI22 is generated, and the generated signal PWMI22 is output to inverter 24.
[0128]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU14, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14 is supplied. Inverter 14 converts the DC voltage from boost converter 12 into an AC voltage according to signal PWMI14, and drives front motor 60 to output the torque specified by torque command value TR14.
[0129]
Further, the IGBTs Q9 and Q10 of the boost converter 22 are turned on / off by a signal PWMU22. The boost converter 22 boosts the battery voltage Vb according to the period during which the IGBT Q10 is turned on, and the output voltage Vm2 is invertered via the capacitor C2. 24. Inverter 24 converts the DC voltage from boost converter 22 into an AC voltage in accordance with signal PWMI22, and drives rear motor 70 so as to output the torque specified by torque command value TR22.
[0130]
The front wheels of the hybrid vehicle are rotated by the front motor 60, the rear wheels are rotated by the rear motor 70, and the hybrid vehicle is accelerated or suddenly accelerated. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 100 at the time of acceleration / rapid acceleration of the hybrid vehicle is completed.
[0131]
Thus, the hybrid vehicle equipped with the front and rear wheel drive device 100 accelerates by four-wheel drive. Since signal PWMU 22 has a phase obtained by inverting the phase of signal PWMU 14, boost converter 12 and boost converter 22 perform a boost operation complementarily to each other, and are supplied from battery B to boost converter 12 or 22. The peak value of current can be reduced. Boost converters 12 and 22 have their own reactors L1 and L2, respectively, and can reduce the direct current flowing through reactors L1 and L2, thereby suppressing the ripple current generated in reactors L1 and L2. As a result, generation of noise in reactors L1 and L2 can be suppressed, and the driver hardly feels discomfort even when the hybrid vehicle accelerates.
[0132]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle is in the low μ road traveling mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives signal RGE1 and torque command value TR23 from the external ECU.
[0133]
Control device 30 generates signal PWMC1 and signal PWMD1 in accordance with signal RGE1 from the external ECU, and outputs the signals to inverter 14 and boost converter 12, respectively.
[0134]
Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm2 from voltage sensor 23, torque command value TR23 and motor rotation speed MRN2 from the external ECU. PWMU 23 is generated, and the generated signal PWMU 23 is output to boost converter 22. Further, control device 30 outputs a signal by the above-described method based on output voltage Vm2 from voltage sensor 23, motor current MCRT2 from current sensor 28, torque command value TR23 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMI23 is generated, and the generated signal PWMI23 is output to inverter 24.
[0135]
Then, inverter 14 drives front motor 60 in the regeneration mode in accordance with signal PWMC1, converts the AC voltage generated by front motor 60 into a DC voltage, and supplies it to boost converter 12. Boost converter 12 steps down the DC voltage from inverter 14 by signal PWMD1 and supplies the voltage to battery B side.
[0136]
On the other hand, boost converter 22 receives a DC voltage regenerated by front motor 60. IGBTs Q9 and Q10 are turned on / off by signal PWMU23, and boost converter 22 boosts the DC voltage received from boost converter 12 and supplies output voltage Vm2 to inverter 24 via capacitor C2.
[0137]
The inverter 24 converts the DC voltage supplied through the capacitor C2 into an AC voltage by the signal PWMI23, and drives the rear motor 70. Rear motor 70 drives the rear wheels of the hybrid vehicle. As a result, the hybrid vehicle drives the rear wheels with the electric power generated by the front motor 60 and stably travels on a low μ road. And operation | movement of the front-and-rear wheel drive device 100 at the time of low-micro road driving | running | working of a hybrid vehicle is complete | finished.
[0138]
Finally, the operation of the front and rear wheel drive device 100 when the hybrid vehicle is in the deceleration / braking mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives signals RGE1 and RGE2 from the external ECU. Then, control device 30 generates signals PWMC1 and PWMD1 and / or signals PWMC2 and PWMD2 in accordance with signals RGE1 and RGE2. Control device 30 outputs generated signals PWMC1 and PWMD1 to inverter 14 and boost converter 12, respectively, and generates generated signals PWMC2 and PWMD2 to inverter 24 and boost converter 22, respectively.
[0139]
Then, inverter 14 drives front motor 60 in the regeneration mode in accordance with signal PWMC1, converts the AC voltage generated by front motor 60 into a DC voltage, and supplies it to boost converter 12. Boost converter 12 steps down the DC voltage from inverter 14 in accordance with signal PWMD1 to charge battery B.
[0140]
Further, the inverter 24 drives the rear motor 70 in the regeneration mode in accordance with the signal PWMC2, converts the AC voltage generated by the rear motor 70 into a DC voltage, and supplies the DC voltage to the boost converter 22. Boost converter 22 steps down the DC voltage from inverter 24 in accordance with signal PWMD2 to charge battery B.
[0141]
Thus, when the hybrid vehicle is in the deceleration / braking mode, at least one of the front motor 60 and the rear motor 70 is used as a regenerative brake. And the operation | movement of the front-and-rear wheel drive device 100 at the time of the deceleration and braking of a hybrid vehicle is complete | finished.
[0142]
FIG. 6 is a schematic block diagram showing an example of a more specific front and rear wheel drive device of a hybrid vehicle on which the front and rear wheel drive device 100 described above is mounted. Referring to FIG. 6, front and rear wheel drive apparatus 200 includes battery B, voltage sensors 10, 13, 23, boost converters 12, 22, capacitors C1, C2, inverters 14A, 14B, 24, and current sensors. 18A, 18B, and 28, a control device 30, and motor generators MG1 to MG3.
[0143]
In front and rear wheel drive device 200, motor generators MG1 and MG2 correspond to front motor 60, and motor generator MG3 corresponds to rear motor 70. Corresponding to the fact that the front motor 60 is composed of two motor generators MG1 and MG2, the inverter 14 for the front motor 60 includes an inverter 14A and an inverter 14B. Inverter 14A drives motor generator MG1. Inverter 14B drives motor generator MG2. Further, inverter 24 drives motor generator MG3.
[0144]
Current sensor 18A detects motor current MCRT11 flowing through motor generator MG1 and outputs it to control device 30, and current sensor 18B detects motor current MCRT12 flowing through motor generator MG2 and outputs it to control device 30.
[0145]
Others are as described above.
Motor generator MG1 is connected to the engine via a power split mechanism. Motor generator MG1 starts the engine or generates electric power by the rotational force of the engine.
[0146]
Motor generator MG2 drives front wheels 1 via a power split mechanism. Further, motor generator MG3 drives rear wheel 2 and generates electric power by the rotational force of rear wheel 2.
[0147]
FIG. 7 is a schematic diagram of the power split mechanism. Referring to FIG. 7, power split device 210 includes a ring gear 211, a carrier gear 212, and a sun gear 213. Shaft 251 of engine 240 is connected to carrier gear 212, shaft 252 of motor generator MG 1 is connected to sun gear 213, and shaft 254 of motor generator MG 2 is connected to ring gear 211. Note that shaft 254 of motor generator MG2 is coupled to the drive shaft of front wheel 1 via a differential gear (not shown).
[0148]
Motor generator MG1 rotates shaft 251 via shaft 252, sun gear 213, carrier gear 212, and planetary carrier 253 to start engine 240. Motor generator MG1 receives the rotational force of engine 240 via shaft 251, planetary carrier 253, carrier gear 212, sun gear 231 and shaft 252, and generates electric power by the received rotational force.
[0149]
Referring to FIG. 6 again, at the time of starting, starting, a light load travel mode, a medium speed low load travel mode, an acceleration / rapid acceleration mode, and a low μ road travel mode of a hybrid vehicle equipped with front and rear wheel drive device 200 The operation of the front and rear wheel drive device 200 in the deceleration / braking mode will be described.
[0150]
First, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle engine is started will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command value TR11 and motor rotation speed MRN1 from the external ECU. Then, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm1 from voltage sensor 13, torque command value TR11 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMU11 is generated, and the generated signal PWMU11 is output to boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT11 from current sensor 18A, torque command value TR11 and motor rotation speed MRN1 from the external ECU. PWMI11 is generated, and the generated signal PWMI11 is output to inverter 14A.
[0151]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU11, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. To 14A. Inverter 14A converts the DC voltage from boost converter 12 into an AC voltage in accordance with signal PWMI11, and drives motor generator MG1 to output the torque specified by torque command value TR11.
[0152]
Thereby, motor generator MG1 rotates crankshaft of engine 240 at rotational speed MRN1 via power split mechanism 210, and starts engine 240. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the engine of the hybrid vehicle is started is completed.
[0153]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 200 at the start of the hybrid vehicle will be described. When a series of operations are started, control device 30 causes motor generator MG1 to function as a generator based on torque command values TR12 and TR21, motor rotational speeds MRN1 and MRN2, and the rotational force of engine 240 after startup. Signal RGE1 is received from an external ECU. In this case, torque command value TR12 is a torque command value for using motor generator MG2 for starting, and torque command value TR21 is a torque command value for using motor generator MG3 for starting.
[0154]
Based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm1 from voltage sensor 13, torque command value TR12 and motor rotational speed MRN1 from external ECU, control device 30 generates signal PWMU12 by the above-described method. The generated signal PWMU 12 is output to the boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT12 from current sensor 18B, torque command value TR12 and motor rotational speed MRN1 from the external ECU. PWMI12 is generated, and the generated signal PWMI12 is output to inverter 14B. Further, control device 30 generates signal PWMC1 in accordance with signal RGE1 from the external ECU and outputs the signal to inverter 14A.
[0155]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU12, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with the period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14B. Inverter 14A converts an AC voltage generated by motor generator MG1 by the rotational force of engine 240 into a DC voltage using signal PWMC1, and supplies the converted DC voltage to inverter 14B. Inverter 14B receives the DC voltage from boost converter 12 and the DC voltage from inverter 14A, converts the received DC voltage into an AC voltage in accordance with signal PWMI12, and outputs the torque specified by torque command value TR12. Motor generator MG2 is driven as described above. Motor generator MG2 drives front wheel 1 via power split mechanism 210 and a differential gear.
[0156]
Further, the control device 30 generates a signal by the above-described method based on the battery voltage Vb from the voltage sensor 10, the output voltage Vm2 from the voltage sensor 23, the torque command value TR21 and the motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMU 21 is generated, and the generated signal PWMU 21 is output to boost converter 22. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, motor current MCRT2 from current sensor 28, torque command value TR21 and motor rotation speed MRN2 from the external ECU. PWMI21 is generated, and the generated signal PWMI21 is output to inverter 24.
[0157]
Then, IGBTs Q9 and Q10 of boost converter 22 boost battery voltage Vb by signal PWMU21 and supply output voltage Vm2 to inverter 24 via capacitor C2. Inverter 24 drives motor generator MG3 so as to convert the DC voltage supplied via capacitor C2 into an AC voltage by signal PWMI21 and to output the torque specified by torque command value TR21. Motor generator MG3 drives rear wheel 2.
[0158]
Thus, the front wheel 1 of the hybrid vehicle is rotated by the motor generator MG2, the rear wheel 2 is rotated by the motor generator MG3, and the hybrid vehicle starts at 4WD. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle starts is completed.
[0159]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command value TR13 and motor rotation speed MRN1 from the external ECU. Torque command value TR13 is a torque command value for driving front wheel 1 of the hybrid vehicle only by motor generator MG2.
[0160]
Based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm <b> 1 from voltage sensor 13, torque command value TR <b> 13 from external ECU and motor rotational speed MRN <b> 1, control device 30 generates signal PWMU <b> 13 by the method described above. The generated signal PWMU 13 is output to boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT12 from current sensor 18B, torque command value TR13 and motor rotation speed MRN1 from the external ECU. PWMI13 is generated, and the generated signal PWMI13 is output to inverter 14B.
[0161]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU13, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14B. Inverter 14B converts the DC voltage from boost converter 12 into an AC voltage in accordance with signal PWMI13, and drives motor generator MG2 to output the torque specified by torque command value TR13. Motor generator MG2 drives front wheel 1 through power split mechanism 210 and a differential gear, and the hybrid vehicle travels lightly by motor generator MG2. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is in the light load traveling mode is completed.
[0162]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is in the medium speed and low load traveling mode will be described. The operation of the front and rear wheel drive device 200 in this case is the same as the operation of the front and rear wheel drive device 200 when starting the engine 240 of the hybrid vehicle described above.
[0163]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is in the acceleration / rapid acceleration mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives torque command values TR14 and TR22, motor rotation speeds MRN1 and MRN2, and signal RGE1 for causing motor generator MG1 to function as a generator from an external ECU. Torque command value TR14 is a torque command value for using motor generator MG2 for acceleration / rapid acceleration, and torque command value TR22 is a torque command value for using motor generator MG3 for acceleration / rapid acceleration. is there.
[0164]
Based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm <b> 1 from voltage sensor 13, torque command value TR <b> 14 from external ECU and motor rotational speed MRN <b> 1, control device 30 generates signal PWMU <b> 14 by the method described above. The generated signal PWMU 14 is output to the boost converter 12. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on output voltage Vm1 from voltage sensor 13, motor current MCRT12 from current sensor 18B, torque command value TR14 from external ECU, and motor rotational speed MRN1. PWMI14 is generated, and the generated signal PWMI14 is output to inverter 14B. Further, control device 30 generates signal PWMC1 in accordance with signal RGE1 from the external ECU and outputs the signal to inverter 14A.
[0165]
Then, IGBTs Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off by signal PWMU14, and boost converter 12 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBTQ2 is turned on and inverters output voltage Vm1 via capacitor C1. 14B. Further, inverter 14A converts AC voltage generated by motor generator MG1 by the rotational force of engine 240 (the rotational speed of engine 240 is higher than that before acceleration) into DC voltage by signal PWMC1, and the conversion is performed. A DC voltage is supplied to the inverter 14B. Inverter 14B receives the DC voltage from boost converter 12 and the DC voltage from inverter 14A, converts the received DC voltage into an AC voltage according to signal PWMI14, and outputs the torque specified by torque command value TR14. Motor generator MG2 is driven as described above.
[0166]
Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm2 from voltage sensor 23, torque command value TR22 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMU 22 is generated, and the generated signal PWMU 22 is output to boost converter 22. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, motor current MCRT2 from current sensor 28, torque command value TR22 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PWMI22 is generated, and the generated signal PWMI22 is output to inverter 24.
[0167]
Then, IGBTs Q9 and Q10 of boost converter 22 are turned on / off by signal PWMU22, and boost converter 22 boosts battery voltage Vb in accordance with a period during which IGBT Q10 is turned on and inverters output voltage Vm2 via capacitor C2. 24. Inverter 24 drives motor generator MG3 so as to convert the DC voltage supplied via capacitor C2 into an AC voltage by signal PWMI22 and output the torque specified by torque command value TR22.
[0168]
Motor generator MG2 drives front wheel 1 via power split mechanism 210 and a differential gear, motor generator MG3 drives rear wheel 2, and the hybrid vehicle accelerates or suddenly accelerates by four-wheel drive. Thereby, the operation of the front and rear wheel drive device 200 at the time of acceleration / rapid acceleration of the hybrid vehicle is completed.
[0169]
Next, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is in the low μ road traveling mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives signal RGE1, torque command value TR23, and motor rotation speed MRN2 from the external ECU. Signal RGE1 is a signal for driving motor generator MG2 in the regeneration mode, and torque command value TR23 is a torque command value for using motor generator MG3 as a drive motor.
[0170]
Control device 30 generates signal PWMD1 in accordance with signal RGE1 from the external ECU and outputs the signal to boost converter 12. Control device 30 generates signal PWMC1 in accordance with signal RGE1 from the external ECU and outputs the signal to inverter 14B.
[0171]
Then, inverter 14B drives motor generator MG2 in the regeneration mode in accordance with signal PWMC1, converts the AC voltage generated by motor generator MG2 into a DC voltage, and supplies it to boost converter 12. Boost converter 12 steps down the DC voltage from inverter 14B by signal PWMD1 and supplies the voltage to battery B side.
[0172]
Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, output voltage Vm2 from voltage sensor 23, torque command value TR23 and motor rotation speed MRN2 from the external ECU. PWMU 23 is generated, and the generated signal PWMU 23 is output to boost converter 22. Further, control device 30 generates a signal by the above-described method based on battery voltage Vb from voltage sensor 10, motor current MCRT2 from current sensor 28, torque command value TR23 and motor rotational speed MRN2 from the external ECU. PMWI 23 is generated and output to the inverter 24.
[0173]
Then, boost converter 22 receives the DC voltage stepped down by boost converter 12, boosts the received DC voltage with signal PWMU23, and supplies output voltage Vm2 to inverter 24 via capacitor C2. Inverter 24 drives motor generator MG3 so as to convert the DC voltage received through capacitor C2 into an AC voltage by signal PWMI23 and to output the torque specified by torque command value TR23. Motor generator MG3 drives rear wheel 2 of the hybrid vehicle. As a result, the hybrid vehicle drives the rear wheels 2 with the electric power generated by the motor generator MG2, and stably travels on the low μ road. Then, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is traveling on a low μ road is completed.
[0174]
Finally, the operation of the front and rear wheel drive device 200 when the hybrid vehicle is in the deceleration / braking mode will be described. When a series of operations is started, control device 30 receives signals RGE1 and RGE2 from the external ECU. Control device 30 drives motor generator MG2 and / or motor generator MG3 in the regeneration mode in accordance with signals RGE1 and RGE2. As a result, the hybrid vehicle decelerates and brakes using the regenerative brake and / or the mechanical brake. And the operation | movement of the front-and-rear wheel drive device 200 at the time of deceleration and braking of the hybrid vehicle ends.
[0175]
In front and rear wheel drive apparatus 200, boost converters 12 and 22 are driven when the hybrid vehicle starts and in acceleration / rapid acceleration mode. Boost converter 12 and boost converter 22 are complementary to each other. Since the operation is performed, the peak value of the direct current supplied from battery B to boost converter 12 or 22 can be reduced.
[0176]
Further, in the travel mode in which boost converters 12 and 22 are driven, boost converters 12 and 22 perform a boost operation using unique reactors L1 and L2, so that battery voltage Vb is boosted by one boost converter. Compared with the case of supplying to two inverters, the direct current flowing through reactors L1 and L2 can be reduced, and the ripple current can be suppressed. As a result, the generation of noise in reactors L1 and L2 can be suppressed.
[0177]
In the above description, the signal PWMU1 for driving the boost converter 12 and the signal PWMU2 for driving the boost converter 22 have been described as having a mutually inverted relationship. However, in the present invention, Not limited to this, the signal PWMU2 only needs to have a phase different from the phase of the signal PWMU1. This is because the peak value of the direct current supplied from battery B to boost converter 12 or 22 can be reduced if boost converter 12 and boost converter 22 are not driven at the same time.
[0178]
In the above description, boost converter 12 and inverter 14 are housed in one PCU, and boost converter 22 and inverter 24 are housed in another PCU. In the present invention, boost converters 12 and 22 are stored. May be stored in one PCU, and the PCU may be disposed near the battery B. Thereby, the terminal of PCU connected to the battery B can be made common, and the number of terminals can be reduced.
[0179]
Further, battery B and boost converters 12 and 22 may be housed in one PCU. Thereby, the connection between the boost converters 12 and 22 through which a large current flows and the battery can be processed by the bus bar or the short wiring.
[0180]
Further, in the above description, boost converters 12 and 22 and inverters 14 (including 14A and 14B) and 24 are configured by IGBTs. However, in the present invention, the present invention is not limited thereto, and boost converters 12 and 22 are not limited thereto. The inverters 14 (including 14A and 14B) and 24 may be configured by switching elements such as NPN transistors and MOS transistors.
[0181]
Further, the front and rear wheel drive device 100 includes the front motor 60 and the rear motor 70 as two load devices. However, the front and rear wheel drive device according to the present invention is not limited to this, and a so-called drive motor is installed on each wheel. A wheel motor may be provided as a load device.
[0182]
Further, in the above description, an example in which the front and rear wheel drive device 100 is applied to a hybrid vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and the front and rear wheel drive device 100 may be applied to an electric vehicle or a fuel cell vehicle. .
[0183]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a front and rear wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
FIG. 3 is a functional block diagram of motor torque control means shown in FIG. 2;
4 is a timing chart of signals generated by the motor torque control means shown in FIG.
FIG. 5 is a plan view of a hybrid vehicle on which the front and rear wheel drive device shown in FIG. 1 is mounted.
FIG. 6 is a schematic block diagram of a specific front and rear wheel drive device applied to a hybrid vehicle.
FIG. 7 is a schematic diagram of a power split mechanism.
FIG. 8 is a schematic block diagram of a conventional motor driving device.
[Explanation of symbols]
1 front wheel, 2 rear wheels, 10, 13, 23, 320 voltage sensor, 12, 22 boost converter, 14, 14A, 14B, 24, 330 inverter, 15, 25 U-phase arm, 16, 26 V-phase arm, 17, 27 W-phase arm, 18, 18A, 18B, 28 Current sensor, 30 controller, 40 motor control phase voltage calculation unit, 42 inverter PWM signal conversion unit, 50 inverter input voltage command calculation unit, 52 converter duty ratio calculation Part, 54 PWM signal conversion part for converter, 60 front motor, 70 rear motor, 90 to 92 cable, 100, 200 front and rear wheel drive device, 210 power split mechanism, 211 ring gear, 212 carrier gear, 213 sun gear, 240 engine, 251 , 252,254 shaft, 253 planetary carrier, 300 motor drive device, 301 motor torque control means, 302 voltage conversion control means, 310 bidirectional converter, 311, L1, L2 reactor, 312, 313, Q1-Q16 IGBT, 314, 315 diode, B battery, C1, C2 capacitor SR1, SR2 System relay, D1-D16 diode, M1 AC motor, MG1-MG3 motor generator.

Claims (4)

前輪駆動用モータユニットに電力を供給する第１のインバータと、
後輪駆動用モータユニットに電力を供給する第２のインバータと、
前記第１および第２のインバータに電力を供給するバッテリと、
第１のリアクトルを含み、前記バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を前記第１のインバータに供給する第１の昇圧回路と、
前記第１のリアクトルと異なる第２のリアクトルを含み、前記バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を前記第２のインバータに供給する第２の昇圧回路と、
第１の制御信号に基づいて前記第１の昇圧回路を駆動するように制御し、前記第１の制御信号の位相と異なる位相を有する第２の制御信号に基づいて前記第２の昇圧回路を駆動するように制御する制御手段とを備える、前後輪駆動装置。A first inverter for supplying power to the front wheel drive motor unit;
A second inverter for supplying power to the rear wheel drive motor unit;
A battery for supplying power to the first and second inverters;
A first booster circuit including a first reactor, boosting a DC voltage from the battery , and supplying the boosted DC voltage to the first inverter;
A second booster circuit including a second reactor different from the first reactor , boosting a DC voltage from the battery , and supplying the boosted DC voltage to the second inverter ;
The first booster circuit is controlled to be driven based on a first control signal, and the second booster circuit is controlled based on a second control signal having a phase different from the phase of the first control signal. A front and rear wheel drive device comprising control means for controlling to drive. 前記第１のインバータとともに前記第１の昇圧回路から昇圧した直流電流を受ける第３のインバータをさらに備え、
前記前輪駆動用モータユニットは、
内燃機関からの回転力により発電し、また前記第３のインバータから電力供給を受け前記内燃機関を始動させる第１のモータジェネレータと、
前記第１のインバータから電力供給を受け前輪を駆動する第２のモータジェネレータとを含む、請求項１に記載の前後輪駆動装置。 A third inverter that receives a DC current boosted from the first booster circuit together with the first inverter;
The front wheel drive motor unit is:
A first motor generator for generating electric power by a rotational force from the internal combustion engine and starting the internal combustion engine by receiving power supply from the third inverter;
The front- rear wheel drive device according to claim 1, further comprising: a second motor generator that receives power supply from the first inverter and drives a front wheel. 前記第２の制御信号は、前記第１の制御信号を反転した信号である、請求項１に記載の前後輪駆動装置。The front and rear wheel drive device according to claim 1 , wherein the second control signal is a signal obtained by inverting the first control signal. 前記前輪駆動用モータユニットは、内燃機関からの回転力により発電し、または前記内燃機関を駆動する、請求項１に記載の前後輪駆動装置。  2. The front and rear wheel drive device according to claim 1, wherein the front wheel drive motor unit generates electric power by a rotational force from an internal combustion engine or drives the internal combustion engine.
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