JP4106848B2

JP4106848B2 - Control device for a plurality of rotating devices in a vehicle

Info

Publication number: JP4106848B2
Application number: JP2000054167A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2001245404A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機などの複数の回転装置を備えている車両においてそれらの回転装置の制御装置に関し、特に使用する回転装置を選択する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機は、その駆動のためのエネルギーの制御および駆動状態の制御が容易であるから、各種の分野で動力源として使用されている。また、電動機は動力を出力するのに伴って排気を生じないので、車両用の動力源として有望視されている。
【０００３】
電動機を動力源とした最も典型的な車両が電気自動車であり、バッテリや発電機から供給された電力で電動機を駆動して走行するように構成されている。この種の車両における制御装置の一例が特開平７−７６２０７号公報に記載されている。この公報に記載された制御装置は、エンジンで発電機を駆動して得た電力によって電動機を駆動する形式の電気自動車における制御装置であり、その電気自動車では、エンジンの回転数などの動作状態が常には一定でないことに着目し、発電機を二台設けるとともに、エンジンの動作状態に応じて効率のよい発電機を選択してエンジンに連結し、発電を可及的に効率よくおこなうように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された制御装置は、走行のための駆動力を出力する電動機に対して二台の発電機を設けた電気自動車における発電機の選択制御をおこなうように構成された装置であるが、これとは異なり、いわゆるハイブリッド車と称される車両は、内燃機関に加えて複数の電動機を備え、それらの電動機の出力する動力を走行のための動力に使用することがある。また、それらの電動機を発電機能のあるいわゆるモータ・ジェネレータとすることがある。
【０００５】
このような車両では、各電動機もしくはモータ・ジェネレータとして、特性や容量が同一のものを並列的に用いずに、各電動機もしくはモータ・ジェネレータに複数の機能を持たせ、かつその機能を各電動機もしくはモータ・ジェネレータで異ならせることが多く、そのために、それぞれの電動機もしくはモータ・ジェネレータの形式や容量あるいは特性が異なる場合が多い。
【０００６】
前述した公報に記載されている発明は、走行のためのモータあるいはバッテリに対して電力を供給するための複数の発電機を選択する制御の一例を提案しているが、飽くまでも効率に基づいて発電機を選択する技術であって、発電機を駆動するためのトルクの影響すなわち発電機がトルクを吸収し、あるいは吸収しないことによる機能に関しては新たな技術を提案していない。より具体的に説明すると、前述したハイブリッド車におけるモータ・ジェネレータは、エンジンから駆動輪に到る動力伝達系統に連結されているから、モータ・ジェネレータによって発電をおこなうことに伴って動力伝達系統におけるトルクが少なからず変化し、その結果、モータ・ジェネレータが駆動トルクを抑制して制振機能やエネルギー回生機能を果たすことになる。またハイブリッド車では、モータ・ジェネレータあるいはこれに変わる電動機がトルクを出力し、これが動力伝達系統におけるトルクに影響を及ぼすことがある。このような機能を果たすモータ・ジェネレータあるいは発電機もしくは電動機が複数台設けられている場合、その選択をおこなうための新たな技術的知見が必要であるが、この点について上記の公報に記載された発明には特に示唆するものがない。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、複数の電動機などの回転装置を使用している車両のエネルギー効率を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、電動機の効率に着目し、可及的に高効率の電動機を選択して使用するように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、トルクが変動する動力伝達系統に連結され、その動力伝達系統でのトルクの変動幅が小さくなるように動力伝達系統に対してトルクを与えもしくはトルクを吸収する複数の回転装置を備えた車両における複数の回転装置の制御装置において、前記動力伝達系統でのトルクの変動幅が小さくなるように同時に動作させることの可能でかつ電気的に動作する少なくとも二つの回転装置と、これらの回転装置およびこれらの回転装置に接続されたケーブルとバッテリと制御機器とを含む電気系統と、これら二つの回転装置のいずれか一方を動作させた場合の前記電気系統のエネルギー効率と、他方の回転装置を動作させた場合の前記電気系統のエネルギー効率とを比較する効率比較手段と、前記動力伝達系統でのトルクの変動幅が小さくなるように動作させる回転装置として、前記効率比較手段によって得られたエネルギー効率の良い回転装置を選択する回転装置選択手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【０００９】
したがって請求項１の発明では、回転装置に動力伝達系統からトルクが与えられ、また反対に回転装置から動力伝達系統にトルクを与えることにより、動力伝達系統でのトルクの変動幅が抑制され、そのように機能する回転装置としてエネルギー効率が良いものが採用される。その結果、車両の制振がエネルギーの消費を低減した状態で実行される。
【００１０】
また、請求項２の発明は、走行のための動力を選択的に出力させることのできる複数の電動機を備えた車両における複数の回転装置の制御装置において、走行のための動力を同時に出力することの可能な少なくとも二つの電動機と、これらの回転装置およびこれらの回転装置に接続されたケーブルとバッテリと制御機器とを含む電気系統と、これら二つの電動機のいずれか一方を動作させた場合の前記電気系統のエネルギー効率と、他方の電動機を動作させた場合の前記電気系統のエネルギー効率とを比較する効率比較手段と、走行のための動力を出力する電動機として、前記効率比較手段で得られた効率の良い電動機を選択して使用する電動機選択手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
したがって、請求項２の発明では、走行のために電動機を駆動することに伴って生じるエネルギーロスが低減され、エネルギー効率を向上させることができる。なおその場合、選択された電動機が出力する動力で車両が力行することとしてもよい。
【００１２】
さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記複数の電動機が連結された内燃機関を更に備え、前記複数の電動機の少なくともいずれか一つの電動機の出力によって前記内燃機関の出力トルクの変動に起因する振動を抑制するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１３】
したがって請求項３の発明では、内燃機関が動力を出力することに伴う振動が電動機の出力によって抑制され、そのための電動機としてエネルギー効率のよいものが選択されるので、内燃機関による振動を抑制した走行を高いエネルギー効率で実施することができる。
【００１４】
さらにまた、請求項４の発明は、請求項１における前記回転装置選択手段が、前記回転装置の選択にヒステリシスを有することを特徴とする制御装置である。
【００１５】
したがって請求項４の発明では、いずれかの回転装置から他の回転装置に切り換える条件とこれとは反対の切り換えをおこなう条件とに所定の差異（ヒステリシス）が設けられているので、駆動状態などのわずかな変化に起因して回転装置が頻繁に変更されることが回避される。すなわちハンチングが防止される。
【００１６】
そして、請求項５の発明は、請求項２もしくは３における前記電動機選択手段が、前記電動機の選択にヒステリシスを有することを特徴とする制御装置である。
【００１７】
したがって請求項５の発明では、請求項４の発明と同様に、いずれかの電動機から他の電動機に切り換える条件とこれとは反対の切り換えをおこなう条件とに所定の差異（ヒステリシス）が設けられているので、駆動状態などのわずかな変化に起因して電動機が頻繁に変更されることが回避される。すなわちハンチングが防止される。
またさらに、請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記回転装置は、電動機を含み、前記効率比較手段は、前記各電動機自体を含む各電動機についての前記電気系統のエネルギー効率を比較する手段を含むことを特徴とする車両における複数の回転装置の制御装置である。
請求項７の発明は、請求項２，３，５のいずれかの発明において、前記効率比較手段は、前記各電動機自体を含む各電動機についての前記電気系統のエネルギー効率を比較する手段を含むことを特徴とする車両における複数の回転装置の制御装置である。
そしてまた、請求項８の発明は、請求項６または７の発明において、前記少なくとも二つの電動機は、トルクを出力するモータとしての機能とトルクを吸収して起電力を生じる発電機としての機能とを備えたモータ・ジェネレータを含み、前記効率比較手段は、前記各電動機についての、モータとして機能した場合の放電効率と発電機として機能した場合の充電効率とから求められ効率を比較する手段を含むことを特徴とする車両における複数の回転装置の制御装置である。
したがって、これら請求項６ないし請求項８の発明によれば、請求項１あるいは請求項２の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面に示す具体例に基づいて説明する。図２は、この発明で対象とする車両の動力伝達系統を模式的に示しており、（Ａ）は後輪１に動力を伝達する機構を示し、（Ｂ）は前輪２に対して動力を伝達する機構を示している。したがってここに示す車両は、選択的に四輪駆動とすることのできる車両である。
【００１９】
図２の（Ａ）に示すように内燃機関（以下、エンジンと記す）３にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）４およびトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５ならびに自動変速機（Ａ／Ｔ）６が、順に連結されている。そのエンジン３は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）などのガスを燃料としたガスエンジンなど、要は、適宜の形態の燃料を燃焼させて機械的動力を出力する動力装置であり、図に示す例では車両の前部に前後方向に向けて搭載されている。
【００２０】
また、モータ・ジェネレータ４は、永久磁石型同期モータなどの電動機としての機能と発電機としての機能とを備えた回転装置であり、そのロータ（図示せず）がエンジン３の出力軸もしくはエンジン３とトルクコンバータ５とを連結している回転軸に直接連結され、あるいは適宜の歯車機構などの伝動機構を介して連結されている。したがってエンジン３によってモータ・ジェネレータ４を駆動して発電をおこない、またトルクコンバータ５側から入力される動力によってモータ・ジェネレータ４を駆動して発電をおこない、さらにはモータ・ジェネレータ４に電流を供給してこれを駆動することにより、エンジン３もしくはトルクコンバータ５に対して動力を伝達するように構成されている。
【００２１】
さらに、トルクコンバータ５は、その入力側に配置されているエンジン３もしくはモータ・ジェネレータ４から出力側に配置されている自動変速機６に対してトルクを増幅もしくは増幅せずに伝達する装置であって、一般的には流体式の公知の構成のものが使用される。流体式のトルクコンバータ５を使用した場合には、その入力側の回転要素と出力側の回転要素とを機械的に直接連結する公知の構成のロックアップクラッチ（図示せず）を内蔵させることができる。
【００２２】
このトルクコンバータ５に続けて配置される自動変速機６は、車両の走行状態に基づいて変速比を設定するように構成された変速機であって、有段式の変速機や変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機を採用することができる。図に示す例では、歯車変速機部７における動力の伝達経路を、油圧制御部８から出力される油圧によって適宜に変更することにより、変速比を変えるように構成した自動変速機６が示されている。
【００２３】
その歯車変速機部７は、複数の遊星歯車機構からなる歯車列における動力の伝達経路を、クラッチやブレーキによって変更する構成のものや、常時噛み合い式の複数の歯車列を同期装置によって入力軸や出力軸に選択的に連結して所定の変速比を設定する構成のものを採用することができる。そして、自動変速機６の出力軸がプロペラシャフト９およびデファレンシャル１０を介して後輪１に連結され、後輪１を駆動輪とするようになっている。したがってエンジン３から後輪１にトルクを伝達するように構成された上記のモータ・ジェネレータ４およびトルクコンバータ５ならびに自動変速機６などがこの発明における動力伝達系統を構成している。
【００２４】
一方、エンジン３の前方側（前記トルクコンバータ５とは反対側）には動力を伝達する伝達機構１１が取り付けられ、エンジン３の側部に取り付けた他のモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１２がこの伝達機構１１に連結されている。なお、以下の説明では、このモータ・ジェネレータ１２を第１モータ・ジェネレータ（第１ＭＧ）１２と記し、前述したトルクコンバータ５側のモータ・ジェネレータ４を第２モータ・ジェネレータ（第２ＭＧ）４と記すことがある。
【００２５】
図２に示す伝達機構１１は、エンジン３から出力される動力を第１モータ・ジェネレータ１２に選択的に伝達するように構成されており、その一例を具体的に説明すると、ベルトによって連結された駆動プーリと従動プーリとを備え、その駆動プーリとエンジン３の出力軸（クランク軸）との間に両者を選択的に連結するクラッチが設けられ、さらに従動プーリが第１モータ・ジェネレータ１２におけるロータに連結されている。したがってエンジン３によって第１モータ・ジェネレータ１２を選択的に駆動して発電をおこなうように構成されている。なお、伝達機構１１は、オイルポンプやエアコン用コンプレッサなどの補機類（それぞれ図示せず）を駆動するように構成したものであっもよい。また、第１モータ・ジェネレータ１２は、補機類に電力を供給するように構成することもできる。
【００２６】
図３に上記の第２モータ・ジェネレータ４の制御系統を示してある。第２モータ・ジェネレータ４には、インバータ１３を介して蓄電手段であるバッテリ１４が接続され、また、このインバータ１３およびバッテリ１４にコントローラ１５が接続されている。このコントローラ１５は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）を検出し、またバッテリ１４から第２モータ・ジェネレータ４に供給する電流を制御し、さらには第２モータ・ジェネレータ４からバッテリ１４に充電する電力を制御するようになっている。
【００２７】
図２の（Ｂ）は、前輪側の駆動系統を示しており、左右の前輪２を連結してあるフロントデファレンシャル１６には、前輪駆動用の動力源であるモータ１７が接続されている。このモータ１７は前述した各モータ・ジェネレータ４，１２と同様に外力によって強制的に回転させられることにより発電をおこなうように構成されており、したがってこのモータ１７には、蓄電装置であるキャパシタ１８が電気的に接続されている。このキャパシタ１８は、要は、電力を蓄えておくことのできる装置であって、二次電池であるバッテリや静電容量の大きいコンデンサなどによって構成することができる。また、このキャパシタ１８は前述したバッテリ１４で兼用してもよい。
【００２８】
さらにモータ１７には、これに電力を供給するために前記第１モータ・ジェネレータ１２が電気的に接続されている。そして、これらのモータ１７およびキャパシタ１８ならびに第１モータ・ジェネレータ１２を制御するためのコントローラ１９が設けられている。このコントローラ１９は、前述した第２モータ・ジェネレータ４およびインバータ１３のためのコントローラ１５と同様にマイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、第１モータ・ジェネレータ１２やモータ１７の駆動やこれらによる発電、さらにはキャパシタ１８による充電を制御するように構成されている。なお、このコントローラ１９は前述した第２モータ・ジェネレータ４およびインバータ１３のためのコントローラ１５によって兼用することとしてもよい。
【００２９】
したがって図に示す車両は、エンジン３および／または第１もしくは第２モータ・ジェネレータ１２，４によって後輪１を駆動して二輪駆動状態とし、またこれに加えてモータ１７によって前輪２を駆動して四輪駆動状態とすることができる。このような制御をおこなうために、前記各コントローラ１５，１９は相互にデータ通信可能に接続されている。
【００３０】
図２に示す動力伝達系統では、第１および第２のモータ・ジェネレータ１２，４がエンジン３に連結されているので、これらいずれかもしくは両方のモータ・ジェネレータ１２，４を、エンジン３と共に、あるいはエンジン３に替えて駆動することにより、モータ・ジェネレータ１２，４の動力で走行することができる。しかしながらモータ・ジェネレータ１２，４の出力特性とエンジン３の出力特性とは大きく異なっているから、それぞれの駆動領域がその特性に応じて分けられている。図４はその駆動領域を概念的に表しており、アクセル開度（すなわち駆動力要求量）が小さくかつ低車速状態では、モータ・ジェネレータ４（もしくは１２）を動力源として駆動し、それより高アクセル開度および高車速ではエンジン３を動力源として駆動するように領域が設定されている。
【００３１】
なお、前述したように第１のモータ・ジェネレータ１２は補機類を駆動することを基本的な機能とし、これに対して第２のモータ・ジェネレータ４は走行のための動力源（すなわち力行）および減速時のエネルギー回生を主な機能としている。したがってこれらのモータ・ジェネレータ４，１２は、その機能に適する特性もしくは容量のものが採用されており、出力特性や最も効率のよい動作状態が互いに異なっている。さらに、これら各モータ・ジェネレータ４，１２はエンジン３に連結されているから、エンジン３から後輪１に到る動力伝達系統に対してトルクを与えることができ、またその出力の制御応答性が高いので、エンジン３のトルク変動を抑制するようにトルクを出力し、あるいはトルクを吸収して車両全体としての振動を低減することができる。
【００３２】
エンジン３と共に搭載されている上記のモータ・ジェネレータ４，１２は、上述したように、車両を走行させるための力行および減速させるためのエネルギー回生を含む振動抑制などの多様な用途に使用され、それらの制御をおこなうためのハイブリッド制御装置（ＥＣＵ）５０が設けられている。これは、中央演算処理装置や記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびにインターフェースからなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。
【００３３】
そのＥＣＵ５０には、図５に示すように、制御のためのデータとして下記の信号が入力されている。前記前輪用モータ１７に電流を供給して四輪駆動状態とするための４ＷＤスイッチからの信号、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）用のコンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）のためのコンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE の検出信号、エンジン水温の検出信号、イグニッションスイッチからの信号、バッテリ１４の充電状態（ＳＯＣ）の検出信号、ベッドライトの点灯状態を示す信号、デフォッガの動作状態を示す信号、エアコンの動作状態を示す信号、車速信号、自動変速機（ＡＴ）の油温の検出信号、自動変速機６で設定されているシフトポジションの検出信号、サイドブレーキの動作状態を示す信号、フットブレーキの動作状態を示す信号、排ガス用浄化触媒の温度を示す信号、アクセル開度を示す信号、エンジン３におけるクランクの位置（角度）の検出信号、前記スポーツモードスイッチから出力されるスポーツシフト信号、車両の加速度の検出信号、前述したモータ・ジェネレータ４，１２で発生する回生制動力の強弱を設定する駆動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ４７から出力される信号、後輪を電気的に操舵するシステム（アクティブ・リヤ・ステアリング：ＡＲＳ）のコンピュータからの信号などが、ＥＣＵ５０に入力されている。
【００３４】
一方、制御のための出力信号として、下記の信号がＥＣＵ５０から出力されている。すなわち、エンジン３での燃料噴射を制御するための噴射信号、点火時期を制御するための点火信号、前輪用モータ１７を制御するコントローラ１９に対する制御信号、第２モータ・ジェネレータ４を制御するコントローラ１５に対する制御信号、第１モータ・ジェネレータ１２を制御するコントローラ（図示せず）に対する制御信号、減速度を制御するための減速装置に対する制御信号、自動変速機６における所定のソレノイドに対する制御信号、自動変速機６のライン圧を制御するための制御信号、ＡＢＳにおけるアクチュエータの制御信号、停車持にエンジン３を自動停止する制御の実施を示す自動停止制御実施インジケータの信号、その制御を実施していないことを示す自動停止制御未実施インジケータの信号、スポーツモードインジケータに対する信号、ＶＳＣアクチュエータに対する制御信号、ロックアップクラッチの制御するためのロックアップコントロールバルブの制御信号、自動変速機６におけるＣ1 （第１クラッチ）コントロールバルブの制御信号、自動変速機６におけるＣ2 （第２クラッチ）コントロールバルブの制御信号などが、ＥＣＵ５０から出力されている。
【００３５】
上述したように第１および第２のモータ・ジェネレータ１２，４はその主たる機能が相違しているうえに、特性が相違しているので、走行のための駆動力を出力し、あるいはエンジン３のトルク変動に起因する振動を抑制するように駆動力を出力するとしても、車両の状態に基づいた好適な駆動の態様があり、この発明に係る上述した制御装置は、モータ・ジェネレータ４，１２を駆動する場合の選択を以下のようにして実行する。図１は、その制御例を示しており、先ず、第１モータ・ジェネレータ１２が補機類の駆動のために使用されているか否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち第１モータ・ジェネレータ１２が補機類の駆動のために使用されている場合には、走行（力行）あるいはエンジン３の出力トルクの変動に起因する振動の抑制のために使用できる電動機は第２モータ・ジェネレータ４に限られるので、この第２モータ・ジェネレータ４が、力行あるいは振動抑制のための駆動手段として使用される（ステップＳ２）。
【００３６】
これに対して第１モータ・ジェネレータ１２が補機類の駆動のために使用されていないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、第２モータ・ジェネレータ１２が、前輪駆動用のモータ１７の電力源として使用されているか否かが判断される（ステップＳ３）。このステップＳ３で肯定的に判断された場合にも、走行あるいはエンジン３の出力トルクの変動に起因する振動の抑制のために使用できる電動機は第２モータ・ジェネレータ４に限られるので、この第２モータ・ジェネレータ４が、力行あるいは振動抑制のための駆動手段として使用される（ステップＳ２）。
【００３７】
これとは反対にステップＳ３で否定的に判断された場合すなわち第１モータ・ジェネレータ１２がモータ１７の電力源として使用されていない場合には、第１および第２のモータ・ジェネレータ１２，４の両方を力行あるいはエンジン３の出力に起因する振動の抑制のための駆動手段として使用することが可能であるから、その選択のための指標として、それぞれのモータ・ジェネレータ１２，４に関する電気系統の効率が計算される（ステップＳ４およびステップＳ５）。その電気系統には、モータ・ジェネレータ１２，４自体と、モータ・ジェネレータ１２，４に接続されたケーブルと、図示しないバッテリあるいは図３に示すバッテリ１４およびその他の制御機器が含まれる。そして、効率は、モータ・ジェネレータ１２，４が発電機として機能した場合の充電効率と、モータ・ジェネレータ１２，４が電動機として機能した場合の放電効率と、バッテリの充電効率および放電効率とが含まれる。これらの効率は、回転数や振動トルクあるいはバッテリの温度ならびに充電率（ＳＯＣ：State of Charge）などに影響を受ける。
【００３８】
したがって一例として下記の演算によって第１モータ・ジェネレータ１２の効率が求められる。
η12T ＝η12in×η12out
【００３９】
ここで、η12T は第１モータ・ジェネレータ１２に関する全体としての効率であり、またη12inは充電効率であり、さらに、η12out は放電効率である。この充電効率η12inは、第１モータ・ジェネレータ１２の発電効率η12gen と、バッテリの充電効率η12batin と、充電系統やその他の効率η12losin との積として求められる。すなわち
η12in＝η12gen ×η12batin ×η12losin
である。なお、発電効率η12gen は回転数およびトルクならびに温度の関数
η12gen ＝Ｆ（回転数、トルク、温度）
として与えられ、またバッテリの充電効率η12batin は温度およびＳＯＣならびに劣化係数の関数
η12batin ＝Ｆ（温度、ＳＯＣ、劣化係数）
として与えられる。
【００４０】
同様に、放電効率η12out は、第１モータ・ジェネレータ１２が電動機として動作した場合の効率η12mot と、バッテリの放電効率η12batoutと、放電系統やその他の効率η12losoutとの積として求められる。すなわち
η12out ＝η12mot ×η12batout×η12losout
である。なお、電動機としての効率η12mot は回転数およびトルクならびに温度の関数
η12mot ＝Ｆ（回転数、トルク、温度）
として与えられ、またバッテリの放電効率η12batoutは温度およびＳＯＣならびに劣化係数の関数
η12batout＝Ｆ（温度、ＳＯＣ、劣化係数）
として与えられる。
【００４１】
また、同様に、第２モータ・ジェネレータ４については、一例として下記の演算によって効率が求められる。
η4T＝η4in×η4out
【００４２】
ここで、η4T は第２モータ・ジェネレータ４に関する全体としての効率であり、またη4inは充電効率であり、さらに、η4out は放電効率である。この充電効率η4inは、第２モータ・ジェネレータ４の発電効率η4gen と、バッテリの充電効率η4batin と、充電系統やその他の効率η4losin との積として求められる。すなわち
η4in＝η4gen×η4batin×η4losin
である。なお、発電効率η4genは回転数およびトルクならびに温度の関数
η4gen＝Ｆ（回転数、トルク、温度）
として与えられ、またバッテリの充電効率η4batinは温度およびＳＯＣならびに劣化係数の関数
η4batin＝Ｆ（温度、ＳＯＣ、劣化係数）
として与えられる。
【００４３】
同様に、放電効率η4outは、第２モータ・ジェネレータ４が電動機として動作した場合の効率η4motと、バッテリの放電効率η4batout と、放電系統やその他の効率η4losout との積として求められる。すなわち
η4out＝η4mot×η4batout ×η4losout
である。なお、電動機としての効率η4motは回転数およびトルクならびに温度の関数
η4mot＝Ｆ（回転数、トルク、温度）
として与えられ、またバッテリの放電効率η4batout は温度およびＳＯＣならびに劣化係数の関数
η4batout ＝Ｆ（温度、ＳＯＣ、劣化係数）
として与えられる。
【００４４】
上述のようにして各モータ・ジェネレータ１２，４についての効率η12T ，η4Tを計算した後、これらの効率η12T ，η4Tが比較される（ステップＳ６）。そして、効率のよい方のモータ・ジェネレータ４，１２が、走行時の力行のための駆動手段もしくはエンジン３の出力トルクの変動に起因する振動を抑制するための駆動手段として選択して使用される（ステップＳ７，Ｓ８）。すなわち第１モータ・ジェネレータ１２の効率η12T が第２モータ・ジェネレータ４の効率η4Tより低いことによりステップＳ６で否定的に判断された場合には、効率のよい第２モータ・ジェネレータ４が使用され（ステップＳ７）、また反対に第１モータ・ジェネレータ１２の効率η12T が第２モータ・ジェネレータ４の効率η4T以上であることによりステップＳ６で肯定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ１２が使用される（ステップＳ８）。
【００４５】
エンジン３の出力トルクの変動は、エンジン３における燃料の燃焼が間欠的に生じることに起因しており、その振動波形は山部と谷部とが交互に繰り返す波形となる。このような振動を、駆動輪（後輪）１に伝達される前にモータ・ジェネレータ４，１２によって抑制するためには、その振動の山部に相当する位相でモータ・ジェネレータ１２，４を発電機として機能させてトルクを吸収し、また振動の谷部に相当する位相でモータ・ジェネレータ１２，４を電動機として機能させてトルクを付加することになる。したがって、いずれかのモータ・ジェネレータ１２，４を繰り返し発電機および電動機として機能させることになるが、一般的な傾向として、モータ・ジェネレータ１２，４を発電機として機能させた場合のトータルとしてのエネルギー効率が、モータ・ジェネレータ１２，４を電動機として機能させた場合のトータルとしてのエネルギー効率より低くなる。
【００４６】
上述したこの発明に係る制御装置では、各モータ・ジェネレータ１２，４の充電時および放電時のトータルの効率を求め、その効率の良い方のモータ・ジェネレータ１２，４を使用するから、バッテリからの放電量と充電量との偏差を可及的に少なくし、バッテリからの総合的な放電量を抑制することができる。そのため、上記のこの発明に係る制御装置では、モータ・ジェネレータ１２，４による振動抑制制御を少ないエネルギー消費で実行でき、ひいてはその制御を長期に亘って継続することが可能になる。
【００４７】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１に示すステップＳ６の機能的手段が、この発明の効率比較手段に相当し、またステップＳ７およびステップＳ８の機能的手段が、この発明の回転装置選択手段あるいは電動機選択手段に相当する。
【００４８】
なお、前述したように各効率は、温度やエンジン３の回転数あるいはトルクなどの車両の運転状況に基づいて変化するので、第１および第２のモータ・ジェネレータ１２，４についてのトータルの効率が、運転状態の変化に伴って増減し、その大小の関係が繰り返し反転することがある。そうした場合、使用するモータ・ジェネレータ１２，４を頻繁に変更することになるが、このようないわゆるハンチングを回避するために、モータ・ジェネレータ１２，４の選択の基準にヒステリシスを設ければよい。具体的には、各モータ・ジェネレータ１２，４の効率の大小の比較に替えて、それらの効率の偏差を所定の基準値と比較し、その比較結果に基づいて使用するモータ・ジェネレータ１２，４を決定すればよく、あるいはいずれかのモータ・ジェネレータ１２，４を選択した後は、その使用を所定時間継続し、その後に再度、各モータ・ジェネレータ１２，４の効率の比較をおこなうようにすればよい。このようにヒステリシスを設けていずれかのモータ・ジェネレータ１２，４を選択する手段が、請求項４における回転装置選択手段もしくは請求項５における電動機選択手段に相当する。
【００４９】
上述した具体例は、前後輪の両方を選択的に駆動できる四輪駆動車を対象とする制御装置の例であるが、この発明は上記の具体例に限定されないのであり、前輪もしくは後輪のいずれかのみを駆動する二輪駆動車を対象とする制御装置にも適用することができる。また、上記の具体例では、モータ・ジェネレータを使用した例を示したが、この発明はモータ・ジェネレータに替えて電動機もしくは発電機を単独で使用した場合にも適用でき、さらにその電動機もしくは発電機の配置は、上記の具体例で示してある配置に限定されない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、回転装置に動力伝達系統からトルクが与えられ、また反対に回転装置から動力伝達系統にトルクを与えることにより、動力伝達系統でのトルクの変動幅が抑制され、そのように機能する回転装置としてエネルギー効率が最も良いものが採用されるので、エネルギーの消費を可及的に抑制した状態で車両の制振をおこなうことができる。
【００５１】
また、請求項２の発明によれば、複数設けられている電動機のうち、効率の良いものを選択して動力源として使用するから、電動機を駆動することに伴って生じるエネルギーロスが低減され、エネルギー効率を向上させることができる。
【００５２】
また、請求項３の発明によれば、請求項２の発明で得られる効果に加えて、内燃機関が動力を出力することに伴う振動を電動機の出力によって抑制する際に、エネルギー効率のよい電動機が選択されるので、内燃機関による振動を抑制した走行を高いエネルギー効率で実施することができる。
【００５３】
さらに、請求項４あるいは５の発明によれば、請求項１ないし３の発明で得られる効果に加えて、いずれかの回転装置もしくは電動機から他の回転装置もしくは電動機に切り換える条件とこれとは反対の切り換えをおこなう条件とに所定の差異（ヒステリシス）が設けられているので、駆動状態などのわずかな変化に起因して回転装置もしくは電動機が頻繁に変更されるいわゆるハンチングを防止することができる。
そして、請求項６ないし８の発明によれば、請求項１あるいは請求項２の発明と同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の制御装置で実施される制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明の制御装置が対象とする車両の後輪側および前輪側の駆動機構の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示される後輪側の動力伝達機構の介在されている第２モータ・ジェネレータのための制御系統を模式的に示すブロック図である。
【図４】モータ・ジェネレータによる駆動領域およびエンジンによる駆動領域を車速およびアクセル開度をパラメータとして示す線図である。
【図５】総合制御装置に入力される信号および出力される信号の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…後輪、３…エンジン、４…第２モータ・ジェネレータ、１２…第１モータ・ジェネレータ、１４…バッテリ、１５…コントローラ、５０…電子制御装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a rotation device in a vehicle including a plurality of rotation devices such as an electric motor, and more particularly to a control device for selecting a rotation device to be used.
[0002]
[Prior art]
An electric motor is used as a power source in various fields because it is easy to control energy and drive state for driving. Further, since the electric motor does not generate exhaust gas as it outputs power, it is considered promising as a power source for vehicles.
[0003]
The most typical vehicle that uses an electric motor as a power source is an electric vehicle, and is configured to run by driving the electric motor with electric power supplied from a battery or a generator. An example of a control device for this type of vehicle is described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-76207. The control device described in this publication is a control device in an electric vehicle of a type in which an electric motor is driven by electric power obtained by driving a generator with an engine. In the electric vehicle, an operation state such as an engine speed is set. Focusing on the fact that it is not always constant, we have set up two generators and selected an efficient generator according to the operating state of the engine and connected it to the engine to generate power as efficiently as possible is doing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The control device described in the above publication is a device configured to perform control of generator selection in an electric vehicle provided with two generators for an electric motor that outputs driving force for traveling. However, in contrast to this, a vehicle referred to as a so-called hybrid vehicle includes a plurality of electric motors in addition to the internal combustion engine, and the power output from these motors may be used as power for traveling. In addition, these electric motors may be so-called motor generators having a power generation function.
[0005]
In such a vehicle, as each electric motor or motor / generator, those having the same characteristics and capacity are not used in parallel, but each electric motor or motor / generator is provided with a plurality of functions, and the function is assigned to each electric motor or motor / generator. The motor / generator is often different, and for this reason, the type, capacity, or characteristics of each electric motor or motor / generator is often different.
[0006]
  The invention described in the above-mentioned publication proposes an example of control for selecting a plurality of generators for supplying power to a motor or a battery for traveling, but the power generation based on the efficiency until the end. This is a technology for selecting a generator, and the influence of torque for driving the generator, that is, the generator absorbs or does not absorb the torque.byNo new technology has been proposed for functions. More specifically, since the motor / generator in the hybrid vehicle described above is connected to the power transmission system from the engine to the drive wheels, the torque in the power transmission system is accompanied by the generation of power by the motor / generator. As a result, the motor / generator suppresses the driving torque to perform the vibration damping function and the energy regeneration function. In a hybrid vehicle, a motor / generator or an electric motor that replaces the motor may output torque, which may affect the torque in the power transmission system. When a plurality of motors / generators or generators / motors having such functions are provided, new technical knowledge is required to make the selection, which is described in the above-mentioned publication. The invention has nothing to suggest.
[0007]
This invention was made paying attention to said technical subject, and it aims at providing the control apparatus which can improve the energy efficiency of the vehicle which uses rotating devices, such as several electric motors. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problem and Action]
  In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is characterized by focusing on the efficiency of the electric motor and selecting and using an electric motor with the highest possible efficiency. More specifically, the invention of claim 1 is connected to a power transmission system in which the torque varies, and the torque is applied to the power transmission system so that the fluctuation range of the torque in the power transmission system is reduced. In a control device for a plurality of rotating devices in a vehicle equipped with a plurality of rotating devices that absorbs the vibration, it is possible to operate simultaneously so that the fluctuation range of torque in the power transmission system is reduced.Efficient and electrically operatedAt least two rotating devicesAnd an electrical system including these rotating devices and cables, batteries, and control devices connected to these rotating devices,When one of these two rotating devices is operatedOf the electrical systemWhen energy efficiency and the other rotating device are operatedOf the electrical systemRotation that selects an energy efficient rotation device obtained by the efficiency comparison unit as an efficiency comparison unit that compares energy efficiency and a rotation device that operates to reduce the fluctuation range of torque in the power transmission system And a device selection unit.
[0009]
Therefore, in the first aspect of the present invention, torque is given to the rotating device from the power transmission system, and conversely, torque is given from the rotating device to the power transmission system, whereby the fluctuation range of torque in the power transmission system is suppressed, As the rotating device functioning as described above, a device having good energy efficiency is employed. As a result, vibration control of the vehicle is executed in a state where energy consumption is reduced.
[0010]
  According to a second aspect of the present invention, in a control device for a plurality of rotating devices in a vehicle having a plurality of electric motors capable of selectively outputting power for traveling, the power for traveling is simultaneously output. Possible at least two electric motorsAnd an electrical system including these rotating devices and cables, batteries, and control devices connected to these rotating devices,When one of these two motors is operatedOf the electrical systemWhen energy efficiency and the other motor are operatedOf the electrical systemAn efficiency comparison means for comparing energy efficiency, and an electric motor selection means for selecting and using an efficient electric motor obtained by the efficiency comparison means as an electric motor that outputs power for traveling. It is the control device characterized.
[0011]
Therefore, in the invention of claim 2, the energy loss caused by driving the electric motor for traveling can be reduced, and the energy efficiency can be improved. In that case, the vehicle may be powered by the power output from the selected electric motor.
[0012]
  Furthermore, the invention of claim 3 is the invention of claim 2, further comprising an internal combustion engine to which the plurality of electric motors are connected, and the plurality of electric motors.At leastSlipOf one electric motorThe control apparatus is configured to suppress vibrations caused by fluctuations in output torque of the internal combustion engine by output.
[0013]
Therefore, in the invention according to claim 3, since vibration caused by the output of power from the internal combustion engine is suppressed by the output of the electric motor, and an energy efficient motor is selected as the electric motor for the vibration, traveling with suppressed vibration by the internal combustion engine is selected. Can be implemented with high energy efficiency.
[0014]
Furthermore, the invention of claim 4 is the control device characterized in that the rotating device selection means in claim 1 has hysteresis in the selection of the rotating device.
[0015]
Therefore, in the invention of claim 4, since a predetermined difference (hysteresis) is provided between the condition for switching from any one of the rotating devices to another rotating device and the condition for performing the switching opposite to this, It is avoided that the rotating device is frequently changed due to slight changes. That is, hunting is prevented.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control device characterized in that the electric motor selecting means according to the second or third aspect has a hysteresis in the selection of the electric motor.
[0017]
  Therefore, in the invention of claim 5, as in the invention of claim 4, a predetermined difference (hysteresis) is provided between the condition for switching from any one of the motors to the other motor and the condition for performing the switching opposite to this. Therefore, it is avoided that the motor is frequently changed due to slight changes such as the driving state. That is, hunting is prevented.
  Further, the invention of claim 6 is the invention of claim 1, wherein the rotating device includes an electric motor, and the efficiency comparing means includes the electric motor itself.Each including the bodyAbout electric motorThe electricA control device for a plurality of rotating devices in a vehicle, comprising means for comparing energy efficiency of air systems.
  The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 2, 3 and 5, wherein the efficiency comparing means includes the motors.Each including the bodyAbout electric motorThe electricA control device for a plurality of rotating devices in a vehicle, comprising means for comparing energy efficiency of air systems.
  The invention of claim 8 is the invention of claim 6 or 7, wherein the at least two electric motors have a function as a motor that outputs torque and a function as a generator that generates an electromotive force by absorbing torque. The efficiency comparison means includes means for comparing the efficiency obtained from the discharge efficiency when functioning as a motor and the charging efficiency when functioning as a generator for each of the electric motors. This is a control device for a plurality of rotating devices in a vehicle.
  Therefore, according to the inventions of claims 6 to 8, the same effects as those of the invention of claim 1 or claim 2 can be obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described based on specific examples shown in the drawings. FIG. 2 schematically shows a power transmission system of a vehicle that is a subject of the present invention, in which (A) shows a mechanism for transmitting power to the rear wheel 1 and (B) shows power for the front wheel 2. The transmission mechanism is shown. Therefore, the vehicle shown here is a vehicle that can be selectively driven by four wheels.
[0019]
As shown in FIG. 2A, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 3 is provided with a motor / generator (MG) 4, a torque converter (T / C) 5, and an automatic transmission (A / T) 6 in order. It is connected. The engine 3 is a gasoline engine, a diesel engine, a gas engine using a gas such as liquefied natural gas (LNG) or liquefied petroleum gas (LPG) as a fuel. In the example shown in the figure, it is mounted on the front part of the vehicle in the front-rear direction.
[0020]
  The motor / generator 4 is a rotating device having a function as an electric motor such as a permanent magnet type synchronous motor and a function as a generator. The rotor (not shown) is an output shaft of the engine 3 or the engine 3. And a torque converter 5 are directly connected to a rotating shaft, or are connected via a transmission mechanism such as an appropriate gear mechanism. Therefore engineAccording to 3The motor / generator 4 is driven to generate power, and the motor / generator 4 is driven by the power input from the torque converter 5 to generate power. Is configured to transmit power to the engine 3 or the torque converter 5.
[0021]
Further, the torque converter 5 is a device for transmitting torque without being amplified or amplified from the engine 3 or the motor / generator 4 arranged on the input side to the automatic transmission 6 arranged on the output side. In general, a fluid type known structure is used. When the fluid type torque converter 5 is used, a lock-up clutch (not shown) having a known configuration that mechanically directly connects the rotating element on the input side and the rotating element on the output side may be incorporated. it can.
[0022]
The automatic transmission 6 disposed after the torque converter 5 is a transmission configured to set a transmission gear ratio based on the running state of the vehicle, and is continuously connected with a stepped transmission and a transmission gear ratio. It is possible to employ a continuously variable transmission that can be changed dynamically. In the example shown in the figure, an automatic transmission 6 configured to change the gear ratio by appropriately changing the power transmission path in the gear transmission unit 7 according to the hydraulic pressure output from the hydraulic control unit 8 is shown. ing.
[0023]
The gear transmission unit 7 has a configuration in which a power transmission path in a gear train composed of a plurality of planetary gear mechanisms is changed by a clutch or a brake, or a plurality of constantly meshing gear trains are connected to an input shaft or A configuration in which a predetermined gear ratio is set by being selectively connected to the output shaft can be employed. The output shaft of the automatic transmission 6 is connected to the rear wheel 1 via the propeller shaft 9 and the differential 10, and the rear wheel 1 is used as a driving wheel. Therefore, the motor / generator 4, torque converter 5, automatic transmission 6, and the like configured to transmit torque from the engine 3 to the rear wheel 1 constitute a power transmission system in the present invention.
[0024]
On the other hand, a transmission mechanism 11 for transmitting power is attached to the front side of the engine 3 (the side opposite to the torque converter 5), and another motor generator (MG) 12 attached to the side of the engine 3 transmits this transmission. It is connected to the mechanism 11. In the following description, the motor / generator 12 is referred to as a first motor / generator (first MG) 12, and the motor / generator 4 on the torque converter 5 side described above is referred to as a second motor / generator (second MG) 4. Sometimes.
[0025]
The transmission mechanism 11 shown in FIG. 2 is configured to selectively transmit the power output from the engine 3 to the first motor / generator 12, and an example thereof will be specifically described. A driving pulley and a driven pulley are provided, and a clutch is provided between the driving pulley and the output shaft (crankshaft) of the engine 3 to selectively connect both. The driven pulley is a rotor in the first motor / generator 12. It is connected to. Therefore, the first motor / generator 12 is selectively driven by the engine 3 to generate power. The transmission mechanism 11 may be configured to drive auxiliary machines (not shown) such as an oil pump and an air conditioner compressor. The first motor / generator 12 can also be configured to supply power to the accessories.
[0026]
FIG. 3 shows a control system of the second motor / generator 4 described above. The second motor / generator 4 is connected to a battery 14 as a power storage means via an inverter 13, and a controller 15 is connected to the inverter 13 and the battery 14. The controller 15 is mainly composed of a microcomputer, detects the state of charge (SOC) of the battery 14, controls the current supplied from the battery 14 to the second motor / generator 4, and further controls the second motor. The power charged from the generator 4 to the battery 14 is controlled.
[0027]
FIG. 2B shows a drive system on the front wheel side, and a motor 17 as a power source for driving the front wheels is connected to the front differential 16 connecting the left and right front wheels 2. The motor 17 is configured to generate electric power by being forcibly rotated by an external force in the same manner as the motor generators 4 and 12 described above. Therefore, the motor 17 has a capacitor 18 as a power storage device. Electrically connected. In short, the capacitor 18 is a device that can store electric power, and can be constituted by a battery as a secondary battery, a capacitor having a large capacitance, or the like. The capacitor 18 may be shared by the battery 14 described above.
[0028]
Further, the first motor / generator 12 is electrically connected to the motor 17 in order to supply electric power thereto. A controller 19 for controlling the motor 17 and the capacitor 18 and the first motor / generator 12 is provided. The controller 19 is composed mainly of a microcomputer like the controller 15 for the second motor / generator 4 and the inverter 13 described above, and is used for driving the first motor / generator 12 and the motor 17. The power generation by these and the charging by the capacitor 18 are controlled. The controller 19 may be shared by the controller 15 for the second motor / generator 4 and the inverter 13 described above.
[0029]
Therefore, in the vehicle shown in the figure, the rear wheel 1 is driven by the engine 3 and / or the first or second motor / generator 12, 4 to be in a two-wheel drive state, and in addition to this, the front wheel 2 is driven by the motor 17. It can be in a four-wheel drive state. In order to perform such control, the controllers 15 and 19 are connected to each other so that data communication is possible.
[0030]
In the power transmission system shown in FIG. 2, the first and second motor / generators 12 and 4 are connected to the engine 3, so that one or both of the motor / generators 12 and 4 are connected to the engine 3 or By driving in place of the engine 3, the vehicle can run with the power of the motor generators 12 and 4. However, since the output characteristics of the motor / generators 12 and 4 and the output characteristics of the engine 3 are greatly different, the respective drive regions are divided according to the characteristics. FIG. 4 conceptually shows the driving region. When the accelerator opening (that is, the required driving force amount) is small and the vehicle is in a low vehicle speed state, the motor / generator 4 (or 12) is driven as a power source, and the driving range is higher. The region is set so that the engine 3 is driven as a power source at the accelerator opening and the high vehicle speed.
[0031]
As described above, the first motor / generator 12 has a basic function of driving auxiliary machinery, whereas the second motor / generator 4 is a power source (ie, power running) for traveling. The main function is energy regeneration during deceleration. Therefore, these motor generators 4 and 12 have characteristics or capacity suitable for their functions, and output characteristics and the most efficient operation state are different from each other. Furthermore, since each of these motor generators 4 and 12 is connected to the engine 3, torque can be given to the power transmission system from the engine 3 to the rear wheel 1, and the control response of the output is high. Since it is high, it is possible to output the torque so as to suppress the torque fluctuation of the engine 3 or absorb the torque to reduce the vibration of the entire vehicle.
[0032]
As described above, the motor generators 4 and 12 mounted together with the engine 3 are used for various applications such as vibration suppression including power running for driving the vehicle and energy regeneration for decelerating the vehicle. A hybrid control unit (ECU) 50 for performing the above control is provided. This is mainly composed of a microcomputer comprising a central processing unit, a storage device (RAM, ROM) and an interface.
[0033]
As shown in FIG. 5, the ECU 50 receives the following signals as control data. A signal from a 4WD switch for supplying a current to the front wheel motor 17 to set a four-wheel drive state, a signal from a computer for an anti-lock brake system (ABS), and a vehicle stabilization control (VSC: trademark) Signal from computer, detection signal of engine speed NE, detection signal of engine water temperature, signal from ignition switch, detection signal of charge state (SOC) of battery 14, signal indicating lighting state of bed light, operation of defogger A signal indicating the state, a signal indicating the operating state of the air conditioner, a vehicle speed signal, a detection signal of the oil temperature of the automatic transmission (AT), a detection signal of the shift position set in the automatic transmission 6, and the operating state of the side brake A signal indicating the operating state of the foot brake, a signal indicating the temperature of the exhaust gas purification catalyst, and an accelerator opening. Signal, detection signal of crank position (angle) in the engine 3, sports shift signal output from the sport mode switch, vehicle acceleration detection signal, strength of regenerative braking force generated by the motor generators 4 and 12 described above The signal from the driving force source brake force switch for setting the engine, the signal output from the turbine rotational speed NT sensor 47, the signal from the computer of the system (active rear steering: ARS) for electrically steering the rear wheels, etc. Are input to the ECU 50.
[0034]
On the other hand, the following signals are output from the ECU 50 as output signals for control. That is, an injection signal for controlling fuel injection in the engine 3, an ignition signal for controlling ignition timing, a control signal for the controller 19 for controlling the front wheel motor 17, and a controller 15 for controlling the second motor / generator 4. A control signal for a controller (not shown) for controlling the first motor / generator 12, a control signal for a speed reducer for controlling the deceleration, a control signal for a predetermined solenoid in the automatic transmission 6, an automatic shift The control signal for controlling the line pressure of the machine 6, the control signal of the actuator in the ABS, the signal of the automatic stop control execution indicator indicating the execution of the control to automatically stop the engine 3 while the vehicle is stopped, and the control is not performed Auto stop control not indicating indicator signal, sport mode in A signal for the caterer, a control signal for the VSC actuator, a control signal for the lockup control valve for controlling the lockup clutch, a control signal for the C1 (first clutch) control valve in the automatic transmission 6, and C2 in the automatic transmission 6 ( A control signal for the second clutch control valve is output from the ECU 50.
[0035]
As described above, the first and second motor / generators 12 and 4 have different main functions and different characteristics. Therefore, the first and second motor / generators 12 and 4 output driving force for running or the engine 3. Even if the driving force is output so as to suppress the vibration caused by the torque fluctuation, there is a preferable driving mode based on the state of the vehicle, and the above-described control device according to the present invention allows the motor generators 4 and 12 to be output. Selection for driving is executed as follows. FIG. 1 shows an example of the control. First, it is determined whether or not the first motor / generator 12 is used for driving auxiliary machinery (step S1). If the determination in step S1 is affirmative, that is, if the first motor / generator 12 is used to drive auxiliary machinery, it is caused by running (powering) or fluctuations in the output torque of the engine 3 Since the electric motor that can be used for suppressing the vibration is limited to the second motor / generator 4, the second motor / generator 4 is used as a driving means for suppressing power running or vibration (step S2).
[0036]
On the other hand, if the first motor / generator 12 is not used for driving the auxiliary machines and the determination is negative in step S1, the second motor / generator 12 is used for driving the front wheels. It is determined whether or not it is used as a power source for the motor 17 (step S3). Even when the determination in step S3 is affirmative, the second motor / generator 4 is the only motor that can be used to suppress vibrations caused by running or fluctuations in the output torque of the engine 3; The motor / generator 4 is used as drive means for powering or suppressing vibration (step S2).
[0037]
On the other hand, if a negative determination is made in step S3, that is, if the first motor / generator 12 is not used as a power source for the motor 17, the first and second motor / generators 12, 4 Since both can be used as driving means for suppressing vibration caused by power running or the output of the engine 3, the efficiency of the electric system relating to the respective motor generators 12 and 4 is used as an index for selection. Is calculated (step S4 and step S5). The electric system includes the motor generators 12 and 4 themselves, cables connected to the motor generators 12 and 4, a battery (not shown) or the battery 14 shown in FIG. 3 and other control devices. The efficiency includes charging efficiency when the motor generators 12 and 4 function as a generator, discharging efficiency when the motor generators 12 and 4 function as an electric motor, and charging efficiency and discharging efficiency of a battery. It is. These efficiencies are affected by the rotational speed, vibration torque, battery temperature, state of charge (SOC), and the like.
[0038]
Therefore, as an example, the efficiency of the first motor / generator 12 is obtained by the following calculation.
η12T = η12in × η12out
[0039]
Here, η12T is the overall efficiency related to the first motor / generator 12, η12in is the charging efficiency, and η12out is the discharging efficiency. The charging efficiency η12in is obtained as a product of the power generation efficiency η12gen of the first motor / generator 12, the charging efficiency η12batin of the battery, and the charging system and other efficiency η12losin. Ie
η12in = η12gen × η12batin × η12losin
It is. The power generation efficiency η12gen is a function of rotational speed, torque, and temperature.
η12gen = F (rotation speed, torque, temperature)
And the battery charging efficiency η12batin is a function of temperature and SOC and degradation factor
η12batin = F (temperature, SOC, deterioration factor)
As given.
[0040]
Similarly, the discharge efficiency η12out is obtained as the product of the efficiency η12mot when the first motor / generator 12 operates as an electric motor, the discharge efficiency η12batout of the battery, and the discharge system and other efficiency η12losout. Ie
η12out = η12mot × η12batout × η12losout
It is. The efficiency η12mot as a motor is a function of the rotational speed, torque, and temperature.
η12mot = F (rotation speed, torque, temperature)
And the battery discharge efficiency η12batout is a function of temperature and SOC and degradation factor
η12batout = F (temperature, SOC, deterioration factor)
As given.
[0041]
Similarly, the efficiency of the second motor / generator 4 is obtained by the following calculation as an example.
η4T = η4in × η4out
[0042]
Here, η4T is the overall efficiency of the second motor / generator 4, η4in is the charging efficiency, and η4out is the discharging efficiency. This charging efficiency η4in is obtained as a product of the power generation efficiency η4gen of the second motor / generator 4, the charging efficiency η4batin of the battery, and the charging system and other efficiency η4losin. Ie
η4in = η4gen × η4batin × η4losin
It is. The power generation efficiency η4gen is a function of rotational speed, torque, and temperature.
η4gen = F (rotation speed, torque, temperature)
And the battery charging efficiency η 4batin is a function of temperature and SOC and degradation factor
η4batin = F (temperature, SOC, deterioration factor)
As given.
[0043]
Similarly, the discharge efficiency η4out is obtained as the product of the efficiency η4mot when the second motor / generator 4 operates as an electric motor, the discharge efficiency η4batout of the battery, and the discharge system and other efficiency η4losout. Ie
η4out = η4mot × η4batout × η4losout
It is. The efficiency η4mot as a motor is a function of the rotational speed, torque and temperature.
η4mot = F (rotation speed, torque, temperature)
And the battery discharge efficiency η 4batout is a function of temperature and SOC and degradation factor
η4batout = F (temperature, SOC, deterioration factor)
As given.
[0044]
After calculating the efficiencies η12T and η4T for the motor generators 12 and 4 as described above, the efficiencies η12T and η4T are compared (step S6). The more efficient motor generators 4 and 12 are selected and used as driving means for powering during traveling or driving means for suppressing vibrations caused by fluctuations in the output torque of the engine 3. (Steps S7, S8). That is, if the efficiency η12T of the first motor / generator 12 is lower than the efficiency η4T of the second motor / generator 4 and a negative determination is made in step S6, the efficient second motor / generator 4 is used ( On the other hand, if the efficiency η12T of the first motor / generator 12 is greater than or equal to the efficiency η4T of the second motor / generator 4 and affirmative determination is made in step S6, the first motor / generator 12 Is used (step S8).
[0045]
The fluctuation in the output torque of the engine 3 is caused by intermittent combustion of fuel in the engine 3, and the vibration waveform is a waveform in which peaks and valleys are alternately repeated. In order to suppress such vibrations by the motor generators 4 and 12 before being transmitted to the drive wheels (rear wheels) 1, the motor generators 12 and 4 are generated at a phase corresponding to the peak of the vibrations. The torque is absorbed by functioning as a motor, and the torque is applied by causing the motor generators 12 and 4 to function as an electric motor at a phase corresponding to the valley of the vibration. Therefore, one of the motor generators 12 and 4 is repeatedly functioned as a generator and an electric motor. However, as a general tendency, the total energy when the motor generators 12 and 4 are functioned as a generator is used. The efficiency is lower than the total energy efficiency when the motor generators 12 and 4 are functioned as electric motors.
[0046]
In the control device according to the present invention described above, the total efficiency at the time of charging and discharging of each motor / generator 12, 4 is obtained, and the motor / generator 12, 4 having the higher efficiency is used. The deviation between the discharge amount and the charge amount can be reduced as much as possible, and the total discharge amount from the battery can be suppressed. Therefore, in the control device according to the present invention described above, the vibration suppression control by the motor / generators 12 and 4 can be executed with less energy consumption, and the control can be continued for a long time.
[0047]
Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means of step S6 shown in FIG. 1 corresponds to the efficiency comparing means of the present invention, and the functional means of steps S7 and S8. The means corresponds to the rotating device selection means or the motor selection means of the present invention.
[0048]
  As described above, each efficiency changes based on the vehicle operating conditions such as the temperature, the rotational speed of the engine 3 or the torque, so that the total efficiency of the first and second motor generators 12 and 4 is , Driving letterChange of stateIn some cases, the relationship increases and decreases with the increase in the size, and the magnitude relationship is repeatedly reversed. In such a case, the motor generators 12 and 4 to be used are frequently changed. However, in order to avoid such so-called hunting, a hysteresis may be provided as a criterion for selection of the motor generators 12 and 4. Specifically, instead of comparing the magnitudes of the efficiency of the motor generators 12 and 4, the deviation of the efficiency is compared with a predetermined reference value, and the motor generators 12 and 4 used based on the comparison result are compared. After selecting one of the motor generators 12 and 4, the use is continued for a predetermined time, and then the efficiency of each motor generator 12 and 4 is compared again. That's fine. The means for selecting any one of the motor generators 12 and 4 with hysteresis as described above corresponds to the rotating device selecting means in claim 4 or the electric motor selecting means in claim 5.
[0049]
The specific example described above is an example of a control device for a four-wheel drive vehicle that can selectively drive both front and rear wheels, but the present invention is not limited to the above specific example, and the front wheel or rear wheel The present invention can also be applied to a control device that targets a two-wheel drive vehicle that drives only one of them. Further, in the above specific example, an example in which a motor / generator is used has been shown. However, the present invention can also be applied to a case where an electric motor or a generator is used alone instead of the motor / generator, and the electric motor or generator The arrangement is not limited to the arrangement shown in the above specific example.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, torque is applied to the rotating device from the power transmission system, and conversely, torque is applied from the rotating device to the power transmission system. Since the range of fluctuation is suppressed and the rotating device that functions as described above has the best energy efficiency, the vehicle can be damped with energy consumption suppressed as much as possible.
[0051]
Further, according to the invention of claim 2, since an efficient one of the plurality of electric motors is selected and used as a power source, energy loss caused by driving the electric motor is reduced, Energy efficiency can be improved.
[0052]
According to the invention of claim 3, in addition to the effect obtained by the invention of claim 2, the energy efficient electric motor is used when the vibration caused by the output of power from the internal combustion engine is suppressed by the output of the electric motor. Is selected, it is possible to carry out traveling with reduced energy caused by the internal combustion engine with high energy efficiency.
[0053]
  Furthermore, according to the invention of claim 4 or 5, in addition to the effect obtained by the invention of claims 1 to 3, the condition for switching from any rotating device or motor to another rotating device or motor is opposite to this. Since a predetermined difference (hysteresis) is provided with the conditions for switching the motor, it is possible to prevent so-called hunting in which the rotating device or the motor is frequently changed due to slight changes in the driving state or the like.The
According to the sixth to eighth aspects of the invention, the same effect as that of the first or second aspect of the invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an example of control performed by a control device of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a drive mechanism on a rear wheel side and a front wheel side of a vehicle targeted by the control device of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a control system for a second motor / generator in which the rear wheel side power transmission mechanism shown in FIG. 2 is interposed;
FIG. 4 is a diagram showing a drive region by a motor / generator and a drive region by an engine with vehicle speed and accelerator opening as parameters.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of signals input to and output from the integrated control apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rear wheel, 3 ... Engine, 4 ... 2nd motor generator, 12 ... 1st motor generator, 14 ... Battery, 15 ... Controller, 50 ... Electronic control apparatus.

Claims

A plurality of vehicles in a vehicle having a plurality of rotating devices that are connected to a power transmission system in which the torque varies and that gives torque to the power transmission system or absorbs the torque so that the fluctuation range of the torque in the power transmission system is small. In the control device of the rotating device of
And two rotary device even without least work possible in and electrically things operating the power transmission system fluctuation band of the torque in such decreases simultaneously,
An electrical system including these rotating devices and cables, batteries, and control devices connected to these rotating devices;
And energy efficiency of the electrical system in the case of any allowed one to operate these two rotary devices, and efficiency comparing means for comparing the energy efficiency of the electrical system when operating the other rotating device,
A rotating device selecting means for selecting an energy efficient rotating device obtained by the efficiency comparing means is provided as a rotating device that operates so as to reduce the fluctuation range of torque in the power transmission system. A control device for a plurality of rotating devices in a vehicle.

In a control device for a plurality of rotating devices in a vehicle provided with a plurality of electric motors capable of selectively outputting power for traveling,
At least two electric motors capable of simultaneously outputting power for traveling ;
An electrical system including these rotating devices and cables, batteries, and control devices connected to these rotating devices;
And energy efficiency of the electrical system when operating either one of these two electric motors, and efficiency comparing means for comparing the energy efficiency of the electrical system when operating the other motor,
Control of a plurality of rotating devices in a vehicle, comprising: an electric motor selection unit that selects and uses an efficient electric motor obtained by the efficiency comparison unit as an electric motor that outputs power for traveling apparatus.

An internal combustion engine to which the plurality of electric motors are connected;
A plurality of vehicles according to claim 2, characterized in that it is configured to suppress vibration caused by the change in the output torque of the internal combustion engine by the output of Sukunakutomoi shift or one of the electric motor of the plurality of electric motors Rotating device control device.

The control device for a plurality of rotating devices in a vehicle according to claim 1, wherein the rotating device selection means has hysteresis in the selection of the rotating devices.

4. The control device for a plurality of rotating devices in a vehicle according to claim 2, wherein the electric motor selection means has hysteresis in selection of the electric motor.

The rotating device includes an electric motor,
The efficiency comparison unit, the control device of the plurality of rotating devices in the vehicle according to claim 1, characterized in that it comprises a means for comparing the energy efficiency of the electrical system for the electric motor including the respective motor itself .

The efficiency comparison means, in a vehicle according to any one of claims 2, 3 and 5, characterized in that it comprises a means for comparing the energy efficiency of the electrical system for the electric motor including the respective motor itself Control device for a plurality of rotating devices.

The at least two electric motors include a motor generator having a function as a motor that outputs torque and a function as a generator that absorbs torque and generates electromotive force,
The said efficiency comparison means includes a means for comparing the efficiency calculated | required from the discharge efficiency at the time of functioning as a motor and the charge efficiency at the time of functioning as a generator about each said electric motor. The control apparatus of the some rotation apparatus in the vehicle of Claim 7.