JP4106848B2 - 車両における複数の回転装置の制御装置 - Google Patents

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。

Claims (8)

1. 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車両における複数の回転装置の制御装置。
2. 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車両における複数の回転装置の制御装置。
3. 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請求項２に記載の車両における複数の回転装置の制御装置。
4. 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請求項１に記載の車両における複数の回転装置の制御装置。
5. 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請求項２もしくは３に記載の車両における複数の回転装置の制御装置。
6. 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請求項１に記載の車両における複数の回転装置の制御装置。
7. 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請求項２，３，５のいずれかに記載の車両における複数の回転装置の制御装置。
8. 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る効率を比較する手段を含む
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の車両における複数の回転装置の制御装置。

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