JP2003164007A - Power output device and automobile provided with the same - Google Patents

Power output device and automobile provided with the same

Info

Publication number
JP2003164007A
JP2003164007A JP2001358760A JP2001358760A JP2003164007A JP 2003164007 A JP2003164007 A JP 2003164007A JP 2001358760 A JP2001358760 A JP 2001358760A JP 2001358760 A JP2001358760 A JP 2001358760A JP 2003164007 A JP2003164007 A JP 2003164007A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
motor
electric motor
drive shaft
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001358760A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3812425B2 (en
Inventor
Yutaka Taga
豊 多賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2001358760A priority Critical patent/JP3812425B2/en
Publication of JP2003164007A publication Critical patent/JP2003164007A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3812425B2 publication Critical patent/JP3812425B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To further improve the efficiency of the entire system. <P>SOLUTION: A motor MG2 is fitted to a drive shaft 36 which is made an output shaft of a triaxial power distribution integral mechanism 30 connected to a crank shaft 26 of an engine 22 and the shaft of a motor MG1, while a motor MG3 is fitted through a clutch CL. The engine 22 and the motor MG1 are so controlled that a power matching a required power is efficiently outputted from the engine 22. If a required power is relatively small, the motor MG3 is disconnected from the drive shat 36 by the clutch CL, while, if the required power is a relatively large, the motor MG3 is connected to the drive shaft 36 by the clutch CL, and the motor MG2 and the motor MG3 are so controlled that a required torque is outputted to the drive shaft 36. Since the motor whose maximum output is high is not driven when the low is small, the efficiency of the entire system is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びこれを備える自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力
を出力する動力出力装置およびこれを備える自動車に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power output device and a vehicle equipped with the same, and more particularly to a power output device for outputting power to a drive shaft and a vehicle equipped with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
プラネタリギヤの3軸に内燃機関の出力軸と駆動軸と発
電可能な電動機の回転軸とを接続すると共に駆動軸に動
力を出力可能な電動機を備えるものが提案されている
(例えば、特開平2000−197208号公報な
ど)。この装置では、駆動軸に要求される要求動力に見
合う動力を効率よく出力する運転ポイントで運転された
内燃機関からの動力をプラネタリギヤと2つの電動機に
よりトルク変換して要求動力として駆動軸に出力する。
このとき、内燃機関の運転ポイントは、要求動力に見合
う動力を出力できる運転ポイントであれば如何なる運転
ポイントでも運転することができるから、最も効率の良
い運転ポイントを選択して運転することにより、装置全
体としての効率を向上させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a power output device of this type,
It has been proposed to connect an output shaft of an internal combustion engine, a drive shaft, and a rotary shaft of an electric motor capable of generating power to three shafts of a planetary gear and to provide an electric motor capable of outputting power to the drive shaft (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000- 197208). In this device, the power from the internal combustion engine operated at an operating point that efficiently outputs the power commensurate with the required power required for the drive shaft is torque-converted by the planetary gear and the two electric motors and output to the drive shaft as the required power. .
At this time, the operating point of the internal combustion engine can be any operating point as long as it can output power commensurate with the required power. Therefore, by selecting and operating the most efficient operating point, It improves the overall efficiency.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置では、電動機は駆動軸に要求される最大
要求動力に対応できるように設計されるから、要求動力
が比較的低負荷のときには、電動機も低負荷領域で運転
する必要から、効率の良い運転領域で電動機を運転する
ことができない場合が生じる。こうした問題は、電動機
を低負荷領域でも高負荷領域でも効率よく運転できるよ
う設計することにより回避することができるが、こうし
た設計の電動機についての報告は今のところ知られてい
ない。
However, in such a power output device, the electric motor is designed so as to meet the maximum required power required for the drive shaft. Therefore, when the required power is a relatively low load, the electric motor is also required. Since it is necessary to operate in the low load area, there are cases where the electric motor cannot be operated in an efficient operation area. These problems can be avoided by designing the electric motor so that it can be efficiently operated in both the low load region and the high load region, but no report has been known so far on the electric motor having such a design.

【0004】本発明の動力出力装置は、装置全体の効率
を更に向上させることを目的とする。また、本発明の自
動車は、エネルギ効率を高くして燃費の向上を図ること
を目的とする。
The power output apparatus of the present invention is intended to further improve the efficiency of the entire apparatus. Another object of the vehicle of the present invention is to increase energy efficiency and improve fuel efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびこれを備える自動車は、上述
の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を
採った。
Means for Solving the Problems and Their Actions / Effects The power output apparatus of the present invention and a vehicle equipped with the same have adopted the following means in order to achieve at least a part of the above objects.

【0006】本発明の動力出力装置は、 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、 内燃機関と、 該内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに接続さ
れ、該3軸のうちの2軸に入出力される動力に基づいて
定まる動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手
段と、 前記回転軸に動力を入出力可能な第1電動機と、 前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、 前記駆動軸に動力を入出力可能な第3電動機と、 前記第1電動機,前記第2電動機,前記第3電動機のい
ずれとも電力のやり取りが可能な二次電池と、 前記駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記内燃機
関と前記第1電動機と前記第2電動機と前記第3電動機
とを運転制御する運転制御手段と、 を備えることを要旨とする。
A power output device of the present invention is a power output device for outputting power to a drive shaft, which is connected to an internal combustion engine, an output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft and a rotary shaft, and the three shafts. A three-axis power input / output unit for inputting / outputting the power determined based on the power input / output to / from the two shafts to the remaining shafts; a first electric motor capable of inputting / outputting the power to / from the rotating shaft; Power can be exchanged with a second electric motor capable of inputting / outputting power to / from a shaft, a third electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, and any of the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor. A secondary battery, and operation control means for controlling the operation of the internal combustion engine, the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor based on the required power required for the drive shaft. Use as a summary.

【0007】この本発明の動力出力装置では、内燃機関
から出力された動力を3軸式動力入出力手段と第1電動
機と第2電動機と第3電動機とによりトルク変換して駆
動軸に出力することができる。また、第2電動機と第3
電動機とにより駆動軸に動力を入出力することができる
から、低負荷時には第2電動機か第3電動機の一方を効
率の良い運転領域として運転するなどの制御を行なうこ
ともできる。即ち、第2電動機や第3電動機の運転制御
により、装置全体の効率を向上させることができる。
In the power output apparatus of the present invention, the power output from the internal combustion engine is torque-converted by the three-axis power input / output means, the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor and output to the drive shaft. be able to. Also, the second electric motor and the third electric motor
Since it is possible to input and output power to and from the drive shaft with the electric motor, it is possible to perform control such that one of the second electric motor and the third electric motor is operated as an efficient operation region when the load is low. That is, the efficiency of the entire apparatus can be improved by controlling the operation of the second electric motor and the third electric motor.

【0008】こうした本発明の動力出力装置において、
前記運転制御手段は、前記要求動力が所定動力以下のと
きには、前記第2電動機から動力が出力されると共に前
記第3電動機から動力が出力されないよう該第2電動機
と該第3電動機とを運転制御する手段であるものとする
こともできる。こうすれば、要求動力が所定動力以下の
低負荷時には、第2電動機を効率の良い運転領域で運転
すると共に第3電動機の運転を停止することができる。
この結果、装置全体の効率を向上させることができる。
この態様の本発明の動力出力装置において、前記第3電
動機と前記駆動軸との機械的な接続および接続の解除を
司る接続手段を備え、前記運転制御手段は、前記要求動
力が前記所定動力以下のときには、前記第3電動機と前
記駆動軸との機械的な接続が解除されるよう前記接続手
段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、要求動力が所定動力以下の低負荷時には第
3電動機が駆動軸から機械的に切り離されるから、第3
電動機のロータを回転させるエネルギをも節約すること
ができる、この結果、装置全体の効率を更に向上させる
ことができる。
In such a power output device of the present invention,
When the required power is equal to or less than a predetermined power, the operation control means controls the operation of the second electric motor and the third electric motor so that the second electric motor outputs the power and the third electric motor does not output the power. It can also be a means to do. With this configuration, when the required power is a predetermined load or less and the load is low, it is possible to operate the second electric motor in an efficient operating region and stop the operation of the third electric motor.
As a result, the efficiency of the entire device can be improved.
In the power output apparatus of the present invention of this aspect, a connection means for controlling mechanical connection and disconnection of the third electric motor and the drive shaft is provided, and the operation control means is such that the required power is less than or equal to the predetermined power. In this case, it may be a means for driving and controlling the connecting means so that the mechanical connection between the third electric motor and the drive shaft is released.
With this configuration, the third motor is mechanically disconnected from the drive shaft when the required power is a predetermined load or less and the load is low.
The energy for rotating the rotor of the electric motor can also be saved, so that the efficiency of the entire device can be further improved.

【0009】また、本発明の動力出力装置において、前
記第1電動機は、最大発電電力が前記第2電動機の最大
消費電力と前記第3電動機の最大消費電力との和に略等
しいように構成されてなるものとすることもできる。こ
うすれば、第1電動機と第2電動機と第3電動機とを電
力収支的にバランスのとれたものとすることができる。
Further, in the power output apparatus of the present invention, the first electric motor is configured such that the maximum generated electric power is substantially equal to the sum of the maximum electric power consumption of the second electric motor and the maximum electric power consumption of the third electric motor. It can also be made. With this configuration, the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor can be balanced in terms of electric power balance.

【0010】さらに、本発明の動力出力装置において、
前記第2電動機および前記第3電動機は、該第2電動機
の最大消費電力と該第3電動機の最大消費電力との和が
前記第1電動機の最大発電電力と前記二次電池の最大放
電電力との和に略等しいように構成されてなるものとす
ることもできる。こうすれば、第1電動機と第2電動機
と第3電動機と二次電池とを電力収支的にバランスのと
れたものとすることができる。
Further, in the power output apparatus of the present invention,
In the second electric motor and the third electric motor, the sum of the maximum power consumption of the second electric motor and the maximum electric power consumption of the third electric motor is the maximum generated electric power of the first electric motor and the maximum discharged electric power of the secondary battery. It may be configured to be approximately equal to the sum of. With this configuration, the first electric motor, the second electric motor, the third electric motor, and the secondary battery can be balanced in terms of electric power balance.

【0011】あるいは、本発明の動力出力装置におい
て、前記第2電動機は、前記第3電動機と略同等の最大
パワーとなるよう設計されてなるものとすることもでき
る。こうすれば、第2電動機として第3電動機と同一の
電動機を用いることができる。
Alternatively, in the power output apparatus of the present invention, the second electric motor may be designed to have a maximum power substantially equal to that of the third electric motor. With this configuration, the same electric motor as the third electric motor can be used as the second electric motor.

【0012】また、本発明の動力出力装置において、前
記第2電動機は、前記第3電動機より最大パワーが小さ
くなるよう設計されてなるものとすることもできる。こ
うすれば、要求動力が小さい低負荷領域でも装置全体の
効率を更に向上させることができる。
Further, in the power output apparatus of the present invention, the second electric motor may be designed to have a maximum power smaller than that of the third electric motor. In this way, the efficiency of the entire device can be further improved even in a low load region where the required power is small.

【0013】本発明の自動車は、上述のいずれかの態様
の動力出力装置を備え、前記駆動軸が車軸に機械的に接
続されてなること、即ち、基本的には、内燃機関と、該
内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに接続され該
3軸のうちの2軸に入出力される動力に基づいて定まる
動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記回転軸に動力を入出力可能な第1電動機と、前記駆
動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記駆動軸に
動力を入出力可能な第3電動機と、前記第1電動機,前
記第2電動機,前記第3電動機のいずれとも電力のやり
取りが可能な二次電池と、前記駆動軸に要求される要求
動力に基づいて前記内燃機関と前記第1電動機と前記第
2電動機と前記第3電動機とを運転制御する運転制御手
段と、を備える動力出力装置を備え、この動力出力装置
の駆動軸が車軸に機械的に接続されてなることを要旨と
する。
An automobile of the present invention comprises the power output device of any one of the above-mentioned aspects, and the drive shaft is mechanically connected to the axle, that is, basically, an internal combustion engine and the internal combustion engine. A three-axis type power input / output means which is connected to the output shaft of the engine, the drive shaft and the rotary shaft, and which inputs / outputs to / from the remaining shaft a power determined based on the power input / output to / from two of the three shafts. ,
A first electric motor capable of inputting / outputting power to / from the rotary shaft; a second electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; a third electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; A secondary battery capable of exchanging electric power with both the second electric motor and the third electric motor, and the internal combustion engine, the first electric motor, the second electric motor, and the second electric motor based on required power required for the drive shaft. A gist of the present invention is to include a power output device that includes an operation control unit that controls the operation of the third electric motor, and a drive shaft of the power output device that is mechanically connected to an axle.

【0014】この本発明の自動車は、上述のいずれかの
態様の本発明の動力出力装置を備えるから、本発明の動
力出力装置が奏する効果、例えば、装置全体の効率を向
上させることができる効果を奏することができる。この
結果、自動車の燃費の向上を図ることができる。
Since the vehicle of the present invention is provided with the power output device of the present invention in any of the above-mentioned aspects, the effect of the power output device of the present invention, for example, the effect of improving the efficiency of the entire device can be obtained. Can be played. As a result, the fuel efficiency of the automobile can be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成
の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動
車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン
22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ2
8を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30
と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモー
タMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸
36に動力を入出力可能なモータMG2と、駆動軸36
にクラッチCLと回転軸37とを介して接続されるモー
タMG3と、動力出力装置全体をコントロールするハイ
ブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output device according to an embodiment of the present invention. The hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 and a damper 2 on a crankshaft 26 serving as an output shaft of the engine 22, as shown in the figure.
3-axis power distribution integration mechanism 30 connected via 8
A motor MG1 capable of generating electricity connected to the power distribution and integration mechanism 30, a motor MG2 capable of inputting and outputting power to and from a drive shaft 36 connected to the power distribution and integration mechanism 30, and a drive shaft 36.
And a motor MG3 connected via the clutch CL and the rotary shaft 37, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire power output device.

【0016】エンジン22は、ガソリンまたは軽油など
の炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であ
り、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから
信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エ
ンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制
御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。
エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニッ
ト70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニッ
ト70からの制御信号によりエンジン22を運転制御す
ると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関する
データをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力す
る。
The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power by a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter, referred to as an electronic control unit for inputting signals from various sensors for detecting the operating state of the engine 22). An engine ECU 24) receives operation control such as fuel injection control, ignition control, and intake air amount adjustment control.
The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data regarding the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control unit. Output to the unit 70.

【0017】動力分配統合機構30は、外歯歯車のサン
ギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された
内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合する
と共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ3
3と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保
持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギ
ヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行
なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合
機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランク
シャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リ
ングギヤ32にはモータMG2およびモータMG3から
動力の入出力が可能な駆動軸36がそれぞれ連結されて
おり、モータMG1が発電機として機能するときにはキ
ャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサ
ンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて
分配し、モータMG1が電動機として機能するときには
キャリア34から入力されるエンジン22からの動力と
サンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を
統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32
に出力された動力は、駆動軸36およびデファレンシャ
ルギヤ38を介して、最終的には車両の駆動輪39a,
39bに出力される。
The power distribution and integration mechanism 30 includes a sun gear 31 as an external gear, a ring gear 32 as an internal gear arranged concentrically with the sun gear 31, and a plurality of pinion gears that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32. Three
3 and a carrier 34 that holds the plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve freely, and is configured as a planetary gear mechanism that performs a differential action with the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotating elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the carrier 34 is connected to the crankshaft 26 of the engine 22, the sun gear 31 is connected to the motor MG1, and the ring gear 32 is connected to the drive shaft 36 capable of inputting and outputting power from the motors MG2 and MG3. When the motor MG1 functions as a generator, the power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed to the sun gear 31 side and the ring gear 32 side according to the gear ratio, and when the motor MG1 functions as an electric motor. The power from the engine 22 input from the carrier 34 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. Ring gear 32
The power output to the drive shaft 39 and the differential gear 38 is finally transmitted to the drive wheels 39a, 39a of the vehicle.
It is output to 39b.

【0018】モータMG1,モータMG2およびモータ
MG3は、いずれも発電機として駆動することができる
と共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機と
して構成されており、インバータ41,42,43を介
してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバー
タ41,42,43とバッテリ50とを接続する電力ラ
イン54は、各インバータ41,42,43が共用する
正極母線および負極母線として構成されており、モータ
MG1,MG2,MG3のいずれかで発電される電力を
他のモータで消費することができるようになっている。
したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2,
MG3のいずれかから生じた電力や不足する電力により
充放電されることになる。なお、モータMG1,MG
2,MG3により電力収支のバランスをとるものとすれ
ば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,M
G2,MG3は、いずれもモータ用電子制御ユニット
(以下、モータECUという)40により駆動制御され
ている。モータECU40には、モータMG1,MG
2,MG3を駆動制御するために必要な信号、例えばモ
ータMG1,MG2,MG3の回転子の回転位置を検出
する回転位置検出センサ44,45,46からの信号や
図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,
MG2,MG3に印加される相電流などが入力されてお
り、モータECU40からは、インバータ41,42,
43へのスイッチング制御信号が出力されている。モー
タECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70
と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70
からの制御信号によってモータMG1,MG2,MG3
を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG
2,MG3の運転状態に関するデータをハイブリッド用
電子制御ユニット70に出力する。
Motor MG1, motor MG2, and motor MG3 are all configured as a well-known synchronous generator motor that can be driven as a generator and also as an electric motor, and battery 50 is provided via inverters 41, 42, 43. Exchanges power with. A power line 54 connecting the inverters 41, 42, 43 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus bar and a negative electrode bus line shared by the inverters 41, 42, 43, and is generated by any of the motors MG1, MG2, MG3. The electric power to be consumed can be consumed by other motors.
Therefore, the battery 50 has the motors MG1, MG2,
It will be charged / discharged by the electric power generated from any of MG3 or the insufficient electric power. In addition, the motors MG1, MG
2 and MG3, the battery 50 is not charged or discharged if the power balance is balanced. Motor MG1, M
Both G2 and MG3 are drive-controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 includes motors MG1, MG
2, signals required for driving control of MG3, for example, signals from rotational position detection sensors 44, 45, 46 for detecting rotational positions of rotors of motors MG1, MG2, MG3, and current sensors (not shown). Motor MG1,
The phase current and the like applied to MG2 and MG3 are input, and the inverters 41, 42, 42,
The switching control signal to 43 is output. The motor ECU 40 is a hybrid electronic control unit 70.
Is in communication with the hybrid electronic control unit 70.
Motors MG1, MG2, MG3 according to the control signal from
Drive and control the motors MG1 and MG as required.
2, data regarding the operating state of the MG3 is output to the hybrid electronic control unit 70.

【0019】実施例では、モータMG1で発電した電力
のすべてをモータMG2とモータMG3とで消費するこ
とができるようにモータMG1による最大発電電力がモ
ータMG2の最大消費電力とモータMG3の最大消費電
力の和にほぼ一致するようモータMG1,MG2,MG
3が設計されている。また、車両に要求される要求動力
が小さい低負荷時に、モータMG3を切り離して効率よ
く走行できるようモータMG2の最大出力がモータMG
3の最大出力より小さくなるよう設計されている。
In the embodiment, the maximum power generated by the motor MG1 is the maximum power consumption of the motor MG2 and the maximum power consumption of the motor MG3 so that all the power generated by the motor MG1 can be consumed by the motor MG2 and the motor MG3. Motors MG1, MG2, MG so that they approximately match the sum of
3 is designed. Further, the maximum output of the motor MG2 is set to the maximum output so that the motor MG3 can be disconnected and the vehicle can travel efficiently when the load required by the vehicle is small and the load is low.
It is designed to be smaller than the maximum output of 3.

【0020】バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニ
ット(以下、バッテリECUという)52によって管理
されている。バッテリECU52には、バッテリ50を
管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子
間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電
圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン5
4に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電
電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度セ
ンサからの電池温度などが入力されており、必要に応じ
てバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイ
ブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バ
ッテリECU52では、バッテリ50を管理するために
電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づ
いて残容量(SOC)も演算している。
The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as battery ECU) 52. The battery ECU 52 has a signal necessary for managing the battery 50, for example, an inter-terminal voltage from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and an electric power line 5 connected to an output terminal of the battery 50.
4, a charging / discharging current from a current sensor (not shown) attached to the battery 4, a battery temperature from a temperature sensor (not shown) attached to the battery 50, etc. are input, and data relating to the state of the battery 50 is hybridized by communication if necessary. To the electronic control unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charging / discharging current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.

【0021】ハイブリッド用電子制御ユニット70は、
CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成
されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶す
るROM74と、データを一時的に記憶するRAM76
と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備え
る。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニ
ッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフ
トレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセ
ンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル
83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジション
センサ84からのアクセル開度AP,ブレーキペダル8
5の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセ
ンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速セ
ンサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力さ
れている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70
からは、クラッチCLのアクチュエータ62への駆動信
号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリ
ッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エン
ジンECU24やモータECU40,バッテリECU5
2と通信ポートを介して接続されており、エンジンEC
U24やモータECU40,バッテリECU52と各種
制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid electronic control unit 70 includes
It is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 that stores a processing program and a RAM 76 that temporarily stores data.
And an input / output port and a communication port (not shown). The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects an operating position of a shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects a depression amount of an accelerator pedal 83. Accelerator pedal opening AP, brake pedal 8
The brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of 5, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, etc. are input via the input port. Also, the hybrid electronic control unit 70
Drive signal to the actuator 62 of the clutch CL is output from the output port. The hybrid electronic control unit 70 includes the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 5 as described above.
2 is connected via the communication port to the engine EC
Various control signals and data are exchanged with the U24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52.

【0022】次に、こうして構成された実施例のハイブ
リッド自動車20の動作、特にトルク制御の際の動作に
ついて説明する。実施例のハイブリッド自動車20の可
能な走行パターンとしては、エンジン22の運転を停止
してバッテリ50からの電力によりモータMG2かモー
タMG3の一方または双方を電動機として駆動して駆動
軸36に動力を出力して走行する走行パターン1や、モ
ータMG2とモータMG3とを駆動せずにモータMG1
を発電機として駆動してバッテリ50の充電を伴いなが
らエンジン22からの動力を駆動軸36に出力して走行
する走行パターン2、モータMG1を発電機として駆動
すると共にモータMG2またはモータMG3の一方ある
いは双方を電動機として駆動してバッテリ50の充放電
を伴いながらエンジン22からの動力を駆動軸36に出
力して走行する走行パターン3、モータMG1を発電機
として駆動すると共にモータMG2またはモータMG3
の一方あるいは双方を電動機として駆動してバッテリ5
0の充放電なしにエンジン22からの動力を駆動軸36
に出力して走行する走行パターン4がある。運転者が要
求する要求駆動力を駆動軸36に出力する制御は、走行
パターン1では、その要求駆動力に基づいてバッテリ5
0からの電力を用いてモータMG2とモータMG3とを
駆動制御すればよく、走行パターン2では、要求駆動力
に基づいてエンジン22とモータMG1とを駆動制御す
ればよい。走行パターン4では、バッテリ50を充放電
する電力に相当する動力分だけ走行パターン3における
エンジン22からの動力を増減すればよい。従って、実
施例のハイブリッド自動車20において基本となる走行
パターンはパターン3であり、運転者が要求する要求駆
動力を走行パターン3により駆動軸36に出力する制御
が基本となる。以下、走行パターン3によるトルク制御
について説明する。
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus constructed, particularly the operation at the time of torque control will be described. As a possible driving pattern of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the operation of the engine 22 is stopped, and one or both of the motor MG2 and the motor MG3 are driven as electric motors by the electric power from the battery 50 to output power to the drive shaft 36. Pattern 1 in which the motor MG1 travels in the same manner, or the motor MG1 is driven without driving the motor MG2 and the motor MG3.
Is driven as a generator to output the power from the engine 22 to the drive shaft 36 while the battery 50 is being charged, and the motor MG1 is driven as a generator, and one of the motor MG2 or the motor MG3 or A driving pattern 3 in which both are driven as an electric motor to output power from the engine 22 to the drive shaft 36 while the battery 50 is charged / discharged, and the motor MG1 is driven as a generator and the motor MG2 or the motor MG3 is driven.
One or both of them are driven as an electric motor to drive the battery 5
The power from the engine 22 is supplied to the drive shaft 36 without charge / discharge of 0.
There is a traveling pattern 4 which is output to and traveling. In the traveling pattern 1, the control for outputting the required driving force required by the driver to the drive shaft 36 is performed by the battery 5 based on the required driving force.
The electric power from 0 may be used to drive and control the motors MG2 and MG3, and in the traveling pattern 2, the engine 22 and the motor MG1 may be drive-controlled based on the required driving force. In the travel pattern 4, the power from the engine 22 in the travel pattern 3 may be increased or decreased by the amount of power corresponding to the electric power that charges and discharges the battery 50. Therefore, the basic traveling pattern in the hybrid vehicle 20 of the embodiment is the pattern 3, and the control for outputting the required driving force required by the driver to the drive shaft 36 by the traveling pattern 3 is the basic. Hereinafter, the torque control according to the traveling pattern 3 will be described.

【0023】図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット
70により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示す
フローチャートである。このルーチンは、走行パターン
3の制御とされたときに、所定時間毎(例えば、8ms
ec毎)に繰り返し実行される。このルーチンが実行さ
れると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU
72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84に
より検出されるアクセル開度APや車速センサ88によ
り検出される車速V,バッテリECU52により演算さ
れるバッテリ50の残容量(SOC)を読み込む処理を
実行する(ステップS100)。そして、読み込んだア
クセル開度APと車速Vとに基づいて駆動軸36に要求
される要求駆動力としての要求トルクT*と要求動力P
*とを計算する(ステップS102)。要求トルクT*
の計算は、実施例では、アクセル開度APと車速Vと要
求トルクT*との関係を実験などにより設定して予めマ
ップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度A
Pと車速Vとが与えられると、記憶したマップから対応
する要求トルクT*が導出されるものとした。アクセル
開度APと車速Vと要求トルクT*との関係の一例を示
すマップを図3に示す。また、要求動力P*の計算は、
次式(1)により求めるものとした。式(1)中、Gv
は車速Vを駆動軸36の回転数に変換する変換係数であ
る。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a torque control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is performed every predetermined time (for example, 8 ms) when the driving pattern 3 is controlled.
It is repeatedly executed every ec). When this routine is executed, the CPU of the hybrid electronic control unit 70
Reference numeral 72 first executes a process of reading the accelerator opening AP detected by the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 88, and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 calculated by the battery ECU 52 ( Step S100). Then, based on the read accelerator opening AP and vehicle speed V, the required torque T * and the required power P as the required driving force required for the drive shaft 36.
* And are calculated (step S102). Required torque T *
In the embodiment, the calculation of the accelerator opening AP, the vehicle speed V, and the required torque T * is set by experiments and stored in the ROM 74 as a map in advance.
Given P and vehicle speed V, the corresponding required torque T * is derived from the stored map. A map showing an example of the relationship among the accelerator opening AP, the vehicle speed V, and the required torque T * is shown in FIG. The required power P * is calculated as
It was determined by the following equation (1). In the formula (1), Gv
Is a conversion coefficient for converting the vehicle speed V into the rotation speed of the drive shaft 36.

【0024】[0024]

【数1】P*=T*×V・Gv (1)[Equation 1] P * = T * × V · Gv (1)

【0025】こうして要求トルクT*と要求動力P*と
を求めると、バッテリ50の残容量(SOC)に基づい
てバッテリ50の充放電電力Pbを設定する(ステップ
S104)。実施例では、充放電電力Pbを残容量(S
OC)に基づいて設定するものとしたが、残容量(SO
C)だけでなく、車両の走行状態やこれから走行が予定
されている地形や道路の状態などにより充放電電力Pb
を設定するものとしてもよい。
When the required torque T * and the required power P * are thus obtained, the charging / discharging power Pb of the battery 50 is set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50 (step S104). In the embodiment, the charge / discharge power Pb is used as the remaining capacity (S
Although it is set based on OC, the remaining capacity (SO
In addition to C), the charging / discharging electric power Pb depends on the running state of the vehicle, the topography to be run from now, and the state of the road.
May be set.

【0026】バッテリ50の充放電電力Pbを設定する
と、要求動力P*と充放電電力Pbとの和を動力出力装
置全体の効率ηaで除してエンジン22から出力すべき
目標動力Pe*として計算すると共にこの目標動力Pe
*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標ト
ルクTe*とを決定する(ステップS106)。目標回
転数Ne*と目標トルクTe*は、エンジン22から目
標動力Pe*を出力可能な運転ポイントのうちエンジン
22が最も効率よく運転できる運転ポイントとして設定
される。なお、こうした目標回転数Ne*と目標トルク
Te*との決定は、実施例では、エンジン22が最も効
率よく運転できる運転ポイントとしての出力動力と回転
数とトルクとを実験などにより求めて予めマップとして
ROM84に記憶しておき、目標動力Pe*が与えられ
ると、記憶したマップから対応する回転数とトルクとを
目標回転数Ne*と目標トルクTe*として導出するも
のとした。
When the charging / discharging power Pb of the battery 50 is set, the sum of the required power P * and the charging / discharging power Pb is divided by the efficiency ηa of the entire power output device to calculate the target power Pe * to be output from the engine 22. And this target power Pe
Based on *, the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are determined (step S106). The target rotation speed Ne * and the target torque Te * are set as operating points at which the engine 22 can operate most efficiently among the operating points at which the target power Pe * can be output from the engine 22. In the embodiment, the determination of the target rotation speed Ne * and the target torque Te * is performed by, for example, experimentally determining the output power, the rotation speed, and the torque as the operating point at which the engine 22 can be operated most efficiently, and mapping them in advance. When the target power Pe * is given, the corresponding rotation speed and torque are derived as the target rotation speed Ne * and the target torque Te * from the stored map.

【0027】目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを
決定すると、目標回転数Ne*と車速Vとに基づいてモ
ータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に目標
トルクTe*に基づいてトルク指令Tm1*を計算する
(ステップS108)。いま、ハイブリッド自動車20
が車速Vで走行し、エンジン22が目標回転数Ne*で
回転している状態を考える。この状態では、動力分配統
合機構30のキャリア34は目標回転数Ne*で回転
し、リングギヤ32は車速Vに換算係数を乗じた回転数
で回転する。遊星歯車機構は、3軸のうちの2軸の回転
状態が決まれば残余の1軸の回転状態は、2軸の回転状
態にギヤ比を考慮すれば一義的に決まるから、モータM
G1が取り付けられたサンギヤ31の回転数は、キャリ
ア34の回転数とリングギヤ32の回転数、即ち目標回
転数Ne*と車速Vとにより計算できる。また、目標回
転数Ne*で回転するキャリア34に目標トルクTe*
が入力されてその積で表わされる動力、即ちエンジン2
2からの目標動力Pe*がサンギヤ31とリングギヤ3
2とに分配されて出力される状態を考えれば、キャリア
34に入力されたトルクはその大きさとギヤ比により一
義的にサンギヤ31とリングギヤ32とに分配できるか
ら、目標トルクTe*とギヤ比によりサンギヤ31に分
配されるトルクを計算することができる。従って、この
サンギヤ31に分配されるトルクをモータMG1のトル
ク指令Tm1*とすれば、トルク指令Tm1*を目標ト
ルクTe*に基づいて計算することができる。
When the target rotation speed Ne * and the target torque Te * are determined, the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated based on the target rotation speed Ne * and the vehicle speed V, and the torque is calculated based on the target torque Te *. The command Tm1 * is calculated (step S108). Hybrid car 20
Is traveling at the vehicle speed V, and the engine 22 is rotating at the target rotation speed Ne *. In this state, the carrier 34 of the power distribution and integration mechanism 30 rotates at the target rotation speed Ne *, and the ring gear 32 rotates at the rotation speed obtained by multiplying the vehicle speed V by the conversion factor. In the planetary gear mechanism, if the rotational state of two of the three axes is determined, the rotational state of the remaining one axis is uniquely determined by considering the gear ratio in the rotational state of the two axes.
The rotation speed of the sun gear 31 to which G1 is attached can be calculated from the rotation speed of the carrier 34 and the rotation speed of the ring gear 32, that is, the target rotation speed Ne * and the vehicle speed V. Further, the target torque Te * is applied to the carrier 34 that rotates at the target rotation speed Ne *.
Is input and the power represented by the product, that is, engine 2
The target power Pe * from 2 is the sun gear 31 and the ring gear 3.
Considering a state in which the torque is input to the carrier 34 and is output, the torque input to the carrier 34 can be uniquely distributed to the sun gear 31 and the ring gear 32 depending on the magnitude and the gear ratio, so that the target torque Te * and the gear ratio are used. The torque distributed to the sun gear 31 can be calculated. Therefore, if the torque distributed to the sun gear 31 is the torque command Tm1 * of the motor MG1, the torque command Tm1 * can be calculated based on the target torque Te *.

【0028】次に、目標回転数Ne*と目標トルクTe
*とにより運転されているエンジン22から出力される
動力のうちリングギヤ32に出力されるトルク、即ち駆
動軸36に出力される駆動軸分配トルクTdeを計算す
る(ステップS110)。前述したように、キャリア3
4に入力されたトルクはその大きさとギヤ比により一義
的にサンギヤ31とリングギヤ32とに分配できるか
ら、目標トルクTe*とギヤ比によりリングギヤ32に
分配されるトルクを計算することができる。そして、要
求トルクT*から計算した駆動軸分配トルクTdeを減
じたものに車速Vと換算係数Gvとを乗じてモータMG
2とモータMG3とにより出力すべきモータ動力Pmを
計算し(ステップS112)、モータ動力Pmと所定動
力Psetとを比較する(ステップS114)。ここ
で、所定動力Psetは、実施例では、モータMG2の
最大出力に相当するものとして設定されている。
Next, the target rotation speed Ne * and the target torque Te
The torque output to the ring gear 32, that is, the drive shaft distribution torque Tde output to the drive shaft 36, of the power output from the engine 22 that is being driven by * and is calculated (step S110). As mentioned above, Carrier 3
Since the torque input to 4 can be uniquely distributed to the sun gear 31 and the ring gear 32 according to the magnitude and gear ratio, the torque distributed to the ring gear 32 can be calculated from the target torque Te * and the gear ratio. Then, a value obtained by subtracting the drive shaft distribution torque Tde calculated from the required torque T * is multiplied by the vehicle speed V and the conversion coefficient Gv to obtain the motor MG.
The motor power Pm to be output by 2 and the motor MG3 is calculated (step S112), and the motor power Pm and the predetermined power Pset are compared (step S114). Here, the predetermined power Pset is set to correspond to the maximum output of the motor MG2 in the embodiment.

【0029】モータ動力Pmが所定動力Pset以下の
ときには、クラッチCLを解除して回転軸37を駆動軸
36から切り離し(ステップS116)、モータMG2
のトルク指令Tm2*に要求トルクT*と駆動軸分配ト
ルクTdeとの偏差を設定すると共に(ステップS11
8)、モータMG3のトルク指令Tm3*に値0を設定
する(ステップS120)。一方、モータ動力Pmが所
定動力Pset以下のときには、クラッチCLを接続し
て回転軸37を駆動軸36に接続し(ステップS12
2)、所定動力Psetを駆動軸36の回転数(車速V
に換算係数Gvを乗じたもの)で除して得られる値をモ
ータMG2のトルク指令Tm2*に設定すると共に(ス
テップS124)、モモータ動力Pmと所定動力Pse
tの偏差を駆動軸36の回転数(車速Vに換算係数Gv
を乗じたもの)で除して得られる値をータMG3のトル
ク指令Tm3*に設定する(ステップS126)。
When the motor power Pm is less than or equal to the predetermined power Pset, the clutch CL is released to disconnect the rotary shaft 37 from the drive shaft 36 (step S116), and the motor MG2 is released.
The torque command Tm2 * is set to the deviation between the required torque T * and the drive shaft distribution torque Tde (step S11).
8) The value 0 is set to the torque command Tm3 * of the motor MG3 (step S120). On the other hand, when the motor power Pm is less than or equal to the predetermined power Pset, the clutch CL is connected and the rotary shaft 37 is connected to the drive shaft 36 (step S12).
2) The predetermined power Pset is applied to the rotation speed of the drive shaft 36 (vehicle speed V
Is multiplied by the conversion coefficient Gv) and set to a torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S124), and the motor power Pm and the predetermined power Pse are set.
The deviation of t from the rotational speed of the drive shaft 36 (the conversion coefficient Gv to the vehicle speed V
The value obtained by dividing the value by multiplying by) is set as the torque command Tm3 * of the data MG3 (step S126).

【0030】そして、設定したエンジン22の目標回転
数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1の目標回転
数Nm1*やトルク指令Tm1*,モータMG2のトル
ク指令Tm2*,モータMG3のトルク指令Tm3*を
エンジンECU24やモータECU70に出力して(ス
テップS128)、本ルーチンを終了する。エンジン2
2の目標回転数Ne*や目標トルクTe*を入力したエ
ンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*
と目標トルクTe*とからなる運転ポイントで運転され
るよう燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御な
どの運転制御を行なう。また、モータMG1の目標回転
数Nm1*やトルク指令Tm1*,モータMG2のトル
ク指令Tm2*,モータMG3のトルク指令Tm3*を
入力したモータECU70は、モータMG1が目標回転
数Nm1*で回転するようモータMG1を駆動制御する
と共にモータMG2およびモータMG3からトルク指令
Tm2*,Tm3*のトルクが出力されるようモータM
G2およびモータMG3を駆動制御する。
The set target speed Ne * of the engine 22 and the target torque Te *, the target speed Nm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm1 *, the torque command Tm2 * of the motor MG2, and the torque command Tm3 * of the motor MG3 are set. Is output to the engine ECU 24 and the motor ECU 70 (step S128), and the present routine ends. Engine 2
In the engine ECU 24 to which the target rotation speed Ne * of 2 and the target torque Te * have been input, the engine 22 outputs the target rotation speed Ne *.
And the target torque Te * are performed to perform operation control such as fuel injection control, ignition control, and intake air amount adjustment control. Further, the motor ECU 70, to which the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm1 *, the torque command Tm2 * of the motor MG2, and the torque command Tm3 * of the motor MG3 are input, causes the motor MG1 to rotate at the target rotation speed Nm1 *. The motor M is controlled so that the motor MG1 is driven and the torques of the torque commands Tm2 * and Tm3 * are output from the motor MG2 and the motor MG3.
The G2 and the motor MG3 are drive-controlled.

【0031】以上説明した実施例のハイブリッド自動車
20によれば、トルク制御ルーチンを実行することによ
り、走行パターン3、即ち、モータMG1を発電機とし
て駆動すると共にモータMG2またはモータMG3の一
方あるいは双方を電動機として駆動してバッテリ50の
充放電を伴いながらエンジン22からの動力を駆動軸3
6に出力して走行することができる。しかも、要求動力
P*が比較的小さくてモータ動力Pmが所定動力Pse
t以下のとき、即ち、モータMG2やモータMG3によ
り駆動軸36に出力する動力が比較的小さいときには、
最大出力が大きく設計されたモータMG3を駆動軸36
から切り離し、モータMG2からモータ動力Pmに相当
する動力を出力するから、モータMG3を備えずに最大
出力が大きく設計されたモータMG2を低負荷運転する
場合に比して、車両全体の効率を高くすることができ
る。この結果、ハイブリッド自動車20の燃費を向上さ
せることができる。
According to the hybrid vehicle 20 of the above-described embodiment, by executing the torque control routine, the traveling pattern 3, that is, the motor MG1 is driven as a generator, and one or both of the motor MG2 and the motor MG3 are driven. Driven as an electric motor, the power from the engine 22 is supplied to the drive shaft 3 while the battery 50 is charged and discharged.
It can be output to 6 and run. Moreover, the required power P * is relatively small and the motor power Pm is the predetermined power Pse.
When t or less, that is, when the power output to the drive shaft 36 by the motor MG2 and the motor MG3 is relatively small,
Drive shaft 36 with motor MG3 designed for maximum maximum output
Since the power corresponding to the motor power Pm is output from the motor MG2, the efficiency of the entire vehicle is increased as compared with the case where the motor MG2 having a large maximum output is designed without the motor MG3 and operated at a low load. can do. As a result, the fuel economy of the hybrid vehicle 20 can be improved.

【0032】上述したトルク制御ルーチンは、走行パタ
ーン3によるものであるが、バッテリ50の充放電電力
Pbを値0として設定すれば、走行パターン4によるも
のとなる。この走行パターン4の場合でも走行パターン
3と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
The torque control routine described above is based on the traveling pattern 3, but if the charging / discharging power Pb of the battery 50 is set to a value of 0, the torque control routine is based on the traveling pattern 4. It goes without saying that the same effect as the traveling pattern 3 can be obtained even in the case of the traveling pattern 4.

【0033】実施例のハイブリッド自動車20では、ク
ラッチCLにより回転軸37と駆動軸36とを接続した
り接続を解除したりしてモータMG3を駆動軸36に接
続したり切り離したりしたが、クラッチCLを備えない
ものとしても構わない。この場合、要求動力P*が比較
的小さくてモータMG2とモータMG3とにより駆動軸
36に出力する動力が比較的小さいときには、モータM
G3の運転を停止すると共にモータMG2からモータ動
力Pmに相当する動力を出力すればよい。モータMG3
のロータをつれ回すことになるから、車両全体の効率
は、実施例に比して僅かではあるが低下するが、モータ
MG3を備えずに最大出力が大きく設計されたモータM
G2を低負荷運転する場合に比して、高くなる。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the clutch CL connects or disconnects the rotary shaft 37 and the drive shaft 36 to connect or disconnect the motor MG3 to or from the drive shaft 36. It does not matter if it does not have. In this case, when the required power P * is relatively small and the power output to the drive shaft 36 by the motors MG2 and MG3 is relatively small, the motor M
It suffices to stop the operation of G3 and output the power corresponding to the motor power Pm from the motor MG2. Motor MG3
Therefore, the efficiency of the entire vehicle is slightly reduced as compared with the embodiment, but the motor M having no motor MG3 is designed to have a large maximum output.
It becomes higher than when G2 is operated under low load.

【0034】実施例のハイブリッド自動車20では、モ
ータMG1で発電した電力のすべてをモータMG2とモ
ータMG3とで消費することができるようにモータMG
1による最大発電電力がモータMG2の最大消費電力と
モータMG3の最大消費電力の和にほぼ一致するようモ
ータMG1,MG2,MG3が設計したが、モータMG
1の最大発電電力がモータMG2の最大消費電力とモー
タMG3の最大消費電力との和に等しくないようモータ
MG1,MG2,MG3を設計するものとしてもよい。
この場合、モータMG2の最大消費電力とモータMG3
の最大消費電力との和がモータMG1の最大発電電力と
バッテリ50の最大放電電力との和にほぼ一致するよう
モータMG1,MG2,MG3,バッテリ50を設計す
るものとしてもよい。こうすれば、より大きな駆動力を
得ることができる。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor MG2 is configured so that all the electric power generated by the motor MG1 can be consumed by the motor MG2 and the motor MG3.
Although the motors MG1, MG2 and MG3 were designed so that the maximum generated electric power by the motor generator 1 is substantially equal to the sum of the maximum power consumption of the motor MG2 and the maximum power consumption of the motor MG3.
Motors MG1, MG2, MG3 may be designed so that the maximum generated power of 1 is not equal to the sum of the maximum power consumption of motor MG2 and the maximum power consumption of motor MG3.
In this case, the maximum power consumption of the motor MG2 and the motor MG3
The motors MG1, MG2, MG3, and the battery 50 may be designed such that the sum of the maximum power consumption of the motor MG1 and the maximum power consumption of the motor MG1 substantially matches the sum of the maximum generated power of the motor MG1 and the maximum discharge power of the battery 50. With this, a larger driving force can be obtained.

【0035】実施例のハイブリッド自動車20では、モ
ータMG2の最大出力がモータMG3の最大出力より小
さくなるようモータMG2とモータMG3とを設計した
が、モータMG2の最大出力をモータMG3の最大出力
と同一となるようモータMG2とモータMG3とを設計
するものとしてもよい。この場合、モータMG2とモー
タMG3とを同一の種類の電動機としてもよい。こうす
れば、車両を構成する部品数を少なくすることができ
る。また、モータMG2の最大出力がモータMG3の最
大出力より大きくなるようモータMG2とモータMG3
とを設計するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor MG2 and the motor MG3 are designed so that the maximum output of the motor MG2 is smaller than the maximum output of the motor MG3. However, the maximum output of the motor MG2 is the same as the maximum output of the motor MG3. The motor MG2 and the motor MG3 may be designed so that In this case, the motors MG2 and MG3 may be electric motors of the same type. In this way, the number of parts that make up the vehicle can be reduced. Further, the motor MG2 and the motor MG3 are set so that the maximum output of the motor MG2 becomes larger than the maximum output of the motor MG3.
And may be designed.

【0036】実施例では、エンジン22からの動力を動
力分配統合機構30,モータMG1,モータMG2,モ
ータMG3を用いて駆動軸36に出力する動力出力装置
を車両に搭載したハイブリッド自動車20の形態として
説明したが、車両以外の移動体、例えば、船舶や航空
機,建設機械などに搭載するものとしても差し支えな
い。
In the embodiment, as a form of the hybrid vehicle 20 in which a power output device for outputting the power from the engine 22 to the drive shaft 36 using the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, the motor MG2 and the motor MG3 is mounted on the vehicle. Although described, it may be mounted on a moving body other than a vehicle, such as a ship, an aircraft, or a construction machine.

【0037】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載し
たハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output device according to an embodiment of the present invention.

【図2】ハイブリッド用電子制御ユニット70により実
行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a torque control routine executed by a hybrid electronic control unit 70.

【図3】アクセル開度APと車速Vと要求トルクT*と
の関係の一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a relationship among an accelerator opening AP, a vehicle speed V, and a required torque T *.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エ
ンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)24、2
6 クランクシャフト、28 ダンパ、30動力分配統
合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、33 ピ
ニオンギヤ、34 キャリア、36 駆動軸、37 回
転軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b
駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータEC
U)、41,42,43 インバータ、44,45,4
6 回転位置検出センサ、50バッテリ、52 バッテ
リ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力
ライン、62 アクチュエータ、70 ハイブリッド用
電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76
RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフ
トレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アク
セルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、
85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジショ
ンセンサ、88 車速センサ。
20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU) 24, 2
6 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 33 pinion gear, 34 carrier, 36 drive shaft, 37 rotating shaft, 38 differential gear, 39a, 39b
Drive wheels, electronic control unit for 40 motors (motor EC
U), 41, 42, 43 inverter, 44, 45, 4
6 rotation position detection sensor, 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 electric power line, 62 actuator, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76
RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor,
85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G093 BA19 CA05 DA06 DB05 DB19 EB01 EC02 FA12 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI22 PU24 PU28 PV07 PV10 PV22 QN03 RB11 SE03 TE01 TE02 TI02 TO21 TO23    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 3G093 BA19 CA05 DA06 DB05 DB19                       EB01 EC02 FA12                 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI22                       PU24 PU28 PV07 PV10 PV22                       QN03 RB11 SE03 TE01 TE02                       TI02 TO21 TO23

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
あって、 内燃機関と、 該内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに接続さ
れ、該3軸のうちの2軸に入出力される動力に基づいて
定まる動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手
段と、 前記回転軸に動力を入出力可能な第1電動機と、 前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、 前記駆動軸に動力を入出力可能な第3電動機と、 前記第1電動機,前記第2電動機,前記第3電動機のい
ずれとも電力のやり取りが可能な二次電池と、 前記駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記内燃機
関と前記第1電動機と前記第2電動機と前記第3電動機
とを運転制御する運転制御手段と、 を備える動力出力装置。
1. A power output device for outputting power to a drive shaft, which is connected to an internal combustion engine, an output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a rotary shaft, and is connected to two of the three shafts. Three-axis type power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft, which is determined based on input / output power, a first electric motor capable of inputting / outputting power to / from the rotary shaft, and input / output of power to / from the drive shaft A possible second electric motor, a third electric motor capable of inputting and outputting power to and from the drive shaft, and a secondary battery capable of exchanging electric power with any of the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor, A power output device comprising: an operation control unit that controls the operation of the internal combustion engine, the first electric motor, the second electric motor, and the third electric motor based on the required power required for the drive shaft.
【請求項2】 前記運転制御手段は、前記要求動力が所
定動力以下のときには、前記第2電動機から動力が出力
されると共に前記第3電動機から動力が出力されないよ
う該第2電動機と該第3電動機とを運転制御する手段で
ある請求項1記載の動力出力装置。
2. The operation control means, when the required power is less than or equal to a predetermined power, the second motor and the third motor are arranged so that power is output from the second motor and power is not output from the third motor. The power output apparatus according to claim 1, which is means for controlling the operation of the electric motor.
【請求項3】 請求項2記載の動力出力装置であって、 前記第3電動機と前記駆動軸との機械的な接続および接
続の解除を司る接続手段を備え、 前記運転制御手段は、前記要求動力が前記所定動力以下
のときには、前記第3電動機と前記駆動軸との機械的な
接続が解除されるよう前記接続手段を駆動制御する手段
である動力出力装置。
3. The power output device according to claim 2, further comprising a connection unit that controls mechanical connection and disconnection of the third electric motor and the drive shaft, and the operation control unit includes the request. A power output device, which is a means for driving and controlling the connecting means so that the mechanical connection between the third electric motor and the drive shaft is released when the power is less than or equal to the predetermined power.
【請求項4】 前記第1電動機は、最大発電電力が前記
第2電動機の最大消費電力と前記第3電動機の最大消費
電力との和に略等しいように構成されてなる請求項1な
いし3いずれか記載の動力出力装置。
4. The first electric motor according to claim 1, wherein the maximum electric power generated is substantially equal to the sum of the maximum electric power consumption of the second electric motor and the maximum electric power consumption of the third electric motor. The power output device described above.
【請求項5】 前記第2電動機および前記第3電動機
は、該第2電動機の最大消費電力と該第3電動機の最大
消費電力との和が前記第1電動機の最大発電電力と前記
二次電池の最大放電電力との和に略等しいように構成さ
れてなる請求項1ないし3いずれか記載の動力出力装
置。
5. In the second electric motor and the third electric motor, the sum of the maximum electric power consumption of the second electric motor and the maximum electric power consumption of the third electric motor is the maximum generated electric power of the first electric motor and the secondary battery. The power output device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power output device is configured to be substantially equal to the sum of the maximum discharge power of the above.
【請求項6】 前記第2電動機は、前記第3電動機と略
同等の最大パワーとなるよう設計されてなる請求項1な
いし5いずれか記載の動力出力装置。
6. The power output device according to claim 1, wherein the second electric motor is designed to have a maximum power substantially equal to that of the third electric motor.
【請求項7】 前記第2電動機は、前記第3電動機より
最大パワーが小さくなるよう設計されてなる請求項1な
いし5いずれか記載の動力出力装置。
7. The power output apparatus according to claim 1, wherein the second electric motor is designed to have a maximum power smaller than that of the third electric motor.
【請求項8】 前記駆動軸に車軸が機械的に接続されて
なる請求項1ないし7いずれか記載の動力出力装置を備
える自動車。
8. An automobile equipped with the power output apparatus according to claim 1, wherein an axle is mechanically connected to the drive shaft.
JP2001358760A 2001-11-26 2001-11-26 Power output apparatus and automobile equipped with the same Expired - Fee Related JP3812425B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001358760A JP3812425B2 (en) 2001-11-26 2001-11-26 Power output apparatus and automobile equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001358760A JP3812425B2 (en) 2001-11-26 2001-11-26 Power output apparatus and automobile equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003164007A true JP2003164007A (en) 2003-06-06
JP3812425B2 JP3812425B2 (en) 2006-08-23

Family

ID=19169884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001358760A Expired - Fee Related JP3812425B2 (en) 2001-11-26 2001-11-26 Power output apparatus and automobile equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3812425B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006027983A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-16 Komatsu Ltd. Speed change gear
US7395889B2 (en) 2004-05-20 2008-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid drive unit for vehicles
US7416503B2 (en) 2003-05-21 2008-08-26 Komatsu Ltd. Speed-changing device
CN100458235C (en) * 2005-02-24 2009-02-04 丰田自动车株式会社 Drive system, power output system incorporating the drive system, a vehicle equipped with the power output system, and control method for a drive system
US7625307B2 (en) * 2005-10-21 2009-12-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Mechatronic hybrid transmissions having two planetary gear sets and three motor/generators
US7972236B2 (en) 2005-05-24 2011-07-05 Komatsu Ltd. Transmission system
JP2011223733A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Toyota Motor Corp Current sensor abnormality detection device and vehicle drive system
JPWO2015072484A1 (en) * 2013-11-15 2017-03-16 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method thereof

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7416503B2 (en) 2003-05-21 2008-08-26 Komatsu Ltd. Speed-changing device
US7448976B2 (en) 2003-05-21 2008-11-11 Komatsu Ltd. Speed-changing device
US7395889B2 (en) 2004-05-20 2008-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid drive unit for vehicles
WO2006027983A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-16 Komatsu Ltd. Speed change gear
EP2369200A1 (en) * 2004-09-08 2011-09-28 Komatsu Ltd. Transmission
US7717816B2 (en) 2004-09-08 2010-05-18 Komatsu Ltd. Transmission
JP2011033192A (en) * 2004-09-08 2011-02-17 Komatsu Ltd Transmission and construction vehicle including the same
CN100458235C (en) * 2005-02-24 2009-02-04 丰田自动车株式会社 Drive system, power output system incorporating the drive system, a vehicle equipped with the power output system, and control method for a drive system
US7972236B2 (en) 2005-05-24 2011-07-05 Komatsu Ltd. Transmission system
US8137228B2 (en) 2005-05-24 2012-03-20 Komatsu Ltd. Transmission system
US8142319B2 (en) 2005-05-24 2012-03-27 Komatsu Ltd. Transmission system
US8157687B2 (en) 2005-05-24 2012-04-17 Komatsu Ltd Transmission system
US8241162B2 (en) 2005-05-24 2012-08-14 Komatsu Ltd. Transmission system
US8277353B2 (en) 2005-05-24 2012-10-02 Komatsu Ltd. Transmission system
US7625307B2 (en) * 2005-10-21 2009-12-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Mechatronic hybrid transmissions having two planetary gear sets and three motor/generators
JP2011223733A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Toyota Motor Corp Current sensor abnormality detection device and vehicle drive system
JPWO2015072484A1 (en) * 2013-11-15 2017-03-16 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3812425B2 (en) 2006-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3945370B2 (en) Car
JP3707411B2 (en) Power output apparatus and automobile equipped with the same
KR100904258B1 (en) Power Output Apparatus, Vehicle Equipped with Power Output Apparatus, and Control Method of Power Output Apparatus
JP3894143B2 (en) Power output apparatus and automobile equipped with the same
JP4102423B2 (en) Power output device and automobile equipped with the same
JP4259403B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, HYBRID VEHICLE HAVING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE
JP4229105B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
JP2007239511A (en) Drive control device for vehicle
WO2007102420A1 (en) Vehicle, drive system, and their control method
JP2004350363A (en) Hybrid vehicle and its controlling method
JP4222332B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
JP2009126257A (en) Vehicle and its control method
JP4466635B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP2006094626A (en) Hybrid vehicle and its control method
JP3912332B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE
JP3812425B2 (en) Power output apparatus and automobile equipped with the same
JP4365354B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP4248553B2 (en) Vehicle and control method thereof
JP2007112291A (en) Power output device, vehicle loading it and control method for power output device
JP2005210841A (en) Vehicle and method for controlling the same
JP2004056922A (en) Power output apparatus and vehicle equipped therewith
JP3894184B2 (en) Automobile and control method thereof
JP4301252B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP4088573B2 (en) Power output device and automobile equipped with the same
JP4215030B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060412

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060522

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees