JP2008247098A - Power output unit, control method therefor, and vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress shock which may be produced by sudden change in the temporal change of output torque from a motor, along with the suppression of sudden change of time change of output torque from the motor. <P>SOLUTION: When the motor MG 1 is controlled by a torque instruction Tm1* which sets an engine to operate at target rotation speed Ne*, and when a temporary torque Tm2tmp calculated so that a demanding torque Tr* might be output to a driving shaft is not in ranges of torque restriction Tm2min and Tm2max based on I/O restriction of battery Win and Wout, restrictions for control Tconmin and Tconmax are set by output torque of the motor MG 2 (last time instruction Tm2*) and torque restriction Tm2min and Tm2max (S200). Thereby the torque instruction Tm2* of the motor MG 2 is set by restricting the temporary torque Tm2tmp (S210). As a result, sudden change of the temporal change of output torque of the motor MG 2 is suppressed, and the shock which may be produced at the time can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関し、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の動力出力装置の制御方法並びにこうした動力出力装置を搭載する車両に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, a control method therefor, and a vehicle, and more particularly to a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, a control method for the power output apparatus, and a vehicle equipped with such a power output apparatus.

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されていると共に車軸に連結された駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続されたモータMG1と、駆動軸に動力を出力するよう取り付けられたモータMG2と、モータMG1およびモータMG2と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備える車載用のものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、モータMG1の出力変化ΔPgが閾値Pref以下の通常時には比較的大きな時定数T1をモータMG2のトルク制限Tmaxを設定する際のなまし処理の時定数Tcに設定し、モータMG1の発電電力が急減することにより出力変化ΔPgが閾値Prefより大きくなったときには、比較的小さな値の時定数T2をモータMG2のトルク制限Tmaxを設定する際のなまし処理の時定数Tcに設定して制御することにより、通常時には、モータMG2のトルク制限Tmaxを滑らかに変化させ、モータMG1の発電電力が急減したときにはモータMG2のトルク制限Tmaxの変化に対する追従性をよくしてバッテリの過放電を抑止している。
特開2005−151620号公報
Conventionally, as this type of power output device, an engine, a planetary gear in which a carrier is connected to the output shaft of the engine and a ring gear is connected to a drive shaft connected to an axle, and a motor connected to a sun gear of the planetary gear A vehicle-mounted one including MG1, a motor MG2 attached to output power to a drive shaft, and a battery capable of exchanging electric power with motor MG1 and motor MG2 has been proposed (for example, Patent Document 1). reference). In this apparatus, the relatively large time constant T1 is set as the time constant Tc of the smoothing process when setting the torque limit Tmax of the motor MG2 at the normal time when the output change ΔPg of the motor MG1 is equal to or less than the threshold value Pref. When the output change ΔPg becomes larger than the threshold value Pref due to the sudden decrease in electric power, the time constant T2 having a relatively small value is set as the time constant Tc for the annealing process when setting the torque limit Tmax of the motor MG2. Thus, during normal operation, the torque limit Tmax of the motor MG2 is smoothly changed, and when the generated power of the motor MG1 is suddenly reduced, the follow-up performance to the change of the torque limit Tmax of the motor MG2 is improved and battery overdischarge is suppressed. ing.
JP 2005-151620 A

上述の動力出力装置では、モータMG2から出力しようとする要求出力トルクが大きくなっていくと、要求出力トルクがトルク制限より大きくなった以降はトルク制限により制限されるため、要求出力トルクがトルク制限より大きくなるときにモータMG2から出力するトルクの時間変化が急変することになる。こうしたモータMG2からの出力トルクの時間変化の急変は、駆動系の共振周波数を含むことになり、共振によるショックを生じさせてしまう。   In the power output device described above, when the required output torque to be output from the motor MG2 increases, the required output torque is limited by the torque limitation after the required output torque becomes greater than the torque limitation. When it becomes larger, the time change of the torque output from the motor MG2 changes suddenly. Such a sudden change in the time change of the output torque from the motor MG2 includes the resonance frequency of the drive system, which causes a shock due to resonance.

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、電動機からの出力トルクの時間変化の急変を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、電動機からの出力トルクの時間変化が急変することにより生じ得るショックを抑制することを目的の一つとする。   The power output device, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention are intended to suppress a sudden change in the time change of the output torque from the electric motor. Another object of the power output apparatus, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention is to suppress a shock that may occur due to a sudden change in the time change of the output torque from the electric motor.

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、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。   The power output device, the control method thereof, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

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、
前記駆動軸にトルクを出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクを設定する許容トルク設定手段と、
前記電動機から出力している出力トルクと前記設定された許容トルクとに基づいて該出力トルクより大きく前記許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定する制御用制限トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定する要求出力トルク設定手段と、
前記設定された要求出力トルクが前記設定された許容トルクの範囲内となるときには前記設定された要求出力トルクを前記電動機から出力すべき目標トルクとして設定し、前記設定された要求出力トルクが前記設定された許容トルクの範囲外となるときには前記設定された要求出力トルクを前記設定された制御用制限トルクで制限したトルクを前記目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、
前記設定された目標トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An electric motor capable of outputting torque to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Requested torque setting means for setting a requested torque required for the drive shaft;
An allowable torque setting means for setting an allowable torque that is a maximum torque that may be output from the electric motor;
Control limit torque setting means for setting a control limit torque in a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque based on the output torque output from the electric motor and the set allowable torque;
Requested output torque setting means for setting a requested output torque for which an output is requested from the electric motor based on the set requested torque;
When the set required output torque falls within the set allowable torque, the set required output torque is set as a target torque to be output from the electric motor, and the set required output torque is set to the setting Target torque setting means for setting, as the target torque, a torque obtained by limiting the set required output torque with the set control torque limit when it is outside the range of the set allowable torque,
Control means for controlling the electric motor so that the set target torque is output from the electric motor;
It is a summary to provide.

この本発明の動力出力装置では、電動機から出力している出力トルクと電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクとに基づいて出力トルクより大きく許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定すると共に駆動軸に供給される要求トルクに基づいて電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定する。そして、設定した要求出力トルクが許容トルクの範囲内となるときには要求出力トルクを目標トルクとしてこの目標トルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、設定した要求出力トルクが許容トルクの範囲外となるときには要求出力トルクを設定した制御用制限トルクで制限したトルクを目標トルクとしてこの目標トルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。即ち、設定した要求出力トルクが許容トルクの範囲外となるときには、電動機から出力している出力トルクより大きく許容トルクより小さい範囲で設定した制御用制限トルクにより要求出力トルクを制限して目標トルクを設定し、この目標トルクが出力されるよう電動機を制御するのである。この場合、目標トルクは許容トルクに向けて徐々に近づくトルクとして設定されることになるから、電動機から出力されるトルクの時間変化が急変するのを抑制することができ、電動機から出力されるトルクの時間変化が急変することに伴って生じ得るショックを抑制することができる。   In the power output apparatus of the present invention, the control torque limit is set in a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque based on the output torque output from the electric motor and the allowable torque that may be output from the electric motor. The required output torque that is required to be output from the electric motor is set based on the required torque that is set and supplied to the drive shaft. Then, when the set required output torque falls within the allowable torque range, the motor is controlled so that the target torque is output from the motor with the required output torque as the target torque, and the set required output torque is out of the allowable torque range. In this case, the motor is controlled such that the target torque is output from the motor, with the torque limited by the control torque limit that sets the required output torque as the target torque. That is, when the set required output torque falls outside the range of the allowable torque, the target output torque is limited by limiting the required output torque with the control limit torque set in a range larger than the output torque output from the motor and smaller than the allowable torque. The motor is controlled so that this target torque is output. In this case, since the target torque is set as a torque that gradually approaches the allowable torque, it is possible to suppress the time change of the torque output from the electric motor from changing suddenly, and the torque output from the electric motor. It is possible to suppress a shock that may occur due to a sudden change in time.

こうした本発明の動力出力装置において、前記制御用制限トルク設定手段は、前記出力トルクをTm、前記許容トルクをTmax、値0〜値1の範囲内で設定された係数をk、としたときに、Tm+k・(Tmax−Tm)により計算される値を前記制御用制限トルクとして設定する手段であるものとすることもできる。この場合、係数kの値としては、0.5や0.6,0.7,0.8など種々のものを用いることができる。   In such a power output apparatus of the present invention, the control torque limit setting means is configured such that the output torque is Tm, the allowable torque is Tmax, and the coefficient set within a range of 0 to 1 is k. , Tm + k · (Tmax−Tm) may be a means for setting the control torque limit. In this case, various values such as 0.5, 0.6, 0.7, and 0.8 can be used as the value of the coefficient k.

また、本発明の動力出力装置において、内燃機関と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力する電力動力入出力手段と、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、を備え、前記許容トルク設定手段は、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記設定された入出力制限の範囲内となる関係に基づいて前記許容トルクを設定する手段である、ものとすることもできる。   Further, in the power output apparatus of the present invention, electric power can be exchanged between the internal combustion engine and the power storage means, connected to the drive shaft and rotatable independently of the drive shaft. Electric power / power input / output means that is connected and outputs torque to the drive shaft and the output shaft with power and power input / output, and the power storage means may be charged / discharged based on the state of the power storage means. Input / output limit setting means for setting an input / output limit that is the maximum power, and the allowable torque setting means is configured to output power input / output by the power power input / output means and power input / output by the motor. It may be a means for setting the allowable torque based on a relationship in which the sum is within the set input / output limit range.

この内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の動力出力装置において、前記設定された要求トルクと所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとを設定すると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定した目標回転数で前記内燃機関が運転されるよう前記電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定する目標状態設定手段を備え、前記要求出力トルク設定手段は、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに前記駆動軸に前記設定された要求トルクが出力されるよう前記電動機から出力すべきトルクを前記要求出力トルクとして設定する手段である、ものとすることもできる。また、前記電力動力入出力手段は、トルクを出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。   In the power output apparatus of the present invention having the internal combustion engine and power power input / output means, a target rotational speed and a target torque for operating the internal combustion engine based on the set required torque and a predetermined constraint, And a target state setting means for setting a target driving state for driving the power drive input / output means so that the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed within the set input / output limit range. The required output torque setting means should output from the electric motor so that the set required torque is output to the drive shaft when the electric power drive input / output means is driven in the set target drive state. It can also be a means for setting a torque as the required output torque. The power drive input / output means is connected to three axes of a generator for outputting torque, the drive shaft, the output shaft, and a rotating shaft of the generator, and any two of the three shafts are connected. It can also be a means provided with a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on the input / output power.

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸にトルクを出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、前記電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクを設定する許容トルク設定手段と、前記電動機から出力している出力トルクと前記設定された許容トルクとに基づいて該出力トルクより大きく前記許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定する制御用制限トルク設定手段と、前記設定された要求トルクに基づいて前記電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定する要求出力トルク設定手段と、前記設定された要求出力トルクが前記設定された許容トルクの範囲内となるときには前記設定された要求出力トルクを前記電動機から出力すべき目標トルクとして設定し、前記設定された要求出力トルクが前記設定された許容トルクの範囲外となるときには前記設定された要求出力トルクを前記設定された制御用制限トルクで制限したトルクを前記目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、前記設定された目標トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。   The vehicle of the present invention is the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output device that outputs power to the drive shaft, and can output torque to the drive shaft. An electric motor, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, a required torque setting means for setting a required torque required for the drive shaft, and an allowable torque that is a maximum torque that may be output from the electric motor are set. And a control limit torque for setting a control limit torque in a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque based on the output torque output from the motor and the set allowable torque. A setting means, a required output torque setting means for setting a required output torque for which an output is required from the electric motor based on the set required torque, and the set When the required output torque falls within the set allowable torque, the set required output torque is set as a target torque to be output from the electric motor, and the set required output torque is set to the set allowable torque. A target torque setting means for setting, as the target torque, a torque obtained by limiting the set required output torque with the set control torque limit, and the set target torque is output from the motor. A power output device comprising a control means for controlling the electric motor is mounted so that the axle is connected to the drive shaft.

この本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、電動機から出力されるトルクの時間変化が急変するのを抑制することができる効果や電動機から出力されるトルクの時間変化が急変することに伴って生じ得るショックを抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。   Since the vehicle of the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect of the power output device of the present invention, for example, the time change of the torque output from the electric motor changes suddenly. The effect similar to the effect etc. which can suppress the shock which can be produced in connection with the effect which can suppress this, or the time change of the torque output from an electric motor changes suddenly can be show | played.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸にトルクを出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記電動機から出力している出力トルクと前記電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクとに基づいて該出力トルクより大きく前記許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定すると共に前記駆動軸に供給される要求トルクに基づいて前記電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定し、
(b)前記設定した要求出力トルクが前記許容トルクの範囲内となるときには前記設定した要求出力トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記設定した要求出力トルクが前記許容トルクの範囲外となるときには前記設定した要求出力トルクを前記設定した制御用制限トルクで制限したトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する、
ことを特徴とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
A method for controlling a power output device comprising: an electric motor capable of outputting torque to a drive shaft; and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
(A) Based on the output torque output from the electric motor and the allowable torque that is the maximum torque that may be output from the electric motor, the control limit torque is set in a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque. And setting a required output torque required to be output from the electric motor based on the required torque supplied to the drive shaft,
(B) When the set required output torque falls within the range of the allowable torque, the motor is controlled so that the set required output torque is output from the motor, and the set required output torque is equal to the allowable torque. Controlling the electric motor so that a torque obtained by limiting the set required output torque with the set control torque limit is output from the electric motor when out of the range;
It is characterized by that.

この本発明の動力出力装置の制御方法では、電動機から出力している出力トルクと電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクとに基づいて出力トルクより大きく許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定すると共に駆動軸に供給される要求トルクに基づいて電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定する。そして、設定した要求出力トルクが許容トルクの範囲内となるときには要求出力トルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、設定した要求出力トルクが許容トルクの範囲外となるときには要求出力トルクを設定した制御用制限トルクで制限したトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。即ち、設定した要求出力トルクが許容トルクの範囲外となるときには、電動機から出力している出力トルクより大きく許容トルクより小さい範囲で設定した制御用制限トルクにより要求出力トルクを制限したトルクが出力されるよう電動機を制御するのである。この場合、電動機から出力されるトルクは許容トルクに向けて徐々に近づくことになるから、電動機から出力されるトルクの時間変化が急変するのを抑制することができ、電動機から出力されるトルクの時間変化が急変することに伴って生じ得るショックを抑制することができる。   In the control method of the power output apparatus of the present invention, the control is performed within a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque based on the output torque output from the electric motor and the allowable torque that is the maximum torque that may be output from the electric motor. A limit torque is set, and a required output torque required for output from the electric motor is set based on a required torque supplied to the drive shaft. The motor is controlled so that the required output torque is output from the motor when the set required output torque is within the allowable torque range, and the required output torque is set when the set required output torque is outside the allowable torque range. The electric motor is controlled so that the torque limited by the control limiting torque is output from the electric motor. In other words, when the set required output torque is outside the allowable torque range, a torque with the required output torque limited by the control limit torque set in a range larger than the output torque output from the motor and smaller than the allowable torque is output. Thus, the electric motor is controlled. In this case, since the torque output from the motor gradually approaches the allowable torque, it is possible to suppress the time change of the torque output from the motor from changing suddenly, and the torque output from the motor can be suppressed. It is possible to suppress a shock that may occur due to a sudden change in time.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.

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28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としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2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。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution / integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and power distribution / integration. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a reduction gear 35 attached to a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the power distribution and integration mechanism 30, a motor MG2 connected to the reduction gear 35, And a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire power output apparatus.

エンジン22は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。   The engine 22 is configured as an internal combustion engine capable of outputting power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and the air purified by an air cleaner 122 is passed through a throttle valve 124 as shown in FIG. Inhalation and gasoline are injected from the fuel injection valve 126 to mix the sucked air and gasoline. The mixture is sucked into the fuel chamber through the intake valve 128 and is explosively burned by an electric spark from the spark plug 130. Thus, the reciprocating motion of the piston 132 pushed down by the energy is converted into the rotational motion of the crankshaft 26. Exhaust gas from the engine 22 is discharged to the outside air through a purification device (three-way catalyst) 134 that purifies harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx).

エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24a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、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24c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。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室内に取り付けられた圧力センサ143からの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。   The engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24. The engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on the CPU 24a, and includes a ROM 24b that stores a processing program, a RAM 24c that temporarily stores data, an input / output port and a communication port (not shown), in addition to the CPU 24a. . The engine ECU 24 includes signals from various sensors that detect the state of the engine 22, a crank position from the crank position sensor 140 that detects the rotational position of the crankshaft 26, and a water temperature sensor 142 that detects the temperature of cooling water in the engine 22. From the cooling water temperature from the combustion chamber, the in-cylinder pressure Pin from the pressure sensor 143 installed in the combustion chamber, the intake valve 128 that performs intake and exhaust to the combustion chamber, and the cam position sensor 144 that detects the rotational position of the camshaft that opens and closes the exhaust valve Cam position, throttle position from throttle valve position sensor 146 for detecting the position of throttle valve 124, air flow meter signal AF from air flow meter 148 attached to the intake pipe, and temperature sensor also attached to the intake pipe Intake air temperature from 49, the air-fuel ratio AF from an air-fuel ratio sensor 135a, such as oxygen signal from an oxygen sensor 135b is input via the input port. The engine ECU 24 also integrates various control signals for driving the engine 22, such as a drive signal to the fuel injection valve 126, a drive signal to the throttle motor 136 that adjusts the position of the throttle valve 124, and an igniter. The control signal to the ignition coil 138 and the control signal to the variable valve timing mechanism 150 that can change the opening / closing timing of the intake valve 128 are output via the output port. 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 outputs data related to the operation state of the engine 22 as necessary. . The engine ECU 24 also calculates the rotational speed of the crankshaft 26, that is, the rotational speed Ne of the engine 22 based on the crank position from the crank position sensor 140.

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33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にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35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、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the reduction gear 35 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 The power from 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.

モータMG1およびモータMG2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,MG2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,MG2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,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44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を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2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。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。   The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70. The motor ECU 40 also calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 based on signals from the rotational position detection sensors 43 and 44.

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54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に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tb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。また、バッテリECU52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)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. Further, the battery ECU 52 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, and calculates the remaining capacity (SOC) and the battery temperature Tb. The input / output limits Win and Wout, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50, are calculated based on the above. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and are input to the output limiting correction coefficient based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50. It can be set by setting a correction coefficient for restriction and multiplying the basic value of the set input / output restrictions Win and Wout by the correction coefficient. FIG. 3 shows an example of the relationship between the battery temperature Tb and the input / output limits Win, Wout, and FIG. 4 shows an example of the relationship between the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and the correction coefficients of the input / output limits Win, Wout.

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Acc,ブレーキペダル85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。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ECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24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 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. 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 the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator pedal opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

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の動作について説明する。図5はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動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、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the thus configured hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

駆動制御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CPU72は、まず、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Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。   When the drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speed Nm1, of the motors MG1, MG2. A process of inputting data necessary for control such as Nm2, input / output restrictions Win and Wout of the battery 50 is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. Further, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set based on the battery temperature Tb of the battery 50 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and input from the battery ECU 52 by communication.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Acc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Tr*を導出して設定するものとした。図6に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。   When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V. And the required power Pe * required for the engine 22 is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 6 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * can be calculated as the sum of the set required torque Tr * multiplied by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a and the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50 and the loss Loss. The rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a is obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor k (Nr = k · V), or the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is divided by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 (Nr = Nm2 / Gr).

続いて、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS120)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図7に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。   Subsequently, a target rotational speed Ne * and a target torque Te * are set as operating points at which the engine 22 should be operated based on the set required power Pe * (step S120). This setting is performed based on an operation line for efficiently operating the engine 22 and the required power Pe *. FIG. 7 shows an example of the operation line of the engine 22 and how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained from the intersection of the operation line and a curve with a constant required power Pe * (Ne * × Te *).

次に、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm1tmpを計算する(ステップS130)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図8に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。   Next, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated by the following equation (1) using the target rotational speed Ne * of the engine 22, the rotational speed Nm2 of the motor MG2, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30. Based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the input rotational speed Nm1 of the motor MG1, a temporary torque Tm1tmp, which is a temporary value of the torque to be output from the motor MG1, is calculated by the equation (2) (step S130). Here, Expression (1) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 8 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 when traveling with the power output from the engine 22. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by dividing the number Nm2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is shown. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. The two thick arrows on the R axis indicate that the torque Tm1 output from the motor MG1 acts on the ring gear shaft 32a and the torque Tm2 output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35. Torque. Expression (2) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (2), “k1” in the second term on the right side is a gain of a proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (1)
Tm1tmp = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)

続いて、式(3)および式(4)を共に満たすモータMG1から出力してもよりトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し(ステップS140)、設定した仮トルクTm1tmpを式(5)によりトルク制限Tm1min,Tm1maxで制限してモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップ150)。ここで、式(3)はモータMG1やモータMG2によりリングギヤ軸32aに出力されるトルクの総和が値0から要求トルクTr*までの範囲内となる関係であり、式(4)はモータMG1とモータMG2とにより入出力される電力の総和が入出力制限Win,Woutの範囲内となる関係である。トルク制限Tm1min,Tm1maxの一例を図9に示す。トルク制限Tm1min,Tm1maxは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Tm1*の最大値と最小値として求めることができる。   Subsequently, torque limits Tm1min and Tm1max are set as upper and lower torque limits even when output from the motor MG1 satisfying both the expressions (3) and (4) (step S140), and the set temporary torque Tm1tmp is expressed by the expression ( The torque command Tm1 * of the motor MG1 is set by limiting with the torque limits Tm1min and Tm1max according to 5) (step 150). Here, Expression (3) is a relationship in which the sum of torques output to the ring gear shaft 32a by the motor MG1 and the motor MG2 is within a range from the value 0 to the required torque Tr *, and Expression (4) is the relationship with the motor MG1. This is a relationship in which the sum of the electric power input and output by the motor MG2 is within the range of the input and output limits Win and Wout. An example of the torque limits Tm1min and Tm1max is shown in FIG. The torque limits Tm1min and Tm1max can be obtained as the maximum value and the minimum value of the torque command Tm1 * in the region indicated by the oblique lines in the figure.

0≦−Tm1/ρ+Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1+Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
0 ≦ −Tm1 / ρ + Tm2, Gr ≦ Tr * (3)
Win ≦ Tm1 / Nm1 + Tm2 / Nm2 ≦ Wout (4)
Tm1 * = max (min (Tm1tmp, Tm1max), Tm1min) (5)

そして、要求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(6)により計算すると共に(ステップS160)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(7)および式(8)により計算し(ステップS170)、計算した仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内、即ち、仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min以上でトルク制限Tm2max以下の範囲内であるか否かを判定する(ステップS180)。ここで、式(6)は、図8の共線図から容易に導くことができる。   Then, the torque command Tm1 * set as the required torque Tr * is divided by the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 and further divided by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 to obtain the torque to be output from the motor MG2. A temporary torque Tm2tmp, which is a temporary value, is calculated by the following equation (6) (step S160), and the input / output limits Win and Wout of the battery 50 and the set torque command Tm1 * are multiplied by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1. The torque limits Tm2min and Tm2max as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the power consumption (generated power) of the motor MG1 obtained by the number of revolutions Nm2 of the motor MG2 ) And equation (8) (step S170), and the calculated temporary torque Tm2tmp is the torque limit Tm2min, Determining the range of M2max, i.e., the temporary torque Tm2tmp is whether it is within the scope of the following torque limit Tm2max torque restriction Tm2min more (step S180). Here, Equation (6) can be easily derived from the alignment chart of FIG.

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (6)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (7)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (8)

仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min以上でトルク制限Tm2max以下の範囲内にあるときには、仮トルクTm2tmpをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し(ステップS190)、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。   When the temporary torque Tm2tmp is within the range of the torque limit Tm2min to the torque limit Tm2max, the temporary torque Tm2tmp is set to the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S190), and the target rotational speed Ne * and the target torque of the engine 22 are set. Te * is transmitted to the engine ECU 24, and torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S220), and the drive control routine is terminated. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * controls the intake air amount in the engine 22 so that the engine 22 is operated at the operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Controls such as fuel injection control and ignition control. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. To do. By such control, the engine 22 can be efficiently operated within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, and the required torque Tr * can be output to the ring gear shaft 32a as a drive shaft to travel.

ステップS180で仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min以上でトルク制限Tm2max以下の範囲内にないと判定されたときには、前回このルーチンが実行されたときに設定されたモータMG2のトルク指令Tm2*(以下、「前回指令Tm2*」という。)とトルク制限Tm2min,Tm2maxとに基づいて次式(9)および式(10)により制御用のトルク制限としての制御用制限Tconmin,Tconmaxを計算し(ステップS200)、計算した制御用制限Tconmin,Tconmaxにより式(11)により設定した仮トルクTm2tmpを制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS210)、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。式(9)および式(10)中の「kc」は、値0〜値1の範囲内の係数であり、例えば、0.5や0.6,0.7,0.8などのを用いることができる。式(9)および式(10)から解るように、制御用制限Tconmin,Tconmaxは、前回指令Tm2*、即ち、現在モータMG2から出力しているトルクとトルク制限Tm2min,Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2min,Tm2max側に近づけた値となる。   If it is determined in step S180 that the temporary torque Tm2tmp is not within the range of the torque limit Tm2min and the torque limit Tm2max, the torque command Tm2 * of the motor MG2 set when the routine was executed last time (hereinafter, “ Based on the previous command Tm2 * ”) and torque limits Tm2min and Tm2max, control limits Tconmin and Tconmax as torque limits for control are calculated by the following equations (9) and (10) (step S200). The temporary torque Tm2tmp set by the equation (11) is limited by the calculated control limits Tconmin and Tconmax, and the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set (step S210), and the target rotational speed Ne * and the target torque Te of the engine 22 are set. * About engine ECU2 , The torque command Tm1 * of the motor MG1, MG2, Tm2 * and sends each motor ECU40 for (step S220), and terminates the drive control routine. “Kc” in Equation (9) and Equation (10) is a coefficient within the range of value 0 to value 1, and for example, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, etc. are used. be able to. As can be seen from the equations (9) and (10), the control limits Tconmin and Tconmax are the previous command Tm2 *, that is, the difference between the torque currently output from the motor MG2 and the torque limits Tm2min and Tm2max is a coefficient kc. It becomes a value close to the torque limits Tm2min and Tm2max at the rate of.

Tconmin=前回Tm2*+kc・(Tm2min-前回Tm2*) (9)
Tconmax=前回Tm2*+kc・(Tm2max-前回Tm2*) (10)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tconmax),Tconmin) (11)
Tconmin = previous Tm2 * + kc ・ (Tm2min-previous Tm2 *) (9)
Tconmax = previous Tm2 * + kc ・ (Tm2max-previous Tm2 *) (10)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tconmax), Tconmin) (11)

図10は、単に仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する比較例におけるトルク指令Tm2*の時間変化の一例と、仮トルクTm2tmpを制御用制限Tconmin,Tconmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する実施例とにおけるトルク指令Tm2*の時間変化の一例とを示す説明図である。図中、一点鎖線は仮トルクTm2tmpであり、時間T1〜T9は駆動制御ルーチンの実行によりモータMG2のトルク指令Tm2*が設定されるタイミングである。比較例は、図示するように、時間T2に仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2maxを超えることにより、トルク制限Tm2maxがトルク指令Tm2*に設定され、時間T3以降もトルク制限Tm2maxがトルク指令Tm2*に設定される。このため、時間T2でトルク指令Tm2*の時間変化が急変することになる。一方、実施例は、時間T2に仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2maxを超えると、モータMG2から出力しているトルクとトルク制限Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2max側に近づけた値として制御用制限Tconmaxが設定されると共にこの制御用制限Tconmaxにより仮トルクTm2tmpが制限されてトルク指令Tm2*が設定され、時間T3以降も毎回同様に制御用制限Tconmaxが設定されると共に設定された制御用制限Tconmaxにより仮トルクTm2tmpが制限されてトルク指令Tm2*が設定される。このため、トルク指令Tm2*は、毎回、前回指令Tm2*とトルク制限Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2max側に近づけた値として設定され、その時間変化は比較例に比して緩やかなものとなる。この結果、比較例に比して、モータMG2からの出力トルクの時間変化の急変を抑制することができ、モータMG2からの出力トルクの時間変化が急変することにより生じ得るショックを抑制することができる。   FIG. 10 shows an example of a time change of the torque command Tm2 * in the comparative example in which the temporary torque Tm2tmp is simply limited by the torque limits Tm2min and Tm2max and the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set, and the temporary torque Tm2tmp is controlled by the control limit Tconmin. , Tconmax is an explanatory diagram showing an example of a time change of the torque command Tm2 * and an example in which the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set. In the figure, the alternate long and short dash line is the temporary torque Tm2tmp, and the times T1 to T9 are timings when the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set by executing the drive control routine. In the comparative example, as shown in the figure, when the temporary torque Tm2tmp exceeds the torque limit Tm2max at time T2, the torque limit Tm2max is set to the torque command Tm2 *, and after time T3, the torque limit Tm2max is set to the torque command Tm2 *. Is done. For this reason, the time change of the torque command Tm2 * changes suddenly at time T2. On the other hand, in the embodiment, when the temporary torque Tm2tmp exceeds the torque limit Tm2max at time T2, the difference between the torque output from the motor MG2 and the torque limit Tm2max is approximated to the torque limit Tm2max side by the ratio of the coefficient kc. The control limit Tconmax is set, the temporary torque Tm2tmp is limited by the control limit Tconmax, and the torque command Tm2 * is set. After the time T3, the control limit Tconmax is set in the same manner, and the set control is set. The temporary torque Tm2tmp is limited by the use limit Tconmax, and the torque command Tm2 * is set. For this reason, the torque command Tm2 * is set every time as a value in which the difference between the previous command Tm2 * and the torque limit Tm2max is brought closer to the torque limit Tm2max side at the ratio of the coefficient kc, and the change with time is compared with the comparative example. It will be moderate. As a result, compared to the comparative example, it is possible to suppress a sudden change in the time change of the output torque from the motor MG2, and to suppress a shock that can be caused by a sudden change in the time change of the output torque from the motor MG2. it can.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22を要求トルクTr*に基づく目標回転数Ne*で運転するよう設定されたトルク指令Tm1*でモータMG1を駆動制御したときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されるよう計算された仮トルクTm2tmpがモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動制御したときにバッテリ50の入出力制限Win,Woutから計算されるトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にないときには、そのときにモータMG2が出力しているトルクである前回指令Tm2*とトルク制限Tm2min,Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2min,Tm2max側に近づけた値として制御用制限Tconmin,Tconmaxを設定すると共にこの設定した制御用制限Tconmin,Tconmaxにより仮トルクTm2tmpを制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、モータMG2のトルク制限を緩やかに行なうことができる。この結果、モータMG2からの出力トルクの時間変化の急変を抑制することができ、モータMG2からの出力トルクの時間変化が急変することにより生じ得るショックを抑制することができる。もとより、仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるときには、仮トルクTm2tmpをモータMG2のトルク指令Tm2*として設定するから、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the motor MG1 is driven and controlled with the torque command Tm1 * set to operate the engine 22 at the target rotational speed Ne * based on the required torque Tr *, it is used as a drive shaft. The torque limit Tm2min calculated from the input / output limits Win and Wout of the battery 50 when the temporary torque Tm2tmp calculated so that the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a is controlled to drive the motor MG1 with the torque command Tm1 *. , Tm2max, the difference between the previous command Tm2 *, which is the torque output by the motor MG2 at that time, and the torque limits Tm2min, Tm2max are brought closer to the torque limits Tm2min, Tm2max at the ratio of the coefficient kc. Control limits Tconmin, Tconma as values This setting sets the the control limit Tconmin, by setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 by limiting the tentative torque Tm2tmp by Tconmax, can be carried out slowly the torque limit of the motor MG2. As a result, it is possible to suppress a sudden change in the time change in the output torque from the motor MG2, and it is possible to suppress a shock that may be caused by a sudden change in the time change in the output torque from the motor MG2. Of course, when the temporary torque Tm2tmp is within the ranges of the torque limits Tm2min and Tm2max, the temporary torque Tm2tmp is set as the torque command Tm2 * of the motor MG2, so that the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. You can travel.

実施例のハイブリッド自動車20では、仮トルクTm2tmpがバッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいて計算されたトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にないときに、前回指令Tm2*とトルク制限Tm2min,Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2min,Tm2max側に近づけた値として制御用制限Tconmin,Tconmaxを設定すると共にこの設定した制御用制限Tconmin,Tconmaxにより仮トルクTm2tmpを制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定するものとしたが、仮トルクTm2tmpがバッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいて計算されたトルク制限Tm2min,Tm2max以外のトルク制限の範囲内にないときに、同様に、前回指令Tm2*とトルク制限との差を係数kcの割合でトルク制限側に近づけた値として制御用制限を設定すると共にこの設定した制御用制限により仮トルクTm2tmpを制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定するものとしてもよい。バッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいて計算されたトルク制限Tm2min,Tm2max以外のトルク制限としては、例えば、モータMG2の温度による駆動制限などを挙げることができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the temporary torque Tm2tmp is not within the range of the torque limits Tm2min and Tm2max calculated based on the input / output limits Win and Wout of the battery 50, the previous command Tm2 * and the torque limits Tm2min and Tm2max The control limits Tconmin and Tconmax are set as values close to the torque limits Tm2min and Tm2max in the ratio of the coefficient kc, and the temporary torque Tm2tmp is limited by the set control limits Tconmin and Tconmax. The torque command Tm2 * is set, but when the temporary torque Tm2tmp is not within the torque limit range other than the torque limits Tm2min and Tm2max calculated based on the input / output limits Win and Wout of the battery 50, Similarly, the control limit is set by setting the difference between the previous command Tm2 * and the torque limit to a value close to the torque limit side at the ratio of the coefficient kc, and the temporary torque Tm2tmp is limited by the set control limit to limit the motor MG2. The torque command Tm2 * may be set. Examples of the torque limit other than the torque limits Tm2min and Tm2max calculated based on the input / output limits Win and Wout of the battery 50 include a drive limit due to the temperature of the motor MG2.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2が出力しているトルクである前回指令Tm2*とトルク制限Tm2min,Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2min,Tm2max側に近づけた値として制御用制限Tconmin,Tconmaxを設定するものとしたが、係数kcは一定の値とする必要はなく、値0〜値1の間であれば変化する値としも構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the difference between the previous command Tm2 *, which is the torque output from the motor MG2, and the torque limits Tm2min, Tm2max is set to a value obtained by bringing the difference closer to the torque limits Tm2min, Tm2max by the factor kc. Although the limits Tconmin and Tconmax are set, the coefficient kc does not have to be a constant value, and may be a value that changes as long as the value is between 0 and 1.

実施例のハイブリッド自動車20では、上述した式(3),(4)を満たす範囲内でモータMG1の仮トルクTm1tmpを制限するトルク制限Tm1min,Tm1maxを求めてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共に式(7),(8)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxを求めてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定したが、式(3),(4)を満たす範囲内によるトルク制限Tm1min,Tm1maxの制限を受けることなくモータトルクTm1tmpをそのままモータMG1のトルク指令Tm1*として設定すると共にこのトルク指令Tm1*を用いて式(7),(8)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxを求めてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定するものとしても構わない。この他、モータMG2の回転数Nm2や予想モータ回転数Nm2estを用いてバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*Tm2*を設定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, torque limits Tm1min and Tm1max for limiting the temporary torque Tm1tmp of the motor MG1 within the range satisfying the above-described formulas (3) and (4) are obtained, and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set. At the same time, the torque limits Tm2min and Tm2max are obtained from the equations (7) and (8), and the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set. The motor torque Tm1tmp is set as it is as the torque command Tm1 * of the motor MG1, and the torque limit Tm2min and Tm2max are obtained from the equations (7) and (8) using the torque command Tm1 *. Tm2 * may be set. In addition, if the torque command Tm1 * Tm2 * of the motors MG1, MG2 is set within the range of the input / output limits Win, Wout of the battery 50 using the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the expected motor rotational speed Nm2est, Any method may be used.

実施例のハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor MG2 is attached to the ring gear shaft 32a as the drive shaft via the reduction gear 35. However, the motor MG2 may be directly attached to the ring gear shaft 32a, or Instead, the motor MG2 may be attached to the ring gear shaft 32a via a transmission such as a 2-speed, 3-speed, or 4-speed.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modification of FIG. May be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 11) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22と動力分配統合機構30とモータMG1,MG2とを備えるものとしたが、エンジン22や動力分配統合機構30,モータMG1を備えず、モータMG2に相当する単に走行用のモータ(便宜上、モータMG2と称す。)だけを備えるものとしてもよい。この場合、仮トルクTm2tmpについては次式(12)に示すように要求トルクTr*を直接設定し、トルク制限Tm2min,Tm2maxについては式(13),(14)に示すようにバッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で直接割ることによって求めればよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the engine 22, the power distribution and integration mechanism 30, and the motors MG1 and MG2 are provided. However, the engine 22 and the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1 are not provided, and simply the motor MG2. Only a traveling motor (referred to as a motor MG2 for convenience) may be provided. In this case, the required torque Tr * is directly set for the temporary torque Tm2tmp as shown in the following equation (12), and the input / output of the battery 50 is set as shown in equations (13) and (14) for the torque limits Tm2min and Tm2max. The limits Win and Wout may be obtained by directly dividing by the rotation speed Nm2 of the motor MG2.

Tm2tmp=Tr* (12)
Tm2min=Win/Nm2 (13)
Tm2max=Wout/Nm2 (14)
Tm2tmp = Tr * (12)
Tm2min = Win / Nm2 (13)
Tm2max = Wout / Nm2 (14)

また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。   In addition, the present invention is not limited to those applied to automobiles, and is not limited to those applied to automobiles, but is incorporated into non-moving equipment such as forms of power output devices mounted on moving bodies such as vehicles, ships, and aircraft, and construction equipment. An output device may be used. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a power output device.

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求される要求トルクTr*を設定する図5の駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求トルク設定手段」に相当し、エンジン22を要求トルクTr*に基づく目標回転数Ne*で運転するよう設定されたトルク指令Tm1*でモータMG1を駆動制御したときにバッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいてモータMG2から出力してもよい最大トルクとしてのトルク制限Tm2min,Tm2max(許容トルクに相当)を計算する図5の駆動制御ルーチンのステップS170の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「許容トルク設定手段」に相当し、モータMG2が出力しているトルクである前回指令Tm2*とトルク制限Tm2min,Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2min,Tm2max側に近づけた値として制御用制限Tconmin,Tconmax(制御用制限トルクに相当)を設定する図5の駆動制御ルーチンのステップS200の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「制御用制限トルク設定手段」に相当し、エンジン22を要求トルクTr*に基づく目標回転数Ne*で運転するよう設定されたトルク指令Tm1*でモータMG1を駆動制御したときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されるよう仮トルクTm2tmp(要求出力トルクに相当)を計算する図5の駆動制御ルーチンのステップS160の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求出力トルク設定手段」に相当し、仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるときには、仮トルクTm2tmpをモータMG2のトルク指令Tm2*(目標トルクに相当)として設定し、仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にないときには、制御用制限Tconmin,Tconmaxにより仮トルクTm2tmpを制限してモータMG2のトルク指令Tm2*(目標トルクに相当)を設定する図5の駆動制御ルーチンのステップS180,S190,S210の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「目標トルク設定手段」に相当し、トルク指令Tm2*を送信する図5の駆動制御ルーチンのステップS220の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70とトルク指令Tm2*を受信してモータMG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。エンジン22が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、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くバッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算するバッテリECU52が「入出力制限設定手段」に相当し、要求トルクTr*に基づく要求パワーPe*と効率よく運転する動作ライン(所定の制約に相当)とに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を目標回転数Ne*で運転するようモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを設定する図5の駆動制御ルーチンのステップS110〜S150の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「目標状態設定手段」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。   Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the motor MG2 corresponds to the “electric motor”, the battery 50 corresponds to the “power storage means”, and the required torque Tr required for the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V. The hybrid electronic control unit 70 that executes the process of step S110 of the drive control routine of FIG. 5 for setting * corresponds to “request torque setting means”, and the engine 22 is operated at the target rotational speed Ne * based on the request torque Tr *. Torque limits Tm2min, Tm2max (allowable) as the maximum torque that may be output from the motor MG2 based on the input / output limits Win, Wout of the battery 50 when the motor MG1 is driven and controlled with the torque command Tm1 * set to operate (Corresponding to torque) for calculating the step S170 of the drive control routine of FIG. The electronic control unit for bridging 70 corresponds to “allowable torque setting means”, and the difference between the previous command Tm2 *, which is the torque output from the motor MG2, and the torque limits Tm2min, Tm2max is set to the torque limit Tm2min, The hybrid electronic control unit 70 that executes the process of step S200 of the drive control routine of FIG. 5 that sets the control limits Tconmin, Tconmax (corresponding to the control limit torque) as values close to the Tm2max side is “control limit torque”. This is equivalent to “setting means” and is required for the ring gear shaft 32a as the drive shaft when the motor MG1 is driven and controlled with the torque command Tm1 * set to operate the engine 22 at the target rotational speed Ne * based on the required torque Tr *. Temporary torque Tm2tmp (request) so that torque Tr * is output The hybrid electronic control unit 70 that executes the process of step S160 of the drive control routine of FIG. 5 for calculating the torque (corresponding to the force torque) corresponds to “required output torque setting means”, and the temporary torque Tm2tmp is the torque limit Tm2min, Tm2max. When the temporary torque Tm2tmp is not within the range of the torque limits Tm2min and Tm2max, the temporary torque Tm2tmp is set as the torque command Tm2 * (corresponding to the target torque) of the motor MG2. The hybrid electronic control unit 70 that executes the processing of steps S180, S190, and S210 of the drive control routine in FIG. 5 that limits the temporary torque Tm2tmp and sets the torque command Tm2 * (corresponding to the target torque) of the motor MG2 is “target Toru Motor for controlling the motor MG2 by receiving the torque command Tm2 * and the hybrid electronic control unit 70 for executing the process of step S220 of the drive control routine of FIG. The ECU 40 corresponds to “control means”. The engine 22 corresponds to an “internal combustion engine”, the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1 correspond to “power power input / output means”, and the remaining battery 50 based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor. The battery ECU 52 that calculates the input / output limits Win and Wout that are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50 based on the capacity (SOC) and the battery temperature Tb of the battery 50 corresponds to “input / output limit setting means”. Then, based on the required power Pe * based on the required torque Tr * and an operation line (corresponding to a predetermined constraint) for efficient operation, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * as operating points at which the engine 22 should be operated And the motor MG1 to operate the engine 22 at the target rotational speed Ne * within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. The hybrid electronic control unit 70 that executes the processing of steps S110 to S150 of the drive control routine of FIG. 5 for setting the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * corresponds to “target state setting means”, and the motor MG1 It corresponds to “generator”, and the power distribution and integration mechanism 30 corresponds to “three-axis power input / output means”. Further, the counter-rotor motor 230 also corresponds to “power power input / output means”.

ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸にトルクを出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「許容トルク設定手段」としては、エンジン22を要求トルクTr*に基づく目標回転数Ne*で運転するよう設定されたトルク指令Tm1*でモータMG1を駆動制御したときにバッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいてモータMG2から出力してもよい最大トルクとしてのトルク制限Tm2min,Tm2max(許容トルクに相当)を計算するものに限定されるものではなく、モータMG2の温度に基づく駆動制限によりトルク制限を設定するものとしたり、エンジン22や動力分配統合機構30,モータMG1を備えず、モータMG2に相当する単に走行用のモータだけを備えるものにあってはバッテリの入出力制限をモータの回転数で直接割ることによって求めるものとするなど、電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御用制限トルク設定手段」としては、モータMG2が出力しているトルクである前回指令Tm2*とトルク制限Tm2min,Tm2maxとの差を係数kcの割合でトルク制限Tm2min,Tm2max側に近づけた値として制御用制限Tconmin,Tconmax(制御用制限トルクに相当)を設定するものに限定されるものではなく、電動機から出力している出力トルクと許容トルクとに基づいて出力トルクより大きく許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求出力トルク設定手段」としては、エンジン22を要求トルクTr*に基づく目標回転数Ne*で運転するよう設定されたトルク指令Tm1*でモータMG1を駆動制御したときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されるよう仮トルクTm2tmp(要求出力トルクに相当)を計算するものに限定されるものではなく、エンジン22や動力分配統合機構30,モータMG1を備えず、モータMG2に相当する単に走行用のモータだけを備えるものにあっては要求トルクTr*をそのまま仮トルクTm2tmpとして設定するものとするなど、要求トルクに基づいて電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標トルク設定手段」としては、仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるときには仮トルクTm2tmpをモータMG2のトルク指令Tm2*(目標トルクに相当)として設定し、仮トルクTm2tmpがトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にないときには制御用制限Tconmin,Tconmaxにより仮トルクTm2tmpを制限してモータMG2のトルク指令Tm2*(目標トルクに相当)を設定するものに限定されるものではなく、要求出力トルクが許容トルクの範囲内となるときには要求出力トルクを電動機から出力すべき目標トルクとして設定し、要求出力トルクが許容トルクの範囲外となるときには要求出力トルクを制御用制限トルクで制限したトルクを目標トルクとして設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、トルク指令Tm2*でモータMG2を制御するものに限定されるものではなく、目標トルクが電動機から出力されるよう電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とにトルクを出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいて入出力制限Win,Woutを演算するものに限定されるものではなく、残容量(SOC)や電池温度Tbの他に例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標状態設定手段」としては、要求トルクTr*に基づく要求パワーPe*と効率よく運転する動作ライン(所定の制約に相当)とに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を目標回転数Ne*で運転するようモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを設定するものに限定されるものではなく、要求トルクTr*に基づく要求パワーPe*と最も大きなトルクを出力する動作ラインとに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を目標回転数Ne*で運転するようモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを設定するものとしたり、要求トルクTr*に基づく要求パワーPe*と騒音を回避しながら比較的効率よく運転する動作ラインとに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を目標回転数Ne*で運転するようモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを設定するものとしたりするなど、要求トルクと所定の制約とに基づいて内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとを設定すると共に蓄電手段の入出力制限の範囲内で目標回転数で内燃機関が運転されるよう電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、トルクを出力するものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行われるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   Here, the “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor that can output torque to the drive shaft, such as an induction motor. I do not care. The “storage means” is not limited to the battery 50 as a secondary battery, and may be anything as long as it can exchange electric power with an electric motor such as a capacitor. The “required torque setting means” is not limited to the one that sets the required torque Tr * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, but sets the required torque based only on the accelerator opening Acc. In the case where the travel route is preset, the required torque is set based on the travel position on the travel route, as long as the required torque required for the drive shaft is set. Absent. As the “allowable torque setting means”, when the motor MG1 is driven and controlled with the torque command Tm1 * set to operate the engine 22 at the target rotational speed Ne * based on the required torque Tr *, the input / output limit Win of the battery 50 is reached. , Wout is not limited to calculating the torque limit Tm2min, Tm2max (corresponding to the allowable torque) as the maximum torque that may be output from the motor MG2, and the torque is limited by the drive limit based on the temperature of the motor MG2. In the case of setting a limit, or not including the engine 22, the power distribution / integration mechanism 30, and the motor MG1, but only having a motor for traveling corresponding to the motor MG2, the input / output limit of the battery is limited to the rotation of the motor. The maximum torque that can be output from the motor, such as by dividing directly by the number As long as it sets an allowable torque is may be any ones. As the “control limit torque setting means”, a value obtained by making the difference between the previous command Tm2 *, which is the torque output by the motor MG2, and the torque limit Tm2min, Tm2max closer to the torque limit Tm2min, Tm2max side by the factor kc Are not limited to those for setting control limits Tconmin, Tconmax (corresponding to control limit torque), and are larger than the output torque and smaller than the allowable torque based on the output torque output from the motor and the allowable torque. Any method may be used as long as the control torque limit is set within the range. The “required output torque setting means” includes a ring gear shaft as a drive shaft when the motor MG1 is driven and controlled with a torque command Tm1 * set to operate the engine 22 at a target rotational speed Ne * based on the required torque Tr *. It is not limited to the one that calculates the temporary torque Tm2tmp (corresponding to the required output torque) so that the required torque Tr * is output to 32a, and does not include the engine 22, the power distribution and integration mechanism 30, and the motor MG1, but includes the motor MG2. The required output torque required to be output from the electric motor is set based on the required torque, for example, the required torque Tr * is set as the temporary torque Tm2tmp as it is for a vehicle equipped with only a traveling motor corresponding to It does not matter as long as it does. As the “target torque setting means”, when the temporary torque Tm2tmp is in the range of the torque limits Tm2min and Tm2max, the temporary torque Tm2tmp is set as the torque command Tm2 * (corresponding to the target torque) of the motor MG2, and the temporary torque Tm2tmp is the torque. When not within the limits Tm2min and Tm2max, the provisional torque Tm2tmp is limited by the control limits Tconmin and Tconmax, and the torque command Tm2 * (corresponding to the target torque) of the motor MG2 is not set. When the output torque falls within the allowable torque range, the required output torque is set as the target torque to be output from the motor, and when the required output torque is outside the allowable torque range, the required output torque is limited by the control limit torque. The target torque and As long as it is set Te may be used as any thing. The “control means” is not limited to the combination of the hybrid electronic control unit 70 and the motor ECU 40, and may be configured by a single electronic control unit. Further, the “control means” is not limited to the one that controls the motor MG2 with the torque command Tm2 *, and may be any means as long as it controls the electric motor so that the target torque is output from the electric motor. Absent. The “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “power / power input / output means” is not limited to a combination of the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1 or to the rotor motor 230, but is connected to the drive shaft and independent of the drive shaft. As long as it is connected to the output shaft of the internal combustion engine in a rotatable manner and outputs torque to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power, any configuration may be used. The “input / output limit setting means” is not limited to the one that calculates the input / output limits Win and Wout based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and the battery temperature Tb of the battery 50, but the remaining capacity ( In addition to SOC) and battery temperature Tb, an input / output limit that is the maximum allowable power that may charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, such as that calculated based on the internal resistance of the battery 50, etc. It does not matter as long as it does. As the “target state setting means”, the target rotational speed as an operating point at which the engine 22 should be operated based on the required power Pe * based on the required torque Tr * and an operation line (equivalent to a predetermined constraint) for efficient operation. Ne * and target torque Te * are set, and the target speed Nm1 * and torque command Tm1 * of the motor MG1 are set so that the engine 22 is operated at the target speed Ne * within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. The target rotational speed Ne as an operating point at which the engine 22 should be operated based on the required power Pe * based on the required torque Tr * and the operation line that outputs the largest torque is not limited to the above. * And target torque Te * are set, and the engine 22 is set within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. The target speed Nm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm1 * are set so that the motor MG1 operates at the speed Ne *, or the motor MG1 operates relatively efficiently while avoiding the required power Pe * and noise based on the required torque Tr *. The target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set as operating points at which the engine 22 should be operated based on the operation line to be operated, and the engine 22 is rotated within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. For example, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm1 * are set so as to operate at a number Ne *. The power torque input / output means is set so that the internal combustion engine is operated at the target rotational speed within the range of the input / output limit of the power storage means. As long as setting the Dosu should target drive state may be any ones. The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of generator as long as it outputs torque, such as an induction motor. The “three-axis power input / output means” is not limited to the power distribution / integration mechanism 30 described above, but includes four or more shafts using a double pinion type planetary gear mechanism or a combination of a plurality of planetary gear mechanisms. Any one of the three axes connected to the three axes of the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator, such as those connected to the motor and those having a different operation action from the planetary gear such as a differential gear As long as the power is input / output to / from the remaining shafts based on the power input / output to / from the power source, any method may be used. The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples of the invention described in the column of means for solving the problems are described. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための最良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。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、動力出力装置および車両の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the power output apparatus and the vehicle manufacturing industry.

本発明の一実施例である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。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. エンジン22の構成の概略を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an engine 22. FIG. バッテリ50における電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the battery temperature Tb in the battery 50, and the input / output restrictions Win and Wout. バッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the remaining capacity (SOC) of the battery 50, and the correction coefficient of input / output restrictions Win and Wout. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the electronic control unit for hybrids 70 of an Example. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operating line of the engine 22, the target rotational speed Ne *, and the target torque Te * are set. エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in a rotating element of a power distribution and integration mechanism 30 when traveling with power output from an engine 22; トルク制限Tm1min,Tm1maxを設定する様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a mode that torque limitation Tm1min and Tm1max are set. 仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する比較例におけるトルク指令Tm2*の時間変化の一例と、仮トルクTm2tmpを制御用制限Tconmin,Tconmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する実施例とにおけるトルク指令Tm2*の時間変化の一例とを示す説明図である。An example of a time change of the torque command Tm2 * in the comparative example in which the temporary torque Tm2tmp is limited by the torque limits Tm2min and Tm2max and the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set, and the temporary torque Tm2tmp is limited by the control limits Tconmin and Tconmax. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a time change of the torque command Tm2 * in the embodiment in which the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220 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)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 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、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、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、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、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、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。   20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control Unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 R OM, 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, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 intake valve, 130 spark plug, 132 piston, 134 purification device, 135a air-fuel ratio sensor, 135b oxygen sensor, 136, throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 water temperature sensor, 143 pressure sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, 149 Temperature sensor, 150 Varying valve timing mechanism, 230 pair-rotor motor, 232 an inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.

Claims (7)

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸にトルクを出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクを設定する許容トルク設定手段と、
前記電動機から出力している出力トルクと前記設定された許容トルクとに基づいて該出力トルクより大きく前記許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定する制御用制限トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定する要求出力トルク設定手段と、
前記設定された要求出力トルクが前記設定された許容トルクの範囲内となるときには前記設定された要求出力トルクを前記電動機から出力すべき目標トルクとして設定し、前記設定された要求出力トルクが前記設定された許容トルクの範囲外となるときには前記設定された要求出力トルクを前記設定された制御用制限トルクで制限したトルクを前記目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、
前記設定された目標トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An electric motor capable of outputting torque to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Requested torque setting means for setting a requested torque required for the drive shaft;
An allowable torque setting means for setting an allowable torque that is a maximum torque that may be output from the electric motor;
Control limit torque setting means for setting a control limit torque in a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque based on the output torque output from the electric motor and the set allowable torque;
Requested output torque setting means for setting a requested output torque for which an output is requested from the electric motor based on the set requested torque;
When the set required output torque falls within the set allowable torque, the set required output torque is set as a target torque to be output from the electric motor, and the set required output torque is set to the setting Target torque setting means for setting, as the target torque, a torque obtained by limiting the set required output torque with the set control torque limit when it is outside the range of the set allowable torque,
Control means for controlling the electric motor so that the set target torque is output from the electric motor;
A power output device comprising:
前記制御用制限トルク設定手段は、前記出力トルクをTm、前記許容トルクをTmax、値0〜値1の範囲内で設定された係数をk、としたときに、Tm+k・(Tmax−Tm)により計算される値を前記制御用制限トルクとして設定する手段である請求項1記載の動力出力装置。   The control limit torque setting means is Tm + k · (Tmax−Tm) where Tm is the output torque, Tmax is the allowable torque, and k is a coefficient set within the range of 0 to 1. 2. The power output apparatus according to claim 1, wherein said power output device is means for setting a calculated value as said control limit torque. 請求項1または2記載の動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とにトルクを出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電してもよい最大電力である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
を備え、
前記許容トルク設定手段は、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記設定された入出力制限の範囲内となる関係に基づいて前記許容トルクを設定する手段である、
動力出力装置。
The power output device according to claim 1 or 2,
An internal combustion engine;
Power can be exchanged with the power storage means, connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and the drive with input and output of power and power Power power input / output means for outputting torque to the shaft and the output shaft;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit that is the maximum power that may be charged / discharged based on the state of the power storage means;
With
The permissible torque setting means is based on a relationship in which a sum of the power input / output by the power power input / output means and the power input / output by the motor is within the set input / output limit range. A means for setting torque,
Power output device.
請求項3記載の動力出力装置であって、
前記設定された要求トルクと所定の制約とに基づいて前記内燃機関を運転すべき目標回転数と目標トルクとを設定すると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定した目標回転数で前記内燃機関が運転されるよう前記電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定する目標状態設定手段を備え、
前記要求出力トルク設定手段は、前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに前記駆動軸に前記設定された要求トルクが出力されるよう前記電動機から出力すべきトルクを前記要求出力トルクとして設定する手段である、
動力出力装置。
The power output device according to claim 3,
Based on the set required torque and a predetermined constraint, a target rotational speed and a target torque for operating the internal combustion engine are set, and at the set target rotational speed within the set input / output limit range. A target state setting means for setting a target drive state for driving the electric power drive input / output means so that the internal combustion engine is operated;
The required output torque setting means outputs a torque to be output from the electric motor so that the set required torque is output to the drive shaft when the electric power driving input / output means is driven in the set target drive state. It is a means to set as the required output torque,
Power output device.
前記電力動力入出力手段は、トルクを出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項3または4記載の動力出力装置。   The power drive input / output means is connected to three axes of a generator for outputting torque, the drive shaft, the output shaft, and a rotating shaft of the generator, and inputs / outputs to any two of the three axes. The power output apparatus according to claim 3 or 4, comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on the power to be generated. 請求項1ないし5いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。   A vehicle on which the power output device according to claim 1 is mounted and an axle is connected to the drive shaft. 駆動軸にトルクを出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記電動機から出力している出力トルクと前記電動機から出力してもよい最大トルクである許容トルクとに基づいて該出力トルクより大きく前記許容トルクより小さい範囲で制御用制限トルクを設定すると共に前記駆動軸に供給される要求トルクに基づいて前記電動機から出力が要求される要求出力トルクを設定し、
(b)前記設定した要求出力トルクが前記許容トルクの範囲内となるときには前記設定した要求出力トルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記設定した要求出力トルクが前記許容トルクの範囲外となるときには前記設定した要求出力トルクを前記設定した制御用制限トルクで制限したトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
A method for controlling a power output device comprising: an electric motor capable of outputting torque to a drive shaft; and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
(A) Based on the output torque output from the electric motor and the allowable torque that is the maximum torque that may be output from the electric motor, the control limit torque is set in a range larger than the output torque and smaller than the allowable torque. And setting a required output torque required to be output from the electric motor based on the required torque supplied to the drive shaft,
(B) When the set required output torque falls within the range of the allowable torque, the motor is controlled so that the set required output torque is output from the motor, and the set required output torque is equal to the allowable torque. Controlling the electric motor so that a torque obtained by limiting the set required output torque with the set control torque limit is output from the electric motor when out of the range;
A control method for a power output apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013107587A (en) * 2011-11-24 2013-06-06 Toyota Motor Corp Control device of hybrid vehicle
JP2013188104A (en) * 2012-03-12 2013-09-19 Nissan Motor Co Ltd Vehicle and power control device
JP2015082900A (en) * 2013-10-22 2015-04-27 トヨタ自動車株式会社 Vehicle control device

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