JP3912332B2 - POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE - Google Patents

POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE Download PDF

Info

Publication number
JP3912332B2
JP3912332B2 JP2003154504A JP2003154504A JP3912332B2 JP 3912332 B2 JP3912332 B2 JP 3912332B2 JP 2003154504 A JP2003154504 A JP 2003154504A JP 2003154504 A JP2003154504 A JP 2003154504A JP 3912332 B2 JP3912332 B2 JP 3912332B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
power
limit
motor
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003154504A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004357459A (en
Inventor
秋広 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2003154504A priority Critical patent/JP3912332B2/en
Publication of JP2004357459A publication Critical patent/JP2004357459A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3912332B2 publication Critical patent/JP3912332B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To output stable power from an electric motor, while considering the state of a battery. <P>SOLUTION: Output allowable range as the output limit of a motor MG2 is set (S118) with the variations between input and output limits Win, Wout, set corresponding to the state of the battery (S112) and a temporary output Pml of the motor MG1 set within the limit of a hysteresis width His, corresponding to the input and output limits Win, Wout with respect to a target output Pml of the motor MG1 (S114, 116). An engine and the motors MG1, MG2 are controlled so that a request torque Tr* is output to a driven axis within the output tolerance (S120 to S128). For the hysteresis width His, width the absolute values of the output limit Wout is, smaller the input limit Win, that is, the more deteriorated the state of the battery becomes, the narrower its width becomes. Thus, when the state of the battery is proper, stable power can be outputted from the electric motor to the driven axis, and when the state of the battery is deteriorated, overcharging and overdischarging of the battery can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&amp;NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える動力出力装置およびその制御方法並びに自動車に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、このエンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に車軸に機械的に連結された駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに動力を入出力する第1モータと、駆動軸に動力を入出力する第2モータと、第1モータおよび第2モータと電力をやり取りするバッテリとを備える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、バッテリの充放電を伴わずにエンジンからの動力の全部を第1モータと第2モータとによりトルク変換して要求駆動力を駆動軸に出力できる他、バッテリの充放電を伴ってエンジンからの動力の一部または全部を第1モータと第2モータとによりトルク変換して要求駆動力を駆動軸に出力することができる。第1モータと第2モータは、バッテリの過充電や過放電を回避するためにバッテリの電力制限の範囲内で制限されるように駆動制御される。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−187577号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
こうした動力出力装置では、第2モータからの出力を、バッテリの電力制限と第1モータからの動力の入出力に伴ってバッテリから充放電される電力とに基づいて制限する必要があるが、前述のように第2モータは駆動軸に動力を入出力するから、駆動軸に安定した駆動力を出力できるように第2モータの出力制限を設定することが望ましい。一方で、バッテリの状態によってはバッテリの電力制限に対して電動機の出力制限を厳格に設定する必要がある。
【0005】
本発明の動力出力装置およびその制御方法は、バッテリなどの蓄電装置の状態を考慮しながら電動機からより安定した要求駆動力を駆動軸に入出力できるようにすることを目的の一つとする。また、本発明の自動車は、蓄電装置の状態を考慮しながら電動機からより安定した要求駆動力を駆動輪に接続された駆動軸に入出力できるようにすることを目的の一つとする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える動力出力装置であって、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段と前記電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段と、
前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、
該検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の電力制限を設定する電力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の状態に基づいて前記電動機の出力制限の設定態様を決定する設定態様決定手段と、
前記設定された蓄電手段の電力制限と前記電力入出力手段の目標出力と前記決定された設定態様とに基づいて前記電動機の出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記目標出力で前記電力入出力手段が運転されると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力入出力手段と前記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。
【0008】
この本発明の動力出力装置では、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の電力制限を設定すると共に駆動軸に動力を出力可能な電動機の出力制限の設定態様を決定して、この設定された蓄電手段の電力制限と,決定された電動機の出力制限の設定態様と,蓄電手段と電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段の目標出力とに基づいて電動機の出力制限を設定し、目標出力で電力入出力手段が運転されると共に設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が駆動軸に出力されるよう電力入出力手段と電動機とを制御する。この結果、蓄電手段の状態に応じた電動機の出力制限の設定態様で蓄電手段の出力制限と電力入出力手段の目標出力とから電動機の出力制限を設定して電動機を運転することができる。したがって、設定態様として電力入出力手段の出力変化に対して電動機の出力制限の変化を抑制する方向に電動機の出力制限を設定するものとすれば、電動機から安定した動力を駆動軸に出力でき、設定態様として電力入出力手段の出力変化に対して迅速に追従させる方向に電動機の出力制限を設定するものとすれば、蓄電手段の過充電や過放電をより確実に回避することが可能となる。
【0009】
こうした本発明の動力出力装置において、前記設定態様決定手段は、前記設定態様として前記電力入出力手段の出力変化に対する前記電動機の出力制限の変化を抑制する度合いを決定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の状態に応じて電動機からより安定した動力を駆動軸に出力することができる。
【0010】
また、本発明の動力出力装置において、前記出力制限設定手段は、前記電力入出力手段の目標出力と前記設定態様決定手段により決定された設定態様とに基づいて該電力入出力手段の仮の出力を導出すると共に該導出した仮の出力と前記設定された蓄電手段の電力制限とに基づいて前記電動機の出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記出力制限設定手段は、前記電力入出力手段の仮の出力と前記設定された蓄電手段の電力制限との差分を前記電動機の出力制限として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な演算処理により電動機の出力制限を設定することができる。
【0011】
電力入出力手段の仮の出力を導出する態様の本発明の動力出力装置において、前記設定態様決定手段は、前記設定態様として前記設定された蓄電手段の電力制限に基づいて前記電力入出力手段の目標出力を中心とした許容幅を決定する手段であり、前記出力制限設定手段は、前記許容幅の範囲内で略一定となるように前記電力入出力手段の仮の出力を導出して前記電動機の出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記出力制限設定手段は、前記電力入出力手段の仮の出力の前回値が前記決定された許容幅に収まるときには該前回値を用いて前記電動機の出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な処理で電動機の出力制限の頻繁な変更を抑制することができる。これらの態様の本発明の動力出力装置において、前記設定態様決定手段は、前記設定された蓄電手段の電力制限の範囲が狭くなるほど幅が狭くなる傾向で前記許容幅を決定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の電力制限の範囲が狭くなるほど電力入出力手段の仮の出力を目標出力に追従させるから、蓄電手段の過充電や過放電をより確実に回避することができる。
【0012】
また、本発明の動力出力装置において、前記状態検出手段は、前記蓄電手段の温度および/または前記蓄電手段の蓄電状態を検出する手段であるものとすることもできる。
【0013】
また、本発明の動力出力装置において、内燃機関を備え、前記電力入出力手段は、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段であり、前記制御手段は、要求駆動力に対応する駆動力を前記駆動軸に出力させるための前記内燃機関の目標動力と前記電力動力入出力手段の目標出力とを設定して該内燃機関と該電力動力入出力手段とを制御すると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で前記要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に入出力されるよう該電動機を制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸とに連結された3軸を有し該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他の軸に動力が入出力される3軸式動力入出力手段と、前記第3の軸に動力を入出力する発電機を備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1のロータと前記駆動軸に接続された第2のロータとを有し該第1のロータと該第2のロータとの電磁作用により電力を入出力可能な対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【0014】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える動力出力装置であって、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記蓄電手段と前記電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段と、前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、該検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の電力制限を設定する電力制限設定手段と、前記検出された蓄電手段の状態に基づいて前記電動機の出力制限の設定態様を決定する設定態様決定手段と、前記設定された蓄電手段の電力制限と前記電力入出力手段の目標出力と前記決定された設定態様とに基づいて前記電動機の出力制限を設定する出力制限設定手段と、前記目標出力で前記電力入出力手段が運転されると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力入出力手段と前記電動機を制御する制御手段とを備え、前記駆動軸は、駆動輪に接続されてなることを要旨とする。
【0015】
この本発明の自動車によれば、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を備えるから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、蓄電手段の状態に応じた電動機の出力制限の設定態様で蓄電手段の出力制限と電力入出力手段の目標出力とから電動機の出力制限を設定して電動機を運転することができる効果などを奏することができる。
【0016】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、該蓄電手段と該電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記蓄電手段の電力制限を設定し、
(b)該設定された蓄電手段の電力制限に基づいて前記電動機の出力制限の設定態様を決定し、
(c)前記設定された蓄電手段の電力制限と前記電力入出力手段の目標出力と前記決定された設定態様とに基づいて前記電動機の出力制限を設定し、
(d)前記目標出力で前記電力入出力手段が駆動制御されると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。
【0017】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の電力制限を設定すると共に駆動軸に動力を出力可能な電動機の出力制限の設定態様を決定して、この設定された蓄電手段の電力制限と,決定された電動機の出力制限の設定態様と,蓄電手段と電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段の目標出力とに基づいて電動機の出力制限を設定し、目標出力で電力入出力手段が運転されると共に設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が駆動軸に出力されるよう電力入出力手段と電動機とを制御するから、蓄電手段の状態に応じた電動機の出力制限の設定態様で蓄電手段の出力制限と電力入出力手段の目標出力とから電動機の出力制限を設定して電動機を運転することができる。したがって、設定態様として電力入出力手段の出力変化に対して電動機の出力制限の変化を抑制する方向に電動機の出力制限を設定するものとすれば、電動機から安定した動力を駆動軸に出力でき、設定態様として電力入出力手段の出力変化に対して迅速に追従させる方向に電動機の出力制限を設定するものとすれば、蓄電手段の過充電や過放電をより確実に回避することが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ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。
【0019】
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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に取り付けられた電流センサ53からの充放電電流Ib,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。このバッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサ53により検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて残容量(SOC)を演算している。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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2は、実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される運転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、8msec毎)に繰り返し実行される。
【0026】
運転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83からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,バッテリECU52からのバッテリ50の残容量SOCや電池温度Tb,エンジン22のクランクシャフト26の回転数Ne,モータMG1およびモータMG2の回転数Nm1,Nm2など制御に必要なデータを入力する処理を行なう(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により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計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。また、エンジン22の回転数Neは、モータMG1の回転数Nm1と、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Gr(モータMG2の回転数/リングギヤ軸32aの回転数)で割って得られるリングギヤ軸32aの回転数と、動力分配統合機構30のギヤ比ρ(サンギヤ歯数/リングギヤ歯数)とに基づいて計算されたものを入力するものとした。勿論、エンジン22のクランクシャフト26に回転数センサを取り付けて、直接検出されたものを用いるものとしても構わない。
【0027】
続いて、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*を設定すると共にエンジン22が出力すべき目標動力Pe*を設定する(ステップS102)。要求トルクTr*の設定は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め求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、要求トルク設定用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3に要求トルク設定用マップの一例を示す。エンジン22の目標動力Pe*の設定は、実施例では、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nr(k・V:kは換算係数)を乗じたものにバッテリ50の残容量SOCに応じて設定されるバッテリ50の充放電要求量Pb*とロスとを加算したものをエンジン22の目標動力Pe*として設定するものとした。
【0028】
リングギヤ軸32aへの要求トルクTr*とエンジン22の目標動力Pe*を設定すると、設定した要求動力Pe*を出力可能なエンジン22の運転ポイント(トルクと回転数とから定まるポイント)のうちエンジン22が効率よく運転できるポイントをエンジン22の目標トルクTe*と目標回転数Ne*として設定し(ステップS104)、設定したエンジン22の目標回転数Ne*とステップS100で入力したエンジン22の現在の回転数Neとにより次式(1)を用いてモータMG1の目標トルクTm1*を計算する(ステップS106)。ここで、「KP」は比例制御係数であり、「KI」は積分制御係数である。
【0029】
Tm1*=KP(Ne-Ne*)+KI∫(Ne-Ne*)dt (1)
【0030】
モータMG1の目標トルクTm1*が計算されると、このモータMG1の目標トルクTm1*とステップS102で設定された要求トルクTr*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとにより次式(2)を用いてモータMG2の目標トルクTm2*を設定する(ステップS108)。図4に動力分配統合機構30の回転要素を力学的に説明するための共線図である。図中R上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標トルクTe*および目標回転数Ne*の運転ポイントで定常運転しているときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクが減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。図4に示すように、モータMG2の目標トルクTm2*は、エンジン22からリングギヤ軸32aに伝達するトルクとモータMG2からリングギヤ軸32aに作用するトルクとの和のトルクが要求トルクTr*となるように設定すればよい。
【0031】
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (2)
【0032】
また、計算されたモータMG1の目標トルクTm1*とステップS100で入力したモータMG1の回転数Nm1との積にロスを加算してモータMG1から出力すべき目標出力Pm1を計算する(ステップS110)。そして、ステップS100で入力したバッテリ50の残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50の放電を制限する出力制限Woutと充電を制限する入力制限Winとを設定(放電の方向を正として設定)し(ステップS112)、バッテリ50の出力制限Wout,入力制限WinからモータMG1の出力を各々減じてモータMG2の出力制限を設定する際の上記モータMG1の出力(以下、これをモータMG1の仮出力Pm1hisと呼ぶ)の設定に用いるヒステリシス幅Hisをバッテリ50の出力制限Wout,入力制限Winとに基づいて設定する(ステップS114)。ヒステリシス幅Hisは、実施例では、バッテリ50の出力制限Woutおよび入力制限Winとヒステリシス幅Hisとの関係を求めてROM74に記憶しておき、出力制限Woutと入力制限Winとが与えられると、マップから対応するヒステリシス幅Hisを導出するものとした。このマップの一例を図5に示す。図中、図5(a)は出力制限Woutとヒステリシス幅Hisとの関係を示し、図5(b)は入力制限Winとヒステリシス幅Hisとの関係を示す。この例では、出力制限Woutから導出されるヒステリシス幅Hisと入力制限Winから導出されるヒステリシス幅Hisとのうち小さい方を設定するものとした。なお、実施例では、バッテリ50の出力制限Woutと入力制限Winは、バッテリ50の残容量SOCと電池温度Tbとに基づいて設定するものとしたが、いずれか一方のみに基づいて設定するものとしてもよいし、他のパラメータ(内部抵抗など)を用いて設定するものとしてもよい。
【0033】
ヒステリシス幅Hisが設定されると、設定されたヒステリシス幅Hisにより次式(3)を用いてモータMG1の仮出力Pm1hisを計算する(ステップS116)。式(3)中、「前回Pm1his」は前回の運転制御ルーチンのステップS116で計算されたモータMG1の仮出力である。図6にモータMG1の仮出力Pm1hisを設定する様子を示す。図6中実線はモータMG1の目標出力Pm1を示し、図6中破線はモータMG1の仮出力Pm1hisを示す。図6や式(3)に示すように、モータMG1の前回の仮出力(前回Pm1his)がモータMG1の目標出力Pm1を中心としたヒステリシス幅Hisの範囲内にあるときには、その前回の仮出力がモータMG1の仮出力Pm1hisとして設定され、前回の仮出力がヒステリシス幅Hisの範囲内にないときにはその範囲内となるように変更されてモータMG1の仮出力Pm1hisが設定される。モータMG1の仮出力Pm1hisは、モータMG2の出力制限である後述のモータMG2の出力許容範囲P2の設定に直接反映されるため、モータMG1の仮出力Pm1hisを目標出力Pm1を中心としたヒステリシス幅Hisの範囲内でできる限り一定となるように調整することにより、モータMG2の出力許容範囲P2が頻繁に変更されるのを防止できる。一方、モータMG1の仮出力Pm1hisは、ヒステリシス幅Hisが狭く設定されるほど、即ち、バッテリ50の出力制限Woutが小さいほど或いは入力制限Winが大きいほど(入力制限Winの絶対値が小さいほど)、モータMG1の目標出力Pm1に近い値として設定されるから、バッテリ50の状態が悪化してバッテリ50の出力制限Woutや入力制限Winの絶対値が小さくなったときにモータMG2の出力許容範囲P2の頻繁な変更を防止するためにモータMG1の仮出力Pm1hisを一定に保つことによって生じ得るバッテリ50の過放電や過充電をより確実に防止することができる。
【0034】
Pm1his=min(max(前回Pm1his,Pm1-His),Pm1+His) (3)
【0035】
こうしてモータMG1の仮出力Pm1hisが設定されると、ステップS112で設定されたバッテリ50の出力制限Wout,入力制限Winから、設定された仮出力Pm1hisを各々減じてモータMG2の出力下限値と出力上限値とを計算して出力許容範囲P2を設定すると共に(ステップS118)、出力許容範囲P2におけるモータMG2の出力下限値と出力下限値とをモータMG2の回転数Nm2で割ってモータMG2のトルク下限値とトルク上限値とを計算してトルク許容範囲T2を設定する(ステップS120)。
【0036】
モータMG2のトルク許容範囲T2を設定すると、ステップS108で設定されたモータMG2の目標トルクTm2*がトルク許容範囲T2内にあるか否かを判定し(ステップS122)、目標トルクTm2*がトルク許容範囲T2内にあると判定されると、モータMG2の目標トルクTm2*を変更することなくエンジン22の目標トルクTe*をエンジンECU24に出力すると共にモータMG1,MG2の目標トルクTm1*,Tm2*をモータECU40に出力する処理を行なって(ステップS128)、本ルーチンを終了する。一方、目標トルクTm2*がトルク許容範囲T2内にないと判定されると、目標トルクTm2*がトルク許容範囲T2の下限値(Win−Pm1his)よりも小さいときには目標トルクTm2*をトルク許容範囲T2の下限値に変更し(ステップS124)、目標トルクTm2*がトルク許容範囲T2の上限値(Wout−Pm1his)よりも大きいときには目標トルクTm2*をトルク許容範囲T2の上限値に変更することにより(ステップS126)、モータMG2の目標トルクTm2*をバッテリ50の出力制限Wout,入力制限Winの範囲内でモータMG2から出力してもよいトルクに変更してエンジン22の目標トルクTe*,モータMG1,MG2の目標トルクTm1*,Tm2*を各ECUに出力して(ステップS128)、本ルーチンを終了する。これにより、目標トルクTe*を受け取ったエンジンECU24は、エンジン22から目標トルクTe*に見合うトルクが出力されるよう点火制御や燃料噴射制御などの制御を行なう。また、目標トルクTm1*,Tm2*を受け取ったモータECU40は、目標トルクTm1*に見合うトルクがモータMG1から出力され、目標トルクTm2*に見合うトルクがモータMG2から出力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。
【0037】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータMG2の出力許容範囲P2(トルク許容範囲T2)の頻繁な変更を防止するために設定されるモータMG1の出力のヒステリシス幅Hisを、バッテリ50の残容量SOCや電池温度Tbなどの状態に対応するバッテリ50の出力制限Woutが小さいほど或いは入力制限値Winの絶対値が小さいほど狭い幅として設定するから、バッテリ50の状態が良好なときには広いヒステリシス幅HisによりモータMG2の出力許容範囲P2が頻繁に変更されないようにしてモータMG2の安定した動力の出力を確保でき、バッテリ50の状態が良好でないときには狭いヒステリシス幅Hisによりバッテリ50の過充電や過放電を防止することができる。
【0038】
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の出力制限Woutに対応するヒステリシス幅Hisとバッテリ50の入力制限Winに対応するヒステリシス幅Hisとをそれぞれ導出してこれらのうちの小さい方を用いるものとしたが、バッテリ50の出力制限Wout,入力制限Winの一方のみから導出されたヒステリシス幅Hisを用いるものとしてもよいし、バッテリ50の出力制限Woutと入力制限Winとの偏差に基づいてヒステリシス幅Hisを導出して用いるものとしてもよい。図7に、バッテリ50の出力制限Woutと入力制限Winとの偏差ΔWとヒステリシス幅Hisとの関係を示すマップの一例を示す。
【0039】
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1の目標出力Pm1を中心としたヒステリシス幅Hisの範囲内で一定となるようモータMG1の仮出力Pm1hisを設定し、この仮出力Pm1hisとバッテリ50の出力制限Wout,入力制限Winとの偏差によりモータMG2の出力を制限するものとしたが、モータMG2の出力制限の頻繁な変更(振動)を抑制できれば、他の処理、例えば、モータMG1の目標出力Pm1に対してなまし処理を施して仮出力Pm1hisを設定し、この仮出力Pm1hisとバッテリ50の出力制限Wout,入力制限Winとの偏差によりモータMG2の出力を制限するものとしてもよい。このとき、バッテリ50の状態に対応する出力制限Wout,入力制限Winに応じてなましの程度を変更するものとすれば、実施例のハイブリッド自動車20と同様にバッテリ50の状態が良好でないときのバッテリ50の過放電や過充電を効果的に回避できる。
【0040】
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8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8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。
【0041】
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9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。
【0042】
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22とバッテリと電力をやり取りする二つのモータMG1,MG2とを備えるものとして構成するものとしたが、バッテリなどの蓄電装置の充放電を伴って駆動軸に動力を入出力可能なモータとバッテリから電力を入出力可能な電気機器と備えるものであれば、他の自動車であってもよいし、自動車以外の列車や船舶などの移動体として構成するものとしてもよい。
【0043】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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。
【図2】 実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図3】 アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を示すマップである。
【図4】 動力分配統合機構30の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図5】 バッテリ50の入出力制限Win,Woutとヒステリシス幅Hisとの関係を示すマップである。
【図6】 モータMG1の仮出力Pm1hisが設定される様子を説明する説明図である。
【図7】 バッテリ50の入出力制限幅ΔWとヒステリシス幅Hisとの関係を示すマップである。
【図8】 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。
【図9】 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。
【符号の説明】
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)、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、35,135 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)、53 電流センサ、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b,64a,64b 駆動輪、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、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。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power output device, a control method thereof, and an automobile, and more particularly, to a power output device including an electric motor capable of outputting power to a drive shaft, a control method thereof, and an automobile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of power output device, an engine, a planetary gear mechanism in which a carrier is connected to a crankshaft of the engine and a ring gear is connected to a drive shaft mechanically coupled to an axle, and a planetary gear mechanism A first motor that inputs and outputs power to the sun gear, a second motor that inputs and outputs power to the drive shaft, and a battery that exchanges power with the first motor and the second motor has been proposed (for example, , See Patent Document 1). In this device, all of the power from the engine can be torque-converted by the first motor and the second motor without charging / discharging the battery, and the required driving force can be output to the drive shaft. A part or all of the power from the engine can be torque-converted by the first motor and the second motor to output the required driving force to the drive shaft. The first motor and the second motor are controlled so as to be limited within the range of the battery power limit in order to avoid overcharging and overdischarging of the battery.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-187777 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a power output apparatus, it is necessary to limit the output from the second motor based on the power limit of the battery and the power charged / discharged from the battery in accordance with the power input / output from the first motor. Thus, since the second motor inputs and outputs power to the drive shaft, it is desirable to set the output limit of the second motor so that a stable drive force can be output to the drive shaft. On the other hand, depending on the state of the battery, it is necessary to strictly set the output limit of the motor with respect to the power limit of the battery.
[0005]
The power output device and the control method thereof according to the present invention have an object to enable more stable required driving force to be input / output from / to the drive shaft while considering the state of the power storage device such as a battery. Another object of the present invention is to make it possible to input and output a more stable required driving force from an electric motor to a driving shaft connected to driving wheels while considering the state of a power storage device.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The power output apparatus, the control method thereof, and the automobile of the present invention employ the following means in order to achieve at least part of the above-described object.
[0007]
The power output apparatus of the present invention is
A power output device including an electric motor capable of outputting power to a drive shaft,
Power storage means capable of exchanging power with the motor;
Power input / output means for inputting / outputting electric power to / from an electric power system including the power storage means and the electric motor;
State detecting means for detecting the state of the power storage means;
Power limit setting means for setting a power limit of the power storage means based on the detected state of the power storage means;
Setting mode determining means for determining a setting mode of output restriction of the electric motor based on the detected state of the power storage means;
Output limit setting means for setting the output limit of the motor based on the set power limit of the power storage means, the target output of the power input / output means, and the determined setting mode;
The power input / output means and the power input / output means are operated so that the power input / output means is operated at the target output and the driving force corresponding to the required driving force is output to the drive shaft within the set output limit of the electric motor. Control means for controlling the motor;
It is a summary to provide.
[0008]
In the power output device of the present invention, the power limit of the power storage unit is set based on the state of the power storage unit, and the setting mode of the output limit of the electric motor capable of outputting power to the drive shaft is determined, and the set power storage The output limit of the motor based on the power limit of the means, the determined setting of the output limit of the motor, and the target output of the power input / output means for inputting / outputting power to / from the power system including the power storage means and the motor The power input / output means and the motor are operated so that the power input / output means is operated at the target output and the driving force corresponding to the required driving force is output to the drive shaft within the set output limit of the motor. To control. As a result, the motor can be operated by setting the output limit of the motor from the output limit of the power storage means and the target output of the power input / output means in the mode of setting the output limit of the motor according to the state of the power storage means. Therefore, if the motor output limit is set in a direction to suppress the change in the motor output limit with respect to the output change of the power input / output means as the setting mode, stable power can be output from the motor to the drive shaft. If the motor output limit is set in a direction to quickly follow the output change of the power input / output means as the setting mode, it is possible to more reliably avoid overcharge and overdischarge of the power storage means. .
[0009]
In such a power output apparatus of the present invention, the setting mode determining means is a means for determining the degree of suppressing the change in the output limit of the motor with respect to the output change of the power input / output means as the setting mode. You can also. If it carries out like this, the more stable motive power can be output to a drive shaft from an electric motor according to the state of an electrical storage means.
[0010]
Further, in the power output apparatus of the present invention, the output restriction setting means is a temporary output of the power input / output means based on the target output of the power input / output means and the setting aspect determined by the setting aspect determination means. And a means for setting the output limit of the electric motor based on the derived temporary output and the set power limit of the power storage means. In this aspect of the power output apparatus of the present invention, the output limit setting means sets the difference between the temporary output of the power input / output means and the set power limit of the power storage means as the output limit of the electric motor. It can also be assumed. In this way, the output limit of the electric motor can be set by simpler arithmetic processing.
[0011]
In the power output apparatus of the present invention of a mode for deriving a temporary output of the power input / output unit, the setting mode determination unit is configured to set the power input / output unit of the power input / output unit based on the power limit of the power storage unit set as the setting mode. A means for determining an allowable width centered on a target output, wherein the output limit setting means derives a temporary output of the power input / output means so as to be substantially constant within the range of the allowable width; It is also possible to use a means for setting the output limit. In this aspect of the power output apparatus of the present invention, the output restriction setting means uses the previous value when the previous value of the tentative output of the power input / output means falls within the determined allowable range. It can also be a means for setting a limit. In this way, frequent changes in the output limit of the motor can be suppressed with simpler processing. In the power output device of the present invention of these aspects, the setting aspect determining means is a means for determining the allowable width in such a manner that the width is narrowed as the power limit range of the set power storage means is narrowed. You can also By doing so, the temporary output of the power input / output means follows the target output as the range of power limitation of the power storage means becomes narrower, so that overcharge and overdischarge of the power storage means can be avoided more reliably.
[0012]
In the power output apparatus of the present invention, the state detection means may be means for detecting the temperature of the power storage means and / or the power storage state of the power storage means.
[0013]
The power output apparatus of the present invention further includes an internal combustion engine, wherein the power input / output means outputs at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power. Input / output means, and the control means sets a target power of the internal combustion engine and a target output of the power power input / output means for outputting a driving force corresponding to a required driving force to the driving shaft, and The internal combustion engine and the electric power drive input / output means are controlled, and the electric motor is controlled so that a driving force corresponding to the required driving force is input / output to / from the driving shaft within the set output limit of the electric motor. It can also be a means. In this aspect of the power output apparatus of the present invention, the power input / output means has three shafts connected to the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine. A means comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from another shaft based on power input / output to / from any two axes; and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft. The power power input / output means may include a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft. It may be a counter-rotor motor capable of inputting and outputting electric power by electromagnetic action between the rotor and the second rotor.
[0014]
The automobile of the present invention is a power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, a power output apparatus basically including an electric motor capable of outputting power to a drive shaft, wherein the electric power is supplied to the electric motor. Power storage means capable of exchange, power input / output means for inputting / outputting electric power to / from an electric power system including the power storage means and the electric motor, state detection means for detecting the state of the power storage means, and the detected power storage A power limit setting means for setting a power limit of the power storage means based on the state of the means; a setting mode determination means for determining a setting mode of the output limit of the motor based on the detected state of the power storage means; Output limit setting means for setting an output limit of the electric motor based on the set power limit of the power storage means, the target output of the power input / output means, and the determined setting mode; and the power input / output by the target output The power input / output means and the control means for controlling the motor so that the driving force corresponding to the required driving force is output to the drive shaft within the range of the set output limit of the motor. And the driving shaft is connected to driving wheels.
[0015]
According to the automobile of the present invention, the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is provided, so that the effect of the power output device of the present invention, for example, the output limitation of the electric motor according to the state of the power storage means. In the setting mode, it is possible to set the output limit of the electric motor from the output limit of the power storage unit and the target output of the power input / output unit, and to have an effect of operating the electric motor.
[0016]
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
Power provided with a motor capable of outputting power to the drive shaft, power storage means capable of exchanging power with the motor, and power input / output means for inputting / outputting power to / from a power system including the power storage means and the motor An output device control method comprising:
(A) setting a power limit for the power storage means;
(B) determining an output limit setting mode of the electric motor based on the set power limit of the power storage means;
(C) setting the output limit of the electric motor based on the set power limit of the power storage means, the target output of the power input / output means, and the determined setting mode;
(D) The electric power input / output means is driven and controlled with the target output, and the electric motor is controlled so that a driving force corresponding to a required driving force is output to the driving shaft within the set output limit of the electric motor. Drive control
This is the gist.
[0017]
According to the control method of the power output device of the present invention, the power limit of the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the setting mode of the output limit of the electric motor capable of outputting power to the drive shaft is determined, Based on the set power limit of the storage means, the determined setting of the output limit of the motor, and the target output of the power input / output means for inputting / outputting power to / from the power system including the storage means and the motor The motor output limit is set, the power input / output means is operated at the target output, and the power is input so that the drive force corresponding to the required drive force is output to the drive shaft within the set range of the motor output limit. Since the output means and the motor are controlled, the motor output limit is set from the output limit of the power storage means and the target output of the power input / output means in the setting mode of the output limit of the motor according to the state of the power storage means. drive Door can be. Therefore, if the motor output limit is set in a direction to suppress the change in the motor output limit with respect to the output change of the power input / output means as the setting mode, stable power can be output from the motor to the drive shaft. If the motor output limit is set in a direction to quickly follow the output change of the power input / output means as the setting mode, it is possible to more reliably avoid overcharge and overdischarge of the power storage means. .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described using examples. 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.
[0019]
The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) that receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22. ) 24 is subjected to operation control such as fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control and the like. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control. Output to unit 70.
[0020]
The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 arranged 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.
[0021]
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.
[0022]
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 the terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current Ib from the attached current sensor 53, the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input, and data regarding the state of the battery 50 is communicated by communication as necessary. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current Ib detected by the current sensor 53 in order to manage the battery 50.
[0023]
The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72. In addition to the CPU 72, a ROM 74 that stores processing programs, a RAM 76 that temporarily stores data, an input / output port and communication (not shown), and the like. 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 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.
[0024]
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.
[0025]
Next, the operation of the thus configured hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec).
[0026]
When the operation 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 83, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the remaining capacity SOC of the battery 50 from the battery ECU 52, Processing for inputting data necessary for control, such as battery temperature Tb, rotation speed Ne of crankshaft 26 of engine 22, rotation speeds Nm1 and Nm2 of motor MG1 and motor MG2, is performed (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 rotational speed Ne of the engine 22 is obtained by dividing the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 (the rotational speed of the motor MG2 / the rotational speed of the ring gear shaft 32a). The rotation speed of the ring gear shaft 32a and the gear ratio ρ (number of sun gear teeth / number of ring gear teeth) of the power distribution and integration mechanism 30 are input. Of course, it is also possible to attach a rotation speed sensor to the crankshaft 26 of the engine 22 and use what is directly detected.
[0027]
Subsequently, the required torque Tr * required for the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the target power Pe * to be output by the engine 22 is set (step S102). . In the embodiment, the required torque Tr * is set by preliminarily obtaining the relationship among the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * and storing it in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc and the vehicle speed. When V is given, the corresponding required torque Tr * is derived and set from the required torque setting map. FIG. 3 shows an example of the required torque setting map. In the embodiment, the target power Pe * of the engine 22 is set by multiplying the set required torque Tr * by the rotation speed Nr (k · V: k is a conversion factor) of the ring gear shaft 32a and the remaining capacity SOC of the battery 50. The sum of the required charge / discharge amount Pb * of the battery 50 and the loss set in accordance with is set as the target power Pe * of the engine 22.
[0028]
When the required torque Tr * for the ring gear shaft 32a and the target power Pe * of the engine 22 are set, the engine 22 among the operating points of the engine 22 (a point determined from the torque and the rotational speed) that can output the set required power Pe *. Is set as the target torque Te * and target rotational speed Ne * of the engine 22 (step S104), and the set target rotational speed Ne * of the engine 22 and the current rotational speed of the engine 22 input in step S100 are set. The target torque Tm1 * of the motor MG1 is calculated using the following formula (1) with the number Ne (step S106). Here, “KP” is a proportional control coefficient, and “KI” is an integral control coefficient.
[0029]
Tm1 * = KP (Ne-Ne *) + KI∫ (Ne-Ne *) dt (1)
[0030]
When the target torque Tm1 * of the motor MG1 is calculated, the target torque Tm1 * of the motor MG1, the required torque Tr * set in step S102, the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, and the gear ratio Gr of the reduction gear 35 are calculated. Thus, the target torque Tm2 * of the motor MG2 is set using the following equation (2) (step S108). FIG. 4 is a collinear diagram for dynamically explaining the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. Two thick arrows on R in the figure indicate that the torque Te * output from the engine 22 is transmitted to the ring gear shaft 32a when the engine 22 is in steady operation at the operation point of the target torque Te * and the target rotational speed Ne *. And the torque that the torque output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35. As shown in FIG. 4, the target torque Tm2 * of the motor MG2 is such that the sum of the torque transmitted from the engine 22 to the ring gear shaft 32a and the torque acting on the ring gear shaft 32a from the motor MG2 becomes the required torque Tr *. Should be set.
[0031]
Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (2)
[0032]
Further, a loss is added to the product of the calculated target torque Tm1 * of the motor MG1 and the rotation speed Nm1 of the motor MG1 input in step S100 to calculate a target output Pm1 to be output from the motor MG1 (step S110). Then, based on the remaining capacity SOC of the battery 50 and the battery temperature Tb input in step S100, the output limit Wout for limiting the discharge of the battery 50 and the input limit Win for limiting the charge are set (the discharge direction is set as positive). (Step S112), the output of the motor MG1 when setting the output limit of the motor MG2 by subtracting the output of the motor MG1 from the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 (hereinafter referred to as the provisional value of the motor MG1). The hysteresis width His used for setting the output Pm1his is set based on the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 (step S114). In the embodiment, the hysteresis width His is obtained by calculating the relationship between the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 and the hysteresis width His and storing them in the ROM 74. When the output limit Wout and the input limit Win are given, From this, the corresponding hysteresis width His was derived. An example of this map is shown in FIG. 5A shows the relationship between the output limit Wout and the hysteresis width His, and FIG. 5B shows the relationship between the input limit Win and the hysteresis width His. In this example, the smaller one of the hysteresis width His derived from the output limit Wout and the hysteresis width His derived from the input limit Win is set. In the embodiment, the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 are set based on the remaining capacity SOC of the battery 50 and the battery temperature Tb, but are set based on only one of them. Alternatively, it may be set using other parameters (such as internal resistance).
[0033]
When the hysteresis width His is set, the temporary output Pm1his of the motor MG1 is calculated using the following equation (3) based on the set hysteresis width His (step S116). In equation (3), “previous Pm1his” is the temporary output of the motor MG1 calculated in step S116 of the previous operation control routine. FIG. 6 shows how the provisional output Pm1his of the motor MG1 is set. A solid line in FIG. 6 indicates the target output Pm1 of the motor MG1, and a broken line in FIG. 6 indicates the temporary output Pm1his of the motor MG1. As shown in FIG. 6 and Expression (3), when the previous temporary output (previous Pm1his) of the motor MG1 is within the range of the hysteresis width His centering on the target output Pm1 of the motor MG1, the previous temporary output is The temporary output Pm1his of the motor MG1 is set as the temporary output Pm1his of the motor MG1 and is changed to be within the range when the previous temporary output is not within the range of the hysteresis width His. Since the temporary output Pm1his of the motor MG1 is directly reflected in the setting of the output allowable range P2 of the motor MG2, which will be described later, which is the output limit of the motor MG2, the hysteresis width His centered on the target output Pm1 is the temporary output Pm1his of the motor MG1. By adjusting so as to be as constant as possible within the range, it is possible to prevent the output allowable range P2 of the motor MG2 from being frequently changed. On the other hand, the temporary output Pm1his of the motor MG1 is set such that the smaller the hysteresis width His is set, that is, the smaller the output limit Wout of the battery 50 or the larger the input limit Win (the smaller the absolute value of the input limit Win). Since it is set as a value close to the target output Pm1 of the motor MG1, when the state of the battery 50 deteriorates and the absolute value of the output limit Wout or the input limit Win of the battery 50 decreases, the output allowable range P2 of the motor MG2 In order to prevent frequent changes, overdischarge and overcharge of the battery 50 that can occur by keeping the temporary output Pm1his of the motor MG1 constant can be prevented more reliably.
[0034]
Pm1his = min (max (previous Pm1his, Pm1-His), Pm1 + His) (3)
[0035]
When the temporary output Pm1his of the motor MG1 is set in this way, the set temporary output Pm1his is subtracted from the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 set in step S112, respectively, and the output lower limit value and the output upper limit value of the motor MG2 are set. Is calculated to set the output allowable range P2 (step S118), and the motor lower limit value and the output lower limit value of the motor MG2 in the output allowable range P2 are divided by the rotation speed Nm2 of the motor MG2 to reduce the torque lower limit of the motor MG2. The torque allowable range T2 is set by calculating the value and the torque upper limit value (step S120).
[0036]
When the allowable torque range T2 of the motor MG2 is set, it is determined whether or not the target torque Tm2 * of the motor MG2 set in step S108 is within the allowable torque range T2 (step S122), and the target torque Tm2 * is the allowable torque. If determined to be within the range T2, the target torque Te * of the engine 22 is output to the engine ECU 24 without changing the target torque Tm2 * of the motor MG2, and the target torques Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are set. Processing to output to the motor ECU 40 is performed (step S128), and this routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the target torque Tm2 * is not within the allowable torque range T2, when the target torque Tm2 * is smaller than the lower limit value (Win-Pm1his) of the allowable torque range T2, the target torque Tm2 * is set to the allowable torque range T2. (Step S124), and when the target torque Tm2 * is larger than the upper limit value (Wout-Pm1his) of the allowable torque range T2, the target torque Tm2 * is changed to the upper limit value of the allowable torque range T2 ( In step S126), the target torque Tm2 * of the motor MG2 is changed to a torque that may be output from the motor MG2 within the range of the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50, and the target torque Te * of the engine 22 and the motor MG1, The target torques Tm1 * and Tm2 * of MG2 are output to each ECU (step S1 8), and ends the present routine. Thus, the engine ECU 24 that has received the target torque Te * performs control such as ignition control and fuel injection control so that torque corresponding to the target torque Te * is output from the engine 22. The motor ECU 40 that has received the target torques Tm1 * and Tm2 * outputs torque corresponding to the target torque Tm1 * from the motor MG1 and outputs torque corresponding to the target torque Tm2 * from the motor MG2. Switching control of the switching element is performed.
[0037]
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the hysteresis width His of the output of the motor MG1 set in order to prevent frequent change of the output allowable range P2 (torque allowable range T2) of the motor MG2 is set to the battery 50. Since the smaller the output limit Wout of the battery 50 corresponding to the state of the remaining capacity SOC and the battery temperature Tb or the smaller the absolute value of the input limit value Win, the narrower width is set. The stable output of the motor MG2 can be secured by preventing the output allowable range P2 of the motor MG2 from being frequently changed by the hysteresis width His, and when the battery 50 is not in good condition, the battery 50 is overcharged by the narrow hysteresis width His. Overdischarge can be prevented.
[0038]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the hysteresis width His corresponding to the output limit Wout of the battery 50 and the hysteresis width His corresponding to the input limit Win of the battery 50 are derived, and the smaller one of these is used. However, the hysteresis width His derived from only one of the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 may be used, or the hysteresis width His is determined based on the deviation between the output limit Wout of the battery 50 and the input limit Win. It may be derived and used. FIG. 7 shows an example of a map showing the relationship between the deviation ΔW between the output limit Wout and the input limit Win of the battery 50 and the hysteresis width His.
[0039]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the temporary output Pm1his of the motor MG1 is set to be constant within the range of the hysteresis width His centered on the target output Pm1 of the motor MG1, and this temporary output Pm1his and the output limit Wout of the battery 50 are set. The output of the motor MG2 is limited by deviation from the input limit Win. However, if frequent change (vibration) of the output limit of the motor MG2 can be suppressed, other processing, for example, for the target output Pm1 of the motor MG1 A temporary output Pm1his may be set by performing an annealing process, and the output of the motor MG2 may be limited by a deviation between the temporary output Pm1his, the output limit Wout of the battery 50, and the input limit Win. At this time, if the degree of annealing is changed in accordance with the output limit Wout and the input limit Win corresponding to the state of the battery 50, the state of the battery 50 is not good as in the hybrid vehicle 20 of the embodiment. Overdischarge and overcharge of the battery 50 can be effectively avoided.
[0040]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. May be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 8) 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).
[0041]
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.
[0042]
The hybrid vehicle 20 according to the embodiment is configured to include the two motors MG1 and MG2 that exchange power with the engine 22 and the battery. However, the drive shaft is powered by charging and discharging of a power storage device such as a battery. As long as it is equipped with a motor that can input and output power and an electric device that can input and output power from a battery, it may be another automobile, or may be configured as a moving body such as a train or ship other than an automobile Good.
[0043]
The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment.
FIG. 3 is a map showing a relationship among an accelerator opening Acc, a vehicle speed V, and a required torque Tr *.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram for dynamically explaining rotational elements of the power distribution and integration mechanism 30;
FIG. 5 is a map showing the relationship between input / output limits Win and Wout of battery 50 and hysteresis width His.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a state where a temporary output Pm1his of a motor MG1 is set.
7 is a map showing a relationship between an input / output limit width ΔW and a hysteresis width His of a battery 50. FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification.
FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.
[Explanation of symbols]
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 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, 135 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51 Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 53 Current sensor, 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b drive wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch , 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 rotor motor, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2 motor .

Claims (12)

駆動軸に動力を出力可能な電動機を備える動力出力装置であって、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段と前記電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段と、
前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段と、
該検出された蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の電力制限を設定する電力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の状態に基づいて前記電力入出力手段の出力変化に対する前記電動機の出力制限の変化を抑制する度合を決定する抑制度合決定手段と、
前記設定された蓄電手段の電力制限と前記電力入出力手段の目標出力と前記決定された度合とに基づいて前記電動機の出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記目標出力で前記電力入出力手段が運転されると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電力入出力手段と前記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 including an electric motor capable of outputting power to a drive shaft,
Power storage means capable of exchanging power with the motor;
Power input / output means for inputting / outputting electric power to / from an electric power system including the power storage means and the electric motor;
State detecting means for detecting the state of the power storage means;
Power limit setting means for setting a power limit of the power storage means based on the detected state of the power storage means;
A degree-of-suppression determining unit that determines a degree of suppressing a change in the output limit of the electric motor with respect to a change in the output of the power input / output unit based on the detected state of the power storage unit ;
Output limit setting means for setting the output limit of the electric motor based on the set power limit of the power storage means, the target output of the power input / output means and the determined degree ;
The power input / output means and the power input / output means are operated so that the power input / output means is operated at the target output and the driving force corresponding to the required driving force is output to the drive shaft within the set output limit of the motor A power output device comprising: control means for controlling the electric motor.
前記出力制限設定手段は、前記電力入出力手段の目標出力と前記決定された度合とに基づいて該電力入出力手段の仮の出力を導出すると共に該導出した仮の出力と前記設定された蓄電手段の電力制限とに基づいて前記電動機の出力制限を設定する手段である請求項記載の動力出力装置。The output restriction setting means derives a temporary output of the power input / output means based on the target output of the power input / output means and the determined degree, and the derived temporary output and the set power storage The power output apparatus according to claim 1 , wherein the power output device is a means for setting an output limit of the electric motor based on a power limit of the means. 前記出力制限設定手段は、前記電力入出力手段の仮の出力と前記設定された蓄電手段の電力制限との差分を前記電動機の出力制限として設定する手段である請求項記載の動力出力装置。The power output apparatus according to claim 2 , wherein the output limit setting means is a means for setting a difference between the temporary output of the power input / output means and the set power limit of the power storage means as an output limit of the electric motor. 請求項2または3記載の動力出力装置であって、
前記抑制度合決定手段は、前記状態検出手段により検出された蓄電手段の状態に基づいて前記電力制限設定手段により設定された蓄電手段の電力制限に基づいて前記電力入出力手段の目標出力を中心とした許容幅を決定する手段であり、
前記出力制限設定手段は、前記許容幅の範囲内で略一定となるように前記電力入出力手段の仮の出力を導出して前記電動機の出力制限を設定する手段である
動力出力装置。
The power output device according to claim 2 or 3 ,
The degree-of-suppression determination means centered on the target output of the power input / output means based on the power limit of the power storage means set by the power limit setting means based on the state of the power storage means detected by the state detection means. Is a means for determining the allowable width,
The output limit setting means is means for deriving a temporary output of the power input / output means to set an output limit of the electric motor so as to be substantially constant within the allowable range.
前記出力制限設定手段は、前記電力入出力手段の仮の出力の前回値が前記決定された許容幅に収まるときには該前回値を用いて前記電動機の出力制限を設定する手段である請求項記載の動力出力装置。The output limit setting means, according to claim 4, wherein when the previous value of the output of the temporary the power input output falls on the determined tolerance band is a means for setting the output limit of the motor by using the previous value Power output device. 前記抑制度合決定手段は、前記設定された蓄電手段の電力制限の範囲が狭くなるほど幅が狭くなる傾向で前記許容幅を決定する手段である請求項4または5記載の動力出力装置。The power output apparatus according to claim 4 or 5, wherein the suppression degree determining means is means for determining the allowable width in such a manner that the width becomes narrower as the set power limit range of the power storage means becomes narrower. 前記状態検出手段は、前記蓄電手段の温度および/または前記蓄電手段の蓄電状態を検出する手段である請求項1ないし6いずれか記載の動力出力装置。The power output apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the state detection means is means for detecting a temperature of the power storage means and / or a power storage state of the power storage means. 請求項1ないし7いずれか記載の動力出力装置であって、
内燃機関を備え、
前記電力入出力手段は、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段であり、
前記制御手段は、要求駆動力に対応する駆動力を前記駆動軸に出力させるための前記内燃機関の目標動力と前記電力動力入出力手段の目標出力とを設定して該内燃機関と該電力動力入出力手段とを制御すると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で前記要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に入出力されるよう該電動機を制御する手段である
動力出力装置。
The power output device according to any one of claims 1 to 7 ,
An internal combustion engine,
The power input / output means is power power input / output means for outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power.
The control means sets a target power of the internal combustion engine and a target output of the power power input / output means for causing the drive shaft to output a driving power corresponding to the required driving power, and the internal combustion engine and the power power. A power output device that controls the motor so that a driving force corresponding to the required driving force is input to and output from the drive shaft within a range of the set output limit of the motor. .
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸とに連結された3軸を有し該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他の軸に動力が入出力される3軸式動力入出力手段と、前記第3の軸に動力を入出力する発電機を備える手段である請求項1ないし8いずれか記載の動力出力装置。The power power input / output means has three shafts connected to the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third shaft, and is used for power input / output to / from any two of the three shafts. The power output according to any one of claims 1 to 8 , comprising: a three-shaft power input / output means for inputting / outputting power to / from another shaft on the basis thereof; and a generator for inputting / outputting power to the third shaft apparatus. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1のロータと前記駆動軸に接続された第2のロータとを有し該第1のロータと該第2のロータとの電磁作用により電力を入出力可能な対ロータ電動機である請求項1ないし8いずれか記載の動力出力装置。The electric power drive input / output means includes a first rotor connected to an output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft. The first rotor and the second rotor The power output apparatus according to claim 1 , wherein the power output apparatus is a counter-rotor electric motor capable of inputting and outputting electric power by electromagnetic action. 請求項1ないし10いずれか記載の動力出力装置を備える自動車であって、
前記駆動軸は、駆動輪に接続されてなる
自動車。
An automobile comprising the power output device according to any one of claims 1 to 10 ,
The drive shaft is an automobile connected to drive wheels.
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、該蓄電手段と該電動機とを含む電力系に対して電力を入出力する電力入出力手段とを備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記蓄電手段の電力制限を設定し、
(b)該設定された蓄電手段の電力制限に基づいて前記電力入出力手段の出力変化に対する前記電動機の出力制限の変化を抑制する度合を決定し、
(c)前記設定された蓄電手段の電力制限と前記電力入出力手段の目標出力と前記決定された度合とに基づいて前記電動機の出力制限を設定し、
(d)前記目標出力で前記電力入出力手段が駆動制御されると共に前記設定された電動機の出力制限の範囲内で要求駆動力に対応する駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する
動力出力装置の制御方法。
Power provided with a motor capable of outputting power to the drive shaft, power storage means capable of exchanging power with the motor, and power input / output means for inputting / outputting power to / from a power system including the power storage means and the motor An output device control method comprising:
(A) setting a power limit for the power storage means;
(B) determining a degree of suppressing a change in the output limit of the motor with respect to a change in the output of the power input / output unit based on the set power limit of the power storage unit;
(C) setting the output limit of the motor based on the set power limit of the power storage means, the target output of the power input / output means and the determined degree ;
(D) The electric power input / output means is driven and controlled with the target output, and the electric motor is controlled so that a driving force corresponding to a required driving force is output to the driving shaft within the set output limit of the electric motor. A method for controlling the power output device for driving control.
JP2003154504A 2003-05-30 2003-05-30 POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE Expired - Fee Related JP3912332B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003154504A JP3912332B2 (en) 2003-05-30 2003-05-30 POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003154504A JP3912332B2 (en) 2003-05-30 2003-05-30 POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004357459A JP2004357459A (en) 2004-12-16
JP3912332B2 true JP3912332B2 (en) 2007-05-09

Family

ID=34049145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003154504A Expired - Fee Related JP3912332B2 (en) 2003-05-30 2003-05-30 POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3912332B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4220961B2 (en) 2004-12-28 2009-02-04 トヨタ自動車株式会社 Power output apparatus, automobile equipped with the same, control apparatus for power output apparatus, and control method for power output apparatus
JP2007314052A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Nikkari Co Ltd Hybrid type rail carrier
JP5026808B2 (en) * 2007-01-30 2012-09-19 トヨタ自動車株式会社 POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, VEHICLE, AND DRIVE DEVICE
JP4321619B2 (en) 2007-03-30 2009-08-26 トヨタ自動車株式会社 Vehicle and control method thereof
JP5176862B2 (en) * 2008-10-20 2013-04-03 トヨタ自動車株式会社 POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP5115444B2 (en) * 2008-10-21 2013-01-09 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle and control method thereof
JP5045736B2 (en) 2009-12-04 2012-10-10 株式会社豊田自動織機 Industrial vehicle travel control device
KR101172320B1 (en) 2010-12-06 2012-08-07 기아자동차주식회사 Method and system for controlling torque of hybrid vehicle provided with two motors
JP5267734B2 (en) * 2011-02-15 2013-08-21 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle and control method thereof
JP5716694B2 (en) 2012-03-01 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004357459A (en) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3945370B2 (en) Car
JP4202203B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE
JP2005042561A (en) Hybrid vehicle and its control method
JP2004350363A (en) Hybrid vehicle and its controlling method
JP4222332B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
JP4501812B2 (en) Maximum output setting device, drive device including the same, power output device including the same, automobile equipped with the same, maximum output setting method
JP2006211789A (en) Power output device, automobile mounting it and control method of power output device
JP2006094626A (en) Hybrid vehicle and its control method
JP3912332B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE
JP4016897B2 (en) Charge / discharge control device for power storage device and automobile
JP4365354B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP3931840B2 (en) Hybrid car
JP2004056922A (en) Power output apparatus and vehicle equipped therewith
JP4066983B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP2006257895A (en) Power output device, automobile mounted with this device and control method of power output device
JP2005033899A (en) Power output unit and automobile comprising it
JP4103794B2 (en) Automobile and automobile control device
JP3896984B2 (en) Drive device control device, automobile equipped with the same, and drive device control method
JP2005051887A (en) Hybrid automobile and method for controlling the same
JP4067000B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP2007253798A (en) Motive power output device, its control method, and vehicle
JP2006335145A (en) Power output device, automobile provided therewith, and control method of power output device
JP2005051831A (en) Power output unit and method for controlling the same and automobile
JP5176862B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP4196961B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060711

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070122

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110209

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110209

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120209

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120209

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130209

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130209

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140209

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees