JP3912332B2 - POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE - Google Patents
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Abstract
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
[0019]
The
[0020]
The power distribution and
[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
[0022]
The
[0023]
The hybrid
[0024]
The
[0025]
Next, the operation of the thus configured
[0026]
When the operation control routine is executed, first, the
[0027]
Subsequently, the required torque Tr * required for the
[0028]
When the required torque Tr * for the
[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
[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
[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
[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
[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
[0037]
According to the
[0038]
In the
[0039]
In the
[0040]
In the
[0041]
In the
[0042]
The
[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
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation control routine executed by the hybrid
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
FIG. 5 is a map showing the relationship between input / output limits Win and Wout of
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
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a
FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
[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
Claims (12)
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.
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.
(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.
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