JP4038215B2 - Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress overheating of an electric motor, and its driving circuit in an automobile wherein the electric motor is connected to a drive shaft via a transmission. <P>SOLUTION: When a vehicle speed V is less than a predetermined vehicle speed Vref, and a motor current Im applied to the motor is a predetermined current Iref or more, basically, output torque To outputted to the drive shaft is estimated on the basis of motor torque Tm based upon the motor current Im, engagement torque Tc* is set such that the estimated torque To matches with required torque T* required in the drive shaft, a corresponding brake of the transmission is controlled by the set engagement torque Tc* (S190-S210), and the motor is controlled such that a revolution Nm of the motor matches with a predetermined rotation Nset (S220, and S230). By this, since the motor can be rotated while outputting power to the drive shaft, the current concentrates in only one particular phase of a three phase coil of the motor, and overheating of the electric motor and its driving circuit can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, an automobile equipped with the power output apparatus, and a method for controlling the power output apparatus.

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された第1モータと、変速機を介して駆動軸に接続された第2モータとを備えるハイブリッド自動車に搭載された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、第1モータの駆動を伴ってエンジンから出力される動力と変速機を介して第2モータから出力される動力とにより駆動軸を駆動している。
特開2002−225578号公報
Conventionally, this type of power output apparatus includes an engine, a planetary gear having a carrier connected to a crankshaft of the engine and a ring gear connected to a drive shaft, a first motor connected to a sun gear of the planetary gear, and a transmission. The thing mounted in the hybrid vehicle provided with the 2nd motor connected to the drive shaft via is proposed (for example, refer to patent documents 1). In this apparatus, the drive shaft is driven by the power output from the engine with the drive of the first motor and the power output from the second motor via the transmission.
JP 2002-225578 A

上述の動力出力装置では、例えば坂路を走行する際など第2モータからトルクを出力しているにも拘わらず第2モータの回転が停止している状態のときには、第2モータの各相コイルのうち特定の一相にだけ電流が集中して流れ続け、第2モータやその駆動回路が過熱する場合がある。こうした過熱を抑制するために第2モータから出力するトルクを制限すればよいが、駆動軸に要求される要求駆動力に対応することができなくなってしまう。   In the power output device described above, when the rotation of the second motor is stopped despite the torque being output from the second motor, for example, when traveling on a slope, each phase coil of the second motor is stopped. In some cases, the current continues to flow only in a specific phase, and the second motor and its drive circuit may overheat. In order to suppress such overheating, the torque output from the second motor may be limited, but the required drive force required for the drive shaft cannot be met.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、駆動軸に動力を出力しながら電動機の回転が略停止した状態で電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態が維持されるのを抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、駆動軸に動力を出力しながら電動機やその駆動装置などの過熱を抑制することを目的の一つとする。   The power output apparatus according to the present invention, the automobile equipped with the power output apparatus, and the control method for the power output apparatus include a predetermined method in which a current equal to or greater than a predetermined current is applied to the electric motor in a state where the rotation of the electric motor substantially stops while outputting power to the drive shaft. One of the purposes is to suppress the rotation stop state from being maintained. Another object of the power output apparatus of the present invention, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus is to suppress overheating of the electric motor and its drive device while outputting power to the drive shaft.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、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。   In order to achieve at least a part of the above object, the power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the power output apparatus, and the control method of the power output apparatus employ the following means.

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との係合力を調整可能に該回転軸と該駆動軸とを係合する軸係合手段と、
前記電動機の回転が略停止した状態で該電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態になるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により前記所定回転停止状態にはならないと判定されたときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御し、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴って係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An electric motor,
Shaft engaging means for engaging the rotating shaft and the driving shaft so that the engaging force between the rotating shaft of the electric motor and the driving shaft can be adjusted;
State determination means for determining whether or not a predetermined rotation stop state in which a current greater than or equal to a predetermined current is applied to the electric motor in a state where the rotation of the electric motor is substantially stopped;
When it is determined by the state determination means that the predetermined rotation stop state is not reached, the rotating shaft of the electric motor and the driving shaft are engaged without slipping, and the power from the electric motor is output to the driving shaft. The shaft engaging means and the electric motor are controlled such that when the state determining means determines that the predetermined rotation stop state is reached, the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft are engaged with each other with slip. Control means for controlling the shaft engaging means and the electric motor so that power from the electric motor is output to the drive shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の動力出力装置では、電動機の回転が略停止した状態で電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態にはならないと判定されたときには電動機の回転軸と駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて電動機からの動力が駆動軸に出力されるよう軸係合手段と電動機とを制御し、所定回転停止状態になると判定されたときには電動機の回転軸と駆動軸とが滑りを伴って係合されて電動機からの動力が駆動軸に出力されるよう軸係合手段と電動機とを制御する。従って、駆動軸に動力を出力しながら電動機が所定回転停止状態で維持されるのを抑制することができる。この結果、駆動軸に動力を出力しながら電動機やその駆動装置などの過熱を抑制することができる。   In the power output device of the present invention, when it is determined that the predetermined rotation stop state in which a current of a predetermined current or more is applied to the motor in a state where the rotation of the motor is substantially stopped, the rotation shaft and the drive shaft of the motor are The shaft engagement means and the motor are controlled so that the power from the motor is output to the drive shaft without being slipped, and when it is determined that the predetermined rotation stop state is reached, the rotation shaft and the drive shaft of the motor Are engaged with slipping, and the shaft engaging means and the motor are controlled so that the power from the motor is output to the drive shaft. Accordingly, it is possible to suppress the electric motor from being maintained in a predetermined rotation stop state while outputting power to the drive shaft. As a result, it is possible to suppress overheating of the electric motor and its driving device while outputting power to the driving shaft.

こうした本発明の動力出力装置において、前記軸係合手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには前記検出された温度に基づいて制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、熱により軸係合手段に不具合が生じるのを抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記検出された温度が所定温度以上のときには前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときでも前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。   In such a power output apparatus of the present invention, the power output device includes temperature detection means for detecting the temperature of the shaft engagement means, and the control means is detected when the state determination means determines that the predetermined rotation stop state is reached. It can also be a means for controlling based on temperature. If it carries out like this, it can suppress that a malfunction arises in a shaft engagement means with a heat | fever. In this case, when the detected temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the control means causes the rotation shaft of the motor and the drive shaft to slip even when the state determination means determines that the predetermined rotation stop state is to be established. The shaft engaging means and the electric motor may be controlled so that the power from the electric motor is output to the drive shaft without being engaged.

また、本発明の動力出力装置において、前記電動機から前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力に対応することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには、前記電動機の制御に基づいて前記駆動軸に出力されている駆動力を推定すると共に該推定した駆動力が前記設定された要求駆動力となるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より確実に要求動力に対応することができる。さらにこれらの態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには、前記電動機が所定回転数で回転するよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より安定して軸係合手段の滑りを伴って係合させて電動機からの動力を駆動軸に出力することができる。   In the power output apparatus of the present invention, the power output device further includes a required drive force setting means for setting a required drive force to be output from the electric motor to the drive shaft, and the control means is a drive force based on the set required drive force. May be a means for controlling to be output to the drive shaft. In this way, it is possible to cope with the required driving force. In this aspect of the power output apparatus of the present invention, when the control means determines that the predetermined rotation stop state is established by the state determination means, the driving force output to the drive shaft based on the control of the electric motor. And the means for controlling the shaft engaging means and the electric motor so that the estimated driving force becomes the set required driving force. In this way, the required power can be handled more reliably. Furthermore, in the power output apparatus according to the present invention of these aspects, when the state determination unit determines that the predetermined rotation stop state is established by the state determination unit, the shaft engagement unit causes the motor to rotate at a predetermined number of rotations. And means for controlling the electric motor. If it carries out like this, it can be more stably engaged with the slip of a shaft engaging means, and the motive power from an electric motor can be output to a drive shaft.

さらに、本発明の動力出力装置において、前記軸係合手段は、少なくとも一つのクラッチを有し、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達する手段であるものとすることもできる。この場合、前記軸係合手段は、少なくとも2段に変速可能な有段変速機であるものとすることもできる。   Furthermore, in the power output apparatus of the present invention, the shaft engaging means has at least one clutch, and is means for shifting and transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft. You can also In this case, the shaft engaging means may be a stepped transmission capable of shifting at least in two stages.

また、本発明の動力出力装置において、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、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可能な電力動力入出力手段と、を備えるものとすることもできる。   Further, in the power output apparatus of the present invention, the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft are connected, and at least a part of the power from the internal combustion engine with input and output of electric power and power is An electric power drive input / output means capable of outputting to the drive shaft may be provided.

本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との係合力を調整可能に該回転軸と該駆動軸とを係合する軸係合手段と、前記電動機の回転が略停止した状態で該電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態になるか否かを判定する状態判定手段と、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態にはならないと判定されたときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御し、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴って係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する
ことを要旨とする。
The automobile of the present invention
The power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, comprising an electric motor, a rotating shaft of the electric motor, and the drive shaft. A shaft engagement means for engaging the rotating shaft and the drive shaft so that the engagement force can be adjusted, and a predetermined rotation stop state in which a current greater than a predetermined current is applied to the motor in a state where the rotation of the motor is substantially stopped When the state determining means determines whether or not the predetermined rotation stop state is not reached by the state determining means, the rotating shaft of the motor and the drive shaft are engaged without slipping. The shaft engaging means and the electric motor are controlled so that power from the electric motor is output to the drive shaft, and when it is determined by the state determining means that the predetermined rotation stop state is reached, the rotation shaft of the electric motor Sliding with the drive shaft And a power output device including a control means for controlling the shaft engaging means and the electric motor so that the power from the electric motor is output to the drive shaft. The main point is that the vehicle is connected.

この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、駆動軸に動力を出力しながら電動機が所定回転停止状態で維持されるのを抑制することができる効果や駆動軸に動力を出力しながら電動機やその駆動装置などの過熱を抑制することができる効果、要求駆動力に対応することができる効果などを奏することができる。   In this automobile of the present invention, since the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, the same effect as the power output device of the present invention, for example, while outputting power to the drive shaft Responding to the effect of suppressing the motor being maintained in a predetermined rotation stop state, the effect of suppressing overheating of the motor and its driving device while outputting power to the drive shaft, and the required driving force The effect which can be produced can be produced.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
電動機と、該電動機の回転軸と駆動軸との係合力を調整可能に該回転軸と該駆動軸とを係合する軸係合手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記電動機の回転が略停止した状態で該電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態になるか否かを判定し、前記所定回転停止状態にならないと判定したときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御し、前記所定回転停止状態になると判定したときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴って係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する
ことを特徴とすることを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
A control method for a power output device, comprising: an electric motor; and a shaft engaging means for engaging the rotary shaft and the drive shaft so that the engagement force between the rotary shaft and the drive shaft of the motor can be adjusted.
It is determined whether or not a predetermined rotation stop state in which a current greater than or equal to a predetermined current is applied to the motor in a state in which the rotation of the motor is substantially stopped, and when it is determined that the predetermined rotation stop state is not reached, the rotation of the motor When the shaft engaging means and the electric motor are controlled so that the shaft and the drive shaft are engaged without slipping and the power from the electric motor is output to the drive shaft, and the predetermined rotation stop state is reached. When the determination is made, the shaft engaging means and the electric motor are controlled so that the rotating shaft of the electric motor and the driving shaft are engaged with each other with slip and the power from the electric motor is output to the driving shaft. The gist of the feature.

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、電動機の回転が略停止した状態で電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態にはならないと判定されたときには電動機の回転軸と駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて電動機からの動力が駆動軸に出力されるよう軸係合手段と電動機とを制御し、所定回転停止状態になると判定されたときには電動機の回転軸と駆動軸とが滑りを伴って係合されて電動機からの動力が駆動軸に出力されるよう軸係合手段と電動機とを制御する。従って、駆動軸に動力を出力しながら電動機が所定回転停止状態で維持されるのを抑制することができる。この結果、駆動軸に動力を出力しながら電動機やその駆動装置などの過熱を抑制することができる。   According to the control method for a power output apparatus of the present invention, when it is determined that the motor does not enter a predetermined rotation stop state in which a current of a predetermined current or more is applied to the motor while the rotation of the motor is substantially stopped, the rotating shaft of the motor The shaft engagement means and the motor are controlled so that the power and the drive shaft are engaged without slipping and the power from the motor is output to the drive shaft. The shaft engaging means and the electric motor are controlled so that the shaft and the driving shaft are engaged with each other with slip and the power from the electric motor is output to the driving shaft. Accordingly, it is possible to suppress the electric motor from being maintained in a predetermined rotation stop state while outputting power to the drive shaft. As a result, it is possible to suppress overheating of the electric motor and its driving device while outputting power to the driving shaft.

こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記軸係合手段の温度を検出し、該検出した温度が所定温度以上のときには前記所定回転停止状態になると判定したときでも前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御することを特徴とするものとすることもできる。こうすれば、熱により軸係合手段に不具合が生じるのを抑制することができる。   In such a power output device control method of the present invention, the temperature of the shaft engaging means is detected, and when the detected temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, it is determined that the predetermined rotation stop state is established. The shaft engaging means and the electric motor may be controlled such that the driving shaft is engaged without slipping and power from the electric motor is output to the driving shaft. it can. If it carries out like this, it can suppress that a malfunction arises in a shaft engagement means with a heat | fever.

また、本発明の動力出力装置の制御方法において、前記電動機から前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、前記所定回転停止状態になると判定したときには、前記電動機の制御に基づいて前記駆動軸に出力されている駆動力を推定すると共に該推定した駆動力が前記設定した要求駆動力となるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御することを特徴とするものとすることもできる。こうすれば、より確実に要求駆動力に対応することができる。   In the method for controlling the power output apparatus of the present invention, when the required driving force to be output from the electric motor to the drive shaft is set and it is determined that the predetermined rotation stop state is reached, the driving is performed based on the control of the electric motor. The driving force output to the shaft is estimated, and the shaft engaging means and the electric motor are controlled so that the estimated driving force becomes the set required driving force. . In this way, the required driving force can be handled more reliably.

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

図1は、本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載した自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車20は、図示するように、モータ22と、モータ22の回転軸24とデファレンシャルギヤ32を介して駆動輪34a,34bに連結された駆動軸30とに接続されモータ22からの動力を変速して駆動軸30に出力する変速機40と、バッテリ28からの直流電力を三相交流電力に変換してモータ22に供給するインバータ26と、動力出力装置全体をコントロールする電子制御ユニット50とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an automobile 20 equipped with a power output apparatus as an embodiment of the present invention. The vehicle 20 of the embodiment is connected to a motor 22, a rotating shaft 24 of the motor 22, and a driving shaft 30 connected to driving wheels 34 a and 34 b through a differential gear 32, as shown in the figure. A transmission 40 that shifts and outputs the power to the drive shaft 30, an inverter 26 that converts DC power from the battery 28 into three-phase AC power and supplies it to the motor 22, and an electronic control unit 50 that controls the entire power output device. With.

モータ22は、電動機として機能できると共に発電機としても機能できる周知の同期発電電動機として構成されており、アクセルペダル63やブレーキペダル65の操作や車速に基づいて電動機または発電機として駆動する。   The motor 22 is configured as a well-known synchronous generator motor that can function as a motor as well as a generator, and is driven as a motor or a generator based on the operation of the accelerator pedal 63 and the brake pedal 65 and the vehicle speed.

変速機40は、モータ22の回転軸24と駆動軸30との接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータ22の回転軸24の回転数を2段に減速して駆動軸30に伝達可能に構成されている。変速機40の構成の一例を図2に示す。この図2に示す変速機40は、ダブルピニオンの遊星歯車機構40aとシングルピニオンの遊星歯車機構40bと二つのブレーキB1,B2とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構40aは、外歯歯車のサンギヤ41と、このサンギヤ41と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ42と、サンギヤ41に噛合する複数の第1ピニオンギヤ43aと、この第1ピニオンギヤ43aに噛合すると共にリングギヤ42に噛合する複数の第2ピニオンギヤ43bと、複数の第1ピニオンギヤ43aおよび複数の第2ピニオンギヤ43bを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア44とを備えており、サンギヤ41はブレーキB1のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構40bは、外歯歯車のサンギヤ45と、このサンギヤ45と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ46と、サンギヤ45に噛合すると共にリングギヤ46に噛合する複数のピニオンギヤ47と、複数のピニオンギヤ47を自転かつ公転自在に保持するキャリア48とを備えており、サンギヤ45はモータ22の回転軸24に、キャリア48は駆動軸30にそれぞれ連結されていると共にリングギヤ46はブレーキB2のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構40aとシングルピニオンの遊星歯車機構40bとは、リングギヤ42とリングギヤ46、キャリア44とキャリア48とによりそれぞれ連結されている。変速機40は、ブレーキB1,B2を共にオフとすることによりモータ22の回転軸24を駆動軸30から切り離すことができ、ブレーキB1をオフとすると共にブレーキB2をオンとしてモータ22の回転軸24の回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸30に伝達し(以下、この状態をLoギヤの状態という)、ブレーキB1をオンとすると共にブレーキB2をオフ状態としてモータ22の回転軸24の回転を比較的小さな減速比で減速して駆動軸30に伝達する(以下、この状態をHiギヤの状態という)。なお、ブレーキB1,B2を共にオンとする状態は回転軸24や駆動軸30の回転を禁止するものとなる。   The transmission 40 connects and disconnects the rotating shaft 24 and the drive shaft 30 of the motor 22 and reduces the number of rotations of the rotating shaft 24 of the motor 22 to two stages by connecting the both shafts to the drive shaft 30. It is configured to be able to communicate. An example of the configuration of the transmission 40 is shown in FIG. The transmission 40 shown in FIG. 2 includes a double-pinion planetary gear mechanism 40a, a single-pinion planetary gear mechanism 40b, and two brakes B1 and B2. The planetary gear mechanism 40a of a double pinion includes an external gear sun gear 41, an internal gear ring gear 42 arranged concentrically with the sun gear 41, a plurality of first pinion gears 43a meshing with the sun gear 41, A plurality of second pinion gears 43b meshing with the one pinion gear 43a and meshing with the ring gear 42, and a carrier 44 that holds the plurality of first pinion gears 43a and the plurality of second pinion gears 43b so as to rotate and revolve freely. The sun gear 41 can be freely rotated or stopped by turning on and off the brake B1. The single-pinion planetary gear mechanism 40 b includes an external gear sun gear 45, an internal gear ring gear 46 disposed concentrically with the sun gear 45, and a plurality of pinion gears 47 that mesh with the sun gear 45 and mesh with the ring gear 46. And a carrier 48 that holds a plurality of pinion gears 47 so as to rotate and revolve. The sun gear 45 is connected to the rotating shaft 24 of the motor 22, the carrier 48 is connected to the drive shaft 30, and the ring gear 46 is braked. The rotation can be freely or stopped by turning on and off B2. The double pinion planetary gear mechanism 40a and the single pinion planetary gear mechanism 40b are connected by a ring gear 42 and a ring gear 46, and a carrier 44 and a carrier 48, respectively. The transmission 40 can disconnect the rotating shaft 24 of the motor 22 from the drive shaft 30 by turning off both the brakes B1 and B2, and can turn off the brake B1 and turn on the brake B2 to turn on the rotating shaft 24 of the motor 22. Is rotated at a relatively large reduction ratio and transmitted to the drive shaft 30 (hereinafter, this state is referred to as a Lo gear state), the brake B1 is turned on, the brake B2 is turned off, and the rotary shaft 24 of the motor 22 is turned off. Is rotated at a relatively small reduction ratio and transmitted to the drive shaft 30 (hereinafter, this state is referred to as a Hi gear state). Note that when the brakes B1 and B2 are both turned on, the rotation of the rotary shaft 24 and the drive shaft 30 is prohibited.

電子制御ユニット50は、CPU52を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPU52の他に処理プログラムを記憶するROM54と、データを一時的に記憶するRAM56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。電子制御ユニット50には、モータ22の回転軸24に取り付けられた回転位置検出センサ23からの回転位置やモータ22に印加される電流を検出する電流センサ27からのモータ電流Im,変速機40のブレーキB1,B2の温度を検出する温度センサ49からのブレーキ温度BT,イグニッションスイッチ60からのイグニッション信号,シフトレバー61の操作位置を検出するシフトポジションセンサ62からのシフトポジションSP,アクセルペダル63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64からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル65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66からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ68からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット50からは、インバータ26へのスイッチング制御信号や変速機40のブレーキB1,B2の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。   The electronic control unit 50 is configured as a microprocessor centered on the CPU 52. In addition to the CPU 52, a ROM 54 for storing processing programs, a RAM 56 for temporarily storing data, input / output ports and communication ports (not shown), and the like. Is provided. The electronic control unit 50 includes a motor current Im from a current sensor 27 that detects a rotation position from a rotation position detection sensor 23 attached to the rotation shaft 24 of the motor 22 and a current applied to the motor 22, and the transmission 40. The brake temperature BT from the temperature sensor 49 that detects the temperature of the brakes B1 and B2, the ignition signal from the ignition switch 60, the shift position SP from the shift position sensor 62 that detects the operation position of the shift lever 61, and the depression of the accelerator pedal 63 The accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 64 for detecting the amount, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 66 for detecting the depression amount of the brake pedal 65, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 68, etc. via the input port. Typed To have. Further, the electronic control unit 50 outputs a switching control signal to the inverter 26, a drive signal to an actuator (not shown) of the brakes B1 and B2 of the transmission 40, and the like.

こうして構成された実施例の自動車20の動作、特に、モータ22の回転軸24の回転が停止している際の動作について説明する。図3は、実施例の自動車20の電子制御ユニット50により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、8msec毎)に繰り返し実行される。   An operation of the automobile 20 of the embodiment configured as described above, particularly an operation when the rotation of the rotating shaft 24 of the motor 22 is stopped will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a drive control routine executed by the electronic control unit 50 of the automobile 20 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50のCPU52は、まず、アクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Accや車速センサ68からの車速V,回転位置検出センサ23により検出されるモータ22の回転位置に基づいて演算される回転数Nm,電流センサ27からのモータ電流Im,温度センサ49からのブレーキ温度BT,モータトルク制限Tmax,変速機40の変速比Grなどの制御に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、モータトルク制限Tmaxは、モータ22やインバータ26の温度に基づいて、例えば、モータ22やインバータ42の温度が所定温度を上回ったときにモータ22の定格トルクの50%や60%の値として設定されたものを入力するものとした。また、変速比Grは、変速機40の変速段が変更されたときに設定されるフラグの値に基づいて入力するものとした。   When the drive control routine is executed, the CPU 52 of the electronic control unit 50 firstly detects the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 64, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 68, and the motor 22 detected by the rotational position detection sensor 23. Data necessary for controlling the rotational speed Nm calculated based on the rotational position of the motor, the motor current Im from the current sensor 27, the brake temperature BT from the temperature sensor 49, the motor torque limit Tmax, the transmission gear ratio Gr of the transmission 40, etc. Is input (step S100). Here, the motor torque limit Tmax is a value of 50% or 60% of the rated torque of the motor 22 based on the temperature of the motor 22 or the inverter 26, for example, when the temperature of the motor 22 or the inverter 42 exceeds a predetermined temperature. Suppose that what was set as input. The gear ratio Gr is input based on the value of a flag that is set when the gear position of the transmission 40 is changed.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸30に要求される要求トルクT*を設定する(ステップS110)。ここで、要求トルクT*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクT*との関係を予め求めて要求トルク設定用マップとしてROM54に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶しているマップから対応する要求トルクT*を導出することにより設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図4に示す。   When the data is input in this way, a required torque T * required for the drive shaft 30 is set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S110). Here, in the embodiment, the required torque T * is obtained in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque T * in the ROM 54 as a required torque setting map. When the vehicle speed V is given, it is set by deriving the corresponding required torque T * from the stored map. An example of the required torque setting map is shown in FIG.

そして、車速Vが所定車速Vref未満か否か(ステップS120)、モータ電流Imが所定電流Iref以上か否か(ステップS130)、モータトルク制限Tmaxが所定トルクTref以上か否か(ステップS140)、ブレーキ温度BTが所定温度BTref未満か否かを判定する(ステップS150)。ステップS120〜S150の処理のいずれかで否定的な判定がなされたときには、対応するブレーキを係合、即ち変速機40をHiギヤで作動すべきときにはブレーキB1を係合しLoギヤで作動すべきときにはブレーキB2を係合し(ステップS160)、ステップS110で設定した要求トルクT*を入力した変速機40の変速比Grで割ったものとモータトルク制限Tmaxとを比較して小さい方をモータ22の目標トルクTm*に設定し(ステップS170)、設定した目標トルクTm*でモータ22を制御して(ステップS230)、本ルーチンを終了する。モータ22の制御は、具体的には、目標トルクTm*に相当するトルクがモータ22から出力されるようインバータ26のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なう。   Then, whether or not the vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed Vref (step S120), whether or not the motor current Im is greater than or equal to the predetermined current Iref (step S130), whether or not the motor torque limit Tmax is greater than or equal to the predetermined torque Tref (step S140), It is determined whether the brake temperature BT is lower than the predetermined temperature BTref (step S150). When a negative determination is made in any of the processing of steps S120 to S150, the corresponding brake is engaged, that is, when the transmission 40 should be operated with the Hi gear, the brake B1 should be engaged and the Lo gear should be operated. Sometimes the brake B2 is engaged (step S160), and the motor torque limit Tmax is compared with the motor torque limit Tmax, which is obtained by dividing the required torque T * set in step S110 by the input transmission gear ratio Gr. The target torque Tm * is set (step S170), the motor 22 is controlled with the set target torque Tm * (step S230), and this routine is terminated. Specifically, the motor 22 is controlled by switching control of the switching element of the inverter 26 so that a torque corresponding to the target torque Tm * is output from the motor 22.

一方、ステップS120〜S150の処理のいずれもが肯定的な判定のときには、モータ22の三相コイルのうち特定の一相にだけ電流が集中してモータ22やインバータ26が過熱するおそれがあると判断し、入力したモータ電流Imに基づいてモータ22から出力されているモータトルクTmを推定し(ステップS180)、推定したモータトルクTmに基づいて駆動軸30に出力されている出力トルクTo(=Tm×Gr)を推定し(ステップS190)、推定した出力トルクToとステップS110で設定した要求トルクT*とに基づいて次式(1)により対応するブレーキの係合トルクTc*を設定し(ステップS200)、設定した係合トルクTc*をもって対応するブレーキをフリクション係合する(ステップS210)。そして、モータ22が所定回転数Nsetで回転するよう所定回転数Nsetと入力した現在の回転数Nmとに基づいて次式(2)によりモータ22の目標トルクTm*を設定し(ステップS220)、設定した目標トルクTm*でモータ22を制御する(ステップS230)。式(1)は、出力トルクToを要求トルクT*に一致させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(1)中の右辺第2項の「KP1」は比例項におけるゲインを示し、右辺第3項の「KI1」は積分項におけるゲインを示す。また、式(2)は、モータ22の回転数Nmを所定回転数Nsetに一致させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中の右辺第2項の「KP2」は比例項におけるゲインを示し、右辺第3項の「KI2」は積分項におけるゲインを示す。ここで、所定回転数Nsetは、対応するブレーキのフリクション係合(滑り)を安定して維持するために必要な回転数として定められるものである。こうした制御により、モータ22を所定回転数Nsetで回転させながらモータ22から駆動軸30に要求トルクT*に相当するトルクを出力しているのである。この状態の共線図を図5に示す。   On the other hand, when all of the processes of steps S120 to S150 are affirmative, current concentrates only on a specific one phase of the three-phase coils of the motor 22, and the motor 22 and the inverter 26 may be overheated. The motor torque Tm output from the motor 22 is estimated based on the input motor current Im (step S180), and the output torque To (== output to the drive shaft 30 based on the estimated motor torque Tm). (Tm × Gr) is estimated (step S190), and the brake engagement torque Tc * corresponding to the following equation (1) is set based on the estimated output torque To and the required torque T * set in step S110 ( In step S200, the corresponding brake is friction-engaged with the set engagement torque Tc * (step S210). Then, based on the predetermined rotational speed Nset and the input current rotational speed Nm so that the motor 22 rotates at the predetermined rotational speed Nset, the target torque Tm * of the motor 22 is set by the following equation (2) (step S220). The motor 22 is controlled with the set target torque Tm * (step S230). Expression (1) is a relational expression in feedback control for making the output torque To coincide with the required torque T *, and “KP1” in the second term on the right side in Equation (1) indicates the gain in the proportional term, and the right side The third term “KI1” indicates the gain in the integral term. Expression (2) is a relational expression in feedback control for making the rotational speed Nm of the motor 22 coincide with the predetermined rotational speed Nset, and “KP2” in the second term on the right side in Expression (2) is in the proportional term. “KI2” in the third term on the right side indicates the gain in the integral term. Here, the predetermined rotational speed Nset is determined as the rotational speed necessary for stably maintaining the friction engagement (slip) of the corresponding brake. By such control, torque corresponding to the required torque T * is output from the motor 22 to the drive shaft 30 while rotating the motor 22 at a predetermined rotation speed Nset. The alignment chart in this state is shown in FIG.

Tc*=前回Tc*+KP1(T*−To)+KI1∫(T*−To)dt …(1)
Tm*=前回Tm*+KP2(Nset−Nm)+KI2∫(Nset−Nm)dt …(2)
Tc * = previous Tc * + KP1 (T * −To) + KI1∫ (T * −To) dt (1)
Tm * = previous Tm * + KP2 (Nset−Nm) + KI2∫ (Nset−Nm) dt (2)

ここで、所定車速Vrefおよび所定電流Irefは、モータ22からトルクを出力しているにも拘わらずモータ22の回転軸24の回転が停止している状態を検出するためのものである。いま、車両が坂路を走行している状態を考える。この状態では、アクセル開度Accや坂路の勾配によっては勾配とモータ22のトルクとが釣り合って車両が停車したままの状態が生じる。この状態では、モータ22の特性上、三相コイルのうち特定の一相にだけ電流が集中して流れ続けるから、モータ22やインバータ26が発熱する。モータ22やインバータ26が発熱すると、モータトルク制限Tmaxにより要求トルクT*が大きく制限されるから、坂路に釣り合うトルクをモータ22から出力できずに車両にずり下がりが生じる場合がある。実施例では、変速機40の対応するブレーキをフリクション係合させた状態でモータ22からトルクを出力するから、モータ22のトルクを駆動軸30に伝達しながらモータ22の回転軸24を回転させることができる。従って、モータ22の三相コイルのうち特定の一相にだけ電流が集中するのを回避できるから、モータ22やインバータ26が過熱するのを抑止することができ、モータ22やインバータ26の過熱に伴うモータ22のトルクの制限によって車両にずり下がりが生じるのを抑制することができる。なお、所定トルクTrefは、ブレーキB1,B2をフリクション係合させた状態で駆動軸30に必要なトルクを出力できるかを判定するためのものであり、所定温度BTrefは、ブレーキB1,B2をフリクション係合させたときに焼き付きが生じるかを判定するためのものである。従って、モータトルク制限Tmaxが所定トルクTref未満のときやブレーキ温度BTが所定温度BTref以上のときには、車速Vが所定車速Vref未満でモータ電流Imが所定電流Im以上であっても、前述したようにステップS160,S170で対応するブレーキを完全に係合させた状態でモータ22を制御する。ただし、この場合、要求トルクT*をモータトルク制限Tmaxを上限として制限した目標トルクTm*をもってモータ22が制御されることになる。   Here, the predetermined vehicle speed Vref and the predetermined current Iref are for detecting a state in which the rotation of the rotating shaft 24 of the motor 22 is stopped although torque is output from the motor 22. Consider a state where a vehicle is traveling on a slope. In this state, depending on the accelerator opening degree Acc and the slope of the slope, the slope and the torque of the motor 22 are balanced and the vehicle remains stopped. In this state, because of the characteristics of the motor 22, current continues to flow in only one specific phase of the three-phase coils, so the motor 22 and the inverter 26 generate heat. When the motor 22 or the inverter 26 generates heat, the required torque T * is largely limited by the motor torque limit Tmax. Therefore, the motor 22 may not be able to output the torque balanced with the slope and the vehicle may slip down. In the embodiment, since the torque is output from the motor 22 in a state where the corresponding brake of the transmission 40 is frictionally engaged, the rotating shaft 24 of the motor 22 is rotated while transmitting the torque of the motor 22 to the driving shaft 30. Can do. Therefore, since it is possible to avoid the current from being concentrated only on a specific one of the three-phase coils of the motor 22, it is possible to prevent the motor 22 and the inverter 26 from being overheated. It is possible to suppress the vehicle from slipping due to the limitation of the torque of the motor 22 that accompanies it. The predetermined torque Tref is used to determine whether a necessary torque can be output to the drive shaft 30 in a state where the brakes B1 and B2 are friction-engaged. The predetermined temperature BTref is the friction applied to the brakes B1 and B2. This is for determining whether or not seizure occurs when engaged. Accordingly, when the motor torque limit Tmax is less than the predetermined torque Tref or when the brake temperature BT is equal to or higher than the predetermined temperature BTref, even if the vehicle speed V is lower than the predetermined vehicle speed Vref and the motor current Im is equal to or higher than the predetermined current Im, as described above. In steps S160 and S170, the motor 22 is controlled with the corresponding brakes fully engaged. However, in this case, the motor 22 is controlled with a target torque Tm * obtained by limiting the required torque T * with the motor torque limit Tmax as an upper limit.

以上説明した実施例の自動車20によれば、モータ22の回転が停止しているときにモータ22に所定電流以上の電流が印加されるときには、変速機40の対応するブレーキをフリクション係合させてモータ22を所定回転数Nsetで回転させると共に駆動軸30に要求トルクT*が出力されるようモータ22とブレーキB1,B2を制御するから、駆動軸30に動力を出力しながらモータ22の三相コイルのうち特定の一相にだけ電流が集中して流れるのを抑制できる。この結果、駆動軸30に動力を出力すると共にモータ22やインバータ26が過熱するのを抑止することができる。   According to the automobile 20 of the embodiment described above, when a current greater than a predetermined current is applied to the motor 22 when the rotation of the motor 22 is stopped, the corresponding brake of the transmission 40 is frictionally engaged. Since the motor 22 and the brakes B1 and B2 are controlled so that the motor 22 is rotated at a predetermined rotation speed Nset and the required torque T * is output to the drive shaft 30, the three phases of the motor 22 are output while outputting power to the drive shaft 30. It can suppress that an electric current concentrates and flows only to one specific phase among coils. As a result, power can be output to the drive shaft 30 and the motor 22 and the inverter 26 can be prevented from overheating.

実施例の自動車20では、車速Vが所定車速Vref未満でモータ電流Imが所定電流Iref以上のときには、駆動軸30に出力されるトルクが要求トルクT*に一致するようモータ22と変速機40の対応するブレーキとを制御するものとしたが、車速Vが所定車速Vref未満でモータ電流Imが所定電流Iref以上のときには、要求トルクT*に制限を加えてモータ22を制御するものとしてもよい。   In the automobile 20 of the embodiment, when the vehicle speed V is lower than the predetermined vehicle speed Vref and the motor current Im is equal to or higher than the predetermined current Iref, the motor 22 and the transmission 40 are set so that the torque output to the drive shaft 30 matches the required torque T *. The corresponding brake is controlled. However, when the vehicle speed V is lower than the predetermined vehicle speed Vref and the motor current Im is equal to or higher than the predetermined current Iref, the motor 22 may be controlled by limiting the required torque T *.

実施例の自動車20では、モータ22から出力されているモータトルクTmにより駆動軸30に出力されている出力トルクToを推定して係合トルクTc*を設定するものとしたが、駆動軸30に出力されているトルクを検出して係合トルクTc*を設定するものとしてもよいし、変速機40の対応するブレーキが係合している係合トルクを推定または検出しこの係合トルクにより駆動軸30に出力されているトルクを推定して係合トルクTc*を設定するものとしてもよい。   In the automobile 20 of the embodiment, the engagement torque Tc * is set by estimating the output torque To output to the drive shaft 30 based on the motor torque Tm output from the motor 22. The output torque may be detected to set the engagement torque Tc *, or the engagement torque with which the corresponding brake of the transmission 40 is engaged is estimated or detected, and the engagement torque is driven. The torque output to the shaft 30 may be estimated to set the engagement torque Tc *.

実施例の自動車20では、モータ22の回転軸24の回転数Nmと所定回転数Nsetとが一致するようフィードバック制御によりモータ22を制御すると共に出力トルクToが要求トルクT*に一致するようフィードバック制御により変速機40の対応するブレーキを制御するものとしたが、こうした制御によりモータ22とブレーキとを制御するものに限られず、例えば、ステップS120〜S150の処理のいずれもが肯定的な判定のときに、変速機40の対応するブレーキの係合トルクを徐々に緩めてモータ22の回転軸24の回転数Nmが所定回転数Nsetに至るまで待ち、回転数Nmが所定回転数Nsetに至ったときに、変速機40(ダブルピニオンの遊星歯車機構40aのギヤ比やシングルピニオンの遊星歯車機構のギヤ比40b)に基づくトルク比をもってモータ22のトルクと対応するブレーキの係合トルクとの和が要求トルクT*となるよう目標トルクTm*と係合トルクTc*とを設定してモータ22と対応するブレーキとを制御するものとしてもよい。   In the automobile 20 of the embodiment, the motor 22 is controlled by feedback control so that the rotational speed Nm of the rotating shaft 24 of the motor 22 matches the predetermined rotational speed Nset, and the output torque To matches the required torque T *. However, the present invention is not limited to controlling the motor 22 and the brake by such control. For example, when all of the processes in steps S120 to S150 are positive determinations When the engagement torque of the brake corresponding to the transmission 40 is gradually loosened and waits until the rotational speed Nm of the rotating shaft 24 of the motor 22 reaches the predetermined rotational speed Nset, and the rotational speed Nm reaches the predetermined rotational speed Nset. The transmission 40 (gear ratio of the planetary gear mechanism 40a of the double pinion and the gear of the planetary gear mechanism of the single pinion The target torque Tm * and the engagement torque Tc * are set so that the sum of the torque of the motor 22 and the corresponding brake engagement torque becomes the required torque T * with the torque ratio based on 40b), and the motor 22 corresponds. It is good also as what controls a brake.

実施例の自動車20では、ブレーキ温度BTが所定温度BTref以上のときには、車速Vが所定車速Vref未満でモータ電流Imが所定電流Iref以上のときであっても、変速機40の対応するブレーキを完全に係合した状態でモータ22からトルクを出力するものとしたが、ブレーキ温度BTに基づいて係合トルクTc*の上限値を設定し、設定した上限値の範囲で対応するブレーキをフリクション係合してモータ22からトルクを出力するものとしてもよい。   In the vehicle 20 of the embodiment, when the brake temperature BT is equal to or higher than the predetermined temperature BTref, the corresponding brake of the transmission 40 is completely applied even when the vehicle speed V is lower than the predetermined vehicle speed Vref and the motor current Im is equal to or higher than the predetermined current Iref. Although the torque is output from the motor 22 in the engaged state, the upper limit value of the engagement torque Tc * is set based on the brake temperature BT, and the corresponding brake is friction-engaged within the set upper limit value range. Then, torque may be output from the motor 22.

実施例の自動車20では、変速機40を介して駆動軸30に接続されたモータ22を備えるものとしたが、こうした構成に加えてエンジンを備えるハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。例えば、図6の自動車120に例示するように、エンジン130と、エンジン130のクランクシャフトにキャリアが接続されると共にリングギヤに駆動軸30が接続されたプラネタリギヤ140と、プラネタリギヤ140のサンギヤに接続された発電可能なモータ150と、を備えるものとしてもよいし、図7の自動車220に例示するように、エンジン230と、エンジン130のクランクシャフトに接続されたインナーロータ242と駆動軸30に接続されたアウターロータ244とを有し電磁的な作用により両ロータを相対的に回転させる対ロータ電動機240を備えるものとしてもよいし、図8の自動車320に例示するように、モータ22の回転軸24にクラッチCLを介して接続されたエンジン330を備えるものとしてもよい。   Although the automobile 20 of the embodiment includes the motor 22 connected to the drive shaft 30 via the transmission 40, it may be applied to a hybrid automobile including an engine in addition to such a configuration. For example, as illustrated in the automobile 120 of FIG. 6, the engine 130, the planetary gear 140 in which the carrier is connected to the crankshaft of the engine 130 and the drive shaft 30 is connected to the ring gear, and the sun gear of the planetary gear 140. A motor 150 capable of generating electricity may be provided, or as illustrated in the automobile 220 in FIG. 7, the engine 230, the inner rotor 242 connected to the crankshaft of the engine 130, and the drive shaft 30. It may be provided with an outer rotor 244 and a counter-rotor motor 240 that relatively rotates both rotors by electromagnetic action, and as illustrated in the automobile 320 of FIG. It may be provided with an engine 330 connected via a clutch CL .

実施例の自動車20やその変形例では、モータ22の回転軸24と駆動軸30とを接続する変速機40としてHiギヤとLoギヤとを切替可能な2段の変速段をもつものを用いたが、3段以上の変速段をもつものを用いてもよいし、こうした変速機40に限られず単にフリクション係合が可能なクラッチによりモータ22の回転軸24と駆動軸30とを接続するものとしてもよい。   In the automobile 20 of the embodiment and its modification, the transmission 40 that connects the rotary shaft 24 of the motor 22 and the drive shaft 30 has two gears capable of switching between the Hi gear and the Lo gear. However, it is also possible to use a gear having three or more speeds, or to connect the rotating shaft 24 of the motor 22 and the drive shaft 30 by a clutch that is not limited to such a transmission 40 but can be simply frictionally engaged. Also good.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、自動車や列車などの産業に利用可能である。   The present invention is applicable to industries such as automobiles and trains.

本発明の一実施形態としての動力出力装置を搭載した自動車20の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the motor vehicle 20 carrying the power output device as one Embodiment of this invention. 変速機40の構成の概略を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a transmission 40. 実施例の自動車20の電子制御ユニット50により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the electronic control unit 50 of the motor vehicle 20 of an Example. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. ブレーキB1を滑らせながらモータ22からの動力を駆動軸30に出力している様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the motive power from the motor 22 is output to the drive shaft 30, sliding the brake B1. 変形例の自動車120の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the motor vehicle 120 of a modification. 変形例の自動車220の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the motor vehicle 220 of a modification. 変形例の自動車320の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the motor vehicle 320 of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220,320 自動車、22 モータ、23 回転位置検出センサ、24 回転軸、26 インバータ、27 電流センサ、28 バッテリ、30 駆動軸、32 デファレンシャルギヤ、34a,34b 駆動輪、40 変速機、40a ダブルピニオンの遊星歯車機構、40b シングルピニオンの遊星歯車機構、41 サンギヤ、42 リングギヤ、43a 第1ピニオンギヤ、43b 第2ピニオンギヤ、44 キャリア、45 サンギヤ、46 リングギヤ、47 ピニオンギヤ、48 キャリア、49 温度センサ、50 電子制御ユニット、52 CPU、54 ROM、56 RAM、60 イグニッションスイッチ、61 シフトレバー、62 シフトポジションセンサ、63 アクセルペダル、64 アクセルペダルポジションセンサ、65 ブレーキペダル、66 ブレーキペダルポジションセンサ、68 車速センサ。

20, 120, 220, 320 Car, 22 Motor, 23 Rotation position detection sensor, 24 Rotation shaft, 26 Inverter, 27 Current sensor, 28 Battery, 30 Drive shaft, 32 Differential gear, 34a, 34b Drive wheel, 40 Transmission, 40a planetary gear mechanism of double pinion, 40b planetary gear mechanism of single pinion, 41 sun gear, 42 ring gear, 43a first pinion gear, 43b second pinion gear, 44 carrier, 45 sun gear, 46 ring gear, 47 pinion gear, 48 carrier, 49 temperature sensor , 50 Electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, 60 ignition switch, 61 shift lever, 62 shift position sensor, 63 accelerator pedal, 64 accelerator pedal position sensor, 65 brake Pedal, 66 brake pedal position sensor, 68 vehicle speed sensor.

Claims (13)

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との係合力を調整可能に該回転軸と該駆動軸とを係合する軸係合手段と、
前記電動機の回転が略停止した状態で該電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態になるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により前記所定回転停止状態にはならないと判定されたときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御し、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴って係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An electric motor,
Shaft engaging means for engaging the rotating shaft and the driving shaft so that the engaging force between the rotating shaft of the electric motor and the driving shaft can be adjusted;
State determination means for determining whether or not a predetermined rotation stop state in which a current greater than or equal to a predetermined current is applied to the electric motor in a state where the rotation of the electric motor is substantially stopped;
When it is determined by the state determination means that the predetermined rotation stop state is not reached, the rotating shaft of the electric motor and the driving shaft are engaged without slipping, and the power from the electric motor is output to the driving shaft. The shaft engaging means and the electric motor are controlled such that when the state determining means determines that the predetermined rotation stop state is reached, the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft are engaged with each other with slip. Control means for controlling the shaft engaging means and the electric motor so that power from the electric motor is output to the drive shaft;
A power output device comprising:
請求項1記載の動力出力装置であって、
前記軸係合手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには前記検出された温度に基づいて制御する手段である
動力出力装置。
The power output device according to claim 1,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the shaft engaging means;
The control means is a means for controlling based on the detected temperature when it is determined by the state determination means that the predetermined rotation stop state is reached.
前記制御手段は、前記検出された温度が所定温度以上のときには前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときでも前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する手段である請求項2記載の動力出力装置。   When the detected temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the control means does not cause slippage between the rotating shaft and the drive shaft of the electric motor even when the state determining means determines that the predetermined rotation stop state occurs. The power output apparatus according to claim 2, wherein the shaft engaging means and the electric motor are controlled so that power from the electric motor is combined and output to the drive shaft. 請求項1ないし3いずれか記載の動力出力装置であって、
前記電動機から前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、
前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう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 3,
A required driving force setting means for setting a required driving force to be output from the electric motor to the driving shaft;
The said control means is a means to control so that the driving force based on the set said request | required driving force is output to the said drive shaft. Power output device.
前記制御手段は、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには、前記電動機の制御に基づいて前記駆動軸に出力されている駆動力を推定すると共に該推定した駆動力が前記設定された要求駆動力となるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する手段である請求項4記載の動力出力装置。   The control means estimates the driving force output to the drive shaft based on the control of the electric motor and determines the estimated driving force when the state determination means determines that the predetermined rotation stop state is reached. 5. A power output apparatus according to claim 4, wherein said power output device is means for controlling said shaft engaging means and said electric motor so as to obtain a set required driving force. 前記制御手段は、前記状態判定手段により前記所定回転停止状態になると判定されたときには、前記電動機が所定回転数で回転するよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する手段である請求項4または5記載の動力出力装置。   5. The control means is means for controlling the shaft engaging means and the electric motor so that the electric motor rotates at a predetermined rotational speed when it is determined by the state determining means that the predetermined rotation stop state is reached. Or the power output device of 5. 前記軸係合手段は、少なくとも一つのクラッチを有し、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間で動力を変速して伝達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。   7. The power output apparatus according to claim 1, wherein the shaft engaging means has at least one clutch, and is means for shifting and transmitting power between a rotating shaft of the electric motor and the drive shaft. . 前記軸係合手段は、少なくとも2段に変速可能な有段変速機である請求項7記載の動力出力装置。   The power output apparatus according to claim 7, wherein the shaft engaging means is a stepped transmission capable of shifting in at least two stages. 請求項1ないし8いずれか記載の動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、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可能な電力動力入出力手段と、
を備える動力出力装置。
The power output device according to any one of claims 1 to 8,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power;
A power output device comprising:
請求項1ないし9いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車。   An automobile mounted with the power output device according to any one of claims 1 to 9 and having an axle connected to the drive shaft. 電動機と、該電動機の回転軸と駆動軸との係合力を調整可能に該回転軸と該駆動軸とを係合する軸係合手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記電動機の回転が略停止した状態で該電動機に所定電流以上の電流が印加される所定回転停止状態になるか否かを判定し、前記所定回転停止状態にならないと判定したときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御し、前記所定回転停止状態になると判定したときには前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴って係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御する
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。
A control method for a power output device, comprising: an electric motor; and a shaft engaging means for engaging the rotary shaft and the drive shaft so that the engagement force between the rotary shaft and the drive shaft of the motor can be adjusted.
It is determined whether or not a predetermined rotation stop state in which a current greater than or equal to a predetermined current is applied to the motor in a state in which the rotation of the motor is substantially stopped, and when it is determined that the predetermined rotation stop state is not reached, the rotation of the motor When the shaft engaging means and the electric motor are controlled so that the shaft and the drive shaft are engaged without slipping and the power from the electric motor is output to the drive shaft, and the predetermined rotation stop state is reached. When the determination is made, the shaft engaging means and the electric motor are controlled so that the rotating shaft of the electric motor and the driving shaft are engaged with each other with slip and the power from the electric motor is output to the driving shaft. A control method for a power output device.
前記軸係合手段の温度を検出し、該検出した温度が所定温度以上のときには前記所定回転停止状態になると判定したときでも前記電動機の回転軸と前記駆動軸とが滑りを伴わずに係合されて前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御することを特徴とする請求項11記載の動力出力装置の制御方法。   The temperature of the shaft engagement means is detected, and when the detected temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the rotation shaft of the motor and the drive shaft are engaged without slipping even when it is determined that the predetermined rotation stop state is reached. 12. The method for controlling a power output apparatus according to claim 11, wherein the shaft engaging means and the electric motor are controlled such that the power from the electric motor is output to the drive shaft. 前記電動機から前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、前記所定回転停止状態になると判定したときには、前記電動機の制御に基づいて前記駆動軸に出力されている駆動力を推定すると共に該推定した駆動力が前記設定した要求駆動力となるよう前記軸係合手段と前記電動機とを制御することを特徴とする請求項11または12記載の動力出力装置の制御方法。
When a required driving force to be output from the electric motor to the driving shaft is set and it is determined that the predetermined rotation stop state is reached, the driving force output to the driving shaft is estimated and controlled based on the control of the electric motor. The method for controlling the power output apparatus according to claim 11 or 12, wherein the shaft engaging means and the electric motor are controlled such that the estimated driving force becomes the set required driving force.
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