JP4196960B2 - Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor - Google Patents

Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP4196960B2
JP4196960B2 JP2005065678A JP2005065678A JP4196960B2 JP 4196960 B2 JP4196960 B2 JP 4196960B2 JP 2005065678 A JP2005065678 A JP 2005065678A JP 2005065678 A JP2005065678 A JP 2005065678A JP 4196960 B2 JP4196960 B2 JP 4196960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
motor
internal combustion
output
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005065678A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006249983A (en
Inventor
秋広 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005065678A priority Critical patent/JP4196960B2/en
Publication of JP2006249983A publication Critical patent/JP2006249983A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4196960B2 publication Critical patent/JP4196960B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

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その制御方法に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, an automobile equipped with the same, and a control method thereof.

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸に連結された駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された第1モータと、駆動軸に接続された第2モータとを備え、エンジンからの排ガスを浄化する浄化装置が有する触媒を暖機するためにエンジンの点火時期を大幅に遅らせ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、触媒暖機運転を行なっている最中に第1モータのトルクが所定値未満になったときには点火時期の調整の異常が生じていると判定する。
特開2004−251178号公報
Conventionally, this type of power output apparatus includes an engine, a planetary gear in which a carrier is connected to an output shaft of the engine and a ring gear is connected to a drive shaft connected to an axle, and a first gear connected to a sun gear of the planetary gear. A motor that includes a motor and a second motor connected to the drive shaft, and that significantly delays the ignition timing of the engine in order to warm up the catalyst of the purification device that purifies the exhaust gas from the engine has been proposed (for example, , See Patent Document 1). In this apparatus, when the torque of the first motor becomes less than a predetermined value during the catalyst warm-up operation, it is determined that an abnormality in adjusting the ignition timing has occurred.
JP 2004-251178 A

上述の動力出力装置では、触媒暖機運転を行なう際にはエンジンの運転を安定させる必要からアイドリング回転数より少し高い回転数で若干のトルクが出力されるようエンジンを運転する。このため、エンジンに負荷を作用させるために第1モータに発電トルクを作用させる。こうした触媒暖機運転を何らかの事情により第1モータに対して負荷制限が課されているときに実行すると、第1モータの発電トルクが制限されることにより、エンジンが吹き上がり第1モータが過回転となる虞が生じる。特に外気が低温のときには空気密度が高くなるためにエンジンからのトルクが常温時より大きくなるため、第1モータが過回転する可能性が高くなる。   In the power output apparatus described above, when performing the catalyst warm-up operation, the engine is operated so that a slight torque is output at a slightly higher rotational speed than the idling rotational speed because it is necessary to stabilize the operation of the engine. For this reason, in order to apply a load to the engine, a power generation torque is applied to the first motor. If such a catalyst warm-up operation is executed for some reason when a load limit is imposed on the first motor, the power generation torque of the first motor is limited, so that the engine blows up and the first motor over-rotates. There is a risk of becoming. In particular, when the outside air is at a low temperature, the air density becomes high, and the torque from the engine becomes larger than that at normal temperature.

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その制御方法は、内燃機関をその排ガス浄化装置の暖機を促進するよう運転している際に内燃機関からの動力を用いて発電する電動機が過回転するのを抑制することを目的とする。   The power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the same, and the control method thereof include an electric motor that generates power using the power from the internal combustion engine when the internal combustion engine is operated to promote warm-up of the exhaust gas purification apparatus. The purpose is to suppress over-rotation.

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その制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。   The power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the same, and the control method thereof employ the following means in order to achieve the above-described object.

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機と、
前記駆動軸に動力を出力可能な第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関を始動したときに前記浄化装置の暖機が完了していないときには、前記第1電動機の制御状態に基づいて前記浄化装置の暖機が行なわれるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2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 internal combustion engine to which a purification device having a catalyst for exhaust gas purification is attached and capable of outputting power to the drive shaft;
A first electric motor capable of generating electricity using at least part of the power from the internal combustion engine;
A second electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
When the internal combustion engine is started and the warming-up of the purification device is not completed, the internal combustion engine and the first electric motor are configured so that the purification device is warmed up based on a control state of the first electric motor. Control means for controlling the second electric motor;
It is a summary to provide.

この本発明の動力出力装置では、排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を始動したときに浄化装置の暖機が完了していないときには、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機の制御状態に基づいて浄化装置の暖機が行なわれるよう内燃機関と第1電動機と駆動軸に動力を出力可能な第2電動機とを制御する。これにより、浄化装置の暖機を行なっている最中に第1電動機が過回転するのを抑制することができる。   In this power output device of the present invention, when the purification device having the exhaust gas purification catalyst is attached and the internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft is started, the warm-up of the purification device is not completed. An internal combustion engine, a first motor, and a second motor capable of outputting power to the drive shaft so that the purification device is warmed up based on a control state of the first motor capable of generating electric power using at least a part of the power from To control. Thereby, it is possible to prevent the first electric motor from over-rotating while the purification device is warming up.

こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記第1電動機の制御状態として該第1電動機の負荷制限が不要な状態のときには前記浄化装置の暖機を促進するための暖機用運転状態となるよう前記内燃機関を制御し、前記第1電動機の制御状態として該第1電動機の負荷制限が必要な状態のときには前記暖機用運転状態とは異なる通常運転状態となるよう前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。即ち、第1電動機の負荷制限が必要な状態のときには浄化装置の暖機を促進する運転を行なわないのである。これにより、第1電動機が過回転するのを防止することができる。この場合、前記通常運転状態は前記内燃機関の点火時期を通常の点火時期の範囲内で行なう運転状態であり、前記暖機用運転状態は前記通常運転状態における点火時期より遅いタイミングの点火時期として点火する運転状態であるものとすることもできる。更にこの場合、前記暖機用運転状態は、前記第1電動機の発電を伴う運転状態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 control means is a warm-up operation for accelerating the warm-up of the purifier when the load limit of the first motor is not required as the control state of the first motor. The internal combustion engine is controlled so as to be in a state, and when the load control of the first motor is necessary as a control state of the first motor, the internal combustion engine is set in a normal operation state different from the warm-up operation state. It can also be a means for controlling. That is, when the load limitation of the first motor is necessary, the operation for promoting the warm-up of the purification device is not performed. Thereby, it is possible to prevent the first electric motor from over-rotating. In this case, the normal operation state is an operation state in which the ignition timing of the internal combustion engine is within the range of the normal ignition timing, and the warm-up operation state is an ignition timing that is later than the ignition timing in the normal operation state. It is also possible to assume an operating state in which ignition is performed. Furthermore, in this case, the warm-up operation state may be an operation state accompanied by power generation of the first motor.

また、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸に要求される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前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2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、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。   The power output apparatus of the present invention further includes required driving force setting means for setting a required driving force required for the drive shaft, and the control means is configured such that the driving force based on the set required driving force is the driving force. It may be a means for controlling the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor so as to be output to a shaft. In this way, a driving force based on the required driving force can be output to the drive shaft.

さらに、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第1電動機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を備えるものとすることもできる。   Furthermore, in the power output apparatus of the present invention, the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotation shaft of the first electric motor are connected to three shafts, and input / output is performed on any two of the three shafts. It is also possible to provide three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on the power to be generated.

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する動力出力装置であって、排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機と、前記駆動軸に動力を出力可能な第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関を始動したときに前記浄化装置の暖機が完了していないときには、前記第1電動機の制御状態に基づいて前記浄化装置の暖機が行なわれるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2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、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。   The automobile of the present invention is a power output device of the present invention according to any one of the above-described embodiments, that is, a power output device that basically outputs power to a drive shaft, and has a catalyst for purifying exhaust gas. An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft, a first motor capable of generating power using at least part of the power from the internal combustion engine, and a second motor capable of outputting power to the drive shaft When the warming-up of the purification device is not completed when the internal combustion engine is started, the control state of the first motor is changed to the power storage means capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor. And a control means for controlling the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor so that the purifying device is warmed up, and an axle is connected to the drive shaft. Tenaruko The the gist.

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、浄化装置の暖機を行なっている最中に第1電動機が過回転するのを抑制することができる効果と同様の効果を奏することができる。   In the automobile of the present invention, the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted. Therefore, the effect exhibited by the power output device of the present invention, for example, during the warm-up of the purification device, The effect similar to the effect which can suppress that 1 motor rotates excessively can be show | played.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機と、前記駆動軸に動力を出力可能な第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を始動したときに前記浄化装置の暖機が完了していないときには、前記第1電動機の制御状態に基づいて前記浄化装置の暖機が行なわれるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する
ことを特徴とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine having a purification device having a catalyst for exhaust gas purification and capable of outputting power to a drive shaft, a first electric motor capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, and power to the drive shaft A power output device comprising: a second motor capable of outputting power; and a power storage means capable of exchanging power with the first motor and the second motor,
When the internal combustion engine is started and the warming-up of the purification device is not completed, the internal combustion engine and the first electric motor are configured so that the purification device is warmed up based on a control state of the first electric motor. The second electric motor is controlled.

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を始動したときに浄化装置の暖機が完了していないときには、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機の制御状態に基づいて浄化装置の暖機が行なわれるよう内燃機関と第1電動機と駆動軸に動力を出力可能な第2電動機とを制御するから、浄化装置の暖機を行なっている最中に第1電動機が過回転するのを抑制することができる。   According to this method for controlling a power output apparatus of the present invention, the purification apparatus is warmed up when an internal combustion engine that is attached with a purification apparatus having an exhaust gas purification catalyst and can output power to a drive shaft is started. When not, power can be output to the internal combustion engine, the first motor, and the drive shaft so that the purification device is warmed up based on the control state of the first motor that can generate power using at least part of the power from the internal combustion engine Since the second electric motor is controlled, it is possible to prevent the first electric motor from over-rotating while the purification device is warming up.

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

図1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution / integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and power distribution / integration. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a reduction gear 35 attached to a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the power distribution and integration mechanism 30, a motor MG2 connected to the reduction gear 35, And a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire power output apparatus.

エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化するための三元触媒が内蔵された浄化装置134を介して外気へ排出される。   The engine 22 is configured as an internal combustion engine capable of outputting power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and the air purified by an air cleaner 122 is passed through a throttle valve 124 as shown in FIG. Inhalation and gasoline are injected from the fuel injection valve 126 to mix the sucked air and gasoline. The mixture is sucked into the fuel chamber through the intake valve 128 and is explosively burned by an electric spark from the spark plug 130. Thus, the reciprocating motion of the piston 132 pushed down by the energy is converted into the rotational motion of the crankshaft 26. Exhaust gas from the engine 22 is discharged to the outside air through a purification device 134 that incorporates a three-way catalyst for purifying harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx). Is done.

エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンECU24には、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,エンジン22の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ148からの吸入空気量などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンECU24からは、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。   The engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24. Signals from various sensors that detect the state of the engine 22 are input to the engine ECU 24 via an input port (not shown). For example, the engine ECU 24 performs intake / exhaust of the crank position from the crank position sensor 140 that detects the rotational position of the crankshaft 26 and the coolant temperature from the water temperature sensor 142 that detects the coolant temperature of the engine 22 and the combustion chamber. The cam position from the cam position sensor 144 that detects the rotational position of the camshaft that opens and closes the intake valve 128 and the exhaust valve, the throttle position from the throttle valve position sensor 146 that detects the position of the throttle valve 124, and the load of the engine 22 The amount of intake air from a vacuum sensor 148 that detects the amount of intake air is input via an input port. Further, various control signals for driving the engine 22 are output from the engine ECU 24 via an output port (not shown). For example, the engine ECU 24 sends a drive signal to the fuel injection valve 126, a drive signal to the throttle motor 136 that adjusts the position of the throttle valve 124, a control signal to the ignition coil 138 integrated with the igniter, and the intake valve 128. A control signal to the variable valve timing mechanism 150 whose opening / closing timing can be changed is output via the output port. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and outputs data related to the operation state of the engine 22 as necessary. .

動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the reduction gear 35 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 The power from 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.

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

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.

ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator pedal opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

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

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にエンジン22を始動して浄化装置134の触媒を暖機する際の動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される暖機時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、エンジン22が始動されて浄化装置134の触媒の暖機が完了するまで所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, particularly the operation when the engine 22 is started and the catalyst of the purification device 134 is warmed up will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a warm-up drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several milliseconds) until the engine 22 is started and the catalyst of the purifier 134 is completely warmed up.

暖機時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータ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、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。   When the warm-up drive control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first rotates the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the rotation of the motors MG1 and MG2. A process of inputting data necessary for control, such as the numbers Nm1, Nm2, input / output limits Win and Wout of the battery 50, is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set based on the battery temperature Tb of the battery 50 detected by the temperature sensor 51 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 from the battery ECU 52 by communication. To do.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。   When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V. Is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 4 shows an example of the required torque setting map.

そして、モータMG1に駆動制限がなされているか否かを判定する(ステップS120)。モータMG1の駆動制限は、モータMG1やその駆動回路としてのインバータ41が高温のときやモータMG1に何らかの異常が生じているときなどに行なわれ、例えば、50%や70%などのように負荷率制限として行なわれる。このようなモータMG1の駆動制限がなされていないときには、エンジン22の点火時期を通常より大幅に遅らせた触媒暖機用点火時期で行なうようエンジンECU24に送信し(ステップS130)、エンジン22の目標回転数Ne*にアイドリング回転数より若干高い暖機用回転数Nsetを設定すると共に目標トルクTe*に暖機が促進されるよう若干の値として定められた暖機用トルクTsetを設定する(ステップS140)。ここで、暖機用回転数Nsetとしては、例えば1200rpmや1300rpmなどを用いることができる。また、暖機用トルクTsetとしては、例えば、暖機用回転数Nsetでエンジン22を運転したときにエンジン22から出力可能な最大トルクの5%や10%などのトルクを用いることができる。このように、暖機用トルクTsetを設定するのは、触媒暖機を促進する他にエンジン22を安定して運転するためでもある。   Then, it is determined whether or not the motor MG1 is driven (step S120). The drive restriction of the motor MG1 is performed when the motor MG1 or the inverter 41 as its drive circuit is at a high temperature or when some abnormality occurs in the motor MG1, for example, a load factor such as 50% or 70%. Done as a restriction. When the drive limitation of the motor MG1 is not made, the engine 22 is transmitted to the engine ECU 24 so that the ignition timing of the engine 22 is significantly delayed than usual (step S130). A warm-up speed Nset that is slightly higher than the idling speed is set as the number Ne *, and a warm-up torque Tset that is set as a slight value is set as the target torque Te * so that warm-up is promoted (step S140). ). Here, as the warm-up rotation speed Nset, for example, 1200 rpm, 1300 rpm, or the like can be used. Further, as the warm-up torque Tset, for example, a torque such as 5% or 10% of the maximum torque that can be output from the engine 22 when the engine 22 is operated at the warm-up rotation speed Nset can be used. Thus, the reason for setting the warm-up torque Tset is not only to promote the catalyst warm-up but also to operate the engine 22 stably.

次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS180)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図5に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2に減速ギヤ35のギヤ比Grを乗じたリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン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Tm2*が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。   Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, the target rotational speed Nm1 of the motor MG1 is given by the following equation (1). * Is calculated and a torque command Tm1 * of the motor MG1 is calculated by equation (2) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1 (step S180). Here, Expression (1) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 5 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by multiplying the number Nm2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is shown. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. The two thick arrows on the R axis indicate that torque Te * output from the engine 22 when the engine 22 is normally operated at the operation point of the target rotational speed Ne * and the target torque Te * is transmitted to the ring gear shaft 32a. Torque and torque that the torque Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35. Expression (2) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (2), “k1” in the second term on the right side is a gain of a proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*−Nm1)+k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ−Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * −Nm1) + k2∫ (Nm1 * −Nm1) dt (2)

こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)および式(4)により計算すると共に(ステップS190)、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(5)により計算し(ステップS200)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS210)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(5)は、前述した図5の共線図から容易に導き出すことができる。   When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 and the calculated torque command Tm1 * of the motor MG1 are multiplied by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1. Torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the obtained power consumption (generated power) of the motor MG1 by the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is expressed by the following equation (3). Further, the temporary motor torque Tm2tmp as the torque to be output from the motor MG2 is calculated by using the required torque Tr *, the torque command Tm1 *, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 (step S190). Calculated by equation (5) (step S200), with the calculated torque limits Tmin and Tmax Setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 as a value obtained by limiting the motor torque Tm2tmp (step S210). By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this way, the required torque Tr * output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set as a torque limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. can do. Equation (5) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 5 described above.

Tmin=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin = (Win−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)

こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。このとき、エンジンECU24は、前述したように、触媒暖機用点火時期による点火を受信しているから、エンジン22の点火時期を通常より大幅に遅らせた点火時期による点火制御を実行する。こうした点火時期を大幅に遅らせた点火制御を実行することにより、浄化装置134の触媒を迅速に暖機することができる。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。これにより、要求トルクTr*に基づくトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力することができる。   Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set in the engine ECU 24. The torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S220), and the drive control routine is terminated. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * performs fuel injection control in the engine 22 such that the engine 22 is operated at an operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Controls such as ignition control. At this time, as described above, the engine ECU 24 receives the ignition by the catalyst warm-up ignition timing, and therefore executes the ignition control by the ignition timing that is significantly delayed from the normal ignition timing of the engine 22. By executing the ignition control in which the ignition timing is greatly delayed, the catalyst of the purification device 134 can be quickly warmed up. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. To do. As a result, torque based on the required torque Tr * can be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft.

一方、ステップS120でモータMG1の駆動制限がなされているときには、エンジン22の点火を通常の点火時期で行なうようエンジンECU24に送信し(ステップS160)、要求トルクTr*にリングギヤ32の回転数Nrを乗じてロスを加えたもの(要求パワーPe*)をエンジン22を効率よく運転して出力可能な運転ポイント(回転数とトルク)をエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに設定する(ステップS170)。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図6に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。こうして目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると、設定した目標回転数Ne*や目標トルクTe*を用いて上述したステップS180〜S210の処理と同様にモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とを設定し、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、通常の点火時期でエンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*の運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行ない、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。   On the other hand, when the drive of motor MG1 is limited in step S120, transmission to engine ECU 24 is performed so that ignition of engine 22 is performed at a normal ignition timing (step S160), and rotation speed Nr of ring gear 32 is set to required torque Tr *. The operation point (rotation speed and torque) at which the engine 22 can be efficiently operated and output the loss (required power Pe *) multiplied by the loss is set to the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22. (Step S170). FIG. 6 shows an example of the operation line of the engine 22 and how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained from the intersection of the operation line and a curve with a constant required power Pe * (Ne * × Te *). When the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set in this way, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set using the set target rotational speed Ne * and the target torque Te * in the same manner as the processing in steps S180 to S210 described above. Torque command Tm2 * of motor MG2 is set, and the set target rotational speed Ne * and target torque Te * are transmitted to engine ECU 24, and torque commands Tm1 * and Tm2 * of motors MG1 and MG2 are transmitted to motor ECU 40, respectively. (Step S220), and the drive control routine ends. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * performs fuel injection in the engine 22 so that the engine 22 is operated at an operating point of the target rotational speed Ne * and the target torque Te * at a normal ignition timing. When the motor ECU 40 performs control such as control and ignition control and receives the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the inverter 41 is driven so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. , 42 is switched.

このように、モータMG1の駆動制限がなされているときには、触媒暖機運転を行なわないから、エンジン22から出力されるトルクに見合うトルクをモータMG1から出力する必要がない。即ち、外気が低温のときに空気密度が高いことにより触媒暖機運転をしているエンジン22から通常時より高いトルクが出力され、このトルクに見合うトルクをモータMG1から出力できないことによりモータMG1が高回転で回転することがない。この結果、モータMG1が過回転するのを防止することができる。   As described above, when the drive of the motor MG1 is limited, the catalyst warm-up operation is not performed, so that it is not necessary to output a torque commensurate with the torque output from the engine 22 from the motor MG1. That is, when the outside air is at a low temperature, a higher torque than normal is output from the engine 22 that is performing the catalyst warm-up operation because the air density is high, and the motor MG1 cannot output a torque corresponding to this torque from the motor MG1. Does not rotate at high speed. As a result, it is possible to prevent the motor MG1 from over-rotating.

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MG1の駆動制限がなされているときには、エンジン22の触媒暖機運転を行なわないから、エンジン22から出力されるトルクに基づいてモータMG1が過回転するのを防止することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the above-described embodiment, when the drive of the motor MG1 is limited, the catalyst 22 warm-up operation is not performed, so that the motor MG1 is excessive based on the torque output from the engine 22. It can be prevented from rotating.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1の駆動制限がなされているときには、エンジン22の触媒暖機運転を行なわないものとしたが、モータMG1の駆動制限の程度に応じたエンジン22の触媒暖機運転を行なうものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the drive limit of the motor MG1 is limited, the catalyst warm-up operation of the engine 22 is not performed. However, the catalyst warm-up of the engine 22 corresponding to the degree of drive limit of the motor MG1 is not performed. It is good also as what performs a driving | operation.

実施例のハイブリッド自動車20では、触媒暖機運転としてエンジン22の点火を通常の点火時期から大幅に遅らせた点火時期として行なうものとしたが、点火時期を遅らせる程度は大幅でなくても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the ignition of the engine 22 is performed as the ignition timing that is significantly delayed from the normal ignition timing as the catalyst warm-up operation, but the degree of delay of the ignition timing may not be significant.

実施例のハイブリッド自動車20では、触媒暖機運転としてエンジン22が暖機用回転数Nsetと暖機用トルクTsetの運転ポイントで運転するものとしたが、要求トルクTr*に応じてエンジン22から出力されるパワーが変更されるよう暖機用回転数Nsetと暖機用トルクTsetを変更するものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the engine 22 is operated at the operation point of the warm-up rotation speed Nset and the warm-up torque Tset as the catalyst warm-up operation, but the output from the engine 22 according to the required torque Tr *. The warm-up rotation speed Nset and the warm-up torque Tset may be changed so that the power to be changed is changed.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1の駆動制限がなされているときには、エンジン22の触媒暖機運転に代えて、通常の点火時期とすると共に主として要求トルクTr*とリングギヤ32の回転数Nrとの積による要求パワーPe*をエンジン22から効率よく出力するようエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定するものとしたが、エンジン22から要求パワーPe*を出力しないもの、例えば、エンジン22から一定のパワーが出力されるよう運転するものとしたりエンジン22をアイドル運転するものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the drive of the motor MG1 is limited, instead of the catalyst warm-up operation of the engine 22, the normal ignition timing is used and the required torque Tr * and the rotation speed Nr of the ring gear 32 are mainly set. The target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set so as to efficiently output the required power Pe * from the product of the engine 22, but the engine 22 does not output the required power Pe *. For example, the engine 22 may be operated so that constant power is output, or the engine 22 may be operated idle.

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7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7における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. May be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 7) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

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。   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.

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. エンジン22の構成の概略を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an engine 22. FIG. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される暖機時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 at the time of warming-up performed by the electronic control unit 70 for hybrids 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. 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。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram for dynamically explaining rotational elements of a power distribution and integration mechanism 30. エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operating line of the engine 22, and target rotational speed Ne * and target torque Te * are set. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification.

符号の説明Explanation of symbols

20,120 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,減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 バキュームセンサ、150 可変バルブタイミング機構、MG1,MG2 モータ。
20,120 Hybrid car, 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 , Reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b 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 speed sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 fuel injection valve, 128 intake valve, 130 spark plug, 132 piston , 134 purification device, 136 throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 water temperature sensor, 144 cam position sensor, 146 throttle valve position sensor, 148 vacuum sensor, 150 variable valve timing mechanism, MG1, MG2 motor.

Claims (4)

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
排ガス浄化用の触媒を有する浄化装置が取り付けられ前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な第1電動機と、
前記駆動軸に動力を出力可能な第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関を始動したときに前記浄化装置の暖機が完了していないとき、前記第1電動機の制御状態として該第1電動機の負荷制限が不要な状態のときには前記内燃機関の運転状態が前記第1電動機の発電を伴って前記浄化装置の暖機を促進する暖機用運転状態となると共に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前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記第1電動機の制御状態として該第1電動機の負荷制限が必要な状態のときには前記内燃機関の運転状態が前記暖機用運転状態とは異なる通常運転状態となると共に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前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2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 internal combustion engine to which a purification device having a catalyst for exhaust gas purification is attached and capable of outputting power to the drive shaft;
A first electric motor capable of generating electricity using at least part of the power from the internal combustion engine;
A second electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the internal combustion engine is started, when the warming-up of the purification device is not completed, when the load control of the first electric motor is unnecessary as the control state of the first electric motor, the operating state of the internal combustion engine is The internal combustion engine and the internal combustion engine so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft while being in a warming-up operation state that promotes warming up of the purification device with the power generation of the first motor When the first electric motor and the second electric motor are controlled and a load limit of the first electric motor is necessary as a control state of the first electric motor, the operating state of the internal combustion engine is different from the warm-up operating state. Control means for controlling the internal combustion engine, the first electric motor and the second electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft while being in a normal operation state ;
A power output device comprising:
請求項記載の動力出力装置であって、
前記通常運転状態は、前記内燃機関の点火時期を通常の点火時期の範囲内で行なう運転状態であり、
前記暖機用運転状態は、前記通常運転状態における点火時期より遅いタイミングの点火時期として点火する運転状態である
動力出力装置。
The power output device according to claim 1 ,
The normal operation state is an operation state in which the ignition timing of the internal combustion engine is performed within a range of normal ignition timing,
The warm-up operation state is an operation state in which ignition is performed as an ignition timing that is later than the ignition timing in the normal operation state.
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第1電動機の回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段を備える請求項1または2記載の動力出力装置。 Connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotating shaft of the first electric motor, the remaining shaft is powered based on the power input / output to / from any two of the three shafts. a power output apparatus in accordance with claim 1 or 2 wherein comprises a three shaft-type power input output assembly configured to input and output. 請求項1ないし3いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。

An automobile comprising the power output device according to any one of claims 1 to 3 and an axle connected to the drive shaft.

JP2005065678A 2005-03-09 2005-03-09 Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor Expired - Fee Related JP4196960B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005065678A JP4196960B2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005065678A JP4196960B2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006249983A JP2006249983A (en) 2006-09-21
JP4196960B2 true JP4196960B2 (en) 2008-12-17

Family

ID=37090743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005065678A Expired - Fee Related JP4196960B2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4196960B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010179780A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method for the same
JP5245900B2 (en) * 2009-02-19 2013-07-24 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle and control method thereof
JP5245899B2 (en) * 2009-02-19 2013-07-24 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle and control method thereof
JP6318687B2 (en) * 2013-03-26 2018-05-09 三菱自動車工業株式会社 Engine control device
JP2015010590A (en) * 2013-07-02 2015-01-19 日産自動車株式会社 Control device and control method of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006249983A (en) 2006-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4474293B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
JP4123254B2 (en) Internal combustion engine misfire determination device and internal combustion engine misfire determination method
JP4183013B1 (en) Vehicle and control method thereof
JP4175371B2 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND POWER OUTPUT DEVICE
JP2010179780A (en) Hybrid vehicle and control method for the same
JP4265673B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP2007302185A (en) Power output device, its control method, and vehicle
JP2009280094A (en) Power output device and method of controlling the same, and vehicle
JP4086010B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP4085996B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP2005320911A (en) Power output device, automobile having the power output device, and method of controlling the power output device
JP4196960B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor
JP2007313948A (en) Automobile and its control method
JP2010083319A (en) Hybrid vehicle and method for controlling the same
JP2007309113A (en) Power output device, vehicle mounted with the device and control method of power output device
JP2007223403A (en) Power output device, its control method, and vehicle
JP5246090B2 (en) Hybrid vehicle and control method thereof
JP4438752B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP2005226553A (en) Power output device, automobile mounting the same thereon, and its control method
JP2006070820A (en) Drive device, automobile equipped with the same and method for controlling the drive device
JP2009274628A (en) Hybrid vehicle and its control method
JP2011084202A (en) Power output device, hybrid vehicle equipped with the same, and control method for the power output device
JP2009279965A (en) Hybrid vehicle and method of controlling the same
JP4311414B2 (en) Vehicle and control method thereof
JP2008247098A (en) Power output unit, control method therefor, and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080423

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080909

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080922

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees