JP4196961B2 - 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

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly cope with the abrupt change of a drive force by driving a device related to an increase/decrease of the drive force within the range of a drive limit even if the drive force to be outputted when the device is operated near the drive limit is abruptly changed. <P>SOLUTION: In a hybrid automobile having an output shaft of the engine, a drive shaft connected to an axle, and a power distributing/integrating mechanism connected to the rotating shaft of a motor, when a temporary motor torque Tm1tmp calculated as a torque to be outputted from the motor to operate the engine at a target rotational speed of Ne* is less than the lower limit torque Tm1min of the motor, the torque of the motor is relieved and the torque of the engine is increased (S160 to S200). <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、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に車軸に連結された駆動軸と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、アクセルオフ時にバッテリの状態を考慮してエンジンの回転数を設定し、その回転数でエンジンが運転されるよう第1モータを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−2989号公報
Conventionally, this type of power output device includes an engine, a planetary gear in which a carrier is connected to the crankshaft of the engine and a drive shaft connected to an axle and a ring gear, and a first gear connected to a sun gear of the planetary gear. A motor and a second motor connected to the drive shaft are provided, the engine speed is set in consideration of the state of the battery when the accelerator is off, and the first motor is controlled so that the engine is operated at that speed. The thing is proposed (for example, refer patent document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-2898

こうした動力出力装置では、操作者のアクセル操作などに基づいて設定される出力すべき要求駆動力の変化に迅速に対応することが望まれるが、駆動力の増減に関与する機器がその機器に設定されている駆動制限で運転されているときに要求駆動力が急変すると、その変化に迅速に対応することができない場合が生じる。例えば、上述の動力出力装置において、エンジンの回転数を第1モータの回転数制御によって制御しており、第1モータからその定格値の下限トルクを出力しているときに要求駆動力の急増したときには要求駆動力の出力と共にエンジンの回転数上昇を同時に行なおうとするとエンジンの回転数上昇が迅速に行なうことができない場合が生じる。   In such a power output device, it is desirable to respond quickly to changes in the required driving force to be output set based on the accelerator operation of the operator, etc., but the device involved in the increase or decrease in driving force is set in that device. If the required driving force changes suddenly while the vehicle is operating at the drive limit, the change may not be promptly handled. For example, in the above-described power output device, the engine speed is controlled by the speed control of the first motor, and the required driving force increases rapidly when the lower limit torque of the rated value is output from the first motor. Sometimes, when the engine speed is increased simultaneously with the output of the required driving force, the engine speed cannot be increased quickly.

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、駆動力の増減に関与する機器がその駆動制限近傍で運転されているときでも出力すべき駆動力の急変に迅速に対応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その制御方法は、駆動力の増減に関与する機器がその駆動制限近傍で運転されているときに出力すべき駆動力の急変に対して迅速に対応する際でも機器を駆動制限の範囲内で駆動することを目的の一つとする。   The power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the same, and the control method thereof quickly respond to a sudden change in the driving force to be output even when a device involved in the increase or decrease of the driving force is operated in the vicinity of the drive limit. One of the purposes. In addition, the power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the power output apparatus, and the control method thereof are provided for a sudden change in the driving force to be output when a device involved in the increase or decrease in the driving force is operated in the vicinity of the drive limit. One of the purposes is to drive the device within the range of the drive restriction even when responding quickly.

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-described object, the power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the same, and the control method thereof employ the following means.

本発明の第1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、
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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する目標運転制御を実行しようとすると前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記目標運転制御を実行しようとすると前記下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定された目標運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力され且つ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電力動力入出力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 first power output device of the present invention comprises:
A power output device that outputs power to a drive shaft,
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;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force using predetermined constraints;
When the target operation control for controlling the internal combustion engine and the electric power input / output unit is performed so that the internal combustion engine is operated at the set target operation point, the lower limit drive set in the electric power input / output unit is performed. When the power / power input / output means is to be controlled so that a driving force exceeding the force is output, the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the driving force based on the set required driving force The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so as to be output to the drive shaft, and when attempting to execute the target operation control, the drive force less than the lower limit drive force is output. When the power drive input / output means is to be controlled, if the internal combustion engine is operated at an operating point where the torque is higher than the set target operating point. The internal combustion engine and the power power input / output means so that a driving force equal to or greater than the lower limit driving force is output from the power power input / output means and a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. Control means for controlling the electric motor;
It is a summary to provide.

この本発明の第1の動力出力装置では、所定の制約を用いて駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを制御する目標運転制御を実行しようとすると電力動力入出力手段に設定された下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう電力動力入出力手段を制御することになるときには、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、所定の制約を課した条件で内燃機関を運転しながら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。一方、上述の目標運転制御を実行しようとすると下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう電力動力入出力手段を制御することになるときには目標運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで内燃機関が運転されると共に電力動力入出力手段から下限駆動力以上の駆動力が出力され且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、内燃機関の回転数を迅速に上昇させることができるから、内燃機関から出力する動力を迅速に大きくすることができる。しかも、電力動力入出力手段を下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう制御する状態を保って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。   In the first power output device of the present invention, the internal combustion engine and the power power input are operated so that the internal combustion engine is operated at a target operation point set based on the required driving force required for the drive shaft using predetermined constraints. When the power driving input / output means is to be controlled so that a driving force exceeding the lower limit driving force set in the power driving input / output means is output when the target driving control for controlling the output means is executed, The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is operated at the point and the driving force based on the required driving force is output to the drive shaft. As a result, it is possible to output a driving force based on the required driving force to the drive shaft while operating the internal combustion engine under conditions that impose predetermined constraints. On the other hand, when the power driving input / output means is to be controlled so that a driving force less than the lower limit driving force is output when the target driving control described above is executed, the internal combustion engine is operated at an operating point where the torque is higher than the target operating point. In addition, the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that a drive force exceeding the lower limit drive force is output from the power drive input / output means and a drive force based on the required drive force is output to the drive shaft. . Thereby, since the rotation speed of an internal combustion engine can be raised rapidly, the motive power output from an internal combustion engine can be enlarged rapidly. Moreover, it is possible to output a driving force based on the required driving force to the drive shaft while maintaining a state in which the electric power driving input / output means is controlled to output a driving force equal to or higher than the lower limit driving force.

こうした本発明の第1の動力出力装置において、前記制御手段は、前記目標運転制御を実行しようとすると前記下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記内燃機関から出力されるトルクが徐々に前記設定された目標トルクより大きくなると共に前記電力動力入出力手段から出力される駆動力が徐々に大きくなるよう制御する手段であるものとすることもできる。また、前記目標運転制御は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記電力動力入出力手段をフィードバックする制御を含む制御であるものとすることもできる。更に、前記所定の制約は、前記内燃機関が効率よく運転される制約であるものとすることもできる。   In such a first power output apparatus of the present invention, the control means controls the power power input / output means so that a driving force less than the lower limit driving force is output when the target operation control is to be executed. The torque output from the internal combustion engine is gradually increased from the set target torque and the driving force output from the power drive input / output unit is controlled to gradually increase. You can also. The target operation control may be control including control for feeding back the electric power input / output means so that the internal combustion engine is operated at the set target operation point. Further, the predetermined restriction may be a restriction that allows the internal combustion engine to operate efficiently.

本発明の第2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、
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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力で前記電力動力入出力手段を駆動している最中に前記設定された要求駆動力が急増したときには、前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持すると共に前記内燃機関から出力されるトルクが大きくなり且つ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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する急増時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The second power output device of the present invention is:
A power output device that outputs power to a drive shaft,
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;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the set required driving force suddenly increases while driving the power power input / output means with the lower limit driving force set in the power power input / output means, the power power input / output means drives the lower limit drive. The internal combustion engine so that the torque output from the internal combustion engine is increased and the driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. Rapid increase control means for controlling the electric power drive input / output means and the electric motor;
It is a summary to provide.

この本発明の第2の動力出力装置では、電力動力入出力手段に設定された下限駆動力で電力動力入出力手段を駆動している最中に駆動軸に要求される要求駆動力が急増したときには、電力動力入出力手段から下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持すると共に内燃機関から出力されるトルクが大きくなり且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、内燃機関の回転数を迅速に上昇させることができるから、内燃機関から出力する動力を迅速に大きくすることができる。しかも、電力動力入出力手段を下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持して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。   In the second power output device of the present invention, the required driving force required for the drive shaft rapidly increased while the power power input / output means was driven with the lower limit driving force set in the power power input / output means. In some cases, the state in which a driving force equal to or higher than the lower limit driving force is output from the power driving input / output means, the torque output from the internal combustion engine increases, and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled. Thereby, since the rotation speed of an internal combustion engine can be raised rapidly, the motive power output from an internal combustion engine can be enlarged rapidly. In addition, it is possible to output the driving force based on the required driving force to the drive shaft while maintaining the state in which the driving force exceeding the lower limit driving force is output from the power driving input / output means.

こうした本発明の第2の動力出力装置において、所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段を備え、前記急増時制御手段は、前記設定された目標運転ポイントの回転数で前記内燃機関が運転されてから該目標運転ポイントのトルクが前記内燃機関から出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段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、迅速に所定の制約を課した条件で内燃機関を運転しながら要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力する状態とすることができる。   Such a second power output apparatus of the present invention comprises a target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force using a predetermined constraint, and the rapid increase control The means controls the internal combustion engine and the electric power drive input / output means so that the torque of the target operating point is output from the internal combustion engine after the internal combustion engine is operated at the set rotational speed of the target operating point. It can also be a means to do. If it carries out like this, it can be set as the state which outputs the driving force based on a request | required driving force to a drive shaft, operating an internal combustion engine on the conditions which imposed the predetermined | prescribed restrictions rapidly.

これら本発明の第1または第2の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に電力を入出力可能な発電機とを備える手段であるものとすることもできる。また、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。   In these first or second power output devices of the present invention, the power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the rotating shaft of the internal combustion engine, A means comprising three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on power input / output to / from any two axes, and a generator capable of inputting / outputting electric power to / from the rotating shaft. It can also be. The power drive input / output means includes a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor A counter-rotor motor that rotates by relative rotation with the second rotor may also be used.

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2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、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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する目標運転制御を実行しようとすると前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記目標運転制御を実行しようとすると前記下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定された目標運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力され且つ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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える本発明の第1の動力出力装置や、駆動軸に動力を出力する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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力で前記電力動力入出力手段を駆動している最中に前記設定された要求駆動力が急増したときには、前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持すると共に前記内燃機関から出力されるトルクが大きくなり且つ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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する急増時制御手段と、を備える本発明の第2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ことを要旨とする。   The automobile of the present invention is the first or second 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 the drive shaft, 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; Electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, electric power / power input / output means, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, and required drive force setting means for setting required drive force required for the drive shaft And target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force using a predetermined constraint, and the internal combustion engine is operated at the set target operating point. Before When the target operation control for controlling the internal combustion engine and the power power input / output means is performed, the power power input / output means is output so that a driving force exceeding a lower limit driving force set in the power power input / output means is output. When the control is to be performed, the internal combustion engine is operated at the set target operating point, and the internal combustion engine and the power power are output so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft. The input / output means and the electric motor are controlled, and when the target operation control is to be executed, the power / power input / output means is controlled so that a driving force less than the lower limit driving force is output. The internal combustion engine is operated at an operating point with a torque higher than the target operating point, and a driving force equal to or higher than the lower limit driving force is output from the electric power input / output means. And a control means for controlling the internal combustion engine, the power input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. A power output device or a power output device for outputting power to a drive shaft, which is connected to the internal combustion engine and the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft from the internal combustion engine with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of outputting at least a part of the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and power exchange with the power power input / output means and the motor. A power storage means, a required drive force setting means for setting a required drive force required for the drive shaft, and a power drive input / output means driven at a lower limit drive force set in the power drive input / output means. During the above set When the required driving force is rapidly increased, a state in which a driving force equal to or higher than the lower limit driving force is output from the power driving input / output means is maintained, and a torque output from the internal combustion engine is increased and set. A second power output device of the present invention, comprising: a sudden increase control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so that a driving force based on a required driving force is output to the drive shaft. And the axle is connected to the drive shaft.

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第1または第2の動力出力装置を搭載するから、本発明の第1または第2の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の回転数を迅速に上昇させて内燃機関から出力する動力を迅速に大きくすることができる効果や電力動力入出力手段を下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう制御する状態を保って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効果などと同様な効果を奏することができる。   Since the first or second power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted on the automobile of the present invention, the effects exhibited by the first or second power output device of the present invention, for example, the internal combustion Maintaining the effect that the engine output speed can be increased rapidly and the power output from the internal combustion engine can be increased rapidly, and that the power power input / output means is controlled so that a driving force exceeding the lower limit driving force is output. The same effect as the effect that the driving force based on the required driving force can be output to the drive shaft can be obtained.

本発明の第1の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
(b)所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
(c)前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する目標運転制御を実行しようとすると前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定し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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記目標運転制御を実行しようとすると前記下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定した目標運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力され且つ前記設定し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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
The control method of the first power output device of the present invention is:
An internal combustion engine, and power power input / output means connected to the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine 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 control method comprising: an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and an electric power power input / output means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
(A) setting a required driving force required for the driving shaft;
(B) setting a target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force using a predetermined constraint;
(C) When the target operation control for controlling the internal combustion engine and the power power input / output means is performed so that the internal combustion engine is operated at the set target operation point, the power power input / output means is set. When the power / power input / output means is to be controlled so that a driving force equal to or greater than a lower limit driving force is output, the internal combustion engine is operated at the set target operating point and driving based on the set required driving force The internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that a force is output to the drive shaft, and a drive force less than the lower limit drive force is output when the target operation control is executed. When the electric power drive input / output means is to be controlled, the internal combustion engine is operated at an operating point whose torque is higher than the set target operating point. The internal combustion engine, the power power input / output unit, and the power power input / output unit so that a driving force equal to or greater than the lower limit driving force is output and a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. The gist is to control the motor.

この本発明の第1の動力出力装置の制御方法では、所定の制約を用いて駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを制御する目標運転制御を実行しようとすると電力動力入出力手段に設定された下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう電力動力入出力手段を制御することになるときには、目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、所定の制約を課した条件で内燃機関を運転しながら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。一方、上述の目標運転制御を実行しようとすると下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう電力動力入出力手段を制御することになるときには目標運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで内燃機関が運転されると共に電力動力入出力手段から下限駆動力以上の駆動力が出力され且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、内燃機関の回転数を迅速に上昇させることができるから、内燃機関から出力する動力を迅速に大きくすることができる。しかも、電力動力入出力手段を下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう制御する状態を保って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。   In the control method for the first power output apparatus of the present invention, the internal combustion engine is operated so that the internal combustion engine is operated at a target operation point set based on a required driving force required for the drive shaft using a predetermined constraint. When the power driving input / output means is to be controlled so that a driving force equal to or higher than the lower limit driving force set in the power driving input / output means is output when the target operation control for controlling the power driving input / output means is performed. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is operated at the target operation point and the driving force based on the required driving force is output to the drive shaft. As a result, it is possible to output a driving force based on the required driving force to the drive shaft while operating the internal combustion engine under conditions that impose predetermined constraints. On the other hand, when the power driving input / output means is to be controlled so that a driving force less than the lower limit driving force is output when the target driving control described above is executed, the internal combustion engine is operated at an operating point where the torque is higher than the target operating point. In addition, the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that a drive force exceeding the lower limit drive force is output from the power drive input / output means and a drive force based on the required drive force is output to the drive shaft. . Thereby, since the rotation speed of an internal combustion engine can be raised rapidly, the motive power output from an internal combustion engine can be enlarged rapidly. Moreover, it is possible to output a driving force based on the required driving force to the drive shaft while maintaining a state in which the electric power driving input / output means is controlled to output a driving force equal to or higher than the lower limit driving force.

本発明の第2の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と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、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力で前記電力動力入出力手段を駆動している最中に前記駆動軸に要求される要求駆動力が急増したときには、前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持すると共に前記内燃機関から出力されるトルクが大きくなり且つ前記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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを特徴とする。
The control method of the second power output device of the present invention is:
An internal combustion engine, and power power input / output means connected to the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine 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 control method comprising: an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and an electric power power input / output means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
When the required driving force required for the drive shaft rapidly increases while driving the power power input / output means with the lower limit driving force set in the power power input / output means, the power power input / output means The internal combustion engine maintains a state in which a driving force equal to or greater than the lower limit driving force is output, the torque output from the internal combustion engine increases, and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. The power motive power input / output means and the electric motor are controlled.

この本発明の第2の動力出力装置の制御方法では、電力動力入出力手段に設定された下限駆動力で電力動力入出力手段を駆動している最中に駆動軸に要求される要求駆動力が急増したときには、電力動力入出力手段から下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持すると共に内燃機関から出力されるトルクが大きくなり且つ要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。これにより、内燃機関の回転数を迅速に上昇させることができるから、内燃機関から出力する動力を迅速に大きくすることができる。しかも、電力動力入出力手段を下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持して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。   In the control method for the second power output apparatus of the present invention, the required driving force required for the drive shaft while driving the power power input / output means with the lower limit driving force set in the power power input / output means. When the engine speed increases rapidly, the state in which the driving force exceeding the lower limit driving force is output from the electric power input / output means is maintained, the torque output from the internal combustion engine increases, and the driving force based on the required driving force is output to the drive shaft. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled. Thereby, since the rotation speed of an internal combustion engine can be raised rapidly, the motive power output from an internal combustion engine can be enlarged rapidly. In addition, it is possible to output the driving force based on the required driving force to the drive shaft while maintaining the state in which the driving force exceeding the lower limit driving force is output from the power driving input / output means.

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、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。   The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) that receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22. ) 24 is subjected to operation control such as fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control and the like. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control. Output to unit 70.

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 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、特にモータMG1が定格値の下限トルク近傍で駆動しているときにアクセルペダル83が更に踏み込まれるなどにより更に駆動力を出力する際の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly when the driving force is further output by the accelerator pedal 83 being further depressed when the motor MG1 is driven near the lower limit torque of the rated value. The operation will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータ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 drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speed Nm1, of the motors MG1, MG2. A process of inputting data necessary for control such as Nm2, input / output restrictions Win and Wout of the battery 50 is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. 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*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。   When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V. And the required power Pe * required for the engine 22 is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 3 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * can be calculated as the sum of the set required torque Tr * multiplied by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a and the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50 and the loss Loss. The rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a can be obtained by multiplying the vehicle speed V by the conversion factor k, or can be obtained by dividing the rotation speed Nm2 of the motor MG2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35.

続いて、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS120)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図4に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。   Subsequently, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set based on the set required power Pe * (step S120). In this setting, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set based on the operation line for efficiently operating the engine 22 and the required power Pe *. FIG. 4 shows an example of the operation line of the engine 22 and how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained from the intersection of the operation line and a curve with a constant required power Pe * (Ne * × Te *).

次に、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の仮モータトルクTm1tmpを計算する(ステップS130)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。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」,右辺第3項の「k2」,右辺第3項の「k3」は、それぞれ比例項のゲイン,積分項のゲイン,微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 based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1, the temporary motor torque Tm1tmp of the motor MG1 is calculated by the equation (2) (step S130). Here, Expression (1) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 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 and “3” in the third term on the right side. “k2” and “k3” in the third term on the right side are the gain of the proportional term, the gain of the integral term, and the gain of the derivative term, respectively.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1tmp=k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt+k3・d(Nm1*-Nm1)/dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1tmp = k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt + k3 ・ d (Nm1 * -Nm1) / dt (2)

こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*と仮モータトルクTm1tmpとを計算すると、計算した仮モータトルクTm1tmpをモータMG1の定格値として設定された下限トルクTm1minと比較する(ステップS140)。計算した仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min以上のときには、仮モータトルクTm1tmpをモータMG1のトルク指令Tm1*として設定し(ステップS150)、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S210)、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S220)、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S230)。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 temporary motor torque Tm1tmp of the motor MG1 are calculated in this way, the calculated temporary motor torque Tm1tmp is compared with the lower limit torque Tm1min set as the rated value of the motor MG1 (step S140). When the calculated temporary motor torque Tm1tmp is equal to or greater than the lower limit torque Tm1min, the temporary motor torque Tm1tmp is set as the torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S150), and the input / output limits Win and Wout of the battery 50 and the calculated motor MG1 torque The torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the power consumption (generated power) of the motor MG1 obtained by multiplying the command Tm1 * by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1 by the rotational speed Nm2 of the motor MG2. Torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits are calculated by the following equations (3) and (4) (step S210), and the required torque Tr *, torque command Tm1 *, and gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 are used. Temporary motor torque T as torque to be output from motor MG2 The 2tmp calculated by Equation (5) (step S220), the calculated torque limit Tmin, set the torque command Tm2 * of the motor MG2 limits the tentative motor torque Tm2tmp at Tmax (step S230). 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S240)、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。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。   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 S240), 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. 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.

一方、ステップS140で計算した仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min未満と判定されると、計算した仮モータトルクTm1tmpから前回このルーチンが実行されたときに計算した仮モータトルクTm1tmpを減じてフィードバック項偏差ΔPIDを計算すると共に(ステップS160)、計算したフィードバック項偏差ΔPIDを前回このルーチンが実行されたときに設定されたトルク指令Tm1*に加えたものからレート値Trtを加えてモータトルク指令Tm1*を計算し(ステップS170)、計算したモータトルク指令Tm1*を下限トルクTm1minで制限する(ステップS180)。ここで、レート値Trtは、このルーチンが実行される毎に本来モータMG1から出力すべきトルクのうちエンジン22からのトルクに振り替えるトルクとして設定されるものであり、このルーチンの起動時間間隔やモータMG1の性能,エンジン22の性能などにより定めることができる。このため、仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min未満として計算される間はこのルーチンが実行される毎にレート遅TrtずつモータMG1から出力するトルクからエンジン22から出力するトルクに振り替えられることになり、その分だけモータMG1のトルク指令Tm1*は大きく(絶対値としては小さく)なる。そして、計算した仮モータトルクTm1tmpとトルク指令Tm1*との差分をエンジントルク調整量Teadjとして計算すると共に(ステップS190)、計算したエンジントルク調整量Teadjを目標トルクTe*に加えてエンジン22の目標トルクTe*を再設定し(ステップS200)、設定したモータMG1のトルク指令Tm1*を用いてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定すると共に(ステップS210〜S230)、設定した目標回転数Ne*や再設定した目標トルクTe*,設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をエンジンECU24やモータECU40に送信して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。目標回転数Ne*や再設定した目標トルクTe*を受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによる運転ポイントでエンジン22が運転されるようスロットル開度制御や燃料噴射制御,点火制御を実行する。上述したように、目標トルクTe*は再設定される際に増加されるから、エンジンECU24では、通常時のスロットル開度より大きくなるよう制御される。このため、エンジン22からのトルクは増加する。なお、上述したステップS210〜S230の処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*が設定されるから、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。 On the other hand, when it is determined that the temporary motor torque Tm1tmp calculated in step S140 is less than the lower limit torque Tm1min, the temporary motor torque Tm1tmp calculated when the routine was executed last time is subtracted from the calculated temporary motor torque Tm1tmp to obtain a feedback term deviation. ΔPID is calculated (step S160), and the motor torque command Tm1 * is calculated by adding the rate value Trt to the calculated feedback term deviation ΔPID added to the torque command Tm1 * set when this routine was last executed. The calculated motor torque command Tm1 * is limited by the lower limit torque Tm1min (step S180). Here, the rate value Trt is set as a torque to be transferred to the torque from the engine 22 among the torque that should be output from the motor MG1 each time this routine is executed. It can be determined by the performance of MG1, the performance of the engine 22, and the like. For this reason, while the temporary motor torque Tm1tmp is calculated as less than the lower limit torque Tm1min, every time this routine is executed, the rate delayed Trt is transferred from the torque output from the motor MG1 to the torque output from the engine 22, Accordingly, the torque command Tm1 * of the motor MG1 becomes larger (smaller as an absolute value). Then, the difference between the calculated temporary motor torque Tm1tmp and the torque command Tm1 * is calculated as the engine torque adjustment amount Teadj (step S190), and the calculated engine torque adjustment amount Teadj is added to the target torque Te * and the target of the engine 22 is calculated. The torque Te * is reset (step S200), the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set using the set torque command Tm1 * of the motor MG1 (steps S210 to S230), and the set target rotational speed Ne * or The reset target torque Te * and the set torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are transmitted to the engine ECU 24 and the motor ECU 40 (step S240), and this routine ends. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the reset target torque Te * performs throttle opening control and fuel injection control so that the engine 22 is operated at operating points based on the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. , Ignition control is executed. As described above, since the target torque Te * is increased when reset, the engine ECU 24 is controlled to be larger than the normal throttle opening. For this reason, the torque from the engine 22 increases. Since the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set by the processing in steps S210 to S230 described above, the required torque Tr * is set as a torque that is limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. It can output to the ring gear shaft 32a.

いま、モータMG1が下限トルクTm1tmp近傍で駆動しているときにアクセルペダル83が踏み込まれて要求トルクTr*が急増し、仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min未満として計算される場合を考える。このとき、モータMG1のトルク指令Tm1*は下限トルクTm1tmp以上でレート値Trtずつ大きくなるように設定され(ステップS160〜S180)、エンジン22の目標トルクTe*はモータMG1のトルクを大きく(絶対値としては小さく)する分だけ大きくなるよう再設定される(ステップS190,S200)。このため、エンジン22は効率よく運転される運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで運転されることになり、エンジン22の回転数Neを迅速に上昇させる。そして、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*に近づいて仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min以上として計算されるようになると、仮モータトルクTm1tmpがモータMG1のトルク指令Tm1*に設定され(ステップS150)、エンジン22も効率よく運転される目標トルクTe*を用いて運転制御されるようになる。即ち、上述の場合、まず、モータMG1のトルクを緩めると共にエンジン22のトルクを増加してエンジン22の回転数Neを迅速に増加させて目標回転数Ne*とし、その後、通常制御に戻すものとなる。   Consider a case where the accelerator pedal 83 is depressed when the motor MG1 is driven in the vicinity of the lower limit torque Tm1tmp, the required torque Tr * increases rapidly, and the temporary motor torque Tm1tmp is calculated as less than the lower limit torque Tm1min. At this time, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set so as to increase by the rate value Trt over the lower limit torque Tm1tmp (steps S160 to S180), and the target torque Te * of the engine 22 increases the torque of the motor MG1 (absolute value). (Step S190, S200). For this reason, the engine 22 is operated at an operation point having a higher torque than the operation point at which the engine 22 is efficiently operated, and the rotational speed Ne of the engine 22 is rapidly increased. When the rotational speed Ne of the engine 22 approaches the target rotational speed Ne * and the temporary motor torque Tm1tmp is calculated as the lower limit torque Tm1min or more, the temporary motor torque Tm1tmp is set to the torque command Tm1 * of the motor MG1 ( In step S150), the engine 22 is also controlled to operate using the target torque Te * that is efficiently operated. That is, in the above-described case, first, the torque of the motor MG1 is loosened and the torque of the engine 22 is increased to quickly increase the rotational speed Ne of the engine 22 to the target rotational speed Ne *, and then the normal control is returned. Become.

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が下限トルクTm1tmp近傍で駆動しているときにアクセルペダル83が踏み込まれて要求トルクTr*が急増し、仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min未満として計算されるときには、モータMG1のトルクを緩めると共にエンジン22のトルクを増加するから、エンジン22の回転数Neを迅速に増加させて目標回転数Ne*にすることができる。しかも、モータMG2のトルク指令Tm2*を要求トルクTr*がバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限されたトルクとして設定するから、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。そして、エンジン22の回転数Neを目標回転数に近づけた後は、要求トルクTr*を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するのに必要な要求パワーPe*をエンジン22を効率よく運転して出力すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を制限したトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるよう制御するから、要求トルクTr*をバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で効率よくリングギヤ軸32aに出力することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the accelerator pedal 83 is depressed when the motor MG1 is driven in the vicinity of the lower limit torque Tm1tmp, the required torque Tr * increases rapidly, and the temporary motor torque Tm1tmp becomes the lower limit torque Tm1min. When calculated as less than, the torque of the motor MG1 is loosened and the torque of the engine 22 is increased. Therefore, the rotational speed Ne of the engine 22 can be rapidly increased to the target rotational speed Ne *. Moreover, since the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set as a torque in which the required torque Tr * is limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, the torque based on the required torque Tr * is used as a ring gear as a drive shaft. It can output to the shaft 32a. After the rotational speed Ne of the engine 22 is brought close to the target rotational speed, the engine 22 is efficiently operated with the required power Pe * required to output the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. Since the output torque is controlled so that the torque limited to the required torque Tr * within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft, the required torque Tr * is input to the battery 50. It is possible to output efficiently to the ring gear shaft 32a within the range of the output limits Win and Wout.

実施例のハイブリッド自動車20では、仮モータトルクTm1tmpが下限トルクTm1min未満として計算されるときには、モータMG1のトルク指令Tm1*をレート値Trtずつ大きくなるように且つ下限トルクTm1min以上となるように設定すると共にエンジン22の目標トルクTe*をモータMG1のトルクを大きく(絶対値としては小さく)する分だけ大きくなるよう再設定したが、モータMG1のトルク指令Tm1*を大きく設定すると共にエンジン22の目標トルクTe*を大きく設定するものであれば、レート処理を用いる必要はなく、他の如何な手法を用いて制御してもかまわない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the temporary motor torque Tm1tmp is calculated as less than the lower limit torque Tm1min, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set to increase by the rate value Trt and to be equal to or higher than the lower limit torque Tm1min. At the same time, the target torque Te * of the engine 22 is reset so as to increase by increasing the torque of the motor MG1 (decreasing as an absolute value). However, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set large and the target torque of the engine 22 is set. As long as Te * is set to a large value, it is not necessary to use rate processing, and any other method may be used for control.

また、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6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6における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modification of FIG. 6, the motor MG2 This power may be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 6) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

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. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the electronic control unit for hybrids 70 of an Example. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*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. 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. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、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,64a,64b 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 35, 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 electric power Line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b drive wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 2 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 an accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 pair-rotor motor, 232 an inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.

Claims (9)

駆動軸に動力を出力する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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する目標運転制御を実行しようとすると前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力以上の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転され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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、前記目標運転制御を実行しようとすると前記下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記設定された目標運転ポイントよりトルクが高い運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力され且つ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電力動力入出力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 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;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force using predetermined constraints;
When the target operation control for controlling the internal combustion engine and the electric power input / output unit is performed so that the internal combustion engine is operated at the set target operation point, the lower limit drive set in the electric power input / output unit is performed. When the power / power input / output means is to be controlled so that a driving force exceeding the force is output, the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the driving force based on the set required driving force The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so as to be output to the drive shaft, and when attempting to execute the target operation control, the drive force less than the lower limit drive force is output. When the power drive input / output means is to be controlled, if the internal combustion engine is operated at an operating point where the torque is higher than the set target operating point. The internal combustion engine and the power power input / output means so that a driving force equal to or greater than the lower limit driving force is output from the power power input / output means and a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. Control means for controlling the electric motor;
A power output device comprising:
前記制御手段は、前記目標運転制御を実行しようとすると前記下限駆動力未満の駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段を制御することになるときには前記内燃機関から出力されるトルクが徐々に前記設定された目標トルクより大きくなると共に前記電力動力入出力手段から出力される駆動力が徐々に大きくなるよう制御する手段である請求項1記載の動力出力装置。   When the control means is to control the power / power input / output means so that a driving force less than the lower limit driving force is output when the target operation control is executed, the torque output from the internal combustion engine is gradually increased. 2. The power output apparatus according to claim 1, wherein said power output device is a means for controlling so that the driving force output from said power power input / output means gradually increases as said value becomes larger than said set target torque. 前記目標運転制御は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されるよう前記電力動力入出力手段をフィードバックする制御を含む制御である請求項1または2記載の動力出力装置。   3. The power output apparatus according to claim 1, wherein the target operation control is control including feedback control of the power power input / output means so that the internal combustion engine is operated at the set target operation point. 前記所定の制約は、前記内燃機関が効率よく運転される制約である請求項1ないし3いずれか記載の動力出力装置。   The power output apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined restriction is a restriction that allows the internal combustion engine to be operated efficiently. 駆動軸に動力を出力する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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電力動力入出力手段に設定された下限駆動力で前記電力動力入出力手段を駆動している最中に前記設定された要求駆動力が急増したときには、前記電力動力入出力手段から前記下限駆動力以上の駆動力が出力される状態を保持すると共に前記内燃機関から出力されるトルクが大きくなり且つ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電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する急増時制御手段と、
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;
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;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the set required driving force suddenly increases while driving the power power input / output means with the lower limit driving force set in the power power input / output means, the power power input / output means causes the lower limit driving to occur. The internal combustion engine so that the torque output from the internal combustion engine is increased and the driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. Rapid increase control means for controlling the electric power drive input / output means and the electric motor;
A power output device comprising:
請求項5記載の動力出力装置であって、
所定の制約を用いて前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段を備え、
前記急増時制御手段は、前記設定された目標運転ポイントの回転数で前記内燃機関が運転されてから該目標運転ポイントのトルクが前記内燃機関から出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である
動力出力装置。
The power output device according to claim 5,
A target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force using a predetermined constraint;
The rapid increase control means is configured to input / output power to and from the internal combustion engine so that the torque at the target operating point is output from the internal combustion engine after the internal combustion engine is operated at the set rotational speed of the target operating point. A power output device that is means for controlling the means.
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に電力を入出力可能な発電機とを備える手段である請求項1ないし6いずれか記載の動力出力装置。   The power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotary shaft, and the remaining power based on power input / output to any two of the three shafts. The power output device according to any one of claims 1 to 6, wherein the power output device comprises three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the shaft and a generator capable of inputting / outputting electric power to / from the rotating shaft. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項1ないし6いずれか記載の動力出力装置。   The power drive input / output means has a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor and the first rotor The power output device according to any one of claims 1 to 6, wherein the power output device is a counter-rotor motor rotating by relative rotation with the second rotor. 請求項1ないし8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 8 and an axle connected to the drive shaft.
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