JP4209375B2 - Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent overspeed of a motor MG2, and to suppress overcharge to a battery. <P>SOLUTION: The automobile comprises an engine, a motor MG1 and a driving shaft that are connected to a planetary gear, a motor MG2 connected to the driving shaft via a transmission, and a battery for exchanging electric power with the motors MG1 and MG2. When it is fixed to an Lo gear due to abnormality of the transmission, a request torque Tr* requested by a driver is limited by a request torque limit Trmax set small with increase in rotation speed Nm2 of motor MG2 (S140, S150), and the engine and motors MG1 and MG2 are controlled based on the limited demand torque (S160-S210). Thus, the overspeed of the motor MG2 can be prevented. Since the amount of power generation of the motor MG1 is suppressed with the limitation of the request torque Tr*, the overcharge to the battery can be suppressed comparing with the case of limiting only the torque outputted from the motor MG2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

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

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンの出力軸を遊星歯車機構を介して車軸に連結された駆動軸に接続すると共に遊星歯車機構の回転要素に発電機を接続し、駆動軸に変速機を介して電動機を接続した自動車に搭載されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、変速機の変速段を車速に応じて変更することにより電動機からの動力を車速に応じた動力にして駆動軸に出力している。
特開2002−225578号公報(図1)
Conventionally, as this type of power output device, an engine output shaft is connected to a drive shaft connected to an axle via a planetary gear mechanism, a generator is connected to a rotating element of the planetary gear mechanism, and a speed change is made to the drive shaft. The thing mounted in the motor vehicle which connected the electric motor via the machine is proposed (for example, refer patent document 1). In this apparatus, the power from the electric motor is changed to the power corresponding to the vehicle speed and is output to the drive shaft by changing the gear position of the transmission according to the vehicle speed.
JP 2002-225578 A (FIG. 1)

しかしながら、上述の動力出力装置では、変速機の変速段を車速に応じた変速段とすることは記載されているが、何らかの異常により変速機の変速段を変更できない状態の対処には考慮されていない。変速機の変速段を変更できない状態のとき、特に、高減速比の変速段から低減速比の変速段に変速できないときには、電動機がその上限回転数で駆動される場合が生じる。これに対して電動機の駆動制限を行なうことも考えられるが、エンジンや発電機の運転は制限されないため、過剰な発電により蓄電装置が過充電される場合が生じる。   However, in the above-described power output device, although it is described that the gear position of the transmission is set to a gear position corresponding to the vehicle speed, it is taken into account for dealing with a state where the gear position of the transmission cannot be changed due to some abnormality. Absent. When the speed change stage of the transmission cannot be changed, particularly when the speed change from the high speed reduction ratio to the reduction speed ratio cannot be performed, the motor may be driven at the upper limit rotational speed. On the other hand, it is conceivable to limit the driving of the electric motor. However, since the operation of the engine and the generator is not limited, the power storage device may be overcharged due to excessive power generation.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、電動機が上限回転数で駆動されないようにすることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、二次電池などの蓄電装置が過充電されないようにすることを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、ドライバビリティの悪化を抑制することを目的の一つとする。   One of the objects of the power output apparatus, the automobile equipped with the power output apparatus, and the method for controlling the power output apparatus of the present invention is to prevent the motor from being driven at the upper limit rotational speed. Another object of the power output device of the present invention, a vehicle equipped with the power output device, and a method of controlling the power output device is to prevent an overcharge of a power storage device such as a secondary battery. Furthermore, it is an object of the power output apparatus of the present invention, an automobile equipped with the same, and a control method for the power output apparatus to suppress deterioration of drivability.

本発明の第1の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。   In order to achieve at least a part of the above object, the first power output apparatus of the present invention, an automobile equipped with the same, and a method for controlling the power output apparatus 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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段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 together with power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
When the input / output state of power to the drive shaft of the electric motor is a normal input / output state, the drive force obtained based on the operation of the operator is set as the required drive force to be output to the drive shaft, When the input / output state of power to the drive shaft is different from the normal input / output state, the required drive is limited to the drive force obtained based on the operation of the operator based on the drive state of the electric motor. Required driving force setting means for setting as force,
Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の第1の動力出力装置では、変速伝達手段を介して動力を駆動軸に入出力する電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御する。従って、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。   In the first power output apparatus of the present invention, when the input / output state of the power to the drive shaft of the electric motor that inputs / outputs the power to / from the drive shaft via the shift transmission means is the normal input / output state, the operation is performed by the operator. The driving force obtained based on this is set as the required driving force to be output to the drive shaft, and is obtained based on the operation of the operator when the input / output state of power to the drive shaft of the motor is different from the normal input / output state The driving force limited based on the driving state of the electric motor with respect to the driving force is set as the required driving force. Then, the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means are controlled so that power based on the set required drive force is output to the drive shaft. Therefore, when the input / output state of power to the drive shaft of the motor is different from the normal input / output state, the required driving force is limited, thereby suppressing the inconvenience such as the motor being in a driving state exceeding the upper limit rotational speed. It is possible to suppress charging of the power storage means with excessive electric power.

こうした本発明の第1の動力出力装置において、前記通常とは異なる入出力状態は、前記電動機が所定回転数以上の回転数で駆動する状態であるものとすることもできるし、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であるものとすることもできる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であるものとすることもできる。   In the first power output apparatus of the present invention, the input / output state different from the normal state may be a state in which the electric motor is driven at a rotational speed equal to or higher than a predetermined rotational speed. It is also possible that the gear ratio cannot be changed. In this case, when the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed, the speed change ratio when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft is changed from the higher speed change ratio to the lower speed change ratio. It is also possible to assume that the change is impossible.

また、本発明の第1の動力出力装置において、前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできるし、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値0以下の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の駆動状態に応じたより適正な制限を行なうものとしたり、電動機が上限回転数を超えて駆動されないようにしたりすることができる。   In the first power output device of the present invention, the restriction based on the driving state of the electric motor may be a restriction performed with an upper limit value that tends to decrease as the rotational speed of the electric motor increases. When the electric motor is driven at an upper limit rotational speed that can be driven, the limit may be set to an upper limit value of 0 or less. In this way, it is possible to perform more appropriate restriction according to the driving state of the electric motor, or to prevent the electric motor from being driven exceeding the upper limit rotational speed.

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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
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 together with power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
State detecting means for detecting the state of the shift transmission means;
When a normal state is detected as the state of the shift transmission means by the state detection means, a driving force obtained based on an operation by an operator is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and the state detection means Therefore, when a state different from the normal state is detected as the state of the speed change transmission means, the driving force obtained based on the operation of the operator is limited based on the rotation state of the drive shaft and the state of the speed change transmission means. Requested driving force setting means for setting the driven force as the requested driving force;
Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の第2の動力出力装置では、電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の状態が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御する。従って、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。ここで、前記変速伝達手段は、有段変速機であるものとすることもできる。   In the second power output apparatus of the present invention, when the state of the transmission means for transmitting the power between the rotating shaft and the drive shaft of the motor with the change of the transmission gear ratio is the normal state, it is based on the operation of the operator. The drive force obtained in this way is set as the required drive force to be output to the drive shaft, and the rotation of the drive shaft with respect to the drive force obtained based on the operation of the operator when the state of the transmission means is different from the normal state The driving force limited based on the state and the state of the transmission means is set as the required driving force. Then, the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means are controlled so that power based on the set required drive force is output to the drive shaft. Accordingly, when the state of the transmission means is different from the normal state, the required driving force is limited, so that it is possible to suppress inconveniences such as the driving state of the electric motor exceeding the upper limit rotation speed, and to store the electric power with excessive electric power. The charging of the means can be suppressed. Here, the transmission transmission means may be a stepped transmission.

こうした本発明の第2の動力出力装置において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であるものとすることもできる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態の際に対処することができる。   In such a second power output apparatus of the present invention, the state different from the normal state may be a state in which the change of the transmission gear ratio in the transmission transmission means is impossible. In this case, when the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed, the speed change ratio when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft is changed from the higher speed change ratio to the lower speed change ratio. It is also possible to assume that the change is impossible. In this way, it is possible to cope with a state in which it is impossible to change the transmission ratio in the transmission transmission means.

また、本発明の第2の動力出力装置において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態に応じたより適正な制限を行なうことができる。   Further, in the second power output apparatus of the present invention, the restriction based on the rotational state of the drive shaft and the state of the speed change transmission means is performed with an upper limit value that tends to decrease as the rotational speed of the drive shaft increases. It can also be assumed. By so doing, it is possible to perform more appropriate restriction according to the rotational state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means.

さらに、本発明の第2の動力出力装置において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第1の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第1の回転数より大きな第2の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の状態に応じた回転数で要求駆動力の制限を開始することができる。即ち、変速比の変更をしている最中に予期しない制限が実行されるのを抑制することができる。この結果、変速伝達手段の変速比を変更している状態のときのドライバビリティの悪化を抑制することができる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態であるものとすることもできる。   Further, in the second power output device of the present invention, the state different from the normal state includes a state in which the change of the transmission ratio in the transmission transmission means is impossible and a state in which the transmission ratio in the transmission transmission means is changed. And the limitation based on the rotational state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is such that the rotational speed of the drive shaft is larger than the first rotational speed when the change of the transmission ratio in the transmission transmission means is impossible. The upper limit value tends to be smaller, and when the speed ratio in the speed change transmission means is changed, the rotational speed of the drive shaft is greater than the second rotational speed greater than the first rotational speed. It can also be a restriction performed with an upper limit value that tends to be smaller. By so doing, it is possible to start limiting the required driving force at the number of revolutions according to the state of the transmission transmission means. That is, it is possible to prevent an unexpected restriction from being executed while changing the gear ratio. As a result, it is possible to suppress the deterioration of drivability when the speed ratio of the transmission means is changed. In this case, when the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed, the speed change ratio when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft is changed from the higher speed change ratio to the lower speed change ratio. The state in which the change is impossible and the speed change ratio in the speed change transmission means is changed is when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft. It can also be set as the state which has been changed to the gear ratio.

本発明の第2の動力出力装置において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値0以下の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、電動機が上限回転数を超えて駆動されないようにすることができる。この場合、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた制限を行なうことができる。   In the second power output apparatus of the present invention, the limit based on the rotational state of the drive shaft and the state of the transmission means has an upper limit value of 0 or less when the motor is driven at an upper limit rotational speed at which the motor can be driven. It can also be a restriction to do. In this way, the electric motor can be prevented from being driven beyond the upper limit rotational speed. In this case, the limitation based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is that when the motor is driven at an upper limit rotation speed that can be driven, the power from the motor is decelerated to the drive shaft. The limit may be set with an upper limit value having a larger tendency as the speed reduction ratio in the transmission transmission means at the time of output is smaller. By so doing, it is possible to perform a restriction in accordance with the gear ratio of the transmission transmission means.

また、本発明の第2の動力出力装置において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた電動機の回転数で制限を開始することができる。   Further, in the second power output device of the present invention, the restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the speed change transmission means is performed when the power from the electric motor is decelerated and output to the drive shaft. It is also possible that the limit is set when the electric motor rotates at a limit start rotational speed greater than or equal to a greater tendency as the speed reduction ratio in the shift transmission means is smaller. If it carries out like this, a restriction | limiting can be started by the rotation speed of the electric motor according to the gear ratio of a transmission transmission means.

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第3の軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力した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、前記第3の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第1の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第2の回転子とを備え、該第1の回転子と該第2の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。   In the first or second power output apparatus of the present invention, the power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and any of the three shafts. Or a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on the power input / output to / from the two shafts, and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft. And a first rotor attached to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor attached to the drive shaft, the first rotor and the second rotation It may be a counter-rotor motor that outputs at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power by electromagnetic action with the child.

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、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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取りが可能な蓄電手段と、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段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、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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取りが可能な蓄電手段と、前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、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接続されてなることを要旨とする。   The automobile of the present invention is a power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and an output of the internal combustion engine. An electric power input / output means connected to the shaft 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 / output of electric power; and an electric motor capable of inputting / outputting power; Transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio, the electric power driving input / output means, the power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and the electric motor When the input / output state of power to the drive shaft is a normal input / output state, the drive force obtained based on the operation of the operator is set as the required drive force to be output to the drive shaft, and the drive of the motor The input / output state of power to the shaft Requested driving force setting means for setting, as the requested driving force, a driving force limited based on the driving state of the electric motor with respect to the driving force obtained based on the operation of the operator in an unusual input / output state; Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft. 1 is a power output device that outputs power to a drive shaft, and is connected to the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft from the internal combustion engine with input and output of electric 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, and transmission of power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft to change a gear ratio. Accompanying transmission A state of the speed change transmission means by means of the state detection means, a state detection means for detecting the state of the speed change transmission means, and a state of the speed change transmission means. When the state is detected, the driving force obtained based on the operation of the operator is set as the required driving force to be output to the drive shaft, and the state of the shift transmission unit is different from the normal state by the state detection unit. Is detected as a required driving force, which is set based on the rotational state of the driving shaft and the state of the transmission means with respect to the driving force obtained based on the operation of the operator. Force setting means, the internal combustion engine, the electric power power input / output means, the electric motor, and the gear shift so that power based on the set required driving force is output to the drive shaft. And a control means for controlling the transmission means. The second power output device according to the present invention is mounted, 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、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができる効果や過大な電力による蓄電手段の充電を抑制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 vehicle according to the present invention is equipped with the first or second power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effects exhibited by the first or second power output device of the present invention, for example, an electric motor An effect that can suppress inconveniences such as the motor being in a driving state exceeding the upper limit rotational speed by limiting the required driving force when the input / output state of power to the drive shaft is different from the normal input / output state In addition, it is possible to achieve the same effect as the effect of suppressing the charging of the power storage means by excessive electric power.

本発明の第1の動力入出力装置は、
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御すると共に前記内燃機関側に制御信号を出力する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The first power input / output device of the present invention comprises:
A power input / output device that inputs power from an internal combustion engine and outputs power to a 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 power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
When the input / output state of power to the drive shaft of the electric motor is a normal input / output state, the drive force obtained based on the operation of the operator is set as the required drive force to be output to the drive shaft, When the input / output state of power to the drive shaft is different from the normal input / output state, the required drive is limited to the drive force obtained based on the operation of the operator based on the drive state of the electric motor. Required driving force setting means for setting as force,
Control means for controlling the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to the drive shaft, and for outputting a control signal to the internal combustion engine side; ,
It is a summary to provide.

この本発明の動力入出力装置では、変速伝達手段を介して動力を駆動軸に入出力する電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御すると共に内燃機関側に制御信号を出力する。従って、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。   In the power input / output apparatus of the present invention, when the input / output state of power to the drive shaft of the motor that inputs / outputs power to / from the drive shaft via the transmission transmission means is a normal input / output state, it is based on the operation of the operator. The obtained driving force is set as the required driving force to be output to the drive shaft. When the input / output state of power to the drive shaft of the motor is different from the normal input / output state, the driving force obtained based on the operation of the operator On the other hand, the driving force limited based on the driving state of the electric motor is set as the required driving force. Then, the power power input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are controlled so that power based on the set required driving force is output to the drive shaft, and a control signal is output to the internal combustion engine side. Therefore, when the input / output state of power to the drive shaft of the motor is different from the normal input / output state, the required driving force is limited, thereby suppressing the inconvenience such as the motor being in a driving state exceeding the upper limit rotational speed. It is possible to suppress charging of the power storage means with excessive electric power.

本発明の第2の動力入出力装置は、
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The second power input / output device of the present invention is
A power input / output device that inputs power from an internal combustion engine and outputs power to a 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 power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
State detecting means for detecting the state of the shift transmission means;
When a normal state is detected as the state of the shift transmission means by the state detection means, a driving force obtained based on an operation by an operator is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and the state detection means Therefore, when a state different from the normal state is detected as the state of the speed change transmission means, the driving force obtained based on the operation of the operator is limited based on the rotation state of the drive shaft and the state of the speed change transmission means. Requested driving force setting means for setting the driven force as the requested driving force;
Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の第2の動力入出力装置では、電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の状態が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定する。そして、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御する。従って、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。   In the second power input / output device of the present invention, when the state of the speed change transmission means for transmitting power between the rotating shaft and the drive shaft of the motor with the change of the speed ratio is a normal state, the operation is performed by the operator. The driving force obtained on the basis of the drive shaft is set as the required driving force to be output to the drive shaft. The driving force limited based on the rotation state and the state of the transmission means is set as the required driving force. Then, the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means are controlled so that power based on the set required drive force is output to the drive shaft. Accordingly, when the state of the transmission means is different from the normal state, the required driving force is limited, so that it is possible to suppress inconveniences such as the driving state of the electric motor exceeding the upper limit rotation speed, and to store the electric power with excessive electric power. The charging of the means can be suppressed.

本発明の第1の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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取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)前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記電動機の前記駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定し、
(b)前記設定した要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段とを制御する
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, electric 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 / output of electric power; An electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio, and exchange of electric power with the electric power input / output means and the electric motor. A power output device comprising a possible power storage means,
(A) When the input / output state of power to the drive shaft of the electric motor is a normal input / output state, the drive force obtained based on the operation of the operator is set as the required drive force to be output to the drive shaft, When the input / output state of power to the drive shaft of the electric motor is different from the normal input / output state, the driving force limited based on the driving state of the electric motor is limited to the driving force obtained based on the operation of the operator. Set as the required driving force,
(B) The gist is to control the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to the drive shaft.

この本発明の第1の動力出力装置の制御方法によれば、変速伝達手段を介して動力を駆動軸に入出力する電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常の入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定し、この設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御するから、電動機の駆動軸への動力の入出力状態が通常とは異なる入出力状態のときに電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。   According to the control method for the first power output device of the present invention, when the input / output state of the power to the drive shaft of the motor that inputs / outputs the power to / from the drive shaft via the transmission transmission means is the normal input / output state. The driving force obtained based on the operator's operation is set as the required driving force to be output to the drive shaft, and when the input / output state of power to the drive shaft of the motor is different from the normal input / output state, the operator's operation The driving force limited based on the driving state of the motor is set as the required driving force with respect to the driving force obtained based on the internal combustion engine and the electric power so that the power based on the set required driving force is output to the drive shaft. Since the power input / output means, the motor, and the transmission transmission means are controlled, when the input / output state of power to the drive shaft of the motor is different from the normal input / output state, the motor is in a driving state exceeding the upper limit rotational speed. The inconvenience of It is possible to suppress the charging of the power storage unit due to excessive power it is possible to.

こうした本発明の第1の動力出力装置の制御方法において、前記通常とは異なる入出力状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であると共に前記電動機が所定回転数以上の回転数で駆動する状態であるものとすることもできる。また、前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。   In such a control method of the first power output apparatus of the present invention, the input / output state different from the normal state is a state in which the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed and the motor rotates at a predetermined speed or higher. It can also be in a state of being driven by a number. Further, the restriction based on the driving state of the electric motor may be a restriction performed with an upper limit value that tends to decrease as the rotational speed of the electric motor increases.

本発明の第2の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、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取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)前記変速伝達手段が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記変速伝達手段が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定し、
(b)前記設定した要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。
The control method of the second power output device of the present invention is:
An internal combustion engine, electric 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 / output of electric power; An electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio, and exchange of electric power with the electric power input / output means and the electric motor. A power output device comprising a possible power storage means,
(A) When the shift transmission means is in a normal state, a driving force obtained based on an operation by an operator is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and the shift transmission means is in a state different from the normal state. Sometimes the driving force limited based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means with respect to the driving force obtained based on the operation of the operator is set as the required driving force,
(B) The gist is to control the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to the drive shaft.

この本発明の第2の動力出力装置の制御方法よれば、電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の状態が通常の状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して駆動軸の回転状態と変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を要求駆動力として設定し、設定した要求駆動力に基づく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変速伝達手段とを制御するから、変速伝達手段の状態が通常とは異なる状態のときには要求駆動力が制限されることにより電動機が上限回転数を超える駆動状態となるなどの不都合を抑制することができると共に過大な電力による蓄電手段の充電を抑制することができる。   According to the control method for the second power output device of the present invention, when the state of the speed change transmission means for performing power transmission between the rotating shaft and the drive shaft of the motor with the change of the speed ratio is the normal state, the operator The driving force obtained on the basis of the operation is set as the required driving force to be output to the drive shaft, and the driving force obtained on the basis of the operation of the operator when the state of the shift transmission means is different from the normal state. The drive power limited based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is set as the required drive force, and the internal combustion engine and the electric power power input / output so that the power based on the set required drive force is output to the drive shaft Control of the motor, the motor, and the transmission transmission means. When the state of the transmission transmission means is different from the normal state, the required driving force is limited so that the motor is in a driving state exceeding the upper limit rotational speed. It is possible to suppress the charging of the power storage unit due to excessive power can be suppressed.

こうした本発明の第2の動力出力装置の制御方法において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態であるものとすることもできる。また、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。   In such a control method for the second power output apparatus of the present invention, the state different from the normal state may be a state in which the change of the transmission gear ratio in the transmission transmission means is impossible. Further, the restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means may be a restriction performed with an upper limit value that tends to decrease as the rotation speed of the drive shaft increases.

また、本発明の第2の動力出力装置の制御方法において、前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第1の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第1の回転数より大きな第2の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の状態に応じた回転数で要求駆動力の制限を開始することができる。即ち、変速比の変更をしている最中に予期しない制限が実行されるのを抑制することができる。この結果、変速伝達手段の変速比を変更している状態のときのドライバビリティの悪化を抑制することができる。この場合、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態であるものとすることもできる。   In the control method for the second power output apparatus of the present invention, the state different from the normal state is a state in which the change of the transmission ratio in the transmission transmission means is impossible and a transmission ratio in the transmission transmission means is changed. The limitation based on the rotational state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means includes a state in which the rotational speed of the drive shaft is the first rotational speed when the change of the transmission ratio in the transmission transmission means is impossible. This is a limitation performed with an upper limit value that tends to decrease as the value increases, and the second rotation in which the rotational speed of the drive shaft is larger than the first rotational speed when the speed ratio in the transmission means is changed. It can also be a restriction performed with an upper limit value that tends to be smaller as the number becomes larger. By so doing, it is possible to start limiting the required driving force at the number of revolutions according to the state of the transmission transmission means. That is, it is possible to prevent an unexpected restriction from being executed while changing the gear ratio. As a result, it is possible to suppress the deterioration of drivability when the speed ratio of the transmission means is changed. In this case, when the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed, the speed change ratio when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft is changed from the higher speed change ratio to the lower speed change ratio. The state in which the change is impossible and the speed change ratio in the speed change transmission means is changed is when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft. It can also be set as the state which has been changed to the gear ratio.

さらに、本発明の第2の動力出力装置の制御方法において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた制限を行なうことができる。   Furthermore, in the control method for the second power output apparatus of the present invention, the restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission means is determined from the motor when the motor is driven at an upper limit rotational speed at which the motor can be driven. It is also possible to limit the power with the upper limit value having a larger tendency as the speed reduction ratio in the speed change transmission means is smaller when the rotational speed is reduced and output to the drive shaft. By so doing, it is possible to perform a restriction in accordance with the gear ratio of the transmission transmission means.

あるいは、本発明の第2の動力出力装置の制御方法において、前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比に応じた電動機の回転数で制限を開始することができる。   Alternatively, in the control method for the second power output apparatus of the present invention, the restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission means can reduce the rotational speed of the power from the electric motor to the drive shaft. It can also be a restriction that is made when the electric motor rotates at a restriction start rotational speed that is larger or larger as the speed reduction ratio in the speed change transmission means at the time of output is smaller. If it carries out like this, a restriction | limiting can be started by the rotation speed of the electric motor according to the gear ratio of a transmission transmission 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、本発明の第1実施例としての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。第1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、変速機60を介して動力分配統合機構30に接続されたモータMG2と、車両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 the configuration of a hybrid vehicle 20 as a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the first embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution and integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, A motor MG1 capable of generating electricity connected to the distribution integration mechanism 30, a motor MG2 connected to the power distribution integration mechanism 30 via a transmission 60, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle are provided.

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を介して変速機60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37およびデファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39b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 arranged concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the transmission 60 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 output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 39a and 39b via the gear mechanism 37 and the differential gear 38.

モータMG1およびモータMG2は、共に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の一方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とモータMG2と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、共に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、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2やリングギヤ軸32aの回転数Nrを計算している。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。   Both the motor MG1 and the motor MG2 are 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 and negative bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG 1 and MG 2 is supplied to another motor. It can be consumed at. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. Note that the battery 50 is not charged / discharged if the electric power balance is balanced by the motor MG1 and the motor MG2. 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 calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the rotors of the motors MG1 and MG2 and the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a by a rotational speed calculation routine (not shown) based on signals input from the rotational position detection sensors 43 and 44. Yes. 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.

変速機60は、モータMG2の回転軸48とリングギヤ軸32aとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータMG2の回転軸48の回転数を2段に減速してリングギヤ軸32aに伝達できるよう構成されている。変速機60の構成の一例を図2に示す。この図2に示す変速機60は、ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bと二つのブレーキB1,B2とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aは、外歯歯車のサンギヤ61と、このサンギヤ61と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ62と、サンギヤ61に噛合する複数の第1ピニオンギヤ63aと、この第1ピニオンギヤ63aに噛合すると共にリングギヤ62に噛合する複数の第2ピニオンギヤ63bと、複数の第1ピニオンギヤ63aおよび複数の第2ピニオンギヤ63bを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア64とを備えており、サンギヤ61はブレーキB1のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構60bは、外歯歯車のサンギヤ65と、このサンギヤ65と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ66と、サンギヤ65に噛合すると共にリングギヤ66に噛合する複数のピニオンギヤ67と、複数のピニオンギヤ67を自転かつ公転自在に保持するキャリア68とを備えており、サンギヤ65はモータMG2の回転軸48に、キャリア68はリングギヤ軸32aにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ66はブレーキB2のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bとは、リングギヤ62とリングギヤ66、キャリア64とキャリア68とによりそれぞれ連結されている。変速機60は、ブレーキB1,B2を共にオフとすることによりモータMG2の回転軸48をリングギヤ軸32aから切り離すことができ、ブレーキB1をオフとすると共にブレーキB2をオンとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達し(以下、この状態をLoギヤの状態という)、ブレーキB1をオンとすると共にブレーキB2をオフとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達する(以下、この状態をHiギヤの状態という)。ブレーキB1,B2を共にオンとする状態は回転軸48やリングギヤ軸32aの回転を禁止するものとなる。ブレーキB1,B2のオンオフは、第1実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキB1,B2に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれている。   The transmission 60 connects and disconnects the rotating shaft 48 of the motor MG2 and the ring gear shaft 32a and reduces the rotational speed of the rotating shaft 48 of the motor MG2 to two stages by connecting the both shafts to the ring gear shaft 32a. It is configured to communicate. An example of the configuration of the transmission 60 is shown in FIG. The transmission 60 shown in FIG. 2 includes a double-pinion planetary gear mechanism 60a, a single-pinion planetary gear mechanism 60b, and two brakes B1 and B2. The planetary gear mechanism 60a of a double pinion includes an external gear sun gear 61, an internal gear ring gear 62 arranged concentrically with the sun gear 61, a plurality of first pinion gears 63a meshing with the sun gear 61, and the first pinion gear 63a. A plurality of second pinion gears 63b that mesh with the one pinion gear 63a and mesh with the ring gear 62, and a carrier 64 that holds the plurality of first pinion gears 63a and the plurality of second pinion gears 63b so as to rotate and revolve freely. The sun gear 61 can be freely rotated or stopped by turning on and off the brake B1. The single-pinion planetary gear mechanism 60 b includes an external gear sun gear 65, an internal gear ring gear 66 disposed concentrically with the sun gear 65, and a plurality of pinion gears 67 that mesh with the sun gear 65 and mesh with the ring gear 66. And a carrier 68 that holds a plurality of pinion gears 67 so as to rotate and revolve. The sun gear 65 is connected to the rotating shaft 48 of the motor MG2, the carrier 68 is connected to the ring gear shaft 32a, and the ring gear 66 is braked. The rotation can be freely or stopped by turning on and off B2. The double pinion planetary gear mechanism 60a and the single pinion planetary gear mechanism 60b are connected by a ring gear 62 and a ring gear 66, and a carrier 64 and a carrier 68, respectively. The transmission 60 can disconnect the rotating shaft 48 of the motor MG2 from the ring gear shaft 32a by turning off both the brakes B1 and B2, and can turn off the brake B1 and turn on the brake B2 to turn on the rotating shaft 48 of the motor MG2. Is rotated at a relatively large reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a (hereinafter, this state is referred to as the Lo gear state), the brake B1 is turned on and the brake B2 is turned off to turn the rotation shaft 48 of the motor MG2 off. The rotation is reduced at a relatively small reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a (hereinafter, this state is referred to as a Hi gear state). When the brakes B1 and B2 are both turned on, the rotation of the rotary shaft 48 and the ring gear shaft 32a is prohibited. In the first embodiment, the brakes B1 and B2 are turned on and off by adjusting the hydraulic pressure applied to the brakes B1 and B2 by driving a hydraulic actuator (not shown).

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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度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 from the temperature sensor (not shown) 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の踏み込み量に対応したアクセル開度Acc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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、変速機60のブレーキB1,B2の図示しないアクチュエータに駆動信号などが出力されている。なお、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. In addition to the CPU 72, a ROM 74 that stores processing programs, a RAM 76 that temporarily stores data, an input / output port and communication (not shown), and the like. And a port. The hybrid electronic control unit 70 is provided with an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator opening Acc corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 to be detected, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 to detect the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, etc. are input via the input port. Has been. Further, the hybrid electronic control unit 70 outputs drive signals and the like to actuators (not shown) of the brakes B1 and B2 of the transmission 60. 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 communication ports, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. Is doing.

こうして構成された第1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 first embodiment configured in this way is the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83 by the driver and the vehicle speed V. The engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 are 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第1実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図3は、第1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。このルーチンは、所定時間毎(例えば、8msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the first embodiment configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the first embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、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,モータMG2の駆動制限Tlim,変速機60の異常判定フラグF1,変速機60の状態判定フラグF2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、回転数センサ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、モータMG2の駆動制限Tlimは、モータMG2の回転数Nm2における定格最大トルクにモータ温度やインバータ温度に基づいて定められた補正係数を乗じて設定したものを入力するものとした。異常判定フラグF1は、図示しない変速機異常判定ルーチンにより、リングギヤ軸32aの回転数NrやモータMG2の回転数Nm2などに基づいて異常が判定され、異常のときに値1が、正常のときに値0が設定されてRAM76の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。ここで、変速機60の異常判定は、例えば、変速機60のギヤの状態を切り替える際に切り替えに要する時間(例えば、200msec〜400msec程度)が経過するのを待ってリングギヤ軸32aの回転数Nrに切り替え後のギヤの状態の減速比を乗じたものとモータMG2の回転数Nm2とを比較することにより変速機60のギヤの状態の切り替え処理が行なわれたか否かを判定することにより行なうことができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることにより求めることができる。状態判定フラグF2は、例えば、モータMG2の回転数Nm2をリングギヤ軸32aの回転数Nrで除することにより計算した変速機60の減速比Grに基づいてギヤの状態を判定して得られる結果(Hiギヤの状態のときに値1,Loギヤの状態のときに値0)を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, drive limit Tlim of motor MG2, abnormality determination flag F1 of transmission 60, state determination flag F2 of transmission 60, 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 speed sensors 43 and 44. It was supposed to be. Further, the driving limit Tlim of the motor MG2 is inputted by multiplying the rated maximum torque at the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by a correction coefficient determined based on the motor temperature or the inverter temperature. The abnormality determination flag F1 is determined by a transmission abnormality determination routine (not shown) based on the rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a, the rotation speed Nm2 of the motor MG2, and the like. The value 0 is set and the data written at a predetermined address in the RAM 76 is read and input. Here, the abnormality determination of the transmission 60 is performed, for example, when the time required for switching (for example, about 200 msec to 400 msec) elapses when the gear state of the transmission 60 is switched, and the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a. Is performed by determining whether or not the gear state change processing of the transmission 60 has been performed by comparing the product obtained by multiplying the gear ratio after the change by the gear ratio and the rotation speed Nm2 of the motor MG2. Can do. The rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a can be obtained by multiplying the vehicle speed V by the conversion factor k. The state determination flag F2 is obtained, for example, by determining the gear state based on the reduction ratio Gr of the transmission 60 calculated by dividing the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a ( The value 1 is input when the Hi gear is in the state, and the value 0) is input when the Lo gear is in the state.

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39a,39b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、第1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のマップの一例を示す。   When the data is input in this way, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 39a, 39b 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 first embodiment, the required torque Tr * is stored in the ROM 74 as a required torque setting map by predetermining the relationship among the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr *, and the accelerator opening Acc and the vehicle speed. When V is given, the corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 4 shows an example of a map for setting the required torque.

次に、異常判定フラグF1の値を調べる(ステップS120)。異常判定フラグF1が値0のとき、即ち、変速機60が正常なときには、要求トルクTr*に基づいて要求パワーP*を設定する(ステップS160)。ここで、要求パワーP*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤの回転数Nrを乗じたものにバッテリ50の充放電要求量Pb*とロスLossを加えたものとして計算することができる。なお、充放電要求量Pb*は、バッテリ50の残容量(SOC)やアクセル開度Accなどによって設定することができる。   Next, the value of the abnormality determination flag F1 is checked (step S120). When the abnormality determination flag F1 is 0, that is, when the transmission 60 is normal, the required power P * is set based on the required torque Tr * (step S160). Here, the required power P * can be calculated as a value obtained by multiplying the set required torque Tr * by the rotation speed Nr of the ring gear and adding the charge / discharge required amount Pb * of the battery 50 and the loss Loss. The required charge / discharge amount Pb * can be set by the remaining capacity (SOC) of the battery 50, the accelerator opening Acc, and the like.

こうして要求パワーP*を設定すると、設定した目標パワーP*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S170)。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目標パワーP*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5に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと目標パワー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。   When the required power P * is thus set, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set based on the set target power P * (step S170). 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 target power P *. FIG. 5 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 target power Pe * (Ne * × Te *).

続いて、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6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に変速機60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*が変速機60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。   Subsequently, 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. 6 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. As shown in FIG. 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 transmission 60 is shown. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. Note that the two thick arrows on the R axis indicate that the torque Te * output from the engine 22 when the engine 22 is 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 Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the transmission 60. 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の出力制限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(または発電電力)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限としてのトルク制限Tm2maxを次式(3)により計算すると共に(ステップS190)、目標トルク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(4)により計算し(ステップS200)、計算したトルク制限Tm2maxと仮モータトルクTm2tmpと駆動制限Tlimとを比較して最も小さい値をモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する(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、リングギヤ軸32aに出力する目標トルクTr*をバッテリ50の出力制限の範囲内で制限すると共にモータMG2の駆動制限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(4)は、前述した図6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, a motor obtained by multiplying the output limit Wout of the battery 50 and the calculated torque command Tm1 * of the motor MG1 by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1. The torque limit Tm2max as the upper limit of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the power consumption (or generated power) of MG1 by the rotation speed Nm2 of the motor MG2 is calculated by the following equation (3) ( Step S190), using the target torque Tr *, the torque command Tm1 *, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, a temporary motor torque Tm2tmp as a torque to be output from the motor MG2 is calculated by Equation (4) (Step S200). ) Calculated torque limit Tm2max and temporary motor torque Tm2tmp By comparing the limit Tlim set the smallest value as the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S210). By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this way, the target torque Tr * output to the ring gear shaft 32a is limited within the output limit range of the battery 50, and is limited within the drive limit range of the motor MG2. It can be set as torque. Equation (4) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 6 described above.

Tm2max=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(4)
Tm2max = (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (4)

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。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 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. 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S120で異常判定フラグF1が値1のとき、即ち、変速機60が異常のときには、状態判定フラグF2の値を調べる(ステップS130)。状態判定フラグF2が値0のときには、変速機60がLoギヤの状態に固定された状態で異常であると判断し、モータMG2の回転数Nm2に基づいて要求トルク制限Trmaxを設定し(ステップS140)、ステップS110で導出した要求トルクTr*と要求トルク制限Trmaxとを比較して小さい方を要求トルクTr*として再設定し(ステップS150)、変速機60が正常なときと同様にステップS160〜S220の処理を行なって、本ルーチンを終了する。要求トルク制限Trmaxの設定は、第1実施例では、モータMG2の回転数Nm2と要求トルク制限Trmaxとの関係を予めマップとして求めてROM74に記憶しておき、モータMG2の回転数Nm2が与えられるとマップから対応する要求トルク制限Trmaxを導出するものとした。このマップの一例を図7に示す。図示するように、要求トルク制限Trmaxは、モータMG2の回転数Nm2が所定回転数Nm2refを超えるとその値が大きくなるほど小さくなる傾向に設定され、モータMG2の回転数Nm2が上限回転数Nm2maxのときに値0となるよう設定される。これは、モータMG2の過回転の防止とバッテリ50への過充電の抑制という理由に基づく。モータMG2から出力されるトルクは、駆動制限Tlimによりその回転数Nm2が上限回転数Nm2max近傍になると小さい値に制限される。この場合、要求トルク制限Trmaxによる要求トルクTr*の制限がなされないと、その要求トルクTr*に基づいてエンジン22が運転されモータMG1が発電を行っても発電電力をモータMG2で消費できない場合が生じる。この場合、余剰電力はバッテリ50に充電されバッテリ50の過充電が生じる。第1実施例では、こうしたバッテリ50への過充電を抑制するためにも要求トルクTr*を制限するのである。ここで、上限回転数Nm2maxは、モータMG2を連続して駆動できる回転数の上限値であり、モータMG2の定格などにより定められる。なお、要求トルク制限Trmaxは、モータMG2の回転数Nm2が所定回転数Nm2ref以下のときには、装置から出力可能な最大トルクが設定される。   On the other hand, when the abnormality determination flag F1 is 1 in step S120, that is, when the transmission 60 is abnormal, the value of the state determination flag F2 is checked (step S130). When the state determination flag F2 is 0, it is determined that the transmission 60 is abnormal in the state of being fixed to the Lo gear state, and the required torque limit Trmax is set based on the rotational speed Nm2 of the motor MG2 (step S140). ), The required torque Tr * derived in step S110 is compared with the required torque limit Trmax, and the smaller one is set again as the required torque Tr * (step S150), and steps S160 to S160 are performed in the same manner as when the transmission 60 is normal. The process of S220 is performed and this routine is terminated. In the first embodiment, the required torque limit Trmax is set in such a manner that the relationship between the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the required torque limit Trmax is obtained in advance as a map and stored in the ROM 74, and the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is given. And the corresponding required torque limit Trmax is derived from the map. An example of this map is shown in FIG. As shown in the figure, the required torque limit Trmax is set so as to decrease as the rotation speed Nm2 of the motor MG2 exceeds the predetermined rotation speed Nm2ref, and when the rotation speed Nm2 of the motor MG2 is the upper limit rotation speed Nm2max. Is set to a value of 0. This is based on the reasons of preventing over-rotation of the motor MG2 and suppressing overcharging of the battery 50. The torque output from the motor MG2 is limited to a small value when the rotation speed Nm2 is near the upper limit rotation speed Nm2max due to the drive limit Tlim. In this case, if the required torque Tr * is not limited by the required torque limit Trmax, even if the engine 22 is operated based on the required torque Tr * and the motor MG1 generates power, the generated power cannot be consumed by the motor MG2. Arise. In this case, the surplus power is charged in the battery 50 and the battery 50 is overcharged. In the first embodiment, the required torque Tr * is limited to suppress such overcharging of the battery 50. Here, the upper limit rotational speed Nm2max is an upper limit value of the rotational speed at which the motor MG2 can be continuously driven, and is determined by the rating of the motor MG2. The required torque limit Trmax is set to the maximum torque that can be output from the apparatus when the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is equal to or lower than the predetermined rotational speed Nm2ref.

ステップS130で状態判定フラグF2が値1と判定されたとき、即ち、変速機60がHiギヤの状態に固定された状態で異常であると判断されたときには、変速機60は異常ではあるもののLoギヤの状態に固定されたときに生じる過回転という不都合は生じないから、変速機60が正常であるときと同様の処理を行なって(ステップS160〜S220)、本ルーチンを終了する。なお、この場合には、Loギヤの状態のときに比してモータMG2を低回転高トルクで駆動することになるので、モータMG2の効率が低下する場合や、トルク指令Tm2*が駆動制限Tlimにより制限される場合が生じる。   When the state determination flag F2 is determined to be 1 in step S130, that is, when it is determined that the transmission 60 is abnormal with the Hi gear fixed, the transmission 60 is abnormal but Lo. Since there is no inconvenience of excessive rotation that occurs when the gear is fixed, the same processing as when the transmission 60 is normal is performed (steps S160 to S220), and this routine is terminated. In this case, since the motor MG2 is driven at a low rotation and high torque as compared with the Lo gear state, the efficiency of the motor MG2 is reduced or the torque command Tm2 * is set to the drive limit Tlim. May be limited by

以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20によれば、変速機60がLoギヤの状態に固定された状態で異常のときには、モータMG2の回転数Nm2が所定回転数Nm2refを超えるとその値が大きくなるほど小さくなるよう設定された要求トルク制限Trmaxにより要求トルクTr*を制限するから、モータMG2の過回転を抑制することができる。しかも、要求トルク制限Trmaxにより制限した要求トルクTr*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*を設定するから、要求トルクTr*を制限しないでトルク指令Tm2*のみを制限するものに比してバッテリ50への過充電を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the first embodiment described above, when the transmission 60 is abnormal in the state of being fixed to the Lo gear state, when the rotational speed Nm2 of the motor MG2 exceeds the predetermined rotational speed Nm2ref, the value becomes Since the required torque Tr * is limited by the required torque limit Trmax set so as to decrease as the value increases, it is possible to suppress over-rotation of the motor MG2. Moreover, since the target rotational speed Ne *, target torque Te *, and torque commands Tm1 * and Tm2 * of the engine 22 are set based on the required torque Tr * limited by the required torque limit Trmax, the required torque Tr * is not limited. Compared with the one that limits only the torque command Tm2 *, overcharge to the battery 50 can be suppressed.

第1実施例のハイブリッド自動車20では、図7に示すように、モータMG2の回転数Nm2が上限回転数Nm2maxのときに値0となるよう要求トルク制限Trmaxを設定するものとしたが、図8に示すように、モータMG2の回転数Nm2が上限回転数Nm2maxのときに負のトルク(制動トルク)となるよう要求トルク制限Trmaxを設定するものとしてもよい。こうすれば、モータMG2の回転数Nm2が上限回転数Nm2max近傍では車両に対して制動力を作用させることになるので、モータMG2の回転数Nm2が上限回転数Nm2maxを超えることを更に抑制することができる。   In the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, as shown in FIG. 7, the required torque limit Trmax is set so that the value becomes 0 when the rotation speed Nm2 of the motor MG2 is the upper limit rotation speed Nm2max. As shown in FIG. 6, the required torque limit Trmax may be set so that a negative torque (braking torque) is obtained when the rotation speed Nm2 of the motor MG2 is the upper limit rotation speed Nm2max. In this way, since the braking force is applied to the vehicle when the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is in the vicinity of the upper limit rotational speed Nm2max, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is further suppressed from exceeding the upper limit rotational speed Nm2max. Can do.

第1実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の回転数Nm2が大きくなるほど直線的に小さくなるよう要求トルク制限Trmaxを設定するものとしたが、モータMG2の回転数Nm2が大きくなるほど曲線的に小さくなるよう要求トルク制限Trmaxを設定したり、モータMG2の回転数Nm2が大きくなるほど階段状に小さくなるよう要求トルク制限Trmaxを設定したりするものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, the required torque limit Trmax is set so as to decrease linearly as the rotational speed Nm2 of the motor MG2 increases. However, as the rotational speed Nm2 of the motor MG2 increases, the required torque limit Trmax decreases. The required torque limit Trmax may be set so as to become smaller, or the required torque limit Trmax may be set so as to decrease stepwise as the rotational speed Nm2 of the motor MG2 increases.

第1実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60がHiギヤの状態に固定された状態で異常のときには変速機60が正常なときと同様の制御を行なうものとしたが、変速機60がHiギヤの状態に固定された状態で異常のときには変速機60が正常なときとは異なるHiギヤ異常用の制御を行なうものとしてもよいのは勿論である。   In the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, when the transmission 60 is in a fixed state in the Hi gear state, the control is performed in the same manner as when the transmission 60 is normal. Needless to say, when the transmission is abnormal in the fixed state, the control for the Hi gear abnormality different from that when the transmission 60 is normal may be performed.

第1実施例のハイブリッド自動車20では、Hiギヤの状態,Loギヤの状態の2段の変速段をもって変速可能な変速機60を用いるものとしたが、変速機60の変速段は2段に限られるものではなく、3段以上の変速段としてもよい。その場合には、最上段以外の各段についてそれぞれの減速比に応じて要求トルク制限Trmaxを適用すればよい。   In the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, the transmission 60 that can change gears with two speeds of the Hi gear state and the Lo gear state is used, but the speed of the transmission 60 is limited to two speeds. It is good also as a 3 or more speed stage. In that case, the required torque limit Trmax may be applied to each stage other than the uppermost stage according to the respective reduction gear ratios.

次に、第2実施例のハイブリッド自動車20Bについて説明する。第2実施例のハイブリッド自動車20Bは、変速機60に代えて4段変速機60Bを用いる点を除いて図1に示した第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の構成をしている。したがって、第2実施例のハイブリッド自動車20Bの構成のうち第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。第2実施例では、図3の駆動制御ルーチンに代えて図9の駆動制御ルーチンを実行する。   Next, the hybrid vehicle 20B of the second embodiment will be described. The hybrid vehicle 20B of the second embodiment has the same configuration as the hybrid vehicle 20 of the first embodiment shown in FIG. 1 except that a four-speed transmission 60B is used instead of the transmission 60. Therefore, in the configuration of the hybrid vehicle 20B of the second embodiment, the same components as those of the hybrid vehicle 20 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the second embodiment, the drive control routine of FIG. 9 is executed instead of the drive control routine of FIG.

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、図3の駆動制御ルーチンのステップS100,S110の処理と同様にアクセル開度Accや車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,MG2の駆動制限Tlim,4段変速機60Bの異常判定フラグF1を入力すると共に状態判定フラグF2に代えて4段変速機60Bの段数nを入力し(ステップS300)、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する(ステップS310)。ここで、4段変速機60bの段数nは、図3の駆動制御ルーチンにおける状態判定フラグF2の入力と同様にモータMG2の回転数Nm2をリングギヤ軸32aの回転数Nrで除して計算した4段変速機60Bの減速比Gr(Nm2/Nr)に基づいて4段変速機60Bの状態を判定して得られる結果(1段のときには値1,2段のときには値2,3段のときには値3,最上段のときには値4)を入力するものとした。   When the drive control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening degree Acc, the vehicle speed V, the motors MG1, MG2 in the same manner as the processes of steps S100, S110 of the drive control routine of FIG. The drive limit Tlim of the rotational speeds Nm1, Nm2, and MG2, the abnormality determination flag F1 of the four-stage transmission 60B, and the stage number n of the four-stage transmission 60B are input instead of the state determination flag F2 (step S300). The required torque Tr * is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S310). Here, the stage number n of the four-speed transmission 60b is calculated by dividing the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a in the same manner as the input of the state determination flag F2 in the drive control routine of FIG. The result obtained by determining the state of the four-speed transmission 60B based on the reduction ratio Gr (Nm2 / Nr) of the stage transmission 60B (value is 1 for the first speed, value 2 for the first speed, value 2 for the third speed 3. The value 4) is input at the top.

続いて、4段変速機60Bの異常判定フラグF1の値を調べ(ステップS320)、異常判定フラグF1が値0のときには、4段変速機60Bは正常であると判断し、図3の駆動制御ルーチンと同様、ステップS160以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。   Subsequently, the value of the abnormality determination flag F1 of the four-speed transmission 60B is checked (step S320). When the abnormality determination flag F1 is 0, it is determined that the four-speed transmission 60B is normal, and the drive control of FIG. Similar to the routine, the processing after step S160 is executed, and this routine is terminated.

異常判定フラグF1が値1のときには、4段変速機60Bは異常であると判断し、4段変速機60Bの段数nの値を調べる(ステップS330)。段数nが値4のときには、4段変速機60Bは異常ではあるものの最上段で固定された状態であると判断し、図3の駆動制御ルーチンと同様にステップS160以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。一方、段数nが値4でないときには、4段変速機60Bは最上段以外で固定された状態で異常であると判断し、4段変速機60Bの段数nと車速Vとに基づいて要求トルク制限Trmaxを設定し(ステップS340)、設定した要求トルク制限Trmaxと要求トルクTr*とを比較して小さい方を要求トルクTr*として再設定し(ステップS350)、図3の駆動制御ルーチンと同様にステップS160以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。要求トルク制限Trmaxの設定は、4段変速機60Bの段数nと車速Vと要求トルク制限Trmaxとの関係を予めマップとして求めてROM74に記憶しておき、4段変速機60Bの段数nと車速Vとが与えられるとマップから対応する要求トルク制限Trmaxを導出するものとした。このマップの一例を図10に示す。図中、実線,破線,一点鎖線は、4段変速機60Bが1段,2段,3段のときの要求トルク制限Trmaxを示す。また、所定車速V1max,V2max,V3maxは、4段変速機60Bが各段のときの上限車速を示し、各段においてモータMG2が上限回転数Nm2maxで駆動されるときの車速Vに相当する。所定トルクT1min,T2min,T3minは、4段変速機60Bが各段のときに車両が所定車速V1max,V2max,V3maxで走行するとき、即ち各段のときにモータMG2が上限回転数Nm2maxで駆動されるときの各段における要求トルク制限Trmaxの値であり、各段で想定される降坂路を各段のときに車両が所定車速V1max,V2max,V3maxで巡航走行するのに要するトルクが設定される。この巡航走行するのに要するトルクは、4段変速機60Bの段数nが大きいほど、即ち想定される車速Vが大きいほど大きくなる。これは、車速Vが大きいほど走行抵抗が大きくなるという理由に基づく。したがって、実施例では、この各段における所定トルクT1min,T2min,T3minには、4段変速機60Bの段数nが大きいほど大きい値を設定するものとした。そして、このように各段における所定トルクT1min,T2min,T3minを設定すると、各段において要求トルク制限Trmaxが小さくなり始める車速V1ref,V2ref,V3refに相当するモータMG2の回転数N1ref,N2ref,N3refは、4段変速機60Bの段数nが大きいほど大きくなる。この様子を図11に示す。このように走行抵抗を考慮して各段におけるトルク制限Trmaxを設定することにより、過剰に要求トルクTr*を制限することを防止することができる。   When the abnormality determination flag F1 is a value 1, it is determined that the 4-speed transmission 60B is abnormal, and the value of the number n of stages of the 4-speed transmission 60B is checked (step S330). When the number of stages n is 4, it is determined that the four-stage transmission 60B is in an abnormal state but is fixed at the uppermost stage, and the processing after step S160 is executed in the same manner as the drive control routine of FIG. End the routine. On the other hand, when the number of stages n is not 4, the four-stage transmission 60B is determined to be abnormal when fixed at a position other than the uppermost stage, and the required torque limit is based on the number of stages n and the vehicle speed V of the four-stage transmission 60B. Trmax is set (step S340), the set required torque limit Trmax and the required torque Tr * are compared and the smaller one is set as the required torque Tr * (step S350), and the drive control routine of FIG. 3 is performed. Step S160 and subsequent steps are executed, and this routine is terminated. The required torque limit Trmax is set in such a manner that the relationship among the number n of the four-stage transmission 60B, the vehicle speed V, and the required torque limit Trmax is obtained in advance as a map and stored in the ROM 74, and the number n of the four-stage transmission 60B and the vehicle speed are set. When V is given, the corresponding required torque limit Trmax is derived from the map. An example of this map is shown in FIG. In the figure, a solid line, a broken line, and an alternate long and short dash line indicate the required torque limit Trmax when the four-speed transmission 60B has the first, second, and third stages. Predetermined vehicle speeds V1max, V2max, and V3max indicate the upper limit vehicle speed when the four-speed transmission 60B is in each stage, and correspond to the vehicle speed V when the motor MG2 is driven at the upper limit rotation speed Nm2max in each stage. The predetermined torques T1min, T2min, and T3min are determined when the vehicle travels at predetermined vehicle speeds V1max, V2max, and V3max when the four-speed transmission 60B is at each speed, that is, at each speed, the motor MG2 is driven at the upper limit rotational speed Nm2max. Is the value of the required torque limit Trmax at each stage, and the torque required for the vehicle to cruise at a predetermined vehicle speed V1max, V2max, V3max when the downhill road assumed at each stage is at each stage is set. . The torque required for this cruise traveling increases as the number n of the four-speed transmission 60B increases, that is, as the assumed vehicle speed V increases. This is based on the reason that the traveling resistance increases as the vehicle speed V increases. Therefore, in the embodiment, the predetermined torques T1min, T2min, and T3min at each stage are set to larger values as the stage number n of the four-stage transmission 60B is larger. When the predetermined torques T1min, T2min, and T3min are set in each stage as described above, the rotational speeds N1ref, N2ref, and N3ref of the motor MG2 corresponding to the vehicle speeds V1ref, V2ref, and V3ref at which the required torque limit Trmax starts to decrease in each stage are The larger the number n of the four-stage transmission 60B, the larger the number. This is shown in FIG. Thus, by setting the torque limit Trmax in each stage in consideration of the running resistance, it is possible to prevent the required torque Tr * from being excessively limited.

以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車20Bによれば、4段変速機60Bが最上段以外のギヤで固定された状態で異常のときには、車速Vが4段変速機60Bの各段におけるモータMG2の所定回転数N1ref,N2ref,N3refに相当する所定車速V1ref,V2ref,V3refを超えたときに車速Vが大きくなるほど小さくなるよう設定された要求トルク制限Trmaxにより要求トルクTr*を制限するから、4段変速機60Bの段数nに応じた制限によりモータMG2の過回転を抑制することができる。しかも、この各段におけるモータMG2の所定回転数N1ref,N2ref,N3refは、4段変速機60Bの段数nが大きくなるほど大きくなるよう設定するから、走行抵抗を考慮して各段における要求トルク制限Trmaxを設定することができ、過剰に要求トルクTr*を制限することを防止することができる。また、第2実施例のハイブリッド自動車20Bによれば、第1実施例と同様に要求トルク制限Trmaxにより制限した要求トルクTr*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,トルク指令Tm1*,Tm2*を設定するから、要求トルクTr*を制限しないでトルク指令Tm2*のみを制限するものに比してバッテリ50への過充電を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20B of the second embodiment described above, when the four-speed transmission 60B is abnormal with the gears other than the uppermost gear fixed, the vehicle speed V is the motor MG2 at each stage of the four-speed transmission 60B. The required torque Tr * is limited by the required torque limit Trmax set so as to decrease as the vehicle speed V increases when the vehicle speed V exceeds a predetermined vehicle speed V1ref, V2ref, V3ref corresponding to the predetermined rotational speeds N1ref, N2ref, N3ref. The over-rotation of the motor MG2 can be suppressed by the restriction according to the number of stages n of the stage transmission 60B. In addition, the predetermined rotational speeds N1ref, N2ref, and N3ref of the motor MG2 at each stage are set so as to increase as the stage number n of the four-stage transmission 60B increases. Therefore, the required torque limit Trmax at each stage in consideration of running resistance. Can be set, and it is possible to prevent excessively limiting the required torque Tr *. Further, according to the hybrid vehicle 20B of the second embodiment, the target rotational speed Ne *, the target torque Te *, the torque of the engine 22 is based on the required torque Tr * limited by the required torque limit Trmax as in the first embodiment. Since the commands Tm1 * and Tm2 * are set, overcharging of the battery 50 can be suppressed as compared with the case where only the torque command Tm2 * is limited without limiting the required torque Tr *.

第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、4段の変速段をもって変速可能な4段変速機60Bを用いるものとしたが、変速機は有段変速機に限られるものではなく、無段変速機を用いるものとしてもよい。この場合には、第2実施例と同様、モータMG2の回転数Nm2をリングギヤ軸32aの回転数Nrで除して無段変速機の減速比Grを計算し、計算した減速比Grが無段変速機の減速比の下限値でない状態で固定されて異常のときには、計算した減速比Grと車速Vとに基づいて要求トルク制限Trmaxを設定し、この要求トルク制限Trmaxにより要求トルクTr*を制限すればよい。   In the hybrid vehicle 20B of the second embodiment, the four-speed transmission 60B capable of shifting with four speeds is used. However, the transmission is not limited to a stepped transmission, and a continuously variable transmission is used. It may be used. In this case, similarly to the second embodiment, the reduction ratio Gr of the continuously variable transmission is calculated by dividing the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a, and the calculated reduction ratio Gr is continuously variable. When the transmission gear ratio is not in the lower limit value and is abnormal, the required torque limit Trmax is set based on the calculated reduction gear ratio Gr and the vehicle speed V, and the required torque Tr * is limited by the required torque limit Trmax. do it.

第1実施例,第2実施例のハイブリッド自動車20,20Bでは、変速機60がLoギヤの状態で固定されて異常なときや4段変速機60Bが最上段以外のギヤの状態で固定されて異常なときに要求トルク制限Trmaxを用いて要求トルクTr*を制限するものとし、変速機60や4段変速機60Bのギヤの状態を変更しているときについては考慮していないが、考慮するものとしてもよい。以下、変速機60のギヤの状態を変更しているときを考慮したものについて第3実施例で説明する。   In the hybrid vehicles 20 and 20B of the first and second embodiments, the transmission 60 is fixed in the Lo gear state and abnormal, or the four-speed transmission 60B is fixed in a gear state other than the uppermost gear. The required torque Tr * is limited by using the required torque limit Trmax when there is an abnormality, and the case where the gear state of the transmission 60 or the four-stage transmission 60B is changed is not considered, but is considered. It may be a thing. Hereinafter, a third embodiment will be described in consideration of when the gear state of the transmission 60 is changed.

次に、第3実施例のハイブリッド自動車20Cについて説明する。第3実施例のハイブリッド自動車20Cは、図1に例示した第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の構成をしている。したがって、重複記載を回避するため、第3実施例のハイブリッド自動車20Cの構成については、第1実施例のハイブリッド自動車20の構成に付した符号と同一の符号を用い、その図示および説明は省略する。第3実施例では、図3の駆動制御ルーチンに代えて図12の駆動制御ルーチンを実行する。   Next, the hybrid vehicle 20C of the third embodiment will be described. The hybrid vehicle 20C of the third embodiment has the same configuration as the hybrid vehicle 20 of the first embodiment illustrated in FIG. Therefore, in order to avoid duplicate description, the configuration of the hybrid vehicle 20C of the third embodiment is denoted by the same reference numerals as those of the configuration of the hybrid vehicle 20 of the first embodiment, and the illustration and description thereof are omitted. . In the third embodiment, the drive control routine of FIG. 12 is executed instead of the drive control routine of FIG.

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、アクセル開度Accや車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,モータMG2の駆動制限Tlim,変速機60の状態判定フラグF2を入力すると共に変速機60の変速判定フラグF3を入力し(ステップS400)、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する(ステップS410)。ここで、変速判定フラグF3は、図示しない切替処理ルーチンにより、変速機60のギヤの状態の切替処理が開始されたときに値1が設定され、切替処理が完了したときに値0が設定されてRAM76の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。なお、切替処理が完了すると、状態判定フラグF2は、切り替え後の変速機60のギヤの状態に基づく値に変更される。   When the drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2, the drive limit Tlim of the motor MG2, and the transmission 60. The state determination flag F2 and the shift determination flag F3 of the transmission 60 are input (step S400), and the required torque Tr * is set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S410). Here, the shift determination flag F3 is set to a value 1 when the gear state switching process of the transmission 60 is started by a switching process routine (not shown), and set to a value 0 when the switching process is completed. The data written at a predetermined address in the RAM 76 is input by reading. When the switching process is completed, state determination flag F2 is changed to a value based on the gear state of transmission 60 after switching.

続いて、変速機60の状態判定フラグF2の値を調べ(ステップS420)、状態判定フラグF2が値1のとき、即ち変速機60がHiギヤの状態のときには、ステップS160以下の処理を実行し、本ルーチンを終了する。   Subsequently, the value of the state determination flag F2 of the transmission 60 is checked (step S420). When the state determination flag F2 is a value 1, that is, when the transmission 60 is in the Hi gear state, the processing from step S160 is executed. This routine is terminated.

一方、変速機60の状態判定フラグF2が値0のときには、変速機60の変速判定フラグF3の値と車速Vとに基づいて要求トルク制限Trmaxを設定し(ステップS430)、設定した要求トルク制限Trmaxと要求トルクTrとを比較して小さい方を要求トルクTr*として再設定し(ステップS440)、ステップS160以降の処理を実行し、本ルーチンを終了する。ここで、要求トルク制限Trmaxの設定は、第3実施例では、変速判定フラグF3の値と車速Vと要求トルク制限Trmaxとの関係を予めマップとして求めてROM74に記憶しておき、変速判定フラグF3の値と車速Vとが与えられるとマップから対応する要求トルク制限Trmaxを導出するものとした。図13に要求トルク制限設定用マップの一例を示す。図中、実線は変速判定フラグF3が値0のとき、即ち変速機60がLoギヤの状態のときの要求トルク制限Trmaxを示し、破線は変速判定フラグF3が値1のとき、即ち変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替える切替処理が行なわれているときの要求トルク制限Trmaxを示す。また、所定車速V4maxは、変速機60がLoギヤの状態のときにモータMG2が上限回転数Nm2maxで駆動されるときの車速Vを示す。図示するように、要求トルク制限Trmaxは、変速機60がLoギヤの状態のときには車速Vが所定車速V4ref以上で大きくなるほど小さくなる傾向に設定され、変速機60のギヤの状態の切替処理が行なわれているときには車速Vが所定車速V4refより大きな所定車速V5ref以上で大きくなるほど小さくなる傾向に設定される。これは以下の理由による。いま、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込むことにより、車両が加速し、車速Vが変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えるよう要求される車速に至ったときを考える。このとき、変速機60がLoギヤの状態のままのときには、変速機60がLoギヤの状態に固定された状態で異常であると判断し、車速Vが所定車速V4refで小さくなり始めるよう設定された要求トルク制限Trmaxを用いて要求トルクTr*を制限することによりモータMG2の過回転を抑制する。しかし、変速機60のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれているときにもこの要求トルク制限Trmaxを用いると、変速機60が正常であるにも拘わらず要求トルクTr*が制限される場合があり、ドライバビリティが悪化してしまう。第3実施例では、こうした不都合を回避するために、変速機60のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれているときには、破線に示すように、車速Vが所定車速V4refより大きな所定車速V5refで小さくなり始めるよう要求トルク制限Trmaxを設定するのである。これにより、変速機60のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれている最中に要求トルクTr*が制限されるのを抑制することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。ここで、所定車速V4refは、例えば、変速機60のギヤの状態の切替処理が要求される車速などに設定される。また、所定車速V5refは、変速機60のギヤの状態の切替処理が正常に行なわれているときには要求トルクTr*の制限が行なわれないような車速Vに設定され、例えば、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んでいるとき(例えば、アクセル開度Acc=100%など)に変速機60のギヤの状態の切替処理が完了するときの車速Vやそれよりも若干大きな車速Vなどに設定される。なお、変速機60のギヤの状態の切替処理が行なわれている最中に変速機60に異常が生じたときには、破線に示す要求トルク制限Trmaxを用いて要求トルクTr*を制限することにより、モータMG2の過回転を抑制することができる。   On the other hand, when the state determination flag F2 of the transmission 60 is 0, the required torque limit Trmax is set based on the value of the shift determination flag F3 of the transmission 60 and the vehicle speed V (step S430), and the set required torque limit is set. Comparing Trmax with the required torque Tr, the smaller one is reset as the required torque Tr * (step S440), the processing after step S160 is executed, and this routine is terminated. Here, in the third embodiment, the required torque limit Trmax is set in such a manner that the relationship between the value of the shift determination flag F3, the vehicle speed V, and the required torque limit Trmax is obtained in advance as a map and stored in the ROM 74. When the value of F3 and the vehicle speed V are given, the corresponding required torque limit Trmax is derived from the map. FIG. 13 shows an example of the required torque limit setting map. In the figure, the solid line indicates the required torque limit Trmax when the shift determination flag F3 is 0, that is, when the transmission 60 is in the Lo gear state, and the broken line is when the shift determination flag F3 is 1, that is, the transmission 60. The required torque limit Trmax when the switching process for switching from the Lo gear state to the Hi gear state is being performed. The predetermined vehicle speed V4max indicates the vehicle speed V when the motor MG2 is driven at the upper limit rotation speed Nm2max when the transmission 60 is in the Lo gear state. As shown in the figure, when the transmission 60 is in the Lo gear state, the required torque limit Trmax is set so as to decrease as the vehicle speed V increases above the predetermined vehicle speed V4ref, and the gear state switching process of the transmission 60 is performed. If the vehicle speed V is higher than a predetermined vehicle speed V5ref higher than the predetermined vehicle speed V4ref, the vehicle speed V tends to decrease. This is due to the following reason. Consider a case where the driver depresses the accelerator pedal 83 greatly to accelerate the vehicle, and the vehicle speed V reaches a vehicle speed required to switch the transmission 60 from the Lo gear state to the Hi gear state. At this time, when the transmission 60 remains in the Lo gear state, it is determined that there is an abnormality when the transmission 60 is fixed in the Lo gear state, and the vehicle speed V is set to start decreasing at the predetermined vehicle speed V4ref. By limiting the required torque Tr * using the required torque limit Trmax, the over-rotation of the motor MG2 is suppressed. However, if the required torque limit Trmax is used even when the gear state switching process of the transmission 60 is normally performed, the required torque Tr * is limited even though the transmission 60 is normal. In some cases, drivability deteriorates. In the third embodiment, in order to avoid such inconvenience, when the gear state switching process of the transmission 60 is normally performed, as shown by the broken line, the vehicle speed V is higher than the predetermined vehicle speed V4ref. Therefore, the required torque limit Trmax is set so as to start to decrease. As a result, it is possible to suppress the request torque Tr * from being limited while the process of switching the gear state of the transmission 60 is normally performed, and it is possible to suppress deterioration in drivability. Here, the predetermined vehicle speed V4ref is set to, for example, a vehicle speed at which a gear state switching process of the transmission 60 is required. The predetermined vehicle speed V5ref is set to a vehicle speed V that does not limit the required torque Tr * when the gear state switching process of the transmission 60 is normally performed. The vehicle speed V when the gear state switching process of the transmission 60 is completed when 83 is greatly depressed (for example, accelerator opening degree Acc = 100%) or a vehicle speed V slightly higher than that is set. . When an abnormality occurs in the transmission 60 during the process of switching the gear state of the transmission 60, the required torque Tr * is limited by using the required torque limit Trmax indicated by the broken line, The over rotation of the motor MG2 can be suppressed.

以上説明した第3実施例のハイブリッド自動車20Cによれば、変速機60がLoギヤの状態に固定されているときには車速Vが所定車速V4ref以上で大きくなるほど小さくなる傾向に要求トルク制限Trmaxを設定し、変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えているときには車速Vが所定車速V4refより大きな所定車速V5ref以上で大きくなるほど小さくなる傾向に要求トルク制限Tmaxを設定し、設定された要求トルク制限Trmaxを用いて要求トルクTr*を制限するから、変速機60のギヤの状態を切り替えている最中に予期しない要求トルクTr*の制限が行なわれるのを抑制することができる。この結果、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。また、第3実施例のハイブリッド自動車20Cによれば、要求トルクTr*を制限することにより、第1実施例や第2実施例と同様に、モータMG2の過回転を抑制することができると共にバッテリ50への過充電を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20C of the third embodiment described above, when the transmission 60 is fixed in the Lo gear state, the required torque limit Trmax is set such that the vehicle speed V tends to decrease as the vehicle speed V increases above the predetermined vehicle speed V4ref. When the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state, the required torque limit Tmax is set such that the vehicle speed V tends to decrease as the vehicle speed V increases beyond a predetermined vehicle speed V5ref greater than the predetermined vehicle speed V4ref. Since the torque limit Trmax is used to limit the required torque Tr *, it is possible to prevent the request torque Tr * from being unexpectedly limited while the gear state of the transmission 60 is being switched. As a result, it is possible to suppress deterioration of drivability. Further, according to the hybrid vehicle 20C of the third embodiment, by limiting the required torque Tr *, the over-rotation of the motor MG2 can be suppressed and the battery can be suppressed as in the first and second embodiments. Overcharge to 50 can be suppressed.

第2実施例,第3実施例のハイブリッド自動車20B,20Cでは、車速Vを用いて要求トルク制限Trmaxを設定するものとしたが、車速Vに代えて駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrを用いて要求トルク制限Trmaxを設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicles 20B and 20C of the second and third embodiments, the required torque limit Trmax is set using the vehicle speed V. However, the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a as the drive shaft is substituted for the vehicle speed V. The required torque limit Trmax may be set using

実施例のハイブリッド自動車20,20B,20Cでは、モータMG2の動力を変速機60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14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の動力を変速機60により変速してリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図14における車輪39c,39dに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicles 20, 20B, 20C of the embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the transmission 60 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modification of FIG. Axle (axle connected to wheels 39c and 39d in FIG. 14) different from an axle (axle to which drive wheels 39a and 39b are connected) to which the power of motor MG2 is changed by transmission 60 and ring gear shaft 32a is connected. It is good also as what connects to.

実施例のハイブリッド自動車20,20B,20C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39a,39b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15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39a,39b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 vehicles 20, 20B and 20C 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 39a and 39b via the power distribution and integration mechanism 30. As illustrated in the hybrid vehicle 220 of the fifteenth modification, 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 39a and 39b are provided. In addition, a counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power of the engine 22 to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

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

本発明は、自動車産業に利用可能である。   The present invention is applicable to the automobile industry.

第1実施例としての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 as a first embodiment. 変速機60の構成の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a transmission 60. FIG. 第1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 hybrid electronic control unit 70 of 1st 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*と目標トルク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 operation 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; 要求トルク制限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 limitation setting. 変形例の要求トルク制限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 the request | requirement torque restriction | limiting setting of a modification. 第2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の一部である。It is a part of flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the hybrid electronic control unit 70 of 2nd Example. 要求トルク制限設定用の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 torque limit setting. モータMG2の回転数Nm2と要求トルク制限Trmaxとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation speed Nm2 of the motor MG2, and the request | requirement torque limitation Trmax. 第3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の一部である。It is a part of flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the hybrid electronic control unit 70 of 3rd Example. 要求トルク制限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 limitation setting. 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

20,20B,20C,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、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b,39c,39d 駆動輪、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、48 回転軸、50 バッテリ、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 変速機、60B 4段変速機、60a ダブルピニオンの遊星歯車機構、60b シングルピニオンの遊星歯車機構、61,65 サンギヤ、62,66 リングギヤ、63a 第1ピニオンギヤ、63b 第2ピニオンギヤ、64,68 キャリア、67 ピニオンギヤ、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、B1,B2 ブレーキ。   20, 20B, 20C, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution and integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 carrier, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b, 39c, 39d drive wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 48 rotational shaft , 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60B four-stage transmission, 60a double pinion planetary gear mechanism, 60b single pinion planetary gear mechanism, 6 , 65 Sun gear, 62, 66 Ring gear, 63a First pinion gear, 63b Second pinion gear, 64, 68 Carrier, 67 pinion gear, 70 Electronic control unit for hybrid, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 Shift lever , 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 230 Counter rotor motor, 232 Inner rotor 234 Outer rotor, MG1, MG2 motor, B1, B2 brake.

Claims (20)

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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段に異常が生じていないとき及び前記変速伝達手段に異常が生じていても前記電動機が所定回転数未満の回転数で駆動するときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記変速伝達手段に異常が生じていると共に前記電動機が前記所定回転数以上の回転数で駆動するときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段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 together with power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
When there is no abnormality in the shift transmission means and when the electric motor is driven at a rotational speed less than a predetermined rotational speed even if there is an abnormality in the shift transmission means, the driving force obtained based on the operation of the operator is A driving force that is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and is obtained based on an operator's operation when the shift transmission means is abnormal and the electric motor is driven at a rotational speed equal to or higher than the predetermined rotational speed. Request driving force setting means for setting the driving force limited based on the driving state of the electric motor as the required driving force;
Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft;
A power output device comprising:
前記変速伝達手段に異常が生じているときは、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能なときである請求項1記載の動力出力装置。   When there is an abnormality in the speed change transmission means, it is impossible to change from a high speed ratio to a low speed ratio when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft. The power output apparatus according to claim 1, which is a time. 前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である請求項1または2記載の動力出力装置。   The power output apparatus according to claim 1 or 2, wherein the restriction based on the driving state of the electric motor is a restriction performed with an upper limit value that tends to decrease as the rotational speed of the electric motor increases. 前記電動機の駆動状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値0以下の上限値をもって行なう制限である請求項1ないし3いずれか記載の動力出力装置。   The power output device according to any one of claims 1 to 3, wherein the restriction based on a driving state of the electric motor is a restriction performed with an upper limit value of 0 or less when the electric motor is driven at an upper limit rotation number that can be driven. 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、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段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 together with power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
State detecting means for detecting the state of the shift transmission means;
When a normal state is detected as the state of the shift transmission means by the state detection means, a driving force obtained based on an operation by an operator is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and the state detection means Therefore, when a state different from the normal state is detected as the state of the speed change transmission means, the driving force obtained based on the operation of the operator is limited based on the rotation state of the drive shaft and the state of the speed change transmission means. Requested driving force setting means for setting the driven force as the requested driving force;
Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft;
A power output device comprising:
前記変速伝達手段は、有段変速機である請求項5記載の動力出力装置。   The power output apparatus according to claim 5, wherein the shift transmission means is a stepped transmission. 前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態である請求項5または6記載の動力出力装置。   The power output apparatus according to claim 5 or 6, wherein the state different from the normal state is a state in which a change of the transmission gear ratio in the transmission transmission means is impossible. 前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態である請求項7記載の動力出力装置。   When the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed, when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft, the speed change ratio from the higher speed reduction ratio to the lower speed change ratio is changed. The power output apparatus according to claim 7, wherein the power output apparatus is in an impossible state. 前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記駆動軸の回転数が大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である請求項5ないし8いずれか記載の動力出力装置。   The power output according to any one of claims 5 to 8, wherein the restriction based on the rotational state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is a restriction performed with an upper limit value that tends to decrease as the rotational speed of the drive shaft increases. apparatus. 請求項5または6記載の動力出力装置であって、
前記通常とは異なる状態は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態と前記変速伝達手段における変速比を変更している状態とを含み、
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態のときには前記駆動軸の回転数が第1の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限であり、前記変速伝達手段における変速比を変更している状態のときには前記駆動軸の回転数が前記第1の回転数より大きな第2の回転数以上で大きくなるほど小さくなる傾向の上限値をもって行なう制限である
動力出力装置。
The power output device according to claim 5 or 6,
The state different from the normal state includes a state where the change of the transmission ratio in the transmission unit is impossible and a state where the transmission ratio in the transmission unit is changed,
The restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is smaller as the rotation speed of the drive shaft becomes larger than the first rotation speed when the change of the transmission ratio in the transmission transmission means is impossible. In the state where the transmission ratio in the shift transmission means is changed, the rotation speed of the drive shaft increases as the rotation speed becomes greater than or equal to the second rotation speed greater than the first rotation speed. A power output device that is a limit that has an upper limit that tends to decrease.
請求項10記載の動力出力装置であって、
前記変速伝達手段における変速比の変更が不能な状態は、前記電動機の回転数を減速し
て前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比への変更が不能な状態であり、
前記変速伝達手段における変速比を変更している状態は、前記電動機の回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の減速比が高い側の変速比から低い側の変速比へ変更している状態である
動力出力装置。
The power output device according to claim 10, wherein
When the speed change ratio in the speed change transmission means cannot be changed, when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft, the speed change ratio from the higher speed reduction ratio to the lower speed change ratio is changed. Is impossible,
The state in which the speed ratio in the speed change transmission means is changed is that the speed ratio when the speed of the motor is reduced and output to the drive shaft is changed from a higher speed ratio to a lower speed ratio. Power output device that is in a state of being.
前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには値0以下の上限値をもって行なう制限である請求項5ないし11いずれか記載の動力出力装置。   12. The restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is a restriction performed with an upper limit value of 0 or less when the motor is driven at an upper limit rotation number that can be driven. The power output apparatus described. 前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機が駆動可能な上限回転数で駆動するときには該電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の上限値をもって行なう制限である請求項12記載の動力出力装置。   The limitation based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means is that when the motor is driven at the upper limit rotation speed that can be driven, the power from the motor is decelerated and output to the drive shaft. 13. The power output apparatus according to claim 12, wherein the power output device is a restriction that is performed with an upper limit value that tends to increase as the speed reduction ratio in the shift transmission means decreases. 前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態に基づく制限は、前記電動機からの動力を回転数を減速して前記駆動軸に出力する際の前記変速伝達手段における減速比が小さいほど大きな傾向の制限開始回転数以上で該電動機が回転するときに行なう制限である請求項5ないし13いずれか記載の動力出力装置。   The restriction based on the rotation state of the drive shaft and the state of the transmission transmission means tends to increase as the reduction ratio in the transmission transmission means decreases when the rotational speed of the power from the electric motor is reduced and output to the drive shaft. The power output apparatus according to any one of claims 5 to 13, which is a restriction performed when the electric motor rotates at a speed equal to or greater than a restriction start rotational speed. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力した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、前記第3の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項1ないし14いずれか記載の動力出力装置。   The power power input / output means is connected to the three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and the remaining shaft based on the power input / output to any two of the three shafts. The power output apparatus according to any one of claims 1 to 14, further comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the power generator and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第1の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第2の回転子とを備え、該第1の回転子と該第2の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項1ないし15いずれか記載の動力出力装置。   The power drive input / output means includes a first rotor attached to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor attached to the drive shaft, and the first rotor and the second rotor. 16. The power output apparatus according to claim 1, wherein the power output apparatus is a counter-rotor motor that outputs at least a part of power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power by electromagnetic action with the rotor of the motor. . 請求項1ないし16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接続されてなる自動車。   An automobile comprising the power output device according to any one of claims 1 to 16, wherein an axle is connected to the drive shaft. 前記要求駆動力設定手段は、前記駆動軸の回転状態に代えて車速に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する手段である請求項5に係る請求項17記載の自動車。   18. The vehicle according to claim 17, wherein the required driving force setting means is means for setting, as the required driving force, a driving force limited based on a vehicle speed instead of the rotational state of the driving shaft. 内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段に異常が生じていないとき及び前記変速伝達手段に異常が生じていても前記電動機が所定回転数未満の回転数で駆動するときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記変速伝達手段に異常が生じていると共に前記電動機が前記所定回転数以上の回転数で駆動するときには操作者
の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記電動機の駆動状態に基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が駆動軸に出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御すると共に前記内燃機関側に制御信号を出力する制御手段と、
を備える動力入出力装置。
A power input / output device that inputs power from an internal combustion engine and outputs power to a 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 power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
When there is no abnormality in the shift transmission means and when the electric motor is driven at a rotational speed less than a predetermined rotational speed even if there is an abnormality in the shift transmission means, the driving force obtained based on the operation of the operator is A driving force that is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and is obtained based on an operator's operation when the shift transmission means is abnormal and the electric motor is driven at a rotational speed equal to or higher than the predetermined rotational speed. Request driving force setting means for setting the driving force limited based on the driving state of the electric motor as the required driving force;
Control means for controlling the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to the drive shaft, and for outputting a control signal to the internal combustion engine side; ,
A power input / output device.
内燃機関からの動力を入力すると共に駆動軸に動力を出力する動力入出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記変速伝達手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常の状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力を前記駆動軸に出力すべき要求駆動力として設定し、前記状態検出手段により前記変速伝達手段の状態として通常とは異なる状態が検出されたときには操作者の操作に基づいて得られる駆動力に対して前記駆動軸の回転状態と前記変速伝達手段の状態とに基づいて制限した駆動力を前記要求駆動力として設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく動力が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前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える動力入出力装置。
A power input / output device that inputs power from an internal combustion engine and outputs power to a 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 power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
State detecting means for detecting the state of the shift transmission means;
When a normal state is detected as the state of the shift transmission means by the state detection means, a driving force obtained based on an operation by an operator is set as a required driving force to be output to the drive shaft, and the state detection means Therefore, when a state different from the normal state is detected as the state of the speed change transmission means, the driving force obtained based on the operation of the operator is limited based on the rotation state of the drive shaft and the state of the speed change transmission means. Requested driving force setting means for setting the driven force as the requested driving force;
Control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that power based on the set required driving force is output to a drive shaft;
A power input / output device.
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