JP4227983B2 - POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE - Google Patents

POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the falling of torque in shifting a transmission by using the inertia torque of an internal combustion engine, and to restrain the internal combustion engine speed from being maintained high. <P>SOLUTION: The operation points of an engine are set by using an operation line for fuel economy when a required power Pe* of the engine is less than a predetermined power Peref, and when the required power Pe* is more than the predetermined power Peref, the operation points of the engine are set, as preparation for switching the state of the gear of a transmission, by using an operation line for shift for operating the engine with higher rotation and lower torque than that of an operation line for fuel economy (S150), and the speed of the engine operating at the high rotation and low torque is decreased by torque from a motor MG1 when switching the state of the gear of the transmission (S240 to S260). When a vehicle speed V exceeds a predetermined speed V2 after the shift timing of the transmission, the operation points of the engine are set by switching the operation for shift to the operation line for fuel economy (S140, S160). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載し車軸が前記駆動軸に接続されて走行する車両並びに内燃機関と共に車両に搭載され車軸に接続された駆動軸を駆動する駆動装置,動力出力装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a power output device that outputs power to a drive shaft, a vehicle that is mounted with the power output device and travels while the axle is connected to the drive shaft, and a drive that is mounted on the vehicle together with the internal combustion engine and drives the drive shaft connected to the axle. The present invention relates to a control method for an apparatus and a power output apparatus.

従来、この種の動力出力装置としては、プラネタリギヤのサンギヤ,キャリア,リングギヤにそれぞれ第1モータジェネレータ,エンジン,駆動軸が接続されると共に変速機を介して駆動軸に第2モータジェネレータが接続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、変速機の変速段を切り替える際、第1モータジェネレータでの反力の増大によりエンジンの回転数を低下させてエンジンから駆動軸に出力されるトルクを増大させることにより、変速段を切り替える際に駆動軸に出力されるトルクに落ち込みが生じるのを抑制することができるとしている。
特開2004−203220号公報
Conventionally, in this type of power output device, a planetary gear sun gear, carrier, and ring gear are connected to a first motor generator, an engine, and a drive shaft, respectively, and a second motor generator is connected to the drive shaft via a transmission. The thing is proposed (for example, refer patent document 1). In this device, when changing the gear position of the transmission, the speed of the gear is changed by increasing the torque output from the engine to the drive shaft by decreasing the engine speed by increasing the reaction force in the first motor generator. When switching, it is possible to suppress a drop in the torque output to the drive shaft.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-203220

このように、第1モータジェネレータでの反力を増大させてエンジンの回転数を低下させることにより、エンジンのイナーシャトルクを駆動軸に伝達し、変速段を切り替える際のトルクの落ち込みを抑制させることができるが、その際のエンジンの運転ポイント(回転数とトルク)によっては第1モータジェネレータで反力を十分に発生することができない場合も生じるから、変速段の切り替えに備えて予めエンジンの運転ポイントを適切な状態としておくことが望ましい。また、変速段の切り替えに備えてエンジンの運転ポイントを変更しておくと、エンジンが高回転の状態で維持される場合が生じてエンジンへの負担が過大となるから、これに対処することも望まれる。   In this way, by increasing the reaction force at the first motor generator and reducing the engine speed, the inertia torque of the engine is transmitted to the drive shaft, and the drop in torque when switching the gear stage is suppressed. However, depending on the operating point (rotation speed and torque) of the engine at that time, the first motor generator may not be able to generate enough reaction force. It is desirable to keep the point in an appropriate state. In addition, if the engine operating point is changed in preparation for shifting gears, the engine may be maintained at a high rotational speed, and the burden on the engine becomes excessive. desired.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置,動力出力装置の制御方法は、変速比を変更する際のトルクの落ち込みを抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置,動力出力装置の制御方法は、変速比を変更した以降に内燃機関の負担が過大となるのを抑制することを目的の一つとする。   The power output apparatus of the present invention, the vehicle on which the power output apparatus is mounted, the drive apparatus, and the control method of the power output apparatus are intended to suppress a drop in torque when changing the gear ratio. Further, the power output apparatus of the present invention, the vehicle on which the power output apparatus is mounted, the drive apparatus, and the control method of the power output apparatus are intended to suppress an excessive burden on the internal combustion engine after changing the gear ratio. I will.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに駆動装置,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。   The power output apparatus of the present invention, a vehicle equipped with the power output apparatus, a drive apparatus, and a control method for the power output apparatus employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により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、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
前記第2の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
通常運転時には前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該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駆動制御する駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
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 by input and output of electric power and power;
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 changeable gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Target power setting means for setting a target power of the internal combustion engine based on a required driving force required for the drive shaft;
When the set target power is less than a predetermined power, a target operating point is set based on the target power and a first constraint imposed on the operating state of the internal combustion engine, and the set target power is An operation point setting means for setting a target operation point based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint when the power is equal to or higher than a predetermined power;
When the target operating point is set based on the second constraint, the rotation speed of the drive shaft has reached a high rotation state higher than the rotation speed after the timing of changing the speed ratio in the shift transmission means. Sometimes the operation point switching means for switching from the target operation point based on the second constraint to the target operation point based on the first constraint,
In the normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operating point, and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. When the transmission ratio change instruction in the transmission transmission means is made, the driving power that is changed to the instructed transmission ratio and decreases with the change in the transmission ratio is supplied from the electric power input / output means. The internal combustion engine is supplemented by the drive force output to the drive shaft with a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine due to the input / output of the power of the engine, and the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft And a drive control means for drivingly controlling the electric power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means.

この本発明の動力出力装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標パワーが所定パワー未満のときにはこの目標パワーと内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、内燃機関の目標パワーが所定パワー以上のときにはこの目標パワーと第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、第2の制約に基づいて目標運転ポイントが設定されているときに駆動軸の回転数が変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには第2の制約に基づく目標運転ポイントから第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える。そして、通常運転時には設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには指示された変速比に変更されると共に変速比の変更に伴って減少する駆動力が電力動力入出力手段からの動力の入出力による内燃機関の回転数の減少に伴って駆動軸に出力される駆動力により補われて要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを駆動制御する。したがって、変速伝達手段における変速比を変更する際に内燃機関が高回転低トルクの運転状態から電力動力入出力手段からの動力の入出力により内燃機関の回転数を減少させるから、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。また、変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによってその負担が過大となるのを抑制することができる。   In the power output apparatus of the present invention, when the target power of the internal combustion engine set based on the required drive force required for the drive shaft is less than a predetermined power, the target power and the operating state of the internal combustion engine are imposed. A target operation point is set based on the first constraint, and when the target power of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined power, based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint. When the target operating point is set and the target operating point is set based on the second constraint, the rotational speed of the drive shaft is higher than the rotational speed after the timing of changing the gear ratio in the transmission means. When it reaches, the target operating point based on the second constraint is switched to the target operating point based on the first constraint. Then, during normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor are controlled so that the drive force based on the requested drive force is output to the drive shaft, When an instruction to change the speed ratio in the speed change transmission means is made, the driving force that is changed to the instructed speed ratio and decreases with the change of the speed ratio is reduced by the input / output of power from the electric power input / output means. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are supplemented by the drive force output to the drive shaft as the rotational speed decreases, so that the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft. Drive control. Therefore, when changing the gear ratio in the transmission means, the internal combustion engine reduces the rotational speed of the internal combustion engine from the high rotational speed and low torque operating state by the power input / output from the power power input / output means, so that the output to the drive shaft It is possible to suppress a drop in the driving force applied. Further, it is possible to prevent the burden from becoming excessive when the internal combustion engine is operated at a high speed after the speed ratio is changed.

こうした本発明の動力出力装置において、前記運転ポイント切替手段は、前記内燃機関の回転数を徐々に変化させることにより前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の目標運転ポイントの切り替えの際のショックを抑制することができる。   In such a power output apparatus of the present invention, the operating point switching means gradually changes the rotational speed of the internal combustion engine to change the target operating point based on the first constraint from the target operating point based on the second constraint. It can also be a means to switch to. In this way, it is possible to suppress a shock when switching the target operating point of the internal combustion engine.

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

本発明の車両は、
上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により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、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、前記第2の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、通常運転時には前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該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駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されて走行する
ことを要旨とする。
The vehicle of the present invention
The power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, a power output apparatus that basically outputs power to the drive shaft, the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft Power power input / output means capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by input / output of power and power, an electric motor capable of inputting / outputting power, and a changeable gear ratio The transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft, the power power input / output means, the power storage means capable of exchanging power with the motor, and the requirements required for the drive shaft A target power setting means for setting a target power of the internal combustion engine based on a driving force; and a first power imposed on the target power and the operating state of the internal combustion engine when the set target power is less than a predetermined power. A target operation point is set based on the constraint, and when the set target power is equal to or greater than the predetermined power, based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotation and lower torque than the first constraint. Operation point setting means for setting a target operation point, and after the timing when the rotational speed of the drive shaft changes the speed ratio in the transmission means when the target operation point is set based on the second constraint Operating point switching means for switching from a target operating point based on the second constraint to a target operating point based on the first constraint when a high rotation state higher than the number of revolutions is reached, and the set target during normal operation The internal combustion engine is operated at an operating point and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. And the electric power drive input / output means and the electric motor are controlled, and when an instruction to change the speed ratio in the speed change transmission means is made, the speed ratio is changed to the instructed speed ratio and decreased with the change of the speed ratio. The driving force based on the required driving force is compensated by the driving force output to the driving shaft with a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine due to the input / output of power from the power power input / output means. A power output device comprising a drive control means for drivingly controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so as to be output to the drive shaft is mounted, and an axle is the drive shaft. The main point is to drive while connected.

この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、変速伝達手段における変速比を変更する際に駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる効果や変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによる負担増を抑制することができる効果などを奏することができる。   Since the vehicle of the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the same effect as the effect of the power output device of the present invention, for example, the gear ratio in the speed change transmission means is changed. The effect of suppressing the drop in the driving force output to the drive shaft when the engine is operated, and the increase in the burden due to the internal combustion engine being operated at a high speed after the gear ratio is changed can be suppressed. An effect that can be achieved.

本発明の駆動装置は、
内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に車両に搭載され、車軸に接続された駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
前記第2の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
通常運転時には前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該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駆動制御する駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A drive device mounted on a vehicle together with an internal combustion engine and chargeable / dischargeable power storage means and driving a drive shaft connected to an axle,
Connected to the output shaft and the drive shaft of the internal combustion engine, can exchange power with the power storage means, and can output at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by input and output of power and power Power input / output means,
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a changeable gear ratio;
Target power setting means for setting a target power of the internal combustion engine based on a required driving force required for the drive shaft;
When the set target power is less than a predetermined power, a target operating point is set based on the target power and a first constraint imposed on the operating state of the internal combustion engine, and the set target power is An operation point setting means for setting a target operation point based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint when the power is equal to or higher than a predetermined power;
When the target operating point is set based on the second constraint, the rotation speed of the drive shaft has reached a high rotation state higher than the rotation speed after the timing of changing the speed ratio in the shift transmission means. Sometimes the operation point switching means for switching from the target operation point based on the second constraint to the target operation point based on the first constraint,
In the normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operating point, and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. When the transmission ratio change instruction in the transmission transmission means is made, the driving power that is changed to the instructed transmission ratio and decreases with the change in the transmission ratio is supplied from the electric power input / output means. The internal combustion engine is supplemented by the drive force output to the drive shaft with a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine due to the input / output of the power of the engine, and the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft And a drive control means for drivingly controlling the electric power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means.

この本発明の駆動装置では、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標パワーが所定パワー未満のときにはこの目標パワーと内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、内燃機関の目標パワーが所定パワー以上のときにはこの目標パワーと第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、第2の制約に基づいて目標運転ポイントが設定されているときに駆動軸の回転数が変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには第2の制約に基づく目標運転ポイントから第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える。そして、通常運転時には設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには指示された変速比に変更されると共に変速比の変更に伴って減少する駆動力が電力動力入出力手段からの動力の入出力による内燃機関の回転数の減少に伴って駆動軸に出力される駆動力により補われて要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを駆動制御する。したがって、変速伝達手段における変速比を変更する際に内燃機関が高回転低トルクの運転状態から電力動力入出力手段からの動力の入出力により内燃機関の回転数を減少させるから、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。また、変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによってその負担が過大となるのを抑制することができる。   In the drive device of the present invention, when the target power of the internal combustion engine set based on the required drive force required for the drive shaft is less than a predetermined power, the first power imposed on the target power and the operating state of the internal combustion engine. When the target power of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined power, the target power point is set based on the target power and the second power limit driving at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint. When the operating point is set and the target operating point is set based on the second constraint, the rotational speed of the drive shaft is higher than the rotational speed after the timing of changing the speed ratio in the transmission means. When it arrives, the target operating point based on the second constraint is switched to the target operating point based on the first constraint. Then, during normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor are controlled so that the drive force based on the requested drive force is output to the drive shaft, When an instruction to change the speed ratio in the speed change transmission means is made, the driving force that is changed to the instructed speed ratio and decreases with the change of the speed ratio is reduced by the input / output of power from the electric power input / output means. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are supplemented by the drive force output to the drive shaft as the rotational speed decreases, so that the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft. Drive control. Therefore, when changing the gear ratio in the transmission means, the internal combustion engine reduces the rotational speed of the internal combustion engine from the high rotational speed and low torque operating state by the power input / output from the power power input / output means, so that the output to the drive shaft It is possible to suppress a drop in the driving force applied. Further, it is possible to prevent the burden from becoming excessive when the internal combustion engine is operated at a high speed after the speed ratio is changed.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により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、変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定し、
(b)前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、
(c)前記第2の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替え、
(d)通常運転時には前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該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駆動制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
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 by input and output of electric power and power; Can transmit / receive power, transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a changeable gear ratio, and exchange of power with the power power input / output means and the motor. A power output device comprising a power storage means,
(A) setting a target power of the internal combustion engine based on a required driving force required for the driving shaft;
(B) When the set target power is less than a predetermined power, a target operating point is set based on the target power and the first constraint imposed on the operating state of the internal combustion engine, and the set target power When the power is greater than or equal to the predetermined power, a target operating point is set based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint,
(C) When the target operating point is set based on the second constraint, the rotation speed of the drive shaft is higher than the rotation speed after the timing of changing the transmission gear ratio in the transmission transmission means. Switch to the target operating point based on the first constraint from the target operating point based on the second constraint,
(D) In normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine and the power power input / output means are configured so that a driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. When the transmission ratio of the transmission is controlled by the transmission transmission means, a driving force that is changed to the instructed transmission ratio and that decreases with the change of the transmission ratio is input to the electric power. The driving force based on the required driving force is output to the driving shaft by being supplemented by the driving force output to the driving shaft with a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine due to input / output of power from the output means. The gist is to drive-control the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means.

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて設定される内燃機関の目標パワーが所定パワー未満のときにはこの目標パワーと内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、内燃機関の目標パワーが所定パワー以上のときにはこの目標パワーと第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、第2の制約に基づいて目標運転ポイントが設定されているときに駆動軸の回転数が変速伝達手段における変速比を変更するタイミング以降の回転数よりも高い高回転状態に至ったときには第2の制約に基づく目標運転ポイントから第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える。そして、通常運転時には設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御し、変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには指示された変速比に変更されると共に変速比の変更に伴って減少する駆動力が電力動力入出力手段からの動力の入出力による内燃機関の回転数の減少に伴って駆動軸に出力される駆動力により補われて要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを駆動制御する。したがって、変速伝達手段における変速比を変更する際に内燃機関が高回転低トルクの運転状態から電力動力入出力手段からの動力の入出力により内燃機関の回転数を減少させるから、駆動軸に出力される駆動力に落ち込みが生じるのを抑制することができる。また、変速比が変更された以降に内燃機関が高回転で運転されることによってその負担が過大となるのを抑制することができる。   According to the control method of the power output apparatus of the present invention, when the target power of the internal combustion engine set based on the required driving force required for the drive shaft is less than the predetermined power, the target power and the operating state of the internal combustion engine are set. A target operating point is set based on the first constraint imposed on the second engine. When the target power of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined power, the second power is operated at a higher rotational speed and lower torque than the target power. The target operating point is set based on the constraint, and when the target operating point is set based on the second constraint, the rotational speed of the drive shaft is greater than the rotational speed after the timing of changing the speed ratio in the transmission transmission means. When the high rotation state is reached, the target operating point based on the second constraint is switched to the target operating point based on the first constraint. Then, during normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor are controlled so that the drive force based on the requested drive force is output to the drive shaft, When an instruction to change the speed ratio in the speed change transmission means is made, the driving force that is changed to the instructed speed ratio and decreases with the change of the speed ratio is reduced by the input / output of power from the electric power input / output means. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are supplemented by the drive force output to the drive shaft as the rotational speed decreases, so that the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft. Drive control. Therefore, when changing the gear ratio in the transmission means, the internal combustion engine reduces the rotational speed of the internal combustion engine from the high rotational speed and low torque operating state by the power input / output from the power power input / output means, so that the output to the drive shaft It is possible to suppress a drop in the driving force applied. Further, it is possible to prevent the burden from becoming excessive when the internal combustion engine is operated at a high speed after the speed ratio is changed.

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

図1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、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、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution and integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and power distribution and integration. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a motor MG2 connected to the power distribution and integration mechanism 30 via a transmission 60, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire drive system of the vehicle.

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には変速機60を介してモータMG2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からの動力とを統合してリングギヤ32に出力する。リングギヤ32は、ギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ32に出力された動力は、ギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに出力されることになる。   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 motor MG2 is connected to the ring gear 32 via the transmission 60. The motor MG1 generates power. When the motor MG1 functions as a motor, the 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 22 input from the carrier 34. And the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32. The ring gear 32 is mechanically connected to the drive wheels 39a and 39b via a gear mechanism 37 and a differential gear 38. Therefore, the power output to the ring gear 32 is output 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、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。   The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.

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に伝達可能に構成されている。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をオフ状態としてモータ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)。なお、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。   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 be able 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 a Lo gear state), the brake B1 is turned on and the brake B2 is turned off to rotate the rotating shaft 48 of the motor MG2. Is rotated 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). Note that 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.

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 the terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature 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への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 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. The hybrid electronic control unit 70 outputs a drive signal 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実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、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、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(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の充放電要求パワーPb*,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。   When the drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speed Nm1, of the motors MG1, MG2. A process of inputting data necessary for control such as Nm2, charge / discharge required power Pb * of the battery 50, input / output restrictions Win and Wout of the battery 50 is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. The charge / discharge required power Pb * is set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and is input from the battery ECU 52 by communication. Further, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set based on the battery temperature Tb of the battery 50 detected by the temperature sensor 51 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 from the battery ECU 52 by communication. To do.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪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*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を変速機60の現在のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。   When the data is 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. And the required power Pe * required for the engine 22 is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 4 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * can be calculated as the sum of the set required torque Tr * multiplied by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a and the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50 and the loss Loss. The rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a can be obtained by multiplying the vehicle speed V by the conversion factor k, or can be obtained by dividing the rotation speed Nm2 of the motor MG2 by the current gear ratio Gr of the transmission 60.

続いて、設定したエンジン22の要求パワーPe*に基づいてエンジン22の仮目標回転数Netmp1,Netmp2を設定する(ステップS120)。ここで、仮目標回転数Netmp1は、実施例では、要求パワーPe*が所定パワーPeref未満のときにはエンジン22の運転ポイントを設定する際の制約としてエンジン22を効率よく動作させる制約である燃費用動作ラインを、要求パワーPe*が所定パワーPeref以上のときにはエンジン22の運転ポイントを設定する際の制約として変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替える際の準備としてエンジン22を燃費用動作ラインよりも高回転低トルクで動作させる制約である変速用動作ラインを要求パワーPe*と仮目標回転数Netmp1との関係として予め求めてマップとしてROM74に記憶しておき、要求パワーPe*が与えられるとマップから対応する仮目標回転数Netmp1を導出して設定するものとした。このマップの一例を図5に示す。また、仮目標回転数Netmp2は、実施例では、エンジン22の運転ポイントを設定する際の制約として要求パワーPe*に拘わらず上述した燃費用動作ラインを要求パワーPe*と仮目標回転数Netmp2との関係として予め求めてマップとしてROM74に記憶しておき、要求パワーPe*が与えられるとマップから対応する仮目標回転数Netmp2を導出して設定するものとした。このマップの一例を図6に示す。   Subsequently, the temporary target rotational speeds Netmp1, Netmp2 of the engine 22 are set based on the set required power Pe * of the engine 22 (step S120). Here, in the embodiment, the temporary target rotational speed Netmp1 is a fuel efficiency operation that is a constraint for efficiently operating the engine 22 as a constraint when setting the operation point of the engine 22 when the required power Pe * is less than the predetermined power Peref. When the required power Pe * is equal to or higher than the predetermined power Peref, the engine 22 is used for fuel consumption as a preparation for switching the transmission 60 from the Lo gear state to the Hi gear state as a restriction when setting the operating point of the engine 22. A speed change operation line, which is a restriction to operate at a higher rotation and lower torque than the operation line, is obtained in advance as a relationship between the required power Pe * and the temporary target rotational speed Netmp1, and is stored in the ROM 74 as a map. If given, the corresponding temporary target rotational speed Netmp1 is derived from the map and set. It was the thing. An example of this map is shown in FIG. In addition, in the embodiment, the temporary target rotational speed Netmp2 is the restriction on setting the operation point of the engine 22, and the fuel consumption operation line described above is set to the required power Pe * and the temporary target rotational speed Netmp2 regardless of the required power Pe *. As a relationship, the map is stored in advance in the ROM 74, and when the required power Pe * is given, the corresponding temporary target rotational speed Netmp2 is derived and set from the map. An example of this map is shown in FIG.

そして、入力した車速Vと所定車速V1とを比較すると共に(ステップS130)、車速Vと所定車速V2とを比較する(ステップS140)。ここで、所定車速V1,V2は、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際のタイミングとしての車速よりも大きな車速として所定車速V2が所定車速V1よりも大きな値となるよう設定されており、モータMG2の性能などに基づいて例えば所定車速V1を時速110kmに所定車速V2を時速120kmなどのように定めることができる。車速Vが所定車速V1以下と判定されると、上述した仮目標回転数Netmp1をエンジン22の目標回転数Ne*に設定し(ステップS150)、車速Vが所定車速V2以上と判定されると、上述した仮目標回転数Netmp2をエンジン22の目標回転数Ne*に設定し(ステップS160)、車速Vが所定車速V1よりも大きく所定車速V2よりも小さいと判定されると、車速Vに基づいて補間係数αを設定すると共に(ステップS170)、設定した補間係数αと仮目標回転数Netmp1,Netmp2とに基づいて次式(1)により計算したものをエンジン22の目標回転数Ne*に設定する(ステップS180)。ここで、補間係数αは、実施例では、車速Vと補間係数αとの関係を予め求めて補間係数設定用マップとしてROM74に記憶しておき、車速Vが与えられると記憶しているマップから対応する補間係数αを導出して設定するものとした。図7に補間係数設定用マップの一例を示す。このように、変速機60がLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えられるまではその切り替えの準備を行なうために要求パワーPe*が所定パワーPeref以上のときに仮目標回転数Netmp2よりも大きな値の仮目標回転数Netmp1をエンジン22の目標回転数Ne*に設定するが、変速機60がLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えられた以降には仮目標回転数Netmp1よりも小さな値の仮目標回転数Netmp2をエンジン22の目標回転数Ne*に設定することにより、エンジン22の回転数Neが大きな回転数で長時間に亘って維持されるのを抑制しているのである。したがって、変速機60のギヤの状態の切り替えを適正に行ないつつエンジン22の回転数Neが大きな回転数で維持されることによる不都合たとえばエンジン22が過熱するなどの不都合を抑止することができる。なお、車速Vが所定車速V1よりも大きく所定車速V2よりも小さいときに補間係数αをもって仮目標回転数Netmp1と仮目標回転数Netmp2との間の回転数を補間しているのは、エンジン22の回転数Neの急変によるショックの発生を抑制するためである。こうしてエンジン22の目標回転数Ne*を設定すると、設定した目標回転数Ne*でエンジン22の要求パワーPe*を除したものをエンジン22から出力すべき目標トルクTe*に設定する(ステップS190)。   Then, the input vehicle speed V and the predetermined vehicle speed V1 are compared (step S130), and the vehicle speed V and the predetermined vehicle speed V2 are compared (step S140). Here, the predetermined vehicle speeds V1 and V2 are such that the predetermined vehicle speed V2 is larger than the predetermined vehicle speed V1 as a vehicle speed that is higher than the vehicle speed as a timing when the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state. For example, the predetermined vehicle speed V1 can be set to 110 km / h and the predetermined vehicle speed V2 can be set to 120 km / h based on the performance of the motor MG2. When it is determined that the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined vehicle speed V1, the temporary target rotational speed Netmp1 described above is set to the target rotational speed Ne * of the engine 22 (step S150), and when the vehicle speed V is determined to be equal to or higher than the predetermined vehicle speed V2, The temporary target rotational speed Netmp2 described above is set to the target rotational speed Ne * of the engine 22 (step S160), and when it is determined that the vehicle speed V is greater than the predetermined vehicle speed V1 and lower than the predetermined vehicle speed V2, based on the vehicle speed V. The interpolation coefficient α is set (step S170), and the value calculated by the following equation (1) based on the set interpolation coefficient α and the temporary target rotation speeds Netmp1, Netmp2 is set as the target rotation speed Ne * of the engine 22. (Step S180). In this embodiment, the interpolation coefficient α is obtained from the map stored in advance when the relationship between the vehicle speed V and the interpolation coefficient α is obtained in advance and stored in the ROM 74 as an interpolation coefficient setting map. The corresponding interpolation coefficient α is derived and set. FIG. 7 shows an example of the interpolation coefficient setting map. In this way, until the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state, the required power Pe * is greater than the temporary target rotational speed Netmp2 when the required power Pe * is equal to or higher than the predetermined power Peref. The temporary target rotational speed Netmp1 is set to the target rotational speed Ne * of the engine 22, but after the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state, the value is smaller than the temporary target rotational speed Netmp1. By setting the temporary target rotational speed Netmp2 to the target rotational speed Ne * of the engine 22, the rotational speed Ne of the engine 22 is prevented from being maintained at a large rotational speed for a long time. Therefore, it is possible to suppress inconveniences such as the engine 22 being overheated, such as the engine 22 being overheated, while appropriately switching the gear state of the transmission 60 and maintaining the engine speed Ne at a high speed. When the vehicle speed V is higher than the predetermined vehicle speed V1 and lower than the predetermined vehicle speed V2, the engine 22 is interpolating the rotational speed between the temporary target rotational speed Netmp1 and the temporary target rotational speed Netmp2 with the interpolation coefficient α. This is to suppress the occurrence of shock due to a sudden change in the rotational speed Ne. When the target rotational speed Ne * of the engine 22 is set in this way, a value obtained by dividing the required power Pe * of the engine 22 by the set target rotational speed Ne * is set as the target torque Te * to be output from the engine 22 (step S190). .

Ne* =(1-α)・Netmp1+α・Netmp2 (1)   Ne * = (1-α) ・ Netmp1 + α ・ Netmp2 (1)

次に、変速機60のギヤの状態を切り替えている最中であるか否かを判定し(ステップS200)、ギヤの状態を切り替えている最中にないと判定されると、要求トルクTr*と車速Vとに基づいて変速機60のギヤの状態を切り替えを行なうか否かを判定する(ステップS210)。この判定は、現在のギヤの状態と変速機60のギヤの状態を切り替えるための変速マップとに基づいて行なわれる。この変速マップの一例を図8に示す。図8の例では、変速機60がLoギヤの状態で車速VがLo→Hi変速線Vhiを上回ったときに変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替え、変速機60がHiギヤの状態で車速VがHi→Lo変速線Vloを下回ったときに変速機60をHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替える。なお、Lo→Hi変速線Vhiは、上述した所定車速V1,V2よりも小さな値に定められている。   Next, it is determined whether or not the gear state of the transmission 60 is being switched (step S200). If it is determined that the gear state is not being switched, the required torque Tr * is determined. And whether or not to change the gear state of the transmission 60 based on the vehicle speed V (step S210). This determination is made based on the current gear state and a shift map for switching the gear state of the transmission 60. An example of this shift map is shown in FIG. In the example of FIG. 8, when the transmission 60 is in the Lo gear state and the vehicle speed V exceeds the Lo → Hi shift line Vhi, the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state. When the vehicle speed V falls below the Hi → Lo shift line Vlo in the gear state, the transmission 60 is switched from the Hi gear state to the Lo gear state. The Lo → Hi shift line Vhi is set to a value smaller than the predetermined vehicle speeds V1 and V2 described above.

変速機60のギヤの状態の切り替えを行なわないと判定したときには(ステップS220)、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(2)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(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS260)。ここで、式(2)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9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を変速機60のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が変速機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(3)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(3)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。   When it is determined not to change the gear state of the transmission 60 (step S220), the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio of the power distribution and integration mechanism 30 are determined. The target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated by the following formula (2) using ρ, and the torque command of the motor MG1 is calculated by the formula (3) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1. Tm1 * is calculated (step S260). Here, Expression (2) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 9 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by dividing the number Nm2 by the gear ratio Gr of the transmission 60 is shown. Equation (2) can be easily derived by using this alignment chart. The two thick arrows on the R axis indicate that torque Te * output from the engine 22 when the engine 22 is normally operated at the operation point of the target rotational speed Ne * and the target torque Te * is transmitted to the ring gear shaft 32a. Torque and torque that the torque Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the transmission 60. Expression (3) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (3), “k1” in the second term on the right side is a gain of the 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) (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (2)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)

こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(4)および式(5)により計算すると共に(ステップS270)、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(6)により計算し(ステップS280)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS290)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(6)は、前述した図9の共線図から容易に導き出すことができる。   When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 and the calculated torque command Tm1 * of the motor MG1 are multiplied by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1. Torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the obtained power consumption (generated power) of the motor MG1 by the rotational speed Nm2 of the motor MG2 are expressed by the following equations (4). Further, the temporary motor torque Tm2tmp as the torque to be output from the motor MG2 is calculated using the required torque Tr *, the torque command Tm1 *, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 (step S270). Calculated by equation (6) (step S280), and with the calculated torque limits Tmin and Tmax It sets the torque command Tm2 * of the motor MG2 as a value obtained by limiting the motor torque Tm2tmp (step S290). By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this way, the required torque Tr * output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set as a torque limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. can do. Equation (6) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 9 described above.

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (6)

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S300)、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. Torque commands Tm1 * and Tm2 * for motors MG1 and MG2 are transmitted to motor ECU 40 (step S300), 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.

ステップS220で変速機60のギヤの状態を切り替える判定がなされると、変速機60のギヤの状態を切り替える処理を開始する(ステップS230)。この処理は、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ときには、ブレーキB1がブレーキB1がオフでブレーキB2がオンの状態からブレーキB1がオンでブレーキB2がオフの状態へ切り替える処理となり、変速機60をHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替えるときには、ブレーキB1がオンでブレーキB2がオフの状態からブレーキB1がオフでブレーキB2がオンの状態に切り替える処理となる。図10に変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替える際の変速機60の共線図の一例を示す。図中、S1軸はダブルピニオンの遊星歯車機構60aのサンギヤ61の回転数を示し、R1,R2軸はダブルピニオンの遊星歯車機構60aおよびシングルピニオンの遊星歯車機構60bのリングギヤ62,66の回転数を示し、C1,C2軸はリングギヤ軸32aの回転数であるダブルピニオンの遊星歯車機構60aおよびシングルピニオンの遊星歯車機構60bのキャリア64,68の回転数を示し、S2軸はモータMG2の回転数であるシングルピニオンの遊星歯車機構60bのサンギヤ65の回転数を示す。図示するように、変速機60のLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えはブレーキB1がオフでブレーキB2がオンの状態からブレーキB2がオフでブレーキB1をフリクション係合の状態とするつかみ替えを行なった後、ブレーキB1の係合力を徐々に大きくしていくことにより行なわれる。   When it is determined in step S220 that the gear state of the transmission 60 is switched, a process of switching the gear state of the transmission 60 is started (step S230). In this process, when the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state, the process of switching the brake B1 from the brake B1 off and the brake B2 to the brake B1 on and the brake B2 off is performed. Thus, when the transmission 60 is switched from the Hi gear state to the Lo gear state, the brake B1 is turned on and the brake B2 is turned off, and the brake B1 is turned off and the brake B2 is turned on. FIG. 10 shows an example of an alignment chart of the transmission 60 when the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state. In the figure, the S1 axis indicates the rotational speed of the sun gear 61 of the double pinion planetary gear mechanism 60a, and the R1 and R2 axes indicate the rotational speeds of the ring gears 62 and 66 of the double pinion planetary gear mechanism 60a and the single pinion planetary gear mechanism 60b. The C1 and C2 axes indicate the rotational speeds of the carriers 64 and 68 of the double pinion planetary gear mechanism 60a and the single pinion planetary gear mechanism 60b, which are the rotational speeds of the ring gear shaft 32a, and the S2 axis indicates the rotational speed of the motor MG2. The rotational speed of the sun gear 65 of the single-pinion planetary gear mechanism 60b is shown. As shown in the figure, switching from the Lo gear state to the Hi gear state of the transmission 60 is performed by holding the brake B1 off and the brake B2 from the on state to the brake B2 off and the brake B1 in the friction engagement state. After the replacement, the engagement force of the brake B1 is gradually increased.

変速機60のギヤの状態を切り替える処理が開始されたり、ステップS200で変速機60のギヤの状態が切り替えられている最中と判定されると、トルク補償要求がなされているか否かを判定する(ステップS240)。ここで、トルク補償要求は、変速機60のギヤの状態の切り替えに伴って発生するモータMG2からリングギヤ軸32aに伝達されるトルクの落ち込みを補償するための要求である。上述した図10に示すように、変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態への切り替えは、ブレーキB1がオフでブレーキB2がオンの状態からブレーキB2がオフでブレーキB1をフリクション係合の状態とするつかみ替えを行なった後、ブレーキB1の係合力を徐々に大きくしていくことにより行なわれ、このブレーキB1,B2のつかみ替えの際にリングギヤ軸32aに出力されるトルクに落ち込みが生じる。実施例では、変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えに伴ってブレーキB2からブレーキB1へのつかみ替えを行なうタイミングでトルク補償要求を発するものとした。トルク補償要求がなされていないと判定されると、上述したステップS260以降の処理を行なって本ルーチンを終了する。   If the process of switching the gear state of the transmission 60 is started, or if it is determined in step S200 that the gear state of the transmission 60 is being switched, it is determined whether a torque compensation request has been made. (Step S240). Here, the torque compensation request is a request for compensating for a drop in torque transmitted from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a that is generated when the gear state of the transmission 60 is switched. As shown in FIG. 10 described above, the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state when the brake B1 is off and the brake B2 is on and the brake B2 is off and the brake B1 is frictionally engaged. After changing the grip to this state, the engaging force of the brake B1 is gradually increased, and when the brakes B1 and B2 are changed, the torque output to the ring gear shaft 32a drops. Arise. In the embodiment, the torque compensation request is issued at the timing when the transmission 60 is switched from the brake B2 to the brake B1 when the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state. If it is determined that a torque compensation request has not been made, the processing after step S260 described above is performed, and this routine is terminated.

一方、トルク補償要求がなされていると判定されると、ステップS150,S160,S180のいずれかで設定されたエンジン22の目標回転数Ne*から補正用回転数ΔNeを減じたものを新たなエンジン22の目標回転数Ne*に再設定すると共に再設定した目標回転数Ne*でエンジン22の要求パワーPe*を除したものを新たな目標トルクTe*に再設定する(ステップS250)。そして、再設定したエンジン22の目標回転数Ne*に基づいて前述した式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を設定すると共に設定した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて前述した式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定し(ステップS260)、ステップS270以降の処理を行なって本ルーチンを終了する。補正用回転数ΔNeだけ減少補正した目標回転数Ne*でモータMG1のトルク指令Tm1*を設定することにより、トルク指令Tm1*でモータMG1を駆動制御してエンジン22の回転数Neを低下(変化)させることにより生じるエンジン22のイナーシャトルクをリングギヤ軸32aに作用させることができる。これにより、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際にリングギヤ軸32aに出力されるトルクに落ち込みが生じるのを抑制することができる。実施例では、変速機60がLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えられるのに先だってその準備として変速用動作ライン(高回転低トルク)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定するから、エンジン22から同じパワーを出力する際にエンジン22の目標トルクTe*を小さくすることができ、モータMG1として定格トルクの小さなものを用いるものとしても、より容易にモータMG1によりエンジン22の回転数Neを減少させることができ、十分なエンジン22のイナーシャトルクをリングギヤ軸32aに作用させることができる。   On the other hand, if it is determined that a torque compensation request has been made, a new engine obtained by subtracting the correction rotational speed ΔNe from the target rotational speed Ne * of the engine 22 set in any of steps S150, S160, and S180. The target rotational speed Ne * is reset to 22 and the target rotational speed Ne * divided by the reset target rotational speed Ne * is reset to a new target torque Te * (step S250). Then, based on the reset target rotational speed Ne * of the engine 22, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is set by the above-described equation (2), and the set target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1 are set. Based on the above equation (3), the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set (step S260), the processing after step S270 is performed, and this routine is terminated. By setting the torque command Tm1 * of the motor MG1 at the target rotational speed Ne * that is corrected to decrease by the correction rotational speed ΔNe, the motor MG1 is driven and controlled by the torque command Tm1 * to reduce (change) the rotational speed Ne of the engine 22 ) Can cause the inertia torque of the engine 22 to act on the ring gear shaft 32a. Thereby, when the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state, it is possible to suppress a drop in the torque output to the ring gear shaft 32a. In the embodiment, before the transmission 60 is switched from the Lo gear state to the Hi gear state, as a preparation for this, the speed change operation line (high rotation low torque) is used to set the target rotational speed Ne * and the target torque of the engine 22. Since Te * is set, the target torque Te * of the engine 22 can be reduced when the same power is output from the engine 22, and even if a motor having a small rated torque is used as the motor MG1, the motor can be more easily operated. The rotational speed Ne of the engine 22 can be reduced by MG1, and sufficient inertia torque of the engine 22 can be applied to the ring gear shaft 32a.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22から出力すべき要求パワーPe*が所定パワーPeref未満のときにはエンジン22の運転ポイント(目標回転数Ne*と目標トルクTe*)を設定する際の制約としてエンジン22を効率よく動作させる制約である燃費用動作ラインを用いてエンジン22の運転ポイントを設定し、要求パワーPe*が所定パワーPeref以上のときには変速機60のギヤの状態を切り替える際の準備として高回転低トルクで動作させる変速用動作ラインを用いてエンジン22の運転ポイントを設定し、変速機60のギヤの状態を切り替える際には変速用動作ラインにより高回転低トルクでエンジン22を運転している状態から補正用回転数ΔNeにより目標回転数Ne*を減少補正することによりモータMG1によりエンジン22の回転数Neを低下させるから、これに伴ってエンジン22のイナーシャトルクをリングギヤ軸32aに出力することができ、変速機60のギヤの状態を切り替える際のトルクの落ち込みを効果的に抑制することができる。また、車速Vが変速機60のギヤの状態が切り替えられた以降の所定車速V2を越えたときには、変速用動作ラインから燃費用動作ラインに切り替えてエンジン22を運転ポイントを設定するから、エンジン22が高回転の状態で維持されることによる不都合、たとえば過熱するなどの不都合を抑止することができる。しかも、車速Vが所定車速V1よりも大きく所定車速V2よりも小さいときにエンジン22の目標回転数Ne*を徐々に変化させながら変速用動作ラインと燃費用動作ラインとを切り替えるから、動作ラインの切り替えに伴うショックの発生を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the required power Pe * to be output from the engine 22 is less than the predetermined power Peref, the operation point (target rotational speed Ne * and target torque Te *) of the engine 22 is set. When the required power Pe * is equal to or higher than the predetermined power Peref, the operation state of the engine 22 is set using a fuel efficiency operation line, which is a restriction for efficiently operating the engine 22 as a restriction at the time, and the gear state of the transmission 60 is switched. As a preparation, the operating point of the engine 22 is set using a speed change operation line that operates at a high speed and low torque, and when changing the gear state of the transmission 60, the engine at a high speed and a low torque is set by the speed change operation line. The target rotational speed Ne * is reduced by the correction rotational speed ΔNe from the state where the motor 22 is operated. As a result, the rotational speed Ne of the engine 22 is reduced by the motor MG1, and accordingly, the inertia torque of the engine 22 can be output to the ring gear shaft 32a, and the torque at the time of switching the gear state of the transmission 60 can be increased. The depression can be effectively suppressed. Also, when the vehicle speed V exceeds a predetermined vehicle speed V2 after the gear state of the transmission 60 is switched, the engine 22 is set from the shift operation line to the fuel consumption operation line, so that the engine 22 is set as the operating point. Can be prevented from being inconvenienced by being maintained at a high rotational speed, such as overheating. Moreover, when the vehicle speed V is higher than the predetermined vehicle speed V1 and lower than the predetermined vehicle speed V2, the speed change operation line and the fuel consumption operation line are switched while gradually changing the target rotational speed Ne * of the engine 22. The occurrence of shock accompanying switching can be suppressed.

実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60としてLoギヤとHiギヤとを切り替え可能な2段変速の変速機を用いるものとしたが、3段以上の変速が可能な変速機を用いるものとしてもよい。この場合、車速Vが変速機を最上段に切り替える際の車速よりも大きな車速を越えるときにエンジン22の目標回転数Ne*を仮目標回転数Netmp1から仮目標回転数Netmp2に切り替えるものとすればよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, a two-speed transmission capable of switching between the Lo gear and the Hi gear is used as the transmission 60. However, a transmission capable of three or more speeds may be used. Good. In this case, if the vehicle speed V exceeds the vehicle speed higher than the vehicle speed when the transmission is switched to the uppermost stage, the target rotational speed Ne * of the engine 22 is switched from the temporary target rotational speed Netmp1 to the temporary target rotational speed Netmp2. Good.

実施例のハイブリッド自動車20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11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11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 vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the transmission 60 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. May be connected to an axle (an axle connected to wheels 39c and 39d in FIG. 11) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 39a and 39b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪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12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 vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 39a and 39b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 39a and 39b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.

本発明は、動力出力装置や駆動装置の製造産業に利用可能である。   The present invention is applicable to the manufacturing industry of power output devices and drive devices.

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. 変速機60の構成の概略を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a transmission 60. 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 an Example. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. エンジン22の要求パワーPe*と仮目標回転数Netmp1との関係の一例を示すマップである。6 is a map showing an example of a relationship between required power Pe * of engine 22 and provisional target rotational speed Netmp1. エンジン22の要求パワーPe*と仮目標回転数Netmp2との関係の一例を示すマップである。4 is a map showing an example of a relationship between required power Pe * of engine 22 and provisional target rotational speed Netmp2. 車速Vと補間係数αとの関係の一例を示すマップである。It is a map which shows an example of the relationship between the vehicle speed V and the interpolation coefficient (alpha). 変速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 shift map. 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; Loギヤの状態からHiギヤの状態に切り替える際の変速機60の共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the alignment chart of the transmission 60 at the time of switching from the state of Lo gear to the state of Hi gear. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39d 車輪、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、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、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 サンギヤ、62 リングギヤ、63a 第1ピニオンギヤ、63b 第2ピニオンギヤ、64 キャリア、65 サンギヤ、66 リングギヤ、67 ピニオンギヤ、68 キャリア、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、MG1,MG2 モータ、B1,B2 ブレーキ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39d wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 52 for battery Electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a planetary gear mechanism of double pinion, 60b planetary gear mechanism of single pinion, 61 sun gear, 62 ring gear, 63a first pinion gear, 63b 2nd pinion gear, 64 carrier, 65 sun gear, 66 ring gear, 67 pinion gear, 68 carrier, 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, MG1, MG2 motor, B1, B2 brake.

Claims (6)

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力により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、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を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とりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
前記第2の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミングの回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
通常運転時には前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該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駆動制御する駆動制御手段と
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 by input and output of electric power and power;
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 changeable gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Target power setting means for setting a target power of the internal combustion engine based on a required driving force required for the drive shaft;
When the set target power is less than a predetermined power, a target operating point is set based on the target power and a first constraint imposed on the operating state of the internal combustion engine, and the set target power is An operation point setting means for setting a target operation point based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint when the power is equal to or higher than a predetermined power;
Rotational speed of the drive shaft has reached the high rotation state higher than the rotational speed of the timing to change the gear ratio in the transmission mechanism when the target operating point based on the second constraint is set Sometimes the operation point switching means for switching from the target operation point based on the second constraint to the target operation point based on the first constraint,
In the normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operating point, and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. When the transmission ratio change instruction in the transmission transmission means is made, the driving power that is changed to the instructed transmission ratio and decreases with the change in the transmission ratio is supplied from the electric power input / output means. The internal combustion engine is supplemented by the drive force output to the drive shaft with a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine due to the input / output of the power of the engine, and the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft And a drive control means for drivingly controlling the electric power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means.
前記運転ポイント切替手段は、前記内燃機関の回転数を徐々に変化させることにより前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える手段である請求項1記載の動力出力装置。   2. The operating point switching means is means for switching from a target operating point based on the second constraint to a target operating point based on the first constraint by gradually changing the rotational speed of the internal combustion engine. Power output device. 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の軸の3軸に接続され、該3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1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可能な発電機とを備える手段である請求項1または2記載の動力出力装置。   The power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third shaft, and the remaining power based on power input / output to any two of the three shafts. The power output apparatus according to claim 1 or 2, comprising a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to one shaft and a generator capable of 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接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項1または2記載の動力出力装置。   The power drive input / output means has a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor and the first rotor 3. The power output apparatus according to claim 1, wherein the power output apparatus is a counter-rotor electric motor that rotates by relative rotation with the two rotors. 請求項1ないし4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走行する車両。   A vehicle on which the power output device according to any one of claims 1 to 4 is mounted and an axle is connected to the drive shaft. 内燃機関および充放電可能な蓄電手段と共に車両に搭載され、車軸に接続された駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可
能で、電力と動力の入出力により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可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
変更可能な変速比をもって前記電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を行なう変速伝達手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記設定された目標パワーが所定パワー未満のときには該目標パワーと前記内燃機関の運転状態に対して課した第1の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定し、前記設定された目標パワーが前記所定パワー以上のときには該目標パワーと前記第1の制約よりも高回転低トルクで運転する第2の制約とに基づいて目標運転ポイントを設定する運転ポイント設定手段と、
前記第2の制約に基づいて前記目標運転ポイントが設定されているときに前記駆動軸の回転数が前記変速伝達手段における変速比を変更するタイミングの回転数よりも高い高回転状態に至ったときには前記第2の制約に基づく目標運転ポイントから前記第1の制約に基づく目標運転ポイントに切り替える運転ポイント切替手段と、
通常運転時には前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御し、前記変速伝達手段における変速比の変更指示がなされたときには該指示された変速比に変更されると共に該変速比の変更に伴って減少する駆動力が前記電力動力入出力手段からの動力の入出力による前記内燃機関の回転数の減少を伴って前記駆動軸に出力される駆動力により補われて前記要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう該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駆動制御する駆動制御手段と
を備える駆動装置。
A drive device mounted on a vehicle together with an internal combustion engine and chargeable / dischargeable power storage means and driving a drive shaft connected to an axle,
Connected to the output shaft and the drive shaft of the internal combustion engine, can exchange power with the power storage means, and can output at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by input and output of power and power Power input / output means,
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a changeable gear ratio;
Target power setting means for setting a target power of the internal combustion engine based on a required driving force required for the drive shaft;
When the set target power is less than a predetermined power, a target operating point is set based on the target power and a first constraint imposed on the operating state of the internal combustion engine, and the set target power is An operation point setting means for setting a target operation point based on the target power and a second constraint that operates at a higher rotational speed and lower torque than the first constraint when the power is equal to or higher than a predetermined power;
Rotational speed of the drive shaft has reached the high rotation state higher than the rotational speed of the timing to change the gear ratio in the transmission mechanism when the target operating point based on the second constraint is set Sometimes the operation point switching means for switching from the target operation point based on the second constraint to the target operation point based on the first constraint,
In the normal operation, the internal combustion engine is operated at the set target operating point, and the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. When the transmission ratio change instruction in the transmission transmission means is made, the driving power that is changed to the instructed transmission ratio and decreases with the change in the transmission ratio is supplied from the electric power input / output means. The internal combustion engine is supplemented by the drive force output to the drive shaft with a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine due to the input / output of the power of the engine, and the drive force based on the required drive force is output to the drive shaft And a drive control means for drivingly controlling the electric power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means.
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