JP4229105B2 - Hybrid vehicle and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.

従来、この種のハイブリッド車としては、車軸側にリングギヤを介して連結されたプラネタリギヤと、このプラネタリギヤのキャリアに出力軸が連結されたエンジンと、プラネタリギヤのサンギヤに回転軸が連結された発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、発電機の回転軸を回転不能に固定可能なクラッチとを備えるものが提案されている(特許文献1参照)。このハイブリッド車では、運転者のアクセルペダルの踏み込み量に応じて設定される車両要求トルクとしての要求トルクに基づいて回転軸を回転可能な状態とするか回転不能な状態にするかを決定してクラッチをオンオフし、要求トルクが出力されるようエンジンや発電機や電動機を制御している。
特開2004−236406号公報
Conventionally, this type of hybrid vehicle includes a planetary gear connected to the axle side via a ring gear, an engine having an output shaft connected to the planetary gear carrier, and a generator having a rotating shaft connected to the sun gear of the planetary gear. There has been proposed a motor including an electric motor capable of outputting power for traveling and a clutch capable of fixing the rotating shaft of the generator so as not to rotate (see Patent Document 1). In this hybrid vehicle, it is determined whether the rotating shaft is allowed to rotate or not to be rotated based on the required torque as the required vehicle torque set according to the depression amount of the accelerator pedal of the driver. The engine, generator and motor are controlled so that the required torque is output by turning the clutch on and off.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-236406

上述のハイブリッド車では、車両に要求される要求トルクに応じて発電機の回転状態を設定しているため、発電機や電動機と電力をやりとりするバッテリの状態(放電可能な電力量の全容量に対する割合である残容量(SOC))については考慮されておらず、バッテリを過放電したり過充電したりする場合が生じ得る。特に、ハイブリッド車の燃費を向上させるために小型で小容量のバッテリを搭載する場合、バッテリの過放電や過充電を回避すること、即ち、バッテリの充放電管理をより適正に行なうことは重要な課題となる。   In the hybrid vehicle described above, the rotation state of the generator is set according to the required torque required for the vehicle, so the state of the battery that exchanges power with the generator and the motor (with respect to the total capacity of the dischargeable electric energy) The remaining capacity (SOC) as a ratio is not taken into consideration, and the battery may be overdischarged or overcharged. In particular, when a small and small-capacity battery is mounted to improve the fuel efficiency of a hybrid vehicle, it is important to avoid over-discharge and over-charge of the battery, that is, to perform charge / discharge management of the battery more appropriately. It becomes a problem.

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、バッテリなどの蓄電装置の充放電管理をより適正に行なうことを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、車両の燃費を向上させることを目的の一つとする。   One object of the hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention is to more appropriately perform charge / discharge management of a power storage device such as a battery. Another object of the hybrid vehicle and the control method thereof of the present invention is to improve the fuel consumption of the vehicle.

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。   The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と車軸と回転軸との3軸に連結され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する3軸式動力入出力手段と、
前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定可能な出力軸固定手段と、
前記回転軸を回転不能に固定可能な回転軸固定手段と、
前記発電機および前記電動機と動力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段から放電可能な電力量の全容量に対する割合としての蓄電量割合を検出する蓄電量割合検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された蓄電量割合に基づいて前記出力軸および前記回転軸が回転可能な状態とするか回転不能な状態とするかの回転可否状態を設定し、該設定された回転可否状態となるよう前記出力軸固定手段と前記回転軸固定手段とを制御すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力で走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
Three-shaft power connected to the three shafts of the output shaft, the axle, and the rotating shaft of the internal combustion engine, and outputting power to the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts Input / output means;
A generator capable of inputting and outputting power to the rotating shaft;
An electric motor capable of outputting driving power;
Output shaft fixing means capable of non-rotatably fixing the output shaft of the internal combustion engine;
A rotating shaft fixing means capable of fixing the rotating shaft in a non-rotatable manner;
Power storage means capable of exchanging power with the generator and the motor;
A power storage amount ratio detecting means for detecting a power storage amount ratio as a ratio of the total amount of power that can be discharged from the power storage means;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
Based on the detected charge amount ratio, a rotation enable / disable state is set to determine whether the output shaft and the rotation shaft can be rotated or not rotated, and the rotation enable / disable state is set. Control means for controlling the output shaft fixing means and the rotating shaft fixing means and controlling the internal combustion engine, the generator and the electric motor so as to travel with a driving force based on the set required driving force;
It is a summary to provide.

この本発明のハイブリッド車では、発電機や電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段から放電可能な電力量の全容量に対する割合としての蓄電量割合に基づいて内燃機関の出力軸の回転の可否と発電機の回転の可否との状態である回転可否状態を設定し、この設定した回転可否状態となるよう内燃機関の出力軸を回転不能に固定可能な出力軸固定手段と発電機の回転軸を回転不能に固定可能な回転軸固定手段とを制御すると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力で走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。ここで、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とを共に回転可能な状態とすれば、走行に要求される要求駆動力に見合う動力と内燃機関からの動力との差分で蓄電手段の蓄電量割合を増減することができ、内燃機関の出力軸を回転不能とすると共に発電機の回転軸を回転可能な状態とすれば、発電機と電動機とからの動力により走行するモータ走行状態となるから、蓄電手段の蓄電量割合を迅速に低下させることができ、内燃機関の出力軸を回転可能とすると共に発電機の回転軸を回転不能な状態とすれば、内燃機関からの動力を一定のギヤ比で車軸側に伝達すると共に走行に要求される要求駆動力に見合う動力と内燃機関からの動力との差分で蓄電手段の蓄電量割合を増減することができる。したがって、蓄電手段の蓄電量割合に応じて内燃機関の出力軸を回転不能に固定したり発電機の回転軸を回転不能に固定することにより、蓄電手段の蓄電量割合の適正な増減とエネルギ効率の向上とを図ることができる。この結果、蓄電手段の充放電管理をより適正に行なうことができると共に車両の燃費を向上させることができる。   In the hybrid vehicle of the present invention, whether or not the output shaft of the internal combustion engine can be rotated based on a storage amount ratio as a ratio of the total amount of power that can be discharged from the storage means that can exchange power with the generator or motor. The rotation availability state, which is the state of whether or not the generator can rotate, is set, and the output shaft fixing means and the generator rotation shaft that can fix the output shaft of the internal combustion engine to be non-rotatable so as to be in the set rotation availability state. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to travel with a driving force based on a required driving force required for traveling, while controlling a rotating shaft fixing means that can be fixed so as not to rotate. Here, if both the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the generator are in a rotatable state, the power storage means stores the difference between the power corresponding to the required driving force required for traveling and the power from the internal combustion engine. If the output ratio of the internal combustion engine is made unrotatable and the rotating shaft of the generator is made rotatable, the motor running state where the vehicle runs with the power from the generator and the motor is obtained. From this, it is possible to quickly reduce the charged amount ratio of the power storage means, and to make the output shaft of the internal combustion engine rotatable and the rotational shaft of the generator non-rotatable, the power from the internal combustion engine is kept constant. The power storage ratio of the power storage means can be increased or decreased by the difference between the power that is transmitted to the axle side by the gear ratio and that matches the required driving force required for traveling and the power from the internal combustion engine. Therefore, by appropriately fixing the output shaft of the internal combustion engine in a non-rotatable manner or fixing the rotating shaft of the generator in a non-rotatable manner according to the power storage amount ratio of the power storage device, an appropriate increase / decrease of the power storage amount ratio of the power storage device and energy efficiency are achieved. Can be improved. As a result, charge / discharge management of the power storage means can be performed more appropriately and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記出力軸および前記回転軸が共に回転可能な両回転可能状態と、前記出力軸が回転不能で前記回転軸が回転可能な機関回転不能状態と、前記出力軸が回転可能で前記回転軸が回転不能な発電機回転不能状態とのいずれかから前記回転可否状態を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記検出された蓄電量割合が第1の割合未満のときには前記発電機回転不能状態を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記制御手段は、前記検出された蓄電量割合が第2の割合以上のときには前記機関回転不能状態を設定する手段であるものとすることもできる。さらに、前記制御手段は、前記検出された蓄電量割合が第1の割合以上で第2の割合未満のときには前記両回転可能状態を設定する手段であるものとすることもできる。   In such a hybrid vehicle of the present invention, the control means includes a both-rotatable state in which the output shaft and the rotating shaft can both rotate, and an engine non-rotatable state in which the output shaft cannot rotate and the rotating shaft can rotate. The rotation enable / disable state may be set from any of a generator non-rotation state in which the output shaft is rotatable and the rotation shaft is not rotatable. In this case, the control means may be means for setting the generator non-rotatable state when the detected charged amount ratio is less than the first ratio. The control means may be means for setting the engine non-rotatable state when the detected charged amount ratio is equal to or greater than a second ratio. Further, the control means may be means for setting the both-rotatable state when the detected charged amount ratio is equal to or higher than the first ratio and lower than the second ratio.

また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に見合う動力を前記内燃機関から出力しようとすると前記発電機を電動機として駆動する状態に至るときに前記検出された蓄電量割合に基づいて回転可否状態を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、一部の電力については機械的な動力に変換されこれが再び電力に変換されるといった電力と動力の循環が生じ、エネルギ効率を低下させるから、これを回避することができる。この結果、車両の燃費を向上させることができる。   Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the control means is detected when reaching a state in which the generator is driven as an electric motor when the internal combustion engine tries to output power corresponding to the set required driving force. It may be a means for setting the rotation availability state based on the charged amount ratio. In this case, a part of the electric power is converted into mechanical power, which is converted into electric power again, resulting in a circulation of electric power and power, which reduces energy efficiency and can be avoided. As a result, the fuel consumption of the vehicle can be improved.

さらに、本発明のハイブリッド車において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出された車速が所定車速以下のときには、前記検出された蓄電量割合に拘わらず、前記出力軸および前記回転軸が共に回転可能な状態となるよう回転可否状態を設定する手段であるものとすることもできる。上述した電力と動力の循環は、比較的降車速で巡航走行するときに生じやすいから、これを考慮したものとなる。したがって、上述した電力と動力の循環を回避することによる効果、即ち、車両の燃費を向上させる効果を奏することができる。   Furthermore, the hybrid vehicle of the present invention further includes vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed, and the control means is configured to output the output shaft when the detected vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed, regardless of the detected charge amount ratio. Further, it may be a means for setting a rotation availability state so that both of the rotation shafts can rotate. The above-described circulation of electric power and power is likely to occur when traveling at a relatively low speed, and this is taken into consideration. Therefore, the effect by avoiding the above-described circulation of electric power and power, that is, the effect of improving the fuel consumption of the vehicle can be achieved.

あるいは、本発明のハイブリッド車において、前記電動機は前記3軸式動力入出力手段が連結された車軸とは異なる車軸に動力を入出力するよう取り付けられてなるものとすることもできる。こうすれば、複数の車軸に走行用の動力を出力することができる。   Alternatively, in the hybrid vehicle of the present invention, the electric motor may be attached to input / output power to an axle different from the axle to which the three-axis power input / output means is connected. In this way, driving power can be output to a plurality of axles.

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸と回転軸との3軸に連結され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定可能な出力軸固定手段と、前記回転軸を回転不能に固定可能な回転軸固定手段と、前記発電機および前記電動機と動力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
(a)前記蓄電手段から放電可能な電力量の全容量に対する割合としての蓄電量割合に基づいて前記出力軸および前記回転軸を回転可能な状態とするか回転不能な状態とするかの回転可否状態を設定し、
(b)前記設定した回転可否状態となるよう前記出力軸固定手段と前記回転軸固定手段とを制御すると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力で走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle control method of the present invention includes:
The internal combustion engine is connected to three shafts, that is, the output shaft of the internal combustion engine, the axle shaft, and the rotation shaft, and the power is output to the remaining shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts. Three-axis power input / output means, a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft, an electric motor capable of outputting driving power, and an output shaft fixing capable of fixing the output shaft of the internal combustion engine to be non-rotatable A control method for a hybrid vehicle comprising: means; a rotating shaft fixing means capable of fixing the rotating shaft in a non-rotatable manner; and a power storage means capable of exchanging power with the generator and the electric motor,
(A) Whether the output shaft and the rotating shaft can be rotated or not rotated based on a storage amount ratio as a ratio of the amount of power that can be discharged from the storage means to the total capacity Set the state,
(B) controlling the output shaft fixing means and the rotation shaft fixing means so as to be in the set rotation enable / disable state, and driving the internal combustion engine and the power generator so as to travel with a driving force based on a required driving force required for traveling. The gist is to control the machine and the motor.

この本発明のハイブリッド車の制御方法では、発電機や電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段から放電可能な電力量の全容量に対する割合としての蓄電量割合に基づいて内燃機関の出力軸の回転の可否と発電機の回転の可否との状態である回転可否状態を設定し、この設定した回転可否状態となるよう内燃機関の出力軸を回転不能に固定可能な出力軸固定手段と発電機の回転軸を回転不能に固定可能な回転軸固定手段とを制御すると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力で走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。ここで、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とを共に回転可能な状態とすれば、走行に要求される要求駆動力に見合う動力と内燃機関からの動力との差分で蓄電手段の蓄電量割合を増減することができ、内燃機関の出力軸を回転不能とすると共に発電機の回転軸を回転可能な状態とすれば、発電機と電動機とからの動力により走行するモータ走行状態となるから、蓄電手段の蓄電量割合を迅速に低下させることができ、内燃機関の出力軸を回転可能とすると共に発電機の回転軸を回転不能な状態とすれば、内燃機関からの動力を一定のギヤ比で車軸側に伝達すると共に走行に要求される要求駆動力に見合う動力と内燃機関からの動力との差分で蓄電手段の蓄電量割合を増減することができる。したがって、蓄電手段の蓄電量割合に応じて内燃機関の出力軸を回転不能に固定したり発電機の回転軸を回転不能に固定することにより、蓄電手段の蓄電量割合の適正な増減とエネルギ効率の向上とを図ることができる。この結果、蓄電手段の充放電管理をより適正に行なうことができると共に車両の燃費を向上させることができる。   In this hybrid vehicle control method of the present invention, the rotation of the output shaft of the internal combustion engine is performed based on the storage amount ratio as a ratio to the total capacity of the amount of power that can be discharged from the storage means capable of exchanging power with the generator or motor. Between the output shaft fixing means and the generator that can fix the output shaft of the internal combustion engine to be non-rotatable so as to be in the set rotation enable / disable state. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to travel with a driving force based on a required driving force required for traveling while controlling a rotating shaft fixing means that can fix the rotating shaft so as not to rotate. Here, if both the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the generator are in a rotatable state, the power storage means stores the difference between the power corresponding to the required driving force required for traveling and the power from the internal combustion engine. If the output ratio of the internal combustion engine is made unrotatable and the rotating shaft of the generator is made rotatable, the motor running state where the vehicle runs with the power from the generator and the motor is obtained. From this, it is possible to quickly reduce the charged amount ratio of the power storage means, and to make the output shaft of the internal combustion engine rotatable and the rotational shaft of the generator non-rotatable, the power from the internal combustion engine is kept constant. The power storage ratio of the power storage means can be increased or decreased by the difference between the power that is transmitted to the axle side by the gear ratio and that matches the required driving force required for traveling and the power from the internal combustion engine. Therefore, by appropriately fixing the output shaft of the internal combustion engine in a non-rotatable manner or fixing the rotating shaft of the generator in a non-rotatable manner according to the power storage amount ratio of the power storage device, an appropriate increase / decrease of the power storage amount ratio of the power storage device and energy efficiency Can be improved. As a result, the charge / discharge management of the power storage means can be performed more appropriately, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

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を介して接続されると共に前輪63a,63bにデファレンシャルギヤ62とギヤ機構60と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、後輪68a,68bにデファレンシャルギヤ67とギヤ機構65とを介して接続された発電可能なモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of 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 is connected to an engine 22 and a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and a differential gear 62 and a gear mechanism 60 are connected to front wheels 63a and 63b. Via a three-shaft type power distribution and integration mechanism 30 connected via the power distribution motor 30, a motor MG1 capable of generating electricity connected to the power distribution and integration mechanism 30, and the rear wheels 68a and 68b via a differential gear 67 and a gear mechanism 65. A motor MG2 capable of generating electricity and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle are provided.

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

動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して前輪63a,63bがそれぞれ連結されている。動力分配統合機構30のキャリア34はクラッチC1により図示しないケースに回転不能に固定できるようになっており、サンギヤ31はクラッチC2により図示しないケースに回転不能に固定できるようになっている。クラッチC1とクラッチC2とを共にオフとする状態では、動力分配統合機構30は通常の作動歯車として機能し、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、ギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して前輪63a,63bに出力される。クラッチC1をオンとすると共にクラッチC2をオフとした状態では、動力分配統合機構30はモータMG1の回転軸に対して減速機として機能し、モータMG1からの動力をトルクを増幅して前輪63a,63b側に出力する。クラッチC1をオフとすると共にクラッチC2をオンとした状態では、動力分配統合機構30はエンジン22のクランクシャフト26に対して増速機として機能し、エンジン22からの動力をトルクを小さくして前輪63a,63b側に出力する。クラッチC1およびクラッチC2を共にオンとする状態は、動力分配統合機構30のすべての回転要素を回転不能にするため、通常は用いられない。   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 front wheels 63a and 63b are connected to the ring gear 32 via the gear mechanism 60 and the differential gear 62, respectively. Yes. The carrier 34 of the power distribution and integration mechanism 30 can be non-rotatably fixed to a case (not shown) by the clutch C1, and the sun gear 31 can be non-rotatably fixed to the case (not shown) by the clutch C2. In a state where both the clutch C1 and the clutch C2 are turned off, the power distribution and integration mechanism 30 functions as a normal operating gear. When the motor MG1 functions as a generator, the power from the engine 22 input from the carrier 34 is transmitted to the sun gear. It distributes to the 31 side and the ring gear 32 side according to the gear ratio, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the power from the engine 22 input from the carrier 34 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated. To the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is output to the front wheels 63a and 63b via the gear mechanism 60 and the differential gear 62. In a state where the clutch C1 is turned on and the clutch C2 is turned off, the power distribution and integration mechanism 30 functions as a speed reducer with respect to the rotating shaft of the motor MG1, and amplifies torque from the motor MG1 to amplify the front wheels 63a, Output to the 63b side. When the clutch C1 is turned off and the clutch C2 is turned on, the power distribution and integration mechanism 30 functions as a speed increaser for the crankshaft 26 of the engine 22 and reduces the torque from the engine 22 to reduce the front wheel. Output to the 63a, 63b side. The state in which both the clutch C1 and the clutch C2 are turned on is not normally used because all the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 cannot be rotated.

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

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた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。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. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて前輪63a,63bおよび後輪68a,68b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前輪63a,63bおよび後輪68a,68b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、クラッチC1およびクラッチC2が共にオフの状態で、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前輪63a,63bおよび後輪68a,68b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前輪63a,63bおよび後輪68a,68b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前輪63a,63bおよび後輪68a,68b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。また、エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、前述したように、クラッチC1をオフとすると共にクラッチC2をオンとしてエンジン22からの動力とモータMG2からの動力とにより走行するモータ固定運転モードと、クラッチC1をオンとすると共にクラッチC2をオフとしてモータMG1からの動力とモータMG2からの動力とにより走行するエンジン固定運転モードと、がある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way is a request to be output to the front wheels 63a and 63b and the rear wheels 68a and 68b based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Torque is calculated, and the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 are controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the front wheels 63a and 63b and the rear wheels 68a and 68b. As the operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that the power corresponding to the required power is output from the engine 22 while the clutch C1 and the clutch C2 are both off. Torque conversion for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that all of the output power is torque-converted by the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1 and the motor MG2 and output to the front wheels 63a and 63b and the rear wheels 68a and 68b. The engine 22 is operated and controlled so that the power corresponding to the sum of the operation mode and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50 is output from the engine 22 and is output from the engine 22 with charging and discharging of the battery 50. All or part of the power to be Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled so that the required power is output to the front wheels 63a and 63b and the rear wheels 68a and 68b with torque conversion by the MG1 and the motor MG2, and the operation of the engine 22 is stopped. There is a motor operation mode in which operation control is performed so that power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the front wheels 63a and 63b and the rear wheels 68a and 68b. In addition, as described above, the operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is performed by fixing the motor that travels with the power from the engine 22 and the power from the motor MG2 with the clutch C1 turned off and the clutch C2 turned on. There are an operation mode and an engine fixed operation mode in which the clutch C1 is turned on and the clutch C2 is turned off to travel by the power from the motor MG1 and the power from the motor MG2.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にクラッチC1,C2のオンオフを伴った動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly the operation with the on and off of the clutches C1 and C2 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の残容量(SOC),バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の残容量(SOC)は、バッテリ50の充放電電流を積算することにより計算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、バッテリ50の電池温度とバッテリ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, the remaining capacity (SOC) of the battery 50, and the input / output limits Win and Wout of the battery 50, is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. In addition, the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is calculated by integrating the charge / discharge current 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 of the battery 50 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and input from the battery ECU 52 by communication.

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動力分配統合機構30のリングギヤ32に作用させるべきトルクとしての要求トルク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)。ここで、要求トルクTr*は、車両に要求されるトルクを動力分配統合機構30のリングギヤ32に作用させたときのトルクであり、実際にリングギヤ32にこのトルクを作用させるものではない。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ32の回転数(車速Vに換算係数kを乗じたもの)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。   When the data is input in this way, the required torque Tr * as the torque to be applied to the ring gear 32 of the power distribution and integration mechanism 30 as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V and the engine 22 are requested. The required power Pe * is set (step S110). Here, the required torque Tr * is a torque when a torque required for the vehicle is applied to the ring gear 32 of the power distribution and integration mechanism 30, and is not actually applied to the ring gear 32. In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 3 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * is obtained by multiplying the set required torque Tr * by the number of rotations of the ring gear 32 (the vehicle speed V multiplied by the conversion factor k), the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50, and the loss Loss. Can be calculated as the sum of

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

次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ32の回転数Nr(k・V)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算する(ステップS130)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図5に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の太線矢印は、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32に伝達されるトルクである。   Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (k · V) of the ring gear 32, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is given by the following equation (1). Is calculated (step S130). Here, Expression (1) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 5 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the ring gear 32. The number Nr is shown. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. A thick line arrow on the R axis is a torque that is transmitted to the ring gear 32 by the 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 there.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-k・V/ρ (1)   Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-k ・ V / ρ (1)

こうして目標回転数Nm1*を計算すると、計算した目標回転数Nm1*が正の値になるか否かを判定する(ステップS140)。モータMG1が負の回転数で回転する際の動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図6に示す。なお、図5はモータMG1が正の回転数で回転する際のものである。モータMG1が正の回転数で回転する図5の状態では、モータMG1は発電機として機能するから、エンジン22から出力される動力の一部をモータMG1により電力に変換し、変換した電力の一部または全部はモータMG2によって消費される。このとき、モータMG2によって消費されなかった変換された電力はバッテリ50の充電に用いられる。一方、モータMG1が負の回転数で回転する図6の状態では、モータMG1は電動機として機能するから、リングギヤ32にはエンジン22から出力される動力とモータMG1から出力される動力との和となり、過剰な動力の出力を是正するためにモータMG2は発電機として機能することになる。このとき、エンジン22とモータMG1とから出力された動力の一部をモータMG2により電力として回生し、この回生した電力をモータMG1により消費して動力として出力することになり、一部のエネルギに対して動力−電力−動力の循環(以下、動力循環という)が生じる。こうした動力循環はモータMG1やモータMG2の効率が何度も掛けられることになるから、車両としてのエネルギ効率は低下する。ステップS140の処理はこうした動力循環が生じるか否かを判定するものとなる。なお、この動力循環は、比較的高車速で巡航走行しているときに生じる。   When the target rotational speed Nm1 * is calculated in this way, it is determined whether or not the calculated target rotational speed Nm1 * is a positive value (step S140). FIG. 6 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotational elements of the power distribution and integration mechanism 30 when the motor MG1 rotates at a negative rotational speed. FIG. 5 shows the case where the motor MG1 rotates at a positive rotational speed. In the state of FIG. 5 in which the motor MG1 rotates at a positive rotation speed, the motor MG1 functions as a generator. Therefore, a part of the power output from the engine 22 is converted into electric power by the motor MG1, and one of the converted electric power is Part or all is consumed by the motor MG2. At this time, the converted electric power that has not been consumed by the motor MG2 is used to charge the battery 50. On the other hand, in the state of FIG. 6 in which the motor MG1 rotates at a negative rotation speed, the motor MG1 functions as an electric motor, and therefore the ring gear 32 is the sum of the power output from the engine 22 and the power output from the motor MG1. In order to correct the excessive power output, the motor MG2 functions as a generator. At this time, a part of the motive power output from the engine 22 and the motor MG1 is regenerated as electric power by the motor MG2, and this regenerated electric power is consumed by the motor MG1 and output as motive power. On the other hand, power-power-power circulation (hereinafter referred to as power circulation) occurs. Since such power circulation causes the efficiency of the motor MG1 and the motor MG2 to be applied many times, the energy efficiency of the vehicle decreases. The process of step S140 determines whether or not such power circulation occurs. This power circulation occurs when the vehicle is cruising at a relatively high vehicle speed.

ステップS140で目標回転数Nm1*が正の値になると判定されると、クラッチC1およびクラッチC2をオフとして(ステップS150)、計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて次式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算すると共に(ステップS160)、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Tm2tを式(3)により計算する(ステップS170)。ここで、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。また、式(3)は、前述した図5の共線図から容易に導き出すことができる。なお、式(3)中の「G2」は、モータMG2の回転数をリングギヤ32の回転数に換算するギヤ比である。   If it is determined in step S140 that the target rotational speed Nm1 * becomes a positive value, the clutch C1 and the clutch C2 are turned off (step S150), and the next based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1. Torque command Tm1 * of motor MG1 is calculated by equation (2) (step S160), and torque to be output from motor MG2 using required torque Tr *, torque command Tm1 *, and gear ratio ρ of power distribution and integration mechanism 30 The temporary motor torque Tm2t is calculated by the equation (3) (step S170). Here, Expression (2) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (2), “k1” in the second term on the right side is a gain of a proportional term. Yes, “k2” in the third term on the right side is the gain of the integral term. Further, the expression (3) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 5 described above. “G2” in Equation (3) is a gear ratio for converting the rotation speed of the motor MG2 into the rotation speed of the ring gear 32.

Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Tm2t=(Tr*+Tm1*/ρ)/G2 (3)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
Tm2t = (Tr * + Tm1 * / ρ) / G2 (3)

そして、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)により計算し(ステップS270)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2t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S280)。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、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。   The deviation between the power consumption (generated power) of the motor MG1 obtained by multiplying the input / output limits Win, Wout of the battery 50 and the calculated torque command Tm1 * of the motor MG1 by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1 is defined as the motor MG2. The torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing by the rotation speed Nm2 are calculated by the following equations (4) and (5) (step S270), and the calculated torque limit The torque command Tm2 * of the motor MG2 is set as a value obtained by limiting the temporary motor torque Tm2t with Tmin and Tmax (step S280). By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this manner, the required torque Tr * can be set as a torque limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50.

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)

こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS290)、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 S290), 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S140で目標回転数Nm1*が正の値にならないと判定されると、バッテリ50の残容量(SOC)が閾値Sref以下であるか否かを判定する(ステップS180)。ここで、閾値Srefは、バッテリ50をある程度充電することができる残容量(SOC)として設定されている。バッテリ50の残容量(SOC)が閾値Sref以下であると判定されると、クラッチC1をオフとすると共にクラッチC1をオンとしてサンギヤ31、即ちモータMG2の回転軸をケースに回転不能に固定するモータ固定運転モードとし(ステップS190)、車速Vとギヤ比ρとに基づいて次式(6)によりキャリア34の回転数としてエンジン22の回転数Neを計算すると共に(ステップS200)、計算した回転数Neと図4の動作ラインを用いて目標トルクTe*を設定し(ステップS210)、設定した目標トルクTe*を用いて式(7)により仮モータトルクTm2tを計算する(ステップS220)。この状態におけ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7に示す。図中、破線は図6に示したモータMG1が負の回転数で回転する状態のときの共線図である。図示するように、エンジン22の回転数Neが大きくなるため、エンジン22から出力される動力は大きくなる。このため、モータMG2は過剰な動力を電力に回生するために回生制御されることになる。なお、回生により得られる電力は、バッテリ50の充電に用いられる。このように、目標回転数Nm1*が正の値にならないときにモータ固定運転モードとしてエンジン22を効率よく運転すると、過剰な動力がエンジン22から出力され、これをモータMG2で回生してバッテリ50を充電することになる。このため、ステップS180でバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Sref以下であるのを確認するのである。   If it is determined in step S140 that the target rotational speed Nm1 * is not a positive value, it is determined whether or not the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is equal to or less than a threshold value Sref (step S180). Here, the threshold value Sref is set as a remaining capacity (SOC) that can charge the battery 50 to some extent. When it is determined that the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is equal to or less than the threshold value Sref, the clutch C1 is turned off and the clutch C1 is turned on to fix the sun gear 31, that is, the rotation shaft of the motor MG2 to the case so as not to rotate. In the fixed operation mode (step S190), the rotational speed Ne of the engine 22 is calculated as the rotational speed of the carrier 34 by the following equation (6) based on the vehicle speed V and the gear ratio ρ (step S200). The target torque Te * is set using Ne and the operation line of FIG. 4 (step S210), and the temporary motor torque Tm2t is calculated by the equation (7) using the set target torque Te * (step S220). FIG. 7 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 in this state. In the drawing, the broken line is a collinear diagram when the motor MG1 shown in FIG. 6 rotates at a negative rotation speed. As shown in the figure, since the rotational speed Ne of the engine 22 is increased, the power output from the engine 22 is increased. For this reason, the motor MG2 is regeneratively controlled to regenerate excessive power into electric power. The electric power obtained by regeneration is used for charging the battery 50. As described above, when the engine 22 is efficiently operated as the motor fixed operation mode when the target rotation speed Nm1 * does not become a positive value, excessive power is output from the engine 22, and this is regenerated by the motor MG2 to be regenerated by the battery 50. Will be charged. Therefore, it is confirmed in step S180 that the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is equal to or less than the threshold value Sref.

Ne=k・V/(1+ρ) (6)
Tm2t=[Tr*-Te*/(1+ρ)]/G2 (7)
Ne = k ・ V / (1 + ρ) (6)
Tm2t = [Tr * -Te * / (1 + ρ)] / G2 (7)

そして、上述したステップS270以降の処理、即ち、トルク制限Tmin,Tmaxの計算処理,モータMG2のトルク指令Tm2*の設定処理,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*の送信処理を実行して、本ルーチンを終了する。   Then, the processing after step S270 described above, that is, calculation processing of torque limits Tmin and Tmax, setting processing of torque command Tm2 * of motor MG2, target rotation speed Ne * and target torque Te *, torque commands of motors MG1 and MG2 The transmission processing of Tm1 * and Tm2 * is executed, and this routine is terminated.

ステップS180でバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Srefを超えると判定されると、エンジン22の運転を停止すると共に(ステップS230)、クラッチC1をオンとすると共にクラッチC1をオフとしてリングギヤ32、即ちエンジン22のクランクシャフト26をケースに回転不能に固定するエンジン固定運転モードとし(ステップS240)、トルクの前後分配率uを用いて次式(8)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共に(ステップS250)、同じくトルクの前後分配率uを用いて式(9)により仮モータトルクTm2tを設定する(ステップS260)。この状態におけ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8に示す。図中、破線は図6に示したモータMG1が負の回転数で回転する状態のときの共線図である。図示するように、エンジン22のクランクシャフト26が固定され、モータMG1とモータMG2との動力により走行することになる。ここで、トルクの前後分配率uは、例えば0.5などのように定めることができる。このエンジン固定運転モードでは、両モータMG1,MG2は共に電動機として駆動して電力を消費するから、バッテリ50の残容量(SOC)を低下させる。このため、ステップS180でバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Srefより大きいことを確認するのである。   If it is determined in step S180 that the remaining capacity (SOC) of the battery 50 exceeds the threshold value Sref, the operation of the engine 22 is stopped (step S230), the clutch C1 is turned on, the clutch C1 is turned off, That is, the engine fixed operation mode in which the crankshaft 26 of the engine 22 is fixed to the case so as not to rotate is set (step S240), and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set by the following equation (8) using the torque front / rear distribution ratio u. At the same time (step S250), the temporary motor torque Tm2t is set according to the equation (9) using the torque distribution ratio u in the same manner (step S260). FIG. 8 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 in this state. In the drawing, the broken line is a collinear diagram when the motor MG1 shown in FIG. 6 rotates at a negative rotation speed. As shown in the figure, the crankshaft 26 of the engine 22 is fixed, and the vehicle runs with the power of the motors MG1 and MG2. Here, the front-rear distribution ratio u of the torque can be determined as 0.5, for example. In this engine fixed operation mode, both motors MG1, MG2 are driven as electric motors and consume electric power, so that the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is reduced. Therefore, in step S180, it is confirmed that the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is larger than the threshold value Sref.

Tm1*=u・ρ・Tr* (8)
Tm2*=(1-u)・Tr*/G2 (9)
Tm1 * = u ・ ρ ・ Tr * (8)
Tm2 * = (1-u) ・ Tr * / G2 (9)

そして、上述したステップS270以降の処理、即ち、トルク制限Tmin,Tmaxの計算処理,モータMG2のトルク指令Tm2*の設定処理,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*の送信処理を実行して、本ルーチンを終了する。   Then, the processing after step S270 described above, that is, calculation processing of torque limits Tmin and Tmax, setting processing of torque command Tm2 * of motor MG2, target rotation speed Ne * and target torque Te *, torque commands of motors MG1 and MG2 The transmission processing of Tm1 * and Tm2 * is executed, and this routine is terminated.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、動力循環が生じるときには、バッテリ50の残容量(SOC)に応じて動力循環を回避して要求トルクTr*に基づくトルクを出力して走行することができる。即ち、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Sref以下のときには、クラッチC1をオフとすると共にクラッチC2をオンとしてモータ固定運転モードとし、エンジン22を効率よく運転すると共にバッテリ50の充電を伴って動力循環を回避して要求トルクTr*に基づく動力を出力して走行することができ、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Srefを超えているときには、クラッチC1をオンとすると共にクラッチC2をオフとしてエンジン固定運転モードとし、バッテリ50からの電力を用いてモータMG1とモータMG2とにより動力循環を回避して要求トルクTr*に基づく動力を出力して走行することができるのである。この結果、バッテリ50の充放電管理をより適正に行なうことができると共に車両のエネルギ効率(燃費)を向上させることができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when power circulation occurs, the vehicle travels while avoiding power circulation according to the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and outputting torque based on the required torque Tr *. Can do. That is, when the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is less than or equal to the threshold value Sref when power circulation occurs, the clutch C1 is turned off and the clutch C2 is turned on to enter the motor fixed operation mode, thereby efficiently operating the engine 22 and the battery. It is possible to avoid the power circulation with the charging of 50 and output the power based on the required torque Tr * to travel, and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 exceeds the threshold value Sref when the power circulation occurs. At times, the clutch C1 is turned on and the clutch C2 is turned off to enter the engine fixed operation mode, and power from the battery 50 is used to avoid power circulation by the motors MG1 and MG2 and output power based on the required torque Tr *. And can travel. As a result, charge / discharge management of the battery 50 can be performed more appropriately, and the energy efficiency (fuel consumption) of the vehicle can be improved.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Sref以下のときには、クラッチC1をオフとすると共にクラッチC2をオンとしてモータ固定運転モードとし、エンジン22を効率よく運転すると共にバッテリ50の充電を伴って動力循環を回避して要求トルクTr*に基づく動力を出力して走行するものとしたが、エンジン22については効率のよい運転ポイントから若干外れた運転ポイントで運転するものとしてもよい。この場合、エネルギ効率は若干低下するが、バッテリ50の充電量を調整することができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is less than or equal to the threshold value Sref when power circulation occurs, the clutch C1 is turned off and the clutch C2 is turned on to enter the motor fixed operation mode. While driving efficiently and avoiding power circulation with charging of the battery 50 to output power based on the required torque Tr *, the engine 22 is operated slightly deviating from an efficient operating point. It is good also as what drives by a point. In this case, the energy efficiency is slightly reduced, but the charge amount of the battery 50 can be adjusted.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Srefを超えているときには、クラッチC1をオンとすると共にクラッチC2をオフとしてエンジン固定運転モードとし、バッテリ50からの電力を用いてモータMG1とモータMG2とにより動力循環を回避して要求トルクTr*に基づく動力を出力して走行するものとしたが、エンジン固定運転モードにすることなく、モータMG2からの動力だけで走行するものとしてもよい。この場合、エンジン22はその運転を停止するものとしてもよいし、車速Vに応じた回転数でトルクを出力しない自立運転を行なうものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the remaining capacity (SOC) of the battery 50 exceeds the threshold value Sref when power circulation occurs, the clutch C1 is turned on and the clutch C2 is turned off to enter the engine fixed operation mode. The motor MG1 and the motor MG2 use the electric power from 50 to avoid power circulation and output power based on the required torque Tr *, but the motor MG2 does not enter the engine fixed operation mode. It is good also to drive | work only with motive power. In this case, the engine 22 may stop its operation, or may perform a self-supporting operation that does not output torque at a rotational speed corresponding to the vehicle speed V.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)に応じてモータ固定運転モードとエンジン固定運転モードとのうちのいずれかにより走行するものとしたが、動力循環は比較的高車速で巡航走行しているときに生じるから、車速Vが高車速のときにバッテリ50の残容量(SOC)に応じてモータ固定運転モードとエンジン固定運転モードとのうちのいずれかにより走行するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the power circulation occurs, the vehicle travels in either the motor fixed operation mode or the engine fixed operation mode according to the remaining capacity (SOC) of the battery 50. Occurs when the vehicle is cruising at a relatively high vehicle speed. Therefore, when the vehicle speed V is high, either the motor fixed operation mode or the engine fixed operation mode is selected according to the remaining capacity (SOC) of the battery 50. It is good also as what travels by.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)に応じてモータ固定運転モードとエンジン固定運転モードとのうちのいずれかにより走行するものとしたが、動力循環が生じないときでもバッテリ50の残容量(SOC)に応じてモータ固定運転モードとエンジン固定運転モードとのうちのいずれかにより走行するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the power circulation occurs, the vehicle travels in either the motor fixed operation mode or the engine fixed operation mode according to the remaining capacity (SOC) of the battery 50. Even when the engine does not occur, the vehicle may travel in either the motor fixed operation mode or the engine fixed operation mode according to the remaining capacity (SOC) of the battery 50.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Sref以下のときにモータ固定運転モードとして走行し、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値Srefを超えているときにエンジン固定運転モードとして走行するものとしたが、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が比較的小さな閾値S1以下のときにモータ固定運転モードとして走行し、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が比較的大きな閾値S2を超えているときにエンジン固定運転モードとして走行し、動力循環が生じるときにバッテリ50の残容量(SOC)が閾値S1を超えるが閾値S2以下のときにはモータ固定運転モードかエンジン固定運転モードかのいずれかを任意に選択して走行したり充放電運転モードにより走行するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the power circulation occurs, the remaining capacity (SOC) of the battery 50 travels as the motor fixed operation mode when the remaining capacity (SOC) is equal to or less than the threshold value Sref, and when the power circulation occurs, the remaining capacity (SOC) of the battery 50 ) Exceeds the threshold value Sref, the vehicle is driven in the engine fixed operation mode. However, when the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is less than the relatively small threshold value S1 when power circulation occurs, the motor fixed operation mode is set. When the power circulation occurs, when the remaining capacity (SOC) of the battery 50 exceeds a relatively large threshold S2, the engine 50 operates as a fixed engine operation mode. When the power circulation occurs, the remaining capacity ( (SOC) exceeds the threshold value S1 but is not more than the threshold value S2, the motor fixed operation mode or the engine fixed operation mode Kano either may be used as the one that travels by arbitrarily selecting and running or charge-discharge drive mode.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2をギヤ機構65やデファレンシャルギヤ67を介して後輪68a,68bに連結するものとしたが、モータMG2を動力分配統合機構30のリングギヤ32に連結するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor MG2 is connected to the rear wheels 68a and 68b via the gear mechanism 65 and the differential gear 67, but the motor MG2 is connected to the ring gear 32 of the power distribution and integration mechanism 30. Also good.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22と動力分配統合機構30とモータMG1とからなる動力系を前輪63a,63bに連結し、モータMG2を後輪68a,68bに連結するものとしたが、エンジン22と動力分配統合機構30とモータMG1とからなる動力系を後輪68a,68bに連結し、モータMG2を前輪63a,63bに連結するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power system including the engine 22, the power distribution and integration mechanism 30, and the motor MG1 is connected to the front wheels 63a and 63b, and the motor MG2 is connected to the rear wheels 68a and 68b. 22, the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1 may be connected to the rear wheels 68a and 68b, and the motor MG2 may be connected to the front wheels 63a and 63b.

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

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the 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の動作ラインの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operating line of the engine 22, and target rotational speed Ne * and target torque Te * are set. 動力分配統合機構30の回転要素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の一例を示す説明図である。3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in a rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. モータMG1が負の回転数で回転する際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram which shows the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotation element of the power distribution integration mechanism 30 when the motor MG1 rotates at a negative rotation speed. モータ固定運転モードの際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the alignment chart which shows the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotation element of the power distribution integration mechanism 30 in the motor fixed operation mode. エンジン固定運転モードの際の動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the alignment chart which shows the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotation element of the power distribution integration mechanism 30 in the engine fixed operation mode.

符号の説明Explanation of symbols

20 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、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、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、60,65 ギヤ機構、62,67 デファレンシャルギヤ、63a,63b 前輪、68a,68b 後輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。

20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution and integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 33 pinion gear, 34 carrier, 40 electronic control unit for motor ( Motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60, 65 gear mechanism, 62, 67 differential gear, 63a, 63b Front wheel, 68a, 68b Rear wheel, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 Kuseru pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.

Claims (9)

内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と車軸と回転軸との3軸に連結され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する3軸式動力入出力手段と、
前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定可能な出力軸固定手段と、
前記回転軸を回転不能に固定可能な回転軸固定手段と、
前記発電機および前記電動機と動力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段から放電可能な電力量の全容量に対する割合としての蓄電量割合を検出する蓄電量割合検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された蓄電量割合に基づいて前記出力軸および前記回転軸が回転可能な状態とするか回転不能な状態とするかの回転可否状態を設定し、該設定された回転可否状態となるよう前記出力軸固定手段と前記回転軸固定手段とを制御すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力で走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
An internal combustion engine;
Three-shaft power connected to the three shafts of the output shaft, the axle, and the rotating shaft of the internal combustion engine, and outputting power to the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts Input / output means;
A generator capable of inputting and outputting power to the rotating shaft;
An electric motor capable of outputting driving power;
Output shaft fixing means capable of non-rotatably fixing the output shaft of the internal combustion engine;
A rotating shaft fixing means capable of fixing the rotating shaft in a non-rotatable manner;
Power storage means capable of exchanging power with the generator and the motor;
A power storage amount ratio detecting means for detecting a power storage amount ratio as a ratio of the total amount of power that can be discharged from the power storage means;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
Based on the detected charge amount ratio, a rotation enable / disable state is set to determine whether the output shaft and the rotation shaft can be rotated or not rotated, and the rotation enable / disable state is set. Control means for controlling the output shaft fixing means and the rotating shaft fixing means and controlling the internal combustion engine, the generator and the electric motor so as to travel with a driving force based on the set required driving force;
A hybrid car with
前記制御手段は、前記出力軸および前記回転軸が共に回転可能な両回転可能状態と、前記出力軸が回転不能で前記回転軸が回転可能な機関回転不能状態と、前記出力軸が回転可能で前記回転軸が回転不能な発電機回転不能状態とのいずれかから前記回転可否状態を設定する手段である請求項1記載のハイブリッド車。   The control means includes: a both-rotatable state where the output shaft and the rotating shaft can both rotate; an engine non-rotatable state where the output shaft cannot rotate and the rotating shaft can rotate; and the output shaft can rotate. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the rotation vehicle is a means for setting the rotation availability state from any one of a generator rotation impossible state where the rotation shaft is not rotatable. 前記制御手段は、前記検出された蓄電量割合が第1の割合未満のときには前記発電機回転不能状態を設定する手段である請求項2記載のハイブリッド車。   The hybrid vehicle according to claim 2, wherein the control means is means for setting the generator non-rotatable state when the detected charged amount ratio is less than a first ratio. 前記制御手段は、前記検出された蓄電量割合が第2の割合以上のときには前記機関回転不能状態を設定する手段である請求項2または3記載のハイブリッド車。   The hybrid vehicle according to claim 2 or 3, wherein the control means is means for setting the engine non-rotatable state when the detected charged amount ratio is equal to or greater than a second ratio. 前記制御手段は、前記検出された蓄電量割合が第1の割合以上で第2の割合未満のときには前記両回転可能状態を設定する手段である請求項2ないし4いずれか記載のハイブリッド車。   5. The hybrid vehicle according to claim 2, wherein the control unit is a unit that sets the both-rotatable state when the detected charge amount ratio is equal to or greater than a first ratio and less than a second ratio. 前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に見合う動力を前記内燃機関から出力しようとすると前記発電機を電動機として駆動する状態に至るときに前記検出された蓄電量割合に基づいて回転可否状態を設定する手段である請求項1ないし5いずれか記載のハイブリッド車。   When the control means tries to output the power corresponding to the set required driving force from the internal combustion engine, when the state reaches the state where the generator is driven as an electric motor, the control means is based on the detected charge amount ratio. The hybrid vehicle according to claim 1, which is means for setting 請求項1ないし5いずれか記載のハイブリッド車であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出された車速が所定車速以下のときには、前記検出された蓄電量割合に拘わらず、前記出力軸および前記回転軸が共に回転可能な状態となるよう回転可否状態を設定する手段である
ハイブリッド車。
A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed,
When the detected vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed, the control means sets a rotation enable / disable state so that both the output shaft and the rotation shaft can rotate regardless of the detected charge amount ratio. Hybrid vehicle that is a means.
前記電動機は前記3軸式動力入出力手段が連結された車軸とは異なる車軸に動力を入出力するよう取り付けられてなる請求項1ないし7いずれか記載のハイブリッド車。   8. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the electric motor is attached so as to input / output power to an axle different from an axle to which the three-shaft power input / output means is connected. 内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸と回転軸との3軸に連結され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定可能な出力軸固定手段と、前記回転軸を回転不能に固定可能な回転軸固定手段と、前記発電機および前記電動機と動力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
(a)前記蓄電手段から放電可能な電力量の全容量に対する割合としての蓄電量割合に基づいて前記出力軸および前記回転軸を回転可能な状態とするか回転不能な状態とするかの回転可否状態を設定し、
(b)前記設定した回転可否状態となるよう前記出力軸固定手段と前記回転軸固定手段とを制御すると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力で走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する
ハイブリッド車の制御方法。
The internal combustion engine is connected to three shafts, that is, the output shaft of the internal combustion engine, the axle shaft, and the rotation shaft, and the power is output to the remaining shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts. Three-axis power input / output means, a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft, an electric motor capable of outputting driving power, and an output shaft fixing capable of fixing the output shaft of the internal combustion engine to be non-rotatable A control method for a hybrid vehicle comprising: means; a rotating shaft fixing means capable of fixing the rotating shaft in a non-rotatable manner; and a power storage means capable of exchanging power with the generator and the electric motor,
(A) Whether the output shaft and the rotating shaft can be rotated or not rotated based on a storage amount ratio as a ratio of the amount of power that can be discharged from the storage means to the total capacity Set the state,
(B) controlling the output shaft fixing means and the rotation shaft fixing means so as to be in the set rotation enable / disable state, and driving the internal combustion engine and the power generator so as to travel with a driving force based on a required driving force required for traveling. A hybrid vehicle control method for controlling a motor and the electric motor.
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