JP4301252B2 - POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE - Google Patents

POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE Download PDF

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JP4301252B2 JP2006080995A JP2006080995A JP4301252B2 JP 4301252 B2 JP4301252 B2 JP 4301252B2 JP 2006080995 A JP2006080995 A JP 2006080995A JP 2006080995 A JP2006080995 A JP 2006080995A JP 4301252 B2 JP4301252 B2 JP 4301252B2
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Description

本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, a control method therefor, and a vehicle.

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力する第1モータと、駆動軸に動力を入出力する第2モータと、第1モータおよび第2モータと電力をやりとり可能なバッテリと、を備え、自動車に搭載されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、アクセルオフされたときには、エンジンに要求される目標動力に基づく第1仮エンジン回転数と、駆動軸に要求される要求トルクとバッテリの充電制限とを両立させるための回転数としての第2仮エンジン回転数と、のうち大きい方をエンジンの目標回転数として設定し、目標回転数でエンジンが運転されると共に要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンや二つのモータを制御することにより、バッテリの充電制限を考慮しながらアクセルオフによる制動力要求に対処している。
特開2005−2989号公報
Conventionally, as this type of power output device, an engine, a planetary gear in which a carrier is connected to the output shaft of the engine and a ring gear is connected to a drive shaft, a first motor that inputs and outputs power to the sun gear of the planetary gear, A second motor that inputs and outputs power to the drive shaft, and a battery that can exchange power with the first motor and the second motor, and is mounted on an automobile has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ). In this device, when the accelerator is turned off, the first temporary engine speed based on the target power required for the engine, the required torque required for the drive shaft, and the speed required for making the battery charge limit compatible. The larger of the second temporary engine speeds is set as the target engine speed, and the engine and the two motors are controlled so that the engine is operated at the target speed and the required torque is output to the drive shaft. Thus, the braking force request due to the accelerator off is dealt with while considering the charging limit of the battery.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-2898

ところで、こうした動力出力装置では、運転者によってアクセルペダルが大きく踏み込まれると、エンジンからの出力を大きくするためにエンジンの回転数を上昇させる際に、エンジンの回転数の上昇によるエンジンを含む系のイナーシャが車両を減速させる方向の力として駆動軸に作用する。このとき、バッテリからの電力を用いて第2モータから駆動軸に出力可能なトルクの上限が大きく制限されていると、駆動軸に作用する車両を減速させる方向の力を考慮したトルクを第2モータから駆動軸に充分に出力できず、出力応答性の低下を招くことがある。   By the way, in such a power output device, when the accelerator pedal is greatly depressed by the driver, when the engine speed is increased in order to increase the output from the engine, the system including the engine due to the increase in the engine speed is used. Inertia acts on the drive shaft as a force in the direction of decelerating the vehicle. At this time, if the upper limit of the torque that can be output from the second motor to the drive shaft using the electric power from the battery is greatly limited, the torque that takes into account the force in the direction of decelerating the vehicle acting on the drive shaft is set to the second torque. Output from the motor to the drive shaft may not be sufficient, and output response may be reduced.

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、出力応答性の低下を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の車両は、運転者にモタツキ感を与えるのを抑制することを目的の一つとする。   The power output device, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention are intended to suppress a decrease in output responsiveness. Another object of the vehicle of the present invention is to prevent the driver from feeling mottled.

本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、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 device, the control method thereof, and the vehicle of the present invention 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、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて前記内燃機関の下限回転数を設定する下限回転数設定手段と、
前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の仮回転数を設定すると共に該設定した仮回転数を前記設定された下限回転数で制限して該内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記設定された目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Lower limit speed setting means for setting a lower limit speed of the internal combustion engine based on the state of the power storage means;
A temporary rotational speed of the internal combustion engine is set on the basis of the set required driving force and a predetermined constraint, and the set temporary rotational speed is limited by the set lower limit rotational speed to achieve a target rotational speed of the internal combustion engine Target speed setting means for setting the number;
Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so that the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed and a drive force based on the set required drive force is output to the drive shaft;
It is a summary to provide.

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と所定の制約とに基づいて内燃機関の仮回転数を設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて内燃機関の下限回転数を設定し、設定した仮回転数を下限回転数で制限して内燃機関の目標回転数を設定し、目標回転数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動機とを制御する。したがって、蓄電手段の状態に基づく下限回転数以上の回転数で内燃機関を運転するから、要求駆動力が急増したときに、要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される内燃機関の目標回転数の上昇の程度を蓄電手段の状態に応じて抑制することができる。これにより、内燃機関の回転数の上昇による内燃機関を含む系のイナーシャを抑制することができ、イナーシャに起因して駆動軸に作用する駆動軸の回転数を小さくさせる方向の力を抑制することができ、出力応答性の低下を抑制することができる。ここで、「所定の制約」には、内燃機関が効率よく運転するための制約が含まれる。   In the power output apparatus of the present invention, the temporary rotational speed of the internal combustion engine is set based on the required driving force required for the drive shaft and predetermined restrictions, and the lower limit rotational speed of the internal combustion engine is set based on the state of the power storage means. The target rotational speed of the internal combustion engine is set by limiting the set temporary rotational speed with the lower limit rotational speed, and the internal combustion engine is operated at the target rotational speed and the driving force based on the requested driving force is output to the drive shaft. And controlling the internal combustion engine and the electric motor. Therefore, since the internal combustion engine is operated at a rotational speed equal to or higher than the lower limit rotational speed based on the state of the power storage means, the target of the internal combustion engine that is set based on the required driving force and predetermined restrictions when the required driving force increases rapidly. The degree of increase in the rotational speed can be suppressed according to the state of the power storage means. Thereby, the inertia of the system including the internal combustion engine due to the increase in the rotation speed of the internal combustion engine can be suppressed, and the force in the direction of reducing the rotation speed of the drive shaft acting on the drive shaft due to the inertia can be suppressed. Thus, it is possible to suppress a decrease in output responsiveness. Here, the “predetermined constraint” includes a constraint for the internal combustion engine to operate efficiently.

こうした本発明の動力出力装置において、前記下限回転数設定手段は、前記蓄電手段の出力制限が大きく制限されるほど大きくなる傾向に前記下限回転数を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記下限回転数設定手段は、前記蓄電手段から放電可能な電力量である蓄電量が小さいほど大きくなる傾向に前記下限回転数を設定する手段であるものとすることもできる。これらの場合、下限回転数をより適正に設定することができる。   In such a power output apparatus of the present invention, the lower limit rotational speed setting means may be means for setting the lower limit rotational speed so as to increase as the output restriction of the power storage means is largely restricted. Further, the lower limit rotational speed setting means may be means for setting the lower limit rotational speed so that the lower the rotational speed, the larger the amount of power stored, which is the amount of power that can be discharged from the power storage means. In these cases, the lower limit rotational speed can be set more appropriately.

また、本発明の動力出力装置において、前記下限回転数設定手段は、前記蓄電手段の出力制限に基づく第1の回転数と前記蓄電手段から放電可能な電力量である蓄電量に基づく第2の回転数とのうち大きい方の回転数を前記下限回転数として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力が急増したときに、内燃機関の回転数の上昇の程度を蓄電手段の出力制限と蓄電量とに基づいてより抑制することができる。   Further, in the power output apparatus of the present invention, the lower limit rotational speed setting means includes a first rotational speed based on the output limit of the power storage means and a second power quantity based on a power storage amount that can be discharged from the power storage means. It can also be means for setting the larger number of rotations among the rotation numbers as the lower limit rotation number. By so doing, when the required driving force increases rapidly, the degree of increase in the rotational speed of the internal combustion engine can be further suppressed based on the output limit of the power storage means and the amount of power stored.

さらに、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されると共に前記蓄電手段と電力をやりとり可能で電力と動力の入出力とを伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機と前記電力動力入出力手段とを制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に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。   Further, in the power output device of the present invention, the power output device of the internal combustion engine is connected to the output shaft and the drive shaft and can exchange power with the power storage means, and the power output from the internal combustion engine is accompanied by input and output of power and power. Power motive power input / output means for outputting at least part of the power to the drive shaft is provided, and the control means is means for controlling the internal combustion engine, the electric motor, and the power motive power input / output means. it can. In this case, the electric power drive input / output means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotary shaft, and is based on the power input / output to any two of the three shafts. It may be a means provided with a three-shaft power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft.

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記蓄電手段の状態に基づいて前記内燃機関の下限回転数を設定する下限回転数設定手段と、前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の仮回転数を設定すると共に該設定した仮回転数を前記設定された下限回転数で制限して該内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記設定された目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。   The vehicle of the present invention is the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output device that outputs power to the drive shaft, and can output power to the drive shaft. An internal combustion engine, an electric motor capable of outputting power to the drive shaft, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, required drive force setting means for setting a required drive force required for the drive shaft, and the power storage A lower limit rotational speed setting means for setting a lower limit rotational speed of the internal combustion engine based on the state of the means, a temporary rotational speed of the internal combustion engine is set based on the set required driving force and a predetermined constraint, and Target rotational speed setting means for setting the target rotational speed of the internal combustion engine by limiting the set temporary rotational speed by the set lower limit rotational speed, and the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed The set required driving force And a control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so that a driving force based on the driving shaft is output to the driving shaft. The power output device is mounted, and the axle is connected to the driving shaft. .

この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、出力応答性の低下を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。しかも、出力応答性の低下を抑制することにより、運転者にモタツキ感を与えるのを抑制することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。   Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the aspects described above, the effect exhibited by the power output device of the present invention, for example, the effect of suppressing a decrease in output responsiveness, etc. The same effect can be achieved. In addition, by suppressing the decrease in output responsiveness, it is possible to suppress the driver from feeling mottled and to suppress the deterioration of drivability.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の仮回転数を設定すると共に前記蓄電手段の状態に基づいて該内燃機関の下限回転数を設定し、該設定した仮回転数を該設定した下限回転数で制限して該内燃機関の目標回転数を設定し、該設定した目標回転数で該内燃機関が運転されると共に該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動機とを制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
A control method of a power output device comprising: an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft; an electric motor capable of outputting power to the drive shaft; and an electric storage means capable of exchanging electric power with the motor;
The temporary rotational speed of the internal combustion engine is set based on the required driving force required for the drive shaft and a predetermined constraint, and the lower limit rotational speed of the internal combustion engine is set based on the state of the power storage means. The target rotational speed of the internal combustion engine is set by limiting the provisional rotational speed with the set lower limit rotational speed, and the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed and the driving force based on the required driving force is The gist is to control the internal combustion engine and the electric motor so as to be output to the drive shaft.

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と所定の制約とに基づいて内燃機関の仮回転数を設定すると共に蓄電手段の状態に基づいて内燃機関の下限回転数を設定し、設定した仮回転数を下限回転数で制限して内燃機関の目標回転数を設定し、目標回転数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動機とを制御する。したがって、蓄電手段の状態に基づく下限回転数以上の回転数で内燃機関を運転するから、要求駆動力が急増したときに、要求駆動力と所定の制約とに基づいて設定される内燃機関の目標回転数の上昇の程度を蓄電手段の状態に応じて抑制することができる。これにより、内燃機関の回転数の上昇による内燃機関を含む系のイナーシャを抑制することができ、イナーシャに起因して駆動軸に作用する駆動軸の回転数を小さくさせる方向の力を抑制することができ、出力応答性の低下を抑制することができる。ここで、「所定の制約」には、内燃機関が効率よく運転するための制約が含まれる。   According to the control method of the power output apparatus of the present invention, the temporary rotational speed of the internal combustion engine is set based on the required driving force required for the drive shaft and the predetermined constraint, and the internal combustion engine is set based on the state of the power storage means. The target rotational speed of the internal combustion engine is set by limiting the set temporary rotational speed with the lower rotational speed, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed, and the driving force based on the required driving force is The internal combustion engine and the electric motor are controlled so as to be output to the drive shaft. Therefore, since the internal combustion engine is operated at a rotational speed equal to or higher than the lower limit rotational speed based on the state of the power storage means, the target of the internal combustion engine that is set based on the required driving force and predetermined restrictions when the required driving force increases rapidly. The degree of increase in the rotational speed can be suppressed according to the state of the power storage means. Thereby, the inertia of the system including the internal combustion engine due to the increase in the rotation speed of the internal combustion engine can be suppressed, and the force in the direction of reducing the rotation speed of the drive shaft acting on the drive shaft due to the inertia can be suppressed. Thus, it is possible to suppress a decrease in output responsiveness. Here, the “predetermined constraint” includes a constraint for the internal combustion engine to operate efficiently.

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

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

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

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

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

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vb,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサ51b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, an inter-terminal voltage Vb from the voltage sensor 51 a 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 Ib from the attached current sensor 51b, the battery temperature Tb from the temperature sensor 51c 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 51b 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とに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。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 thus configured hybrid vehicle 20 of the embodiment 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、電流センサ51bにより検出されたバッテリ50の充放電電流の積算値に基づいて演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、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。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量SOCと入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。   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, 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. Further, the remaining capacity SOC of the battery 50 is calculated from the integrated value of the charge / discharge current of the battery 50 detected by the current sensor 51b, and is input from the battery ECU 52 by communication. Further, the input / output restrictions 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 and are input from the battery ECU 52 by communication. It was. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and the output limit correction coefficient and the input limit are set based on the remaining capacity SOC of the battery 50. It can be set by setting a correction coefficient and multiplying the basic value of the set input / output limits Win and Wout by the correction coefficient. FIG. 3 shows an example of the relationship between the battery temperature Tb and the input / output limits Win, Wout, and FIG. 4 shows an example of the relationship between the remaining capacity SOC of the battery 50 and the correction coefficients of the input / output limits Win, Wout.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。   When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V. And the required power Pe * required for the engine 22 is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 5 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * can be calculated as the sum of the set required torque Tr * multiplied by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a and the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50 and the loss Loss. The rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a can be obtained by multiplying the vehicle speed V by the conversion factor k, or can be obtained by dividing the rotation speed Nm2 of the motor MG2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35.

続いて、設定した要求パワーPe*に基づいて仮エンジン回転数Netmpと仮エンジントルクTetmp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*とに基づいて行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例と仮エンジン回転数Netmpと仮エンジントルクTetmpとを設定する様子を図6に示す。図示するように、仮エンジン回転数Netmpと仮エンジントルクTetmpとは、動作ラインと要求パワーPe*(Netmp×Tetmp)が一定の曲線との交点により求めることができる。   Subsequently, the temporary engine speed Nettmp and the temporary engine torque Tempmp are set based on the set required power Pe * (step S120). This setting is performed based on an operation line for efficiently operating the engine 22 and the required power Pe *. FIG. 6 shows an example of the operation line of the engine 22 and how the temporary engine speed Nettmp and the temporary engine torque Tentmp are set. As shown in the figure, the temporary engine speed Nettmp and the temporary engine torque Tentmp can be obtained from the intersection of the operation line and a curve with a constant required power Pe * (Netmp × Tempp).

次に、バッテリ50の出力制限Woutに基づいてエンジン22の仮下限回転数Nemin1を設定すると共に(ステップS130)、バッテリ50の残容量SOCに基づいてエンジン22の仮下限回転数Nemin2を設定し(ステップS140)、設定した仮下限回転数Nemin1と仮下限回転数Nemin2とのうち大きい方の値をエンジン22の下限回転数Neminとして設定する(ステップS150)。ここで、仮下限回転数Nemin1は、実施例では、バッテリ50の出力制限Woutと仮下限回転数Nemin1との関係を予め実験などにより定めてマップとして記憶しておき、出力制限Woutが与えられると記憶したマップから対応する仮下限回転数Nemin1を導出して設定するものとした。バッテリ50の出力制限Woutと仮下限回転数Nemin1との関係の一例を図7に示す。仮下限回転数Nemin1は、図示するように、バッテリ50の出力制限Woutが所定値W1以上の領域では一定に設定され、出力制限Woutが所定値W1未満の領域では出力制限Woutが大きく制限されるほど大きくなる傾向に設定するものとした。ここで、所定値W1は、アクセルペダル83が大きく踏み込まれたときなど要求トルクTr*が急増したときに、エンジン22から動力分配統合機構30を介してリングギヤ軸32aに出力されるトルクとモータMG2からリングギヤ軸32aに出力されるトルクとによって運転者の要求に充分に対処することができるバッテリ50の出力制限Woutの下限近傍に設定することができ、バッテリ50の特性などにより定められる。したがって、仮下限回転数Nemin1は、バッテリ50からの電力を用いてモータMG2からリングギヤ軸32aに出力可能なトルクの上限が大きく制限されるほど大きくなる傾向に設定されることになる。また、仮下限回転数Nemin2は、実施例では、バッテリ50の残容量SOCと仮下限回転数Nemin2との関係を予め実験などにより定めてマップとして記憶しておき、残容量SOCが与えられると記憶したマップから対応する仮下限回転数Nemin2を導出して設定するものとした。バッテリ50の出力制限Woutと仮下限回転数Nemin2との関係の一例を図8に示す。仮下限制限Nemin2は、図示するように、バッテリ50の残容量SOCが所定残容量S1以上の領域では一定に設定され、バッテリ50の残容量SOCが所定残容量S1未満の領域では残容量SOCが小さいほど大きくなる傾向に設定するものとした。ここで、所定残容量S1は、アクセルペダル83が大きく踏み込まれたときなど要求トルクTr*が急増したときに、エンジン22から動力分配統合機構30を介してリングギヤ軸32aに出力されるトルクとモータMG2からリングギヤ軸32aに出力されるトルクとによって運転者の要求に充分に対処することができるバッテリ50の残容量SOCの下限近傍に設定することができ、バッテリ50の特性などにより定められ、例えば35%や40%,45%などに定められる。したがって、仮下限回転数Nemin2は、仮下限回転数Nemin1と同様に、バッテリ50からの電力を用いてモータMG2からリングギヤ軸32aに出力可能なトルクの上限が大きく制限されるほど大きくなる傾向に設定されることになる。これらのように仮下限回転数Nemin1および仮下限回転数Nemin2を設定する理由については後述する。   Next, the temporary lower limit rotational speed Nemin1 of the engine 22 is set based on the output limit Wout of the battery 50 (step S130), and the temporary lower limit rotational speed Nemin2 of the engine 22 is set based on the remaining capacity SOC of the battery 50 ( Step S140), the larger one of the set provisional lower limit rotation speed Nemin1 and provisional lower limit rotation speed Nemin2 is set as the lower limit rotation speed Nemin of the engine 22 (step S150). Here, the provisional lower limit rotation speed Nemin1 is obtained by preliminarily determining the relationship between the output limit Wout of the battery 50 and the provisional lower limit rotation speed Nemin1 by an experiment or the like and storing it as a map in the embodiment. The corresponding provisional lower limit rotational speed Nemin1 is derived from the stored map and set. An example of the relationship between the output limit Wout of the battery 50 and the temporary lower limit rotation speed Nemin1 is shown in FIG. As shown in the figure, the provisional lower limit rotation speed Nemin1 is set to be constant when the output limit Wout of the battery 50 is equal to or greater than a predetermined value W1, and the output limit Wout is greatly limited when the output limit Wout is less than the predetermined value W1. The tendency to become larger was set. Here, the predetermined value W1 is equal to the torque output from the engine 22 to the ring gear shaft 32a via the power distribution integration mechanism 30 when the required torque Tr * increases rapidly, such as when the accelerator pedal 83 is greatly depressed, and the motor MG2. Can be set near the lower limit of the output limit Wout of the battery 50 that can sufficiently cope with the driver's request by the torque output to the ring gear shaft 32a, and is determined by the characteristics of the battery 50 and the like. Therefore, the provisional lower limit rotational speed Nemin1 is set to increase as the upper limit of the torque that can be output from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a using the electric power from the battery 50 is greatly limited. Further, in the embodiment, the temporary lower limit rotation speed Nemin2 is stored as a map in which the relationship between the remaining capacity SOC of the battery 50 and the temporary lower limit rotation speed Nemin2 is determined in advance through experiments or the like, and stored when the remaining capacity SOC is given. The corresponding provisional lower limit rotation speed Nemin2 is derived from the map and set. An example of the relationship between the output limit Wout of the battery 50 and the temporary lower limit rotation speed Nemin2 is shown in FIG. As shown in the figure, the temporary lower limit Nemin2 is set to be constant when the remaining capacity SOC of the battery 50 is greater than or equal to the predetermined remaining capacity S1, and the remaining capacity SOC is smaller when the remaining capacity SOC of the battery 50 is less than the predetermined remaining capacity S1. The smaller the value, the larger the tendency. Here, the predetermined remaining capacity S1 is the torque and motor that are output from the engine 22 to the ring gear shaft 32a via the power distribution and integration mechanism 30 when the required torque Tr * increases rapidly, such as when the accelerator pedal 83 is greatly depressed. The torque output from the MG2 to the ring gear shaft 32a can be set near the lower limit of the remaining capacity SOC of the battery 50 that can sufficiently cope with the driver's request, and is determined by the characteristics of the battery 50, for example, 35%, 40%, 45%, etc. Accordingly, the temporary lower limit rotational speed Nemin2 is set to increase as the upper limit of the torque that can be output from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a using the electric power from the battery 50 is limited, similarly to the temporary lower limit rotational speed Nemin1. Will be. The reason why the temporary lower limit rotation speed Nemin1 and the temporary lower limit rotation speed Nemin2 are set as described above will be described later.

こうして下限回転数Neminを設定すると、仮エンジン回転数Netmpを下限回転数Neminと比較し(ステップS160)、仮エンジン回転数Netmpが下限回転数Nemin以上のときには仮エンジン回転数Netmpをエンジン22の目標回転数Ne*として設定すると共に仮エンジントルクTetmpをエンジン22の目標トルクTe*として設定し(ステップS170)、仮エンジン回転数Netmpが下限回転数Nemin未満のときには下限回転数Neminをエンジン22の目標回転数Ne*として設定すると共に要求パワーPe*を目標回転数Ne*で除することによりエンジン22の目標トルクTe*を設定する(ステップS180)。即ち、バッテリ50の出力制限Woutと残容量SOCとに基づいて設定される下限回転数Nemin以上の回転数として目標回転数Ne*を設定するのである。   When the lower limit rotational speed Nemin is set in this way, the temporary engine rotational speed Netmp is compared with the lower limit rotational speed Nemin (step S160). The temporary engine torque Tempmp is set as the target torque Te * of the engine 22 (step S170). When the temporary engine speed Netmp is less than the lower limit speed Nemin, the lower limit speed Nemin is set as the target of the engine 22. The target torque Te * of the engine 22 is set by setting the rotational speed Ne * and dividing the required power Pe * by the target rotational speed Ne * (step S180). That is, the target rotational speed Ne * is set as the rotational speed equal to or higher than the lower limit rotational speed Nemin set based on the output limit Wout of the battery 50 and the remaining capacity SOC.

エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定すると、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に目標トルクTe*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとモータMG1の目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS190)。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を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。式(2)は、エンジン22から出力されてサンギヤ31に作用するトルクに対して釣り合いを取るためのトルクと、モータMG1の目標回転数Nm1*と回転数Nm1との差を打ち消すためのトルクと、エンジン22やモータMG1からなる系のイナーシャTiを考慮したトルクと、の和としてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する式である。式(2)中、右辺第1項は図9の共線図から容易に導き出すことができる。また、右辺第2項および第3項はモータ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の項であり、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。さらに、右辺第4項はエンジン22やモータMG1からなる系の慣性モーメントやモータMG1の回転数Nm1の時間微分を用いて計算することができる。   When the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set, the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 are used. Then, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated by the following equation (1), and the target torque Te *, the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and the current rotational speed Nm1. Based on the equation (2), a torque command Tm1 * for the motor MG1 is calculated (step S190). Here, Expression (1) 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 reduction gear 35 is shown. The two thick arrows on the R axis indicate that the torque Tm1 output from the motor MG1 acts on the ring gear shaft 32a and the torque Tm2 output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35. Torque. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. Equation (2) is a torque for balancing the torque output from the engine 22 and acting on the sun gear 31, and a torque for canceling the difference between the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and the rotational speed Nm1. The torque command Tm1 * of the motor MG1 is set as the sum of the torque considering the inertia Ti of the system including the engine 22 and the motor MG1. In the formula (2), the first term on the right side can be easily derived from the alignment chart of FIG. Further, the second term and the third term on the right side are feedback control terms for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *, the second term “k1” on the right side is the gain of the proportional term, and the third term on the right side. The term “k2” is the gain of the integral term. Further, the fourth term on the right side can be calculated using the moment of inertia of the system including the engine 22 and the motor MG1 and the time derivative of the rotational speed Nm1 of the motor MG1.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt+Ti (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * =-ρ / (1 + ρ) ・ Te * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt + Ti (2)

こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)および式(4)により計算すると共に(ステップS200)、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(5)により計算し(ステップS210)、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S220)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(5)は、前述した図9の共線図から容易に導き出すことができる。また、式(5)中、トルク指令Tm1*はエンジン22やモータMG1からなる系のイナーシャを考慮したトルクであるため、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクもイナーシャが考慮されていることになる。   When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 and the calculated torque command Tm1 * of the motor MG1 are multiplied by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1. Torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the obtained power consumption (generated power) of the motor MG1 by the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is expressed by the following equation (3). In addition, 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 S200). Calculated by equation (5) (step S210), and with the calculated torque limits Tmin and Tmax Setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 as a value obtained by limiting the motor torque Tm2tmp (step S220). By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this way, the required torque Tr * output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set as a torque limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. can do. Equation (5) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 9 described above. In the formula (5), the torque command Tm1 * is a torque that takes into account the inertia of the system including the engine 22 and the motor MG1, and therefore, the torque output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft also takes into account the inertia. It will be.

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

こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS230)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。   Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set in the engine ECU 24. The torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S230), 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.

いま、バッテリ50の出力制限Woutが大きく制限されたときやバッテリ50の残容量SOCが小さいときなどバッテリ50からの電力を用いてモータMG2から駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力可能なトルクの上限が小さいときにアクセルペダル83が大きく踏み込まれたときを考える。アクセルペダル83が大きく踏み込まれると、要求トルクTr*が急増して要求トルクTr*に基づく要求パワーPe*が急増するため、エンジン22の回転数Neが小さいときにはこれを大きくしようとする。このとき、回転数Neを大きくしようとすることにより生じるエンジン22を含む系のイナーシャが車両を減速させる方向の力としてリングギヤ軸32aに作用するため、これを考慮したトルクをモータMG2から出力できないと、運転者の要求に対する出力応答性の低下を招き、運転者にモタツキ感を与えてしまうことがある。実施例では、バッテリ50の出力制限Woutと残容量SOCとに基づく下限回転数Nemin以上の回転数としてエンジン22の目標回転数Ne*を設定することにより、出力制限Woutが大きく制限されているとき又は残容量SOCが小さいときに運転者によってアクセルペダル83が大きく踏み込まれたとき、エンジン22の回転数Neが上昇する程度を抑制することができる。これにより、エンジン22を含む系のイナーシャが車両を減速させる方向の力としてリングギヤ軸32aに作用する力を抑制することができ、出力応答性の低下を抑制することができる。この結果、運転者にモタツキ感を与えるのを抑制することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。しかも、エンジン22の目標回転数Ne*を設定する際に、バッテリ50の出力制限Woutに基づく仮下限回転数Nemin1とバッテリ50の残容量SOCに基づく仮下限回転数Nemin2とのうち大きい方の値を下限回転数Neminとして用いるから、要求トルクTr*が急増したときのエンジン22の回転数Neの上昇の程度をより抑制することができ、出力応答性の低下をより抑制することができる。   Now, when the output limit Wout of the battery 50 is greatly limited or when the remaining capacity SOC of the battery 50 is small, the upper limit of the torque that can be output from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a as the drive shaft using the power from the battery 50 Let us consider a case where the accelerator pedal 83 is greatly depressed when is small. When the accelerator pedal 83 is depressed greatly, the required torque Tr * increases rapidly, and the required power Pe * based on the required torque Tr * increases rapidly. Therefore, when the rotational speed Ne of the engine 22 is small, an attempt is made to increase it. At this time, since the inertia of the system including the engine 22 caused by increasing the rotational speed Ne acts on the ring gear shaft 32a as a force in the direction of decelerating the vehicle, it is necessary to output torque taking this into account from the motor MG2. In some cases, the output responsiveness with respect to the driver's request is reduced, and the driver feels mottled. In the embodiment, when the output speed limit Wout is largely limited by setting the target speed Ne * of the engine 22 as the speed equal to or higher than the lower limit speed Nemin based on the output limit Wout of the battery 50 and the remaining capacity SOC. Alternatively, when the accelerator pedal 83 is largely depressed by the driver when the remaining capacity SOC is small, the degree of increase in the rotational speed Ne of the engine 22 can be suppressed. Thereby, the force acting on the ring gear shaft 32a as the force in the direction in which the inertia of the system including the engine 22 decelerates the vehicle can be suppressed, and the decrease in output response can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the driver from feeling mottled and to suppress the deterioration of drivability. Moreover, when setting the target rotational speed Ne * of the engine 22, the larger value of the temporary lower limit rotational speed Nemin1 based on the output limit Wout of the battery 50 and the temporary lower limit rotational speed Nemin2 based on the remaining capacity SOC of the battery 50. Is used as the lower limit rotational speed Nemin, the degree of increase in the rotational speed Ne of the engine 22 when the required torque Tr * increases rapidly can be further suppressed, and the decrease in output responsiveness can be further suppressed.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、バッテリ50の出力制限Woutと残容量SOCとに基づく下限回転数Nemin以上の回転数として設定される目標回転数Ne*でエンジン22を運転するから、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだときなど要求トルクTr*が急増したときにエンジン22の回転数Neが増加する程度を抑制することができる。この結果、バッテリ50からの電力を用いたモータMG2からリングギヤ軸32aに出力可能なトルクの上限が大きく制限されているときに、エンジン22を含む系のイナーシャが駆動軸としてのリングギヤ軸32aに大きく作用することによる出力応答性の低下を抑制することができ、運転者にモタツキ感を与えるのを抑制することができる。この結果、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the engine 22 is operated at the target rotational speed Ne * set as the rotational speed equal to or higher than the lower limit rotational speed Nemin based on the output limit Wout of the battery 50 and the remaining capacity SOC. The degree of increase in the rotational speed Ne of the engine 22 when the required torque Tr * increases rapidly, such as when the driver depresses the accelerator pedal 83 greatly, can be suppressed. As a result, when the upper limit of the torque that can be output from the motor MG2 using the power from the battery 50 to the ring gear shaft 32a is greatly limited, the inertia of the system including the engine 22 is greatly increased in the ring gear shaft 32a as the drive shaft. It is possible to suppress a decrease in output responsiveness due to the action, and to prevent the driver from feeling mottled. As a result, it is possible to suppress deterioration of drivability.

実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の出力制限Woutに基づく仮下限回転数Nemin1とバッテリ50の残容量SOCに基づく仮下限回転数Nemin2とのうち大きい方を下限回転数Neminとして設定するものとしたが、小さい方を下限回転数Neminとして設定するものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の出力制限Woutと残容量SOCとに基づいて下限回転数Neminを設定するものとしたが、バッテリ50の残容量SOCを用いずに出力制限Woutだけに基づいて下限回転数Neminを設定するものとしてもよいし、出力制限Woutを用いずに残容量SOCだけに基づいて下限回転数Neminを設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the larger one of the temporary lower limit rotation speed Nemin1 based on the output limit Wout of the battery 50 and the temporary lower limit rotation speed Nemin2 based on the remaining capacity SOC of the battery 50 is set as the lower limit rotation speed Nemin. However, the smaller one may be set as the lower limit rotational speed Nemin. Further, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the lower limit rotation speed Nemin is set based on the output limit Wout of the battery 50 and the remaining capacity SOC, but only the output limit Wout without using the remaining capacity SOC of the battery 50. The lower limit rotational speed Nemin may be set based on the above, or the lower limit rotational speed Nemin may be set based only on the remaining capacity SOC without using the output limit Wout.

実施例のハイブリッド自動車20では、図7に示したように、バッテリ50の出力制限Woutが所定値W1未満の領域で出力制限Woutが大きく制限されるほど直線的に大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin1を設定するものとしたが、出力制限Woutが所定値W1未満の領域で出力制限Woutが小さいほど曲線的に大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin1を設定するものとしてもよいし、出力制限Woutが所定値W1未満の領域で出力制限Woutが小さいほど1段以上の段数をもって段階的に大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin1を設定するものとしてもよい。また、バッテリ50の出力制限Woutが所定値W1未満の領域であるか否かに拘わらず出力制限Woutが小さいほど大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin1を設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, as shown in FIG. 7, the provisional lower limit rotational speed tends to increase linearly as the output limit Wout is greatly limited in the region where the output limit Wout of the battery 50 is less than the predetermined value W1. Although Nemin1 is set, the provisional lower limit rotation speed Nemin1 may be set so that the lower the output limit Wout in the region where the output limit Wout is less than the predetermined value W1, the larger the curve becomes, and the output limit Wout may be set. The provisional lower limit rotation speed Nemin1 may be set so that the smaller the output limit Wout is in a region where the value is less than the predetermined value W1, the number of steps becomes one step or more. Further, the provisional lower limit rotation speed Nemin1 may be set such that the output limit Wout of the battery 50 tends to increase as the output limit Wout decreases, regardless of whether the output limit Wout is less than the predetermined value W1.

実施例のハイブリッド自動車20では、図8に示したように、バッテリ50の残容量SOCが所定残容量S1未満の領域で残容量SOCが小さいほど直線的に大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin2を設定するものとしたが、残容量SOCが所定残容量S1未満の領域で残容量SOCが小さいほど曲線的に大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin2を設定するものとしてもよいし、残容量SOCが所定残容量S1未満の領域で残容量SOCが小さいほど1段以上の段数をもって段階的に大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin2を設定するものとしてもよいし、残容量SOCが所定残容量S1未満の領域であるか否かに拘わらず残容量SOCが小さいほど大きくなる傾向に仮下限回転数Nemin2を設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, as shown in FIG. 8, the provisional lower limit rotational speed Nemin2 tends to increase linearly as the remaining capacity SOC decreases in a region where the remaining capacity SOC of the battery 50 is less than the predetermined remaining capacity S1. However, the provisional lower limit rotational speed Nemin2 may be set such that the lower the remaining capacity SOC is, the smaller the remaining capacity SOC is in a region where the remaining capacity SOC is less than the predetermined remaining capacity S1. The provisional lower limit rotation speed Nemin2 may be set such that the smaller the remaining capacity SOC in the region less than the predetermined remaining capacity S1, the larger the number of steps is, and the remaining capacity SOC is less than the predetermined remaining capacity S1. Regardless of whether or not this region is, the provisional lower limit rotational speed Nemin2 may be set so that the smaller the remaining capacity SOC is, the larger the tendency is.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modification of FIG. May be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 10) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modification of FIG. As illustrated in the example hybrid vehicle 220, the engine 22 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. It is good also as what is provided with the counterrotor motor 230 which transmits a part of motive power of 22 to a drive shaft, and converts the remaining motive power into electric power.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力分配統合機構30を介してエンジン22からの動力を駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すると共にモータMG2からの動力をリングギヤ軸32aに出力して走行するものとしたが、エンジンからの動力と電動機からの動力を用いて走行する車両であればよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, and the power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft. However, any vehicle that travels using the power from the engine and the power from the motor may be used.

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などに搭載される動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。   Moreover, it is not limited to what is applied to such a hybrid vehicle, It is good also as a form of the power output device mounted in vehicles other than a motor vehicle, a ship, an aircraft, etc. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a power output device.

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

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the hybrid electronic control unit 70 of an Example. バッテリ50における電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the battery temperature Tb in the battery 50, and the input / output restrictions Win and Wout. バッテリ50の残容量SOCと入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the remaining capacity SOC of the battery 50, and the correction coefficient of input / output restrictions Win and Wout. 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仮エンジン回転数Netmpおよび仮エンジントルクTetmpを設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operation line of the engine 22, and temporary engine speed Nettmp and temporary engine torque Tentmp are set. バッテリ50の出力制限Woutと仮下限回転数Nemin1との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the output limitation Wout of the battery 50, and provisional minimum rotation speed Nemin1. バッテリ50の残容量SOCと仮下限回転数Nemin2との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the remaining capacity SOC of the battery 50, and provisional minimum rotation speed Nemin2. 動力分配統合機構30の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram for dynamically explaining rotational elements of a power distribution and integration mechanism 30; 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier 35, reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 electronic control unit for battery (Battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b 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 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 counter rotor motor, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1 , MG2 motor.

Claims (7)

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記蓄電手段の出力制限に基づく第1の回転数と前記蓄電手段から放電可能な電力量である蓄電量に基づく第2の回転数とのうち大きい方の回転数を前記内燃機関の下限回転数として設定する下限回転数設定手段と、
前記設定された要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の仮回転数を設定すると共に該設定した仮回転数を前記設定された下限回転数で制限して該内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記設定された目標回転数で前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Of the first rotation speed based on the output limit of the power storage means and the second rotation speed based on the power storage amount that is the amount of power that can be discharged from the power storage means, the larger rotation speed is the lower limit rotation speed of the internal combustion engine. and the lower limit rotation speed setting means for setting as,
A temporary rotational speed of the internal combustion engine is set on the basis of the set required driving force and a predetermined constraint, and the set temporary rotational speed is limited by the set lower limit rotational speed to achieve a target rotational speed of the internal combustion engine Target speed setting means for setting the number;
Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so that the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed and a drive force based on the set required drive force is output to the drive shaft;
A power output device comprising:
前記下限回転数設定手段は、前記蓄電手段の出力制限が大きく制限されるほど大きくなる傾向に前記下限回転数を設定する手段である請求項1記載の動力出力装置。   The power output apparatus according to claim 1, wherein the lower limit rotational speed setting means is a means for setting the lower limit rotational speed such that the lower limit rotational speed tends to increase as the output limit of the power storage means is largely limited. 前記下限回転数設定手段は、前記蓄電手段から放電可能な電力量である蓄電量が小さいほど大きくなる傾向に前記下限回転数を設定する手段である請求項1または2記載の動力出力装置。   3. The power output apparatus according to claim 1, wherein the lower limit rotational speed setting means is a means for setting the lower limit rotational speed such that the lower limit rotational speed tends to increase as the power storage amount, which is the amount of power that can be discharged from the power storage device, decreases. 請求項1ないし3いずれか記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されると共に前記蓄電手段と電力をやりとり可能で、電力と動力の入出力とを伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関と前記電動機と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である
動力出力装置。
The power output device according to any one of claims 1 to 3 ,
Connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft and capable of exchanging electric power with the power storage means, and at least part of the power from the internal combustion engine with the input and output of electric power and power is the drive shaft Power power input / output means to output to
The control means is a means for controlling the internal combustion engine, the electric motor, and the power power input / output means.
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に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記載の動力出力装置。 The electric power drive input / output means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotary shaft, and the remaining shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts 5. The power output apparatus according to claim 4 , wherein the power output device comprises: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the power generator; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. 請求項1ないし5いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。 A vehicle comprising the power output device according to any one of claims 1 to 5 and an axle connected to the drive shaft. 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力と所定の制約とに基づいて前記内燃機関の仮回転数を設定すると共に前記蓄電手段の出力制限に基づく第1の回転数と前記蓄電手段から放電可能な電力量である蓄電量に基づく第2の回転数とのうち大きい方の回転数を前記内燃機関の下限回転数として設定し、該設定した仮回転数を該設定した下限回転数で制限して該内燃機関の目標回転数を設定し、該設定した目標回転数で該内燃機関が運転されると共に該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動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。
A control method of a power output device comprising: an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft; an electric motor capable of outputting power to the drive shaft; and an electric storage means capable of exchanging electric power with the motor;
The temporary rotational speed of the internal combustion engine is set based on the required driving force required for the drive shaft and a predetermined constraint, and the first rotational speed based on the output limit of the power storage means can be discharged from the power storage means The larger rotation speed of the second rotation speed based on the amount of stored electric power is set as the lower limit rotation speed of the internal combustion engine, and the set temporary rotation speed is limited by the set lower limit rotation speed. The internal combustion engine and the electric motor are set such that a target rotational speed of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed, and a driving force based on the required driving force is output to the driving shaft. Control method for power output device.
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