JP4345738B2 - Vehicle and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、車両及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.

従来、車両としては、プラネタリギヤのサンギヤ,キャリア,リングギヤにそれぞれ発電機の回転軸,内燃機関の出力軸,駆動軸が接続されると共に駆動軸に電動機の回転軸が接続され、発電機と電動機と電力をやりとりするバッテリを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、駆動軸の要求トルクが急増したときには、内燃機関の回転数を上昇させる方向への発電機のトルクをバッテリの出力制限に基づいて制限して設定することにより、駆動側への駆動軸の反力トルクの出力減少を抑えて駆動軸に出力されるトルクが不足するのを抑制する。
特開2000−115913号公報
Conventionally, as a vehicle, a sun gear, a carrier, and a ring gear of a planetary gear are connected to a rotating shaft of a generator, an output shaft of an internal combustion engine, and a driving shaft, respectively, and a rotating shaft of an electric motor is connected to a driving shaft. The thing provided with the battery which exchanges electric power is proposed (for example, refer patent document 1). In this vehicle, when the required torque of the drive shaft suddenly increases, the torque of the generator in the direction of increasing the rotational speed of the internal combustion engine is limited and set based on the output limit of the battery. A decrease in output of the reaction torque of the shaft is suppressed, and a shortage of torque output to the drive shaft is suppressed.
JP 2000-115913 A

しかしながら、この特許文献1に記載された車両では、内燃機関側の制御については特に考慮されていなかった。このため、駆動軸に出力されるトルクが不足するのを抑制する際に、発電機のトルクを制限すると内燃機関の運転が安定して行えないことがあった。   However, in the vehicle described in Patent Document 1, the control on the internal combustion engine side is not particularly considered. For this reason, when the torque output to the drive shaft is suppressed from being insufficient, if the torque of the generator is limited, the operation of the internal combustion engine may not be performed stably.

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を確実に出力するに際して内燃機関を安定して運転することができる車両及びその制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and a vehicle capable of stably operating an internal combustion engine when reliably outputting a driving force within a predetermined range with a required driving force as an upper limit, and a control method therefor The purpose is to provide.

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。   The present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned object.

本発明の車両は、
駆動軸に動力を出力して走行する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力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、
所定の走行条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常時制御を実行する制御手段と、
を備えたものである。
The vehicle of the present invention
A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
The drive power is within the range of the input / output limit of the power storage means with the drive of the power power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine under predetermined traveling conditions. When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor is performed so that the driving force within the predetermined range with the required driving force as an upper limit can be output, the normal time control can be output. When the normal time control is executed, the internal combustion engine can be operated at the target rotational speed of the internal combustion engine at a non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as an upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the power power input / output so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit within the range of the input / output limit of the power storage means with the operation of the internal combustion engine according to the control item hand And a control means for executing time control unusual for controlling the said electric motor,
It is equipped with.

この車両では、所定の走行条件のときに、内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための電力動力入出力手段の駆動を伴って駆動軸に要求される要求駆動力を蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための内燃機関の運転を伴って蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常時制御を実行する。このように、非通常時制御では、電力入出力手段には駆動軸に駆動力を出力させ、内燃機関には電力動力入出力手段の駆動を伴わずに内燃機関の制御項目による運転を行うことにより、蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力する。したがって、要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を確実に出力するに際して内燃機関を安定して運転することができる。ここで、「所定の走行条件」とは、車両が走行しているときの条件のほか、車両が停車しているときの条件をも含む。   In this vehicle, the required driving force required for the drive shaft with the driving of the electric power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine under predetermined driving conditions is stored in the power storage means. When the normal control for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to output within the range of the input / output limit is executed, the drive force within a predetermined range with the required drive force as the upper limit can be output. When the normal time control is executed, the internal combustion engine for operating at the target rotational speed of the internal combustion engine at the non-normal time cannot output the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit. Non-normal control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit within the range of the input / output restriction of the power storage means with operation. Execute. As described above, in the non-normal time control, the power input / output means outputs the driving force to the drive shaft, and the internal combustion engine is operated by the control item of the internal combustion engine without driving the power power input / output means. Thus, the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit within the range of the input / output limitation of the power storage means is output. Therefore, the internal combustion engine can be stably operated when the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit is reliably output. Here, the “predetermined traveling condition” includes not only the condition when the vehicle is traveling, but also the condition when the vehicle is stopped.

本発明の車両において、前記制御手段は、前記非通常時制御において前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記内燃機関のスロットル開度のフィードバック制御による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御してもよい。こうすれば、非通常時制御においてスロットル開度による回転数フィードバック制御を用いて比較的容易に内燃機関を安定して運転することができる。   In the vehicle according to the aspect of the invention, the control means includes the request accompanied by the operation of the internal combustion engine according to the control item of the internal combustion engine for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time control. Operation of the internal combustion engine by feedback control of the throttle opening of the internal combustion engine so that the internal combustion engine operates at a target rotational speed of the internal combustion engine when the driving force is output within the input / output limit range of the power storage means. Accordingly, the electric power drive input / output means and the electric motor may be controlled so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit. In this way, the internal combustion engine can be stably operated relatively easily by using the rotational speed feedback control based on the throttle opening in the non-normal time control.

本発明の車両において、前記制御手段は、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力の和が前記設定された要求駆動力を上限とする所定範囲の駆動力となる第2の関係とを両立する範囲内で前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御してもよい。このとき、前記要求駆動力設定手段は、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、前記制御手段は、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の出力制限となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力との和が前記設定された要求駆動力となる第2の関係と、の交点に基づいて前記電力動力入出力手段の目標駆動力及び前記電動機の目標駆動力を設定し該設定した目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御すると共に、前記内燃機関の目標駆動力が出力されるよう前記内燃機関を制御するものとしてもよい。 In the vehicle of the present invention, the control means outputs the driving power when the driving power within a predetermined range with the required driving power as an upper limit in the non-normal time control is within the input / output limit of the power storage means. A first relationship in which the sum of the electric power input / output by the input / output means and the electric power input / output by the electric motor is within the input / output limit range of the power storage means, and the power power from the output shaft of the internal combustion engine The sum of the driving force output to the driving shaft via the input / output means and the driving force output from the electric motor to the driving shaft becomes a driving force within a predetermined range with the set required driving force as an upper limit. The electric power drive input / output means and the electric motor may be controlled within a range in which the relationship 2 is compatible. At this time, the required driving force setting means sets a required driving force required for the drive shaft, sets a target rotational speed and a target driving force of the internal combustion engine based on the set required driving force, and controls the control The means is inputted / outputted by the electric power input / output means when outputting the driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in the non-normal time control within the input / output limit range of the power storage means The sum of the electric power and the electric power input / output by the electric motor is output to the drive shaft from the output shaft of the internal combustion engine via the electric power drive input / output device and the first relationship that is an output limitation of the power storage device. The target driving force of the power input / output means based on the intersection of the second relationship in which the sum of the driving force output from the motor and the driving force output to the drive shaft becomes the set required driving force And the eyes of the motor Controlling the electric power drive input / output means and the electric motor so that the set target driving force is output, and controlling the internal combustion engine so that the target driving force of the internal combustion engine is output It is good.

本発明の車両において、前記制御手段は、前記所定範囲内の駆動力のうち前記所定範囲の上限の駆動力を出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御してもよい。こうすれば、要求駆動力のすべてを確実に駆動軸へ出力することができる。   In the vehicle of the present invention, the control means controls the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor so as to output an upper limit driving force within the predetermined range of the driving force within the predetermined range. Also good. In this way, all of the required driving force can be reliably output to the drive shaft.

本発明の車両において、前記所定の走行条件は、坂路の発進条件であってもよい。こうすれば、坂路の発進において要求駆動力を上限とする所定範囲の駆動力が確実に駆動軸へ出力可能であるため、車両のずり下がりを抑制することができる。   In the vehicle of the present invention, the predetermined traveling condition may be a slope start condition. By so doing, a predetermined range of driving force with the required driving force as the upper limit can be reliably output to the drive shaft when starting on a slope, so that the vehicle can be prevented from sliding down.

本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の回転軸の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が決定されると残余の1軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力手段と、前記第3の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ってもよい。   In the vehicle of the present invention, the power drive input / output means is connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third rotating shaft, and input / output to any two of the three shafts. Means comprising: a three-axis power input / output means for determining the power input / output to / from the remaining one shaft when the power to be driven is determined; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the third rotating shaft It may be.

本発明の車両の制御方法は、
駆動軸に動力を出力して走行する車両を、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段とを利用して制御する方法であって、
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
(b)所定の走行条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常時制御を実行することを含むものである。
The vehicle control method of the present invention includes:
A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft is connected to the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft, and includes at least the power from the internal combustion engine with input and output of electric power and power. Using power power input / output means for outputting a part of the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the power power input / output means and power storage means capable of exchanging power with the motor. Control method,
(A) setting a required driving force required for the driving shaft;
(B) Limiting the required driving force to the input / output limit of the power storage means with the driving of the power / power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine under a predetermined traveling condition When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so as to output within the range is executed, the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit can be output at the normal time. When the normal time control is executed, and when the normal time control is executed, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as the upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the electric power so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in accordance with an operation item of the internal combustion engine according to a control item of the internal combustion engine within an input / output limit range of the power storage means Powered on Is intended to include performing a non-normal operation control for controlling the the force means the electric motor.

この車両の制御方法では、所定の走行条件のときに、内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための電力動力入出力手段の駆動を伴って駆動軸に要求される要求駆動力を蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための内燃機関の運転を伴って蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常時制御を実行する。このように、非通常時制御では、電力入出力手段には駆動軸に駆動力を出力させ、内燃機関には電力動力入出力手段の駆動を伴わずに内燃機関の制御項目による運転を行うことにより、蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力する。したがって、要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を確実に出力するに際して内燃機関を安定して運転することができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の機能を実現するようなステップを追加してもよい。   In this vehicle control method, the required driving force required for the drive shaft is accompanied by driving of the electric power drive input / output means for operating the internal combustion engine at the target rotational speed of the internal combustion engine under a predetermined traveling condition. When the normal control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor to output within the range of the input / output limit of the power storage means is executed, it is possible to output the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit. Sometimes the normal time control is executed, and when the normal time control is executed, the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit cannot be output. In the non-normal time, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed of the internal combustion engine. Unusual control of the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so as to output a drive force within a predetermined range with the required drive force as an upper limit within the range of the input / output limit of the power storage means accompanying the operation of the internal combustion engine Execute time control . As described above, in the non-normal time control, the power input / output means outputs the driving force to the drive shaft, and the internal combustion engine is operated by the control item of the internal combustion engine without driving the power power input / output means. Thus, the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit within the range of the input / output limitation of the power storage means is output. Therefore, the internal combustion engine can be stably operated when the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit is reliably output. In this vehicle control method, various aspects of the vehicle described above may be adopted, and steps for realizing the functions of the vehicle described above may be added.

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。例えば、エンジンECU24には、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ26aからのクランクポジションやスロットルバルブ92のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ94からのスロットルポジションなどが入力ポートを介して入力され、エンジンECU24からは、スロットルバルブ92のポジションを調節するスロットルモータ96への駆動信号などが出力されている。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. For example, the crank position from the crank position sensor 26a that detects the rotational position of the crankshaft 26, the throttle position from the throttle valve position sensor 94 that detects the position of the throttle valve 92, and the like are input to the engine ECU 24 via the input port. The engine ECU 24 outputs a drive signal to the throttle motor 96 that adjusts the position of the throttle valve 92. 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。この回転位置検出センサ43,44は、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を比較的高精度に且つ高い応答性をもって検出できるセンサ(例えば、レゾルバなど)である。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 rotational position detection sensors 43 and 44 are sensors (for example, a resolver) that can detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 with relatively high accuracy and high responsiveness. 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,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,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 is attached to a signal necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals 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 from the received current sensor 51b, the battery temperature Tb from the temperature sensor 51c attached to the battery 50, and the like are input. Output to 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、坂路発進する際にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でリングギヤ軸32aに要求される要求トルクを100%出力させるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御すると共にエンジン22をスロットル開度により回転数フィードバック制御する坂路発進モードなどがある。   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. When starting off the road, the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled so that the required torque required for the ring gear shaft 32a is output within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, and the throttle opening of the engine 22 is controlled. There is a slope start mode in which the rotational speed feedback control is performed.

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、特に坂道発進モードで走行する際の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される坂路発進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、ハイブリッド自動車20が坂路発進する際に所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。坂路発進であるか否かの判定は、例えば、図示しない車両の傾きセンサの信号に基づいて行うことができる。あるいは、坂路発進であるか否かの判定は、シフトポジションSPがD(ドライブ)又はB(ブレーキ)ポジションであり、ブレーキオフ状態で回転位置検出センサ44の回転位置に基づいてリングギヤ軸32aが逆回転したか、又は、シフトポジションSPがR(リバース)ポジションであり、ブレーキオフ状態で回転位置検出センサ44の回転位置に基づいてリングギヤ軸32aが正回転したかに基づいて行うことができる。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, particularly the operation when traveling in the slope start mode will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a slope start drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every several msec) when the hybrid vehicle 20 starts on a slope. The determination of whether or not the vehicle is starting on a hill can be made based on, for example, a signal from a vehicle tilt sensor (not shown). Alternatively, whether or not the vehicle starts on a slope is determined by determining whether the shift position SP is the D (drive) or B (brake) position and the ring gear shaft 32a is reversed based on the rotational position of the rotational position detection sensor 44 in the brake-off state. The rotation can be performed based on whether the ring gear shaft 32a has rotated normally or based on the rotational position of the rotational position detection sensor 44 in the brake-off state, with the shift position SP being the R (reverse) position.

坂路発進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,エンジン22の回転数Ne,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、エンジン22の回転数Neはクランクシャフト26に取り付けられたクランクポジションセンサ26aからの信号に基づいて計算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、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。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て入出力制限Win,Woutを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 slope start 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, and the rotational speed of the motors MG1 and MG2. A process of inputting data necessary for control, such as Nm1, Nm2, the rotational speed Ne of the engine 22 and the input / output limits Win, Wout of the battery 50, is executed (step S100). Here, the rotational speed Ne of the engine 22 is calculated based on a signal from a crank position sensor 26a attached to the crankshaft 26, and is input from the engine ECU 24 by communication. Further, 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. It was supposed to be. Further, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set based on the battery temperature Tb of the battery 50 detected by the temperature sensor 51 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 from the battery ECU 52 by communication. To do. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to the basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and the output limiting correction coefficient and the input are set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50. The limiting correction coefficient is set, and the input / output limits Win and Wout can be set by 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*やバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*を用いて、式(1)から計算することができる。いま、坂路に停車している車両が発進するときを考える。車両は停車しており、リングギヤ軸32aの回転数Nrは値0である。このとき、リングギヤ軸32aに要求されるパワー(=Tr*×Nr)は値0であり、バッテリ50への充電が要求されない充放電要求パワーPb*が値0であるときには、Pe*が値0になり、エンジン22からトルクを出力しないことになる。ここでは、バッテリ50の入力制限Winがエンジン22の出力パワーを受け入れ可能な最大のパワーであることから、このバッテリ50の入力制限Winを用いてエンジン22からトルクが出力されるよう、エンジン22の要求パワーPe*を次式(2)より求めるものとした。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 from the equation (1) using the set required torque Tr * and the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50. Consider a case where a vehicle stopped on a slope starts. The vehicle is stopped, and the rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a is 0. At this time, the power required for the ring gear shaft 32a (= Tr * × Nr) is 0, and when the charge / discharge required power Pb * at which charging of the battery 50 is not required is 0, Pe * is 0. Thus, no torque is output from the engine 22. Here, since the input limit Win of the battery 50 is the maximum power that can accept the output power of the engine 22, the torque of the engine 22 is output from the engine 22 using the input limit Win of the battery 50. The required power Pe * is obtained from the following equation (2). 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.

Pe*=Tr*・Nm2/Gr-Pb*+Loss …(1)
Pe*=Tr*・Nm2/Gr-Win+Loss …(2)
Pe * = Tr * ・ Nm2 / Gr-Pb * + Loss (1)
Pe * = Tr * ・ Nm2 / Gr-Win + Loss (2)

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6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. 6 shows an example of the operation line of the engine 22 and how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained from the intersection of the operation line and a curve with a constant required power Pe * (Ne * × Te *).

次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(3)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(4)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS130)。ここで、式(3)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7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。式(3)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(4)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(4)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。   Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, the target rotational speed Nm1 of the motor MG1 is given by the following equation (3). * Is calculated and a torque command Tm1 * of the motor MG1 is calculated by equation (4) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1 (step S130). Here, Expression (3) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 7 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. Expression (3) can be easily derived by using this alignment chart. The two thick arrows on the R axis indicate that torque Te * output from the engine 22 when the engine 22 is normally operated at the operation point of the target rotational speed Ne * and the target torque Te * is transmitted to the ring gear shaft 32a. Torque and torque that the torque Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35. Expression (4) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotation speed Nm1 *. In Expression (4), “k1” in the second term on the right side is a gain of the proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(3)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt …(4)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ)… (3)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (4)

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、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トルク指令Tm2*を式(5)により計算して設定する(ステップS140)。なお、式(5)は、前述した図7の共線図から容易に導き出すことができる。続いて、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Tm2min,Tm2maxを次式(6)および式(7)により計算し(ステップS150)、設定したトルク指令Tm2*が、計算したトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるか否かを判定する(ステップS160)。トルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるか否かの判定は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてを出力可能であるか否かを判定するものである。   When the target rotation speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are calculated in this way, the torque MG2 to be output from the motor MG2 using the required torque Tr *, the torque command Tm1 * and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 Torque command Tm2 * is calculated and set by equation (5) (step S140). Equation (5) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 7 described above. Subsequently, the deviation from 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 calculated. Torque limits Tm2min and Tm2max as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing by the rotation speed Nm2 of MG2 are calculated by the following equations (6) and (7) (step S150), and the set torque It is determined whether or not the command Tm2 * is within the calculated torque limits Tm2min and Tm2max (step S160). The determination of whether or not the torque limits are within the ranges of Tm2min and Tm2max is to determine whether or not all of the required torque Tr * can be output within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. .

Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(6)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(7)
Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (6)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (7)

ステップS160でトルク指令Tm2*がトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるときには、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてを出力可能であるため、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(ステップS170)、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。このように、坂路発進において、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のうちすべてを出力可能であるときには、エンジン22を目標回転数Ne*で運転するためのモータMG1の回転数フィードバック制御を伴ってリングギヤ軸32aに要求トルクTr*のすべてを出力するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する通常時制御を実行するのである。   When the torque command Tm2 * is within the torque limits Tm2min and Tm2max in step S160, all of the required torque Tr * can be output within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. The rotation speed Ne * and the target torque Te * are transmitted to the engine ECU 24, and the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S170), 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. In this way, when starting on a slope, when all of the required torque Tr * can be output within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, the motor MG1 for operating the engine 22 at the target rotational speed Ne *. The normal-time control for controlling the engine 22 and the motors MG1, MG2 is executed so as to output all of the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a with the rotational speed feedback control.

一方、ステップS160でトルク指令Tm2*がトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にないときには、モータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grと要求トルクTr*とバッテリ50の入出力制限Win,Woutとを用いて表される式(8)および式(9)を両立し且つ要求トルクTr*を100%出力可能なモータMG1のトルク上限値Tm1max,トルク下限値Tm1minを設定する(ステップS180)。ここで、式(8)は動力分配統合機構30のサンギヤ31を介して駆動軸としてのリングギヤ軸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の和が要求トルクTr*となる関係であり、式(5)から容易に導かれる。また、式(9)はモータMG1により入出力される電力とモータMG2により入出力される電力との総和がバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内となる関係である。図8は、モータMG1のトルク上限値Tm1maxと下限値Tm1minの一例を示す説明図である。ここでは、図示するように、式(9)の出力制限Wout側の線と式(8)の要求トルクTr*の線との交点をトルク上限値Tm1maxに設定する。また、式(9)の入力制限Win側の線と式(8)の要求トルクTr*の線との交点をトルク下限値Tm1minに設定する。   On the other hand, when the torque command Tm2 * is not within the ranges of the torque limits Tm2min and Tm2max in step S160, the torque command Tm1 * of the motor MG1, the torque command Tm2 * of the motor MG2, the gear ratio ρ of the power distribution integration mechanism 30, and the reduction gear. Expression (8) and Expression (9) expressed using the gear ratio Gr of 35, the required torque Tr *, and the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are compatible, and the required torque Tr * can be output 100%. Torque upper limit value Tm1max and torque lower limit value Tm1min of motor MG1 are set (step S180). Here, the equation (8) indicates that the sum of the torque output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft via the sun gear 31 of the power distribution and integration mechanism 30 and the torque output from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a is the required torque Tr. The relationship is * and is easily derived from Equation (5). Expression (9) is a relationship in which the sum of the electric power input / output by the motor MG1 and the electric power input / output by the motor MG2 falls within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the torque upper limit value Tm1max and the lower limit value Tm1min of the motor MG1. Here, as shown in the figure, the intersection point between the line on the output limit Wout side of Expression (9) and the line of the required torque Tr * of Expression (8) is set to the torque upper limit value Tm1max. Further, the intersection of the line on the input limit Win side in Expression (9) and the required torque Tr * line in Expression (8) is set to the torque lower limit value Tm1min.

-Tm1*/ρ+Tm2*・Gr=Tr* …(8)
Win≦Tm1*・Nm1+Tm2*・Nm2≦Wout …(9)
-Tm1 * / ρ + Tm2 * ・ Gr = Tr * (8)
Win ≦ Tm1 * ・ Nm1 + Tm2 * ・ Nm2 ≦ Wout… (9)

ステップS180のあと、ステップS130で設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とトルク上限値Tm1maxとのうち小さい方を選択し、この小さい方とトルク下限値Tm1minとのうち大きい方をトルク指令Tm1*として再設定し(ステップS190)、再設定したモータMG1のトルク指令Tm1*を用いて式(5)よりモータMG2のトルク指令Tm2*を再設定する(ステップS200)。いま、坂路に停車している車両が発進するときを考える。例えば、ステップS130で設定したトルク指令Tm1*とステップS140で設定したトルク指令Tm2*とが図8の点Xにあり、トルク指令Tm2*をトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲で制限し(図8の点Xから点Yへの変更)、この制限した値でモータMG2を制御する場合には、要求トルクTr*よりも小さなトルクしかリングギヤ軸32aに出力されない。この結果、車両のずり下がりが生じることがある。特に、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲が狭いとき(例えば冷間時など)には、モータMG2の出力制限が大きくなるため、このようなことが起きやすい。そこで、この実施例では、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が100%出力されるよう、式(8)のTr*の線上の点ZにモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を再設定するのである。   After step S180, the smaller one of the torque command Tm1 * and the torque upper limit value Tm1max of the motor MG1 set in step S130 is selected, and the larger one of the smaller one and the torque lower limit value Tm1min is set as the torque command Tm1 *. The torque command Tm2 * of the motor MG2 is reset from the equation (5) using the reset torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S200). Consider a case where a vehicle stopped on a slope starts. For example, the torque command Tm1 * set in step S130 and the torque command Tm2 * set in step S140 are at point X in FIG. 8, and the torque command Tm2 * is limited within the ranges of torque limits Tm2min and Tm2max (see FIG. 8). When the motor MG2 is controlled with this limited value, only a torque smaller than the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a. As a result, the vehicle may slip down. In particular, when the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 is narrow (for example, when the battery 50 is cold), the output limit of the motor MG2 becomes large, so this is likely to occur. Therefore, in this embodiment, the motors MG1 and MG2 are connected to a point Z on the Tr * line in the equation (8) so that the required torque Tr * is output 100% within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. The torque commands Tm1 * and Tm2 * are reset.

そして、再設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40へ送信すると共に、エンジン22の目標回転数Ne*と現在の回転数Neとの偏差を打ち消すよう制御する指令をエンジンECU24へ送信し(ステップS210)、このルーチンを終了する。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。この場合、指令を受信したエンジンECU24は、次式(10)を用いてスロットル開度THにより目標回転数Ne*と現在の回転数Neとの偏差を打ち消すようフィードバック制御する。なお、スロットル開度THは、スロットルバルブ92をスロットルモータ96により開閉することにより調節する(図1参照)。図8に示すように、再設定後のトルク指令Tm1*が再設定前のものに比べて負側に大きな値、つまり発電量が大きな値に再設定されると(点Xから点Zへの変更)、エンジン22の回転数Neを押さえ込む方向にモータMG1のトルクが増加しエンジン22の回転数が低下してしまう。このため、ここでは、エンジン22には目標回転数Ne*を維持するよう指令するのである。このように、坂路発進において、通常時制御では要求トルクTr*のすべてが出力できないときには、スロットル開度THによるエンジン22の回転数フィードバック制御を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてが出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する非通常時制御を実行するのである。   Then, the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the reset motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40, and a command for controlling to cancel the deviation between the target rotational speed Ne * of the engine 22 and the current rotational speed Ne. This is transmitted to the ECU 24 (step S210), and this routine is terminated. Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the motor ECU 40 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 *. . In this case, the engine ECU 24 that has received the command performs feedback control using the following equation (10) to cancel the deviation between the target rotational speed Ne * and the current rotational speed Ne based on the throttle opening TH. The throttle opening TH is adjusted by opening and closing the throttle valve 92 by a throttle motor 96 (see FIG. 1). As shown in FIG. 8, when the torque command Tm1 * after resetting is reset to a larger value on the negative side than that before resetting, that is, the power generation amount is reset to a large value (from point X to point Z) Change), the torque of the motor MG1 increases in the direction to hold down the rotational speed Ne of the engine 22, and the rotational speed of the engine 22 decreases. For this reason, here, the engine 22 is instructed to maintain the target rotational speed Ne *. As described above, when not all of the required torque Tr * can be output in the normal time control at the start of the slope, the rotational speed feedback control of the engine 22 by the throttle opening TH is accompanied by the input / output limits Win and Wout of the battery 50. Thus, the non-normal time control for controlling the engine 22 and the motors MG1, MG2 is executed so that all of the required torque Tr * is output.

TH=前回TH+kth1(Ne*-Ne)+kth2∫(Ne*-Ne)dt …(10)   TH = previous TH + kth1 (Ne * -Ne) + kth2∫ (Ne * -Ne) dt… (10)

以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車20によれば、坂路発進のときに、エンジン22が該エンジン22の目標回転数Ne*で運転するためのモータMG1の回転数フィードバック制御を伴って要求トルクTr*をバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で出力するようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御する通常時制御を実行すると要求トルクTr*のすべてが出力できるときにはその通常時制御を実行し、通常時制御を実行すると要求トルクTr*のすべてが出力できないときにはエンジン22が目標回転数Ne*で運転するためのスロットル開度THによるエンジン22の回転数フィードバック制御を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてが出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御する非通常時制御を実行する。このように、非通常時制御では、モータMG1には反力トルクによりリングギヤ軸32aに駆動力を出力させ、エンジン22にはモータMG1の回転数フィードバック制御を伴わずにスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を伴って運転することにより、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてを出力する。したがって、要求トルクTr*のすべてを確実にリングギヤ軸32aへ出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。また、非通常時制御においてスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を用いて比較的容易にエンジン22を安定して運転することができる。更に、坂路発進において、要求トルクTr*のうちすべてのトルクが確実に出力可能であるため、車両のずり下がりを抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the present embodiment described in detail above, the required torque is accompanied by the rotational speed feedback control of the motor MG1 for the engine 22 to operate at the target rotational speed Ne * of the engine 22 when starting on a slope. When the normal time control for controlling the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 so as to output the Tr * within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 is performed, when all of the required torque Tr * can be output, the normal time When the control is executed, and when the normal time control is executed, all of the required torque Tr * cannot be output, the battery is accompanied by the rotational speed feedback control of the engine 22 by the throttle opening TH for the engine 22 to operate at the target rotational speed Ne *. Outputs all required torque Tr * within 50 input / output limits Win and Wout Performing a non-normal operation control for controlling the engine 22 and the motors MG1 and MG2 to be. As described above, in the non-normal control, the motor MG1 is caused to output the driving force to the ring gear shaft 32a by the reaction torque, and the engine 22 is not subjected to the rotational speed feedback control of the motor MG1 and the rotational speed based on the throttle opening TH. By operating with feedback control, all of the required torque Tr * is output within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. Therefore, the engine 22 can be stably operated when all the required torque Tr * is reliably output to the ring gear shaft 32a. Further, the engine 22 can be stably operated relatively easily by using the rotational speed feedback control based on the throttle opening TH in the non-normal time control. Furthermore, since all the torques of the required torque Tr * can be reliably output when starting on a slope, the vehicle can be prevented from slipping down.

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。   In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above at all, and as long as it belongs to the technical scope of this invention, it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect.

例えば、上述した実施例では、要求トルクTr*のすべてが出力できないときには、非通常時制御を実行するとしたが、図9に示すように、要求トルクTr*を上限とする所定範囲内(例えば要求トルクTr*の8割のトルクなど)のトルクが出力できないときには非通常制御を実行するとしてもよい。こうしても、要求トルクTr*を上限とする所定範囲内のトルクを確実に出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。   For example, in the above-described embodiment, when all of the required torque Tr * cannot be output, the non-normal control is executed. However, as shown in FIG. The non-normal control may be executed when a torque of 80% of the torque Tr * cannot be output. Even in this case, the engine 22 can be stably operated when the torque within the predetermined range with the required torque Tr * as the upper limit is reliably output.

上述した実施例では、坂路発進について説明したが、エンジン22の回転数Neが高い車両走行中においても本発明を適用することができる。この場合にも、非通常時制御においてエンジン22が目標回転数Ne*で運転するためのスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を行うため、モータMG1のトルクが制限されて小さいトルク指令Tm1*が再設定されたときにはエンジン22の回転数Neの吹き上がりを防止することができ、モータMG1のトルクが制限されて大きいトルク指令Tm1*が設定されたときにはエンジン22の回転数Neの低下を抑制することができる。   In the above-described embodiment, the slope start has been described. However, the present invention can be applied even during traveling of the vehicle where the rotational speed Ne of the engine 22 is high. Also in this case, in the non-normal time control, the engine 22 is operated at the target rotation speed Ne * to perform the rotation speed feedback control based on the throttle opening TH. Therefore, the torque of the motor MG1 is limited and a small torque command Tm1 * is generated. When reset, it is possible to prevent the engine speed Ne of the engine 22 from being blown up, and when the torque of the motor MG1 is limited and a large torque command Tm1 * is set, a decrease in the engine speed Ne is suppressed. be able to.

上述した実施例では、非通常時制御においてエンジン22の制御項目としてスロットル開度THによるエンジン22の回転数フィードバック制御を行うとしたが、このほかに例えば、図示しない可変バルブタイミング機構の進角側への制御、燃料噴射量の増加、図示しないイグニッションコイルによる点火タイミングの変更などのうち1以上を適宜選択することにより、エンジン22からの出力を増加させてもよい。こうしても、要求トルクTr*を確実に出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。   In the above-described embodiment, the engine 22 rotation speed feedback control based on the throttle opening TH is performed as the control item of the engine 22 in the non-normal control, but other than this, for example, the advance side of a variable valve timing mechanism (not shown) The output from the engine 22 may be increased by appropriately selecting one or more of control to increase the fuel injection amount, change of the ignition timing by an ignition coil (not shown), and the like. Even in this case, the engine 22 can be stably operated when the required torque Tr * is reliably output.

上述した実施例では、坂路発進の非通常時制御においてトルク指令Tm1*が制限されたときにはスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を行うとしたが、フィードバック制御以外の制御を行ってもよい。例えば、トルク指令Tm1*が制限されたときには再設定後のトルク指令Tm1*を用いて次式(11)より再設定後のトルク指令Tm1*に対応するエンジン22から出力されるべきトルクTe*を再計算し、該再計算したトルクTe*がエンジン22から出力されるようエンジン22を制御するようにしてもよい。こうすれば、モータMG1のトルクが制限されてトルク指令Tm1*が変更されたときには、変更後のモータMG1から出力されるトルクに応じたトルクをエンジン22から出力することにより、要求トルクTr*を確実に出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。   In the above-described embodiment, when the torque command Tm1 * is limited in the non-normal control of starting on a slope, the rotational speed feedback control based on the throttle opening TH is performed. However, control other than the feedback control may be performed. For example, when the torque command Tm1 * is limited, the torque Te * to be output from the engine 22 corresponding to the torque command Tm1 * after resetting is calculated from the following equation (11) using the torque command Tm1 * after resetting. The engine 22 may be controlled so that the recalculated torque Te * is output from the engine 22. In this way, when the torque of the motor MG1 is limited and the torque command Tm1 * is changed, the torque 22 corresponding to the torque output from the motor MG1 after the change is output from the engine 22, thereby obtaining the required torque Tr *. When outputting reliably, the engine 22 can be stably operated.

Te*=-(1+ρ)/ρ・(再設定後Tm1*) …(11)   Te * =-(1 + ρ) / ρ · (Tm1 * after resetting) (11)

上述した実施例では、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 above-described embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. It may be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 10) different from the axle to which the shaft 32a is connected (the axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

上述した実施例では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続されたリングギヤ軸32a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に動力を出力するリングギヤ軸32aに接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部をリングギヤ軸32a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モータMG2230を備えるものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the ring gear shaft 32a connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. As illustrated in the 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 ring gear shaft 32a that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor MG2230 that transmits a part of the power to the ring gear shaft 32a and converts the remaining power into electric power may be provided.

上述した実施例では、エンジン22と動力分配統合機構30とモータMG1,MG2とバッテリ50とハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車20の形態として説明したが、動力出力装置は自動車に搭載されるものに限定されず、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載してもよい。また、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。   In the above-described embodiment, the description has been given as the form of the hybrid vehicle 20 equipped with the power output device including the engine 22, the power distribution and integration mechanism 30, the motors MG1 and MG2, the battery 50, and the hybrid electronic control unit 70. The apparatus is not limited to the one mounted on the automobile, and may be mounted on a moving body such as a vehicle other than the automobile, a ship, and an aircraft. Moreover, it does not matter as a form of the power output device or a control method of the power output device.

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により実行される坂路発進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 slope start 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目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operating line of the engine 22, and target rotational speed Ne * and target torque Te * are set. 動力分配統合機構30の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram for dynamically explaining rotational elements of a power distribution and integration mechanism 30; モータMG1のトルク上限値Tm1maxと下限値Tm1minの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of torque upper limit Tm1max and lower limit Tm1min of motor MG1. 要求トルクの設定範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the setting range of a request torque. 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、26a クランクポジションセンサ、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,64a,64b 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、92 スロットルバルブ、94 スロットルバルブポジションセンサ、96 スロットルモータ、230 対ロータモータMG2、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, 26a crank position sensor, 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 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b driving 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, 92 throttle valve 94, throttle valve position sensor, 96 throttle motor, 230 to rotor motor MG2, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.

Claims (5)

駆動軸に動力を出力して走行する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力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、
坂路の発進条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常時制御を実行する制御手段と、を備え、
前記要求駆動力設定手段は、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、
前記制御手段は、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内である前記蓄電手段の出力制限となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力の和が前記設定された要求駆動力となる第2の関係と、の交点に基づいて前記電力動力入出力手段の目標駆動力及び前記電動機の目標駆動力を再設定し該設定した目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御すると共に、前記内燃機関の目標駆動力が出力されるよう前記内燃機関を制御する、車両。
A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the start condition of the slope is on, the required driving force is within the range of the input / output limit of the power storage means with the driving of the power power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine. When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor is performed so that the driving force within the predetermined range with the required driving force as an upper limit can be output, the normal time control can be output. When the normal time control is executed, the internal combustion engine can be operated at the target rotational speed of the internal combustion engine at a non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as an upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the power power input / output so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit within the range of the input / output limit of the power storage means with the operation of the internal combustion engine according to the control item hand And a control means for performing a non-normal control for controlling said electric motor and,
The required driving force setting means sets a required driving force required for the drive shaft, sets a target rotational speed and a target driving force of the internal combustion engine based on the set required driving force,
The control means outputs and outputs the driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in the non-normal time control within the input / output limit range of the power storage means. From the output shaft of the internal combustion engine, and a first relationship in which the sum of the electric power to be inputted and the electric power inputted / outputted by the electric motor is within the range of the input / output restriction of the electric storage means, second and relationship sum of driving force output from the driving force and the motor output to the drive shaft via the electric power-mechanical power input output means to said drive shaft becomes the set required driving force, the intersection of The power driving input / output means and the electric motor are controlled so that the target driving force of the electric power driving input / output means and the target driving force of the electric motor are reset based on the output and the set target driving force is output. The internal combustion machine Controlling the internal combustion engine as the target driving force is outputted, the vehicle.
前記制御手段は、前記非通常時制御において前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記内燃機関のスロットル開度のフィードバック制御による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
請求項1に記載の車両。
The control means supplies the required driving force with the operation of the internal combustion engine according to a control item of the internal combustion engine for operating the internal combustion engine at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time control. When the output is within the input / output limit range, the required drive is accompanied by the operation of the internal combustion engine by feedback control of the throttle opening of the internal combustion engine for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine. Controlling the electric power drive input / output means and the electric motor so as to output a driving force within a predetermined range with a force as an upper limit,
The vehicle according to claim 1.
前記制御手段は、前記所定範囲内の駆動力のうち前記所定範囲の上限の駆動力を出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
請求項1又は2に記載の車両。
The control means controls the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor so as to output an upper limit driving force within the predetermined range among the driving forces within the predetermined range.
The vehicle according to claim 1 or 2 .
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の回転軸の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が決定されると残余の1軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力手段と、前記第3の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1〜のいずれか1項に記載の車両。
The power power input / output means is connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third rotating shaft, and power to be input / output to any two of the three shafts is determined. Then, a means comprising a three-axis power input / output means for determining the power input / output to and from the remaining one shaft, and a generator capable of inputting / outputting power to the third rotating shaft,
The vehicle according to any one of claims 1 to 3 .
駆動軸に動力を出力して走行する車両を、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段とを利用して制御する方法であって、
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
(b)坂路の発進条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する非通常時制御を実行することを含み、
前記ステップ(a)では、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、
前記ステップ(b)では、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内である前記蓄電手段の出力制限となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力の和が前記設定された要求駆動力となる第2の関係と、の交点に基づいて前記電力動力入出力手段の目標駆動力及び前記電動機の目標駆動力を再設定し該設定した目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御すると共に、前記内燃機関の目標駆動力が出力されるよう前記内燃機関を制御する、車両の制御方法。
A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft is connected to the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft, and includes at least the power from the internal combustion engine with input and output of electric power and power. Using power power input / output means for outputting a part of the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the power power input / output means and power storage means capable of exchanging power with the motor. Control method,
(A) setting a required driving force required for the driving shaft;
(B) When the start condition is on a slope, the requested driving force is limited to the input / output of the power storage means with the driving of the power power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine. When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so as to output within the range is executed, the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit can be output at the normal time. When the normal time control is executed, and when the normal time control is executed, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as the upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the electric power so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in accordance with an operation item of the internal combustion engine according to a control item of the internal combustion engine within an input / output limit range of the power storage means Powered on Includes performing a non-normal operation control for controlling the the force means the electric motor,
In the step (a), a required driving force required for the drive shaft is set, a target rotational speed and a target driving force of the internal combustion engine are set based on the set required driving force,
In the step (b), when the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit in the non-normal time control is output within the input / output restriction range of the power storage means, A first relationship in which the sum of the electric power input / output and the electric power input / output by the electric motor is within the range of the input / output limitation of the power storage means, and the output shaft of the internal combustion engine A second relationship in which the sum of the driving force output from the electric motor to the driving shaft and the driving force output from the electric motor to the driving shaft becomes the set required driving force ; The power drive input / output means and the motor are controlled so that the target drive force of the power drive input / output means and the target drive force of the motor are reset based on the intersection of the power and the set target drive force is output. And before Controlling the internal combustion engine as the target driving force of the internal combustion engine is output, the control method for a vehicle.
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