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JP4066983B2 - Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus - Google Patents

Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus Download PDF

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JP4066983B2
JP4066983B2 JP2004211913A JP2004211913A JP4066983B2 JP 4066983 B2 JP4066983 B2 JP 4066983B2 JP 2004211913 A JP2004211913 A JP 2004211913A JP 2004211913 A JP2004211913 A JP 2004211913A JP 4066983 B2 JP4066983 B2 JP 4066983B2
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internal combustion
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Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置及びこれを搭載し前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a power output device, a vehicle equipped with the power output device, and a method for controlling the power output device. More specifically, the present invention relates to a power output device that outputs power to a drive shaft, and the vehicle is mounted with the axle connected to the drive shaft. The present invention relates to a method for controlling an automobile and a power output apparatus.

従来、この種のハイブリッド自動車としては、プラネタリギヤのサンギヤ,キャリア,リングギヤに発電機,エンジン,駆動軸が接続されると共に駆動軸に電動機が接続されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、車速が比較的低車速のときには、駆動軸に要求される要求駆動力を電動機から出力して走行し、低車速から高車速に移行したときには、発電機によりエンジンをクランキングすることによりエンジンを始動し、エンジンと発電機と電動機とにより要求駆動力を駆動軸に出力して走行している。
特開平5−109694号公報
Conventionally, this type of hybrid vehicle has been proposed in which a generator, an engine, a drive shaft are connected to a sun gear, a carrier, and a ring gear of a planetary gear, and an electric motor is connected to the drive shaft (for example, Patent Document 1). reference). In this automobile, when the vehicle speed is relatively low, the required driving force required for the drive shaft is output from the electric motor to travel, and when the vehicle speed is changed from low to high, the engine is cranked by the generator. The engine is started by the engine, and the engine, the generator, and the electric motor output the required driving force to the drive shaft for traveling.
JP-A-5-109694

上述のハイブリッド自動車では、エンジンを始動する際に要求駆動力に対応できない場合がある。エンジンを始動する際には、発電機でエンジンをクランキングする際にその反力がプラネタリギヤを介して駆動軸側に作用するから、電動機からは現在出力している駆動力に駆動軸側の反力をキャンセルするために必要な駆動力を上乗せして出力する必要がある。このため、エンジンの始動を伴わないときに要求駆動力を電動機から出力できる状態であってもエンジンを始動する際に駆動力が不足して駆動軸側に作用する反力をキャンセルできない場合がある。   In the hybrid vehicle described above, there are cases where the required driving force cannot be accommodated when starting the engine. When starting the engine, when the engine is cranked by the generator, the reaction force acts on the drive shaft side via the planetary gear. It is necessary to add the driving force necessary for canceling the force and output it. For this reason, even when the required driving force can be output from the electric motor without starting the engine, there is a case where the driving force is insufficient when starting the engine and the reaction force acting on the drive shaft side cannot be canceled. .

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、こうした問題を解決し、駆動軸に要求される要求駆動力に対応しながら内燃機関を始動することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関を運転停止した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態から内燃機関を運転した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態へスムーズに移行することを目的の一つとする。   The power output device of the present invention, the automobile equipped with the power output device, and the control method of the power output device are intended to solve such problems and to start the internal combustion engine while responding to the required drive force required for the drive shaft. I will. Further, the power output apparatus of the present invention, the vehicle equipped with the same, and the control method of the power output apparatus are provided in the state where the internal combustion engine is operated from the state in which the driving force is output to the drive shaft while the internal combustion engine is stopped. One of the purposes is to make a smooth transition to a state in which a driving force is output.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。   In order to achieve at least a part of the above object, the power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the power output apparatus, and the control method of the power output apparatus employ the following means.

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、該駆動軸側の反力を用いて該内燃機関を始動可能で、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記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取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、
前記駆動軸側の反力と前記要求駆動力とを前記電動機で出力可能な範囲内で前記内燃機関の始動条件を設定する始動条件設定手段と、
前記内燃機関の運転停止時に前記始動条件設定手段により設定された始動条件が成立したとき、前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求駆動力が出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する始動制御手段と
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, the internal combustion engine can be started using a reaction force on the drive shaft side, and at least part of the power from the internal combustion engine by input and output of electric power and power Power power input / output means capable of outputting to the drive shaft;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the power input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Start condition setting means for setting a start condition of the internal combustion engine within a range in which the reaction force on the drive shaft side and the required drive force can be output by the electric motor;
When the start condition set by the start condition setting means is satisfied when the operation of the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is started and the required driving force is output to the drive shaft and the power The gist of the invention is that it comprises a power input / output means and a start control means for controlling the drive of the electric motor.

この本発明の動力出力装置では、駆動軸側の反力と要求駆動力とを電動機で出力可能な範囲内で内燃機関の始動条件を設定し、内燃機関の運転停止時にこの始動条件が成立したとき、内燃機関が始動されると共に駆動軸に要求駆動力が出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、電力動力入出力手段により内燃機関を始動する際の駆動軸側の反力を電動機で受け持つときに駆動力が不足するのをより確実に防止することができる。この結果、要求駆動力に対応しながら内燃機関を始動することができる。また、要求駆動力に対応することにより、内燃機関を運転停止した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態から内燃機関を運転した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態へスムーズに移行することができる。   In the power output apparatus of the present invention, the start condition of the internal combustion engine is set within a range in which the reaction force on the drive shaft side and the required drive force can be output by the electric motor, and this start condition is satisfied when the operation of the internal combustion engine is stopped. When the internal combustion engine is started, the internal combustion engine, the power power input / output means, and the motor are controlled so that the required driving force is output to the drive shaft. When the reaction force on the drive shaft side is handled by the electric motor, it is possible to more reliably prevent the drive force from being insufficient. As a result, the internal combustion engine can be started while responding to the required driving force. In addition, by responding to the required driving force, a smooth transition can be made from a state where the driving force is output to the driving shaft in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped to a state where the driving force is output to the driving shaft while the internal combustion engine is operated. be able to.

こうした本発明の動力出力装置において、前記始動条件設定手段は、前記要求駆動力が前記電動機から出力可能な最大駆動力と前記駆動軸側の反力を受け持つために必要な前記電動機の駆動力との偏差に基づく閾値以上となる第1の条件が成立したときに前記内燃機関が始動されるよう前記始動条件を設定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記始動条件設定手段は、前記第1の条件と前記駆動軸の回転数に基づく第2の条件とのうちのいずれかが成立したときに前記内燃機関が始動されるよう前記始動条件を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、より適切なタイミングで内燃機関を始動することができる。ここで、「駆動軸の回転数に基づく第2の条件」には、駆動軸の回転数が所定回転数以上となる条件や要求駆動力と駆動軸の回転数とに基づく要求パワーが所定パワー以上となる条件などが含まれる。   In such a power output apparatus of the present invention, the starting condition setting means includes the maximum driving force that the required driving force can be output from the electric motor and the driving force of the electric motor that is necessary for taking charge of the reaction force on the driving shaft side. It is also possible to set the starting condition so that the internal combustion engine is started when a first condition that is equal to or greater than a threshold value based on the deviation is established. In this aspect of the power output apparatus according to the present invention, the start condition setting means is configured to detect the internal combustion engine when one of the first condition and the second condition based on the rotational speed of the drive shaft is satisfied. It can also be a means for setting the start condition so that is started. In this way, the internal combustion engine can be started at a more appropriate timing. Here, in the “second condition based on the rotational speed of the drive shaft”, the required power based on the condition that the rotational speed of the drive shaft is equal to or higher than the predetermined rotational speed and the required driving force and the rotational speed of the drive shaft The above conditions are included.

第1の条件が成立したときに内燃機関が始動されるよう始動条件を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記駆動軸側の反力を受け持つために必要な前記電動機の駆動力は、前記内燃機関をクランキングするのに必要な前記電力動力入出力手段の駆動力に基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記内燃機関をクランキングするのに必要な前記電力動力入出力手段の駆動力は、該電力動力入出力手段から出力可能な最大駆動力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から出力可能な最大駆動力は、前記蓄電手段の出力制限の範囲内で設定される駆動力であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段から出力可能な最大駆動力は、該電力動力入出力手段の定格値と該電力動力入出力手段を含む電気駆動系の温度とに基づいて設定される駆動力であるものとすることもできるし、両者を組み合わせて設定される駆動力であるものとすることもできる。こうすれば、より正確に駆動軸側の反力を受け持つために必要な駆動力を把握することができる。   In the power output apparatus of the present invention in which the start condition is set so that the internal combustion engine is started when the first condition is satisfied, the driving force of the electric motor necessary for taking charge of the reaction force on the drive shaft side is The driving force may be set based on the driving force of the electric power drive input / output means necessary for cranking the internal combustion engine. In the power output apparatus of the present invention of this aspect, the driving force of the power power input / output means necessary for cranking the internal combustion engine is the maximum driving power that can be output from the power power input / output means. You can also In this case, the maximum driving force that can be output from the power motive power input / output unit may be a driving force set within the range of the output limit of the power storage unit, or from the power motive power input / output unit. The maximum driving force that can be output can be a driving force that is set based on the rated value of the power power input / output means and the temperature of the electric drive system that includes the power power input / output means, The driving force may be set by combining both. In this way, it is possible to grasp the driving force necessary to handle the reaction force on the drive shaft side more accurately.

また、第1の条件が成立したときに内燃機関が始動されるよう始動条件を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記電動機から出力可能な最大駆動力は、該電動機の定格値と該電動機を含む電気駆動系の温度とに基づいて設定される駆動力であるものとすることもできる。   In the power output device of the present invention in which the start condition is set so that the internal combustion engine is started when the first condition is satisfied, the maximum driving force that can be output from the electric motor is the rated value of the electric motor. The driving force may be set based on the temperature of the electric drive system including the electric motor.

本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の回転軸の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ものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し該第1の回転子と該第2の回転子との電
磁気的な作用による電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機を備える手段であるものとすることもできる。
In the power output apparatus of the present invention, the power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third rotating shaft, and enters any two of the three shafts. A three-axis power input / output means for determining the power input / output to / from the remaining one shaft when the output power is determined; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the third rotating shaft. The power drive input / output means may include a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft. And a counter-rotor motor that outputs at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by input and output of electric power and power generated by electromagnetic action between the first rotor and the second rotor. It can also be a means provided.

本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれかの動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され該駆動軸側の反力を用いて該内燃機関を始動可能で電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記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取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、前記駆動軸側の反力と前記要求駆動力とを前記電動機で出力可能な範囲内で前記内燃機関の始動条件を設定する始動条件設定手段と、前記内燃機関の運転停止時に前記始動条件設定手段により設定された始動条件が成立したとき前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求駆動力が出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する始動制御手段とを備える動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に接続されて走行する
ことを要旨とする。
The automobile of the present invention
A power output apparatus according to any one of the above-described embodiments, that is, a power output apparatus that basically outputs power to a drive shaft, and is connected to the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft Power power input / output means capable of starting the internal combustion engine using a reaction force on the drive shaft side and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft by input / output of power and power; Electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, power power input / output means, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, and required drive force setting means for setting required drive force required for the drive shaft Start condition setting means for setting a start condition of the internal combustion engine within a range in which the reaction force on the drive shaft side and the required drive force can be output by the electric motor, and the start condition when the operation of the internal combustion engine is stopped The start set by the setting means The internal combustion engine is started when a condition is satisfied, and start control means for drivingly controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so that the required driving force is output to the drive shaft. The gist is that a power output device is mounted and the drive shaft is connected to an axle.

この本発明の自動車では、上述した各態様のいずれかの本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、要求駆動力に対応しながら内燃機関を始動することができる効果や内燃機関を運転停止した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態から内燃機関を運転した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態へスムーズに移行することができる効果などを奏することができる。   In this automobile of the present invention, since the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, the internal combustion engine is started while responding to the effects exhibited by the power output device of the present invention, for example, the required driving force. Effects that can be smoothly transitioned from a state in which the driving force is output to the drive shaft while the internal combustion engine is stopped to a state in which the driving force is output to the drive shaft while the internal combustion engine is operated. Can play.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され該駆動軸側の反力を用いて該内燃機関を始動可能で電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記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取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、
少なくとも前記駆動軸側の反力の出力と前記駆動軸に要求される要求駆動力の出力とを前記電動機により賄うことができる状態で前記内燃機関が始動されると共に該駆動軸に該要求駆動力が出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine, connected to an output shaft and a drive shaft of the internal combustion engine, and capable of starting the internal combustion engine using a reaction force on the drive shaft side, and at least one of the power from the internal combustion engine by input and output of electric power and power Power motive power input / output means capable of outputting the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the power motive power input / output means and power storage means capable of exchanging power with the motor. A method for controlling a power output device,
The internal combustion engine is started in a state where at least the output of the reaction force on the drive shaft side and the output of the required drive force required for the drive shaft can be covered by the electric motor, and the required drive force is applied to the drive shaft. The gist of the invention is to drive and control the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so that the power is output.

この本発明の動力出力装置の制御方法では、駆動軸側の反力と要求駆動力とを電動機で出力可能な範囲内で内燃機関の始動条件を設定し、内燃機関の運転停止時にこの始動条件が成立したとき、内燃機関が始動されると共に駆動軸に要求駆動力が出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、電力動力入出力手段により内燃機関を始動する際の駆動軸側の反力を電動機で受け持つときに駆動力が不足するのをより確実に防止することができる。この結果、要求駆動力に対応しながら内燃機関を始動することができる。また、要求駆動力に対応することにより、内燃機関を運転停止した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態から内燃機関を運転した状態で駆動軸に駆動力を出力する状態へスムーズに移行することができる。   In the control method of the power output apparatus of the present invention, the start condition of the internal combustion engine is set within a range in which the reaction force on the drive shaft side and the required drive force can be output by the electric motor, and the start condition is set when the operation of the internal combustion engine is stopped. Is established, the internal combustion engine, the power power input / output means and the motor are controlled so that the required driving force is output to the drive shaft and the internal combustion engine is started by the power power input / output means. It is possible to more reliably prevent the driving force from being insufficient when the electric motor takes charge of the reaction force on the driving shaft side. As a result, the internal combustion engine can be started while responding to the required driving force. In addition, by responding to the required driving force, a smooth transition can be made from a state where the driving force is output to the driving shaft in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped to a state where the driving force is output to the driving shaft while the internal combustion engine is operated. be able to.

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、本発明の一実施形態としての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 the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus as 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 disposed 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,インバータ41,42の温度を検出する温度センサ45,46からのインバータ温度Tinv1,Tinv2,モータMG1,MG2の温度を検出する温度センサ47,48からのモータ温度Tm1,Tm2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). From the phase sensors applied to the motors MG1 and MG2, the temperature of the inverters 41 and 42, the inverter temperatures Tinv1 and Tinv2, and the temperature sensors 47 and 48 that detect the temperatures of the motors MG1 and MG2. The motor temperatures Tm1, Tm2, etc. are input, and the motor ECU 40 outputs switching control signals to the inverters 41, 42. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた電流センサ51a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51b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51aにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor 51a, the battery temperature Tb from the temperature sensor 51b attached to the battery 50, and the like are input, and the data regarding the state of the battery 50 is electronically controlled by communication as necessary. Output to 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 51a 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, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. 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 pedal 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、特にエンジン22を停止するモータ運転モードからエンジン22を運転するトルク変換運転モードや充放電運転モードに移行する際の動作について説明する。図2は、実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、8msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly the operation when shifting from the motor operation mode for stopping the engine 22 to the torque conversion operation mode for operating the engine 22 and the charge / discharge operation mode will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,エンジン22の回転数Ne,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の出力制限Wout,モータMG2の最大トルクTm2maxなどの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の回転数を検出する図示しない回転数センサにより検出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。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演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。バッテリ50の残容量SOCは、電流センサ51aにより検出された充放電電流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。バッテリ50の出力制限Woutは、温度センサ51bにより検出された電池温度Tbに基づいて出力制限Woutの基本値を設定すると共に残容量SOCに基づいて補正係数を設定し、基本値に補正係数を乗じたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。なお、電池温度Tbと出力制限Woutの基本値との関係を図3に、残容量SOCと補正係数との関係を図4に示す。モータMG2の最大トルクTm2maxは、温度センサ46により検出されたモータ温度Tm2や温度センサ48により検出されたインバータ温度Tinv2に基づいて各温度が所定温度を超えたときに高温ほど値0〜値1の範囲で小さくなるよう補正係数を設定し、回転数Nm2におけるモータMG2の定格最大トルクに補正係数を乗じたものをモータECU40から通信により入力するものとした。   When the drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speed Ne of the engine 22, the motor MG1. , MG2 rotation speed Nm1, Nm2, remaining capacity SOC of battery 50, output limit Wout of battery 50, maximum torque Tm2max of motor MG2, etc. are input (step S100). Here, the rotation speed Ne of the engine 22 is detected by a rotation speed sensor (not shown) that detects the rotation speed of the crankshaft 26 and is input from the engine ECU 24 by communication. The rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are 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 and input from the motor ECU 40 by communication. did. The remaining capacity SOC of the battery 50 is input from the battery ECU 52 through communication, which is calculated based on the charge / discharge current detected by the current sensor 51a. The output limit Wout of the battery 50 sets a basic value of the output limit Wout based on the battery temperature Tb detected by the temperature sensor 51b, sets a correction coefficient based on the remaining capacity SOC, and multiplies the basic value by the correction coefficient. The data is input from the battery ECU 52 by communication. FIG. 3 shows the relationship between the battery temperature Tb and the basic value of the output limit Wout, and FIG. 4 shows the relationship between the remaining capacity SOC and the correction coefficient. The maximum torque Tm2max of the motor MG2 has a value 0 to a value 1 as the temperature increases as each temperature exceeds a predetermined temperature based on the motor temperature Tm2 detected by the temperature sensor 46 or the inverter temperature Tinv2 detected by the temperature sensor 48. The correction coefficient is set so as to be smaller within the range, and the value obtained by multiplying the rated maximum torque of the motor MG2 at the rotation speed Nm2 by the correction coefficient is input from the motor ECU 40 by communication.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求される要求トルクTr*と車両全体に要求される車両要求パワーPv*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のマップの一例を示す。また、車両要求パワーPv*は、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の充放電要求パワーPb*とロスLossとを合算したものを設定するものとした。ここで、バッテリ50の充放電要求パワーPb*は、残容量SOCやアクセル開度Accに基づいて設定することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることにより求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除することにより求めたりすることができる。   When the data is input in this manner, the required torque Tr * required for the ring gear shaft 32a as the drive shaft and the required vehicle power Pv * required for the entire vehicle are set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V. (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 a map for setting required torque. Further, the vehicle required power Pv * is set to a value obtained by multiplying the required torque Tr * by the rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a, and a sum of the charge / discharge required power Pb * of the battery 50 and the loss Loss. Here, the charge / discharge required power Pb * of the battery 50 can be set based on the remaining capacity SOC and the accelerator opening Acc. The rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a can be obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor k, or can be obtained by dividing the rotational speed Nm2 of the motor MG2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35.

次に、エンジン22を運転停止した場合にこれをクランキングして再始動するためにモータMG1から出力すべきトルクとしてのクランキング時トルクTcrを設定する(ステップS120)。ここで、クランキング時トルクTcrの設定は、図6に例示するクランキング時トルク設定処理を実行することにより行なわれる。このクランキング時トルク設定処理では、まず、モータMG1の最大トルクTm1maxやバッテリ50の現在の充放電パワーPbなどのデータを入力する(ステップS300)。ここで、モータMG1の最大トルクTm1maxは、実施例では、温度センサ45により検出されたモータ温度Tm1や温度センサ47により検出されたインバータ温度Tinv1に基づいて各温度が所定温度を超えたときに高温ほど値0〜値1の範囲で小さくなるよう補正係数を設定し、回転数Nm1におけるモータMG1の定格最大トルクに設定した補正係数を乗じたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の現在の充放電パワーPbは、図示しない電圧センサにより検出された端子間電圧と電流センサ51aにより検出された充放電電流と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。そして、バッテリ50の出力制限Woutから現在の充放電パワ
ーPbを減じたパワーすなわちエンジン22のクランキングに使用可能なバッテリパワーに基づいてこのバッテリパワーが小さいほど小さくなる傾向にモータMG1のトルク制限Tm1limを設定し(ステップS310)、最大トルクTm1maxとトルク制限Tm1limとのうち小さい方をクランキング時トルクTcrに設定して(ステップS320)、処理を終了する。これにより、クランキング時トルクTcrを、基本的にはモータMG1の定格最大トルクとして、モータMG1やインバータ41の温度制限やバッテリ50の出力制限Woutの範囲内で制限したものとして設定することができる。なお、クランキング時トルクTcrとして基本的にはモータMG1の定格最大トルクを設定するのは、エンジン22をクランキングする際にモータMG1とエンジン22と動力分配統合機構30からなる系に共振現象を生じさせる回転数領域を素早く通過させ、クランキング時の車両の振動を抑制させるためである。
Next, a cranking torque Tcr is set as a torque to be output from the motor MG1 in order to crank and restart the engine 22 when the operation is stopped (step S120). Here, the cranking torque Tcr is set by executing a cranking torque setting process illustrated in FIG. In this cranking torque setting process, first, data such as the maximum torque Tm1max of the motor MG1 and the current charge / discharge power Pb of the battery 50 are input (step S300). Here, in the embodiment, the maximum torque Tm1max of the motor MG1 is high when each temperature exceeds a predetermined temperature based on the motor temperature Tm1 detected by the temperature sensor 45 and the inverter temperature Tinv1 detected by the temperature sensor 47. The correction coefficient is set so as to decrease in the range from 0 to 1, and the product obtained by multiplying the rated maximum torque of the motor MG1 at the rotation speed Nm1 by the correction coefficient set is input from the motor ECU 40 by communication. Further, the current charge / discharge power Pb of the battery 50 is input from the battery ECU 52 by communication from a voltage calculated based on the inter-terminal voltage detected by a voltage sensor (not shown) and the charge / discharge current detected by the current sensor 51a. To do. Based on the power obtained by subtracting the current charge / discharge power Pb from the output limit Wout of the battery 50, that is, the battery power that can be used for cranking the engine 22, the torque limit Tm1lim of the motor MG1 tends to decrease as the battery power decreases. (Step S310), the smaller one of the maximum torque Tm1max and the torque limit Tm1lim is set as the cranking torque Tcr (step S320), and the process is terminated. Thereby, the cranking torque Tcr can be basically set as the rated maximum torque of the motor MG1 within the limits of the temperature limit of the motor MG1 and the inverter 41 and the output limit Wout of the battery 50. . The rated maximum torque of the motor MG1 is basically set as the cranking torque Tcr when the engine 22 is cranked because a resonance phenomenon occurs in the system including the motor MG1, the engine 22, and the power distribution and integration mechanism 30. This is because the generated rotation speed region is quickly passed to suppress vehicle vibration during cranking.

こうしてクランキング時トルクTcrを設定すると、次式(1)に示すように、設定したクランキング時トルクTcrを動力分配統合機構30のギヤ比ρ(=サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)で除したものをモータMG2の最大トルクTm2maxから減じて閾値Tthrを設定して(ステップS130)、要求トルクTr*と設定した閾値Tthrとを比較し(ステップS140)、要求トルクTr*が閾値Tthr未満のときには更に車両要求パワーPv*と閾値Pthrとを比較する(ステップS150)。ここで、閾値Tthrと閾値Pthrは、エンジン22の運転範囲を定めるためのものであり、閾値Pthrについてはエンジン22が効率よく運転できる範囲としてエンジン22やモータMG1,MG2により予め定めたものを用いた。閾値Tthrについての詳細は後述する。   When the cranking torque Tcr is thus set, as shown in the following equation (1), the set cranking torque Tcr is converted to the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 (= the number of teeth of the sun gear 31 / the number of teeth of the ring gear 32). ) Is subtracted from the maximum torque Tm2max of the motor MG2 to set a threshold value Tthr (step S130), and the required torque Tr * is compared with the set threshold value Tthr (step S140). When it is less than Tthr, the vehicle required power Pv * is further compared with the threshold value Pthr (step S150). Here, the threshold value Tthr and the threshold value Pthr are for determining the operating range of the engine 22, and the threshold value Pthr is determined in advance by the engine 22 and the motors MG1 and MG2 as a range in which the engine 22 can be efficiently operated. It was. Details of the threshold value Tthr will be described later.

Tthr=Tm2max−Tcr/ρ …(1)   Tthr = Tm2max−Tcr / ρ (1)

要求トルクTr*が閾値Tthr以上であると判定されたり車両要求パワーPv*が閾値Pthr以上であると判定されたときには、エンジン22が運転中であるか否かを判定し(ステップS160)、エンジン22が運転中であると判定されたときには、車両要求パワーPv*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する(ステップS170)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと車両要求パワーPv*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定することにより行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例および目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図7に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと車両要求パワーPv*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。   When it is determined that the required torque Tr * is greater than or equal to the threshold value Tthr or the vehicle required power Pv * is determined to be greater than or equal to the threshold value Pthr, it is determined whether or not the engine 22 is in operation (step S160). When it is determined that the vehicle 22 is in operation, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set based on the vehicle required power Pv * (step S170). This setting is performed by setting the target rotational speed Ne * and the target torque Te * based on the operation line for efficiently operating the engine 22 and the vehicle required power Pv *. FIG. 7 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 vehicle required power Pv * (Ne * × Te *).

エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルク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(=k・V)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて次式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS180)。動力分配統合機構30の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図を図8に示す。図中、左のS軸はサンギヤ31の回転数を示し、C軸はキャリア34の回転数を示し、R軸はリングギヤ32(リングギヤ軸32a)の回転数Nrを示す。前述したように、サンギヤ31の回転数はモータMG1の回転数Nm1でありキャリア34の回転数はエンジン22の回転数Neであるから、モータMG1の目標回転数Nm1*はリングギヤ軸32aの回転数Nr(=k・V)とエンジン22の目標回転数Ne*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいて式(2)により計算することができる。したがって、モータMG1が目標回転数Nm1*で回転するようトルク指令Tm1*を設定してモータMG1を駆動制御することにより、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させることができる。ここで、式(3)は、
モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(3)中、右辺第2項の「KP」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「KI」は積分項のゲインである。なお、図8におけるR軸上の上向きの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*がリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。
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 (= k · V) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 are obtained. The target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated using the following formula (2) and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is calculated using the following formula (3) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1. Is calculated (step S180). FIG. 8 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotary element of the power distribution and integration mechanism 30. In the figure, the left S-axis indicates the rotational speed of the sun gear 31, the C-axis indicates the rotational speed of the carrier 34, and the R-axis indicates the rotational speed Nr of the ring gear 32 (ring gear shaft 32a). As described above, since the rotation speed of the sun gear 31 is the rotation speed Nm1 of the motor MG1 and the rotation speed of the carrier 34 is the rotation speed Ne of the engine 22, the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1 is the rotation speed of the ring gear shaft 32a. Based on Nr (= k · V), the target rotational speed Ne * of the engine 22, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, it can be calculated by the equation (2). Therefore, the engine 22 can be rotated at the target rotational speed Ne * by setting the torque command Tm1 * so that the motor MG1 rotates at the target rotational speed Nm1 * and drivingly controlling the motor MG1. Here, the equation (3) is
This is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (3), “KP” in the second term on the right side is a gain in the proportional term, and “KI in the third term on the right side. "Is the gain of the integral term. Note that the two bold arrows pointing upward on the R axis in FIG. 8 indicate that the torque Te * output from the engine 22 when the engine 22 is steadily operated at the operation point of the target rotational speed Ne * and the target torque Te * is a ring gear. The torque transmitted to the shaft 32a and the torque that the torque Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a are shown.

Nm1*=(Ne*・(1+ρ)−k・V)/ρ …(2)
Tm1*=前回Tm1*+KP(Nm1*−Nm1)+KI∫(Nm1*−Nm1)dt …(3)
Nm1 * = (Ne * ・ (1 + ρ) −k ・ V) / ρ (2)
Tm1 * = previous Tm1 * + KP (Nm1 * −Nm1) + KI∫ (Nm1 * −Nm1) dt (3)

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と減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いて要求トルクTr*をリングギヤ軸32aに作用させるためにモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを図8の共線図のR軸上のトルクの釣り合い関係から定まる次式(4)により計算すると共に(ステップS190)、バッテリ50の出力制限WoutとモータMG1のトルク指令Tm1*と現在のモータMG1の回転数Nm1とモータMG2の回転数Nm2とに基づいて次式(5)によりモータMG2から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Tm2limを計算し(ステップS200)、仮モータトルクTm2tmpとステップS100で入力した最大トルクTm2maxとトルク制限Tm2limとのうち最も小さいものをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定する(ステップS210)。これにより、モータMG2のトルク指令Tm2*をバッテリ50の出力制限WoutやモータMG2,インバータ42の温度制限の範囲内で制限したトルクとして設定することができる。   When the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm1 * are calculated, the required torque Tr *, the torque command Tm1 *, the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, and the gear ratio Gr of the reduction gear 35 are requested. The temporary motor torque Tm2tmp as the torque to be output from the motor MG2 in order to apply the torque Tr * to the ring gear shaft 32a is calculated by the following equation (4) determined from the torque balance relationship on the R axis in the nomogram of FIG. (Step S190), and based on the output limit Wout of the battery 50, the torque command Tm1 * of the motor MG1, the current rotational speed Nm1 of the motor MG1, and the rotational speed Nm2 of the motor MG2, the following expression (5) Torque limit Tm2lim as an upper limit of torque that may be output is calculated (step S200), and temporary motor torque is calculated. Ones set to the torque command Tm2 * of the motor MG2 smallest of the maximum torque Tm2max and torque limit Tm2lim entered in Tm2tmp and step S100 (step S210). Thereby, torque command Tm2 * of motor MG2 can be set as a torque limited within the range of output limit Wout of battery 50 and the temperature limits of motor MG2 and inverter 42.

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(4)
Tm2lim=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 …(5)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (4)
Tm2lim = (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)

こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。   Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set in the engine ECU 24. The torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S220), and the drive control routine is terminated. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * performs fuel injection control in the engine 22 such that the engine 22 is operated at an operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Controls such as ignition control. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. To do.

ステップS160でエンジン22が運転中でないと判定されたときには、エンジン22を始動すべきと判断し、ステップS120で設定したクランキング時トルクTcrをモータMG1のトルク指令Tm1*に設定してエンジン22のクランキングを開始すると共に(ステップS230)、モータMG2により要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32a上に作用するよう前述したステップS190〜S220の処理を行なって本ルーチンを終了する。エンジン22のクランキングが開始されてから本ルーチンが繰り返し実行されたときにエンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに達したときには、ステップS240で肯定的な判定がなされ、燃料噴射制御や点火制御が開始されてエンジン22が始動されることになる(ステップS250)。図9に、エンジン22をクランキングする際の動力分配統合機構30の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係としての
共線図を示し、図10に、エンジン22をクランキングする際にモータMG2によりリングギヤ軸32a上に実質的に作用させることができるトルクの最大値の時間変化の様子を示す。エンジン22をクランキングする際には、図9に示すように、モータMG1から動力分配統合機構30を介してリングギヤ軸32a上に作用するトルク(=−Tm1*/ρ)はR軸上の下向きのトルクとなるから、反力キャンセルするために必要なR軸上の上向きのトルクの分だけクランキング時にリングギヤ軸32a上に実質的に作用させることができるトルクの最大値は非クランキング時に比して小さくなる(図10参照)。このため、非クランキング時にはリングギヤ軸32a上に要求トルクTr*を作用させることができる状態であってもクランキング時にはモータMG2から出力するトルクに不足が生じる場合がある。実施例では、ステップS130でモータMG2から現在出力できる最大トルクTm2maxからクランキング時の反力キャンセルに必要なモータMG2のトルクを減じたものを閾値Tthrに設定し、要求トルクTr*がこの閾値Tthr以上のときにエンジン22をクランキングして始動するから、クランキング時でもモータMG2から出力するトルクに不足が生じることがない。ステップS130で閾値Tthrを設定すると共にステップS140で要求トルクTr*と閾値Tthrとを比較してエンジン22の始動を判定したのはこうした理由に基づく。
If it is determined in step S160 that the engine 22 is not in operation, it is determined that the engine 22 should be started, and the cranking torque Tcr set in step S120 is set to the torque command Tm1 * of the motor MG1 to While cranking is started (step S230), the processing of steps S190 to S220 described above is performed so that the required torque Tr * acts on the ring gear shaft 32a as the drive shaft by the motor MG2, and this routine is terminated. If the speed Ne of the engine 22 reaches the predetermined speed Nref when the routine is repeatedly executed after the cranking of the engine 22 is started, an affirmative determination is made in step S240, and fuel injection control or ignition is performed. Control is started and the engine 22 is started (step S250). FIG. 9 shows a nomographic chart as a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotary element of the power distribution and integration mechanism 30 when cranking the engine 22, and FIG. 10 shows when the engine 22 is cranked. FIG. 5 shows how the maximum value of torque that can be substantially acted on the ring gear shaft 32a by the motor MG2 changes with time. When cranking the engine 22, as shown in FIG. 9, the torque (= −Tm1 * / ρ) acting on the ring gear shaft 32a from the motor MG1 via the power distribution and integration mechanism 30 is downward on the R axis. Therefore, the maximum value of the torque that can substantially act on the ring gear shaft 32a during cranking by the amount of upward torque on the R axis necessary for canceling the reaction force is compared with that during non-cranking. (See FIG. 10). For this reason, even when the required torque Tr * can be applied to the ring gear shaft 32a during non-cranking, the torque output from the motor MG2 may be insufficient during cranking. In the embodiment, a value obtained by subtracting the torque of the motor MG2 necessary for canceling the reaction force at the time of cranking from the maximum torque Tm2max that can be output from the motor MG2 in step S130 is set as the threshold Tthr, and the required torque Tr * is set to the threshold Tthr. Since the engine 22 is cranked and started at the above time, the torque output from the motor MG2 is not deficient even during cranking. The reason why the threshold value Tthr is set in step S130 and the required torque Tr * and the threshold value Tthr are compared in step S140 to determine the start of the engine 22 is based on these reasons.

ステップS140で要求トルクTr*が閾値Tthr未満と判定され、且つ、ステップS150でも車両要求パワーPv*が閾値Pthr未満と判定されたときには、エンジン22を運転停止させた方が効率がよいと判断し、エンジン22を運転停止するよう目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに値0を設定すると共に(ステップS260)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS270)、モータMG2だけで要求トルクTr*が出力されるよう前述したステップS190〜S220の処理を行なって本ルーチンを終了する。   If it is determined in step S140 that the required torque Tr * is less than the threshold value Tthr and also in step S150 that the vehicle required power Pv * is determined to be less than the threshold value Pthr, it is determined that it is more efficient to stop the engine 22 from operating. A value 0 is set for the target rotational speed Ne * and the target torque Te * so as to stop the operation of the engine 22 (step S260), and a value 0 is set for the torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S270). The processing in steps S190 to S220 described above is performed so that the required torque Tr * is output only by MG2, and this routine is terminated.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータMG2から出力可能な最大トルクTm2maxから予め設定したクランキング時トルクTcrを動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したもの即ちクランキング時の反力キャンセルに必要なモータMG2のトルクを減じて閾値Tthrを計算し、駆動軸としてのリングギヤ軸32aの要求トルクTr*が閾値Tthr以上となったときにエンジン22をクランキングして始動するから、クランキング時にモータMG2から出力されるトルクに不足が生じることがない。この結果、要求トルクTr*を維持しながらエンジン22を始動することができ、モータ運転モードからトルク変換運転モードや充放電運転モードへの移行をスムーズに行なうことができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the cranking torque Tcr set in advance from the maximum torque Tm2max that can be output from the motor MG2 is divided by the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, that is, during cranking. The threshold value Tthr is calculated by reducing the torque of the motor MG2 necessary for reaction force cancellation, and the engine 22 is cranked and started when the required torque Tr * of the ring gear shaft 32a as the drive shaft exceeds the threshold value Tthr. The torque output from the motor MG2 at the time of cranking will not be deficient. As a result, the engine 22 can be started while maintaining the required torque Tr *, and the transition from the motor operation mode to the torque conversion operation mode or the charge / discharge operation mode can be performed smoothly.

実施例のハイブリッド自動車20では、閾値Tthrの計算に用いるクランキング時トルクTcrとして、モータMG1の定格最大トルクにモータMG1やインバータ41の温度による制限とバッテリ50の出力制限Woutによる制限とを施したものを設定するものとしたが、これに限られず、エンジン22の状態(例えば、冷却水温)を考慮してクランキング時トルクTcrを設定するものとしてもよいし、クランキング時トルクTcrとしてモータMG1やインバータ41の性能やバッテリ50の性能などにより予め定めた値を設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, as the cranking torque Tcr used for calculation of the threshold value Tthr, the rated maximum torque of the motor MG1 is limited by the temperature of the motor MG1 and the inverter 41 and by the output limit Wout of the battery 50. However, the present invention is not limited to this, and the cranking torque Tcr may be set in consideration of the state of the engine 22 (for example, the coolant temperature), or the motor MG1 may be set as the cranking torque Tcr. Alternatively, a predetermined value may be set according to the performance of the inverter 41 or the performance of the battery 50.

実施例のハイブリッド自動車20では、要求トルクTr*に基づいてエンジン22の始動を判定する以外にステップS150で車両要求パワーPv*に基づいてエンジン22の始動を判定したが、車両要求パワーPv*に代えて或いは車両要求パワーPv*と組み合わせて車速Vに基づいてエンジン22の始動を判定するものとしてもよいし、他の要因を考慮してエンジン22の始動を判定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, in addition to determining the start of the engine 22 based on the required torque Tr *, the start of the engine 22 is determined based on the vehicle required power Pv * in step S150. Alternatively, the start of the engine 22 may be determined based on the vehicle speed V in combination with the vehicle required power Pv *, or the start of the engine 22 may be determined in consideration of other factors.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2から出力可能な最大トルクTm2
maxからクランキング時の反力キャンセルに必要なモータMG2のトルク(=Tcr/ρ)を減じたものを閾値Tthrに設定したが、クランキング時でもリングギヤ軸32a上に要求トルクTr*を作用させることができればよいから、最大トルクTm2maxからクランキング時の反力キャンセルに必要なモータMG2のトルクを減じたものよりも小さい値を閾値Tthrに設定するものとしてもよい。或いは、要求トルクTr*と閾値Tthrとの比較によらずにこうしたクランキング時でもリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を作用させることができる如何なる手法を用いるものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the maximum torque Tm2 that can be output from the motor MG2
The value obtained by subtracting the torque (= Tcr / ρ) of the motor MG2 necessary for canceling the reaction force at the time of cranking from max is set as the threshold Tthr, but the required torque Tr * is applied to the ring gear shaft 32a even at the time of cranking. Therefore, the threshold Tthr may be set to a value smaller than the value obtained by subtracting the torque of the motor MG2 necessary for canceling the reaction force during cranking from the maximum torque Tm2max. Alternatively, any method capable of applying the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a even during cranking without using a comparison between the required torque Tr * and the threshold value Tthr may be used.

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11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における駆動輪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 drive wheels 64a and 64b in FIG. 11) 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12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪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 of 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 modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

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

本発明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。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the hybrid vehicle 20 carrying the power output device which is one Example of this invention. 実施例のハイブリッド自動車20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 the hybrid vehicle 20 of an Example. 電池温度Tbとバッテリ50の出力制限Woutの基本値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 battery temperature Tb and the basic value of the output limitation Wout of the battery 50. FIG. 残容量SOCと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 remaining capacity SOC and a correction coefficient. 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. クランキング時トルク設定処理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 torque setting process at the time of cranking. エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a mode that an example of the operating line of the engine 22, the target rotational speed Ne *, and the target torque Te * are set. 動力分配統合機構30の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。3 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotary element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. エンジン22をクランキングする際の動力分配統合機構30の各回転要素の回転数とトルクの力学的な関係を示す共線図である。FIG. 5 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotary element of the power distribution and integration mechanism 30 when cranking the engine 22. エンジン22をクランキングする際にモータMG2によりリングギヤ軸32a上に実質的に作用させることができるトルクの最大値の時間変化の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of a time change of the maximum value of the torque which can be made to act on the ring gear shaft 32a substantially by the motor MG2 when cranking the engine 22. 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、45,46,47,48,51,51b 温度センサ、51a 電流センサ、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、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, 45, 46, 47, 48, 51, 51b temperature sensor, 51a current sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b drive 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 speed sensor 230 rotor motor 232 inner rotor 234 outer rotor MG1 , MG2 motor.

Claims (11)

駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、該駆動軸側の反力を用いて該内燃機関を始動可能で、電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記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取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、
前記要求駆動力が前記電動機から出力可能な最大駆動力と前記電力動力入出力手段により前記内燃機関を始動する際に前記駆動軸側の反力を受け持つために必要な前記電動機の駆動力との偏差に基づく閾値以上となる第1の条件を前記内燃機関の始動条件として設定する始動条件設定手段と、
前記内燃機関の運転停止時に前記始動条件設定手段により設定された始動条件が成立したとき、前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求駆動力が出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する始動制御手段と
を備える動力出力装置。
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, the internal combustion engine can be started using a reaction force on the drive shaft side, and at least part of the power from the internal combustion engine by input and output of electric power and power Power power input / output means capable of outputting to the drive shaft;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the power input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
The required driving force is a maximum driving force that can be output from the electric motor, and a driving force of the electric motor that is necessary for taking a reaction force on the driving shaft side when starting the internal combustion engine by the electric power driving input / output means . Starting condition setting means for setting a first condition that is equal to or greater than a threshold based on the deviation as a starting condition of the internal combustion engine;
When the start condition set by the start condition setting means is satisfied when the operation of the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is started and the required driving force is output to the drive shaft and the power A power output device comprising: power input / output means and start control means for drivingly controlling the electric motor.
前記始動条件設定手段は、前記第1の条件と前記駆動軸の回転数に基づく第2の条件とのうちのいずれかが成立したときに前記内燃機関が始動されるよう前記始動条件を設定する手段である請求項記載の動力出力装置。 The start condition setting means sets the start condition so that the internal combustion engine is started when either the first condition or the second condition based on the rotational speed of the drive shaft is satisfied. a power output apparatus in accordance with claim 1 wherein the means. 前記駆動軸側の反力を受け持つために必要な前記電動機の駆動力は、前記内燃機関をクランキングするのに必要な前記電力動力入出力手段の駆動力に基づいて設定される駆動力である請求項または記載の動力出力装置。 The driving force of the electric motor necessary for taking charge of the reaction force on the driving shaft side is a driving force set based on the driving force of the electric power driving input / output means necessary for cranking the internal combustion engine. The power output apparatus according to claim 1 or 2 . 前記内燃機関をクランキングするのに必要な前記電力動力入出力手段の駆動力は、該電力動力入出力手段から出力可能な最大駆動力である請求項記載の動力出力装置。 4. The power output apparatus according to claim 3, wherein the driving force of the electric power drive input / output means necessary for cranking the internal combustion engine is a maximum driving force that can be output from the electric power drive input / output means. 前記電力動力入出力手段から出力可能な最大駆動力は、前記蓄電手段の出力制限の範囲内で設定される駆動力である請求項記載の動力出力装置。 5. The power output apparatus according to claim 4 , wherein the maximum driving force that can be output from the electric power driving input / output unit is a driving force set within a range of an output limit of the power storage unit. 前記電力動力入出力手段から出力可能な最大駆動力は、該電力動力入出力手段の定格値と該電力動力入出力手段を含む電気駆動系の温度とに基づいて設定される駆動力である請求項または記載の動力出力装置。 The maximum driving force that can be output from the power drive input / output unit is a drive force set based on a rated value of the power drive input / output unit and a temperature of an electric drive system including the power drive input / output unit. Item 6. The power output device according to Item 4 or 5 . 前記電動機から出力可能な最大駆動力は、該電動機の定格値と該電動機を含む電気駆動系の温度とに基づいて設定される駆動力である請求項2ないしいずれか1項に記載の動力出力装置。 Maximum driving force that can be output from the electric motor, the power according to any one of claims 2 to 6 which is a driving force is set based on the temperature of the electric drive system including the rated value and the electric motor of the electric motor Output device. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の回転軸の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ないしいずれか1項に記載の動力出力装置。 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. claims 1 is a means comprising a and the three shaft-type power input output means power is determined to be input and output to a residual one shaft, and the third inputs and outputs power to the rotating shaft of the generator 7 The power output device according to any one of claims. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆
動軸に接続された第2の回転子とを有し該第1の回転子と該第2の回転子との電磁気的な作用による電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機を備える手段である請求項1ないしいずれか1項に記載の動力出力装置。
The power drive input / output means has a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor and the second rotor. electromagnetic means and is any one of claims 1 to 7 comprising at least part of power from the internal combustion engine pair rotor motor that outputs to the drive shaft by the input and output of electric power and mechanical power by the action and the rotor The power output apparatus according to item 1 .
請求項1ないしいずれか1項に記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸に車軸が接続されて走行する自動車。 Automobile claims 1 to be equipped with the power output apparatus according to any one 9, axle to the drive shaft travels is connected. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され該駆動軸側の反力を用いて該内燃機関を始動可能で電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、前記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取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、
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
(b)前記要求駆動力が前記電動機から出力可能な最大駆動力と前記電力動力入出力手段により前記内燃機関を始動する際に前記駆動軸側の反力を受け持つために必要な前記電動機の駆動力との偏差に基づく閾値以上となる第1の条件を前記内燃機関の始動条件として設定し、
(c)前記内燃機関の運転停止時に前記ステップ(b)により設定された始動条件が成立したとき、前記内燃機関が始動されると共に前記駆動軸に前記要求駆動力が出力されるよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する
動力出力装置の制御方法。
An internal combustion engine, connected to an output shaft and a drive shaft of the internal combustion engine, and capable of starting the internal combustion engine using a reaction force on the drive shaft side, and at least one of the power from the internal combustion engine by input and output of electric power and power Power motive power input / output means capable of outputting the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the power motive power input / output means and power storage means capable of exchanging power with the motor. A method for controlling a power output device,
(A) setting a required driving force required for the driving shaft;
(B) The driving of the electric motor required for taking the reaction force on the driving shaft side when the internal combustion engine is started by the maximum driving force that can be output from the electric motor and the electric power input / output means. A first condition that is equal to or greater than a threshold value based on a deviation from the force is set as a start condition of the internal combustion engine;
(C) The internal combustion engine is started so that when the start condition set in step (b) is satisfied when the operation of the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is started and the required driving force is output to the drive shaft. And a control method of the power output device for controlling the driving of the electric power drive input / output means and the electric motor.
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