JP2005170317A - Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them - Google Patents

Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them Download PDF

Info

Publication number
JP2005170317A
JP2005170317A JP2003416289A JP2003416289A JP2005170317A JP 2005170317 A JP2005170317 A JP 2005170317A JP 2003416289 A JP2003416289 A JP 2003416289A JP 2003416289 A JP2003416289 A JP 2003416289A JP 2005170317 A JP2005170317 A JP 2005170317A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
output
drive shaft
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003416289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaya Yamamoto
雅哉 山本
Kensuke Uechi
健介 上地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2003416289A priority Critical patent/JP2005170317A/en
Publication of JP2005170317A publication Critical patent/JP2005170317A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the efficiency of the whole construction of a device equipped with an internal-combustion engine which can output the power to a drive shaft and an electric motor connected with the drive shaft through a transmission. <P>SOLUTION: When the engine 22 is in operation, the revolving speed of the motor is changed so that the efficiency of the whole vehicle becomes good in the condition that the engine 22 is operated, and the condition of the gears of the transmission is judged using a shift map to be used when running by the engine in which the shifting condition of the transmission to transmit the power to the drive shaft is set (S170). When the engine 22 is not in operation, the condition of the gears of the transmission is judged using a shift map to be used when running by the motor in which the shifting condition of the transmission is set so as to assure good efficiency of the whole vehicle (S200), followed by changing-over of the condition of the gears of the transmission (S220 and S230). Thereby, the efficiency of the whole vehicle can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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これらの制御方法に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, an automobile equipped with the same, and a control method thereof.

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンの出力軸を遊星歯車機構を介して車軸に連結された駆動軸に接続すると共に遊星歯車機構の回転要素に発電機を接続し、駆動軸に変速機を介して電動機を接続した自動車に搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、変速機の変速段を車速に応じて変更することにより電動機からの動力を車速に応じた動力にして駆動軸に出力している。
特開２００２−２２５５７８号公報（図１） Conventionally, as this type of power output device, an engine output shaft is connected to a drive shaft connected to an axle via a planetary gear mechanism, a generator is connected to a rotating element of the planetary gear mechanism, and a speed change is made to the drive shaft. The thing mounted in the motor vehicle which connected the electric motor via the machine is proposed (for example, refer patent document 1). In this apparatus, the power from the electric motor is changed to the power corresponding to the vehicle speed and is output to the drive shaft by changing the gear position of the transmission according to the vehicle speed.
JP 2002-225578 A (FIG. 1)

しかしながら、上述の動力出力装置では、車速に応じて変速機の変速段を変更するものの、変速機の変速段の変更については動力出力装置の運転状態、即ちエンジンの運転状態は考慮されていない。上述の動力出力装置では、エンジンからの動力をバッテリの充放電を伴いながら或いはバッテリの充放電を伴わずに車軸に連結された駆動軸に出力するエンジン運転モードとエンジンの運転を停止した状態でバッテリからの電力を用いて電動機からの動力だけを駆動軸に出力する電動機運転モードとにより動力を出力することができるから、同じ車速であっても電動機から出力するトルクは異なるものとなる。従って、装置全体の効率を考えれば、運転モードの相違により変速機の変速段を変更する手法を変えることが望ましい。   However, in the above-described power output device, although the gear position of the transmission is changed according to the vehicle speed, the operating state of the power output device, that is, the operating state of the engine is not taken into consideration for the change of the gear position of the transmission. In the power output device described above, the engine operation mode in which the power from the engine is output to the drive shaft connected to the axle while charging / discharging the battery or without charging / discharging the battery, and the engine operation is stopped. Since the power can be output in the motor operation mode in which only the power from the motor is output to the drive shaft using the power from the battery, the torque output from the motor is different even at the same vehicle speed. Therefore, considering the efficiency of the entire apparatus, it is desirable to change the method for changing the gear position of the transmission according to the difference in the operation mode.

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これらの制御方法は、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と駆動軸に変速機を介して接続された電動機とを備える装置における装置全体の効率を向上させることを目的とする。   The power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the power output apparatus, and the control method thereof include the entire apparatus in an apparatus including an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft and an electric motor connected to the drive shaft via a transmission. The objective is to improve efficiency.

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これらの制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。   The power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the same, and the control method thereof employ the following means in order to achieve the above-described object.

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記内燃機関の運転の有無と前記設定された要求駆動力と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更する変速比変更手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。 The power output device of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force to be output to the drive shaft based on an operation of an operator;
Drive shaft rotational speed detection means for detecting a drive shaft rotational speed that is the rotational speed of the drive shaft;
Transmission ratio changing means for changing the transmission ratio of the transmission transmission means on the basis of presence / absence of operation of the internal combustion engine, the set required driving force and the detected driving shaft rotational speed;
Control means for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の動力出力装置では、内燃機関の運転の有無と操作者の操作に基づいて設定された駆動軸に出力すべき要求駆動力と駆動軸の回転数とに基づいて電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の変速比を変更し、設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、内燃機関の運転の有無に応じて変速伝達手段の変速比を変更するから、内燃機関の運転の有無に応じた変速比を用いて駆動することができる。この結果、装置の効率をより向上させることができる。もとより、操作者の操作に基づいて設定された要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。ここで、前記変速伝達手段は、少なくとも２段に変速可能な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 rotation shaft of the electric motor based on the required driving force to be output to the drive shaft set based on the presence / absence of operation of the internal combustion engine and the operation of the operator, and the rotation speed of the drive shaft Changing the transmission ratio of the transmission means for transmitting power to the drive shaft with a change in the transmission ratio, so that the drive power based on the set required drive power is output to the drive shaft and the power power input / output Control means and motor. In other words, since the speed ratio of the speed change transmission means is changed according to whether or not the internal combustion engine is operating, it is possible to drive using the speed ratio corresponding to whether or not the internal combustion engine is operating. As a result, the efficiency of the apparatus can be further improved. Of course, a driving force based on the required driving force set based on the operation of the operator can be output to the drive shaft. Here, the shift transmission means may be a means capable of shifting in at least two stages.

こうした本発明の動力出力装置において、前記変速比変更手段は、装置の効率がよくなるよう前記変速伝達手段の変速比を変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、装置の効率を向上させることができる。   In such a power output apparatus of the present invention, the speed ratio changing means may be means for changing the speed ratio of the speed change transmission means so that the efficiency of the apparatus is improved. In this way, the efficiency of the apparatus can be improved.

また、本発明の動力出力装置において、前記変速比変更手段は、前記駆動軸の回転数Ａに対する前記電動機の回転軸の回転数Ｂの比（Ｂ／Ａ）を変速比としたときに、前記内燃機関が運転停止されているときの方が該内燃機関が運転されているときより大きな変速比となるよう前記変速伝達手段の変速比を変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を運転していないときには、内燃機関を運転しているときより大きな変速比を用いることができる。   In the power output apparatus of the present invention, the speed ratio changing means may be configured such that the ratio (B / A) of the rotational speed B of the rotating shaft of the motor to the rotational speed A of the drive shaft is a speed ratio. It may be a means for changing the speed ratio of the speed change transmission means so that the speed ratio when the internal combustion engine is stopped is larger than that when the internal combustion engine is operated. In this way, when the internal combustion engine is not operated, a larger gear ratio can be used than when the internal combustion engine is operated.

さらに、本発明の動力出力装置において、前記変速比変更手段は、前記内燃機関が運転されていないときの要求駆動力と駆動軸回転数と変速比との関係を定めた第１の関係と、前記内燃機関が運転されているときの要求駆動力と駆動軸回転数と変速比との関係を定めた第２の関係とを用いて前記変速伝達手段の変速比を変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、迅速に変速伝達手段の変速比の変更を行なうことができる。   Further, in the power output apparatus of the present invention, the speed ratio changing means has a first relationship that defines a relationship among a required driving force, a drive shaft rotational speed, and a speed ratio when the internal combustion engine is not operated, Means for changing the speed ratio of the speed change transmission means using the required driving force when the internal combustion engine is operating, the second relationship that defines the relationship between the rotational speed of the drive shaft and the speed ratio; You can also In this way, the speed ratio of the speed change transmission means can be changed quickly.

本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する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、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。   In the power output apparatus of the present invention, the power / power input / output means is connected to three axes of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and is input / output to any two of the three shafts. It may be a means comprising a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on the generated power, and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft, A first rotor attached to the output shaft of the internal combustion engine; and a second rotor attached to the drive shaft; and an electromagnetic action between the first rotor and the second rotor. It may be a counter-rotor motor that outputs at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of electric power.

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、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の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、前記内燃機関の運転の有無と前記設定された要求駆動力と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更する変速比変更手段と、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。   The automobile of the present invention is a power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and an output of the internal combustion engine. An electric power input / output means connected to the shaft and the drive shaft and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power, an electric motor capable of inputting / outputting power, Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, power storage input / output means, power storage means capable of exchanging power with the motor, and operator Required drive force setting means for setting a required drive force to be output to the drive shaft based on the operation of the drive shaft, drive shaft rotational speed detection means for detecting a drive shaft rotational speed that is the rotational speed of the drive shaft, and the internal combustion engine The presence or absence of engine operation and the set requirements Transmission ratio changing means for changing the transmission ratio of the transmission transmission means based on the driving force and the detected driving shaft rotational speed, and the driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft. A power output device comprising a control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor is mounted, and the axle is connected to the drive shaft.

この本発明の自動車によれば、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関の運転の有無に応じた変速比を用いて駆動することができる効果やその結果として装置（即ち車両）の効率をより向上させることができる効果，操作者の操作に基づいて設定された要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様な効果を奏することができる。   According to 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 speed ratio according to the effect of the power output device of the present invention, for example, the presence or absence of the operation of the internal combustion engine As a result, it is possible to use the drive shaft as a driving force based on the required driving force set based on the operator's operation. The same effects as those that can be output can be obtained.

こうした本発明の自動車において、前記駆動軸回転数検出手段に代えて車速を検出する車速検出手段を備え、前記変速伝達手段は前記駆動軸回転数に代えて車速を用いて前記変速伝達手段の変速比を変更する手段であるものとすることもできる。駆動軸は車軸に連結されているから車速と駆動軸の回転数は換算可能なものだからである。   Such an automobile of the present invention includes vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed instead of the drive shaft rotation speed detection means, and the shift transmission means uses the vehicle speed instead of the drive shaft rotation speed to change the speed of the shift transmission means. It can also be a means for changing the ratio. This is because the drive shaft is connected to the axle so that the vehicle speed and the rotational speed of the drive shaft can be converted.

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電力の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
前記内燃機関の運転の有無と前記設定した要求駆動力と前記駆動軸の回転数とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更し、
前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。 The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine, electric power input / output means connected to the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power; An electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio, and exchange of electric power with the electric power input / output means and the electric motor. A power output device comprising a possible power storage means,
Set the required driving force to be output to the drive shaft based on the operation of the operator,
Changing the gear ratio of the transmission means based on the presence or absence of operation of the internal combustion engine, the set required driving force and the rotational speed of the drive shaft;
The gist is to control the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that a drive force based on the set required drive force is output to the drive shaft.

この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関の運転の有無と操作者の操作に基づいて設定された駆動軸に出力すべき要求駆動力と駆動軸の回転数とに基づいて電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の変速比を変更し、設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、内燃機関の運転の有無に応じて変速伝達手段の変速比を変更するから、内燃機関の運転の有無に応じた変速比を用いて駆動することができる。この結果、装置の効率をより向上させることができる。もとより、操作者の操作に基づいて設定された要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。   In the control method of the power output apparatus of the present invention, the electric motor is operated based on the required driving force to be output to the drive shaft set based on the presence or absence of the operation of the internal combustion engine and the operation of the operator and the rotational speed of the drive shaft. The internal combustion engine and the electric power are transmitted so that the drive power based on the set required drive force is output to the drive shaft by changing the speed ratio of the speed change transmission means for transmitting power between the rotating shaft and the drive shaft with the change of the speed ratio. The power input / output means and the electric motor are controlled. In other words, since the speed ratio of the speed change transmission means is changed according to whether or not the internal combustion engine is operating, it is possible to drive using the speed ratio corresponding to whether or not the internal combustion engine is operating. As a result, the efficiency of the apparatus can be further improved. Of course, a driving force based on the required driving force set based on the operation of the operator can be output to the drive shaft.

本発明の自動車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える自動車の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
前記内燃機関の運転の有無と前記設定した要求駆動力と車速とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更し、
前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
ことを要旨とする。 The method for controlling an automobile of the present invention includes:
An electric power input system that is connected to an internal combustion engine and an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and that can output at least a part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of electric power. Output means, an electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for performing transmission of power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, the power power input / output means, and the electric motor And a power storage means capable of exchanging electric power, and a vehicle control method comprising:
Set the required driving force to be output to the drive shaft based on the operation of the operator,
Changing the gear ratio of the transmission means based on the presence or absence of operation of the internal combustion engine and the set required driving force and vehicle speed;
The gist is to control the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that a drive force based on the set required drive force is output to the drive shaft.

この本発明の自動車の制御方法では、内燃機関の運転の有無と操作者の操作に基づいて設定された駆動軸に出力すべき要求駆動力と車速とに基づいて電動機の回転軸と駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段の変速比を変更し、設定した要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、内燃機関の運転の有無に応じて変速伝達手段の変速比を変更するから、内燃機関の運転の有無に応じた変速比を用いて駆動することができる。この結果、装置の効率をより向上させることができる。もとより、操作者の操作に基づいて設定された要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。   In the vehicle control method of the present invention, the rotation shaft and the drive shaft of the motor are based on the required driving force to be output to the drive shaft set based on the presence / absence of operation of the internal combustion engine and the operation of the operator, and the vehicle speed. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that the drive power based on the set required drive power is output to the drive shaft by changing the speed ratio of the speed change transmission means that transmits the power of the engine with the change of the speed ratio And control. In other words, since the speed ratio of the speed change transmission means is changed according to whether or not the internal combustion engine is operating, it is possible to drive using the speed ratio corresponding to whether or not the internal combustion engine is operating. As a result, the efficiency of the apparatus can be further improved. Of course, a driving force based on the required driving force set based on the operation of the operator can be output to the drive shaft.

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、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載す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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus 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 motor MG2 connected to the power distribution and integration mechanism 30 via a transmission 60, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire drive system of the vehicle.

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

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 arranged concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the motor MG2 is connected to the ring gear 32 via the transmission 60. The motor MG1 generates power. When the motor MG1 functions as a motor, the power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine 22 input from the carrier 34. And the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32. The ring gear 32 is mechanically connected to the drive wheels 39a and 39b of the front wheels of the vehicle via a gear mechanism 37 and a differential gear 38. Therefore, the power output to the ring gear 32 is output to the drive wheels 39a and 39b via the gear mechanism 37 and the differential gear 38. Note that the three axes connected to the power distribution and integration mechanism 30 when viewed as a drive system are the crankshaft 26 that is the output shaft of the engine 22 connected to the carrier 34, and the rotation shaft of the motor MG1 that is connected to the sun gear 31. The ring gear shaft 32a as a drive shaft is connected to the sun gear shaft 31a and the ring gear 32 and mechanically connected to the drive wheels 39a and 39b.

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に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の一方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とモータＭＧ２と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、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。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。   Both the motor MG1 and the motor MG2 are 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 and negative bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG 1 and MG 2 is supplied to another motor. It can be consumed at. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. Note that the battery 50 is not charged / discharged if the electric power balance is balanced by the motor MG1 and the motor MG2. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the rotors of the motors MG1 and MG2 by a rotational speed calculation routine (not shown) based on signals input from the rotational position detection sensors 43 and 44. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.

変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達するよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。   The transmission 60 connects and disconnects the rotating shaft 48 of the motor MG2 and the ring gear shaft 32a and reduces the rotational speed of the rotating shaft 48 of the motor MG2 to two stages by connecting the both shafts to the ring gear shaft 32a. Configured to communicate. An example of the configuration of the transmission 60 is shown in FIG. The transmission 60 shown in FIG. 2 includes a double-pinion planetary gear mechanism 60a, a single-pinion planetary gear mechanism 60b, and two brakes B1 and B2. The planetary gear mechanism 60a of a double pinion includes an external gear sun gear 61, an internal gear ring gear 62 arranged concentrically with the sun gear 61, a plurality of first pinion gears 63a meshing with the sun gear 61, and the first pinion gear 63a. A plurality of second pinion gears 63b that mesh with the one pinion gear 63a and mesh with the ring gear 62, and a carrier 64 that holds the plurality of first pinion gears 63a and the plurality of second pinion gears 63b so as to rotate and revolve freely. The sun gear 61 can be freely rotated or stopped by turning on and off the brake B1. The single-pinion planetary gear mechanism 60 b includes an external gear sun gear 65, an internal gear ring gear 66 disposed concentrically with the sun gear 65, and a plurality of pinion gears 67 that mesh with the sun gear 65 and mesh with the ring gear 66. And a carrier 68 that holds a plurality of pinion gears 67 so as to rotate and revolve. The sun gear 65 is connected to the rotating shaft 48 of the motor MG2, the carrier 68 is connected to the ring gear shaft 32a, and the ring gear 66 is braked. The rotation can be freely or stopped by turning on and off B2. The double pinion planetary gear mechanism 60a and the single pinion planetary gear mechanism 60b are connected by a ring gear 62 and a ring gear 66, and a carrier 64 and a carrier 68, respectively. The transmission 60 can disconnect the rotating shaft 48 of the motor MG2 from the ring gear shaft 32a by turning off both the brakes B1 and B2, and can turn off the brake B1 and turn on the brake B2 to turn on the rotating shaft 48 of the motor MG2. Is rotated at a relatively large reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a (hereinafter, this state is referred to as a Lo gear state), the brake B1 is turned on and the brake B2 is turned off to rotate the rotating shaft 48 of the motor MG2. Is rotated at a relatively small reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a (hereinafter, this state is referred to as a Hi gear state). Note that when the brakes B1 and B2 are both turned on, the rotation of the rotary shaft 48 and the ring gear shaft 32a is prohibited.

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature from the temperature sensor (not shown) attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｄｒｖ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Ａｄｒｖ，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からのブレーキポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, 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 is provided with an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator opening Adrv corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83. The accelerator opening Adrv from the accelerator pedal position sensor 84 to be detected, the brake position BP from the brake pedal position sensor 86 to detect 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. ing. Further, the hybrid electronic control unit 70 outputs a drive signal to actuators (not shown) of the brakes B1 and B2 of the transmission 60 through an output 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 communication ports, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. Is doing.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｄｒｖ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 configured in this way calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening degree Adrv corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver and the vehicle speed V. 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 so as to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２の運転の有無に基づいて変速機６０の変速を行なってトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する際の動作について説明する。図３は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, particularly the operation when the transmission 60 is shifted based on whether or not the engine 22 is operated and torque is output to the ring gear shaft 32a as a drive shaft will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ要求電力Ｐｂ＊，バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ，変速機６０の変速状態など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。バッテリ要求電力Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などに基づいて設定されるものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度と残容量（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。変速機６０の変速状態は、変速機６０のギヤの状態を切り替えるときに設定するフラグを入力するものとした。   When the drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speed Nm1, of the motors MG1, MG2. A process of inputting data necessary for control, such as Nm2, required battery power Pb *, output limit Wout of battery 50, and the shift state of transmission 60 is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. The required battery power Pb * is set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and the like, and is input from the battery ECU 52 by communication. The output limit Wout of the battery 50 is set based on the battery temperature and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and is input from the battery ECU 52 by communication. As the shift state of the transmission 60, a flag to be set when switching the gear state of the transmission 60 is input.

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＊を設定し（ステップＳ１１０）、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ要求電力Ｐｂ＊とロスＬｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を計算する（ステップＳ１２０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を変速機６０のギヤ比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. (Step S110), and the required power Pe * to be output from the engine 22 as the sum of the set required torque Tr * multiplied by the rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a, the battery required power Pb *, and the loss Loss. Calculate (step S120). Here, in the embodiment, the required torque Tr * is stored in the ROM 74 as a required torque setting map by predetermining the relationship among the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr *. When the vehicle speed V is given, the corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 4 shows an example of the required torque setting map. The 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 transmission 60.

次に、エンジン２２を運転しているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。エンジン２２を運転していると判定したときには、計算した要求パワー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Ｓ１５０）。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５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。   Next, it is determined whether or not the engine 22 is operating (step S130). When it is determined that the engine 22 is operating, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set based on the calculated required power Pe * (step S150). 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. 5 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 *).

続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に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（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図６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に変速機６０のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。   Subsequently, 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 (1). * Is calculated and a torque command Tm1 * of the motor MG1 is calculated by equation (2) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1 (step S160). Here, Expression (1) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 6 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. As shown in FIG. 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 multiplying the number Nm2 by the gear ratio Gr of the transmission 60 is shown. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. The two thick arrows on the R axis indicate that torque Te * output from the engine 22 when the engine 22 is normally operated at the operation point of the target rotational speed Ne * and the target torque Te * is transmitted to the ring gear shaft 32a. Torque and torque that the torque Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the transmission 60. Expression (2) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (2), “k1” in the second term on the right side is a gain of a proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.

Nm1*＝Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2) Nm1 * ＝ Ne * ・ (1 + ρ) / ρ−Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * −Nm1) + k2∫ (Nm1 * −Nm1) dt (2)

そして、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとエンジン運転時変速マップとを用いて変速機６０のギヤの状態を判定する（ステップＳ１７０）。エンジン運転時変速マップの一例を図７に示す。このマップはエンジン２２を運転している状態で車両全体の効率が良好となるよう変速機６０の変速状態を設定したものである。図７の例では、要求トルクＴｒ＊が正の領域では、Ｌｏギヤの状態とＨｉギヤの状態との境界線（変速線）は車速Ｖが大きくなるに従って要求トルクＴｒ＊が大きくなる関係として設定されている。なお、図示するように、変速線の上側（高トルク側）がＬｏギヤの状態であり変速線の下側（低トルク側）がＨｉギヤの状態である。また、要求トルクＴｒ＊が負の領域では、低速領域ではモータ走行が禁止されており、それより速い車速Ｖの領域では、要求トルクＴｒ＊がほぼ一定値以下の領域がＬｏギヤの状態であり、要求トルクＴｒ＊が一定値以上の領域がＨｉギヤの状態である。   Then, the gear state of the transmission 60 is determined using the required torque Tr *, the vehicle speed V, and the engine operating shift map (step S170). An example of the engine operation speed change map is shown in FIG. In this map, the shift state of the transmission 60 is set so that the efficiency of the entire vehicle is good while the engine 22 is operating. In the example of FIG. 7, in the region where the required torque Tr * is positive, the boundary line (shift line) between the Lo gear state and the Hi gear state is set as a relationship in which the required torque Tr * increases as the vehicle speed V increases. Has been. As shown in the drawing, the upper side (high torque side) of the shift line is the Lo gear state, and the lower side (low torque side) of the shift line is the Hi gear state. Further, in the region where the required torque Tr * is negative, the motor running is prohibited in the low speed region, and in the region where the vehicle speed V is higher than that, the region where the required torque Tr * is almost equal to or less than the constant value is the Lo gear state. The region where the required torque Tr * is a certain value or more is the state of the Hi gear.

一方、ステップＳ１３０でエンジン２２を運転していないと判定したときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊に共に値０を設定すると共に（ステップＳ１８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にも値０を設定し（ステップＳ１９０）、要求トルクＴｒ＊と車速Ｖとモータ走行時変速マップとを用いて変速機６０のギヤの状態を判定する（ステップＳ２００）。モータ走行時変速マップの一例を図８に示す。このマップはエンジン２２の運転を停止した状態で走行する際に車両全体の効率が良好となるよう変速機６０の変速状態を設定したものである。図８の例では、要求トルクＴｒ＊が正の領域では、車速Ｖに拘わらず、要求トルクＴｒ＊がほぼ一定値以上の領域がＬｏギヤの状態であり、要求トルクＴｒ＊が一定値未満の領域がＨｉギヤの状態である。要求トルクＴｒ＊が負の領域については、エンジン運転時変速マップの要求トルクＴｒ＊が負の領域とと同一となっている。要求トルクＴｒ＊が正の領域では、図７のエンジン運転時変速マップと図８のモータ走行時変速マップとを比較すると解るように、モータ走行時変速マップの方がＬｏギヤの状態の領域が大きくなっている。即ち、エンジン２２が運転停止されているときの方がエンジン２２が運転されているときよりＬｏギヤの状態になりやすいようにしているのである。言い換えれば、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒに対するモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の比（Ｎｍ２／Ｎｒ）を変速比としたときに、エンジン２２が運転停止されているときの方がエンジン２２が運転されているときより大きな変速比となるよう変速するのである。   On the other hand, when it is determined in step S130 that the engine 22 is not operating, both the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set to 0 (step S180), and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set. Also, a value of 0 is set (step S190), and the gear state of the transmission 60 is determined using the required torque Tr *, the vehicle speed V, and the motor travel shift map (step S200). An example of the motor travel shift map is shown in FIG. In this map, the speed change state of the transmission 60 is set so that the efficiency of the entire vehicle becomes good when the vehicle is running with the operation of the engine 22 stopped. In the example of FIG. 8, in the region where the required torque Tr * is positive, regardless of the vehicle speed V, the region where the required torque Tr * is approximately a constant value or more is in the Lo gear state, and the required torque Tr * is less than the constant value. The region is in the state of Hi gear. The region where the required torque Tr * is negative is the same as the region where the required torque Tr * of the engine operation speed change map is negative. In a region where the required torque Tr * is positive, the region where the gear is in the Lo gear state is more in the motor travel speed map, as can be seen by comparing the engine travel speed map in FIG. 7 and the motor travel speed map in FIG. It is getting bigger. That is, the Lo gear state is more likely to occur when the engine 22 is stopped than when the engine 22 is operating. In other words, when the ratio (Nm2 / Nr) of the rotational speed Nm2 of the motor MG2 to the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a as the drive shaft is used as the transmission gear ratio, the engine 22 is stopped when the operation is stopped. The speed is changed so that the gear ratio becomes larger than that when the engine is operated.

こうしてエンジン運転時変速マップやモータ走行時変速マップを用いて変速機６０のギヤの状態を判定すると、ステップＳ１００で読み込んだ変速機６０の現在の状態と比較して変速機６０のギヤの状態の切り替えの必要性を判定し（ステップＳ２２０）、変速機６０のギヤの状態の切り替えが必要なときには切替処理を実行する（ステップＳ２３０）。変速機６０の切替処理は、Ｌｏギヤの状態からＨｉギヤの状態に切り替えるときには、ブレーキＢ２をオフした後にブレーキＢ１をオンとすることにより行ない、Ｈｉギヤの状態からＬｏギヤの状態に切り替えるときには、ブレーキＢ１をオフとした後にブレーキＢ２をオンとすることにより行なう。   Thus, when the gear state of the transmission 60 is determined using the engine operation speed change map and the motor driving speed change map, the gear state of the transmission 60 is compared with the current state of the transmission 60 read in step S100. The necessity of switching is determined (step S220), and when the gear state of the transmission 60 needs to be switched, a switching process is executed (step S230). The switching process of the transmission 60 is performed by turning on the brake B1 after turning off the brake B2 when switching from the Lo gear state to the Hi gear state, and when switching from the Hi gear state to the Lo gear state. This is done by turning on the brake B2 after turning off the brake B1.

続いて、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと設定したモータ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限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）により計算し（ステップＳ２５０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２６０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の出力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。ここで、エンジン２２の運転を停止しているときには、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊には値０が設定されているから、基本的には、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊には要求トルクＴｒ＊を変速機６０のギヤ比Ｇで割ったものが設定される。なお、式（４）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。   Subsequently, the deviation from the power consumption (generated power) of the motor MG1 obtained by multiplying the output limit Wout of the battery 50 and the set torque command Tm1 * of the motor MG1 by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1 is the rotation of the motor MG2. The torque limit Tmax as the upper limit of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing by the number Nm2 is calculated by the following equation (3) (step S240), and the required torque Tr *, the torque command Tm1 *, and power distribution integration The temporary motor torque Tm2tmp as the torque to be output from the motor MG2 is calculated by the equation (4) using the gear ratio ρ of the mechanism 30 (step S250), and the calculated torque limit Tmax and the temporary motor torque Tm2tmp are compared. The smaller one is set as the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S260).By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this way, the required torque Tr * output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft can be set as a torque limited within the range of the output limit of the battery 50. . Here, when the operation of the engine 22 is stopped, since the value 0 is set in the torque command Tm1 * of the motor MG1, basically, the required torque Tr * is set in the torque command Tm2 * of the motor MG2. Divided by the gear ratio G of the transmission 60 is set. Equation (4) can be easily derived from the collinear diagram of FIG. 6 described above.

Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr (4) Tmax ＝ (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (4)

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Ｓ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。   Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set in the engine ECU 24. Torque commands Tm1 * and Tm2 * for motors MG1 and MG2 are transmitted to motor ECU 40 (step S270), 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.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を運転しているか否かにより変速機６０のギヤの状態を変更するから、エンジン２２の運転の有無に応じたギヤの状態とすることができる。しかも、エンジン２２を運転しているときにはエンジン２２を運転している状態で車両全体の効率が良好となるよう変速機６０の変速状態を設定するエンジン運転時変速マップを用い、エンジン２２を運転していないときにはエンジン２２の運転を停止した状態で走行する際に車両全体の効率が良好となるよう変速機６０の変速状態を設定したモータ走行時変速マップを用いるから、車両全体の効率を向上させることができる。もとより、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the gear state of the transmission 60 is changed depending on whether or not the engine 22 is operating. Can do. In addition, when the engine 22 is being operated, the engine 22 is operated using the engine operation speed change map that sets the speed change state of the transmission 60 so that the efficiency of the entire vehicle is good while the engine 22 is being operated. When the engine 22 is not running, the motor traveling speed change map is used in which the speed change state of the transmission 60 is set so that the efficiency of the entire vehicle becomes good when traveling with the engine 22 stopped. be able to. Of course, it is possible to travel by outputting torque based on the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a as the drive shaft.

実施例のハイブリッド自動車２０では、Ｈｉ，Ｌｏの２段の変速段をもって変速可能な変速機６０を用いるものとしたが、変速機６０の変速段は２段に限られるものではなく、３段以上の変速段としてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the transmission 60 that can change gears with two speeds of Hi and Lo is used. However, the speed of the transmission 60 is not limited to two, but three or more. It is good also as this gear stage.

実施例では、本発明のハイブリッド自動車２０として説明したが、主としてエンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とからなる動力出力装置に適用するものとしてもよい。この場合、動力出力装置は、自動車に搭載される必要はなく、自動車以外の列車などの車両や船舶や航空機などの移動体に搭載されるものとしてもよいし、建設機械の組み込まれたもののように移動体以外の機器に組み込まれるものとしてもよい。また、こうした動力出力装置として適用する場合、車速Ｖに代えて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数を用いることができる。前述したように、リングギヤ軸３２ａの回転数と車速Ｖとは換算可能であるからである。   In the embodiment, the hybrid vehicle 20 of the present invention has been described. However, the present invention may be applied to a power output apparatus mainly including the engine 22, the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor MG2. In this case, the power output device does not have to be mounted on the automobile, and may be mounted on a vehicle such as a train other than the automobile, a moving body such as a ship or an aircraft, or a construction machine incorporated therein. In addition, it may be incorporated in a device other than the moving body. Further, when applied as such a power output device, the rotational speed of the ring gear shaft 32a as a drive shaft can be used instead of the vehicle speed V. This is because the rotational speed of the ring gear shaft 32a and the vehicle speed V can be converted as described above.

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９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の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図９における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the transmission 60 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. Is shifted by the transmission 60 and connected to an axle (an axle connected to the wheels 39c and 39d in FIG. 9) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 39a and 39b are connected). It is good.

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 39a and 39b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 39a and 39b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

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

本発明は、自動車産業に利用可能である。   The present invention is applicable to the automobile industry.

本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載す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 equipped with a power output apparatus as an embodiment of the present invention. 変速機６０の構成の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a transmission 60. FIG. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the electronic control unit for hybrids 70 of an Example. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operating line of the engine 22, and target rotational speed Ne * and target torque Te * are set. 動力分配統合機構３０の回転要素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. エンジン運転時変速マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the engine operation time change map. モータ走行時変速マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the gear change map at the time of motor travel. 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、３１ａ サンギヤ軸、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３７ ギヤ機構、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 駆動輪、３９ｅ，３９ｆ 従動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４８ 回転軸、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 変速機、６０ａ ダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂ シングルピニオンの遊星歯車機構、６１，６５ サンギヤ、６２，６６ リングギヤ、６３ａ 第１ピニオンギヤ、６３ｂ 第２ピニオンギヤ、６４，６８ キャリア、６７ ピニオンギヤ、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、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 31a sun gear shaft, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 carrier, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b, 39c, 39d drive wheel, 39e, 39f driven wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position Detection sensor, 48 rotary shaft, 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a double pinion planetary gear mechanism, 60b single pinion planetary gear mechanism, 61, 65 Gear, 62, 66 Ring gear, 63a First pinion gear, 63b Second pinion gear, 64, 68 Carrier, 67 pinion gear, 70 Electronic control unit for hybrid, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 rotor motor, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2 motor, B1, B2 brake.

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、電力の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段と、
前記内燃機関の運転の有無と前記設定された要求駆動力と前記検出された駆動軸回転数とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更する変速比変更手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft together with power input / output;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force to be output to the drive shaft based on an operation of an operator;
Drive shaft rotational speed detection means for detecting a drive shaft rotational speed that is the rotational speed of the drive shaft;
Transmission ratio changing means for changing the transmission ratio of the transmission transmission means on the basis of presence / absence of operation of the internal combustion engine, the set required driving force and the detected driving shaft rotational speed;
Control means for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft;
A power output device comprising: 前記変速比変更手段は、装置の効率がよくなるよう前記変速伝達手段の変速比を変更する手段である請求項１記載の動力出力装置。   2. The power output apparatus according to claim 1, wherein the speed ratio changing means is means for changing the speed ratio of the speed change transmission means so that the efficiency of the apparatus is improved. 前記変速比変更手段は、前記駆動軸の回転数Ａに対する前記電動機の回転軸の回転数Ｂの比（Ｂ／Ａ）を変速比としたときに、前記内燃機関が運転停止されているときの方が該内燃機関が運転されているときより大きな変速比となるよう前記変速伝達手段の変速比を変更する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。   The speed change ratio changing means is a state in which the operation of the internal combustion engine is stopped when a ratio (B / A) of the rotational speed B of the rotating shaft of the motor to the rotational speed A of the drive shaft is used as the speed ratio. 3. The power output apparatus according to claim 1, wherein the power output device is a means for changing the speed ratio of the speed change transmission means so that the speed ratio becomes larger than when the internal combustion engine is operated. 前記変速比変更手段は、前記内燃機関が運転されていないときの要求駆動力と駆動軸回転数と変速比との関係を定めた第１の関係と、前記内燃機関が運転されているときの要求駆動力と駆動軸回転数と変速比との関係を定めた第２の関係とを用いて前記変速伝達手段の変速比を変更する手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。   The speed ratio changing means includes a first relationship that defines a relationship among a required driving force when the internal combustion engine is not operated, a drive shaft rotational speed, and a speed ratio, and when the internal combustion engine is operated. 4. The power output apparatus according to claim 1, wherein said power output device is a means for changing the speed ratio of said speed change transmission means using a second relationship that defines a relationship between a required driving force, a drive shaft speed and a speed ratio. . 前記変速伝達手段は、少なくとも２段に変速可能な手段である請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。   The power output device according to any one of claims 1 to 4, wherein the shift transmission means is means capable of shifting in at least two stages. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。   The power power input / output means is connected to the three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and the remaining shaft based on the power input / output to any two of the three shafts. 6. The power output apparatus according to claim 1, further comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the power generator and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを備え、該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。   The power drive input / output means includes a first rotor attached to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor attached to the drive shaft, and the first rotor and the second rotor. 6. A power output device according to claim 1, wherein the power output device is a counter-rotor motor that outputs at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power by electromagnetic action with the rotor of the motor. . 請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなる自動車。   An automobile comprising the power output device according to any one of claims 1 to 7, wherein an axle is connected to the drive shaft. 請求項８記載の自動車であって、
前記駆動軸回転数検出手段に代えて車速を検出する車速検出手段を備え、
前記変速伝達手段は、前記駆動軸回転数に代えて車速を用いて前記変速伝達手段の変速比を変更する手段である
自動車。 The automobile according to claim 8,
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed instead of the drive shaft rotation speed detecting means,
The speed change transmission means is a means for changing a gear ratio of the speed change transmission means using a vehicle speed instead of the drive shaft rotation speed. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
前記内燃機関の運転の有無と前記設定した要求駆動力と前記駆動軸の回転数とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更し、
前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
動力出力装置の制御方法。 An internal combustion engine, electric power input / output means connected to the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power; An electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, and exchange of electric power with the electric power input / output means and the electric motor. A power output device comprising a possible power storage means,
Set the required driving force to be output to the drive shaft based on the operation of the operator,
Changing the gear ratio of the transmission means based on the presence or absence of operation of the internal combustion engine, the set required driving force and the rotational speed of the drive shaft;
A method for controlling a power output device, wherein the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled such that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され電力の入出力を伴って該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可能な電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える自動車の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
前記内燃機関の運転の有無と前記設定した要求駆動力と車速とに基づいて前記変速伝達手段の変速比を変更し、
前記設定した要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する
自動車の制御方法。
An electric power input system that is connected to an internal combustion engine and an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and that can output at least a part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of electric power. Output means, an electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for performing transmission of power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, the power power input / output means, and the electric motor And a power storage means capable of exchanging electric power, and a vehicle control method comprising:
Set the required driving force to be output to the drive shaft based on the operation of the operator,
Changing the gear ratio of the transmission means based on the presence or absence of operation of the internal combustion engine and the set required driving force and vehicle speed;
A method of controlling an automobile, which controls the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft.
JP2003416289A 2003-12-15 2003-12-15 Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them Pending JP2005170317A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003416289A JP2005170317A (en) 2003-12-15 2003-12-15 Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003416289A JP2005170317A (en) 2003-12-15 2003-12-15 Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005170317A true JP2005170317A (en) 2005-06-30

Family

ID=34735518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003416289A Pending JP2005170317A (en) 2003-12-15 2003-12-15 Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005170317A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086187A1 (en) 2006-01-27 2007-08-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Misfire determination device, hybrid automobile, and misfire determination method
US8108089B2 (en) 2006-01-27 2012-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and control method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086187A1 (en) 2006-01-27 2007-08-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Misfire determination device, hybrid automobile, and misfire determination method
KR100982548B1 (en) 2006-01-27 2010-09-16 도요타 지도샤（주） Misfire determination device, hybrid automobile, and misfire determination method
US7937992B2 (en) 2006-01-27 2011-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Engine misfire detection apparatus, hybrid vehicle equipped with the same, and engine misfire detection method
US8108089B2 (en) 2006-01-27 2012-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and control method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4190490B2 (en) Power output device, automobile equipped with the same, control device for power output device, and control method for power output device
JP2007022296A (en) Hybrid car and control method thereof
JP2007237923A (en) Vehicle, driving device, and method for controlling vehicle and driving device
JP2006262585A (en) Hybrid vehicle and control method therefor
JP2006182272A (en) Power output unit and automobile loaded with power output unit and device and method for controlling power output unit
JP4299288B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE
JP4217234B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE
JP4259488B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE HAVING THE SAME AND CONTROL METHOD THEREOF
JP4209375B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP4365354B2 (en) Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus
JP2007261399A (en) Hybrid car and its control method
JP2004056922A (en) Power output apparatus and vehicle equipped therewith
JP2005210841A (en) Vehicle and method for controlling the same
JP3894184B2 (en) Automobile and control method thereof
JP4182061B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE
JP4597043B2 (en) Vehicle, drive device, and vehicle control method
JP4030532B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE
JP2007131047A (en) Hybrid car and driving device and hybrid control method
JP2007331559A (en) Vehicle and method of controlling the same
JP2006335145A (en) Power output device, automobile provided therewith, and control method of power output device
JP3960300B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME
JP2006014387A (en) Power output unit, automobile mounting it, and control method of power output unit
JP4038190B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTED WITH THE SAME, CONTROL METHOD AND DRIVE DEVICE FOR POWER OUTPUT DEVICE
JP2005170317A (en) Power output device, vehicle equipped with the same, and control method for them
JP4293176B2 (en) POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE