JP2007230366A - Power output device, control method for vehicle mounted with it and power output device - Google Patents

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宗宏 神谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable range of choice for a control means for a motor to be widened by suppressing operating frequency of the control means for the motor for controlling the motor. <P>SOLUTION: When revolution of a motor generator MG3 connected to rear wheels 64a, 64b is in a range of a designated threshold or below, these control instructions are set so that required torque is outputted from an engine 22, motor generators MG1, MG2 and the motor generator MG3 connected to front wheels 62a, 62b. When the revolution of the motor generator MG3 exceeds the threshold, these control instructions are set so that the required torque is outputted from the engine 22 and the motor generators MG1, MG2, and a gate interrupt instruction for an inverter 43 for driving the motor generator MG3 is set, and these are controlled based on the set control instruction. Since drive control for the motor generator MG3 is not executed, in the range of the high revolution, the operating frequency for a rear motor ECU can be lowered, and the rear motor ECU 47 with lower performance can be consequently used. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、動力出力装置、それを搭載する車両及び動力出力装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, a vehicle on which the power output apparatus is mounted, and a method for controlling the power output apparatus.

従来、動力出力装置としては、プラネタリギヤを介してエンジンからの動力と前輪用モータからの動力とを前輪に出力する前輪駆動系と、後輪用モータからの動力を後輪に出力する後輪駆動系と、後輪モータとバッテリとの電気的接続を遮断するリレーとを備えたハイブリッド車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、路面の摩擦係数が低いときなど後輪用モータを駆動する以外ではリレーを開放し、後輪用モータの回転数が所定値を超えるとリレーの開放を禁止していわゆる弱め界磁制御を実行することにより、後輪用モータが発電するのを抑制する。
特開２０００−２５３５１２号公報 Conventionally, as a power output device, a front wheel drive system that outputs power from an engine and power from a front wheel motor to a front wheel via a planetary gear, and a rear wheel drive that outputs power from a rear wheel motor to a rear wheel A hybrid vehicle including a system and a relay that interrupts electrical connection between the rear wheel motor and the battery has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this device, the relay is opened except when the rear wheel motor is driven, such as when the friction coefficient of the road surface is low, and when the number of rotations of the rear wheel motor exceeds a predetermined value, the relay is prohibited from opening and so-called field weakening control is performed. By performing, it suppresses that the motor for rear wheels generates electric power.
JP 2000-253512 A

ところで、一般に、モータの回転数が高いほど、モータを駆動するための信号を単位時間あたりに多く出力する必要があるため、モータを制御する制御機器（例えば電子制御ユニットなど）も高い周波数で作動することが求められる。この特許文献１に記載された動力出力装置では、弱め界磁制御を実行するような高回転領域まで後輪用モータを駆動制御することを前提としているため、高い周波数帯で作動可能なモータの制御機器を後輪用モータの駆動制御に用いなければならず、後輪用モータの制御機器の作動周波数を低く抑えることができず、比較的高い性能を有する制御機器しか利用できなかった。   By the way, in general, the higher the motor rotation speed, the more signals for driving the motor need to be output per unit time. Therefore, the control device (such as an electronic control unit) that controls the motor also operates at a high frequency. It is required to do. In the power output apparatus described in Patent Document 1, since it is assumed that the rear wheel motor is driven and controlled to a high rotation range in which field-weakening control is executed, a motor control device that can operate in a high frequency band. Must be used for driving control of the rear wheel motor, the operating frequency of the control device for the rear wheel motor cannot be kept low, and only a control device having relatively high performance can be used.

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、電動機を制御する電動機制御手段の作動周波数を低く抑えることにより電動機制御手段の選択の幅を広げることができる動力出力装置、それを搭載する車両及び動力出力装置の制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and includes a power output device capable of expanding the range of selection of the motor control means by suppressing the operating frequency of the motor control means for controlling the motor to be low, and mounting the same An object of the present invention is to provide a vehicle and a power output device control method.

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

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な動力源と、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
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、
前記電動機の回転軸の回転数である回転軸回転数を検出可能な検出手段と、
前記検出された回転軸回転数が所定範囲内にあるときには前記動力源及び該電動機から前記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該動力源と該電動機との目標駆動状態を設定し、前記回転軸回転数が所定範囲を超えているときには前記動力源から前記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該動力源の目標駆動状態を設定すると共に前記電動機に電力供給を行わない目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
前記設定された目標駆動状態に基づいて前記動力源を制御する動力源制御手段と、
前記設定された目標駆動状態に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段と、
を備えたものである。 The power output apparatus of the present invention is
A power source capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Detecting means capable of detecting the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor;
Target drive state of the power source and the electric motor so that a driving force based on the required driving force is output from the power source and the electric motor to the drive shaft when the detected rotational shaft rotational speed is within a predetermined range. And setting a target driving state of the power source so that a driving force based on the required driving force is output from the power source to the driving shaft when the rotation speed of the rotating shaft exceeds a predetermined range. Target drive state setting means for setting a target drive state in which no electric power is supplied to the motor;
Power source control means for controlling the power source based on the set target drive state;
Electric motor control means for controlling the electric motor based on the set target drive state;
It is equipped with.

この動力出力装置では、電動機の回転軸回転数が所定範囲内にあるときには動力源及び電動機から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が駆動軸に出力されるように動力源と電動機との目標駆動状態を設定し、回転軸回転数が所定範囲を超えているときには動力源から要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう動力源の目標駆動状態を設定すると共に、電動機に電力供給を行わない目標駆動状態を設定し、設定された目標駆動状態に基づいて動力源と電動機とを制御する。一般に、電動機の回転数が所定範囲を超えて大きくなると、それに合わせ高い周波数で作動する電動機制御手段が必要となる。ここでは、電動機の回転数が所定範囲を超えたときには電動機への電力供給を行わないようにするのである。したがって、電動機を制御する電動機制御手段の作動周波数を低く抑えることができ、ひいては電動機制御手段の選択の幅を広げることができる。   In this power output device, when the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor is within a predetermined range, a driving force based on the required driving force set based on the operation of the operator is output from the power source and the electric motor to the driving shaft. The target drive state of the power source and the electric motor is set, and the target drive state of the power source is set so that the drive force based on the requested drive force is output from the power source to the drive shaft when the rotational shaft rotational speed exceeds the predetermined range. While setting, the target drive state which does not supply electric power to an electric motor is set, and a power source and an electric motor are controlled based on the set target drive state. Generally, when the rotational speed of the electric motor increases beyond a predetermined range, electric motor control means that operates at a high frequency is required. Here, power supply to the motor is not performed when the rotation speed of the motor exceeds a predetermined range. Therefore, the operating frequency of the motor control means for controlling the motor can be kept low, and the selection range of the motor control means can be expanded.

本発明の動力出力装置において、前記目標駆動状態設定手段は、前記所定範囲として前記電動機の最大許容回転数よりも小さい回転数を上限とした範囲を用いて前記目標駆動状態を設定する手段であるものとしてもよい。   In the power output apparatus of the present invention, the target drive state setting means is a means for setting the target drive state using a range having an upper limit of a rotational speed smaller than the maximum allowable rotational speed of the electric motor as the predetermined range. It may be a thing.

本発明の動力出力装置は、スイッチング素子のスイッチングにより前記電動機を駆動する駆動回路、を備え、前記電動機制御手段は、前記電動機に電力供給を行わない目標駆動状態が設定されたときには、前記駆動回路のスイッチング素子を遮断する手段であるものとしてもよい。こうすれば、スイッチング素子のスイッチングを利用して、比較的容易に電動機への電力供給を行わないようにすることができる。   The power output apparatus of the present invention includes a drive circuit that drives the electric motor by switching of a switching element, and the electric motor control unit is configured to perform the driving circuit when a target drive state in which no electric power is supplied to the electric motor is set. It is good also as a means to interrupt | block this switching element. By doing so, it is possible to prevent the electric power from being supplied to the electric motor relatively easily by utilizing the switching of the switching element.

本発明の動力出力装置において、前記電動機は、永久磁石を備えずに前記駆動軸に動力を出力可能な非永久磁石式電動機であるものとしてもよい。こうすれば、回転軸が連れ回され回転軸回転数が所定範囲を超えたときに電動機への電力の供給を行わないものとしても、電動機の発電を防止することができる。   In the power output apparatus of the present invention, the electric motor may be a non-permanent magnet electric motor that can output power to the drive shaft without providing a permanent magnet. In this way, even when the rotation shaft is rotated and the rotation shaft rotational speed exceeds a predetermined range, the power generation to the motor can be prevented even if the power is not supplied to the motor.

本発明の動力出力装置において、前記動力源は、内燃機関を含み該内燃機関から前記駆動軸に動力を出力可能であるものとしてもよい。このとき、前記動力源は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、該駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、を備えるものとしてもよい。   In the power output apparatus of the present invention, the power source may include an internal combustion engine and output power from the internal combustion engine to the drive shaft. At this time, the power source is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and can output at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of electric power and power. Electric power drive input / output means and a second electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft may be provided.

本発明の車両は、上述したいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなるものである。この動力出力装置は、上述したように電動機を制御する電動機制御手段の作動周波数を低く抑えることにより電動機制御手段の選択の幅を広げることができるものであるから、これを備えた車両も同様の効果が得られる。   A vehicle according to the present invention includes any one of the power output devices described above, and an axle is connected to the drive shaft. Since this power output device can expand the range of selection of the motor control means by keeping the operating frequency of the motor control means for controlling the motor low as described above, the vehicle equipped with the same is also the same. An effect is obtained.

本発明の車両において、前記電動機は、前記動力源の出力軸が駆動軸を介して連結した車軸とは異なる車軸に前記回転軸が駆動軸を介して連結されてなるものとしてもよい。こうすれば、回転軸回転数が所定範囲にあるときには複数の車軸を駆動可能であるため、安定した走行を行うことができる。   In the vehicle of the present invention, the electric motor may be configured such that the rotating shaft is connected to the axle different from the axle to which the output shaft of the power source is connected via the drive shaft. In this way, a plurality of axles can be driven when the rotational speed of the rotary shaft is within a predetermined range, so that stable running can be performed.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な動力源と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、電動機を制御する電動機制御手段と、を備えた動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
前記電動機の回転軸の回転数である回転軸回転数が所定範囲内にあるときには前記動力源及び該電動機から前記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該動力源と該電動機との目標駆動状態を設定し、前記回転軸回転数が所定範囲を超えているときには前記動力源から前記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該動力源の目標駆動状態を設定すると共に前記電動機に電力供給を行わない目標駆動状態を設定し、
前記設定された目標駆動状態に基づいて前記動力源を制御すると共に前記設定された目標駆動状態に基づいて前記電動機制御手段が電動機を制御する、ことを含むものである。 The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
A power output apparatus control method comprising: a power source capable of outputting power to the drive shaft; an electric motor capable of outputting power to the drive shaft; and an electric motor control means for controlling the electric motor,
Set the required driving force required for the drive shaft,
The power source and the power source so that a driving force based on the required driving force is output from the power source and the motor to the driving shaft when a rotating shaft rotational speed that is the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor is within a predetermined range. A target driving state with the electric motor is set, and when the rotational speed of the rotating shaft exceeds a predetermined range, the target driving of the power source is performed so that a driving force based on the required driving force is output from the power source to the driving shaft. Set a target drive state that does not supply power to the electric motor while setting the state,
The power source is controlled based on the set target drive state, and the motor control means controls the motor based on the set target drive state.

この動力出力装置の制御方法では、電動機の回転軸回転数が所定範囲内にあるときには動力源及び電動機から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が出力されるように動力源と電動機との制御指令を設定し、回転軸回転数が所定範囲を超えているときには動力源から要求駆動力に基づく駆動力が出力されるよう動力源の制御指令を設定すると共に、電動機に電力供給を行わない制御指令を設定し、設定された制御指令に基づいて動力源と電動機とを制御する。一般に、電動機の回転数が所定範囲を超えて大きくなると、それに合わせ高い周波数で作動する電動機制御手段が必要となる。ここでは、電動機の回転数が所定範囲を超えたときには電動機への電力供給を行わないようにするのである。したがって、電動機を制御する電動機制御手段の作動周波数を低く抑えることができ、ひいては電動機制御手段の選択の幅を広げることができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述した動力出力装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した動力出力装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。   In this power output device control method, when the rotational speed of the rotating shaft of the motor is within a predetermined range, a driving force based on the required driving force set based on the operation of the operator is output from the power source and the motor. A control command for the power source and the motor is set, and when the rotational speed of the rotating shaft exceeds a predetermined range, a control command for the power source is set so that a driving force based on the required driving force is output from the power source. A control command not to supply power is set in the power source, and the power source and the electric motor are controlled based on the set control command. Generally, when the rotational speed of the electric motor increases beyond a predetermined range, electric motor control means that operates at a high frequency is required. Here, power supply to the motor is not performed when the rotation speed of the motor exceeds a predetermined range. Therefore, the operating frequency of the motor control means for controlling the motor can be kept low, and the selection range of the motor control means can be expanded. In this method for controlling the power output apparatus, various aspects of the power output apparatus described above may be adopted, and steps for realizing each function of the power output apparatus described above may be added. .

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

図１は、本発明の一実施形態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、動力分配統合機構３０に接続されると共にギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６１を介して前輪６２ａ，６２ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、デファレンシャルギヤ６３を介して後輪６４ａ，６４ｂに接続されたモータＭＧ３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 and a ring gear shaft 32a serving as a drive shaft connected to the front wheels 62a and 62b via the gear mechanism 60 and the differential gear 61 while being connected to the power distribution and integration mechanism 30 A motor MG2 connected via the gear 35, a motor MG3 connected to the rear wheels 64a and 64b via the differential gear 63, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire power output apparatus are provided.

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

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸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６１を介して、最終的には前輪６２ａ，６２ｂに出力される。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 arranged concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the reduction gear 35 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 The power from 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the front wheels 62a and 62b via the gear mechanism 60 and the differential gear 61.

モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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いる。ここでは、モータＭＧ１，ＭＧ２は、ロータ内に永久磁石を埋め込んだいわゆるＰＭモータとして構成され、モータＭＧ３は、永久磁石を備えず、ロータに凸極を設けステータに設けられたコイルで発生する回転磁界の力によって回転駆動するシンクロナスリラクタンスモータとして構成されている。これらモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、インバータ４１，４２，４３を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。図２に、インバータ４３の構成の概略を示す構成図を示す。なお、インバータ４１，４２，４３は、いずれも同様の構成としたから、各インバータ４１，４２，４３のうち一つだけを図示し他のインバータの図示は省略した。インバータ４３は、図示するように、６個のスイッチング素子４３ａ〜４３ｆ（例えばＩＧＢＴなど）から構成される三相ブリッジ回路により直流電流と三相交流電流との変換を行ったり、供給する電力の電圧の変換を行ったりする電力変換器である。このインバータ４３は、バッテリ５０からの直流電力を三相交流電力に変換してモータＭＧ３に供給可能であり、モータＭＧ３からの三相交流電力を整流してバッテリ５０へ供給可能となっている。インバータ４１，４２，４３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４１，４２，４３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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，ＭＧ３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、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のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ４４，４５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。また、モータＭＧ３は、リヤモータ用電子制御ユニット（以下、リヤモータＥＣＵという）４７により駆動制御されている。リヤモータＥＣＵ４７は、モータＥＣＵ４０よりも作動周波数の低いＣＰＵなどにより構成されている。リヤモータＥＣＵ４７には、モータＭＧ３を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４６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ＭＧ３に印加される相電流などが入力されており、リヤモータＥＣＵ４７からは、インバータ４３へのスイッチング制御信号などが出力されている。モータＥＣＵ４０やリヤモータＥＣＵ４７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，ＭＧ３を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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。   Each of the motors MG1, MG2, and MG3 is configured as a known synchronous generator motor that can be driven as a generator and can be driven as a motor. Here, the motors MG1 and MG2 are configured as so-called PM motors in which permanent magnets are embedded in the rotor, and the motor MG3 is not provided with permanent magnets, and is generated by a coil provided on the stator with a convex pole provided on the rotor. It is configured as a synchronous reluctance motor that is driven to rotate by the force of a magnetic field. These motors MG1, MG2, and MG3 exchange power with the battery 50 via inverters 41, 42, and 43. FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the inverter 43. Since all of the inverters 41, 42, and 43 have the same configuration, only one of the inverters 41, 42, and 43 is shown, and the other inverters are not shown. As shown in the figure, the inverter 43 performs conversion between a direct current and a three-phase alternating current by a three-phase bridge circuit composed of six switching elements 43a to 43f (for example, IGBTs), and the voltage of power to be supplied. It is a power converter that performs the conversion. The inverter 43 can convert DC power from the battery 50 into three-phase AC power and supply it to the motor MG3, and can rectify and supply the three-phase AC power from the motor MG3 to the battery 50. The electric power line 54 connecting the inverters 41, 42, 43 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41, 42, 43, and generates power with any of the motors MG1, MG2, MG3. The electric power generated can be consumed by other motors. Therefore, the battery 50 is charged / discharged by electric power generated from any of the motors MG1, MG2, and MG3 or insufficient electric power. Note that the battery 50 is not charged / discharged if the power balance is balanced by the motors MG1, MG2, and MG3. The motors MG1 and MG2 are 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 44 and 45 for detecting 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 is input, and the motor ECU 40 outputs a switching control signal to the inverters 41 and 42. The motor MG3 is driven and controlled by a rear motor electronic control unit (hereinafter referred to as a rear motor ECU) 47. The rear motor ECU 47 is constituted by a CPU having an operating frequency lower than that of the motor ECU 40. The rear motor ECU 47 receives a signal necessary for driving and controlling the motor MG3, for example, a signal from a rotational position detection sensor 46 that detects the rotational position of the rotor of the motor MG3 and a motor MG3 that is detected by a current sensor (not shown). And the like, and the rear motor ECU 47 outputs a switching control signal to the inverter 43. The motor ECU 40 and the rear motor ECU 47 are in communication with the hybrid electronic control unit 70, and drive control of the motors MG1, MG2, MG3 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70 and motors MG1, MG2, as required. Data relating to the operating state of the MG 3 is output to the hybrid electronic control unit 70.

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

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, 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とに基づいて車両から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出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とモータＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方とによってトルク変換されて出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３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およびモータＭＧ３の一方または両方から要求動力に見合う動力が出力され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 a required torque to be output from the vehicle based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83 by the driver, The engine 22, the motor MG1, the motor MG2, and the motor MG3 are controlled for operation so that the corresponding required power is output. As operation control of the engine 22, the motor MG1, the motor MG2, and the motor MG3, 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 distributed. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motors MG1, MG2, and MG3 so that the torque is converted and output by one or both of the integration mechanism 30, the motor MG1, the motor MG2, and the motor MG3, and charging / discharging of the battery 50 The engine 22 is operated and controlled so that power corresponding to the sum of necessary electric power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charge / discharge of the battery 50 is power distribution integrated. One of mechanism 30, motor MG1, motor MG2 and motor MG3 Is a charge / discharge operation mode in which the motors MG1, MG2, and MG3 are driven and controlled so that the required power is output with torque conversion by both, and the operation of the engine 22 is stopped and requested from one or both of the motors MG2 and MG3. There is a motor operation mode in which operation control is performed so that power corresponding to the power is output.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図３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 thus configured hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 3 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やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３，車速センサ８８からの車速Ｖ，バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４４，４５，４６からのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のロータの回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０及びリヤモータＥＣＵ４７から通信により入力するものとした。充放電要求パワーＰｂ＊は、図示しない充放電要求パワー設定処理ルーチンによりバッテリＥＣＵ５２から通信により入力した残容量ＳＯＣが所定量よりも大きいときには大きいほど放電用のパワーが大きくなる傾向に設定され、残容量ＳＯＣが所定量よりも小さいときには小さいほど充電用のパワーが大きくなる傾向に設定されたもの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 and the rotational speeds Nm1, Nm2, Nm3 of the motors MG1, MG2, and MG3. Data required for control, such as the vehicle speed V from the sensor 88 and the charge / discharge required power Pb * of the battery 50, is input (step S100). Here, the rotational speeds Nm1, Nm2, and Nm3 are calculated from the rotational positions of the rotors of the motors MG1, MG2, and MG3 from the rotational position detection sensors 44, 45, and 46 by communication from the motor ECU 40 and the rear motor ECU 47. It was supposed to be entered. Charging / discharging required power Pb * is set such that when the remaining capacity SOC input from the battery ECU 52 by communication by a charging / discharging required power setting processing routine (not shown) is larger than a predetermined amount, the discharging power tends to increase. When the capacity SOC is smaller than a predetermined amount, the one set to tend to increase the charging power as it is smaller 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要求トルクＴ＊と要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め求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が与えられると要求トルク設定用マップから対応する要求トルクＴ＊を導出することにより設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図４に示す。また、要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴ＊に車速Ｖを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊と損失Ｌｏｓｓとの和により計算したものを設定するものとした。   When the data is thus input, the required torque T * and required power P * required for the vehicle are set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S110). Here, in the embodiment, the required torque T * is obtained in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque T * in the ROM 74 as a required torque setting map. When the vehicle speed V is given, it is set by deriving the corresponding required torque T * from the required torque setting map. An example of the required torque setting map is shown in FIG. Further, the required power P * is set to a value calculated by multiplying the set required torque T * by the vehicle speed V and the sum of the charge / discharge required power Pb * and the loss Loss.

続いて、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。閾値Ｎｍ３ｒｅｆは、予め設定されたモータＭＧ３の最大回転数Ｎｍ３ｍａｘよりも小さな値、例えば、最大回転数Ｎｍ３ｍａｘの５割や６割、７割などの回転数に定められている。回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆ以下であるときには、モータＭＧ３を駆動可能であるものとみなし、以下の処理を実行する。具体的には、まず、要求トルクＴ＊を前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂに分配するための分配比Ｄを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、分配比Ｄは、要求トルクＴ＊に対する前輪６２ａ，６２ｂに出力するトルクの割合として車両の走行状態に基づいて値１〜値０の範囲で設定されるものである。例えば、通常走行時には前輪６２ａ，６２ｂ側だけにトルクが出力されるよう値１．０の分配比Ｄを設定したり、坂路走行時や発進走行時には前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂの両方にトルクが出力されるよう値０．５や値０．６などの分配比Ｄを設定したり、前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂの一方にスリップが発生したスリップ発生時にはスリップが発生した車輪に出力されるトルクの割合が小さくなると共にスリップが発生していない車輪に出力されるトルクの割合が大きくなるように分配比Ｄを設定したりすることができる。分配比Ｄを設定すると、設定した分配比Ｄに要求トルクＴ＊を乗じて前輪６２ａ，６２ｂ側に出力すべき前輪側トルクＴｆ＊を設定すると共に値１から分配比Ｄを減じたものに要求トルクＴ＊を乗じて後輪６４ａ，６４ｂ側に出力すべき後輪側トルクＴｒ＊を設定する（ステップＳ１４０）。続いて、後輪側トルクＴｒ＊を設定すると、次式（１）に示すように、後輪側トルクＴｒ＊を換算係数Ｇｒで除することによりモータＭＧ３から出力すべきトルク指令Ｔｍ３＊を設定すると共に、設定したトルク指令Ｔｍ３＊をリヤモータＥＣＵ４７へ送信する（ステップＳ１５０）。ここで、換算係数Ｇｒは、後輪６４ａ，６４ｂに作用するトルクをモータＭＧ３に作用するトルクに換算するための係数である。   Subsequently, it is determined whether or not the rotation speed Nm3 of the motor MG3 is equal to or less than a threshold value Nm3ref (step S120). The threshold value Nm3ref is set to a value smaller than a preset maximum rotational speed Nm3max of the motor MG3, for example, a rotational speed such as 50%, 60%, or 70% of the maximum rotational speed Nm3max. When the rotation speed Nm3 is equal to or less than the threshold value Nm3ref, it is assumed that the motor MG3 can be driven, and the following processing is executed. Specifically, first, a distribution ratio D for distributing the required torque T * to the front wheels 62a and 62b and the rear wheels 64a and 64b is set (step S130). Here, the distribution ratio D is set as a ratio of the torque output to the front wheels 62a and 62b with respect to the required torque T * in the range of value 1 to value 0 based on the running state of the vehicle. For example, a distribution ratio D having a value of 1.0 is set so that torque is output only to the front wheels 62a and 62b during normal driving, or both the front wheels 62a and 62b and the rear wheels 64a and 64b are used during hill driving and starting driving. A slip ratio is generated when a slip ratio is generated when a distribution ratio D such as 0.5 or 0.6 is set so that torque is output to the front wheel or when slip occurs on one of the front wheels 62a and 62b and the rear wheels 64a and 64b. The distribution ratio D can be set so that the ratio of the torque output to the wheels decreases and the ratio of the torque output to the wheels where no slip occurs increases. When the distribution ratio D is set, the required torque T * is multiplied by the set distribution ratio D to set the front wheel side torque Tf * to be output to the front wheels 62a and 62b, and the value obtained by subtracting the distribution ratio D from the value 1 is required. The rear wheel torque Tr * to be output to the rear wheels 64a and 64b by multiplying by the torque T * is set (step S140). Subsequently, when the rear wheel side torque Tr * is set, as shown in the following equation (1), a torque command Tm3 * to be output from the motor MG3 is set by dividing the rear wheel side torque Tr * by the conversion coefficient Gr. At the same time, the set torque command Tm3 * is transmitted to the rear motor ECU 47 (step S150). Here, the conversion coefficient Gr is a coefficient for converting torque acting on the rear wheels 64a and 64b to torque acting on the motor MG3.

Tm3*=Tr*/Gr （１）   Tm3 * = Tr * / Gr (1)

トルク指令Ｔｍ３＊を送信すると、要求パワーＰ＊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Ｓ１６０）。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Ｐ＊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Ｐ＊（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 the torque command Tm3 * is transmitted, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set based on the required power P * (step S160). 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 required power P *. 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 having a constant required power P * (Ne * × Te *).

目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（＝Ｎｍ２／Ｇａ；「Ｇａ」は減速ギヤ３５のギヤ比）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて次式（２）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると共に設定した目標回転数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＊を設定する（ステップＳ１７０）。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６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でもありキャリア３４の回転数はエンジン２２の回転数Ｎｅでもあるから、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（２）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６におけるＲ軸上の２つの上向き太線矢印は、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 * are set, the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a (= Nm2 / Ga; “Ga” is the gear ratio of the reduction gear 35), and power distribution The target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is set by the following formula (2) based on the gear ratio ρ of the integrated mechanism 30, and the following formula (3) based on the set target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1: ) To set the torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S170). FIG. 6 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating 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 rotational speed of the sun gear 31 is also the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the rotational speed of the carrier 34 is also the rotational speed Ne of the engine 22, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is the rotational speed of the ring gear shaft 32a. Based on Nr, 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, Expression (3) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (2), “KP” in the second term on the right side is a gain of a proportional term. Yes, “KI” in the third term on the right side is the gain of the integral term. In FIG. 6, two thick arrows on the R-axis indicate 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 *. The torque transmitted to 32a and the torque Tm2 * output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a are shown.

Nm1*=(Ne*・(1+ρ)-Nm2/Ga)/ρ （２）
Tm1*=前回Tm1*＋KP（Nm1*-Nm1)＋KI∫(Nm1*-Nm1)dt （３） Nm1 * = (Ne * ・ (1 + ρ) -Nm2 / Ga) / ρ (2)
Tm1 * = previous Tm1 * + KP (Nm1 * -Nm1) + KI∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)

モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、次式（４）に示すように、前輪側トルクＴｆ＊を換算係数Ｇｆで除したものからエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルク（＝−Ｔｍ１＊／ρ）を減じこれを更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇａで除することによりモータＭＧ２から出力すべきトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、換算係数Ｇｆは、前輪６２ａ，６２ｂに作用するトルクをリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに換算するための係数である。   When the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set, as shown in the following equation (4), the torque directly transmitted from the engine 22 to the ring gear shaft 32a from the value obtained by dividing the front wheel side torque Tf * by the conversion coefficient Gf (= − The torque command Tm2 * to be output from the motor MG2 is set by subtracting (Tm1 * / ρ) and further dividing this by the gear ratio Ga of the reduction gear 35 (step S180). Here, the conversion coefficient Gf is a coefficient for converting torque acting on the front wheels 62a and 62b to torque acting on the ring gear shaft 32a.

Tm2*=(Tf*/Gf+Tm1*/ρ)/Ga （４）   Tm2 * = (Tf * / Gf + Tm1 * / ρ) / Ga (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（ステップＳ１９０）、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。また、ステップＳ１５０で送信されたトルク指令Ｔｍ３＊を受信したリヤモータＥＣＵ４７は、トルク指令Ｔｍ３＊でモータＭＧ３が駆動されるようインバータ４３のスイッチング素子４３ａ〜４３ｆのスイッチング制御を行なう。このように、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆ以下であるときには、操作者の要求する要求トルクＴ＊が前輪６２ａ，６２ｂ及び後輪６４ａ，６４ｂに出力されるようエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御するのである。   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 S190), 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. Further, the rear motor ECU 47 that has received the torque command Tm3 * transmitted in step S150 performs switching control of the switching elements 43a to 43f of the inverter 43 so that the motor MG3 is driven by the torque command Tm3 *. Thus, when the rotational speed Nm3 of the motor MG3 is equal to or less than the threshold value Nm3ref, the engine 22 and the motors MG1, MG2 are output so that the required torque T * requested by the operator is output to the front wheels 62a, 62b and the rear wheels 64a, 64b. , MG3 is driven and controlled.

一方、ステップＳ１２０で、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えていると判定されたときにはモータＭＧ３を駆動可能な範囲を超えたものとみなし、要求トルクＴ＊を前輪６２ａ，６２ｂおよび後輪６４ａ，６４ｂに分配するための分配比Ｄを設定する（ステップＳ２００）。ここでは、分配比Ｄは、値１に定めることにより、後輪６４ａ，６４ｂからトルクを出力しないようにする。分配比Ｄを設定すると、設定した分配比Ｄに要求トルクＴ＊を乗じる、即ち前輪６２ａ，６２ｂ側に出力すべき前輪側トルクＴｆ＊を要求トルクＴ＊に設定すると共に後輪側トルクＴｒ＊を値０に設定し（ステップＳ２１０）、インバータ４３のゲート遮断指令をリヤモータＥＣＵ４７へ送信する（ステップＳ２２０）。   On the other hand, when it is determined in step S120 that the rotation speed Nm3 of the motor MG3 exceeds the threshold value Nm3ref, it is considered that the motor MG3 has exceeded the range where the motor MG3 can be driven, and the required torque T * is determined as the front wheels 62a and 62b and the rear wheels. A distribution ratio D for distributing to 64a and 64b is set (step S200). Here, the distribution ratio D is set to a value of 1 so that torque is not output from the rear wheels 64a and 64b. When the distribution ratio D is set, the required torque T * is multiplied by the set distribution ratio D, that is, the front wheel side torque Tf * to be output to the front wheels 62a and 62b is set as the required torque T * and the rear wheel side torque Tr *. Is set to 0 (step S210), and a gate cutoff command for the inverter 43 is transmitted to the rear motor ECU 47 (step S220).

そして、上述と同様に、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０の処理を実行して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。また、インバータ４３のゲート遮断指令を受信したリヤモータＥＣＵ４７は、インバータ４３のスイッチング素子４３ａ〜４３ｆのゲート遮断を行なう。このように、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えているときには、操作者の要求する要求トルクＴ＊がエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２から前輪６２ａ，６２ｂに出力されるようこれらを制御すると共に、モータＭＧ３への電力の供給を行わない、即ちモータＭＧ３の駆動制御を全く行わないようにするのである。ここで、例えば、極数が８極のＰＭモータを駆動制御する場合、モータＥＣＵは、ロータが１回転する間に４回の制御信号をインバータに出力する必要がある。したがって、モータの回転数をより高い回転数（例えば最高回転数Ｎｍ３ｍａｘなど）まで駆動可能とするためには、モータＭＧ３の制御機器（例えばモータＥＣＵなど）をより高い周波数まで作動可能なものとすることが必要になる。図７は、モータＭＧ３のトルクＴｍ３と、回転数Ｎｍ３との関係を表す説明図である。なお、図中に斜線で示した範囲がモータＭＧ３を駆動制御する範囲である。本実施例では、モータＭＧ３が坂路走行時や発進走行時、スリップ時などのアシストを行う補助的なものであり、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えるような高車速では駆動する必要性がそもそも低いことから、閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えた範囲では、モータＭＧ３への電力の供給を停止する、即ちモータＭＧ３の駆動制御を全く行わないようにするのである。このため、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆ以上で駆動制御するものに比べてリヤモータＥＣＵ４７の作動周波数を低く抑えることができ、より性能の劣るリヤモータＥＣＵを利用可能である。また、モータＭＧ３が、永久磁石を備えていないシンクロナスリラクタンスモータであり、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えるような高車速であっても、発電する（逆起電圧が発生する）ことがないため、モータＭＧ３を弱め界磁制御などの駆動制御をしないことによる弊害（例えば発電によるトルクショックなど）が生じない。   Then, similarly to the above, the processes of steps S160 to S190 are executed, 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. Further, the rear motor ECU 47 that has received the gate cutoff command of the inverter 43 performs gate cutoff of the switching elements 43 a to 43 f of the inverter 43. Thus, when the rotational speed Nm3 of the motor MG3 exceeds the threshold value Nm3ref, the required torque T * requested by the operator is controlled so that it is output from the engine 22 and the motors MG1, MG2 to the front wheels 62a, 62b. At the same time, power is not supplied to the motor MG3, that is, drive control of the motor MG3 is not performed at all. Here, for example, when driving and controlling a PM motor having 8 poles, the motor ECU needs to output four control signals to the inverter while the rotor makes one revolution. Therefore, in order to be able to drive the motor rotation speed to a higher rotation speed (for example, the maximum rotation speed Nm3max), the control device (for example, the motor ECU) of the motor MG3 can be operated to a higher frequency. It will be necessary. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the torque Tm3 of the motor MG3 and the rotational speed Nm3. In the figure, the hatched range is a range in which the motor MG3 is driven and controlled. In this embodiment, the motor MG3 is an auxiliary device that assists when driving on a slope, starting, or slipping, and it is necessary to drive at a high vehicle speed such that the rotational speed Nm3 of the motor MG3 exceeds the threshold value Nm3ref. Therefore, in the range exceeding the threshold value Nm3ref, the supply of power to the motor MG3 is stopped, that is, the drive control of the motor MG3 is not performed at all. For this reason, the operating frequency of the rear motor ECU 47 can be suppressed lower than that in which the drive control is performed when the rotational speed Nm3 of the motor MG3 is equal to or greater than the threshold value Nm3ref, and a rear motor ECU with lower performance can be used. Further, the motor MG3 is a synchronous reluctance motor that does not include a permanent magnet, and generates electric power (a counter electromotive voltage is generated) even at a high vehicle speed such that the rotational speed Nm3 of the motor MG3 exceeds the threshold value Nm3ref. Therefore, there is no adverse effect (for example, torque shock caused by power generation) due to the weakening of the motor MG3 and no drive control such as field control.

ここで、本実施例の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施例のエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２及び動力分配統合機構３０が本発明の動力源に相当し、このうち、モータＭＧ１及び動力分配統合機構３０が電力動力入出力手段に相当し、モータＭＧ２が第２電動機に相当する。また、本実施例のモータＭＧ３が本発明の電動機に相当し、回転位置検出センサ４６が検出手段に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が要求駆動力設定手段及び指令設定手段に相当し、エンジンＥＣＵ２４及びモータＥＣＵ４０が動力源制御手段に相当し、リヤモータＥＣＵ４７が電動機制御手段に相当し、インバータ４３が駆動回路に相当する。なお、本実施例では、ハイブリッド自動車２０の動作を説明することにより本発明の動力出力装置の制御方法の一例も明らかにしている。   Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the present invention will be clarified. The engine 22, the motors MG1 and MG2, and the power distribution and integration mechanism 30 of the present embodiment correspond to the power source of the present invention. Among these, the motor MG1 and the power distribution and integration mechanism 30 correspond to the power / power input / output means, and the motor MG2 Corresponds to the second electric motor. The motor MG3 of this embodiment corresponds to the electric motor of the present invention, the rotational position detection sensor 46 corresponds to the detection means, the hybrid electronic control unit 70 corresponds to the required driving force setting means and the command setting means, and the engine The ECU 24 and the motor ECU 40 correspond to power source control means, the rear motor ECU 47 corresponds to electric motor control means, and the inverter 43 corresponds to a drive circuit. In the present embodiment, an example of the method for controlling the power output apparatus of the present invention is also clarified by describing the operation of the hybrid vehicle 20.

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ＭＧ３の回転数Ｎｍ３が所定範囲にあるときにはエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２及びモータＭＧ３から操作者の操作に基づいて設定された要求トルクＴ＊が出力されるようエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２とモータＭＧ３との制御指令を設定し、回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えているときにはエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２から要求トルクＴ＊が出力されるようエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２の制御指令を設定すると共に、モータＭＧ３に電力供給を行わない制御指令を設定し、設定された制御指令に基づいてエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２とモータＭＧ３とを制御する。一般に、モータＭＧ３の回転数が所定範囲を超えて大きくなると、それに合わせて高い周波数で作動するリヤモータＥＣＵが必要となる。ここでは、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えたときにはモータＭＧ３への電力供給を行わないようにするのである。したがって、リヤモータＥＣＵ４７やインバータ４３など、モータＭＧ３の制御機器の作動周波数を低く抑えることができる。このため、従来、例えばモータＭＧ３を最高回転数Ｎｍ３ｍａｘまで駆動制御可能としようとすると利用できなかった性能の劣るモータＥＣＵやインバータなどを利用することができ、ひいては、より安価にハイブリッド自動車２０を製造することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the rotational speed Nm3 of the motor MG3 is within a predetermined range, the required torque T * set based on the operation of the operator from the engine 22, the motors MG1, MG2, and the motor MG3. Is set so that the required torque T * is output from the engine 22, the motors MG1, MG2 when the rotational speed Nm3 exceeds the threshold value Nm3ref. The control command for the engine 22 and the motors MG1 and MG2 is set, the control command for not supplying power to the motor MG3 is set, and the engine 22, the motors MG1 and MG2 and the motor MG3 are connected based on the set control command. Control. Generally, when the rotational speed of the motor MG3 increases beyond a predetermined range, a rear motor ECU that operates at a high frequency is required. Here, when the rotational speed Nm3 of the motor MG3 exceeds the threshold value Nm3ref, power supply to the motor MG3 is not performed. Therefore, the operating frequency of the control devices for the motor MG3 such as the rear motor ECU 47 and the inverter 43 can be kept low. For this reason, it is possible to use a motor ECU, an inverter, or the like that has been inferior in performance, which could not be used when the motor MG3 can be driven and controlled up to the maximum rotational speed Nm3max, and thus the hybrid vehicle 20 is manufactured at a lower cost. can do.

また、リヤモータＥＣＵ４７は、モータＭＧ３に電力供給を行わないゲート遮断指令が設定・送信されたときには、インバータ４３のスイッチング素子４３ａ〜４３ｆのスイッチングを遮断するため、スイッチング素子４３ａ〜４３ｆのスイッチングを利用して、比較的容易にモータＭＧ３への電力供給を行わないようにすることができる。また、モータＭＧ３は、永久磁石を備えずに前記駆動軸に動力を出力可能なシンクロナスリラクタンスモータであるため、モータＭＧ３のロータが連れ回されモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆを超えたときにモータＭＧ３への電力の供給を行わないものとしても、モータＭＧ３による発電（逆起電圧の発生）を防止することができる。更に、前輪６２ａ，６２ｂを駆動するエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２の接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとは異なる後輪６４ａ，６４ｂを駆動する駆動軸にモータＭＧ３が接続されているため、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３が閾値Ｎｍ３ｒｅｆ以下の範囲にあるときには前輪６２ａ，６２ｂと後輪６４ａ，６４ｂとを駆動することができ、安定した走行をすることができる。   Further, the rear motor ECU 47 uses the switching of the switching elements 43a to 43f to shut off the switching of the switching elements 43a to 43f of the inverter 43 when a gate cutoff command for not supplying power to the motor MG3 is set and transmitted. Thus, it is possible to relatively easily prevent power supply to the motor MG3. Further, since the motor MG3 is a synchronous reluctance motor that does not include a permanent magnet and can output power to the drive shaft, when the rotor of the motor MG3 is rotated and the rotational speed Nm3 of the motor MG3 exceeds the threshold value Nm3ref Even when power is not supplied to the motor MG3, power generation (generation of counter electromotive voltage) by the motor MG3 can be prevented. Further, since the motor MG3 is connected to a drive shaft for driving the rear wheels 64a and 64b different from the ring gear shaft 32a as the drive shaft to which the engine 22 for driving the front wheels 62a and 62b and the motors MG1 and MG2 are connected. When the rotation speed Nm3 of the motor MG3 is in a range equal to or less than the threshold value Nm3ref, the front wheels 62a and 62b and the rear wheels 64a and 64b can be driven, and stable running can be performed.

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

例えば、上述した実施例では、モータＭＧ３を永久磁石を備えないシンクロナスリラクタンスモータとしたが、特にこれに限られず、モータＭＧ３を永久磁石を備えない他のモータ（例えば、誘導モータなど）としてもよい。こうしても、上述した実施例と同様の効果が得られる。また、モータＭＧ３を永久磁石を備えたモータ（例えばＰＭモータ）としてもよい。こうしても、リヤモータＥＣＵ４７やインバータ４３など、モータＭＧ３の制御系機器の作動周波数を低く抑えることはできる。   For example, in the above-described embodiment, the motor MG3 is a synchronous reluctance motor that does not include a permanent magnet. However, the present invention is not limited to this, and the motor MG3 may be another motor (for example, an induction motor) that does not include a permanent magnet. Good. Even in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. Further, the motor MG3 may be a motor (for example, a PM motor) provided with a permanent magnet. Even in this case, the operating frequency of the control system devices of the motor MG3 such as the rear motor ECU 47 and the inverter 43 can be kept low.

上述した実施例では、同期モータとしてのモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３をインバータ４１，４２，４３により駆動するものとしたが、これに限られず、例えば、直流モータをチョッパ回路により駆動するものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the motors MG1, MG2, and MG3 as synchronous motors are driven by the inverters 41, 42, and 43. However, the present invention is not limited to this, and for example, a DC motor may be driven by a chopper circuit. .

上述した実施例では、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３は、回転位置検出センサ４６の回転位置を用いて演算するものとしたが、モータＭＧ３の回転数Ｎｍ３は、車速センサ８８の車速Ｖに変換係数を乗算することにより間接的に演算するものとしてもよい。   In the embodiment described above, the rotational speed Nm3 of the motor MG3 is calculated using the rotational position of the rotational position detection sensor 46. However, the rotational speed Nm3 of the motor MG3 is converted into a vehicle speed V of the vehicle speed sensor 88. It is good also as what calculates indirectly by multiplying.

上述した実施例では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０がエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の指令値を設定し、エンジンＥＣＵ２４がエンジン２２を制御し、モータＥＣＵ４０がモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものとしたが、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを要求トルクＴ＊に基づいて制御可能なものとすれば、例えば、ハイブリッド用電子制御ユニット７０にエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との機能を持たせてエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とを省略するなど、自由に任意のＥＣＵを用いるものとしてもよい。   In the embodiment described above, the hybrid electronic control unit 70 sets command values for the engine 22 and the motors MG1, MG2, and MG3, the engine ECU 24 controls the engine 22, and the motor ECU 40 controls the motors MG1 and MG2. However, if the engine 22 and the motors MG1 and MG2 can be controlled based on the required torque T *, for example, the hybrid electronic control unit 70 is provided with the functions of the engine ECU 24 and the motor ECU 40, and the engine ECU 24 It is also possible to use any ECU freely such as omitting the motor ECU 40.

上述した実施例では、閾値Ｎｍ３ｒｅｆは、モータＭＧ３の最大回転数Ｎｍ３ｍａｘよりも小さな回転数に定められ、リヤモータＥＣＵ４７は、モータＥＣＵ４０よりも作動周波数の低いＣＰＵなどにより構成されているものとしたが、リヤモータＥＣＵ４７やインバータ４３などモータＭＧ３の制御機器の作動周波数やモータＭＧ３の最大回転数などを予め決定し、決定したモータＭＧ３の制御機器の作動周波数やモータＭＧ３の最大回転数から閾値Ｎｍ３ｒｅｆを設定するとしてもよい。   In the above-described embodiment, the threshold value Nm3ref is set to a rotational speed smaller than the maximum rotational speed Nm3max of the motor MG3, and the rear motor ECU 47 is configured by a CPU having a lower operating frequency than the motor ECU 40. The operating frequency of the control device of the motor MG3 such as the rear motor ECU 47 and the inverter 43 and the maximum rotation speed of the motor MG3 are determined in advance, and the threshold value Nm3ref is set from the determined operation frequency of the control device of the motor MG3 and the maximum rotation speed of the motor MG3. It is good.

上述した実施例では、エンジン２２からの動力を前輪６２ａ，６２ｂに出力するものとしたが、エンジン２２からの動力を後輪６４ａ，６４ｂに出力するものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the power from the engine 22 is output to the front wheels 62a and 62b. However, the power from the engine 22 may be output to the rear wheels 64a and 64b.

上述した実施例では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して前輪６２ａ，６２ｂ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８の変形例のハイブリッド自動車１２０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１３２と前輪６２ａ，６２ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ１３４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モータ１３０を備えるものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the power from the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the front wheels 62a and 62b via the power distribution and integration mechanism 30, but the hybrid of the modified example of FIG. As illustrated in the automobile 120, the engine 22 includes an inner rotor 132 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 134 connected to a drive shaft that outputs power to the front wheels 62 a and 62 b. A counter-rotor motor 130 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

上述した実施例では、シリーズ型とパラレル型とを混成したハイブリッド自動車２０について説明したが、駆動軸を駆動する主動力源とこの駆動軸と同一又は別の駆動軸を駆動する副動力源としてのモータとを備えた自動車であれば特にこれに限定されず、例えば、図９に示すように、主動力源としてのエンジン２２のクランクシャフトに副動力源としてのモータＭＧ３が接続され、エンジン２２からの動力とモータＭＧ３からの動力とによりトランスミッション３８を介して前輪６２ａ，６２ｂを駆動するハイブリッド自動車２２０に本発明を適用してもよい。なお、トランスミッション３８は、有段であっても無段であってもよい。このとき、後輪６４ａ，６４ｂを駆動する図示しないモータＭＧに本発明を適用してもよい。また、シリーズ型のハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。さらに、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、燃料電池で発電した電力により動力を出力するモータＭＧ２とを主動力源として備える燃料電池自動車に本発明を適用してもよい。   In the above-described embodiment, the hybrid vehicle 20 in which the series type and the parallel type are mixed has been described. However, the main power source that drives the drive shaft and the sub power source that drives the same or different drive shaft as the drive shaft can be used. For example, as shown in FIG. 9, a motor MG <b> 3 as an auxiliary power source is connected to a crankshaft of the engine 22 as a main power source. The present invention may be applied to the hybrid vehicle 220 that drives the front wheels 62a and 62b via the transmission 38 with the power of the motor MG3 and the power of the motor MG3. The transmission 38 may be stepped or stepless. At this time, the present invention may be applied to a motor MG (not shown) that drives the rear wheels 64a and 64b. Further, the present invention may be applied to a series type hybrid vehicle. Furthermore, the present invention may be applied to a fuel cell vehicle that includes a fuel cell that generates power by receiving supply of fuel gas and oxidizing gas, and a motor MG2 that outputs power by the power generated by the fuel cell as a main power source. .

上述した実施例では、エンジン２２とインバータ４１，４２，４３により駆動されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３とを備えるハイブリッド自動車２０に適用して説明したが、ハイブリッド自動車に限られず、図１０の変形例の電気自動車３２０に例示するように、前輪６２ａ，６２ｂに動力を出力するモータＭＧ１と後輪６４ａ，６４ｂに動力を出力するモータＭ２とを備え、エンジンを備えない電気自動車としてもよい。   In the above-described embodiment, the description is applied to the hybrid vehicle 20 including the motor 22 and the motors MG1, MG2, and MG3 driven by the inverters 41, 42, and 43. However, the present invention is not limited to the hybrid vehicle, and the modified example of FIG. As an example of the electric vehicle 320, an electric vehicle that includes a motor MG1 that outputs power to the front wheels 62a and 62b and a motor M2 that outputs power to the rear wheels 64a and 64b and does not include an engine may be used.

また、こうしたハイブリッド自動車２０に搭載された動力出力装置に限定されるものではなく、自動車以外の移動体（例えば列車や航空機、船舶）などに搭載された動力出力装置としても構わない。また、動力出力装置の形態としてもよいし、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。   Moreover, it is not limited to the power output apparatus mounted in such a hybrid vehicle 20, It is good also as a power output apparatus mounted in mobile bodies (for example, a train, an aircraft, a ship) other than a motor vehicle. Moreover, it is good also as a form of a power output device, and it is good also as a form of the control method of a power output device.

本発明の一実施形態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 the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus as one embodiment of the present invention. インバータ４３の構成の概略を示す構成図である。3 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an inverter 43. FIG. 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. 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. 動作ラインの一例および目標回転数Ｎｅ＊と目標トルク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 an operation line and the setting of target rotational speed Ne * and 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. モータＭＧ３のトルクＴｍ３と回転数Ｎｍ３との関係を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship between torque Tm3 of motor MG3, and rotation speed Nm3. 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. 変形例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an outline of a configuration of a modified example of an electric vehicle 320.

符号の説明Explanation of symbols

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、３２０ 電気自動車、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、３８ トランスミッション、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３ インバータ、４３ａ〜ｆ スイッチング素子、４４，４５，４６ 回転位置検出センサ、４７ リヤモータ用電子制御ユニット（リヤモータＥＣＵ）、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 ギヤ機構、６１，６３ デファレンシャルギヤ、６２ａ，６２ｂ 前輪、６４ａ，６４ｂ 後輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１３０ 対ロータ電動機、１３２ インナーロータ １３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３， モータ。   20, 120, 220 Hybrid vehicle, 320 Electric vehicle, 22 Engine, 24 Engine electronic control unit (engine ECU), 26 Crankshaft, 28 Damper, 30 Power distribution and integration mechanism, 31 Sun gear, 32 Ring gear, 32a Ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 38 transmission, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42, 43 inverter, 43a-f switching element, 44, 45, 46 rotational position detection sensor, 47 rear motor electronics Control unit (rear motor ECU), 50 battery, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 Power line, 60 Gear mechanism, 61, 63 Differential gear, 62a, 62b Front 64a, 64b Rear wheel, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 130 Counter rotor motor, 132 Inner rotor 134 Outer rotor, MG1, MG2, MG3, Motor.

Claims (9)

駆動軸に動力を出力可能な動力源と、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
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、
前記電動機の回転軸の回転数である回転軸回転数を検出可能な検出手段と、
前記検出された回転軸回転数が所定範囲内にあるときには前記動力源及び該電動機から前記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該動力源と該電動機との目標駆動状態を設定し、前記回転軸回転数が所定範囲を超えているときには前記動力源から前記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該動力源の目標駆動状態を設定すると共に前記電動機に電力供給を行わない目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
前記設定された目標駆動状態に基づいて前記動力源を制御する動力源制御手段と、
前記設定された目標駆動状態に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段と、
を備えた動力出力装置。 A power source capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Detecting means capable of detecting the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor;
Target drive state of the power source and the electric motor so that a driving force based on the required driving force is output from the power source and the electric motor to the driving shaft when the detected rotational shaft rotational speed is within a predetermined range. And setting a target driving state of the power source so that a driving force based on the required driving force is output from the power source to the driving shaft when the rotational shaft rotational speed exceeds a predetermined range. Target drive state setting means for setting a target drive state in which no electric power is supplied to the motor;
Power source control means for controlling the power source based on the set target drive state;
Electric motor control means for controlling the electric motor based on the set target drive state;
Power output device with 前記目標駆動状態設定手段は、前記所定範囲として前記電動機の最大許容回転数よりも小さい回転数を上限とした範囲を用いて前記目標駆動状態を設定する手段である、
請求項１に記載の動力出力装置。 The target drive state setting means is a means for setting the target drive state using a range having an upper limit of a rotational speed smaller than the maximum allowable rotational speed of the electric motor as the predetermined range.
The power output device according to claim 1. 請求項１又は２に記載の動力出力装置であって、
スイッチング素子のスイッチングにより前記電動機を駆動する駆動回路、を備え、
前記電動機制御手段は、前記電動機に電力供給を行わない目標駆動状態が設定されたときには、前記駆動回路のスイッチング素子を遮断する手段である、
動力出力装置。 The power output device according to claim 1 or 2,
A drive circuit for driving the electric motor by switching of a switching element,
The motor control means is means for shutting off a switching element of the drive circuit when a target drive state in which power is not supplied to the motor is set.
Power output device. 前記電動機は、永久磁石を備えずに前記駆動軸に動力を出力可能な非永久磁石式電動機である、
請求項３に記載の動力出力装置。 The electric motor is a non-permanent magnet type electric motor that can output power to the drive shaft without a permanent magnet.
The power output device according to claim 3. 前記動力源は、内燃機関を含み該内燃機関から前記駆動軸に動力を出力可能である、
請求項１〜４のいずれかに記載の動力出力装置。 The power source includes an internal combustion engine and can output power from the internal combustion engine to the drive shaft.
The power output apparatus in any one of Claims 1-4. 前記動力源は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段と、該駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、を備える、請求項５に記載の動力出力装置。   The power source is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and is connected to the drive shaft so that at least a part of the power from the internal combustion engine can be output to the drive shaft with input and output of power and power. The power output device according to claim 5, comprising output means and a second electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft. 請求項１〜６のいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。   A vehicle comprising the power output device according to any one of claims 1 to 6 and an axle connected to the drive shaft. 前記電動機は、前記動力源の出力軸が駆動軸を介して連結した車軸とは異なる車軸に前記回転軸が駆動軸を介して連結されてなる、請求項７に記載の車両。   The vehicle according to claim 7, wherein the electric motor is configured such that the rotating shaft is connected via a drive shaft to an axle different from the axle connected to the output shaft of the power source via the drive shaft. 駆動軸に動力を出力可能な動力源と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、電動機を制御する電動機制御手段と、を備えた動力出力装置の制御方法であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
前記電動機の回転軸の回転数である回転軸回転数が所定範囲内にあるときには前記動力源及び該電動機から前記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該動力源と該電動機との目標駆動状態を設定し、前記回転軸回転数が所定範囲を超えているときには前記動力源から前記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該動力源の目標駆動状態を設定すると共に前記電動機に電力供給を行わない目標駆動状態を設定し、
前記設定された目標駆動状態に基づいて前記動力源を制御すると共に前記設定された目標駆動状態に基づいて前記電動機制御手段が電動機を制御する、
動力出力装置の制御方法。 A power output apparatus control method comprising: a power source capable of outputting power to the drive shaft; an electric motor capable of outputting power to the drive shaft; and an electric motor control means for controlling the electric motor,
Set the required driving force required for the drive shaft,
The power source and the power source so that a driving force based on the required driving force is output from the power source and the motor to the driving shaft when a rotating shaft rotational speed that is the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor is within a predetermined range. A target driving state with the electric motor is set, and when the rotational speed of the rotating shaft exceeds a predetermined range, the target driving of the power source is performed so that a driving force based on the required driving force is output from the power source to the driving shaft. Set a target drive state that does not supply power to the electric motor while setting the state,
Controlling the power source based on the set target drive state and controlling the electric motor based on the set target drive state.
Control method of power output device.
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