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JP2007112291A - POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE - Google Patents

POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE Download PDF

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JP2007112291A
JP2007112291A JP2005305658A JP2005305658A JP2007112291A JP 2007112291 A JP2007112291 A JP 2007112291A JP 2005305658 A JP2005305658 A JP 2005305658A JP 2005305658 A JP2005305658 A JP 2005305658A JP 2007112291 A JP2007112291 A JP 2007112291A
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JP
Japan
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power
output
drive shaft
shaft
internal combustion
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Application number
JP2005305658A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kashiwa
康弘 栢
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
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Publication date
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Abstract

【課題】内燃機関と電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸と駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力装置と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるものにおいて、装置の複雑化を招くことなく、より大きな逆回転方向の駆動力を駆動軸に出力する。
【解決手段】後進方向に走行する際にモータMG2の定格最大トルクTm2maxまでのトルクにより要求トルクTr*を出力することができないときには、上限ガード処理された範囲内でエンジンをモータリングするトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*に設定すると共に(ステップS160,S170)、モータMG2の定格最大トルクTm2maxをそのトルク指令Tm2*に設定して(ステップS180)、モータMG1,MG2を駆動制御する。これにより、モータMG2から出力可能なトルクより大きなトルクにより後進走行することができる。
【選択図】図2
An electric power input / output device for inputting / outputting power to / from an output shaft and a drive shaft of an internal combustion engine and an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft. In this case, a larger driving force in the reverse rotation direction is output to the drive shaft without causing complication of the apparatus.
When the required torque Tr * cannot be output due to the torque up to the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2 when traveling in the reverse direction, the torque for motoring the engine within the range subjected to the upper limit guard process is set. The torque command Tm1 * of MG1 is set (steps S160 and S170), the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2 is set to the torque command Tm2 * (step S180), and the motors MG1 and MG2 are driven and controlled. As a result, the vehicle can travel backward with a torque larger than the torque that can be output from the motor MG2.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a power output apparatus, a vehicle on which the power output apparatus is mounted, and a method for controlling the power output apparatus.

従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、このプラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータMG1と、駆動軸に動力を入出力するモータMG2と、エンジンのクランクシャフトの回転方向を切り替える前後進切換ギヤユニットとを備える車載用のものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この動力出力装置を搭載した車両では、後進方向に走行するときには、エンジンから出力された動力が後進するための動力として駆動軸に出力されるよう前後進切換ギヤユニットを切り替えている。
特開2000−358303号公報
Conventionally, this type of power output device includes an engine, a planetary gear having a carrier connected to the crankshaft of the engine and a ring gear connected to a drive shaft connected to a drive wheel, and a sun gear of the planetary gear. A vehicle-mounted one that includes a motor MG1 for outputting, a motor MG2 for inputting / outputting power to / from the drive shaft, and a forward / reverse switching gear unit for switching the rotation direction of the crankshaft of the engine has been proposed (for example, Patent Document 1) reference). In a vehicle equipped with this power output device, when traveling in the reverse direction, the forward / reverse switching gear unit is switched so that the power output from the engine is output to the drive shaft as power for reverse travel.
JP 2000-358303 A

上述の動力出力装置では、前後進切換ギヤユニットを備えるため、エンジンからの動力を後進するための動力として駆動軸に出力できるが、前後進切換ギヤユニットの設置にスペースを要すると共に装置自体が複雑化する。前後進切換ギヤユニットを備えない構成では、後進時にはエンジンからの動力は前進方向に作用するから、通常はエンジンを停止してモータMG2からの駆動力だけにより走行するが、モータMG2の定格最大駆動力を超えて駆動力の出力を要請する場合には対応することができない。   Since the power output device described above includes a forward / reverse switching gear unit, power from the engine can be output to the drive shaft as power for reverse travel. However, installation of the forward / reverse switching gear unit requires space and the device itself is complicated. Turn into. In the configuration without the forward / reverse switching gear unit, the power from the engine acts in the forward direction during reverse travel, so the engine is usually stopped and traveled only by the driving force from the motor MG2, but the rated maximum drive of the motor MG2 It is not possible to respond to a request for output of driving force exceeding the force.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関と電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸と駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力装置と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるものにおいて、装置の複雑化を招くことなく、より大きな逆回転方向の駆動力を駆動軸に出力することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法は、内燃機関と電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸と駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力装置と駆動軸に動力を入出力可能な電動機とを備えるものにおいて、装置の複雑化を招くことなく、電動機の定格値を超える逆回転方向の駆動力を駆動軸に出力することを目的の一つとする。   The power output apparatus of the present invention, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus are described. Electric power power that inputs / outputs power to / from an output shaft and a drive shaft of an internal combustion engine together with input / output of power and power In an apparatus including an input / output device and an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, one of the objects is to output a larger driving force in the reverse rotation direction to the drive shaft without causing complication of the device. . The power output apparatus of the present invention, a vehicle equipped with the power output apparatus, and a control method for the power output apparatus input / output power to / from the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine together with input / output of power and power. Output power to the drive shaft in the reverse rotation direction that exceeds the rated value of the motor without complicating the device, including an electric power drive input / output device and an electric motor that can input / output power to the drive shaft. Is one of the purposes.

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

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸の回転方向を設定する回転方向設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに前記回転方向設定手段により該正回転とは逆の逆回転が設定されたとき、前記内燃機関のモータリングを伴って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前記設定された回転方向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逆回転方向駆動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft and capable of inputting and outputting power to the output shaft and the drive shaft with input and output of power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Rotation direction setting means for setting the rotation direction of the drive shaft;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the rotation direction of the power acting on the drive shaft via the power power input / output means is set to normal rotation when the internal combustion engine is operating, the rotation direction setting means reverses the normal rotation. When the rotation is set, the internal combustion engine and the electric power are driven so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft in the set rotation direction with motoring of the internal combustion engine. Reverse rotation direction drive control means for controlling the input / output means and the electric motor;
It is a summary to provide.

この本発明の動力出力装置では、内燃機関を運転しているときに電力動力入出力手段を介して駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときにこの正回転とは逆の逆回転が設定されたときは、内燃機関のモータリングを伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に逆回転の方向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。内燃機関をモータリングすると、その反力としての駆動力が電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される。この駆動力は逆回転の方向に作用するから、駆動軸にはこの反力としての駆動力と電動機からの駆動力との和の駆動力が出力されることになる。この結果、正回転と逆回転とを切り換える切換ギヤユニットを備えることなく、電動機から出力される逆回転方向の駆動力より大きな駆動力を駆動軸に出力することができる。   In the power output apparatus of the present invention, when the rotation direction of the power acting on the drive shaft via the power power input / output means is set to the normal rotation when the internal combustion engine is operated, the reverse of the normal rotation is performed. When the rotation is set, the internal combustion engine and the power power input / output means so that the driving force based on the required driving force required for the drive shaft accompanying motoring of the internal combustion engine is output in the reverse rotation direction to the drive shaft. And the motor. When the internal combustion engine is motored, a driving force as a reaction force is output to the driving shaft via the power driving input / output means. Since this driving force acts in the direction of reverse rotation, the sum of the driving force as the reaction force and the driving force from the electric motor is output to the driving shaft. As a result, a driving force larger than the driving force in the reverse rotation direction output from the electric motor can be output to the drive shaft without providing a switching gear unit that switches between forward rotation and reverse rotation.

こうした本発明の動力出力装置において、前記逆回転方向駆動制御手段は、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力以下のときには前記内燃機関のモータリングを伴わずに前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に前記設定された回転方向に出力されるよう制御し、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力より大きいときには前記内燃機関のモータリングを伴って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前記設定された回転方向に出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に要求される要求駆動力が電動機の逆回転方向の定格最大駆動力より大きいときでも、この定格最大駆動力より大きな要求駆動力により近い駆動力を駆動軸に出力することができる。   In such a power output apparatus of the present invention, the reverse rotation direction drive control means does not involve motoring of the internal combustion engine when the set required drive force is less than or equal to the rated maximum drive force in the reverse rotation direction of the electric motor. Control is performed so that the set required drive force is output to the drive shaft in the set rotation direction, and the internal combustion engine is set when the set required drive force is greater than a rated maximum drive force in the reverse rotation direction of the electric motor. It may be a means for controlling so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft in the set rotational direction with engine motoring. In this way, even when the required driving force required for the drive shaft is greater than the rated maximum driving force in the reverse rotation direction of the motor, a driving force closer to the required driving force than the rated maximum driving force is output to the driving shaft. Can do.

また、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回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。また、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転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 shafts of the output shaft, the drive shaft, and the rotating shaft of the internal combustion engine, and enters any two of the three shafts. It is also possible to provide a means comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on the output power; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. . The power drive input / output means includes a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor A counter-rotor motor that rotates by relative rotation with the second rotor may also be used.

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸の回転方向を設定する回転方向設定手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに前記回転方向設定手段により該正回転とは逆の逆回転が設定されたとき、前記内燃機関のモータリングを伴って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前記設定された回転方向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逆回転方向駆動制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。   The vehicle of the present invention is a power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output device that outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and an output of the internal combustion engine. Power power input / output means connected to the shaft and the drive shaft and capable of inputting / outputting power to / from the output shaft and the drive shaft with input / output of power and power, and power input / output to / from the drive shaft An electric motor, the electric power drive input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, a rotation direction setting means for setting the rotation direction of the drive shaft, and a required driving force required for the drive shaft are set. By means of the rotation direction setting means when the rotation direction of the power acting on the drive shaft via the power power input / output means when the internal combustion engine is operated is set to a positive rotation. Reverse rotation opposite to the normal rotation When set, the internal combustion engine and the power power input / output are set such that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft in the set rotational direction with motoring of the internal combustion engine. And a reverse rotation direction drive control means for controlling the motor and the electric motor. The power output device is mounted, and the axle is connected to the drive shaft.

この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、正回転と逆回転とを切り換える切換ギヤユニットを備えることなく電動機から出力される逆回転方向の駆動力より大きな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。   Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the vehicle has the switching gear unit that switches between forward rotation and reverse rotation, for example, the effects of the power output device of the present invention. In addition, it is possible to achieve the same effect as the effect that a driving force larger than the driving force in the reverse rotation direction output from the electric motor can be output to the drive shaft.

こうした本発明の車両において、前記回転方向設定手段に代えて走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、前記電力動力入出力手段は電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関から出力された動力の少なくとも一部を車両を前進させる駆動力として前記駆動軸に出力する手段であり、前記逆回転方向駆動制御手段は、走行方向設定手段により走行方向として後進方向が設定されたときに、前記内燃機関のモータリングを伴って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後進方向に作用する駆動力として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手段であるものとすることもできる。   Such a vehicle according to the present invention includes a traveling direction setting unit that sets a traveling direction instead of the rotational direction setting unit, and the electric power driving input / output unit is output from the internal combustion engine with input and output of electric power and power. A means for outputting at least a part of the power to the drive shaft as a driving force for moving the vehicle forward, and the reverse rotation direction drive control means is configured such that when the reverse direction is set as the travel direction by the travel direction setting means, The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output as a driving force acting in the reverse direction on the driving shaft with motoring of the internal combustion engine. It can also be a means for controlling.

本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりと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、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに該正回転とは逆の逆回転の方向に前記駆動軸を回転させる状態で該駆動軸に該逆回転の方向に駆動力を出力するときには、前記内燃機関のモータリングを伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に逆回転の方向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特徴とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine; power power input / output means connected to an output shaft and a drive shaft of the internal combustion engine and capable of inputting / outputting power to / from the output shaft and the drive shaft with input / output of power and power; and the drive A power output device control method comprising: an electric motor capable of inputting / outputting power to a shaft; and the electric power input / output means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
When the internal combustion engine is in operation, when the rotational direction of power acting on the drive shaft via the power power input / output means is set to normal rotation, the drive is performed in the reverse rotation direction opposite to the normal rotation. When a driving force is output in the reverse direction to the drive shaft in a state where the shaft is rotated, the driving force based on the required driving force required for the drive shaft accompanying motoring of the internal combustion engine is the drive shaft. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so as to be output in the reverse rotation direction.

この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関を運転しているときに電力動力入出力手段を介して駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときにこの正回転とは逆の逆回転が設定されたときは、内燃機関のモータリングを伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に逆回転の方向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。内燃機関をモータリングすると、その反力としての駆動力が電力動力入出力手段を介して駆動軸に出力される。この駆動力は逆回転の方向に作用するから、駆動軸にはこの反力としての駆動力と電動機からの駆動力との和の駆動力が出力されることになる。この結果、正回転と逆回転とを切り換える切換ギヤユニットを備えることなく、電動機から出力される逆回転方向の駆動力より大きな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, when the internal combustion engine is operated, when the rotation direction of the power acting on the drive shaft via the power power input / output means is set to the normal rotation, When reverse reverse rotation is set, the internal combustion engine and electric power are driven so that the driving force based on the required driving force required for the drive shaft accompanying motoring of the internal combustion engine is output to the drive shaft in the reverse rotation direction. The input / output means and the electric motor are controlled. When the internal combustion engine is motored, a driving force as a reaction force is output to the driving shaft via the power driving input / output means. Since this driving force acts in the direction of reverse rotation, the sum of the driving force as the reaction force and the driving force from the electric motor is output to the driving shaft. As a result, a driving force larger than the driving force in the reverse rotation direction output from the electric motor can be output to the drive shaft without providing a switching gear unit that switches between forward rotation and reverse rotation.

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

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

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

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

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

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された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に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサ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 Tb from the temperature sensor 51 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。なお、実施例では、シフトポジションSPとしては、駐車ポジション(Pポジション)、前進方向に走行する通常のポジションとしての走行ポジション(Dポジション)、アクセルオフ時の制動力が大きな前進方向の走行するためのブレーキポジション(Bポジション)、走行を行なわない中立ポジション(Nポジション)、後進方向に走行する後進ポジション(Rポジション)などが用意されている。   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. In the embodiment, the shift position SP includes a parking position (P position), a traveling position (D position) as a normal position for traveling in the forward direction, and traveling in the forward direction with a large braking force when the accelerator is off. Brake position (B position), neutral position (N position) in which traveling is not performed, and reverse position (R position) in which the vehicle travels in the reverse direction is prepared.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にシフトレバー81が後進ポジション(Rポジション)に操作されて後進走行する際の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される後進時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。なお、実施例のハイブリッド自動車20では、後進時には、バッテリ50の残容量(SOC)が著しく小さい状態ではないときにはエンジン22はその運転が停止される。したがって、後進時駆動制御ルーチンは、エンジン22の運転停止を伴って実行されることになる。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly the operation when the shift lever 81 is operated to the reverse position (R position) and travels backward will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a reverse drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec). In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the vehicle is traveling backward, the operation of the engine 22 is stopped when the remaining capacity (SOC) of the battery 50 is not extremely small. Therefore, the reverse drive control routine is executed with the operation stop of the engine 22.

後進時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MG2の回転数Nm2など後進走行時の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MG12の回転数Nm2は、回転位置検出センサ44により検出されるモータ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。   When the reverse 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 Nm2 of the motor MG2, and the like. Processing for inputting data necessary for control during reverse travel is executed (step S100). Here, the rotation speed Nm2 of the motor MG12 is calculated based on the rotation position of the rotor of the motor MG2 detected by the rotation position detection sensor 44, and is input from the motor ECU 40 by communication.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて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*を設定すると共に(ステップS110)、入力したモータMG2の回転数Nm2に基づいてモータMG2から後進方向に出力可能な定格最大トルクTm2maxを入力し(ステップS120)、設定した要求トルクTr*と入力した定格最大トルクTm2maxに減速ギヤ35のギヤ比Grを乗じた値とを比較する(ステップS130)。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3に要求トルク設定用マップの一例を示す。モータMG2の定格最大トルクTm2maxは、モータMG2の回転数Nm2と定格最大トルクTm2maxとの関係を予めマップとしてROM74に記憶しておき、モータMG2の回転数Nm2が与えられるとマップから対応する定格最大トルクTm2maxを導出することにより入力するものとした。図4にモータMG2の定格最大トルクの一例を示す。なお、ステップS130の大きさ比較は、実施例では、絶対値としての比較とした。   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), the rated maximum torque Tm2max that can be output in the reverse direction from the motor MG2 is input based on the input rotational speed Nm2 of the motor MG2 (step S120), and the set required torque Tr * is input. A value obtained by multiplying the rated maximum torque Tm2max by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is compared (step S130). 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. 3 shows an example of the required torque setting map. For the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2, the relationship between the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the rated maximum torque Tm2max is stored in advance in the ROM 74 as a map, and when the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is given, The torque Tm2max is input by deriving. FIG. 4 shows an example of the rated maximum torque of the motor MG2. Note that the magnitude comparison in step S130 is an absolute value comparison in the embodiment.

要求トルクTr*が定格最大トルクTm2maxに減速ギヤ35のギヤ比Grを乗じた値以下と判定されたときには、値0をモータMG1のトルク指令Tm1*に設定すると共に(ステップS140)、要求トルクTr*をギヤ比Grで除した値をモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し(ステップS150)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS190)、後進時駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、いま、トルク指令Tm1*には値0が設定されているから、モータMG1からトルクが出力されないようインバータ41のスイッチング素子のスイッチングが制御される。この状態のときの動力分配統合機構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5に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。R軸上の太線矢印は、モータMG2から減速ギヤ35を介してリングギヤ32に出力されるトルクTm2*を示す。   When it is determined that the required torque Tr * is equal to or less than the value obtained by multiplying the rated maximum torque Tm2max by the gear ratio Gr of the reduction gear 35, the value 0 is set to the torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S140), and the required torque Tr A value obtained by dividing * by the gear ratio Gr is set in the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S150), and the set torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40 (step S190), and the reverse drive control is performed. End the routine. Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the motor ECU 40 controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. . Note that, since the value 0 is set in the torque command Tm1 *, the switching of the switching element of the inverter 41 is controlled so that no torque is output from the motor MG1. FIG. 5 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 in this state. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by dividing the number Nm2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is shown. A thick arrow on the R axis indicates torque Tm2 * output from the motor MG2 to the ring gear 32 via the reduction gear 35.

ステップS130で要求トルクTr*が定格最大トルクTm2maxに減速ギヤ35のギヤ比Grを乗じた値より大きいと判定されたときには、要求トルクTr*から定格最大トルクTm2maxに減速ギヤ35のギヤ比Grを乗じた値を減じたものとエンジン22をモータリングする際にエンジン22に出力してもよい最大トルクをリングギヤ軸32aに換算したトルクTemaxとのうち小さい方をエンジン22をモータリングすることによりリングギヤ軸32aに出力するモータリング出力トルクTgとして設定し(ステップS160)、このモータリング出力トルクTgがリングギヤ軸32aに出力されるよう次式(1)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共に(ステップS170)、定格最大トルクTm2maxをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し(ステップS180)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS190)、後進時駆動制御ルーチンを終了する。ステップS160の処理はエンジン22の回転数が大きくなりすぎないようにするガード処理である。このように、モータMG1のトルク指令Tm1*を設定してモータMG1を駆動制御すると、モータMG1によりエンジン22をモータリングすることになり、エンジン22をモータリングすることによりリングギヤ軸32aに後進方向のトルクが出力される。この状態のときの動力分配統合機構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。図示するように、モータMG1を駆動制御することにより、動力分配統合機構30のギヤ比ρに応じたトルクがモータMG2から出力されるトルクに加算して出力される。なお、式(1)は図6の共線図から容易に導くことができる。   When it is determined in step S130 that the required torque Tr * is greater than the value obtained by multiplying the rated maximum torque Tm2max by the gear ratio Gr of the reduction gear 35, the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is set from the required torque Tr * to the rated maximum torque Tm2max. A ring gear is obtained by motoring the engine 22 with a smaller one of the value obtained by subtracting the multiplied value and the maximum torque Temax converted to the ring gear shaft 32a that may be output to the engine 22 when the engine 22 is motored. The motor ring output torque Tg to be output to the shaft 32a is set (step S160), and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set by the following equation (1) so that the motor ring output torque Tg is output to the ring gear shaft 32a. (Step S170), rated maximum torque Tm2ma Was set to the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S180), the torque command Tm1 * set, by sending Tm2 * to the motor ECU 40 (step S190), and ends the reverse drive control routine. The process of step S160 is a guard process that prevents the engine 22 from rotating too much. As described above, when the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set and the motor MG1 is driven and controlled, the engine 22 is motored by the motor MG1, and by motoring the engine 22, the ring gear shaft 32a is moved in the reverse direction. Torque is output. 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 in this state. As shown in the figure, by driving and controlling the motor MG1, a torque corresponding to the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 is added to the torque output from the motor MG2 and output. Equation (1) can be easily derived from the alignment chart of FIG.

Tm1*=ρ・Tg (1)   Tm1 * = ρ ・ Tg (1)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、後進方向に走行するときには、モータMG1によるエンジン22のモータリングを伴うことにより、モータMG2から出力されるトルクに加えてエンジン22をモータリングする際にリングギヤ軸32aに出力されるトルクを用いて後進走行することができる。この結果、より大きなトルク、モータMG2の定格最大トルクTm2maxより大きなトルクにより後進走行することができる。しかも、モータMG2の定格最大トルクTm2maxまでのトルクにより要求トルクTr*を出力することができないときにだけモータMG1によるエンジン22のモータリングを行なうから、バッテリ50の電力を無駄に消費するのを抑制することができる。また、エンジン22をモータリングするときにはガード処理によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定するから、エンジン22の回転数が大きくなりすぎることによる破損などを抑止することができる。もとより、前後進切換ギヤユニットを備えないから装置を小型化することができると共に装置の複雑化を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when traveling in the reverse direction, motoring of the engine 22 by the motor MG1 is accompanied by motoring of the engine 22 in addition to the torque output from the motor MG2. In addition, the vehicle can travel backward using the torque output to the ring gear shaft 32a. As a result, the vehicle can travel backward with a larger torque and a torque larger than the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2. In addition, since the motor 22 is motored by the motor MG1 only when the required torque Tr * cannot be output by the torque up to the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2, it is possible to suppress wasteful consumption of the power of the battery 50. can do. Further, since the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set by the guard process when the engine 22 is motored, damage due to the excessive increase in the rotational speed of the engine 22 can be suppressed. Of course, since the forward / reverse switching gear unit is not provided, the apparatus can be reduced in size and the complexity of the apparatus can be suppressed.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の定格最大トルクTm2maxまでのトルクにより要求トルクTr*を出力することができないときにだけモータMG1によるエンジン22のモータリングを行なうものとしたが、後進走行するときには常にモータMG1によるエンジン22のモータリングを行なうものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor 22 is motored by the motor MG1 only when the required torque Tr * cannot be output by the torque up to the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2. Sometimes, the motor 22 is always motored by the motor MG1.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22をモータリングするときにはガード処理によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定するものとしたが、エンジン22の回転数やモータMG1の回転数により可変のガード処理を行なってモータMG1のトルク指令Tm1*を設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the engine 22 is motored, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set by guard processing. However, variable guard processing is performed depending on the rotation speed of the engine 22 and the rotation speed of the motor MG1. The torque command Tm1 * of the motor MG1 may be set.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図7における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. May be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 7) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図8の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

実施例のハイブリッド自動車20では、動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20として説明したが、エンジン22や動力分配統合機構30,モータMG1,MG2を備える動力出力装置の形態としてもよいし、こうした動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。動力出力装置の形態とするときには、シフトレバー81に代えて駆動軸の回転方向の切替を設定するものを備えればよい。また、動力出力装置の形態の場合、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に動力出力装置を搭載するものとしてもよいし、建設設備などの移動体以外の設備などに組み込むものとしてもよい。   Although the hybrid vehicle 20 of the embodiment has been described as the hybrid vehicle 20 equipped with the power output device, it may be in the form of a power output device including the engine 22, the power distribution and integration mechanism 30, and the motors MG1 and MG2, or such power output. It does not matter as a form of the control method of the apparatus. In the form of a power output device, a device that sets the switching of the rotation direction of the drive shaft may be provided instead of the shift lever 81. In the case of a power output device, the power output device may be mounted on a moving body such as a vehicle other than an automobile, a ship, or an aircraft, or may be incorporated in equipment other than a moving body such as construction equipment. Good.

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

本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the power output apparatus and the vehicle manufacturing industry.

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される後進時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 reverse drive control routine performed by the hybrid electronic control unit of the embodiment. 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. モータMG2の定格最大トルクTm2maxの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of rated maximum torque Tm2max of motor MG2. モータMG2からのトルクだけで後進走行する際の動力分配統合機構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。It is explanatory drawing which shows an example of the alignment chart for demonstrating dynamically the rotational element of the power distribution integrated mechanism 30 at the time of reverse drive only by the torque from motor MG2. モータMG1によりエンジン22のモータリングを伴って後進走行する際の動力分配統合機構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。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram for demonstrating dynamically the rotational element of the power distribution integrated mechanism 30 at the time of reverse drive with the motoring of the engine 22 by the motor MG1. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

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

Claims (7)

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、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸の回転方向を設定する回転方向設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに前記回転方向設定手段により該正回転とは逆の逆回転が設定されたとき、前記内燃機関のモータリングを伴って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前記設定された回転方向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逆回転方向駆動制御手段と、
を備える動力出力装置。
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft and capable of inputting and outputting power to the output shaft and the drive shaft with input and output of power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Rotation direction setting means for setting the rotation direction of the drive shaft;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the rotation direction of the power acting on the drive shaft via the power power input / output means is set to normal rotation when the internal combustion engine is operating, the rotation direction setting means reverses the normal rotation. When the rotation is set, the internal combustion engine and the electric power are driven so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft in the set rotation direction with motoring of the internal combustion engine. Reverse rotation direction drive control means for controlling the input / output means and the electric motor;
A power output device comprising:
前記逆回転方向駆動制御手段は、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力以下のときには前記内燃機関のモータリングを伴わずに前記設定された要求駆動力が前記駆動軸に前記設定された回転方向に出力されるよう制御し、前記設定された要求駆動力が前記電動機の逆回転方向の定格最大駆動力より大きいときには前記内燃機関のモータリングを伴って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前記設定された回転方向に出力されるよう制御する手段である請求項1記載の動力出力装置。   The reverse rotation direction drive control means is configured so that the set required drive force is not accompanied by motoring of the internal combustion engine when the set required drive force is equal to or less than a rated maximum drive force in the reverse rotation direction of the electric motor. The driving shaft is controlled to output in the set rotational direction, and when the set required driving force is larger than the rated maximum driving force in the reverse rotation direction of the electric motor, the setting is performed with motoring of the internal combustion engine. The power output apparatus according to claim 1, wherein the power output device is a means for controlling the driving force based on the requested driving force to be output to the driving shaft in the set rotation direction. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段である請求項1または2記載の動力出力装置。   The power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotating shaft, and the remaining shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts The power output apparatus according to claim 1 or 2, comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the power generator; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機である請求項1または2記載の動力出力装置。   The power drive input / output means has a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor and the first rotor 3. The power output apparatus according to claim 1, wherein the power output apparatus is a counter-rotor electric motor that rotates by relative rotation with the two rotors. 請求項1ないし4いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。   A vehicle comprising the power output device according to any one of claims 1 to 4 and an axle connected to the drive shaft. 請求項5記載の車両であって、
前記回転方向設定手段に代えて、走行方向を設定する走行方向設定手段を備え、
前記電力動力入出力手段は、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関から出力された動力の少なくとも一部を車両を前進させる駆動力として前記駆動軸に出力する手段であり、
前記逆回転方向駆動制御手段は、走行方向設定手段により走行方向として後進方向が設定されたときに、前記内燃機関のモータリングを伴って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後進方向に作用する駆動力として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手段である
車両。
The vehicle according to claim 5,
Instead of the rotation direction setting means, comprising a travel direction setting means for setting the travel direction,
The electric power drive input / output means is a means for outputting to the drive shaft at least part of the power output from the internal combustion engine accompanied by input / output of electric power and power as a drive force for moving the vehicle forward,
When the reverse direction is set as the travel direction by the travel direction setting means, the reverse rotation direction drive control means is configured such that the drive force based on the set required drive force accompanying motoring of the internal combustion engine is the drive shaft. A vehicle for controlling the internal combustion engine, the power power input / output unit, and the electric motor so as to be output as a driving force acting in the reverse direction.
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記出力軸および前記駆動軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりと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、
前記内燃機関を運転しているときに前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に作用する動力の回転方向を正回転としたときに該正回転とは逆の逆回転の方向に前記駆動軸を回転させる状態で該駆動軸に該逆回転の方向に駆動力を出力するときには、前記内燃機関のモータリングを伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に逆回転の方向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特徴とする、
動力出力装置の制御方法。
An internal combustion engine; power power input / output means connected to an output shaft and a drive shaft of the internal combustion engine and capable of inputting / outputting power to / from the output shaft and the drive shaft with input / output of power and power; and the drive A power output device control method comprising: an electric motor capable of inputting / outputting power to a shaft; and the electric power input / output means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
When the internal combustion engine is in operation, when the rotational direction of power acting on the drive shaft via the power power input / output means is set to normal rotation, the drive is performed in the reverse rotation direction opposite to the normal rotation. When a driving force is output in the reverse direction to the drive shaft in a state where the shaft is rotated, the driving force based on the required driving force required for the drive shaft accompanying motoring of the internal combustion engine is the drive shaft. The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled so as to be output in the reverse rotation direction.
Control method of power output device.
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