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JP2008143468A - Vehicle and control method thereof - Google Patents

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JP2008143468A
JP2008143468A JP2006335927A JP2006335927A JP2008143468A JP 2008143468 A JP2008143468 A JP 2008143468A JP 2006335927 A JP2006335927 A JP 2006335927A JP 2006335927 A JP2006335927 A JP 2006335927A JP 2008143468 A JP2008143468 A JP 2008143468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
vehicle
motoring
internal combustion
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006335927A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Sukai
信一 須貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006335927A priority Critical patent/JP2008143468A/en
Publication of JP2008143468A publication Critical patent/JP2008143468A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】遊星歯車機構にエンジンと第1モータと駆動輪に連結された駆動軸とを接続すると共に駆動軸に第2モータを接続した車両において、停車中にエンジンをモータリングする際に、第2モータによる電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れが生じるのを抑制する。
【解決手段】停車中にエンジンをモータリングして始動する際には、エンジンのいずれかの気筒が上死点を超えるまではモータリングを開始する際のエンジンのクランク角に基づいて補正トルクTαを設定し(S150,S160)、いずれかの気筒が上死点を超えた後は所定トルクT1を補正トルクTαとして設定し(S150,S170)、設定した補正トルクTαを用いて回転制限制御用トルクTm2を設定し(S180)、設定した回転制限制御用トルクTm2が大きいほど大きな電流を第2モータに通電させて第2モータのステータに固定磁界を形成させ、駆動軸の回転を制限する。
【選択図】図3
In a vehicle in which an engine, a first motor, and a drive shaft connected to a drive wheel are connected to a planetary gear mechanism and a second motor is connected to the drive shaft, when the engine is motored while the vehicle is stopped, It suppresses the occurrence of shock and shaking in the vehicle while suppressing power consumption by the two motors.
When a motor is started by motoring while the vehicle is stopped, a correction torque Tα is based on the crank angle of the engine when starting motoring until any cylinder of the engine exceeds top dead center. (S150, S160), and after any cylinder exceeds the top dead center, the predetermined torque T1 is set as the correction torque Tα (S150, S170), and the rotation correction control is performed using the set correction torque Tα. The torque Tm2 is set (S180), and the larger the set rotation limit control torque Tm2, the larger current is applied to the second motor to form a fixed magnetic field in the stator of the second motor, thereby limiting the rotation of the drive shaft.
[Selection] Figure 3

Description

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

従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンにキャリアが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第1モータと、遊星歯車機構のリングギヤと駆動輪とに連結されたリングギヤ軸にロータが接続された第2モータと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、停車時にエンジンの始動が要求されたときに、第2モータのロータの回転位置に基づいてロック位置(例えば、6カ所から1つを選択)を設定し、三相コイルのうち設定したロック位置に対応する二相に直流を通電させることによって第2モータのステータに固定磁界を形成させてリングギヤ軸をロックさせ、ロックさせた後に第1モータによりエンジンをモータリングして始動させることにより、エンジンを始動させる際に車両にショックや揺れが生じるのを抑制している。
特開2006−81324号公報
Conventionally, this type of vehicle is coupled to an engine, a planetary gear mechanism having a carrier connected to the engine, a first motor connected to a sun gear of the planetary gear mechanism, a ring gear and a driving wheel of the planetary gear mechanism. And a second motor having a rotor connected to a ring gear shaft has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this vehicle, when engine start is requested when the vehicle is stopped, a lock position (for example, one is selected from six locations) is set based on the rotational position of the rotor of the second motor, and the setting is made among the three-phase coils. By applying direct current to the two phases corresponding to the locked position, a stationary magnetic field is formed in the stator of the second motor to lock the ring gear shaft, and after locking, the engine is motored by the first motor and started. This suppresses the occurrence of shock or shaking in the vehicle when starting the engine.
JP 2006-81324 A

上述の車両では、停車中にエンジンをモータリングして始動させる際に、第2モータのステータに固定磁界を形成させてリングギヤ軸をロックさせることにより、車両にショックや揺れが生じるのを抑制することができるものの、リングギヤ軸をロックさせるのに必要以上の電流を第2モータに通電させている可能性がある。リングギヤ軸をロックさせる際には、車両にショックや揺れが生じるのを抑制できる範囲でできるだけエネルギ効率の向上を図ることが望まれる。   In the above-described vehicle, when the engine is motored while the vehicle is stopped, a fixed magnetic field is formed on the stator of the second motor to lock the ring gear shaft, thereby preventing the vehicle from being shocked or shaken. However, there is a possibility that a current more than necessary to lock the ring gear shaft is applied to the second motor. When locking the ring gear shaft, it is desired to improve the energy efficiency as much as possible within a range that can suppress the occurrence of shock and vibration in the vehicle.

本発明の車両およびその制御方法は、停車中に内燃機関をモータリングして始動させる際に駆動軸の回転を制限するものにおいて、駆動軸の回転を制限する際の電力消費を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の車両やその制御方法は、停車中に内燃機関をモータリング始動させる際に車両に揺れやショックを生じるのを抑制することを目的の一つとする。   The vehicle and its control method of the present invention limit the rotation of the drive shaft when the internal combustion engine is motored and started while the vehicle is stopped, and suppress the power consumption when limiting the rotation of the drive shaft. One of the purposes. Another object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to prevent the vehicle from being shaken or shocked when the internal combustion engine is motored and started while the vehicle is stopped.

本発明の車両およびその制御方法は、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 vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

本発明の第1の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され、前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記検出された回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The first vehicle of the present invention is
An internal combustion engine;
Motoring means connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft coupled to a drive wheel and capable of motoring the internal combustion engine with an output of a driving force to the drive shaft;
An electric motor connected to the drive shaft and capable of rotating and driving the rotor by a rotating magnetic field of a stator to input / output power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the motoring means and the motor;
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine;
When the internal combustion engine is motored and started by the motoring means while the vehicle is stopped, a rotation limiting driving force range is set based on the driving force output from the motoring means and the detected rotational position. Control means for controlling the electric motor so that the direction of the magnetic field of the stator is fixed to the extent that the rotation of the drive shaft can be restricted with respect to the drive force within the set rotation limit drive force range acting on the drive shaft. When,
It is a summary to provide.

本発明の車両では、停車中にモータリング手段により内燃機関をモータリングして始動させる際には、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に駆動軸に作用する回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機を制御する。即ち、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づく回転制限駆動力範囲を用いて固定子の磁界の向きを固定するのである。したがって、回転制限駆動力範囲が広いほど、即ち、より大きな駆動力に対して駆動軸の回転を制限できるようにするほど電動機に通電させる電流が大きくなる車両では、回転位置を用いてより適正な回転制限駆動力範囲を設定すれば、回転位置を考慮しないものに比して電動機による電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れを生じるのを抑制することができる。   In the vehicle of the present invention, when the internal combustion engine is motored and started by the motoring means while the vehicle is stopped, the rotation is limited based on the driving force output from the motoring means and the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. The electric motor is controlled so that the direction of the magnetic field of the stator is fixed to such an extent that the driving force range is set and the rotation of the driving shaft can be limited with respect to the driving force within the rotation limiting driving force range acting on the driving shaft. That is, the direction of the magnetic field of the stator is fixed using a rotation limiting driving force range based on the driving force output from the motoring means and the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. Therefore, in a vehicle in which the current to be supplied to the electric motor becomes larger as the rotation limiting driving force range is wider, that is, the rotation of the driving shaft can be restricted with respect to a larger driving force, the rotation position is more appropriate. If the rotation limiting driving force range is set, it is possible to suppress shocks and vibrations in the vehicle while suppressing power consumption by the electric motor as compared with the case where the rotational position is not taken into consideration.

こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記モータリング手段から出力される駆動力に基づく基本回転制限駆動力範囲に対して前記検出された回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。   In such a vehicle according to the present invention, the control means drives the rotation limited drive to a range corrected based on the detected rotational position with respect to the basic rotation limited drive force range based on the drive force output from the motoring means. It can also be a means for setting as a force range.

また、前記制御手段は、前記基本回転制限駆動力範囲に対して前記内燃機関のモータリングを開始する際の前記検出された回転位置である開始時回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、開始時回転位置に応じて許容駆動力範囲を設定することができる。   Further, the control means sets a range corrected based on a starting rotation position that is the detected rotation position when starting motoring of the internal combustion engine with respect to the basic rotation limiting driving force range as the rotation limiting. It may be a means for setting as a driving force range. In this way, the allowable driving force range can be set according to the starting rotational position.

この基本回転制限駆動力範囲に対して開始時回転位置に基づいて補正した範囲を回転制限駆動力範囲として用いる態様の本発明の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定の条件が成立するまでは、該所定の条件が成立した後の程度以下の程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記所定の条件が成立するまでは、前記開始時回転位置が前記内燃機関のモータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒に対して該上死点に近い位置であるほど小さい程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段であるものとすることもできる。これは、内燃機関のモータリングを開始してから少なくともいずれかの気筒が上死点を超えるまでは、通常、モータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒がモータリング開始時に上死点に近いほど駆動軸に作用する駆動力の変動は小さくなることに基づく。また、前記内燃機関は複数の気筒を有するものであり、前記所定の条件は前記内燃機関のいずれかの気筒が上死点を超える条件であるものとすることもできる。ここで、内燃機関のいずれかの気筒が上死点を超えたか否かは、例えば、回転位置検出手段により検出された回転位置に基づいて判定することができる。さらに、前記所定の条件は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定時間が経過する条件であるものとすることもできる。   In the vehicle of the present invention in which the range corrected based on the starting rotational position with respect to the basic rotation limit driving force range is used as the rotation limit driving force range, the control means starts motoring of the internal combustion engine. Until the predetermined condition is satisfied until the predetermined condition is satisfied, and is a means for setting, as the rotation limited drive force range, a range in which the basic rotation limit drive force range is corrected to the extent that the predetermined condition is satisfied or less. It can also be. In this case, until the predetermined condition is satisfied, the control means applies the top dead center to the cylinder whose rotational position at the start first exceeds the top dead center after starting the motoring of the internal combustion engine. It is also possible to set a range in which the basic rotation limit driving force range is corrected with a smaller degree as the position is closer to the rotation limit driving force range. This is because, after starting motoring of an internal combustion engine, until at least one of the cylinders exceeds the top dead center, the cylinder that first exceeds the top dead center after starting the motoring is usually This is based on the fact that the fluctuation of the driving force acting on the drive shaft becomes smaller as the dead point is closer. The internal combustion engine may have a plurality of cylinders, and the predetermined condition may be a condition in which any cylinder of the internal combustion engine exceeds top dead center. Here, whether or not any cylinder of the internal combustion engine has exceeded the top dead center can be determined based on, for example, the rotational position detected by the rotational position detecting means. Furthermore, the predetermined condition may be a condition in which a predetermined time elapses after starting the motoring of the internal combustion engine.

本発明の第1または第2の車両において、前記電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記検出された回転位置に基づいて制御用電気角を設定する制御用電気角設定手段と、を備え、前記電動機は、3相交流電動機であり、前記制御手段は、前記設定された制御用電気角を用いて前記電動機の各相に通電される電流を3相−2相変換してd軸およびq軸の電流を計算し、前記設定した回転制限駆動力範囲に基づいて前記制御用電気角におけるd軸の目標電流を設定すると共に該制御用電気角におけるq軸の目標電流に値0を設定し、該設定したd軸およびq軸の目標電流と該計算したd軸およびq軸の電流とに基づいて前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。   In the first or second vehicle of the present invention, the rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor of the electric motor, and the control electrical angle setting for setting the control electrical angle based on the detected rotational position And the motor is a three-phase AC motor, and the control means converts a current passed through each phase of the motor using the set control electrical angle into a three-phase to two-phase converter. Then, the d-axis and q-axis currents are calculated, the d-axis target current in the control electrical angle is set based on the set rotation-limited driving force range, and the q-axis target current in the control electrical angle It is also possible to set the value to 0 and to control the motor based on the set d-axis and q-axis target currents and the calculated d-axis and q-axis currents.

また、本発明の第1または第2の車両において、前記モータリング手段は、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。   In the first or second vehicle of the present invention, the motoring means is connected to three axes of the output shaft, the drive shaft, and the rotary shaft of the internal combustion engine, and any two of the three shafts. And a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on the power input / output to / from the power generator, and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. You can also.

本発明の車両の制御方法であって、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する、
ことを要旨とする。
A vehicle control method according to the present invention,
An internal combustion engine, motoring means connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft coupled to a drive wheel and capable of motoring the internal combustion engine with an output of a driving force to the drive shaft, and the drive An electric motor having a rotor connected to the shaft and capable of rotating and driving the rotor by a rotating magnetic field of the stator to input and output power to the drive shaft, and the motoring means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor A vehicle control method comprising:
When the internal combustion engine is motored and started by the motoring means while the vehicle is stopped, a rotation limiting driving force range is set based on the driving force output from the motoring means and the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. The electric motor is controlled so that the direction of the magnetic field of the stator is fixed to the extent that the rotation of the drive shaft can be restricted with respect to the drive force within the set rotation restriction drive force range that acts on the drive shaft. To
This is the gist.

本発明の車両の制御方法では、停車中にモータリング手段により内燃機関をモータリングして始動させる際には、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に駆動軸に作用する回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して駆動軸の回転を制限できる程度をもって固定子の磁界の向きが固定されるよう電動機を制御する。即ち、モータリング手段から出力される駆動力と内燃機関の出力軸の回転位置とに基づく回転制限駆動力範囲を用いて固定子の磁界の向きを固定するのである。したがって、回転制限駆動力範囲が広いほど、即ち、より大きな駆動力に対して駆動軸の回転を制限できるようにするほど電動機に通電させる電流が大きくなる車両では、回転位置を用いてより適正な回転制限駆動力範囲を設定すれば、回転位置を考慮しないものに比して電動機による電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れを生じるのを抑制することができる。   In the vehicle control method of the present invention, when the internal combustion engine is motored and started by the motoring means while the vehicle is stopped, based on the driving force output from the motoring means and the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. The motor is controlled so that the direction of the magnetic field of the stator is fixed to the extent that the rotation of the drive shaft can be limited with respect to the drive force within the rotation limit drive force range acting on the drive shaft. To do. That is, the direction of the magnetic field of the stator is fixed using a rotation limiting driving force range based on the driving force output from the motoring means and the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. Therefore, in a vehicle in which the current to be supplied to the electric motor becomes larger as the rotation limiting driving force range is wider, that is, the rotation of the driving shaft can be restricted with respect to a larger driving force, the rotation position is more appropriate. If the rotation limiting driving force range is set, it is possible to suppress shocks and vibrations in the vehicle while suppressing power consumption by the electric motor as compared with the case where the rotational position is not taken into consideration.

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に接続されたモータMG2と、車両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 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 motor MG2 connected to a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the power distribution and integration mechanism 30, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle. Prepare.

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複数気筒(例えば、4気筒)の内燃機関であり、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には、クランクシャフト26の回転位置(クランク角CA)を検出するクランクポジションセンサ23からのクランクシャフト26のクランクポジション(クランク角CA)などエンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。   The engine 22 is a multi-cylinder (for example, four-cylinder) internal combustion engine that outputs power using hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and fuel injection control is performed by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 24. Operation control such as ignition control and intake air amount adjustment control. The engine ECU 24 receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22 such as the crank position (crank angle CA) of the crankshaft 26 from the crank position sensor 23 that detects the rotational position (crank angle CA) of the crankshaft 26. Is input via an input port (not shown). 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を介してモータMG2がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the motor MG2 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When the motor MG1 functions as a motor, the power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine 22 input from the carrier 34. And the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 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.

ギヤ機構60には、ファイナルギヤ60aに取り付けられたパーキングギヤ92と、パーキングギヤ92と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール94と、からなるパーキングロック機構90が取り付けられている。パーキングロックポール94は、他のポジションから駐車ポジション(Pポジション)への操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号を入力したハイブリッド用電子制御ユニット70により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ92との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ60aは機械的に駆動輪63a,63bに接続されているから、パーキングロック機構90は間接的に駆動輪63a,63bをロックしていることになる。   The gear mechanism 60 is provided with a parking lock mechanism 90 including a parking gear 92 attached to the final gear 60a and a parking lock pole 94 that engages with the parking gear 92 and locks in a state in which the rotational drive is stopped. Yes. In the parking lock pole 94, an actuator (not shown) is driven and controlled by the hybrid electronic control unit 70 that receives an operation signal from another position to the parking position (P position) or an operation signal from the parking position to another position. The parking lock and the release thereof are performed by meshing with the parking gear 92 and releasing it. Since the final gear 60a is mechanically connected to the drive wheels 63a and 63b, the parking lock mechanism 90 indirectly locks the drive wheels 63a and 63b.

図2は、モータMG1,MG2を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。モータMG1,MG2は、図1および図2に示すように、いずれも永久磁石が貼り付けられたロータ45a,46aと三相コイルが巻回されたステータ45b,46bとを有し、発電機として駆動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は、いずれも6個のトランジスタT1〜T6,T7〜T12とトランジスタT1〜T6,T7〜T12に逆並列接続された6個のダイオードD1〜D6,D7〜D12とにより構成されている。各6個のトランジスタT1〜T6,T7〜T12は、バッテリ50の正極が接続された正極母線とバッテリ50の負極が接続された負極母線とに対してソース側とシンク側とになるよう2個ずつペアで配置され、その接続点にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、対をなすトランジスタT1〜T6,T7〜T12のオン時間の割合を調節することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。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から構成されており、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は、CPU40a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、CPU40aの他に処理プログラムを記憶するROM40bと、データを一時的に記憶するRAM40c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。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からのモータMG1,MG2のロータ45a,46aの回転位置θm1,θm2や、モータMG1,MG2の三相コイルのU相,V相に流れる相電流を検出する電流センサ45U,45V,46U,46Vからの相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT1〜T6,T7〜T12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。   FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the electric drive system centered on the motors MG1 and MG2. As shown in FIGS. 1 and 2, each of the motors MG1 and MG2 has rotors 45a and 46a on which permanent magnets are attached and stators 45b and 46b on which three-phase coils are wound. It is configured as a known synchronous generator motor that can be driven as an electric motor and exchanges electric power with the battery 50 via inverters 41 and 42. Each of the inverters 41 and 42 includes six transistors T1 to T6 and T7 to T12 and six diodes D1 to D6 and D7 to D12 connected in reverse parallel to the transistors T1 to T6 and T7 to T12. Yes. Each of the six transistors T1 to T6 and T7 to T12 has two such that they are on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus connected to the positive electrode of the battery 50 and the negative electrode bus connected to the negative electrode of the battery 50. Each of the three-phase coils (U phase, V phase, W phase) of the motors MG1, MG2 is connected to the connection point. Therefore, a rotating magnetic field can be formed in the three-phase coil by adjusting the on-time ratio of the paired transistors T1 to T6 and T7 to T12, and the motors MG1 and MG2 can be driven to rotate. The power line 54 that connects the inverters 41 and 42 and the battery 50 is composed of a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42. 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 is configured as a microprocessor centered on the CPU 40a, and includes a ROM 40b for storing a processing program, a RAM 40c for temporarily storing data, an input / output port and a communication port (not shown), in addition to the CPU 40a. . The motor ECU 40 receives signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, rotors 45a of the motors MG1 and MG2 from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2. Phase currents Iu1, Iv1, Iu2, and Iv2 from current sensors 45U, 45V, 46U, and 46V that detect the rotational positions θm1 and θm2 of 46a and the phase currents flowing in the U-phase and V-phase of the three-phase coils of the motors MG1 and MG2. The motor ECU 40 outputs switching control signals to the transistors T1 to T6 and T7 to T12 of the inverters 41 and 42. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた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からは、パーキングロック機構90の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。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、実施例の電気自動車20では、シフトポジションセンサ82により検出するシフトレバー81のポジションとしては、駐車ポジション(Pポジション)や中立ポジション(Nポジション),ドライブポジション(Dポジション),リバースポジション(Rポジション)などがある。   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. From the hybrid electronic control unit 70, a drive signal to an actuator (not shown) of the parking lock mechanism 90 is output. 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 electric vehicle 20 of the embodiment, the position of the shift lever 81 detected by the shift position sensor 82 includes a parking position (P position), a neutral position (N position), a drive position (D position), and a reverse position (R Position).

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、特にシフトポジションSPが駐車ポジションの状態でエンジン22を始動させる際の動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駐車ポジション時始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、シフトポジションSPが駐車ポジションの状態でエンジン22の始動指示がなされたときに実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly the operation when starting the engine 22 with the shift position SP in the parking position will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a parking position start control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is executed when the engine 22 is instructed to start while the shift position SP is in the parking position.

駐車ポジション時始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、クランク角CAやエンジン22の回転数Ne,モータリング経過時間tを入力する(ステップS100)。ここで、クランク角CAは、クランクシャフト26に取り付けられたクランクポジションセンサ23により検出されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、エンジン22の回転数Neは、クランクポジションセンサ23により検出されたクランク角CAに基づいて図示しない回転数算出ルーチンにより計算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。さらに、モータリング経過時間tは、停止状態のエンジン22のモータリングが開始されてからの時間として図示しないタイマにより計測された時間を入力するものとした。   When the parking position start control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first inputs the crank angle CA, the engine speed Ne, and the motoring elapsed time t (step S100). Here, the crank angle CA detected by the crank position sensor 23 attached to the crankshaft 26 is inputted from the engine ECU 24 by communication. Further, the rotational speed Ne of the engine 22 is calculated by a communication speed calculation routine (not shown) based on the crank angle CA detected by the crank position sensor 23 from the engine ECU 24 by communication. Further, as the motoring elapsed time t, the time measured by a timer (not shown) is input as the time after the motoring of the stopped engine 22 is started.

続いて、フラグFの値を調べ(ステップS110)、フラグFが値0のときには、クランク角CAを初期クランク角CAsetとして設定すると共に(ステップS120)、フラグFに値1を設定して(ステップS130)、ステップS140の処理に進む。一方、フラグFが値1のときには、ステップS120,S130の処理を行なわずにステップS140の処理に進む。ここで、フラグFは、初期値として値0が設定されると共に初期クランク角CAsetが設定されたときに値1が設定されるフラグである。したがって、ステップS110〜S130の処理は、このルーチンが実行されてから初回に実行されるとき、即ち、エンジン22のモータリングを開始するときのクランク角CAを初期クランク角CAsetとして設定する処理となる。   Subsequently, the value of the flag F is checked (step S110). When the flag F is 0, the crank angle CA is set as the initial crank angle CAset (step S120), and the flag F is set to 1 (step S120). S130), the process proceeds to step S140. On the other hand, when the flag F is 1, the process proceeds to step S140 without performing steps S120 and S130. Here, the flag F is a flag in which a value 0 is set as an initial value and a value 1 is set when the initial crank angle CAset is set. Therefore, the processing of steps S110 to S130 is processing for setting the crank angle CA when starting the motoring of the engine 22 as the initial crank angle CAset when it is executed for the first time after this routine is executed. .

そして、エンジン22の回転数Neやモータリング経過時間tを用いてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS140)。モータMG1のトルク指令Tm1*は、実施例では、エンジン22の回転数Neやモータリング経過時間tとモータMG1のトルク指令Tm1*との関係を予め定めてトルク指令設定用マップとして記憶しておき、エンジン22の回転数Neやモータリング経過時間tが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Tm1*を導出して設定するものとした。トルク指令設定用マップの一例を図4に示す。図4のトルク指令設定用マップでは、図示するように、エンジン22の始動指示がなされた時刻t1の直後からレート処理を用いて迅速に比較的大きなトルクをトルク指令Tm1*に設定してエンジン22の回転数Neを迅速に増加させる。続いて、エンジン22の回転数Neが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時刻t2に、エンジン22を安定して所定回転数Nref以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Tm1*に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸32aにおける反力を小さくする。ここで、所定回転数Nrefは、燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数であり、実施例では、共振回転数帯より余裕をもって大きな回転数を設定するものとした。そして、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに至った時刻t3からレート処理を用いて迅速にトルク指令Tm1*を値0とし、エンジン22の完爆が判定された時刻t4に終了する。このようにエンジン22の始動指示がなされた直後に大きなトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*に設定してエンジン22をモータリングすることにより、迅速にエンジン22を所定回転数Nref以上に回転させて始動させることができる。   Then, a torque command Tm1 * of the motor MG1 is set using the rotation speed Ne of the engine 22 and the motoring elapsed time t (step S140). In the embodiment, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is stored in advance as a torque command setting map in which the relationship between the rotational speed Ne of the engine 22 or the motoring elapsed time t and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is determined in advance. When the rotational speed Ne of the engine 22 and the motoring elapsed time t are given, the corresponding torque command Tm1 * is derived and set from the stored map. An example of the torque command setting map is shown in FIG. In the torque command setting map of FIG. 4, as shown in the figure, a relatively large torque is quickly set in the torque command Tm1 * using a rate process immediately after the time t1 when the engine 22 is instructed to start, and the engine 22 is set. The number of revolutions Ne is rapidly increased. Subsequently, the engine 22 is stably motored at a predetermined rotational speed Nref or higher at a time t2 after the time when the rotational speed Ne of the engine 22 has passed the resonance rotational speed band or required for passing through the resonant rotational speed band. The torque that can be generated is set in the torque command Tm1 * to reduce the power consumption and the reaction force in the ring gear shaft 32a as the drive shaft. Here, the predetermined rotational speed Nref is the rotational speed at which the fuel injection control and the ignition control are started. In the embodiment, a larger rotational speed is set with a margin than the resonance rotational speed band. Then, from time t3 when the rotational speed Ne of the engine 22 reaches the predetermined rotational speed Nref, the torque command Tm1 * is quickly set to the value 0 using rate processing, and the processing ends at time t4 when the complete explosion of the engine 22 is determined. Thus, immediately after the engine 22 is instructed to start, a large torque is set in the torque command Tm1 * of the motor MG1 and the engine 22 is motored, so that the engine 22 can be quickly rotated to a predetermined rotational speed Nref or more. Can be started.

次に、エンジン22のモータリングが開始されてからエンジン22のいずれかの気筒が上死点を超えたか否かを判定する(ステップS150)。この判定は、例えば、モータリング経過時間tがエンジン22をモータリングする際にエンジン22のいずれかの気筒が上死点を超えるのに要する時間(以下、超上死点時間TTDCという)を超えたか否かを判定することにより行なったり、クランク角CAを調べることにより行なったりすることができる。前者の場合、超上死点時間TTDCは、初期クランク角CAsetと超上死点時間TTDCとの関係を予め実験などにより定めておき、初期クランク角CAsetが与えられると記憶した超上死点時間TTDCを導出して用いることができる。この場合、超上死点時間TTDCは、初期クランク角CAsetがエンジン22のモータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒(以下、この気筒を1番気筒という)における上死点に近いほど短くなる傾向に設定される。   Next, it is determined whether any cylinder of the engine 22 has exceeded the top dead center since the motoring of the engine 22 has been started (step S150). This determination is made, for example, when the motoring elapsed time t exceeds the time required for any cylinder of the engine 22 to exceed the top dead center when the engine 22 is motored (hereinafter referred to as the super top dead center time TTDC). It can be done by determining whether or not, or by examining the crank angle CA. In the former case, the super top dead center time TTDC is obtained by previously determining the relationship between the initial crank angle CAset and the super top dead center time TTDC by an experiment or the like, and storing the super top dead center time when the initial crank angle CAset is given. TTDC can be derived and used. In this case, the super top dead center time TTDC is the top dead center in the cylinder whose initial crank angle CAset first exceeds the top dead center after starting motoring of the engine 22 (hereinafter, this cylinder is referred to as the first cylinder). It tends to be shorter as it gets closer.

ステップS150で未だエンジン22のいずれの気筒も上死点を超えていないと判定されたときには、初期クランク角CAsetに基づいて正の補正トルクTαを設定し(ステップS160)、いずれかの気筒が上死点を超えたと判定されときには正の所定トルクT1を補正トルクTαとして設定する(ステップS170)。ここで、所定トルクT1は、初期クランク角CAsetに拘わらず略同一のトルク変動がリングギヤ軸32aに作用するときのリングギヤ軸32aに作用するトルク変動の振幅やそれよりも若干大きい値などを用いることができ、予め実験などにより定めることができる。また、エンジン22のいずれの気筒も上死点を超えていないときの補正トルクTαは、実施例では、初期クランク角CAsetと補正トルクTαとの関係を予め実験などにより定めて補正トルク設定用マップとして記憶しておき、初期クランク角CAsetが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクTαを導出して設定するものとした。補正トルク設定用マップの一例を図5に示す。図5の例では、4気筒のエンジン22を用いた場合を考えている。図中、「TDC」や「BDC」は、1番気筒における上死点や下死点を示す。補正トルクTαは、図示するように、初期クランク角CAsetが1番気筒における上死点に近いほど即ち下死点側から上死点側に向かうほど値T1から値0やそれよりも若干大きい値に向けて小さくなる傾向に設定するものとした。これは、以下の理由に基づく。エンジン22をモータリングする際にエンジン22のフリクションによってリングギヤ軸32aに作用するトルク変動の様子の一例を図6に示す。図中、○印は初期クランク角CAsetを示す。図中、実線は初期クランク角CAsetが1番気筒における比較的上死点側の位置のときの様子を示し、破線は初期クランク角CAsetが1番気筒における上死点と下死点との略中間の位置のときの様子を示し、一点鎖線は初期クランク角CAsetが1番気筒における比較的下死点側の位置のときの様子を示す。図示するように、初期クランク角CAsetが1番気筒における比較的上死点側(実線参照)の位置のときには1番気筒が上死点を超える(図中、クランク角CAが「TDC1」を超える)までのトルク変動は比較的小さく、初期クランク角CAsetが1番気筒における比較的下死点側(図中一点鎖線参照)の位置のときには1番気筒が上死点を超えるまでのトルク変動は比較的大きい。そして、1番気筒が上死点を超えた後は、次の気筒が上死点を超える(図中、クランク角CAが「TDC2」を超える)までの間に初期クランク角CAsetによるトルク変動の差はなくなり、その後は初期クランク角CAsetに拘わらず略同一のトルク変動がリングギヤ軸32aに作用する。したがって、実施例では、1番気筒が上死点を超えるまでは、必要以上に大きなトルクが補正トルクTαとして用いられるのを回避するために、初期クランク角CAsetに基づいて値0から値T1の間のトルクを補正トルクTαとして設定するものとした。必要以上に大きなトルクを補正トルクTαとして用いるのを回避するのは、モータMG2の電力消費を抑制するためであるが、この点について詳細は後述する。   When it is determined in step S150 that none of the cylinders of the engine 22 has yet exceeded the top dead center, a positive correction torque Tα is set based on the initial crank angle CAset (step S160), and any cylinder is When it is determined that the dead point has been exceeded, the positive predetermined torque T1 is set as the correction torque Tα (step S170). Here, the predetermined torque T1 uses the amplitude of the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a when the substantially same torque fluctuation acts on the ring gear shaft 32a regardless of the initial crank angle CAset, or a value slightly larger than that. And can be determined in advance through experiments or the like. Further, in the embodiment, the correction torque Tα when any cylinder of the engine 22 does not exceed the top dead center is determined by previously determining the relationship between the initial crank angle CAset and the correction torque Tα through experiments or the like. And when the initial crank angle CAset is given, the corresponding correction torque Tα is derived and set from the stored map. An example of the correction torque setting map is shown in FIG. In the example of FIG. 5, a case where a four-cylinder engine 22 is used is considered. In the figure, “TDC” and “BDC” indicate the top dead center and the bottom dead center in the first cylinder. As shown in the figure, the correction torque Tα is a value slightly larger than the value T1 from the value T1 as the initial crank angle CAset is closer to the top dead center in the first cylinder, that is, from the bottom dead center side to the top dead center side. The tendency to become smaller toward is set. This is based on the following reason. FIG. 6 shows an example of the state of torque fluctuation that acts on the ring gear shaft 32a due to the friction of the engine 22 when the engine 22 is motored. In the figure, ◯ indicates the initial crank angle CAset. In the figure, the solid line shows the state when the initial crank angle CAset is at a relatively top dead center side position in the first cylinder, and the broken line is an abbreviation of the top dead center and the bottom dead center in the first cylinder angle CAset. A state at an intermediate position is shown, and a one-dot chain line shows a state when the initial crank angle CAset is at a relatively lower dead center side position in the first cylinder. As shown in the figure, when the initial crank angle CAset is at a relatively top dead center side position (see solid line) in the first cylinder, the first cylinder exceeds the top dead center (in the figure, the crank angle CA exceeds “TDC1”). ) Is relatively small, and when the initial crank angle CAset is at a relatively bottom dead center side position (see the dashed line in the figure) of the first cylinder, the torque fluctuation until the first cylinder exceeds the top dead center is Relatively large. After the first cylinder exceeds the top dead center, the torque fluctuation due to the initial crank angle CAset occurs until the next cylinder exceeds the top dead center (in the figure, the crank angle CA exceeds “TDC2”). The difference disappears, and thereafter, substantially the same torque fluctuation acts on the ring gear shaft 32a regardless of the initial crank angle CAset. Therefore, in the embodiment, until the first cylinder exceeds the top dead center, in order to avoid using a torque larger than necessary as the correction torque Tα, the value from 0 to T1 is set based on the initial crank angle CAset. The torque between them is set as the correction torque Tα. The purpose of avoiding using a torque larger than necessary as the correction torque Tα is to suppress the power consumption of the motor MG2, which will be described in detail later.

そして、モータMG1のトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと設定した補正トルクTαとに基づいて次式(1)によりモータMG1から出力されるトルクとエンジン22のフリクションによりリングギヤ軸32aに作用するトルク変動とを考慮した回転制限制御用トルクTm2を計算する(ステップS180)。モータMG1によりエンジン22がモータリングされる際の動力分配統合機構30の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤ32(リングギヤ軸32a)の回転数Nrを示す。また、図中、R軸上の太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクを示す。式(1)は、図7の共線図から容易に導き出すことができる。ここで、回転制限制御用トルクTm2は、モータMG2のステータ46bに形成される磁界の向きを固定することによりモータMG2のロータ46a(動力軸としてのリングギヤ軸32a)が回転しないようにする制御(以下、こうした制御を回転制限制御という)を実行する際にモータMG2に通電させる電流値を設定するために用いるトルクである。前述したように、補正トルクTαには正の値が設定されるから、回転制限制御用トルクTm2は、トルク(−Tm1*/ρ)に比して大きい値が設定されることになる。以下、図3の駐車ポジション時始動制御ルーチンの説明を一旦中断し、回転制限制御について図8を用いて説明する。   Then, based on the torque command Tm1 * of the motor MG1, the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 and the set correction torque Tα, the ring gear shaft is generated by the torque output from the motor MG1 and the friction of the engine 22 by the following equation (1). A torque Tm2 for rotation restriction control considering the torque fluctuation acting on 32a is calculated (step S180). FIG. 7 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque of the power distribution and integration mechanism 30 when the engine 22 is motored by the motor MG1. 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 (ring gear shaft 32a), which is a number Nm2, is shown. Further, in the figure, a thick arrow on the R axis indicates a torque that the torque Tm1 output from the motor MG1 acts on the ring gear shaft 32a. Equation (1) can be easily derived from the alignment chart of FIG. Here, the rotation limiting control torque Tm2 is a control that prevents the rotor 46a (the ring gear shaft 32a as the power shaft) of the motor MG2 from rotating by fixing the direction of the magnetic field formed in the stator 46b of the motor MG2. Hereinafter, this is a torque used to set a current value for energizing the motor MG2 when executing such control). As described above, since a positive value is set for the correction torque Tα, the rotation limit control torque Tm2 is set to a larger value than the torque (−Tm1 * / ρ). Hereinafter, the description of the parking position start control routine in FIG. 3 will be temporarily interrupted, and the rotation restriction control will be described with reference to FIG.

Figure 2008143468
Figure 2008143468

モータMG2を制御する際には、図8に示すように、モータMG2のステータ46bには、電流が通電されたU相,V相,W相の各々で形成される磁界を合成した合成磁界(図中、実線太線矢印参照)が形成される。回転制限制御では、この合成磁界が回転しないようにモータMG2を制御する。以下、こうした回転しない合成磁界を固定磁界と呼ぶ。固定磁界の向きがモータMG2のロータ46aの永久磁石により形成される磁界の向き(d−q座標系におけるd軸の向き)と一致するときには、モータMG2から駆動軸としてのリングギヤ軸32aにはトルクは出力されない。しかしながら、リングギヤ軸32aにトルクが作用することによってロータ46aが回転してステータ46bに形成される固定磁界の向きとロータ46aの現在の磁界の向き(d軸の向き)とがズレると、ステータ46bに形成される固定磁界の向きとロータ46aの現在の磁界の向きとが一致する方向にズレに応じてロータ46aにトルクが作用し(以下、このトルクを吸引トルクという)、リングギヤ軸32aに作用するトルクと吸引トルクとが釣り合う位置でロータ46aは停止する。ここで、吸引トルクは、固定磁界の向きとロータ46aの現在の磁界の向きとのズレが電気角でπ/2以下の範囲内のときにはそのズレが大きいほど大きくなり、且つ、固定磁界を形成させるためにステータ46bの三相コイルに通電させる電流値が大きいほど大きくなる。前述の回転制限制御用トルクTm2は、固定磁界を形成させるための電流値を設定する際に用いられる。実施例では、回転制限制御用トルクTm2を用いて、ステータ46bに形成される固定磁界の向きとロータ46aの現在の磁界の向きとのズレが所定範囲内(例えば、ギヤ機構60などで歯打ちを生じない範囲や、車両にショックや揺れを生じない範囲,リングギヤ軸32aがほとんど回転しない範囲など)となるようにステータ46bの三相コイルに通電させる電流値を設定するのである。ここで、所定範囲は、ギヤ機構における各ギヤの円ピッチや歯厚,歯溝の幅,バックラッシュなど車両の仕様に応じて設定することができる。この場合、三相コイルに大きな電流を通電させるほどモータMG2による電力消費は大きくなるため、できるだけこの電力消費を抑制しつつ、ステータ46bに形成される固定磁界の向きとロータ46aの現在の磁界の向きとのズレが所定範囲内となるようにすることが望ましい。なお、d−q座標系において、d軸はロータ46aに貼り付けられた永久磁石により形成される磁界の方向であり、q軸はd軸に対して電気角でπ/2だけ進角させた方向である。   When controlling the motor MG2, as shown in FIG. 8, the stator 46b of the motor MG2 has a combined magnetic field (combined magnetic fields formed by the U-phase, V-phase, and W-phase that are energized with current). In the drawing, a solid line thick arrow) is formed. In the rotation restriction control, the motor MG2 is controlled so that the combined magnetic field does not rotate. Hereinafter, such a non-rotating synthetic magnetic field is referred to as a fixed magnetic field. When the direction of the fixed magnetic field matches the direction of the magnetic field formed by the permanent magnet of the rotor 46a of the motor MG2 (the direction of the d axis in the dq coordinate system), torque is applied from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. Is not output. However, if the torque acts on the ring gear shaft 32a and the rotor 46a rotates and the direction of the fixed magnetic field formed on the stator 46b and the current direction of the magnetic field of the rotor 46a (direction of the d-axis) deviate, the stator 46b. Torque acts on the rotor 46a in accordance with the deviation in a direction in which the direction of the fixed magnetic field formed on the rotor and the current magnetic field direction of the rotor 46a coincide with each other (hereinafter, this torque is referred to as suction torque), and acts on the ring gear shaft 32a. The rotor 46a stops at a position where the torque to be balanced and the suction torque are balanced. Here, when the deviation between the direction of the fixed magnetic field and the current direction of the magnetic field of the rotor 46a is within the range of π / 2 or less in electrical angle, the attraction torque increases as the deviation increases and forms a fixed magnetic field. Therefore, the larger the value of current that is applied to the three-phase coil of the stator 46b, the larger the value. The rotation limit control torque Tm2 described above is used when setting a current value for forming a fixed magnetic field. In the embodiment, using the rotation limit control torque Tm2, the deviation between the direction of the fixed magnetic field formed on the stator 46b and the current direction of the magnetic field of the rotor 46a is within a predetermined range (for example, the gear mechanism 60 or the like) In other words, the current value for energizing the three-phase coil of the stator 46b is set so as to be within a range in which no shock or vibration occurs in the vehicle, a range in which the ring gear shaft 32a hardly rotates, or the like. Here, the predetermined range can be set according to vehicle specifications such as the circular pitch, tooth thickness, tooth gap width, and backlash of each gear in the gear mechanism. In this case, the power consumption by the motor MG2 increases as a larger current is applied to the three-phase coil. Therefore, the direction of the fixed magnetic field formed in the stator 46b and the current magnetic field of the rotor 46a are suppressed while suppressing the power consumption as much as possible. It is desirable that the deviation from the direction is within a predetermined range. In the dq coordinate system, the d-axis is the direction of the magnetic field formed by the permanent magnet attached to the rotor 46a, and the q-axis is advanced by an electrical angle of π / 2 with respect to the d-axis. Direction.

図3の駐車ポジション時始動制御ルーチンの説明に戻る。ステップS180で回転制限制御用トルクTm2を設定すると、モータMG1のトルク指令Tm1*や回転制限制御用トルクTm2をモータECU40に送信し(ステップS190)、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに至っているか否かを判定し(ステップS200)、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに至っていないときにはステップS100に戻り、ステップS100〜S200の処理を繰り返し実行してステップS200でエンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに至っていると判定されたときに燃料噴射制御や点火制御の開始をエンジンECU24に指示して(ステップS210)、完爆するのを待って(ステップS220)、駐車ポジション時始動制御ルーチンを終了する。ここで、モータMG1のトルク指令Tm1*や回転制限制御用トルクTm2を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されるようインバータ41のトランジスタT1〜T6のスイッチング制御を行なうと共に図9に例示する回転制限制御用トルク受信時第2モータ制御ルーチンを実行する。このように、実施例では、エンジン22を始動させるためにモータMG1によりエンジン22をモータリングする際には、回転制限制御用トルクTm2を用いて駆動軸としてのリングギヤ軸32aが回転しないようにするのである。   Returning to the description of the parking position start control routine of FIG. When the rotation limit control torque Tm2 is set in step S180, the motor MG1 torque command Tm1 * and the rotation limit control torque Tm2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S190), and the rotation speed Ne of the engine 22 is set to the predetermined rotation speed Nref. It is determined whether or not the engine speed has reached (step S200). When the rotational speed Ne of the engine 22 has not reached the predetermined rotational speed Nref, the process returns to step S100, and the processing of steps S100 to S200 is repeatedly executed. When it is determined that the number Ne has reached the predetermined rotational speed Nref, the engine ECU 24 is instructed to start fuel injection control and ignition control (step S210), and after waiting for a complete explosion (step S220), the parking position The hour start control routine is terminated. Here, the motor ECU 40 that has received the torque command Tm1 * of the motor MG1 and the torque Tm2 for rotation restriction control performs switching control of the transistors T1 to T6 of the inverter 41 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 *. The second motor control routine is executed at the time of receiving the torque for controlling the rotation limitation illustrated in FIG. Thus, in this embodiment, when the engine 22 is motored by the motor MG1 to start the engine 22, the rotation gear control torque Tm2 is used to prevent the ring gear shaft 32a as the drive shaft from rotating. It is.

次に、図9の回転制限制御用トルク受信時第2モータ制御ルーチンについて説明する。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット70から回転制限制御用トルクTm2を受信したときに実行される。回転制限制御用トルク受信時第2モータ制御ルーチンが実行されると、モータECU40のCPU40aは、まず、電流センサ46U,46Vからの三相コイルのU相,V相に流れる相電流Iu2,Iv2や回転制限制御用トルクTm2など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS300)。ここで、回転制限制御用トルクTm2は、前述の図3の駐車ポジション時始動制御ルーチンにより設定されたものをハイブリッド用電子制御ユニット70から通信により入力するものとした。   Next, the second motor control routine at the time of receiving the torque for rotation restriction control in FIG. 9 will be described. This routine is executed when the rotation limiting control torque Tm2 is received from the hybrid electronic control unit. When the second motor control routine is executed at the time of receiving the torque for controlling the rotation limitation, the CPU 40a of the motor ECU 40 firstly sets the phase currents Iu2, Iv2 flowing in the U phase and V phase of the three-phase coil from the current sensors 46U, 46V, A process of inputting data necessary for control, such as rotation limit control torque Tm2, is executed (step S300). Here, the rotation limit control torque Tm2 is set by the above-described parking position start control routine of FIG. 3 and input from the hybrid electronic control unit 70 by communication.

続いて、フラグGの値を調べ(ステップS310)、フラグGが値0のときには、回転位置検出センサ44からのモータMG2のロータ46aの回転位置θm2を入力すると共に(ステップS320)、入力したモータMG2のロータ46aの回転位置θm2に基づいて電気角θe2を計算し(ステップS330)、計算した電気角θe2を制御用電気角θesetとして設定し(ステップS340)、フラグGに値1を設定する(ステップS350)。そして、フラグGに値1が設定されると、次回以降はステップS320〜S350の処理を行なわない。ここで、フラグGは、初期値として値0が設定され、制御用電気角θesetを設定したときに値1が設定され、その後に所定時間に亘ってハイブリッド用電子制御ユニット70から回転制限制御用トルクTm2の受信が途絶えたとき(シフトポジションSPがドライブポジションなどにシフト操作されて走行を行なうときなど回転制限制御の実行を停止するとき)に値0が設定されるフラグである。したがって、ステップS320〜S350の処理は、シフトポジションSPが駐車ポジションの状態でエンジン22の始動指示がなされてこのルーチンが初めて実行されるときのモータMG2のロータ46aの回転位置θm2を用いて制御用電気角θesetを設定する処理となる。   Subsequently, the value of the flag G is checked (step S310). When the flag G is 0, the rotational position θm2 of the rotor 46a of the motor MG2 from the rotational position detection sensor 44 is input (step S320), and the input motor The electrical angle θe2 is calculated based on the rotational position θm2 of the rotor 46a of MG2 (step S330), the calculated electrical angle θe2 is set as the control electrical angle θset (step S340), and the value 1 is set to the flag G (step S340). Step S350). Then, when a value 1 is set in the flag G, the processes in steps S320 to S350 are not performed after the next time. Here, the flag G is set to 0 as an initial value, and is set to 1 when the control electrical angle θ set is set. Thereafter, the control is performed from the hybrid electronic control unit 70 for rotation limitation control over a predetermined time. This flag is set to a value of 0 when reception of the torque Tm2 is interrupted (when execution of the rotation restriction control is stopped such as when the shift position SP is shifted to a drive position or the like to run). Therefore, the processing in steps S320 to S350 is for control using the rotational position θm2 of the rotor 46a of the motor MG2 when the engine 22 is instructed to start when the shift position SP is in the parking position and this routine is executed for the first time. This is a process for setting the electrical angle θset.

続いて、モータMG2の三相コイルのU相,V相,W相に流れる相電流Iu2,Iv2,Iw2の総和を値0として制御用電気角θesetを用いて次式(2)により相電流Iu2,Iv2をd軸およびq軸の電流Id2,Iq2に座標変換(3相−2相変換)し(ステップS360)、回転制限制御用トルクTm2に基づいて制御用電気角θesetにおけるd軸の電流指令Id2*を設定すると共にq軸の電流指令Iq2*に値0を設定する(ステップS370)。d軸の電流指令Id2*は、実施例では、回転制限制御用トルクTm2に基づいて、回転制限制御用トルクTm2以下の絶対値のトルク(値(−Tm2)〜値Tm2の範囲内のトルク)が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用したときにリングギヤ軸32aが回転しないようにすることができる電流値、即ち、ステータ46bに形成される固定磁界の向きとロータ46aの現在の磁界の向きとのズレが所定範囲内(例えば、ギヤ機構60などで歯打ちを生じない範囲内や、車両にショックや揺れを生じない範囲,リングギヤ軸32aがほとんど回転しない範囲内など)となる電流値を設定するものとした。したがって、回転制限制御用トルクTm2が大きいほど大きくなる傾向にd軸の電流指令Id2*を設定することになる。   Subsequently, the phase current Iu2 is calculated by the following equation (2) using the control electrical angle θset with the sum of the phase currents Iu2, Iv2, and Iw2 flowing in the U phase, V phase, and W phase of the three-phase coil of the motor MG2 as 0. , Iv2 are coordinate-transformed (three-phase to two-phase transformation) into d-axis and q-axis currents Id2, Iq2 (step S360), and a d-axis current command at the control electrical angle θset based on the rotation limit control torque Tm2 Id2 * is set and a value 0 is set to the q-axis current command Iq2 * (step S370). In the embodiment, the d-axis current command Id2 * is based on the rotation limit control torque Tm2 and is an absolute value torque less than or equal to the rotation limit control torque Tm2 (torque within the range of the value (−Tm2) to the value Tm2). Current value which can prevent the ring gear shaft 32a from rotating when it acts on the ring gear shaft 32a as a drive shaft, that is, the direction of the fixed magnetic field formed in the stator 46b and the current magnetic field direction of the rotor 46a. Set the current value so that the deviation is within a predetermined range (for example, a range where no gear rattling occurs in the gear mechanism 60, a range where no shock or vibration is generated in the vehicle, or a range where the ring gear shaft 32a hardly rotates). To do. Therefore, the d-axis current command Id2 * is set so as to increase as the rotation limit control torque Tm2 increases.

Figure 2008143468
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こうして電流指令Id2*,Iq2*を設定すると、設定した電流指令Id2*,Iq2*と電流Id2,Iq2とを用いて次式(3)および式(4)によりd軸およびq軸の電圧指令Vd2*,Vq2*を計算すると共に(ステップS380)、計算したd軸およびq軸の電圧指令Vd2*,Vq2*を制御用電気角θesetを用いて次式(5)および式(6)によりモータMG2の三相コイルのU相,V相,W相に印加すべき電圧指令Vu2*,Vv2*,Vw2*に座標変換(2相−3相変換)し(ステップS390)、座標変換した電圧指令Vu2*,Vv2*,Vw2*をインバータ42のトランジスタT7〜T12をスイッチングするためのPWM信号に変換し(ステップS400)、変換したPWM信号をインバータ42のトランジスタT7〜T12に出力することによりモータMG2を駆動制御して(ステップS410)、回転制限制御用トルク受信時第2モータ制御ルーチンを終了する。ここで、式(3)および式(4)中、「k1」および「k3」は比例係数であり、「k2」および「k4」は積分係数である。このようにモータMG2を制御することにより、モータMG1によりエンジン22をモータリングする際に、駆動軸としてのリングギヤ軸32aは、エンジン22のモータリングを開始する際のロータ46aの回転位置θm2に対応する電気角θe2である制御用電気角θesetにおけるd軸の向き(固定磁界の向き)とロータ46aの現在のd軸の向きとのズレが所定範囲内となる位置で停止する。これにより、エンジン22をモータリングする際にギヤ機構60でガタ打ちが生じたり車両にショックや揺れが生じるのを抑制することができる。しかも、モータMG1から出力されるトルクTm1と、エンジン22のフリクションによりリングギヤ軸32aに作用するトルク変動と、に基づく回転制限制御用トルクTm2を用いてステータ46bに固定磁界を形成させるから、エンジン22のフリクションに基づくトルク変動を考慮しないものに比してより適正な電流をモータMG2に通電させてリングギヤ軸32aの回転を制限することができる。即ち、エンジン22のフリクションに基づくトルク変動に拘わらず比較的大きな回転制限制御用トルクTm2(例えば、1番気筒が上死点を超えたか否かに拘わらず所定トルクT1やそれよりも若干大きいトルクT1などが設定された回転制限制御用トルクTm2)を用いて比較的大きな電流をモータMG2に通電させるものに比してモータMG2による電力消費を抑制することができ、エンジン22のフリクションを考慮せずにモータMG1から出力されるトルクTm1の絶対値を回転制限制御用トルクTm2として用いるものに比してリングギヤ軸32aが回転するのをより確実に制限することができる。   When the current commands Id2 * and Iq2 * are set in this way, the voltage commands Vd2 for the d-axis and the q-axis are expressed by the following equations (3) and (4) using the set current commands Id2 * and Iq2 * and the currents Id2 and Iq2. * And Vq2 * are calculated (step S380), and the calculated d-axis and q-axis voltage commands Vd2 * and Vq2 * are calculated using the control electrical angle θset and the motor MG2 according to the following expressions (5) and (6): The voltage command Vu2 *, Vv2 *, Vw2 * to be applied to the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase coil is converted (two-phase to three-phase conversion) (step S390), and the voltage command Vu2 subjected to coordinate conversion is converted. *, Vv2 *, Vw2 * are converted into PWM signals for switching the transistors T7 to T12 of the inverter 42 (step S400). Transistor T7~T12 motor MG2 is driven and controlled by by outputting (step S410), and ends the second motor control routine during rotation limit control torque received. Here, in Expression (3) and Expression (4), “k1” and “k3” are proportional coefficients, and “k2” and “k4” are integration coefficients. By controlling the motor MG2 in this way, when the engine 22 is motored by the motor MG1, the ring gear shaft 32a as the drive shaft corresponds to the rotational position θm2 of the rotor 46a when starting the motoring of the engine 22. Is stopped at a position where the deviation between the direction of the d-axis (the direction of the fixed magnetic field) and the current direction of the d-axis of the rotor 46a is within a predetermined range. As a result, when the engine 22 is motored, it is possible to suppress the rattling of the gear mechanism 60 and the occurrence of shock or shaking in the vehicle. In addition, a fixed magnetic field is formed on the stator 46b using the torque Tm2 for rotation restriction control based on the torque Tm1 output from the motor MG1 and the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a due to the friction of the engine 22. It is possible to limit the rotation of the ring gear shaft 32a by applying a more appropriate current to the motor MG2 than in the case where the torque fluctuation based on the friction is not considered. That is, a relatively large rotation limiting control torque Tm2 (for example, a predetermined torque T1 or a torque slightly larger than that regardless of whether or not the first cylinder exceeds the top dead center regardless of the torque fluctuation based on the friction of the engine 22) The power consumption by the motor MG2 can be suppressed as compared with the case where a relatively large current is supplied to the motor MG2 using the rotation limit control torque Tm2) in which T1 is set, and the friction of the engine 22 is taken into consideration. Without limiting the absolute value of the torque Tm1 output from the motor MG1 as the rotation limit control torque Tm2, the rotation of the ring gear shaft 32a can be more reliably limited.

Figure 2008143468
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なお、実施例では、シフトポジションSPが駐車ポジションの状態でエンジン22をモータリングして始動する際の動作について説明したが、シフトポジションSPが駐車ポジション以外のポジションのときでも、車速Vが略値0で且つブレーキペダル85が踏み込まれているなどの停車中にモータMG1によりエンジン22をモータリングして始動させる際には、実施例と同様に、図3や図9のルーチンを実行するものとしてもよい。   In the embodiment, the operation when the engine 22 is motored and started while the shift position SP is in the parking position has been described. However, even when the shift position SP is a position other than the parking position, the vehicle speed V is an approximate value. When the engine 22 is motored and started by the motor MG1 while the vehicle is stopped, for example, when the brake pedal 85 is depressed, the routine of FIG. 3 or FIG. 9 is executed as in the embodiment. Also good.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、シフトポジションSPが駐車ポジションのときなど停車中にモータMG1によりエンジン22をモータリングして始動させる際には、モータMG1から出力されるトルクTm1に加えて、エンジン22のクランクシャフト26のクランク角CAに応じたエンジン22のフリクションによってリングギヤ軸32aに作用するトルク変動を考慮して回転制限制御用トルクTm2を設定すると共に設定した回転制限制御用トルクTm2が大きいほど大きくなる傾向の電流をモータMG2に通電させてステータ46bに固定磁界を形成させるから、クランク角CAに応じてリングギヤ軸32aに作用するトルク変動を考慮しないものに比して電動機による電力消費を抑制しつつ車両にショックや揺れが生じるのを抑制することができる。しかも、リングギヤ軸32aに作用するトルク変動を考慮して回転制限制御用トルクTm2を設定する際に、初期クランク角CAsetが1番気筒における上死点に近いほど小さくなる傾向の正の補正トルクTαを用いて回転制限制御用トルクTm2を設定するから、初期クランク角CAsetに応じてよりモータMG2による電力消費を抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the engine 22 is motored and started by the motor MG1 while the vehicle is stopped, such as when the shift position SP is the parking position, the torque Tm1 output from the motor MG1 is used. In addition, the rotation limit control torque Tm2 is set in consideration of the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a due to the friction of the engine 22 according to the crank angle CA of the crankshaft 26 of the engine 22, and the set rotation limit control torque Since the motor MG2 is energized with a current that tends to increase as Tm2 increases, a fixed magnetic field is formed in the stator 46b. Thus, the motor MG2 is driven by a motor as compared with a motor that does not take into account torque fluctuations acting on the ring gear shaft 32a according to the crank angle CA. Shock to the vehicle while reducing power consumption It is possible to prevent the shaking occurs. In addition, when setting the rotation limiting control torque Tm2 in consideration of the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a, the positive correction torque Tα that tends to decrease as the initial crank angle CAset approaches the top dead center in the first cylinder. Is used to set the torque Tm2 for rotation restriction control, so that power consumption by the motor MG2 can be further suppressed according to the initial crank angle CAset.

実施例のハイブリッド自動車20では、1番気筒が上死点を超えたと判定されるまでは初期クランク角CAsetに基づいて正の補正トルクTαを設定し、1番気筒が上死点を超えたと判定された後は正の所定トルクT1を補正トルクTαとして設定するものとしたが、1番気筒が上死点を超えたか否かに拘わらず、クランク角CAに基づいて補正トルクTαを設定するものとしてもよいし、初期クランク位置CAsetとモータリング経過時間tとに基づいて補正トルクTαを設定するものとしてもよい。前者の場合、補正トルクTαは、例えば、図6に例示したエンジン22をモータリングする際にエンジン22のフリクションによってリングギヤ軸32aに作用するトルク変動の様子を用いて、即ち図6のクランク角CAとリングギヤ軸32aに作用するトルク変動との関係を用いて、クランク角CAと補正トルクTαとの関係を予め定めてマップとして記憶しておき、クランク角CAが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクTαを導出して設定するものとしてもよい。この場合、エンジン22のフリクションによってリングギヤ軸32aに作用するトルク変動が、モータMG1から出力されてリングギヤ軸32aに作用するトルク(−Tm1*/ρ)に対してリングギヤ軸32aに作用するトルクを大きくする方向の変動であるときには補正トルクTαに正の値を設定し、モータMG1から出力されてリングギヤ軸32aに作用するトルク(−Tm1*/ρ)に対してリングギヤ軸32aに作用するトルクを小さくする方向の変動であるときには補正トルクTαに負の値を設定するものとしてもよい。後者の場合、即ち、初期クランク位置CAsetとモータリング経過時間tとに基づいて補正トルクTαを設定する場合、初期クランク位置CAsetとモータリング経過時間tとリングギヤ軸32aに作用するトルク変動との関係を用いて、初期クランク位置CAsetとモータリング経過時間tと補正トルクTαとの関係を予め定めてマップとして記憶しておき、初期クランク位置CAsetとモータリング経過時間tとが与えられると記憶したマップから対応する補正トルクTαを導出して設定するものとしてもよい。この場合も、前者の場合と同様に、リングギヤ軸32aに作用するトルク変動の方向に応じて補正トルクTαに正または負の値を設定するものとしてもよい。これらのように設定した補正トルクTαを用いて設定した回転制限制御用トルクTm2を用いてモータMG2に電流を通電させてステータ46bに固定磁界を形成させれば、モータMG2による電力消費をより抑制することができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the positive correction torque Tα is set based on the initial crank angle CAset until it is determined that the first cylinder exceeds the top dead center, and it is determined that the first cylinder exceeds the top dead center. After that, the positive predetermined torque T1 is set as the correction torque Tα, but the correction torque Tα is set based on the crank angle CA regardless of whether or not the first cylinder exceeds the top dead center. Alternatively, the correction torque Tα may be set based on the initial crank position CAset and the motoring elapsed time t. In the former case, the correction torque Tα is obtained by using, for example, the state of torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a due to the friction of the engine 22 when the engine 22 illustrated in FIG. 6 is motored, that is, the crank angle CA of FIG. The relationship between the crank angle CA and the correction torque Tα is determined in advance and stored as a map using the relationship between the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a, and if the crank angle CA is given, it corresponds from the stored map. The correction torque Tα may be derived and set. In this case, the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a due to the friction of the engine 22 increases the torque acting on the ring gear shaft 32a relative to the torque (−Tm1 * / ρ) output from the motor MG1 and acting on the ring gear shaft 32a. Is set to a positive value for the correction torque Tα, the torque acting on the ring gear shaft 32a is made smaller than the torque (−Tm1 * / ρ) outputted from the motor MG1 and acting on the ring gear shaft 32a. When the fluctuation is in the direction to be corrected, a negative value may be set for the correction torque Tα. In the latter case, that is, when the correction torque Tα is set based on the initial crank position CAset and the motoring elapsed time t, the relationship between the initial crank position CAset, the motoring elapsed time t, and the torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a. , The relationship between the initial crank position CAset, the motoring elapsed time t, and the correction torque Tα is previously determined and stored as a map, and the map stored when the initial crank position CAset and the motoring elapsed time t are given is stored. Alternatively, the corresponding correction torque Tα may be derived and set. In this case as well, as in the former case, the correction torque Tα may be set to a positive or negative value according to the direction of torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a. If the motor MG2 is energized using the rotation limit control torque Tm2 set using the correction torque Tα set as described above to form a fixed magnetic field in the stator 46b, power consumption by the motor MG2 is further suppressed. can do.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22のいずれかの気筒が上死点を超えるまで所定トルクT1よりも小さい補正トルクTαを用いて回転制限制御用トルクTm2を設定するものとしたが、エンジン22のいずれかの気筒が上死点を超える若干前までや若干後まで所定トルクT1よりも小さい補正トルクTαを用いて回転制限制御用トルクTm2を設定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the rotation limit control torque Tm2 is set using the correction torque Tα smaller than the predetermined torque T1 until any cylinder of the engine 22 exceeds the top dead center. The rotation restriction control torque Tm2 may be set using a correction torque Tα smaller than the predetermined torque T1 until slightly before or slightly beyond the top dead center of any of the cylinders.

実施例のハイブリッド自動車20では、クランク角CAとして、クランクポジションセンサ23により検出されてエンジンECU24からハイブリッド用電子制御ユニット70に通信により入力されたものを用いるものとしたが、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2のロータ45a,46aの回転位置θm1,θm2をモータECU40からハイブリッド用電子制御ユニット70に通信により入力するものでは、モータMG1,MG2のロータ45a,46aの回転位置θm1,θm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいて計算したものを用いるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the crank angle CA detected by the crank position sensor 23 and input from the engine ECU 24 to the hybrid electronic control unit 70 by communication is used. When the rotational positions θm1 and θm2 of the rotors 45a and 46a of the motors MG1 and MG2 detected by the motor 44 are input from the motor ECU 40 to the hybrid electronic control unit 70 by communication, the rotational positions of the rotors 45a and 46a of the motors MG1 and MG2 What is calculated based on θm1 and θm2 and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 may be used.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22として、複数気筒のものを用いるものとしたが、単気筒のものを用いるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the engine 22 is a multi-cylinder engine, but a single-cylinder engine may be used.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに至ったときに点火制御を開始するものとしたが、エンジン22のモータリングが開始されたときに図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて行なわれる気筒判別が完了したときに点火制御を開始するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the ignition control is started when the rotational speed Ne of the engine 22 reaches the predetermined rotational speed Nref, but a crank position sensor (not shown) is started when the motoring of the engine 22 is started. The ignition control may be started when the cylinder discrimination performed based on the signal from is completed.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2として三相交流電動機を用いるものとしたが、三相以外の多相交流電動機を用いるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, a three-phase AC motor is used as the motor MG2, but a multi-phase AC motor other than the three-phase motor may be used.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. However, the power of the motor MG2 is connected to the ring gear shaft 32a as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modification of FIG. It may be connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 10) different from the other axle (the 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11の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する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.

ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、エンジン22のクランクシャフト26と駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aとに接続された動力分配統合機構30と動力分配統合機構30に接続されたモータMG1とが「モータリング手段」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸32aにロータ46aが接続されステータ46bの回転磁界によりロータ46aを回転駆動させてリングギヤ軸32aに動力を入出力するモータMG2が「電動機」に相当し、モータMG1およびモータMG2と電力をやりとりするバッテリ50が「蓄電手段」に相当し、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置(クランク角CA)を検出するクランクポジションセンサ23が「回転位置検出手段」に相当し、シフトポジションSPが駐車ポジションにあるときなど停車中にエンジン22をモータリングして始動する際には、モータMG1から出力されるトルクTm1に加えてエンジン22のクランクシャフト26のクランク角CAを考慮して回転制限制御用トルクTm2を設定すると共に設定した回転制限制御用トルクTm2をモータECU40に送信するS140〜S190の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70やハイブリッド用電子制御ユニット70から受信した回転制限制御用トルクTm2が大きいほど大きくなる傾向の電流をモータMG2に通電させてステータ46bに固定磁界が形成されるようモータMG2を制御するS300〜S410の処理を実行するモータECU40が「制御手段」に相当する。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   Here, the correspondence between the main elements of the embodiments and the modified examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to an “internal combustion engine”, and the power distribution and integration mechanism 30 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b and the power. The motor MG1 connected to the distribution and integration mechanism 30 corresponds to a “motor ring means”. The rotor 46a is connected to a ring gear shaft 32a serving as a drive shaft, and the rotor 46a is driven to rotate by a rotating magnetic field of the stator 46b, thereby ring gear shaft 32a. The motor MG2 that inputs and outputs power to the motor corresponds to the “electric motor”, the battery 50 that exchanges electric power with the motor MG1 and the motor MG2 corresponds to the “electric storage means”, and the rotational position (crank angle CA) of the crankshaft 26 of the engine 22 ) Is equivalent to “rotational position detecting means”, and When starting the engine 22 while the vehicle is stopped, such as when the vehicle position SP is in the parking position, the crank angle CA of the crankshaft 26 of the engine 22 is taken into consideration in addition to the torque Tm1 output from the motor MG1. The rotation limit control torque Tm2 is set and the rotation limit control torque Tm2 thus set is transmitted to the motor ECU 40. The rotation received from the hybrid electronic control unit 70 or the hybrid electronic control unit 70 that executes the processing of S140 to S190. The motor ECU 40 that executes the processing of S300 to S410 that controls the motor MG2 so that the motor MG2 is energized with a current that tends to increase as the limit control torque Tm2 increases and the stator 46b forms a fixed magnetic field is “control means”. It corresponds to. Note that the correspondence between the main elements of the embodiment and the modified example and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is described in the column of means for the embodiment to solve the problem. Since this is an example for specifically describing the best mode for carrying out the invention, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

実施例では、こうしたハイブリッド自動車20の形態として用いるものとしたが、自動車以外の車両の形態としてもよいし、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。   In the embodiment, the hybrid vehicle 20 is used. However, the vehicle may be a vehicle other than the vehicle or may be a vehicle control method.

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

本発明は、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 vehicle manufacturing industry.

本発明の一実施例としての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 as an embodiment of the present invention. モータMG1,MG2を中心とした電気駆動系の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric drive system centering on motor MG1, MG2. ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駐車ポジション時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a parking position start control routine executed by a hybrid electronic control unit 70; トルク指令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 torque command setting. 補正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 correction torque setting. エンジン22をモータリングする際のクランク角CAとエンジン22のフリクションによってリングギヤ軸32aに作用するトルク変動との関係の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between a crank angle CA when motoring the engine 22 and a torque fluctuation acting on the ring gear shaft 32a due to friction of the engine 22. FIG. モータMG1によりエンジン22がモータリングされ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 integration mechanism 30 when the engine 22 is motored by motor MG1. 回転制限制御について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating rotation limitation control. モータECU40により実行される回転制限制御用トルク受信時第2モータ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating an example of a second motor control routine when receiving torque for rotation restriction control executed by a motor ECU. 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、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、D1〜D6 ダイオード、T1〜T12 トランジスタ。   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 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 power line, 60 gear mechanism 62, differential gear, 63a, 63b drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift Bar, 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 Counter rotor motor, 232 Inner rotor 234 Outer rotor, MG1, MG2 motor, D1 D6 diode, T1-T12 transistor.

Claims (10)

内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され、前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記検出された回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
を備える車両。
An internal combustion engine;
Motoring means connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft coupled to a drive wheel and capable of motoring the internal combustion engine with an output of a driving force to the drive shaft;
An electric motor connected to the drive shaft and capable of rotating and driving the rotor by a rotating magnetic field of a stator to input / output power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the motoring means and the motor;
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine;
When the internal combustion engine is motored and started by the motoring means while the vehicle is stopped, a rotation limiting driving force range is set based on the driving force output from the motoring means and the detected rotational position. Control means for controlling the electric motor so that the direction of the magnetic field of the stator is fixed to the extent that the rotation of the drive shaft can be restricted with respect to the drive force within the set rotation limit drive force range acting on the drive shaft. When,
A vehicle comprising:
前記制御手段は、前記モータリング手段から出力される駆動力に基づく基本回転制限駆動力範囲に対して前記検出された回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項1記載の車両。   The control means is means for setting, as the rotation limit driving force range, a range corrected based on the detected rotation position with respect to a basic rotation limit driving force range based on the driving force output from the motoring means. The vehicle according to claim 1. 前記制御手段は、前記モータリング手段から出力される駆動力に基づく基本回転制限駆動力範囲に対して前記内燃機関のモータリングを開始する際の前記検出された回転位置である開始時回転位置に基づいて補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項1記載の車両。   The control means has a rotation position at a start time which is the detected rotation position when starting motoring of the internal combustion engine with respect to a basic rotation limit driving force range based on the driving force output from the motoring means. The vehicle according to claim 1, wherein the vehicle is a means for setting a range corrected based on the rotation limit driving force range. 前記制御手段は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定の条件が成立するまでは、該所定の条件が成立した後の程度以下の程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項3記載の車両。   The control means is a range in which the basic rotational speed limit driving force range is corrected to the extent after the predetermined condition is satisfied until the predetermined condition is satisfied after the motoring of the internal combustion engine is started. The vehicle according to claim 3, wherein the vehicle is a means for setting the rotation restriction driving force range. 前記制御手段は、前記所定の条件が成立するまでは、前記開始時回転位置が前記内燃機関のモータリングを開始してから最初に上死点を超える気筒に対して該上死点に近い位置であるほど小さい程度をもって前記基本回転制限駆動力範囲を補正した範囲を前記回転制限駆動力範囲として設定する手段である請求項4記載の車両。   The control means is a position close to the top dead center for a cylinder that first exceeds the top dead center after the start rotational position starts motoring of the internal combustion engine until the predetermined condition is satisfied. The vehicle according to claim 4, wherein the vehicle is a means for setting the range in which the basic rotation limit driving force range is corrected to a smaller extent as the rotation limit driving force range. 請求項4または5記載の車両であって、
前記内燃機関は、複数の気筒を有するものであり、
前記所定の条件は、前記内燃機関のいずれかの気筒が上死点を超える条件である
車両。
The vehicle according to claim 4 or 5, wherein
The internal combustion engine has a plurality of cylinders,
The predetermined condition is a condition in which any cylinder of the internal combustion engine exceeds top dead center.
前記所定の条件は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定時間が経過する条件である請求項4または5記載の車両。   6. The vehicle according to claim 4, wherein the predetermined condition is a condition in which a predetermined time elapses after starting motoring of the internal combustion engine. 請求項1ないし7いずれか記載の車両であって、
前記電動機の回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて制御用電気角を設定する制御用電気角設定手段と、
を備え、
前記電動機は、3相交流電動機であり、
前記制御手段は、前記設定された制御用電気角を用いて前記電動機の各相に通電される電流を3相−2相変換してd軸およびq軸の電流を計算し、前記設定した回転制限駆動力範囲に基づいて前記制御用電気角におけるd軸の目標電流を設定すると共に該制御用電気角におけるq軸の目標電流に値0を設定し、該設定したd軸およびq軸の目標電流と該計算したd軸およびq軸の電流とに基づいて前記電動機を制御する手段である
車両。
A vehicle according to any one of claims 1 to 7,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor of the electric motor;
Control electrical angle setting means for setting a control electrical angle based on the detected rotational position;
With
The motor is a three-phase AC motor;
The control means calculates a d-axis current and a q-axis current by performing a three-phase to two-phase conversion on a current supplied to each phase of the motor using the set control electric angle, and sets the rotation Based on the limited driving force range, a d-axis target current in the control electrical angle is set, a value of 0 is set in the q-axis target current in the control electrical angle, and the set d-axis and q-axis target is set. A vehicle which is means for controlling the electric motor based on a current and the calculated d-axis and q-axis currents.
前記モータリング手段は、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ないし8いずれか記載の車両。   The motoring means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotary shaft, and the power is applied to the remaining shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts. The vehicle according to any one of claims 1 to 8, wherein the vehicle includes: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. 内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続され前記駆動軸への駆動力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、前記駆動軸に回転子が接続され、固定子の回転磁界により該回転子を回転駆動させて該駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記モータリング手段および前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
停車中に前記モータリング手段により前記内燃機関をモータリングして始動させる際、前記モータリング手段から出力される駆動力と前記内燃機関の出力軸の回転位置とに基づいて回転制限駆動力範囲を設定すると共に前記駆動軸に作用する該設定した回転制限駆動力範囲内の駆動力に対して該駆動軸の回転を制限できる程度をもって前記固定子の磁界の向きが固定されるよう前記電動機を制御する、
車両の制御方法。
An internal combustion engine, motoring means connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft coupled to a drive wheel and capable of motoring the internal combustion engine with an output of a driving force to the drive shaft, and the drive An electric motor having a rotor connected to the shaft and capable of rotating and driving the rotor by a rotating magnetic field of the stator to input and output power to the drive shaft, and the motoring means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor A vehicle control method comprising:
When the internal combustion engine is motored and started by the motoring means while the vehicle is stopped, a rotation limiting driving force range is set based on the driving force output from the motoring means and the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. The electric motor is controlled so that the direction of the magnetic field of the stator is fixed to the extent that the rotation of the drive shaft can be restricted with respect to the drive force within the set rotation restriction drive force range that acts on the drive shaft. To
Vehicle control method.
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