JPH10150704A - Power output device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置に関
し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置に
関する。The present invention relates to a power output device, and more particularly, to a power output device for outputting power to a drive shaft.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
車両に搭載される装置であって、原動機の出力軸と駆動
軸とを電磁継手により電磁的に結合して原動機から出力
された動力を駆動軸に出力すると共に駆動軸に取り付け
られた電動機から駆動軸に動力を出力するものが提案さ
れている(例えば、特開昭53−133814号公報
等)。この動力出力装置では、電動機により車両の走行
を開始し、電動機の回転数が所定の回転数になったら、
電磁継手へ励磁電流を与えて原動機をクランキングする
と共に原動機への燃料供給や火花点火を行なって原動機
を始動する。原動機が始動した後は、原動機から出力さ
れる動力の一部を電磁継手による電磁的な結合を介して
駆動軸に出力して車両を走行させる。原動機から出力さ
れる動力の残余は、電磁継手の電磁的な結合の滑りに応
じた電力として回生され、走行の開始の際に用いられる
電力としてバッテリに蓄えられたり、電動機の駆動に必
要な電力として用いられる。電動機は、駆動軸に出力す
べき動力が電磁継手を介して出力される動力では不足す
るときに駆動され、この不足分を補う。2. Description of the Related Art Conventionally, as a power output device of this type,
A device mounted on a vehicle, wherein an output shaft of a prime mover and a drive shaft are electromagnetically coupled by an electromagnetic coupling to output power output from the prime mover to the drive shaft and to be driven by a motor attached to the drive shaft. A device that outputs power to a shaft has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-133814). In this power output device, the vehicle starts running with the motor, and when the rotation speed of the motor reaches a predetermined rotation speed,
An exciting current is supplied to the electromagnetic coupling to crank the prime mover, and at the same time, fuel is supplied to the prime mover and spark ignition is performed to start the prime mover. After the prime mover is started, a part of the power output from the prime mover is output to a drive shaft via an electromagnetic coupling by an electromagnetic joint to drive the vehicle. The remaining power output from the prime mover is regenerated as electric power corresponding to the slippage of the electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling, and is stored in a battery as electric power used at the start of traveling or electric power necessary for driving the electric motor. Used as The electric motor is driven when the power to be output to the drive shaft is insufficient with respect to the power output via the electromagnetic coupling, and makes up for this shortfall.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置の電動機にインバータ回路等により駆動
制御される電動機を用いると、駆動軸が高回転で回転し
ている最中に何らかの異常により電動機の制御が行なう
ことができなくなったときには、バッテリやインバータ
回路が破損する場合を生じるという問題があった。一般
に、電動機は、必要な電流値を小さくするために逆起電
圧が大きくなるよう設計されており、高回転で回転させ
るときには、逆起電圧がバッテリの電圧より高くならな
いよう弱め界磁制御がなされる。こうした制御の最中に
制御装置等に異常が生じ、電動機の制御を行なうことが
できなくなると、電動機が生じる逆起電圧を低くするこ
とができなくなり、電動機は発電機として動作し、これ
によって得られる電力によってバッテリを充電する。こ
のときバッテリが満充電に近いと、バッテリは過充電さ
れることになり、場合によっては破損する。また、電動
機の制御を行なうことができないときには、電動機やバ
ッテリの破損を防止するためにバッテリとインバータ回
路を遮断することも行なわれるが、この場合、電動機が
生じる逆起電圧はバッテリの電圧にクランプされないた
め、高電圧となり、インバータ回路内の平滑コンデンサ
等を破損させてしまう場合を生じる。However, when an electric motor driven and controlled by an inverter circuit or the like is used as the electric motor of such a power output device, control of the electric motor due to some abnormality while the drive shaft is rotating at a high speed is performed. When the operation cannot be performed, there is a problem that the battery and the inverter circuit may be damaged. Generally, an electric motor is designed to increase a back electromotive voltage in order to reduce a required current value, and when rotating at a high speed, field weakening control is performed so that the back electromotive voltage does not become higher than a voltage of a battery. If an abnormality occurs in the control device or the like during such control and the control of the motor cannot be performed, the back electromotive voltage generated by the motor cannot be reduced, and the motor operates as a generator. The battery is charged by the electric power supplied. At this time, if the battery is almost fully charged, the battery will be overcharged and possibly damaged. When the motor cannot be controlled, the battery and the inverter circuit may be cut off to prevent damage to the motor and the battery. In this case, the back electromotive voltage generated by the motor is clamped to the battery voltage. As a result, the voltage becomes high, which may damage the smoothing capacitor and the like in the inverter circuit.
【0004】こうした問題は、上述の従来例の動力出力
装置に限られず、駆動軸に電動機が取り付けられておれ
ば、同様に生じる問題である。例えば、本出願人が以前
提案した、原動機の出力軸と駆動軸と発電機の回転軸と
に結合された遊星歯車装置を介して原動機から出力され
た動力を駆動軸に出力すると共に駆動軸に取り付けられ
た電動機から駆動軸に動力を出力する装置(特開昭第5
0−30223号公報)でも同様である。[0004] Such a problem is not limited to the above-described conventional power output device, but similarly occurs if an electric motor is mounted on the drive shaft. For example, the power output from the prime mover through a planetary gear unit coupled to the output shaft of the prime mover, the drive shaft, and the rotating shaft of the generator, which has been previously proposed by the present applicant, is output to the drive shaft and the drive shaft. A device that outputs power to a drive shaft from an attached motor (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 0-30223).
【0005】本発明の動力出力装置は、駆動軸が高回転
で回転している最中に電動機の制御を行なうことができ
なくなり、電動機が発電機として動作したときでも、電
動機を制御するインバータ回路や蓄電手段の破損を防止
することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力
装置は、電動機の制御を行なうことができなくなったと
きに生じる駆動軸に出力される動力の変動を小さくする
ことを目的の一つとする。The power output device of the present invention cannot control the motor while the drive shaft is rotating at a high speed, and the inverter circuit controls the motor even when the motor operates as a generator. Another object is to prevent damage to the power storage means. Another object of the power output device of the present invention is to reduce fluctuations in power output to the drive shaft that occur when control of the motor cannot be performed.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置は、上述の目的の少なくとも一部を
達成するために以下の手段を採った。The power output device of the present invention employs the following means in order to achieve at least a part of the above object.
【0007】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を
出力する動力出力装置であって、前記駆動軸と動力のや
り取りをする電動機と、該電動機へ電力の供給が可能な
電力供給手段と、複数のスイッチング素子と帰還ダイオ
ードとからなり前記電動機と前記電力供給手段との間に
介在するインバータ回路を有し、該インバータ回路のス
イッチング素子のスイッチングを制御することにより前
記電動機を駆動制御する電動機制御手段と、電気エネル
ギを消費可能な電気的負荷と、該電動機制御手段による
前記電動機の制御に異常が生じ前記インバータ回路が該
電動機からみて整流回路を構成するとき、該インバータ
回路を介して前記電動機により回生される電気エネルギ
の少なくとも一部が前記電気的負荷で消費されるよう該
電気的負荷を制御する異常時制御手段とを備えることを
要旨とする。A power output device according to the present invention is a power output device for outputting power to a drive shaft, comprising: a motor for exchanging power with the drive shaft; and power supply means capable of supplying power to the motor. An electric motor comprising an inverter circuit comprising a plurality of switching elements and a feedback diode interposed between the electric motor and the power supply means, and controlling the driving of the electric motor by controlling the switching of the switching elements of the inverter circuit. Control means, an electric load capable of consuming electric energy, and when an abnormality occurs in control of the electric motor by the electric motor control means and the inverter circuit forms a rectifier circuit as viewed from the electric motor, The electric load is controlled so that at least a part of the electric energy regenerated by the electric motor is consumed by the electric load. That is summarized in that and a abnormality control means.
【0008】この本発明の動力出力装置は、複数のスイ
ッチング素子と帰還ダイオードとからなるインバータ回
路を有する電動機制御手段が、インバータ回路のスイッ
チング素子のスイッチングを制御することにより電力供
給手段から電力の供給を受けて駆動軸と動力のやり取り
をする電動機を駆動制御する。異常時制御手段は、電動
機制御手段による電動機の制御に異常が生じインバータ
回路が電動機からみて整流回路を構成するときに、この
インバータ回路を介して電動機により回生される電気エ
ネルギの少なくとも一部が電気的負荷で消費されるよう
電気的負荷を制御する。In the power output apparatus of the present invention, the motor control means having an inverter circuit including a plurality of switching elements and a feedback diode controls the switching of the switching elements of the inverter circuit to supply power from the power supply means. In response, the drive of the electric motor that exchanges power with the drive shaft is controlled. The abnormal time control means is configured such that when an abnormality occurs in control of the motor by the motor control means and the inverter circuit forms a rectifier circuit as viewed from the motor, at least a part of the electric energy regenerated by the motor via the inverter circuit is electrically operated. The electrical load to be consumed by the electrical load.
【0009】こうした本発明の動力出力装置によれば、
インバータ回路を介して電動機により回生される電気エ
ネルギの一部を電気的負荷で消費することができる。こ
の結果、電動機により回生される電気エネルギが過剰と
なったりその電圧が高電圧になることによって生じるイ
ンバータ回路を構成する素子や電動機制御手段を構成す
る素子の破損を防止することができる。According to the power output device of the present invention,
Part of the electric energy regenerated by the electric motor via the inverter circuit can be consumed by the electric load. As a result, it is possible to prevent elements constituting the inverter circuit and elements constituting the motor control means from being damaged due to an excessive amount of electric energy regenerated by the motor or a high voltage thereof.
【0010】本発明の動力出力装置において、前記電動
機制御手段は、該電動機制御手段による前記電動機の制
御に異常が生じたとき、前記インバータ回路が前記電動
機からみて整流回路を構成するよう前記複数のスイッチ
ング素子をスイッチングする異常時スイッチング手段を
備えるものとすることもできる。こうすれば、電動機制
御手段による電動機の制御に異常が生じたときに、イン
バータ回路を電動機からみて整流回路となるようにする
ことができる。こうした異常時スイッチング手段は、前
記駆動軸の回転数が所定値以上のとき、前記インバータ
回路が前記電動機からみて整流回路を構成するようスイ
ッチングする手段であるものとすることもできる。こう
すれば、駆動軸の回転数が所定値以上のとき、即ち電動
機から起電圧が高くインバータ回路を構成する素子や電
動機制御手段を構成する素子に破損が生じるおそれがあ
るときにのみ制御するものとすることができる。In the power output apparatus according to the present invention, the motor control means includes a plurality of the plurality of inverter circuits each configured to form a rectifier circuit when viewed from the motor when an abnormality occurs in control of the motor by the motor control means. An abnormal-time switching means for switching the switching element may be provided. With this configuration, when an abnormality occurs in the control of the motor by the motor control unit, the inverter circuit can be configured as a rectifier circuit as viewed from the motor. Such an abnormal-time switching means may be means for switching the inverter circuit so as to form a rectifier circuit when viewed from the electric motor when the rotation speed of the drive shaft is equal to or more than a predetermined value. With this configuration, the control is performed only when the rotation speed of the drive shaft is equal to or higher than a predetermined value, that is, when there is a possibility that the element constituting the inverter circuit or the element constituting the motor control means may be damaged due to a high electromotive voltage from the motor. It can be.
【0011】また、本発明の動力出力装置において、前
記インバータ回路は、前記複数のスイッチング素子のス
イッチングに必要な電力の供給が停止したとき、前記帰
還ダイオードにより前記電動機からみて整流回路を構成
する回路であるものとすることができる。こうすれば、
スイッチング素子のスイッチングに必要な電力の供給が
停止したときも同様に制御することができる。Further, in the power output device according to the present invention, when the supply of power required for switching the plurality of switching elements is stopped, the inverter circuit constitutes a rectifier circuit as viewed from the motor by the feedback diode. May be used. This way,
The same control can be performed when the supply of power required for switching of the switching element is stopped.
【0012】これら変形例を含めて本発明の動力出力装
置において、前記電力供給手段は、出力軸を有する原動
機と、該原動機の出力軸と前記駆動軸とに結合され該出
力軸に入出力される動力と該駆動軸に入出力される動力
とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力によ
り調整するエネルギ調整手段と、充放電が可能で前記エ
ネルギ調整手段と前記インバータ回路とを並列に接続す
る蓄電手段とを備え、前記電気的負荷は、前記エネルギ
調整手段であり、前記異常時制御手段は、前記インバー
タ回路を介して前記電動機から回生される電気エネルギ
の少なくとも一部が前記エネルギ調整手段により消費さ
れるよう該エネルギ調整手段を制御する手段であるもの
とすることもできる。In the power output apparatus of the present invention including these modified examples, the power supply means includes a prime mover having an output shaft, and is coupled to an output shaft of the prime mover and the drive shaft and input / output to / from the output shaft. Energy adjusting means for adjusting the energy deviation between the power supplied to the drive shaft and the power input to and output from the drive shaft by inputting and outputting the corresponding electric energy; and connecting the energy adjusting means and the inverter circuit capable of charging and discharging in parallel. The electric load is the energy adjusting means, and the abnormality control means is configured to control at least a part of electric energy regenerated from the electric motor via the inverter circuit by the energy adjusting means. May be a means for controlling the energy adjusting means so as to be consumed.
【0013】この態様の動力出力装置では、エネルギ調
整手段による原動機の出力軸と前記駆動軸とに結合さ
れ、この出力軸に入出力される動力と駆動軸に入出力さ
れる動力とのエネルギ偏差を対応して入出力される電気
エネルギか、エネルギ調整手段とインバータ回路とを並
列に接続する蓄電手段に蓄えられた電気エネルギかが、
電動機に電力として供給される。そして、エネルギ調整
手段は、電動機制御手段による電動機の制御に異常が生
じインバータ回路が電動機からみて整流回路を構成する
ときには、インバータ回路を介して電動機から回生され
る電気エネルギの少なくとも一部を消費するよう異常時
制御手段によって制御されることにより、電気的負荷と
して動作する。この態様の動力出力装置とすれば、エネ
ルギ調整手段を電気的負荷として動作させることができ
る。この結果、負荷量を調整することができる。In the power output device of this aspect, the energy deviation between the power input to and output from the output shaft and the power input to and output from the drive shaft is coupled to the output shaft of the prime mover by the energy adjusting means and the drive shaft. Corresponding to the input or output, or the electric energy stored in the power storage means that connects the energy adjustment means and the inverter circuit in parallel.
The electric power is supplied to the electric motor. The energy adjusting means consumes at least a part of the electric energy regenerated from the motor via the inverter circuit when an abnormality occurs in the control of the motor by the motor control means and the inverter circuit forms a rectifier circuit as viewed from the motor. By operating as described above, the device operates as an electric load. According to the power output device of this aspect, the energy adjusting means can be operated as an electric load. As a result, the load amount can be adjusted.
【0014】この原動機とエネルギ調整手段と蓄電手段
とを備える本発明の動力出力装置において、前記異常時
制御手段は、前記インバータ回路と前記蓄電手段との接
続を遮断する遮断手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、蓄電手段やインバータ回路,電動機の
保護を強化することができる。In the power output apparatus of the present invention including the prime mover, the energy adjusting means, and the power storage means, the abnormal time control means includes a disconnection means for disconnecting the connection between the inverter circuit and the power storage means. You can also. By doing so, the protection of the power storage means, the inverter circuit, and the motor can be enhanced.
【0015】また、原動機とエネルギ調整手段と蓄電手
段とを備える本発明の動力出力装置において、前記異常
時制御手段は、前記駆動軸に出力される動力の変動の少
なくとも一部を打ち消すよう前記原動機および前記エネ
ルギ調整手段を制御する手段であるものとすることもで
きる。こうすれば、駆動軸に出力される動力の変動を小
さくすることができる。Further, in the power output apparatus according to the present invention comprising a prime mover, an energy adjusting means, and a power storage means, the abnormal time control means is configured to cancel at least a part of the fluctuation of the power outputted to the drive shaft. And means for controlling the energy adjusting means. This can reduce the fluctuation of the power output to the drive shaft.
【0016】この駆動軸に出力される動力の変動を打ち
消す態様の動力出力装置において、所定の指示に基づい
て駆動軸に出力すべき目標動力を設定する目標動力設定
手段を備え、異常時制御手段は、前記インバータ回路を
介して前記電動機から回生される電気エネルギが前記原
動機から出力される動力と前記目標動力設定手段により
設定された目標動力とのエネルギ偏差に相当するよう前
記原動機の運転を制御する原動機運転手段と、前記原動
機から出力される動力と前記目標動力設定手段により設
定された目標動力とのエネルギ偏差を前記インバータ回
路を介して前記電動機から回生される電気エネルギを用
いて調整するよう前記エネルギ調整手段を制御するエネ
ルギ調整制御手段とを備えるものとすることもできる。
こうすれば、電動機制御手段による電動機の制御に異常
が生じたときでも、目標動力を駆動軸に出力することが
できる。In a power output apparatus for canceling fluctuations in power output to the drive shaft, target power setting means for setting target power to be output to the drive shaft based on a predetermined instruction is provided. Controls the operation of the prime mover such that electric energy regenerated from the electric motor via the inverter circuit corresponds to an energy deviation between the power output from the prime mover and the target power set by the target power setting means. Motor operating means, and an energy deviation between the power output from the motor and the target power set by the target power setting means is adjusted using electric energy regenerated from the electric motor via the inverter circuit. Energy adjustment control means for controlling the energy adjustment means may be provided.
With this configuration, even when an abnormality occurs in the control of the motor by the motor control unit, the target power can be output to the drive shaft.
【0017】これら原動機とエネルギ調整手段と蓄電手
段とを備える本発明の動力出力装置において、前記エネ
ルギ調整手段は、前記原動機の出力軸に結合された第1
のロータと、前記駆動軸に結合された第2のロータとを
有し、該両ロータ間の電磁的な結合を介して前記原動機
の出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする電動
機を備えるものとしたり、前記エネルギ調整手段は、回
転軸を有し該回転軸と動力のやり取りをする第2の電動
機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記回転軸とに各々結
合される3軸を有し、該3軸のうちいずれか2軸へ動力
が入出力されたとき、該入出力された動力に基づいて定
まる動力を残余の1軸へ入出力する3軸式動力入出力手
段とを備えるものとすることもできる。[0017] In the power output apparatus of the present invention including the prime mover, the energy adjusting means, and the electric storage means, the energy adjusting means is connected to an output shaft of the prime mover.
And a second rotor coupled to the drive shaft, and power is exchanged between the output shaft of the prime mover and the drive shaft via an electromagnetic coupling between the two rotors. An electric motor may be provided, or the energy adjusting means may be coupled to the second electric motor having a rotating shaft for exchanging power with the rotating shaft, and the driving shaft, the output shaft, and the rotating shaft, respectively. A three-axis power input / output having three axes, and when power is input / output to any two of the three axes, power determined based on the input / output power is input / output to the remaining one axis. Means may be provided.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施例と
しての動力出力装置20の概略構成を示す構成図、図2
は図1の動力出力装置20を組み込んだ車両の概略構成
を示す構成図である。説明の都合上、まず図2を用い
て、車両全体の構成から説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power output device 20 as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle incorporating the power output device 20 of FIG. 1. For convenience of explanation, the overall configuration of the vehicle will be described first with reference to FIG.
【0019】図2に示すように、この車両には、動力源
であるエンジン50としてガソリンにより運転されるガ
ソリンエンジンが備えられている。このエンジン50
は、吸気系からスロットルバルブ66を介して吸入した
空気と燃料噴射弁51から噴射されたガソリンとの混合
気を燃焼室52に吸入し、この混合気の爆発により押し
下げられるピストン54の運動をクランクシャフト56
の回転運動に変換する。ここで、スロットルバルブ66
はアクチュエータ68により開閉駆動される。点火プラ
グ62は、イグナイタ58からディストリビュータ60
を介して導かれた高電圧によって電気火花を形成し、混
合気はその電気火花によって点火されて爆発燃焼する。As shown in FIG. 2, this vehicle is provided with a gasoline engine driven by gasoline as an engine 50 as a power source. This engine 50
Sucks a mixture of air sucked from an intake system through a throttle valve 66 and gasoline injected from a fuel injection valve 51 into a combustion chamber 52, and cranks the movement of a piston 54 depressed by the explosion of the mixture. Shaft 56
To the rotational motion of Here, the throttle valve 66
Are driven to open and close by an actuator 68. The ignition plug 62 is connected between the igniter 58 and the distributor 60.
An electric spark is formed by the high voltage guided through the air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is ignited by the electric spark and explosively burns.
【0020】このエンジン50の運転は、電子制御ユニ
ット(以下、EFIECUと呼ぶ)70により制御され
ている。EFIECU70には、エンジン50の運転状
態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロ
ットルバルブ66の開度(ポジション)を検出するスロ
ットルバルブポジションセンサ67、エンジン50の負
荷を検出する吸気管負圧センサ72、エンジン50の水
温を検出する水温センサ74、ディストリビュータ60
に設けられクランクシャフト56の回転数と回転角度を
検出する回転数センサ76および回転角度センサ78な
どである。なお、EFIECU70には、この他、例え
ばイグニッションキーの状態STを検出するスタータス
イッチ79なども接続されているが、その他のセンサ,
スイッチなどの図示は省略した。The operation of the engine 50 is controlled by an electronic control unit (hereinafter, referred to as EFIECU) 70. Various sensors indicating the operating state of the engine 50 are connected to the EFIECU 70. For example, a throttle valve position sensor 67 for detecting the opening (position) of the throttle valve 66, an intake pipe negative pressure sensor 72 for detecting the load on the engine 50, a water temperature sensor 74 for detecting the water temperature of the engine 50, and a distributor 60
, A rotation speed sensor 76 and a rotation angle sensor 78 for detecting the rotation speed and the rotation angle of the crankshaft 56. The EFIECU 70 is also connected to a starter switch 79 for detecting an ignition key state ST, for example.
Illustration of switches and the like is omitted.
【0021】エンジン50のクランクシャフト56に
は、後述するクラッチモータ30およびアシストモータ
40を介して駆動軸22が結合されている。駆動軸22
は、ディファレンシャルギヤ24に結合されており、動
力出力装置20からのトルクは最終的に左右の駆動輪2
6,28に伝達される。このクラッチモータ30および
アシストモータ40は、制御装置80により制御されて
いる。制御装置80の構成は後で詳述するが、内部には
制御CPU90が備えられており、シフトレバー82に
設けられたシフトポジションセンサ84やアクセルペダ
ル64に設けられたアクセルペダルポジションセンサ6
4a,ブレーキペダル65に設けられたブレーキペダル
ポジションセンサ65aなども接続されている。また、
制御装置80は、上述したEFIECU70と通信によ
り、種々の情報をやり取りしている。The drive shaft 22 is connected to the crankshaft 56 of the engine 50 via a clutch motor 30 and an assist motor 40 described later. Drive shaft 22
Are coupled to a differential gear 24, and the torque from the power output device 20 is finally applied to the left and right drive wheels 2.
6, 28. The clutch motor 30 and the assist motor 40 are controlled by the control device 80. Although the configuration of the control device 80 will be described in detail later, a control CPU 90 is provided therein, and a shift position sensor 84 provided on the shift lever 82 and an accelerator pedal position sensor 6 provided on the accelerator pedal 64 are provided.
4a, a brake pedal position sensor 65a provided on the brake pedal 65 and the like are also connected. Also,
The control device 80 exchanges various information with the above-mentioned EFIECU 70 by communication.
【0022】図1に示すように、第1実施例の動力出力
装置20は、大きくは、エンジン50と、エンジン50
のクランクシャフト56にアウタロータ32が結合され
ると共に駆動軸22にインナロータ34が結合されたク
ラッチモータ30と、駆動軸22に結合されたロータ4
2を有するアシストモータ40と、クラッチモータ30
およびアシストモータ40を駆動制御する制御装置80
とから構成されている。As shown in FIG. 1, the power output device 20 of the first embodiment mainly includes an engine 50 and an engine 50.
The clutch motor 30 in which the outer rotor 32 is connected to the crankshaft 56 and the inner rotor 34 is connected to the drive shaft 22, and the rotor 4 connected to the drive shaft 22
Motor 40 having clutch 2 and clutch motor 30
Control device 80 for driving and controlling assist motor 40
It is composed of
【0023】クラッチモータ30は、アウタロータ32
の内周面に永久磁石35を備え、インナロータ34に形
成されたスロットに三相のコイル36を巻回する同期電
動機として構成されている。この三相コイル36への電
力は、スリップリング38を介して供給される。インナ
ロータ34において三相コイル36用のスロットおよび
ティースを形成する部分は、無方向性電磁鋼板の薄板を
積層することで構成されている。なお、クランクシャフ
ト56には、その回転角度θeを検出するレゾルバ39
が設けられているが、このレゾルバ39は、ディストリ
ビュータ60に設けられた回転角度センサ78と兼用す
ることも可能である。The clutch motor 30 includes an outer rotor 32
A permanent magnet 35 is provided on the inner peripheral surface of the inner rotor 34, and a synchronous motor in which a three-phase coil 36 is wound around a slot formed in the inner rotor 34. The power to the three-phase coil 36 is supplied via a slip ring 38. Portions of the inner rotor 34 where slots and teeth for the three-phase coil 36 are formed are formed by laminating thin non-oriented electrical steel sheets. The crankshaft 56 has a resolver 39 for detecting the rotation angle θe.
However, the resolver 39 can also be used as a rotation angle sensor 78 provided in the distributor 60.
【0024】他方、アシストモータ40も同期電動機と
して構成されているが、回転磁界を形成する三相コイル
44は、ケース45に固定されたステータ43に巻回さ
れている。このステータ43も、無方向性電磁鋼板の薄
板を積層することで形成されている。ロータ42の外周
面には、複数個の永久磁石46が設けられている。アシ
ストモータ40では、この永久磁石46により磁界と三
相コイル44が形成する磁界との相互作用により、ロー
タ42が回転する。ロータ42が機械的に結合された軸
は、動力出力装置20のトルクの出力軸である駆動軸2
2であり、駆動軸22には、その回転角度θdを検出す
るレゾルバ48が設けられている。また、駆動軸22
は、ケース45に設けられたベアリング49により軸支
されている。On the other hand, although the assist motor 40 is also configured as a synchronous motor, a three-phase coil 44 forming a rotating magnetic field is wound around a stator 43 fixed to a case 45. The stator 43 is also formed by laminating thin sheets of non-oriented electromagnetic steel sheets. A plurality of permanent magnets 46 are provided on the outer peripheral surface of the rotor 42. In the assist motor 40, the rotor 42 rotates by the interaction between the magnetic field generated by the permanent magnet 46 and the magnetic field formed by the three-phase coil 44. The shaft to which the rotor 42 is mechanically connected is a drive shaft 2 which is a torque output shaft of the power output device 20.
2, the drive shaft 22 is provided with a resolver 48 for detecting the rotation angle θd. The drive shaft 22
Is supported by a bearing 49 provided in the case 45.
【0025】係るクラッチモータ30とアシストモータ
40とは、クラッチモータ30のインナロータ34がア
シストモータ40のロータ42、延いては駆動軸22に
機械的に結合されている。したがって、エンジン50と
両モータ30,40との関係を簡略に言えば、エンジン
50からクランクシャフト56に出力された軸トルクが
クラッチモータ30のアウタロータ32およびインナロ
ータ34を介して駆動軸22に出力され、アシストモー
タ40からのトルクがこれに加減算されるということに
なる。In the clutch motor 30 and the assist motor 40, the inner rotor 34 of the clutch motor 30 is mechanically connected to the rotor 42 of the assist motor 40, and further to the drive shaft 22. Therefore, in brief, the relationship between the engine 50 and the two motors 30 and 40 is such that the shaft torque output from the engine 50 to the crankshaft 56 is output to the drive shaft 22 via the outer rotor 32 and the inner rotor 34 of the clutch motor 30. That is, the torque from the assist motor 40 is added to or subtracted from this.
【0026】アシストモータ40は、通常の永久磁石型
三相同期モータとして構成されているが、クラッチモー
タ30は、永久磁石35を有するアウタロータ32も三
相コイル36を備えたインナロータ34も、共に回転す
るよう構成されている。そこで、クラッチモータ30の
構成の詳細について、さらに説明する。クラッチモータ
30のアウタロータ32はクランクシャフト56に、イ
ンナロータ34は駆動軸22に結合されており、アウタ
ロータ32に永久磁石35が設けられていることは既に
説明した。この永久磁石35は、第1実施例では8個
(N極,S極が各4個)設けられており、アウタロータ
32の内周面に貼付されている。その磁化方向はクラッ
チモータ30の軸中心に向かう方向であり、一つおきに
磁極の方向は逆向きになっている。この永久磁石35と
僅かなギャップにより対向するインナロータ34の三相
コイル36は、インナロータ34に設けられた計12個
のスロット(図示せず)に巻回されており、各コイルに
通電すると、スロットを隔てるティースを通る磁束を形
成する。各コイルに三相交流を流すと、この磁界は回転
する。三相コイル36の各々は、スリップリング38か
ら電力の供給を受けるよう接続されている。このスリッ
プリング38は、駆動軸22に固定された回転リング3
8aとブラシ38bとから構成されている。なお、三相
(U,V,W相)の電流をやり取りするために、スリッ
プリング38には三相分の回転リング38aとブラシ3
8bとが用意されている。The assist motor 40 is configured as a normal permanent magnet type three-phase synchronous motor. It is configured to be. Thus, the details of the configuration of the clutch motor 30 will be further described. As described above, the outer rotor 32 of the clutch motor 30 is connected to the crankshaft 56, the inner rotor 34 is connected to the drive shaft 22, and the outer rotor 32 is provided with the permanent magnet 35. In the first embodiment, eight permanent magnets 35 (four N-poles and four S-poles) are provided, and are attached to the inner peripheral surface of the outer rotor 32. The magnetization direction is a direction toward the axial center of the clutch motor 30, and the direction of the magnetic pole is reversed every other direction. The three-phase coil 36 of the inner rotor 34 facing the permanent magnet 35 with a slight gap is wound around a total of twelve slots (not shown) provided in the inner rotor 34. To form a magnetic flux passing through the teeth separating the two. When a three-phase alternating current flows through each coil, this magnetic field rotates. Each of three-phase coils 36 is connected to receive power supply from slip ring 38. The slip ring 38 includes a rotating ring 3 fixed to the drive shaft 22.
8a and a brush 38b. In order to exchange three-phase (U, V, W-phase) currents, the slip ring 38 has a rotating ring 38 a for three phases and a brush 3.
8b are prepared.
【0027】隣接する一組の永久磁石35が形成する磁
界と、インナロータ34に設けられた三相コイル36が
形成する回転磁界との相互作用により、アウタロータ3
2とインナロータ34とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル36に流す三相交流の周波数は、クラン
クシャフト56に直結されたアウタロータ32の回転数
(1秒間の回転数)とインナロータ34の回転数との偏
差の周波数としている。The interaction between the magnetic field formed by a pair of adjacent permanent magnets 35 and the rotating magnetic field formed by the three-phase coil 36 provided on the inner rotor 34 causes the outer rotor 3 to rotate.
2 and the inner rotor 34 exhibit various behaviors. Normally, the frequency of the three-phase alternating current flowing through the three-phase coil 36 is a frequency of a deviation between the rotation speed (the rotation speed per second) of the outer rotor 32 directly connected to the crankshaft 56 and the rotation speed of the inner rotor 34.
【0028】次に、クラッチモータ30およびアシスト
モータ40を駆動制御する制御装置80について説明す
る。制御装置80は、クラッチモータ30を駆動する第
1の駆動回路91と、アシストモータ40を駆動する第
2の駆動回路92と、両駆動回路91,92を制御する
制御CPU90と、二次電池であるバッテリ94とから
構成されている。制御CPU90は、1チップマイクロ
プロセッサであり、内部に、ワーク用のRAM90a、
処理プログラムを記憶したROM90b、入出力ポート
(図示せず)およびEFIECU70と通信を行なうシ
リアル通信ポート(図示せず)を備える。この制御CP
U90には、レゾルバ39からのエンジン50の回転角
度θe、レゾルバ48からの駆動軸22の回転角度θ
d、アクセルペダルポジションセンサ64aからのアク
セルペダルポジション(アクセルペダルの踏込量)A
P、シフトポジションセンサ84からのシフトポジショ
ンSP、バッテリ94の残容量を検出する残容量検出器
99からの残容量BRMなどが、入力ポートを介して入力
されている。なお、残容量検出器99は、バッテリ94
の電解液の比重またはバッテリ94の全体の重量を測定
して残容量を検出するものや、充電・放電の電流値と時
間を演算して残容量を検出するものや、バッテリの端子
間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵抗を測る
ことにより残容量を検出するものなどが知られている。Next, a control device 80 for controlling the drive of the clutch motor 30 and the assist motor 40 will be described. The control device 80 includes a first drive circuit 91 that drives the clutch motor 30, a second drive circuit 92 that drives the assist motor 40, a control CPU 90 that controls both the drive circuits 91 and 92, and a secondary battery. And a certain battery 94. The control CPU 90 is a one-chip microprocessor, and internally has a work RAM 90a,
A ROM 90b storing a processing program, an input / output port (not shown), and a serial communication port (not shown) for communicating with the EFIECU 70 are provided. This control CP
U90 includes a rotation angle θe of the engine 50 from the resolver 39 and a rotation angle θ of the drive shaft 22 from the resolver 48.
d, accelerator pedal position (accelerator pedal depression amount) A from accelerator pedal position sensor 64a
P, the shift position SP from the shift position sensor 84, the remaining capacity BRM from the remaining capacity detector 99 for detecting the remaining capacity of the battery 94, and the like are input via the input port. Note that the remaining capacity detector 99 is connected to the battery 94.
The remaining capacity is detected by measuring the specific gravity of the electrolyte solution or the total weight of the battery 94, the one that calculates the current value and time of charging / discharging to detect the remaining capacity, There is known a method of detecting a remaining capacity by short-circuiting a current, flowing a current and measuring an internal resistance.
【0029】また、制御CPU90は、第1の駆動回路
91および第2の駆動回路92が備える後述するスイッ
チング用の電子制御ユニット(以下、「スイッチングC
PU」という)91a,92aと通信によりモータ制御
に必要な情報のやり取りをしている。The control CPU 90 is provided with an electronic control unit for switching (hereinafter referred to as “switching C”) provided in the first drive circuit 91 and the second drive circuit 92, which will be described later.
The information necessary for motor control is exchanged by communicating with the PUs 91a and 92a.
【0030】第1の駆動回路91は、スイッチング素子
である6個のトランジスタTr1ないしTr6と、6個
のダイオードD1ないしD6と、トランジスタTr1な
いしTr6のスイッチングを制御するスイッチングCP
U91aとから構成されている。6個のトランジスタT
r1ないしTr6は、トランジスタインバータを構成し
ており、それぞれ、一対の電源ラインL1,L2に対し
てソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置さ
れ、その接続点に、クラッチモータ30の三相コイル
(UVW)36の各々が、スリップリング38を介して
接続されている。また、各トランジスタTr1ないしT
r6には帰還ダイオードD1ないしD6が取り付けられ
ており、トランジスタTr1ないしTr6をすべてオフ
とすると、ダイオードD1ないしD6により三相全波整
流回路が構成されるようになっている。スイッチングC
PU91aは、1チップマイクロプロセッサとして構成
されており、図示しないが、内部に、ワーク用のRA
M、クラッチモータ30の駆動制御用のプログラムを記
憶したROM、レゾルバ39からのエンジン50の回転
角度θeやレゾルバ48からの駆動軸22の回転角度θ
d,2つの電流検出器95,96からのクラッチ電流値
Iuc,Ivcを入力する入力ポート、トランジスタT
r1ないしTr6をオンオフする制御信号SW1を出力
する出力ポートを備える。電源ラインL1,L2は、バ
ッテリ94のプラス側とマイナス側に、それぞれ接続さ
れているから、スイッチングCPU91aにより対をな
すトランジスタTr1ないしTr6のオン時間の割合を
制御信号SW1により順次制御し、各コイル36に流れ
る電流を、PWM制御によって擬似的な正弦波にする
と、三相コイル36により回転磁界が形成される。The first drive circuit 91 includes six transistors Tr1 to Tr6, which are switching elements, six diodes D1 to D6, and a switching CP for controlling the switching of the transistors Tr1 to Tr6.
U91a. 6 transistors T
The transistors r1 to Tr6 constitute a transistor inverter, and are arranged in pairs each of which serves as a source side and a sink side with respect to a pair of power supply lines L1 and L2. Each of the three-phase coils (UVW) 36 is connected via a slip ring 38. Further, each of the transistors Tr1 to T1
Feedback diodes D1 to D6 are attached to r6, and when all the transistors Tr1 to Tr6 are turned off, the diodes D1 to D6 constitute a three-phase full-wave rectifier circuit. Switching C
The PU 91a is configured as a one-chip microprocessor, and although not shown, an RA for work is internally provided therein.
M, a ROM storing a program for controlling the drive of the clutch motor 30, a rotation angle θe of the engine 50 from the resolver 39, and a rotation angle θ of the drive shaft 22 from the resolver 48.
d, an input port for inputting clutch current values Iuc and Ivc from the two current detectors 95 and 96, and a transistor T
An output port for outputting a control signal SW1 for turning on / off r1 to Tr6 is provided. Since the power supply lines L1 and L2 are connected to the plus side and the minus side of the battery 94, respectively, the switching CPU 91a sequentially controls the ratio of the on-time of the paired transistors Tr1 to Tr6 by the control signal SW1. When the current flowing through the 36 is converted into a pseudo sine wave by PWM control, a rotating magnetic field is formed by the three-phase coil 36.
【0031】第2の駆動回路92も、スイッチング素子
である6個のトランジスタTr11ないしTr16と、
6個のダイオードD11ないしD16と、トランジスタ
Tr11ないしTr16のスイッチングを制御するスイ
ッチングCPU92aとから構成されている。第2の駆
動回路92の6個のトランジスタTr11ないしTr1
6もトランジスタインバータを構成しており、それぞ
れ、第1の駆動回路91と同様に配置されていて、対を
なすトランジスタの接続点は、アシストモータ40の三
相コイル44の各々に接続されている。また、各トラン
ジスタTr11ないしTr16にも帰還ダイオードD1
1ないしD16が取り付けられており、第1の駆動回路
91と同様に、トランジスタTr11ないしTr16を
すべてオフとすると、ダイオードD11ないしD16に
より三相全波整流回路が構成されるようになっている。
スイッチングCPU92aも、1チップマイクロプロセ
ッサとして構成されており、図示しないが、内部に、ワ
ーク用のRAM、アシストモータ40の駆動制御用のプ
ログラムを記憶したROM、レゾルバ39からのエンジ
ン50の回転角度θeや2つの電流検出器97,98か
らのアシスト電流値Iua,Ivaを入力する入力ポー
ト、トランジスタTr11ないしTr16をオンオフす
る制御信号SW2を出力する出力ポートを備える。した
がって、スイッチングCPU92aにより対をなすトラ
ンジスタTr11ないしTr16のオン時間の割合を制
御信号SW2により順次制御し、各コイル44に流れる
電流を、PWM制御によって擬似的な正弦波にすると、
三相コイル44により、回転磁界が形成される。なお、
電源ラインL1とL2との間には、電圧を平滑化するた
めのコンデンサ93が設けられている。また、バッテリ
94は、制御用の電力の供給が停止したときにはオフと
なるノーマルオープンのシステムメインリレー94a,
94bにより電源ラインL1,L2と接続されており、
このシステムメインリレー94a,94bは、制御CP
U90によって駆動制御される。The second drive circuit 92 also includes six transistors Tr11 to Tr16 as switching elements,
It is composed of six diodes D11 to D16 and a switching CPU 92a for controlling switching of the transistors Tr11 to Tr16. Six transistors Tr11 to Tr1 of the second drive circuit 92
6 also constitutes a transistor inverter, each of which is arranged similarly to the first drive circuit 91, and a connection point of a pair of transistors is connected to each of the three-phase coils 44 of the assist motor 40. . The feedback diode D1 is also connected to each of the transistors Tr11 to Tr16.
When the transistors Tr11 to Tr16 are all turned off, similarly to the first drive circuit 91, the diodes D11 to D16 constitute a three-phase full-wave rectifier circuit.
The switching CPU 92a is also configured as a one-chip microprocessor, and although not shown, a work RAM, a ROM storing a drive control program for the assist motor 40, and a rotation angle θe of the engine 50 from the resolver 39 are provided. And input ports for inputting assist current values Iua and Iva from the two current detectors 97 and 98, and an output port for outputting a control signal SW2 for turning on and off the transistors Tr11 to Tr16. Therefore, when the switching CPU 92a sequentially controls the ratio of the on-time of the paired transistors Tr11 to Tr16 by the control signal SW2, and makes the current flowing through each coil 44 a pseudo sine wave by PWM control,
A rotating magnetic field is formed by the three-phase coil 44. In addition,
A capacitor 93 for smoothing a voltage is provided between the power supply lines L1 and L2. The battery 94 is a normally open system main relay 94a that is turned off when the supply of control power is stopped.
94b are connected to the power supply lines L1 and L2,
The system main relays 94a and 94b are connected to the control CP
The drive is controlled by U90.
【0032】以上構成を説明した第1実施例の動力出力
装置20の動作について説明する。第1実施例の動力出
力装置20の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の
通りである。エンジン50がEFIECU70により運
転され、エンジン50の回転数Neが所定の回転数N1
で回転しているとする。このとき、スイッチングCPU
91aがスリップリング38を介してクラッチモータ3
0の三相コイル36に何等電流を流していないとすれ
ば、すなわちスイッチングCPU91aから出力される
制御信号SW1によりトランジスタTr1,3,5をオ
フとしトランジスタTr2,4,6をオンとした状態と
すれば、三相コイル36には何等の電流も流れないか
ら、クラッチモータ30のアウタロータ32とインナロ
ータ34とは電磁的に全く結合されていない状態とな
り、エンジン50のクランクシャフト56は空回りして
いる状態となる。この状態では、三相コイル36からの
回生も行なわれない。すなわち、エンジン50はアイド
ル回転をしていることになる。The operation of the power output device 20 of the first embodiment having the above-described configuration will be described. The operation principle of the power output device 20 of the first embodiment, particularly, the principle of torque conversion is as follows. The engine 50 is operated by the EFIECU 70, and the rotation speed Ne of the engine 50 becomes a predetermined rotation speed N1.
Suppose that it is rotating at. At this time, the switching CPU
91a is the clutch motor 3 via the slip ring 38.
If no current flows through the three-phase coil 36, that is, the transistors Tr1, 3, 5 are turned off and the transistors Tr2, 4, 6 are turned on by the control signal SW1 output from the switching CPU 91a. For example, since no current flows through the three-phase coil 36, the outer rotor 32 and the inner rotor 34 of the clutch motor 30 are not electromagnetically coupled at all, and the crankshaft 56 of the engine 50 is idle. Becomes In this state, regeneration from the three-phase coil 36 is not performed. That is, the engine 50 is idling.
【0033】スイッチングCPU91aからの制御信号
SW1によりトランジスタをオンオフ制御すると、エン
ジン50のクランクシャフト56の回転数Neと駆動軸
22の回転数Ndとの偏差(言い換えれば、クラッチモ
ータ30におけるアウタロータ32とインナロータ34
の回転数差Nc(Ne−Nd))に応じて、クラッチモ
ータ30の三相コイル36に一定の電流が流れ、クラッ
チモータ30は発電機として機能し、電流が第1の駆動
回路91を介して回生され、バッテリ94が充電され
る。このとき、アウタロータ32とインナロータ34と
は一定の滑りが存在する結合状態となり、インナロータ
34は、エンジン50の回転数Ne(クランクシャフト
56の回転数)よりは低い回転数Ndで回転する。この
状態で、回生される電気エネルギと等しいエネルギがア
シストモータ40で消費されるように、スイッチングC
PU92aが第2の駆動回路92のトランジスタTr1
1ないしTr16をオンオフ制御すると、アシストモー
タ40の三相コイル44に電流が流れ、アシストモータ
40においてトルクが発生する。When the transistor is turned on / off by a control signal SW1 from the switching CPU 91a, a deviation between the rotation speed Ne of the crankshaft 56 of the engine 50 and the rotation speed Nd of the drive shaft 22 (in other words, the outer rotor 32 and the inner rotor 34
A constant current flows through the three-phase coil 36 of the clutch motor 30 in accordance with the rotation speed difference Nc (Ne−Nd) of the clutch motor 30, the clutch motor 30 functions as a generator, and the current flows through the first drive circuit 91. And the battery 94 is charged. At this time, the outer rotor 32 and the inner rotor 34 are in a coupled state in which a certain amount of slip exists, and the inner rotor 34 rotates at a rotation speed Nd lower than the rotation speed Ne of the engine 50 (the rotation speed of the crankshaft 56). In this state, the switching C is set so that energy equal to the regenerated electric energy is consumed by the assist motor 40.
PU92a is the transistor Tr1 of the second drive circuit 92
When on-off control of 1 to Tr16 is performed, current flows through the three-phase coil 44 of the assist motor 40, and torque is generated in the assist motor 40.
【0034】図3に照らせば、エンジン50が回転数N
1,トルクT1の運転ポイントP1で運転しているとき
に、クラッチモータ30によりトルクT1を駆動軸22
に出力すると共に領域G1で表わされるエネルギを回生
し、この回生されたエネルギを領域G2で表わされるエ
ネルギとしてアシストモータ40に供給することによ
り、駆動軸22を回転数N2,トルクT2の運転ポイン
トP2で回転させることができるのである。Referring to FIG. 3, the engine 50 has a rotation speed N.
1, when operating at the operating point P1 of the torque T1, the torque T1 is
And regenerates the energy represented by the area G1 and supplies the regenerated energy to the assist motor 40 as the energy represented by the area G2. It can be rotated with.
【0035】次に、エンジン50が回転数Neが所定の
回転数N2でトルクTeがトルクT2で運転されてお
り、駆動軸22が回転数N2より大きな回転数N1で回
転している場合を考える。この状態では、クラッチモー
タ30のインナロータ34は、アウタロータ32に対し
て回転数差Nc(Ne−Nd)の絶対値で示される回転
数で駆動軸22の回転方向に回転するから、クラッチモ
ータ30は、通常のモータとして機能し、バッテリ94
からの電力により駆動軸22に回転エネルギを与える。
一方、スイッチングCPU92aによりアシストモータ
40によって電力が回生されるようトランジスタTr1
1ないしTr16をオンオフ制御すると、アシストモー
タ40のロータ42とステータ43との間の滑りにより
三相コイル44に回生電流が流れる。ここで、アシスト
モータ40により回生される電力がクラッチモータ30
により消費されるようスイッチングCPU91aにより
トランジスタTr1ないしTr6をオンオフ制御すれ
ば、クラッチモータ30を、バッテリ94に蓄えられた
電力を用いることなく駆動することができる。Next, it is assumed that the engine 50 is operating at the predetermined rotation speed N2 and the torque Te at the torque T2, and the drive shaft 22 is rotating at the rotation speed N1 higher than the rotation speed N2. . In this state, the inner rotor 34 of the clutch motor 30 rotates in the rotation direction of the drive shaft 22 at the rotation speed indicated by the absolute value of the rotation speed difference Nc (Ne-Nd) with respect to the outer rotor 32. Function as a normal motor,
The rotation energy is given to the drive shaft 22 by the electric power from.
On the other hand, the transistor Tr1 is switched so that the power is regenerated by the assist motor 40 by the switching CPU 92a.
When on-off control of 1 to Tr16 is performed, a regenerative current flows through the three-phase coil 44 due to slippage between the rotor 42 of the assist motor 40 and the stator 43. Here, the electric power regenerated by the assist motor 40 is supplied to the clutch motor 30.
When the transistors Tr1 to Tr6 are controlled to be turned on / off by the switching CPU 91a so as to be consumed, the clutch motor 30 can be driven without using the electric power stored in the battery 94.
【0036】図3に照らせば、エンジン50が回転数N
2,トルクT2で運転しているときに、領域G1と領域
G3との和として表わされるエネルギをクラッチモータ
30に供給して駆動軸22にトルクT2を出力すると共
に、クラッチモータ30に供給するエネルギを領域G2
と領域G3との和として表わされるエネルギとしてアシ
ストモータ40から回生して賄うことにより、駆動軸2
2を回転数N1,トルクT1の運転ポイントP2で回転
させることができるのである。Referring to FIG. 3, the engine 50 has a rotation speed N.
2. When operating with the torque T2, the energy expressed as the sum of the area G1 and the area G3 is supplied to the clutch motor 30 to output the torque T2 to the drive shaft 22 and the energy supplied to the clutch motor 30 To the area G2
Energy from the assist motor 40 as energy expressed as the sum of
2 can be rotated at the operating point P2 of the rotational speed N1 and the torque T1.
【0037】なお、第1実施例の動力出力装置20で
は、こうしたエンジン50から出力される動力のすべて
をトルク変換して駆動軸22に出力する動作の他に、エ
ンジン50から出力される動力(トルクTeと回転数N
eとの積)と、クラッチモータ30により回生または消
費される電気エネルギと、アシストモータ40により消
費または回生される電気エネルギとを調節することによ
り、余剰の電気エネルギを見い出してバッテリ94を放
電する動作としたり、不足する電気エネルギをバッテリ
94に蓄えられた電力により補う動作など種々の動作と
することもできる。In the power output device 20 of the first embodiment, in addition to the operation of converting all of the power output from the engine 50 to torque and outputting the converted power to the drive shaft 22, the power output from the engine 50 ( Torque Te and rotation speed N
e), the electric energy regenerated or consumed by the clutch motor 30 and the electric energy consumed or regenerated by the assist motor 40 are adjusted to find surplus electric energy and discharge the battery 94. Various operations such as an operation and an operation of supplementing insufficient electric energy with the electric power stored in the battery 94 can also be performed.
【0038】次に、車両が走行状態にあるときに、第2
の駆動回路92のトランジスタTr11ないしTr16
の温度異常を検出したときやトランジスタTr11ない
しTr16に過電流が生じたときなど、通常にアシスト
モータ40の制御を行なうことができないときのトルク
制御について図4に例示する異常時トルク制御ルーチン
に基づき説明する。こうした異常時トルク制御ルーチン
は、第2の駆動回路92に設けられた図示しない温度セ
ンサからの信号や電流検出器97,98により検出され
るアシスト電流Iua,Ivaなどの信号に基づいてス
イッチングCPU92aで実行される図示しない異常判
定ルーチンにより異常が判定されたときに実行される。Next, when the vehicle is running, the second
Transistors Tr11 to Tr16 of the drive circuit 92 of FIG.
The torque control when normal control of the assist motor 40 cannot be performed, such as when a temperature abnormality is detected or when an overcurrent occurs in the transistors Tr11 to Tr16, is based on the abnormal-time torque control routine illustrated in FIG. explain. Such an abnormal torque control routine is performed by the switching CPU 92a based on signals from a temperature sensor (not shown) provided in the second drive circuit 92 and signals such as assist currents Iua and Iva detected by the current detectors 97 and 98. The routine is executed when an abnormality is determined by an executed abnormality determination routine (not shown).
【0039】本ルーチンが実行されると、制御装置80
の制御CPU90は、まず、バッテリ94を保護するた
めにシステムメインリレー94a,94bをオフとして
バッテリ94と第1の駆動回路91および第2の駆動回
路92とを遮断する(ステップS100)。そして、第
2の駆動回路92のトランジスタTr11ないしTr1
6のすべてをオフとする(ステップS102)。具体的
には、制御CPU90からスイッチングCPU92aに
向けてトランジスタTr11ないしTr16のすべてを
オフとする信号を出力し、これを受信したスイッチング
CPU92aが制御信号SW2を出力することによりト
ランジスタTr11ないしTr16のすべてをオフする
のである。このようにトランジスタTr11ないしTr
16のすべてをオフとすると、第2の駆動回路92は、
各トランジスタに設けられた帰還ダイオードD11ない
しD16により三相全波整流回路を構成し、これにより
同期電動機として構成されたアシストモータ40は、発
電機として動作することになる。When this routine is executed, the control unit 80
First, to protect the battery 94, the control CPU 90 turns off the system main relays 94a and 94b to cut off the battery 94 and the first drive circuit 91 and the second drive circuit 92 (step S100). Then, the transistors Tr11 to Tr1 of the second drive circuit 92
6 are turned off (step S102). Specifically, the control CPU 90 outputs a signal to turn off all of the transistors Tr11 to Tr16 to the switching CPU 92a, and the switching CPU 92a that receives the signal outputs a control signal SW2 to turn off all of the transistors Tr11 to Tr16. Turn it off. Thus, the transistors Tr11 to Tr11
When all 16 are turned off, the second drive circuit 92
The feedback diodes D11 to D16 provided for each transistor constitute a three-phase full-wave rectifier circuit, whereby the assist motor 40 configured as a synchronous motor operates as a generator.
【0040】続いて、アクセルペダルポジションセンサ
64aにより検出されるアクセルペダル64の踏込量で
あるアクセルペダルポジションAPを読み込む処理を行
なう(ステップS104)。アクセルペダル64は運転
者が出力トルクが足りないと感じたときに踏み込まれる
ものであり、したがって、アクセルペダルポジションA
Pの値は運転者の欲している出力トルク(すなわち、駆
動軸22に出力すべきトルク)に対応するものである。
続いて、読み込まれたアクセルペダルポジションAPに
応じた出力トルクの目標値(駆動軸22に出力すべきト
ルクの目標値(以下、「トルク指令値」ともいう))T
d*を導出する処理を行なう(ステップS106)。実
施例では、各アクセルペダルポジションAPに対して対
応する出力トルク指令値Td*を定め、これを予めマッ
プとしてROM90bに記憶しておき、アクセルペダル
ポジションAPが読み込まれると、ROM90bに記憶
したマップを参照して読み込んだアクセルペダルポジシ
ョンAPに対応する出力トルク指令値Td*を導出する
ものとした。Subsequently, a process of reading the accelerator pedal position AP, which is the amount of depression of the accelerator pedal 64 detected by the accelerator pedal position sensor 64a, is performed (step S104). The accelerator pedal 64 is depressed when the driver feels that the output torque is insufficient, and therefore, the accelerator pedal position A
The value of P corresponds to the output torque desired by the driver (that is, the torque to be output to the drive shaft 22).
Subsequently, a target value of the output torque corresponding to the read accelerator pedal position AP (a target value of a torque to be output to the drive shaft 22 (hereinafter, also referred to as a “torque command value”)) T
A process for deriving d * is performed (step S106). In the embodiment, the output torque command value Td * corresponding to each accelerator pedal position AP is determined, stored in the ROM 90b as a map in advance, and when the accelerator pedal position AP is read, the map stored in the ROM 90b is read. The output torque command value Td * corresponding to the accelerator pedal position AP read by reference is derived.
【0041】次に、駆動軸22の回転数Ndを読み込み
(ステップS108)、読み込んだ回転数Ndを閾値N
setと比較する(ステップS110)。ここで、駆動
軸22の回転数Ndは、レゾルバ48により検出される
駆動軸22の回転角度θdから求めることができる。ま
た、閾値Nsetは、アシストモータ40の逆起電圧E
aがコンデンサ93の耐電圧となるロータ42の回転数
より若干小さな値として設定されるものである。Next, the rotational speed Nd of the drive shaft 22 is read (step S108), and the read rotational speed Nd is set to a threshold value N.
Compare with set (step S110). Here, the rotation speed Nd of the drive shaft 22 can be obtained from the rotation angle θd of the drive shaft 22 detected by the resolver 48. The threshold value Nset is equal to the back electromotive force E of the assist motor 40.
a is set to a value slightly smaller than the number of revolutions of the rotor 42 at which the withstand voltage of the capacitor 93 is reached.
【0042】駆動軸22の回転数Ndが閾値Nsetよ
り大きいときには、アシストモータ40の逆起電圧Ea
がコンデンサ93の耐電圧より大きくなってコンデンサ
93を破損させるおそれがあると判断し、アシストモー
タ40により得られる電気エネルギの一部をクラッチモ
ータ30により消費するようクラッチモータ30のトル
ク指令値Tc*とエンジン50の目標回転数Ne*およ
び目標トルクTe*を設定する処理(ステップS112
ないしS116の処理)を実行する。この処理として
は、まず、駆動軸22の回転数Ndに基づいてアシスト
モータ40から回生される電力Paを計算する(ステッ
プS112)。実施例では、駆動軸22の各回転数Nd
に対してアシストモータ40から回生される電力Paを
予め実験により求めてマップとしてROM90bに記憶
しておき、回転数Ndが読み込まれると、ROM90b
に記憶したマップからこの回転数Ndに対応する電力P
aを導出するものとしたが、次式(1)により算出する
ものとしてもよい。式(1)中、Vはコンデンサ93の
耐電圧より若干高い電圧であり、RaおよびjωLaは
アシストモータ40を起電力Eaの電源としてみたとき
のアシストモータ40および第2の駆動回路92のイン
ピーダンスである。アシストモータ40を起電力Eaの
電源としてみたときの動力出力装置20の等価回路を図
5に示す。なお、アシストモータ40の逆起電圧Ea
は、式(2)により求めることができる。式(2)中、
kは巻線係数、nは一相の巻き数、fは周波数、φは一
極当たりのエアギャップ磁束基本波成分である。When the rotation speed Nd of the drive shaft 22 is larger than the threshold value Nset, the back electromotive force Ea
Is determined to be larger than the withstand voltage of the capacitor 93 and may damage the capacitor 93, and the torque command value Tc * of the clutch motor 30 is set so that a part of the electric energy obtained by the assist motor 40 is consumed by the clutch motor 30. For setting the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 50 (step S112)
Through S116). In this process, first, the electric power Pa regenerated from the assist motor 40 is calculated based on the rotation speed Nd of the drive shaft 22 (step S112). In the embodiment, each rotation speed Nd of the drive shaft 22 is
The power Pa regenerated from the assist motor 40 is obtained by an experiment in advance and stored as a map in the ROM 90b.
The power P corresponding to this rotation speed Nd is obtained from the map stored in
Although a is derived, it may be calculated by the following equation (1). In the equation (1), V is a voltage slightly higher than the withstand voltage of the capacitor 93, and Ra and jωLa are impedances of the assist motor 40 and the second drive circuit 92 when the assist motor 40 is regarded as a power source of the electromotive force Ea. is there. FIG. 5 shows an equivalent circuit of the power output device 20 when the assist motor 40 is used as a power source of the electromotive force Ea. The back electromotive force Ea of the assist motor 40
Can be obtained by Expression (2). In equation (2),
k is the winding coefficient, n is the number of turns in one phase, f is the frequency, and φ is the air gap magnetic flux fundamental wave component per pole.
【0043】 Pa=Ea・Ia=Ea・(Ea−V)/(Ra+jωLa) …(1) Ea=4.44knfφ …(2)Pa = Ea · Ia = Ea · (Ea−V) / (Ra + jωLa) (1) Ea = 4.44knfφ (2)
【0044】アシストモータ40により回生される電力
Paを導出すると、次式(3)によりクラッチモータ3
0のトルク指令値Tc*を設定する(ステップS11
4)。ここで、式(3)中、右辺第2項は、アシストモ
ータ40から駆動軸22に出力される制動トルクに相当
するものである。このようにクラッチモータ30のトル
ク指令値Tc*を設定することにより、駆動軸22に運
転者の欲するトルク(トルク指令値Td*)を出力する
ことができる。When the electric power Pa regenerated by the assist motor 40 is derived, the clutch motor 3 is calculated by the following equation (3).
A torque command value Tc * of 0 is set (step S11).
4). Here, in the equation (3), the second term on the right side corresponds to the braking torque output from the assist motor 40 to the drive shaft 22. By setting the torque command value Tc * of the clutch motor 30 in this way, the torque desired by the driver (torque command value Td *) can be output to the drive shaft 22.
【0045】 Tc*←Td*+Pa/Nd …(3)Tc * ← Td * + Pa / Nd (3)
【0046】次に、次式(4)および式(5)によりエ
ンジン50の目標回転数Ne*および目標トルクTe*
を設定する(ステップS116)。ここで、式(4)の
右辺第2項は、アシストモータ40により回生される電
力Paをクラッチモータ30で消費するときのクラッチ
モータ30の回転数に相当するものである。したがっ
て、式(4)で計算される値をエンジン50の目標回転
数Ne*として設定することにより、クラッチモータ3
0の回転数であるエンジン50の回転数Neと駆動軸2
2の回転数Ndとの回転数差Ncを−Pa/Tc*と
し、アシストモータ40により回生される電力Paをク
ラッチモータ30で消費することができるようになる。
また、式(5)に示すように、エンジン50の目標トル
クTe*にクラッチモータ30のトルク指令値Tc*を
設定するのは、クラッチモータ30から出力されるトル
クがエンジン50の負荷トルクとなるからである。Next, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 50 are calculated by the following equations (4) and (5).
Is set (step S116). Here, the second term on the right side of the equation (4) corresponds to the rotational speed of the clutch motor 30 when the electric power Pa regenerated by the assist motor 40 is consumed by the clutch motor 30. Therefore, by setting the value calculated by equation (4) as the target rotation speed Ne * of the engine 50, the clutch motor 3
0 and the drive shaft 2
The rotational speed difference Nc from the second rotational speed Nd is set to −Pa / Tc *, and the electric power Pa regenerated by the assist motor 40 can be consumed by the clutch motor 30.
Also, as shown in equation (5), the reason why the torque command value Tc * of the clutch motor 30 is set to the target torque Te * of the engine 50 is that the torque output from the clutch motor 30 becomes the load torque of the engine 50. Because.
【0047】Ne*←Nd−Pa/Nd …(4) Te*←Tc* …(5)Ne * ← Nd−Pa / Nd (4) Te * ← Tc * (5)
【0048】一方、ステップS110で駆動軸22の回
転数Ndが閾値Nset以下のときには、コンデンサ9
3を破損させるおそれはないと判断し、クラッチモータ
30をロックアップする信号を出力すると共に(ステッ
プS118)、エンジン50の目標回転数Ne*と目標
トルクTe*とに駆動軸22の回転数Ndとトルク指令
値Td*とを設定する(ステップS120)。このよう
に設定することによりエンジン50から出力される回転
数が値Ndでトルクが値Td*の動力を直接駆動軸22
に出力することができる。なお、クラッチモータ30を
ロックアップするのに必要な電力は銅損や鉄損のみであ
るから小さく、アシストモータ40によって回生される
電力で賄うことができる。On the other hand, when the rotational speed Nd of the drive shaft 22 is equal to or less than the threshold value Nset in step S110, the capacitor 9
It is determined that there is no danger of damaging the clutch motor 30, and a signal for locking up the clutch motor 30 is output (step S118), and the rotation speed Nd of the drive shaft 22 is changed to the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 50. And a torque command value Td * (step S120). With this setting, the power output from the engine 50 with the value of Nd and the torque of Td * is directly transmitted to the drive shaft 22.
Can be output to The electric power required to lock up the clutch motor 30 is only copper loss and iron loss, and is small, and can be covered by electric power regenerated by the assist motor 40.
【0049】こうしてクラッチモータ30のトルク指令
値Tc*やエンジン50の目標回転数Ne*,目標トル
クTe*を設定すると、クラッチモータ30およびエン
ジン50の制御を行なう(ステップS122およびS1
24)。具体的には、制御CPU90からスイッチング
CPU91aに向けてクラッチモータ30のトルク指令
値Tc*を出力すると共にEFIECU70に向けてエ
ンジン50の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを
出力することにより、スイッチングCPU91aによっ
てクラッチモータ30から出力されるトルクが値Td*
となるようクラッチモータ30を制御すると共にEFI
ECU70によってエンジン50が回転数が値Ne*で
トルクが値Te*となるようエンジン50を制御するの
である。実施例では、図示の都合上、クラッチモータ3
0とエンジン50の制御を本ルーチンの別々のステップ
として記載したが、スイッチングCPU91aによるク
ラッチモータ30の制御とEFIECU70によるエン
ジン50の制御は、本ルーチンとは別個独立に行なわれ
る。When the torque command value Tc * of the clutch motor 30 and the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 50 are set, the clutch motor 30 and the engine 50 are controlled (steps S122 and S1).
24). Specifically, by outputting the torque command value Tc * of the clutch motor 30 from the control CPU 90 to the switching CPU 91a and outputting the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 50 to the EFIECU 70, The torque output from the clutch motor 30 by the switching CPU 91a is a value Td *.
Control the clutch motor 30 so that
The ECU 70 controls the engine 50 so that the number of revolutions becomes the value Ne * and the torque becomes the value Te *. In the embodiment, for convenience of illustration, the clutch motor 3
Although the control of the engine 0 and the control of the engine 50 are described as separate steps in this routine, the control of the clutch motor 30 by the switching CPU 91a and the control of the engine 50 by the EFIECU 70 are performed independently of this routine.
【0050】クラッチモータ30の制御は、図6に例示
するクラッチモータ制御ルーチンにより行なわれる。本
ルーチンが実行されると、スイッチングCPU91a
は、まず、駆動軸22の回転角度θdをレゾルバ48か
ら、エンジン50のクランクシャフト56の回転角度θ
eをレゾルバ39から入力する処理を行ない(ステップ
S130,S132)、クラッチモータ30の電気角θ
cを両軸の回転角度θe,θdから求める処理を行なう
(ステップS134)。実施例では、クラッチモータ3
0として4極対の同期電動機を用いているから、θc=
4(θe−θd)を演算することになる。The control of the clutch motor 30 is performed by a clutch motor control routine illustrated in FIG. When this routine is executed, the switching CPU 91a
First, the rotation angle θd of the drive shaft 22 is changed from the resolver 48 to the rotation angle θ of the crankshaft 56 of the engine 50.
e is input from the resolver 39 (steps S130 and S132), and the electrical angle θ of the clutch motor 30 is set.
A process for obtaining c from the rotation angles θe and θd of both axes is performed (step S134). In the embodiment, the clutch motor 3
Since a 4-pole pair synchronous motor is used as 0, θc =
4 (θe−θd) is calculated.
【0051】次に、電流検出器95,96により、クラ
ッチモータ30の三相コイル36のU相とV相に流れて
いる電流Iuc,Ivcを検出する処理を行なう(ステ
ップS136)。電流はU,V,Wの三相に流れている
が、その総和はゼロなので、二つの相に流れる電流を測
定すれば足りる。こうして得られた三相の電流を用いて
座標変換(三相−二相変換)を行なう(ステップS13
8)。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のd軸,q
軸の電流値に変換することであり、次式(6)を演算す
ることにより行なわれる。ここで座標変換を行なうの
は、永久磁石型の同期電動機においては、d軸及びq軸
の電流が、トルクを制御する上で本質的な量だからであ
る。もとより、三相のまま制御することも可能である。Next, the current detectors 95 and 96 detect the currents Iuc and Ivc flowing in the U and V phases of the three-phase coil 36 of the clutch motor 30 (step S136). The current flows in the three phases U, V, and W, but since the sum is zero, it is sufficient to measure the current flowing in the two phases. Coordinate conversion (three-phase to two-phase conversion) is performed using the three-phase current thus obtained (step S13).
8). The coordinate transformation is performed on the d axis and q of the permanent magnet type synchronous motor.
This is to convert to a current value of the axis, and is performed by calculating the following equation (6). The coordinate conversion is performed here because, in a permanent magnet type synchronous motor, the d-axis and q-axis currents are essential amounts for controlling the torque. Of course, it is also possible to control with three phases.
【0052】[0052]
【数1】 (Equation 1)
【0053】次に、2軸の電流値に変換した後、クラッ
チモータ30におけるトルク指令値Tc*から求められ
る各軸の電流指令値Idc*,Iqc*と実際各軸に流
れた電流Idc,Iqcと偏差を求め、各軸の電圧指令
値Vdc,Vqcを求める処理を行なう(ステップS1
40)。すなわち、まず以下の式(7)の演算を行な
い、次に次式(8)の演算を行なうのである。ここで、
Kp1,2及びKi1,2は、各々係数である。これら
の係数は、適用するモータの特性に適合するよう調整さ
れる。なお、電圧指令値Vdc,Vqcは、電流指令値
I*との偏差△Iに比例する部分(式(8)右辺第1
項)と偏差△Iのi回分の過去の累積分(右辺第2項)
とから求められる。Next, after the current values of the two axes are converted, the current command values Idc *, Iqc * of the respective axes obtained from the torque command value Tc * of the clutch motor 30 and the currents Idc, Iqc actually flowing through the respective axes are obtained. And a deviation are obtained to obtain voltage command values Vdc and Vqc for each axis (step S1).
40). That is, the operation of the following equation (7) is performed first, and then the operation of the following equation (8) is performed. here,
Kp1, K2 and Ki1, K2 are coefficients, respectively. These coefficients are adjusted to suit the characteristics of the motor to be applied. Note that the voltage command values Vdc and Vqc are proportional to the difference ΔI from the current command value I * (the first part on the right side of the equation (8)).
Term) and the difference i in the past for i times (the second term on the right side)
It is required from.
【0054】[0054]
【数2】 (Equation 2)
【0055】[0055]
【数3】 (Equation 3)
【0056】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップS138で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換(二相−三相変換)を行ない(ステップS142)、
実際に三相コイル36に印加する電圧Vuc,Vvc,
Vwcを求める処理を行なう。各電圧は、次式(9)に
より求める。Thereafter, the voltage command value thus obtained is subjected to coordinate conversion (two-phase to three-phase conversion) corresponding to the inverse conversion of the conversion performed in step S138 (step S142).
The voltages Vuc, Vvc, which are actually applied to the three-phase coil 36,
A process for obtaining Vwc is performed. Each voltage is obtained by the following equation (9).
【0057】[0057]
【数4】 (Equation 4)
【0058】実際の電圧制御は、第1の駆動回路91の
トランジスタTr1ないしTr6のオンオフ時間により
なされるから、式(9)によって求めた各電圧指令値と
なるよう各トランジスタTr1ないしTr6のオン時間
をPWM制御する(ステップS144)。The actual voltage control is performed by the on / off time of the transistors Tr1 to Tr6 of the first drive circuit 91. Is subjected to PWM control (step S144).
【0059】ステップS110で駆動軸22の回転数N
dが閾値Nset以下と判断され、ステップS118で
クラッチモータ30をロックアップする信号が出力され
たときには、クラッチモータ30の制御は、クラッチモ
ータ30のアウタロータ32とインナロータ34とが相
対的に回転しないようロックアップする制御となる。具
体的には、クラッチモータ30のトルク指令値Tc*に
トルク指令値Td*を設定したものとして図6に例示す
るクラッチモータ制御ルーチンを実行し、各相の電流値
を求め、求めた電流値の定電流を三相コイル36に流す
ことによって行なわれる。In step S110, the rotation speed N of the drive shaft 22
When d is determined to be equal to or smaller than the threshold value Nset and a signal for locking up the clutch motor 30 is output in step S118, the control of the clutch motor 30 is performed so that the outer rotor 32 and the inner rotor 34 of the clutch motor 30 do not relatively rotate. Control to lock up. Specifically, the clutch motor control routine illustrated in FIG. 6 is executed assuming that the torque command value Tc * of the clutch motor 30 is set to the torque command value Tc *, and the current value of each phase is obtained. Is passed through the three-phase coil 36.
【0060】次に、エンジン50の制御(図4のステッ
プS120)について説明する。エンジン50は、図4
のステップS116で設定された目標回転数Ne*およ
び目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転状態され
るよう、EFIECU70によるスロットルバルブ66
の開度制御,燃料噴射弁51からの燃料噴射制御,点火
プラグ62による点火制御を受ける。なお、エンジン5
0は、その負荷トルクにより出力トルクTeと回転数N
eとが変化するから、EFIECU70による制御だけ
では目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポ
イントで運転することはできず、負荷トルクの制御、す
なわちクラッチモータ30のトルクTcの制御も必要と
なるが、このクラッチモータ30のトルクTcの制御
は、前述したクラッチモータ30の制御となる。Next, control of the engine 50 (step S120 in FIG. 4) will be described. The engine 50 is shown in FIG.
Of the throttle valve 66 by the EFIECU 70 so that a steady operation state is established at the operation point of the target rotation speed Ne * and the target torque Te * set in step S116.
, The fuel injection from the fuel injection valve 51, and the ignition control by the spark plug 62. The engine 5
0 is the output torque Te and the rotation speed N based on the load torque.
Therefore, it is not possible to operate at the operating point of the target rotation speed Ne * and the target torque Te * only by the control by the EFIECU 70, and it is necessary to control the load torque, that is, the torque Tc of the clutch motor 30. However, the control of the torque Tc of the clutch motor 30 is the control of the clutch motor 30 described above.
【0061】駆動軸22の回転数Ndが閾値Nsetよ
り大きいときの各軸へのトルクの作用状態の一例を図7
に示す。図示するように、発電機として動作するアシス
トモータ40から回生される電力Paが丁度クラッチモ
ータ30により消費されるように、かつ、クラッチモー
タ30から出力されるトルクTcがアシストモータ40
から駆動軸22に作用するトルクTaを打ち消してなお
駆動軸22にトルクTd(値Td*)が作用するようク
ラッチモータ30のトルクTcおよびエンジン50の運
転ポイント(回転数NeとトルクTe)を調整すること
により、アシストモータ40を制御できない状態となっ
ても駆動軸22に所望の動力を出力することができる。FIG. 7 shows an example of the state of action of torque on each shaft when the rotation speed Nd of the drive shaft 22 is larger than the threshold value Nset.
Shown in As shown in the drawing, the electric power Pa regenerated from the assist motor 40 operating as a generator is just consumed by the clutch motor 30 and the torque Tc output from the clutch motor 30 is
The torque Tc of the clutch motor 30 and the operating points of the engine 50 (the number of revolutions Ne and the torque Te) are adjusted so that the torque Ta acting on the drive shaft 22 is canceled and the torque Td (value Td *) still acts on the drive shaft 22. By doing so, desired power can be output to the drive shaft 22 even when the assist motor 40 cannot be controlled.
【0062】以上説明した第1実施例の動力出力装置2
0によれば、アシストモータ40が制御できない状態と
なり発電機として動作しても、アシストモータ40によ
り回生される電力Paをクラッチモータ30によって消
費することができる。この結果、アシストモータ40の
逆起電圧がコンデンサ93の耐電圧より高くなる回転数
で回転していても、図5に示すアシストモータ40を電
源としてみたときのインピーダンス(RaとjωLa)
を流れる電流が大きくなるから、このインピーダンスに
よる電圧降下によってコンデンサ93の端子電圧を耐電
圧未満にすることができ、コンデンサ93の破損を防止
することができる。しかも、アシストモータ40の逆起
電圧がコンデンサ93の耐電圧より高くなる回転数で駆
動軸22が回転しているときには、アシストモータ40
から回生される電力Paをクラッチモータ30によって
消費すると共にクラッチモータ30から出力されるトル
クTcがアシストモータ40から駆動軸22に作用する
トルクTaを打ち消してなお駆動軸22に値Td*のト
ルクが作用するようクラッチモータ30のトルクTcお
よびエンジン50の運転ポイント(回転数Neとトルク
Te)を調整し、駆動軸22がそれ以下の回転数で回転
しているときには、クラッチモータ30をロックアップ
すると共に駆動軸22に出力すべき動力(回転数が値N
dでトルクが値Td*)がエンジン50から出力される
ようその運転ポイントに調整するから、アシストモータ
40が制御できない状態のときでも、駆動軸22に所望
の動力を出力することができる。そして、この制御は、
アシストモータ40が制御できない状態となったときに
直ちに行なわれるから、駆動軸22に出力されるトルク
の変動を小さくすることができる。The power output device 2 of the first embodiment described above
According to 0, even when the assist motor 40 cannot be controlled and operates as a generator, the electric power Pa regenerated by the assist motor 40 can be consumed by the clutch motor 30. As a result, even when the back electromotive voltage of the assist motor 40 is rotating at a rotational speed higher than the withstand voltage of the capacitor 93, the impedance (Ra and jωLa) when the assist motor 40 shown in FIG.
, The terminal voltage of the capacitor 93 can be made lower than the withstand voltage by the voltage drop due to the impedance, and the capacitor 93 can be prevented from being damaged. Moreover, when the drive shaft 22 is rotating at a rotation speed at which the back electromotive voltage of the assist motor 40 is higher than the withstand voltage of the capacitor 93, the assist motor 40
Is regenerated by the clutch motor 30 and the torque Tc output from the clutch motor 30 cancels the torque Ta acting on the drive shaft 22 from the assist motor 40, and the torque of the value Td * remains on the drive shaft 22. The torque Tc of the clutch motor 30 and the operating point (the rotational speed Ne and the torque Te) of the engine 50 are adjusted to operate, and the clutch motor 30 is locked up when the drive shaft 22 is rotating at a lower rotational speed. Together with the power to be output to the drive shaft 22 (the rotational speed is the value N
At d, the torque is adjusted to the operating point so that the value Td *) is output from the engine 50. Therefore, even when the assist motor 40 cannot be controlled, desired power can be output to the drive shaft 22. And this control
Since the control is performed immediately when the assist motor 40 is in a state where it cannot be controlled, the fluctuation of the torque output to the drive shaft 22 can be reduced.
【0063】また、バッテリ94をシステムメインリレ
ー94a,94bにより第1の駆動回路91および第2
の駆動回路92から切り離すから、アシストモータ40
により回生される電力Paによるバッテリ94の過充電
を防止することができ、過充電の結果生じるバッテリ9
4の破損を防止することができる。The battery 94 is connected to the first driving circuit 91 and the second driving circuit 91 by system main relays 94a and 94b.
Of the assist motor 40
Overcharge of the battery 94 due to the power Pa regenerated by the battery 9 can be prevented, and the battery 9 resulting from the overcharge can be prevented.
4 can be prevented from being damaged.
【0064】第1実施例の動力出力装置20では、第2
の駆動回路92のトランジスタTr11ないしTr16
の温度異常を検出したときやトランジスタTr11ない
しTr16に過電流が生じたときなど、スイッチングC
PU92aによるトランジスタTr11ないしTr16
のスイッチングがまだ可能な状態のときに図4の異常時
トルク制御ルーチンを実行するものとしたが、電源ライ
ンの切断などによりスイッチングCPU92aへの電力
の供給が停止したときや、スイッチングCPU92aの
内部ロジックに異常が生じスイッチングCPU92aが
動作できない状態となったときなどにも図4の異常時ト
ルク制御ルーチンを適用することができる。この場合、
スイッチングCPU92aの動作の停止によってトラン
ジスタTr11ないしTr16はすべてオフとなるか
ら、ステップS102の処理は不要となる。こうすれ
ば、スイッチングCPU92aが動作不能となったとき
でも、上述の効果を得ることができ、コンデンサ93や
バッテリ94の破損を防止することができる。In the power output device 20 of the first embodiment, the second
Transistors Tr11 to Tr16 of the drive circuit 92 of FIG.
The switching C is performed when a temperature abnormality is detected or when an overcurrent occurs in the transistors Tr11 to Tr16.
Transistors Tr11 to Tr16 by PU92a
When the switching is still possible, the abnormal-time torque control routine of FIG. 4 is executed. However, when the power supply to the switching CPU 92a is stopped due to disconnection of the power supply line, etc. When the switching CPU 92a becomes inoperable, for example, when the abnormality occurs, the abnormal time torque control routine of FIG. 4 can be applied. in this case,
When the operation of the switching CPU 92a stops, the transistors Tr11 to Tr16 are all turned off, so that the processing in step S102 becomes unnecessary. In this way, even when the switching CPU 92a becomes inoperable, the above-described effects can be obtained, and the capacitor 93 and the battery 94 can be prevented from being damaged.
【0065】第1実施例の動力出力装置20では、アシ
ストモータ40の制御を行なうことができない状態のと
きでもアクセルペダル64の踏込量に応じたトルクを駆
動軸22に出力するようクラッチモータ30とエンジン
50とを制御したが、アシストモータ40により回生さ
れる電力Paをクラッチモータ30により消費するよう
クラッチモータ30を制御するものであれば、駆動軸2
2に出力するトルクは如何なるトルクとしてもよい。In the power output device 20 of the first embodiment, the clutch motor 30 outputs the torque corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 64 to the drive shaft 22 even when the control of the assist motor 40 cannot be performed. Although the engine 50 is controlled, if the clutch motor 30 is controlled so that the electric power Pa regenerated by the assist motor 40 is consumed by the clutch motor 30, the drive shaft 2
The torque output to 2 may be any torque.
【0066】第1実施例の動力出力装置20では、駆動
軸22の回転数Ndが閾値Nsetより大きいときにア
シストモータ40により回生される電力Paをクラッチ
モータ30で消費するようクラッチモータ30とエンジ
ン50とを制御したが、駆動軸22の回転数Ndが閾値
Nset以下のときにも同様に制御するものとしてもよ
い。In the power output device 20 of the first embodiment, when the rotational speed Nd of the drive shaft 22 is larger than the threshold value Nset, the clutch motor 30 and the engine are arranged so that the electric power Pa regenerated by the assist motor 40 is consumed by the clutch motor 30. Although 50 is controlled, the same control may be performed when the rotation speed Nd of the drive shaft 22 is equal to or less than the threshold value Nset.
【0067】第1実施例の動力出力装置20では、クラ
ッチモータ30とアシストモータ40とをそれぞれ別個
に駆動軸22に取り付けたが、図8に例示する変形例で
ある動力出力装置20Bのように、クラッチモータとア
シストモータとが一体となるよう構成してもよい。この
変形例の動力出力装置20Bの構成について以下に簡単
に説明する。図示するように、変形例の動力出力装置2
0Bのクラッチモータ30Bは、クランクシャフト56
に結合したインナロータ34Bと、駆動軸22に結合し
たアウタロータ32Bとから構成され、インナロータ3
4Bには三相コイル36Bが取り付けられており、アウ
タロータ32Bには永久磁石35Bがその外周面側の磁
極と内周面側の磁極とが異なるよう嵌め込まれている。
なお、図示しないが、永久磁石35Bの外周面側の磁極
と内周面側の磁極との間には、非磁性体により構成され
た部材が嵌挿されている。一方、アシストモータ40B
は、このクラッチモータ30Bのアウタロータ32B
と、三相コイル44が取り付けられたステータ43とか
ら構成される。すなわち、クラッチモータ30Bのアウ
タロータ32Bがアシストモータ40Bのロータを兼ね
る構成となっている。なお、クランクシャフト56に結
合したインナロータ34Bに三相コイル36Bが取り付
けられているから、クラッチモータ30Bの三相コイル
36Bに電力を供給するスリップリング38は、クラン
クシャフト56に取り付けられている。In the power output device 20 of the first embodiment, the clutch motor 30 and the assist motor 40 are separately mounted on the drive shaft 22. However, as in a power output device 20B which is a modification illustrated in FIG. Alternatively, the clutch motor and the assist motor may be integrated. The configuration of the power output device 20B of this modification will be briefly described below. As shown, the power output device 2 of the modified example
0B clutch motor 30B
And an outer rotor 32B coupled to the drive shaft 22, and the inner rotor 3B
A four-phase coil 36B is attached to 4B, and a permanent magnet 35B is fitted to the outer rotor 32B such that the magnetic pole on the outer peripheral surface side and the magnetic pole on the inner peripheral surface side are different.
Although not shown, a member made of a non-magnetic material is inserted between the magnetic pole on the outer peripheral surface side and the magnetic pole on the inner peripheral surface side of the permanent magnet 35B. On the other hand, the assist motor 40B
Is an outer rotor 32B of the clutch motor 30B.
And a stator 43 to which a three-phase coil 44 is attached. That is, the outer rotor 32B of the clutch motor 30B also serves as the rotor of the assist motor 40B. Since the three-phase coil 36B is attached to the inner rotor 34B connected to the crankshaft 56, the slip ring 38 that supplies electric power to the three-phase coil 36B of the clutch motor 30B is attached to the crankshaft 56.
【0068】この変形例の動力出力装置20Bでは、ア
ウタロータ32Bに嵌め込まれた永久磁石35Bの内周
面側の磁極に対してインナロータ34Bの三相コイル3
6Bに印加する電圧を制御することにより、クラッチモ
ータ30とアシストモータ40とを駆動軸22に別個に
取り付けた前述の動力出力装置20のクラッチモータ3
0と同様に動作する。また、アウタロータ32Bに嵌め
込まれた永久磁石35Bの外周面側の磁極に対してステ
ータ43の三相コイル44に印加する電圧を制御するこ
とにより第1実施例の動力出力装置20のアシストモー
タ40と同様に動作する。したがって、変形例の動力出
力装置20Bは、上述した第1実施例の動力出力装置2
0のすべての動作について同様に動作する。In the power output device 20B of this modified example, the three-phase coil 3 of the inner rotor 34B is opposed to the magnetic pole on the inner peripheral surface side of the permanent magnet 35B fitted into the outer rotor 32B.
6B, the clutch motor 30 and the assist motor 40 are separately mounted on the drive shaft 22 so that the clutch motor 3
Operates like 0. Further, by controlling the voltage applied to the three-phase coil 44 of the stator 43 with respect to the magnetic poles on the outer peripheral surface side of the permanent magnet 35B fitted into the outer rotor 32B, the assist motor 40 of the power output device 20 of the first embodiment can be controlled. It works similarly. Therefore, the power output device 20B of the modified example is different from the power output device 2 of the first embodiment described above.
The same operation is performed for all operations of 0.
【0069】こうした変形例の動力出力装置20Bによ
れば、アウタロータ32Bがクラッチモータ30Bのロ
ータの一方とアシストモータ40Bのロータとを兼ねる
から、動力出力装置20Bの小型化および軽量化を図る
ことができる。According to the power output device 20B of such a modified example, the outer rotor 32B serves as one of the rotors of the clutch motor 30B and the rotor of the assist motor 40B, so that the power output device 20B can be reduced in size and weight. it can.
【0070】また、第1実施例の動力出力装置20は、
FR型の車両に適用する場合について説明したが、FF
型の車両に搭載する構成や4輪駆動の車両に搭載する構
成としてもよい。4輪駆動の車両に搭載する場合は、図
9に例示する変形例の動力出力装置20Cのようにな
る。この変形例の動力出力装置20Cでは、駆動軸22
に取り付けられていたアシストモータ40を駆動軸22
より分離して、車両の後輪部に独立して配置し、このア
シストモータ40によって後輪部の駆動輪27,29を
駆動する。一方、駆動軸22の先端はギヤ23を介して
ディファレンシャルギヤ24に結合されており、この駆
動軸22によって前輪部の駆動輪26,28を駆動す
る。このような構成の下においても、前述した第1実施
例を実現することは可能である。The power output device 20 of the first embodiment is
The case where the present invention is applied to an FR type vehicle has been described.
It may be configured to be mounted on a model vehicle or mounted on a four-wheel drive vehicle. When mounted on a four-wheel drive vehicle, the power output device 20C of the modification illustrated in FIG. 9 is used. In the power output device 20C of this modification, the drive shaft 22
The assist motor 40 attached to the drive shaft 22
It is further separated and arranged independently on the rear wheel of the vehicle, and the assist motor 40 drives the drive wheels 27 and 29 of the rear wheel. On the other hand, the front end of the drive shaft 22 is connected to a differential gear 24 via a gear 23, and the drive shaft 22 drives the drive wheels 26 and 28 of the front wheels. Even under such a configuration, it is possible to realize the first embodiment described above.
【0071】第1実施例の動力出力装置20では、クラ
ッチモータ30に対する電力の伝達手段として回転リン
グ38aとブラシ38bとからなるスリップリング38
を用いたが、回転リング−水銀接触、磁気エネルギの半
導体カップリング、回転トランス等を用いることもでき
る。In the power output device 20 of the first embodiment, as a means for transmitting electric power to the clutch motor 30, a slip ring 38 comprising a rotating ring 38a and a brush 38b is used.
However, it is also possible to use a rotating ring-mercury contact, a semiconductor coupling of magnetic energy, a rotating transformer, or the like.
【0072】次に、本発明の第2の実施例としての動力
出力装置110について説明する。図10は第2実施例
の動力出力装置20の概略構成を示す構成図、図11は
第2実施例の動力出力装置20を組み込んだ車両の概略
構成を示す構成図である。Next, a power output device 110 according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the power output device 20 of the second embodiment, and FIG. 11 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle incorporating the power output device 20 of the second embodiment.
【0073】第2実施例の動力出力装置110が組み込
まれた車両は、図11に示すように、クランクシャフト
156にクラッチモータ30とアシストモータ40とが
取り付けられている代わりにプラネタリギヤ120,モ
ータMG1およびモータMG2が取り付けられている点
を除いて第1実施例の動力出力装置20が組み込まれた
車両(図2)と同様の構成をしている。したがって、第
2実施例の動力出力装置110の構成のうち第1実施例
の動力出力装置20と同一の構成については、値100
を加えた符号を付し、その説明は省略する。なお、第2
実施例の動力出力装置110の説明でも、明示しない限
り第1実施例の動力出力装置20の説明の際に用いた符
号はそのまま同じ意味で用いる。As shown in FIG. 11, the vehicle incorporating the power output device 110 of the second embodiment has a planetary gear 120 and a motor MG1 instead of having the clutch motor 30 and the assist motor 40 mounted on the crankshaft 156. The vehicle has the same configuration as that of the vehicle (FIG. 2) in which the power output device 20 of the first embodiment is incorporated except that the motor MG2 is mounted. Therefore, of the configuration of the power output device 110 of the second embodiment, the same configuration as the power output device 20 of the first embodiment has a value of 100.
And the description thereof is omitted. The second
Also in the description of the power output device 110 of the embodiment, the same reference numerals used in the description of the power output device 20 of the first embodiment have the same meaning unless otherwise specified.
【0074】図10に示すように、動力出力装置110
は、大きくは、エンジン150、エンジン150のクラ
ンクシャフト156にプラネタリキャリア124が機械
的に結合されたプラネタリギヤ120、プラネタリギヤ
120のサンギヤ121を回転可能に取り付けられたた
モータMG1、プラネタリギヤ120のリングギヤ12
2に結合された駆動軸112に取り付けられたモータM
G2および両モータMG1,MG2を駆動制御する制御
装置180から構成されている。As shown in FIG. 10, the power output device 110
Is roughly divided into an engine 150, a planetary gear 120 in which a planetary carrier 124 is mechanically coupled to a crankshaft 156 of the engine 150, a motor MG1 rotatably mounted with a sun gear 121 of the planetary gear 120, and a ring gear 12 of the planetary gear 120.
Motor M attached to drive shaft 112 coupled to
G2 and a control device 180 that controls the driving of both motors MG1 and MG2.
【0075】プラネタリギヤ120は、クランクシャフ
ト156に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸125
に結合されたサンギヤ121と、クランクシャフト15
6と同軸の駆動軸112に結合されたリングギヤ122
と、サンギヤ121とリングギヤ122との間に配置さ
れサンギヤ121の外周を自転しながら公転する複数の
プラネタリピニオンギヤ123と、クランクシャフト1
56の端部に結合され各プラネタリピニオンギヤ123
の回転軸を軸支するプラネタリキャリア124とから構
成されている。このプラネタリギヤ120では、サンギ
ヤ121,リングギヤ122およびプラネタリキャリア
124にそれぞれ結合されたサンギヤ軸125,駆動軸
112およびクランクシャフト156の3軸が動力の入
出力軸とされ、3軸のうちいずれか2軸へ入出力される
動力が決定されると、残余の1軸に入出力される動力は
決定された2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
なお、このプラネタリギヤ120の3軸への動力の入出
力についての詳細は後述する。The planetary gear 120 is a hollow sun gear shaft 125 penetrated through a crankshaft 156 through the center of the shaft.
Sun gear 121 connected to the crankshaft 15
Ring gear 122 coupled to drive shaft 112 coaxial with 6
A plurality of planetary pinion gears 123 disposed between the sun gear 121 and the ring gear 122 and revolving around the outer periphery of the sun gear 121 while rotating;
56, each planetary pinion gear 123
And a planetary carrier 124 that supports the rotating shaft. In this planetary gear 120, three axes of a sun gear shaft 125, a drive shaft 112, and a crankshaft 156 coupled to a sun gear 121, a ring gear 122, and a planetary carrier 124, respectively, are power input / output shafts, and any two of the three shafts are used. When the power to be input to and output from the other axis is determined, the power to be input to and output from the remaining one axis is determined based on the determined power to be input and output to and from the two axes.
The details of input and output of power to the three shafts of the planetary gear 120 will be described later.
【0076】モータMG1は、同期電動発電機として構
成され、外周面に複数個の永久磁石135を有するロー
タ132と、回転磁界を形成する三相コイル134が巻
回されたステータ133とを備える。ロータ132は、
プラネタリギヤ120のサンギヤ121に結合されたサ
ンギヤ軸125に結合されている。ステータ133は、
無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケ
ース113に固定されている。このモータMG1は、永
久磁石135による磁界と三相コイル134によって形
成される磁界との相互作用によりロータ132を回転駆
動する電動機として動作し、永久磁石135による磁界
とロータ132の回転との相互作用により三相コイル1
34の両端に起電力を生じさせる発電機として動作す
る。なお、サンギヤ軸125には、その回転角度θsを
検出するレゾルバ139が設けられている。The motor MG1 is configured as a synchronous motor generator, and includes a rotor 132 having a plurality of permanent magnets 135 on its outer peripheral surface, and a stator 133 around which a three-phase coil 134 for forming a rotating magnetic field is wound. The rotor 132 is
The planetary gear 120 is connected to a sun gear shaft 125 which is connected to a sun gear 121. The stator 133 is
It is formed by laminating thin sheets of non-oriented electrical steel sheets, and is fixed to the case 113. The motor MG1 operates as an electric motor that rotationally drives the rotor 132 by the interaction between the magnetic field generated by the permanent magnet 135 and the magnetic field formed by the three-phase coil 134. By three-phase coil 1
It operates as a generator that generates an electromotive force at both ends of 34. The sun gear shaft 125 is provided with a resolver 139 for detecting the rotation angle θs.
【0077】モータMG2も、モータMG1と同様に同
期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁
石145を有するロータ142と、回転磁界を形成する
三相コイル144が巻回されたステータ143とを備え
る。ロータ142は、プラネタリギヤ120のリングギ
ヤ122に結合された駆動軸112に結合されており、
ステータ143はケース113に固定されている。モー
タMG2のステータ143も無方向性電磁鋼板の薄板を
積層して形成されている。このモータMG2もモータM
G1と同様に、電動機あるいは発電機として動作する。
駆動軸112には、その回転角度θdを検出するレゾル
バ149が設けられている。また、駆動軸112は、ケ
ース113に設けられたベアリング113aにより軸支
されている。The motor MG2 is also configured as a synchronous motor generator like the motor MG1, and has a rotor 142 having a plurality of permanent magnets 145 on the outer peripheral surface and a stator around which a three-phase coil 144 for forming a rotating magnetic field is wound. 143. The rotor 142 is connected to the drive shaft 112 connected to the ring gear 122 of the planetary gear 120,
Stator 143 is fixed to case 113. The stator 143 of the motor MG2 is also formed by laminating thin non-oriented electrical steel sheets. This motor MG2 is also a motor M
Like G1, it operates as a motor or a generator.
The drive shaft 112 is provided with a resolver 149 for detecting the rotation angle θd. The drive shaft 112 is supported by a bearing 113 a provided on the case 113.
【0078】図10に示すように、第2実施例の動力出
力装置110が備える制御装置180は、第1実施例の
動力出力装置20の制御装置80と同様に構成されてい
る。すなわち制御装置180は、モータMG1を駆動す
る第1の駆動回路191、モータMG2を駆動する第2
の駆動回路192、両駆動回路191,192を制御す
る制御CPU190、二次電池であるバッテリ194か
ら構成されている。なお、第2実施例の制御CPU19
0の入力ポートには、第1実施例の制御CPU90の入
力ポートに入力されるクランクシャフト56の回転角度
θeに代えてレゾルバ139からのサンギヤ軸125の
回転角度θsが入力されている。As shown in FIG. 10, the control device 180 provided in the power output device 110 of the second embodiment has the same configuration as the control device 80 of the power output device 20 of the first embodiment. That is, control device 180 has a first drive circuit 191 that drives motor MG1, and a second drive circuit 191 that drives motor MG2.
, A control CPU 190 for controlling the two drive circuits 191, 192, and a battery 194 as a secondary battery. The control CPU 19 of the second embodiment
The rotation angle θs of the sun gear shaft 125 from the resolver 139 is input to the input port 0 instead of the rotation angle θe of the crankshaft 56 input to the input port of the control CPU 90 of the first embodiment.
【0079】第1および第2の駆動回路191,192
も、第1実施例の第1および第2の駆動回路91,92
と同様に、トランジスタインバータを構成する6個のト
ランジスタTr1〜Tr6,Tr11〜Tr16と、ト
ランジスタTr1〜Tr6,Tr11〜Tr16のすべ
てオフとすると三相全波整流回路を構成する帰還ダイオ
ードD1〜D6,D11〜D16と、トランジスタTr
1〜Tr6,Tr11〜Tr16のスイッチングを制御
するスイッチングCPU191a,192aとから構成
されている。なお、第1の駆動回路191のスイッチン
グCPU191aの入力ポートには、クランクシャフト
56の回転角度θsと駆動軸22の回転角度θdおよび
クラッチ電流値Iuc,Ivcに代えてレゾルバ139
からのサンギヤ軸125の回転角度θsと2つの電流検
出器195,196からのモータMG1の電流値Iu
1,Iv1とが入力されており、第2の駆動回路192
のスイッチングCPU192aの入力ポートには、クラ
ンクシャフト56の回転角度θsおよびアシスト電流値
Iua,Ivaに代えてレゾルバ149からの駆動軸1
12の回転角度θdと2つの電流検出器197,198
からのモータMG2の電流値Iu2,Iv2とが入力さ
れている。したがって、スイッチングCPU191a,
192aにより対をなすトランジスタTr1〜Tr6,
Tr11〜Tr16のオン時間の割合を制御信号SW
1,SW2により順次制御し、三相コイル134,14
4に流れる電流をPWM制御によって擬似的な正弦波に
すると、三相コイル134,144により、回転磁界が
形成される。First and second drive circuits 191 and 192
Also, the first and second drive circuits 91 and 92 of the first embodiment
Similarly, when the transistors Tr1 to Tr6 and Tr11 to Tr16 forming the transistor inverter and the transistors Tr1 to Tr6 and Tr11 to Tr16 are all turned off, the feedback diodes D1 to D6 forming the three-phase full-wave rectifier circuit D11 to D16 and the transistor Tr
And switching CPUs 191a and 192a for controlling switching of Tr1 to Tr6 and Tr11 to Tr16. The input ports of the switching CPU 191a of the first drive circuit 191 are connected to the resolver 139 instead of the rotation angle θs of the crankshaft 56, the rotation angle θd of the drive shaft 22, and the clutch current values Iuc and Ivc.
And the current value Iu of the motor MG1 from the two current detectors 195 and 196.
1, Iv1 and the second drive circuit 192
The input port of the switching CPU 192a is connected to the drive shaft 1 from the resolver 149 in place of the rotation angle θs of the crankshaft 56 and the assist current values Iua and Iva.
12 rotation angles θd and two current detectors 197 and 198
, And the current values Iu2 and Iv2 of the motor MG2. Therefore, the switching CPU 191a,
192a, the transistors Tr1 to Tr6 forming a pair.
The ratio of the ON time of Tr11 to Tr16 is determined by the control signal SW.
1 and SW2 to sequentially control the three-phase coils 134 and 14
When the current flowing through the coil 4 is converted into a pseudo sine wave by PWM control, a rotating magnetic field is formed by the three-phase coils 134 and 144.
【0080】次に第2実施例の動力出力装置110の動
作について説明する。第2実施例の動力出力装置110
の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通りであ
る。エンジン150を回転数Ne,トルクTeの運転ポ
イントP1で運転し、このエンジン150から出力され
るエネルギPeと同一のエネルギであるが異なる回転数
Nd,トルクTdの運転ポイントP2で駆動軸112を
運転する場合、すなわち、エンジン150から出力され
る動力をトルク変換して駆動軸112に作用させる場合
について考える。この時のエンジン150と駆動軸11
2の回転数およびトルクの関係を図12に示す。Next, the operation of the power output device 110 according to the second embodiment will be described. Power output device 110 of second embodiment
The principle of operation, in particular, the principle of torque conversion is as follows. The engine 150 is operated at an operation point P1 of the rotation speed Ne and the torque Te, and the drive shaft 112 is operated at the operation point P2 of the same energy as the energy Pe output from the engine 150 but different from the rotation speed Nd and the torque Td. That is, a case where the power output from the engine 150 is torque-converted and applied to the drive shaft 112 will be considered. At this time, the engine 150 and the drive shaft 11
FIG. 12 shows the relationship between the rotation speed and the torque of No. 2.
【0081】プラネタリギヤ120のサンギヤ121,
リングギヤ122およびプラネタリキャリア124に結
合された3軸(サンギヤ軸125,駆動軸112および
クランクシャフト156)における回転数やトルクの関
係は、機構学の教えるところによれば、図13および図
14に例示する共線図と呼ばれる図として表わすことが
でき、幾何学的に解くことができる。なお、プラネタリ
ギヤ120における3軸の回転数やトルクの関係は、上
述の共線図を用いなくても各軸のエネルギを計算するこ
となどにより数式的に解析することもできる。本実施例
では説明の容易のため共線図を用いて説明する。The sun gear 121 of the planetary gear 120,
According to the teaching of the mechanics, the relationship between the rotation speed and the torque of the three shafts (the sun gear shaft 125, the drive shaft 112, and the crankshaft 156) coupled to the ring gear 122 and the planetary carrier 124 is exemplified in FIGS. Can be represented as a diagram called a collinear diagram, and can be solved geometrically. Note that the relationship between the rotation speed and the torque of the three axes in the planetary gear 120 can be mathematically analyzed by calculating the energy of each axis without using the above-mentioned alignment chart. In this embodiment, a description will be given using a collinear chart for ease of description.
【0082】図13における縦軸は3軸の回転数軸であ
り、横軸は3軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸125と駆動軸112の座標軸S,Rを
両端にとったとき、クランクシャフト156の座標軸C
は、軸Sと軸Rを1:ρに内分する軸として定められ
る。ここで、ρは、リングギヤ122の歯数に対するサ
ンギヤ121の歯数の比であり、次式(10)で表わさ
れる。In FIG. 13, the vertical axis is the three rotation speed axes, and the horizontal axis is the ratio of the positions of the three coordinate axes. That is, when the coordinate axes S and R of the sun gear shaft 125 and the drive shaft 112 are set at both ends, the coordinate axis C of the crankshaft 156 is obtained.
Is defined as an axis that internally divides the axis S and the axis R into 1: ρ. Here, ρ is a ratio of the number of teeth of the sun gear 121 to the number of teeth of the ring gear 122, and is expressed by the following equation (10).
【0083】[0083]
【数5】 (Equation 5)
【0084】いま、エンジン150が回転数Neで運転
されており、駆動軸112が回転数Ndで運転されてい
る場合を考えているから、クランクシャフト156の座
標軸Cにエンジン150の回転数Neを、駆動軸112
の座標軸Rに回転数Ndをプロットすることができる。
この両点を通る直線を描けば、この直線と座標軸Sとの
交点で表わされる回転数としてサンギヤ軸125の回転
数Nsを求めることができる。以下、この直線を動作共
線と呼ぶ。なお、回転数Nsは、回転数Neと回転数N
dとを用いて比例計算式(次式(11))により求める
ことができる。このようにプラネタリギヤ120では、
サンギヤ121,リングギヤ122およびプラネタリキ
ャリア124に結合された3軸のうちいずれか2つの回
転を決定すると、残余の1つの回転は、決定した2つの
回転に基づいて決定される。Now, since it is assumed that the engine 150 is operating at the rotation speed Ne and the drive shaft 112 is operating at the rotation speed Nd, the rotation speed Ne of the engine 150 is , Drive shaft 112
The rotation speed Nd can be plotted on the coordinate axis R.
By drawing a straight line passing through these two points, the rotation speed Ns of the sun gear shaft 125 can be obtained as the rotation speed represented by the intersection of the straight line and the coordinate axis S. Hereinafter, this straight line is referred to as an operation collinear line. It should be noted that the rotation speed Ns is the rotation speed Ne and the rotation speed N
It can be obtained by a proportional calculation formula (the following formula (11)) using d. Thus, in the planetary gear 120,
When the rotation of any two of the three axes coupled to the sun gear 121, the ring gear 122, and the planetary carrier 124 is determined, the remaining one rotation is determined based on the determined two rotations.
【0085】[0085]
【数6】 (Equation 6)
【0086】次に、描かれた動作共線に、エンジン15
0のトルクTeをクランクシャフト156の座標軸Cを
作用線として図中下から上に作用させる。このとき動作
共線は、トルクに対してはベクトルとしての力を作用さ
せたときの剛体として取り扱うことができるから、座標
軸C上に作用させたトルクTeは、平行な2つの異なる
作用線への力の分離の手法により、座標軸S上のトルク
Tesと座標軸R上のトルクTerとに分離することが
できる。このときトルクTesおよびTerの大きさ
は、次式(12)および(13)によって表わされる。Next, the engine 15 is placed on the drawn operation collinear line.
A torque Te of 0 is applied from the bottom to the top in the drawing with the coordinate axis C of the crankshaft 156 as an action line. At this time, the motion collinear can be treated as a rigid body when a force as a vector is applied to the torque. By the method of separating the force, the torque can be separated into the torque Tes on the coordinate axis S and the torque Ter on the coordinate axis R. At this time, the magnitudes of the torques Tes and Ter are expressed by the following equations (12) and (13).
【0087】[0087]
【数7】 (Equation 7)
【0088】動作共線がこの状態で安定であるために
は、動作共線の力の釣り合いをとればよい。すなわち、
座標軸S上には、トルクTesと大きさが同じで向きが
反対のトルクTm1を作用させ、座標軸R上には、駆動
軸112に出力すべきトルクTdと同じ大きさで向きが
反対のトルクとトルクTerとの合力に対し大きさが同
じで向きが反対のトルクTm2を作用させるのである。
このトルクTm1はモータMG1により、トルクTm2
はモータMG2により作用させることができる。このと
き、モータMG1では回転の方向と逆向きにトルクを作
用させるから、モータMG1は発電機として動作するこ
とになり、トルクTm1と回転数Nsとの積で表わされ
る電気エネルギPm1をサンギヤ軸125から回生す
る。モータMG2では、回転の方向とトルクの方向とが
同じであるから、モータMG2は電動機として動作し、
トルクTm2と回転数Ndとの積で表わされる電気エネ
ルギPm2を動力として駆動軸112に出力する。In order for the operating collinear to be stable in this state, the forces of the operating collinear may be balanced. That is,
On the coordinate axis S, a torque Tm1 having the same magnitude as the torque Tes but in the opposite direction is applied. The torque Tm2 having the same magnitude and opposite direction acts on the resultant force with the torque Ter.
This torque Tm1 is generated by the motor MG1 by the torque Tm2.
Can be actuated by the motor MG2. At this time, since the motor MG1 applies a torque in a direction opposite to the direction of rotation, the motor MG1 operates as a generator, and the electric energy Pm1 represented by the product of the torque Tm1 and the number of revolutions Ns is converted into the sun gear shaft 125. Regenerate from. In the motor MG2, since the direction of rotation and the direction of torque are the same, the motor MG2 operates as an electric motor,
Electric energy Pm2 represented by the product of torque Tm2 and rotation speed Nd is output to drive shaft 112 as power.
【0089】ここで、電気エネルギPm1と電気エネル
ギPm2とを等しくすれば、モータMG2で消費する電
力のすべてをモータMG1により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン150から出力
されるエネルギPeと駆動軸112に出力すべきエネル
ギPdとを等しくすればよい。すなわち、トルクTeと
回転数Neとの積で表わされるエネルギPeと、トルク
Tdと回転数Ndとの積で表わされるエネルギPdとを
等しくするのである。図12に照らせば、運転ポイント
P1で運転されているエンジン150から出力されるト
ルクTeと回転数Neとで表わされる動力を、トルク変
換して、同一のエネルギでトルクTdと回転数Ndとで
表わされる動力として駆動軸112に出力するのであ
る。Here, if the electric energy Pm1 and the electric energy Pm2 are made equal, all the electric power consumed by the motor MG2 can be regenerated and supplied by the motor MG1. For this purpose, all of the input energy may be output, and therefore, the energy Pe output from the engine 150 and the energy Pd to be output to the drive shaft 112 may be made equal. That is, the energy Pe expressed by the product of the torque Te and the rotation speed Ne is made equal to the energy Pd expressed by the product of the torque Td and the rotation speed Nd. Referring to FIG. 12, the power expressed by the torque Te and the rotation speed Ne output from the engine 150 operated at the operation point P1 is subjected to torque conversion, and is converted into the torque Td and the rotation speed Nd with the same energy. It is output to the drive shaft 112 as the expressed power.
【0090】図13に示す共線図ではサンギヤ軸125
の回転数Nsは正の値であったが、エンジン150の回
転数Neと駆動軸112の回転数Ndとによっては、図
14に示す共線図のように負の値となる場合もある。こ
のときには、モータMG1では、回転の方向とトルクの
作用する方向とが同じになるから、モータMG1は電動
機として動作し、トルクTm1と回転数Nsとの積で表
わされる電気エネルギPm1を消費する。一方、モータ
MG2では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆
になるから、モータMG2は発電機として動作し、トル
クTm2と回転数Ndとの積で表わされる電気エネルギ
Pm2を駆動軸112から回生することになる。この場
合、モータMG1で消費する電気エネルギPm1とモー
タMG2で回生する電気エネルギPm2とを等しくすれ
ば、モータMG1で消費する電気エネルギPm1をモー
タMG2で丁度賄うことができる。In the alignment chart shown in FIG.
Is a positive value, but may be a negative value as shown in the alignment chart shown in FIG. 14, depending on the rotation speed Ne of the engine 150 and the rotation speed Nd of the drive shaft 112. At this time, in the motor MG1, the direction of rotation and the direction in which the torque acts are the same, so that the motor MG1 operates as an electric motor and consumes electric energy Pm1 represented by the product of the torque Tm1 and the number of revolutions Ns. On the other hand, in the motor MG2, the direction of rotation and the direction in which the torque acts are opposite, so that the motor MG2 operates as a generator and outputs electric energy Pm2 represented by the product of the torque Tm2 and the rotation speed Nd to the drive shaft 112. It will be regenerated from. In this case, if the electric energy Pm1 consumed by the motor MG1 is made equal to the electric energy Pm2 regenerated by the motor MG2, the electric energy Pm1 consumed by the motor MG1 can be exactly covered by the motor MG2.
【0091】以上、第2実施例の動力出力装置110に
おける基本的なトルク変換について説明したが、第2実
施例の動力出力装置110は、こうしたエンジン150
から出力される動力のすべてをトルク変換して駆動軸1
12に出力する動作の他に、エンジン150から出力さ
れる動力(トルクTeと回転数Neとの積)と、モータ
MG1により回生または消費される電気エネルギPm1
と、モータMG2により消費または回生される電気エネ
ルギPm2とを調節することにより、余剰の電気エネル
ギを見い出してバッテリ194を放電する動作とした
り、不足する電気エネルギをバッテリ194に蓄えられ
た電力により補う動作など種々の動作とすることもでき
る。Although the basic torque conversion in the power output device 110 of the second embodiment has been described above, the power output device 110 of the second embodiment
Converts all of the power output from the
12, the power output from the engine 150 (the product of the torque Te and the rotation speed Ne) and the electric energy Pm1 regenerated or consumed by the motor MG1.
And the electric energy Pm2 consumed or regenerated by the motor MG2 to adjust the operation to find the surplus electric energy and discharge the battery 194, or to make up for the insufficient electric energy by the electric power stored in the battery 194. Various operations, such as operations, can also be performed.
【0092】こうした第2実施例の動力出力装置110
でも、車両が走行状態にあるときに、第2の駆動回路1
92のトランジスタTr11ないしTr16の温度異常
を検出したときやトランジスタTr11ないしTr16
に過電流が生じたときなど、通常にモータMG2の制御
を行なうことができないときには、第1実施例の動力出
力装置20と同様の異常時トルク制御処理を行なうこと
ができる。第2実施例の動力出力装置110における異
常時トルク制御処理は、図15に例示する異常時トルク
制御ルーチンにより行なわれる。本ルーチンのステップ
S200ないしS210の処理は、第1実施例の異常時
トルク制御ルーチン(図4)のステップS100ないし
S110の処理と同一であるから、その説明は省略す
る。The power output device 110 of the second embodiment as described above
However, when the vehicle is running, the second drive circuit 1
When an abnormal temperature of the transistors Tr11 to Tr16 is detected,
When the control of the motor MG2 cannot be performed normally, for example, when an overcurrent occurs in the power output device 20, an abnormal torque control process similar to that of the power output device 20 of the first embodiment can be performed. The abnormal time torque control process in the power output device 110 of the second embodiment is performed by an abnormal time torque control routine illustrated in FIG. The processing of steps S200 to S210 of this routine is the same as the processing of steps S100 to S110 of the abnormal-time torque control routine (FIG. 4) of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0093】ステップS210で、駆動軸112の回転
数Ndが閾値Nsetより大きいときには、モータMG
2の逆起電圧Em2がコンデンサ193の耐電圧より大
きくなってコンデンサ193を破損させるおそれがある
と判断し、モータMG2により得られる電気エネルギの
一部をモータMG1により消費するようモータMG1の
トルク指令値Tm1*とエンジン150の目標回転数N
e*および目標トルクTe*を設定する処理(ステップ
S212ないしS216の処理)を実行する。この処理
としては、まず、駆動軸112の回転数Ndに基づいて
モータMG2から回生される電力Pm2を計算する(ス
テップS212)。この計算の手法または導出の手法は
第1実施例で説明した。At step S210, when the rotation speed Nd of the drive shaft 112 is larger than the threshold value Nset, the motor MG
It is determined that the back electromotive voltage Em2 of the motor MG2 may be larger than the withstand voltage of the capacitor 193 and may damage the capacitor 193. Value Tm1 * and target rotation speed N of engine 150
A process of setting e * and the target torque Te * (the processes of steps S212 to S216) is executed. In this process, first, electric power Pm2 regenerated from motor MG2 is calculated based on rotation speed Nd of drive shaft 112 (step S212). The calculation method or the derivation method has been described in the first embodiment.
【0094】続いて、次式(14)によりモータMG1
のトルク指令値Tc*を設定する(ステップS21
4)。ここで、式(14)中、右辺括弧内第2項は、モ
ータMG2から駆動軸112に出力される制動トルクに
相当するものであるから、右辺括弧内は、モータMG2
の制動トルクを打ち消してなお駆動軸112に値Td*
のトルクが作用するようプラネタリギヤ120側から駆
動軸112に出力するトルクとなる。したがって、式
(14)により設定されるモータMG1のトルク指令値
Tm1*は、上述のトルクをプラネタリギヤ120側か
ら駆動軸112に出力するための反力としてのトルクと
なる。Subsequently, the motor MG1 is calculated by the following equation (14).
Is set (step S21).
4). Here, in the equation (14), the second term in the right parenthesis corresponds to the braking torque output from the motor MG2 to the drive shaft 112.
And the value Td *
The torque is output from the planetary gear 120 side to the drive shaft 112 so that the torque of FIG. Therefore, the torque command value Tm1 * of the motor MG1 set by the equation (14) is a torque as a reaction force for outputting the above-described torque from the planetary gear 120 to the drive shaft 112.
【0095】 Tm1*←ρ×(Td*+Pm2/Nd) …(14)Tm1 * ← ρ × (Td * + Pm2 / Nd) (14)
【0096】次に、次式(15)によりサンギヤ軸12
5の目標回転数Ns*を計算する(ステップS21
5)。なお、式(15)の右辺の負符号は、モータMG
2により回生される電力Pm2をモータMG1で消費す
るために、モータMG1のロータ132が取り付けられ
たサンギヤ軸125をモータMG1から出力されるトル
クとは逆向きに回転させる必要があるために付されるも
のである。Next, the sun gear shaft 12 is calculated by the following equation (15).
5 is calculated (step S21).
5). Note that the negative sign on the right side of Expression (15) is the motor MG
In order to consume the electric power Pm2 regenerated by the motor MG1 by the motor MG1, the sun gear shaft 125 to which the rotor 132 of the motor MG1 is attached must be rotated in a direction opposite to the torque output from the motor MG1. Things.
【0097】 Ns*←−Pm2/Tm1* …(15)Ns * ← −Pm2 / Tm1 * (15)
【0098】そして、エンジン150の目標回転数Ne
*と目標トルクTe*とを次式(16)と式(17)と
により設定する(ステップS216)。ここで、式(1
6)は、プラネタリギヤ120を介して駆動軸112を
回転数Ndで回転させ、サンギヤ軸125を目標回転数
Ns*で回転させたときのクランクシャフト156の回
転数を算出する式であり、式(17)は、式(14)と
同様に、モータMG2の制動トルクを打ち消してなお駆
動軸112に値Td*のトルクが作用するようプラネタ
リギヤ120側から駆動軸112に出力するトルク(括
弧内)をプラネタリギヤ120側から駆動軸112に出
力するためにエンジン50から出力すべきトルクを求め
る式である。この状態の共線図を図16に示す。Then, the target rotational speed Ne of the engine 150 is
* And the target torque Te * are set by the following equations (16) and (17) (step S216). Here, equation (1)
6) is an expression for calculating the rotation speed of the crankshaft 156 when the drive shaft 112 is rotated at the rotation speed Nd via the planetary gear 120 and the sun gear shaft 125 is rotated at the target rotation speed Ns *. 17) calculates the torque (in parentheses) output from the planetary gear 120 to the drive shaft 112 such that the braking torque of the motor MG2 is canceled and the torque of the value Td * acts on the drive shaft 112, similarly to the expression (14). This is an equation for calculating a torque to be output from the engine 50 in order to output the torque from the planetary gear 120 to the drive shaft 112. An alignment chart in this state is shown in FIG.
【0099】[0099]
【数8】 (Equation 8)
【0100】一方、ステップS210で駆動軸112の
回転数Ndが閾値Nset以下のときには、コンデンサ
193を破損させるおそれはないと判断し、モータMG
1をロックアップする信号を出力すると共に(ステップ
S218)、次式(18)と式(19)とによりエンジ
ン150の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設
定する(ステップS220)。このように設定すること
によりプラネタリギヤ120を介して駆動軸112に値
Td*のトルクを出力することができる。なお、モータ
MG1をロックアップするのに必要な電力は銅損や鉄損
のみだから小さく、モータMG2によって回生される電
力で賄うことができる。この状態の共線図を図17に示
す。On the other hand, when the rotation speed Nd of the drive shaft 112 is equal to or less than the threshold value Nset in step S210, it is determined that there is no possibility of damaging the capacitor 193, and the motor MG
A signal for locking up 1 is output (step S218), and a target rotation speed Ne * and a target torque Te * of the engine 150 are set by the following equations (18) and (19) (step S220). With this setting, a torque having a value Td * can be output to the drive shaft 112 via the planetary gear 120. The electric power required to lock up motor MG1 is only copper loss and iron loss, and is small, and can be covered by electric power regenerated by motor MG2. FIG. 17 shows an alignment chart in this state.
【0101】[0101]
【数9】 (Equation 9)
【0102】こうしてモータMG1のトルク指令値Tm
1*やエンジン150の目標回転数Ne*,目標トルク
Te*を設定すると、モータMG1およびエンジン15
0の制御を行なう(ステップS222およびS22
4)。具体的には、制御CPU190からスイッチング
CPU191aに向けてモータMG1のトルク指令値T
m1*を出力すると共にEFIECU170に向けてエ
ンジン150の目標回転数Ne*と目標トルクTe*と
を出力することにより、スイッチングCPU191aに
よってモータMG1から出力されるトルクが式(14)
により計算される値となるようモータMG1を制御する
と共にEFIECU170によってエンジン150が回
転数が値Ne*でトルクが値Te*となるようエンジン
150を制御するのである。第2実施例でも、図示の都
合上、モータMG1とエンジン150の制御を本ルーチ
ンの別々のステップとして記載したが、スイッチングC
PU191aによるモータMG1の制御とEFIECU
170によるエンジン150の制御は、本ルーチンとは
別個独立に行なわれる。なお、EFIECU170によ
るエンジン150の制御は、第1実施例のEFIECU
70によるエンジン50の制御と同一であるから、その
説明は省略する。Thus, the torque command value Tm of the motor MG1 is
1 * and the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 150, the motor MG1 and the engine 15
0 (Steps S222 and S22)
4). Specifically, the torque command value T of the motor MG1 is sent from the control CPU 190 to the switching CPU 191a.
By outputting m1 * and outputting the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 150 to the EFIECU 170, the torque output from the motor MG1 by the switching CPU 191a is expressed by the equation (14).
In addition, the motor MG1 is controlled so as to be a value calculated by the following formula, and the EFIECU 170 controls the engine 150 such that the engine 150 has a rotation speed of Ne * and a torque of Te *. In the second embodiment as well, the control of the motor MG1 and the engine 150 is described as separate steps in this routine for convenience of illustration.
Control of Motor MG1 by PU191a and EFI ECU
The control of engine 150 by 170 is performed independently of this routine. The control of the engine 150 by the EFIECU 170 is performed by the EFIECU of the first embodiment.
Since the control of the engine 50 is the same as that of the control 70, the description thereof is omitted.
【0103】モータMG1の制御は、図18に例示する
クラッチモータ制御ルーチンにより行なわれる。本ルー
チンが実行されると、スイッチングCPU191aは、
まず、サンギヤ軸125の回転角度θsをレゾルバ13
9から入力し(ステップS230)、入力した回転角度
θsからモータMG1の電気角θ1を求める処理を行な
う(ステップS234)。第2実施例では、モータMG
1として4極対の同期電動機を用いているから、θ1=
4θsを演算することになる。The control of the motor MG1 is performed by a clutch motor control routine illustrated in FIG. When this routine is executed, the switching CPU 191a
First, the rotation angle θs of the sun gear shaft 125 is
9 (step S230), and performs a process of obtaining the electrical angle θ1 of the motor MG1 from the input rotation angle θs (step S234). In the second embodiment, the motor MG
Since a 4-pole pair synchronous motor is used as 1, θ1 =
4θs will be calculated.
【0104】そして、電流検出器195,196によ
り、モータMG1の三相コイル134のU相とV相に流
れている電流Iu1,Iv1を検出し(ステップS23
6)、第1実施例のクラッチモータ30の制御(図6)
と同様の座標変換(ステップS238)および電圧指令
値Vd1,Vq1の演算を行ない(ステップS24
0)、更に電圧指令値の逆座標変換(ステップS24
2)を行なって、第1の駆動回路191のトランジスタ
Tr1ないしTr6のオンオフ制御時間を求め、PWM
制御を行なう(ステップS244)。これらの処理は、
クラッチモータ30について行なったものと全く同一で
ある。Then, currents Iu1 and Iv1 flowing in the U and V phases of three-phase coil 134 of motor MG1 are detected by current detectors 195 and 196 (step S23).
6), control of the clutch motor 30 of the first embodiment (FIG. 6)
(Step S238) and calculate the voltage command values Vd1 and Vq1 (Step S24).
0), and the inverse coordinate transformation of the voltage command value (step S24)
2) is performed to determine the on / off control time of the transistors Tr1 to Tr6 of the first drive circuit 191 to obtain the PWM
Control is performed (step S244). These processes are
This is exactly the same as that performed for the clutch motor 30.
【0105】以上説明した第2実施例の動力出力装置1
10によれば、モータMG2が制御できない状態となり
発電機として動作しても、モータMG2により回生され
る電力Pm2をモータMG1によって消費することがで
きる。この結果、モータMG2の逆起電圧がコンデンサ
193の耐電圧より高くなる回転数で回転していても、
モータMG2を電源としてみたときのモータMG2や第
2の駆動回路192におけるインピーダンスを流れる電
流が大きくなるから、このインピーダンスによる電圧降
下によってコンデンサ193の端子電圧を耐電圧未満に
することができ、コンデンサ193の破損を防止するこ
とができる。しかも、モータMG2の逆起電圧がコンデ
ンサ193の耐電圧より高くなる回転数で駆動軸112
が回転しているときには、モータMG2から回生される
電力Pm2をモータMG1により消費すると共にプラネ
タリギヤ120を介して駆動軸112に出力されるトル
クがモータMG2の制動トルクを打ち消してなお駆動軸
112にトルクTd(値Td*)が作用するようモータ
MG1のトルクTm1およびエンジン150の運転ポイ
ント(回転数NeとトルクTe)を調整し、駆動軸11
2がそれ以下の回転数で回転しているときには、モータ
MG1をロックアップすると共にプラネタリギヤ120
を介して駆動軸112に出力されるトルクが値Td*と
なるようエンジン150の運転ポイントを調整するか
ら、モータMG2が制御できない状態のときでも、駆動
軸112に所望の動力を出力することができる。そし
て、この制御は、モータMG2が制御できない状態とな
ったときに直ちに行なわれるから、駆動軸112に出力
するトルクの変動を小さくすることができる。The power output device 1 of the second embodiment described above
According to 10, even if the motor MG2 cannot be controlled and operates as a generator, the electric power Pm2 regenerated by the motor MG2 can be consumed by the motor MG1. As a result, even if the motor MG2 rotates at a rotation speed at which the back electromotive voltage becomes higher than the withstand voltage of the capacitor 193,
Since the current flowing through the impedance of the motor MG2 and the second drive circuit 192 when the motor MG2 is used as a power supply increases, the terminal voltage of the capacitor 193 can be made lower than the withstand voltage by the voltage drop due to this impedance, and the capacitor 193 Can be prevented from being damaged. In addition, the drive shaft 112 is driven at a rotational speed at which the back electromotive voltage of the motor MG2 becomes higher than the withstand voltage of the capacitor 193.
Is rotating, the electric power Pm2 regenerated from the motor MG2 is consumed by the motor MG1 and the torque output to the drive shaft 112 via the planetary gear 120 cancels the braking torque of the motor MG2 and the torque is still applied to the drive shaft 112. The torque Tm1 of the motor MG1 and the operating points (the rotational speed Ne and the torque Te) of the engine 150 are adjusted so that Td (value Td *) acts, and the drive shaft 11
2 is rotating at a lower speed, the motor MG1 is locked up and the planetary gear 120 is locked.
The operating point of the engine 150 is adjusted so that the torque output to the drive shaft 112 via the motor becomes the value Td *. Therefore, even when the motor MG2 cannot be controlled, it is possible to output desired power to the drive shaft 112. it can. Since this control is performed immediately when the motor MG2 cannot be controlled, the fluctuation of the torque output to the drive shaft 112 can be reduced.
【0106】もとより、バッテリ194をシステムメイ
ンリレー194a,194bにより第1の駆動回路91
および第2の駆動回路92から切り離すから、モータM
G2により回生される電力Pm2によるバッテリ194
の過充電を防止することができ、過充電の結果生じるバ
ッテリ194の破損を防止することができる。First, the battery 194 is connected to the first drive circuit 91 by the system main relays 194a and 194b.
And from the second drive circuit 92, the motor M
Battery 194 with power Pm2 regenerated by G2
Overcharge of the battery 194 can be prevented, and damage to the battery 194 resulting from the overcharge can be prevented.
【0107】第2実施例の動力出力装置110では、第
2の駆動回路192のトランジスタTr11ないしTr
16の温度異常を検出したときやトランジスタTr11
ないしTr16に過電流が生じたときなど、スイッチン
グCPU192aによるトランジスタTr11ないしT
r16のスイッチングがまだ可能な状態のときに図15
の異常時トルク制御ルーチンを実行するものとしたが、
電源ラインの切断などによりスイッチングCPU192
aへの電力の供給が停止したときや、スイッチングCP
U192aの内部ロジックに異常が生じスイッチングC
PU192aが動作できない状態となったときなどにも
図15の異常時トルク制御ルーチンを適用することがで
きる。この場合、スイッチングCPU192aの動作の
停止によってトランジスタTr11ないしTr16はす
べてオフとなるから、ステップS202の処理は不要と
なる。こうすれば、スイッチングCPU192aが動作
不能となったときでも、上述の効果を得ることができ、
コンデンサ193やバッテリ194の破損を防止するこ
とができる。In the power output device 110 of the second embodiment, the transistors Tr11 to Tr11 of the second drive circuit 192
16 when an abnormal temperature is detected or when the transistor Tr11
For example, when an overcurrent occurs in Tr16 to Tr16, the transistors Tr11 to Tr11 by the switching CPU 192a are used.
FIG. 15 when r16 switching is still possible
The abnormal-time torque control routine was executed.
Switching CPU 192 by disconnecting power supply line
a when the supply of power to the
An error occurs in the internal logic of U192a and switching C
The abnormal time torque control routine of FIG. 15 can be applied even when the PU 192a cannot operate. In this case, the transistors Tr11 to Tr16 are all turned off by stopping the operation of the switching CPU 192a, so that the processing in step S202 becomes unnecessary. In this way, even when the switching CPU 192a becomes inoperable, the above-described effect can be obtained,
Damage to the capacitor 193 and the battery 194 can be prevented.
【0108】第2実施例の動力出力装置110では、モ
ータMG2が制御できない状態のときでもアクセルペダ
ル164の踏込量に応じたトルクを駆動軸112に出力
するようモータMG1とエンジン150とを制御した
が、モータMG2により回生される電力Pm2をモータ
MG1により消費するようモータMG1を制御するもの
であれば、駆動軸112に出力するトルクは如何なるト
ルクとしてもよい。たとえば、図19の共線図に示すよ
うに、エンジン150への燃料噴射を停止するものとし
てもよい。この場合、次式(20)に示すように、駆動
軸112の回転数Ndから求められるモータMG2によ
り回生される電力Pm2とサンギヤ軸125の回転数N
sとから求められる値をモータMG1のトルク指令値T
m1*に設定してモータMG1を制御すればよい。な
お、図19の共線図中の座標軸C上に作用するトルクT
eは、エンジン150を連れ回すのに必要なトルクであ
り、座標軸Sおよび座標軸R上のトルクTesおよびト
ルクTerは、座標軸C上にトルクTeが作用すること
によって座標軸Sおよび座標軸R上に作用するトルクで
ある。In the power output device 110 of the second embodiment, the motor MG1 and the engine 150 are controlled such that a torque corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 164 is output to the drive shaft 112 even when the motor MG2 cannot be controlled. However, if the motor MG1 is controlled so that the electric power Pm2 regenerated by the motor MG2 is consumed by the motor MG1, the torque output to the drive shaft 112 may be any torque. For example, as shown in the alignment chart of FIG. 19, fuel injection to engine 150 may be stopped. In this case, as shown in the following equation (20), the power Pm2 regenerated by the motor MG2 obtained from the rotation speed Nd of the drive shaft 112 and the rotation speed N of the sun gear shaft 125
s and the torque command value T of the motor MG1.
The motor MG1 may be controlled by setting m1 *. The torque T acting on the coordinate axis C in the alignment chart of FIG.
e is a torque required for rotating the engine 150. The torque Tes and the torque Ter on the coordinate axes S and R are the torques acting on the coordinate axes S and R by the torque Te acting on the coordinate axes C. It is.
【0109】 Tm1*←−Pm2/Ns …(20)Tm1 * ← −Pm2 / Ns (20)
【0110】第2実施例の動力出力装置110では、駆
動軸112の回転数Ndが閾値Nsetより大きいとき
にモータMG2により回生される電力Pm2をモータM
G1で消費するようモータMG1とエンジン150とを
制御したが、駆動軸112の回転数Ndが閾値Nset
以下のときにも同様に制御するものとしてもよい。In the power output device 110 of the second embodiment, when the rotation speed Nd of the drive shaft 112 is larger than the threshold value Nset, the power Pm2 regenerated by the motor MG2 is supplied to the motor M2.
Although the motor MG1 and the engine 150 are controlled to consume at the speed G1, the rotation speed Nd of the drive shaft 112 becomes lower than the threshold Nset.
The same control may be performed in the following cases.
【0111】第2実施例の動力出力装置110は、FR
型の車両に適用する場合について説明したが、FF型の
車両に搭載する構成や4輪駆動の車両に搭載する構成と
してもよい。4輪駆動の車両に搭載する場合は、図20
に例示する変形例の動力出力装置110Cのようにな
る。この変形例の動力出力装置110Cでは、駆動軸1
12に結合していたモータMG2を駆動軸112より分
離して、車両の後輪部に独立して配置し、このモータM
G2によって後輪部の駆動輪117,119を駆動す
る。一方、リングギヤ122に出力される動力はリング
ギヤ122に取り付けられた動力取出ギヤ128および
動力伝達ギヤ111を介してディファレンシャルギヤ1
14に伝達されて前輪部の駆動輪116,118を駆動
する。このような構成の下においても、前述した第2実
施例を実現することは可能である。The power output device 110 according to the second embodiment has an FR
Although the description has been given of the case where the present invention is applied to a vehicle of a type, it may be configured to be mounted on an FF type vehicle or mounted on a four-wheel drive vehicle. When mounted on a four-wheel drive vehicle, FIG.
A power output device 110C of a modified example illustrated in FIG. In the power output device 110C of this modification, the drive shaft 1
The motor MG2 connected to the motor 12 is separated from the drive shaft 112 and disposed independently on the rear wheel of the vehicle.
The drive wheels 117 and 119 of the rear wheel portion are driven by G2. On the other hand, the power output to the ring gear 122 is transmitted to the differential gear 1 via a power take-out gear 128 and a power transmission gear 111 attached to the ring gear 122.
14 to drive the drive wheels 116 and 118 of the front wheel portion. Even under such a configuration, it is possible to realize the second embodiment described above.
【0112】また、第2実施例の動力出力装置110で
は、3軸式動力入出力手段としてプラネタリギヤ120
を用いたが、一方はサンギヤと他方はリングギヤとギヤ
結合すると共に互いにギヤ結合しサンギヤの外周を自転
しながら公転する2つ1組の複数組みのプラネタリピニ
オンギヤを備えるダブルピニオンプラネタリギヤを用い
るものとしてもよい。この他、3軸式動力入出力手段と
して3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力を決定
すれば、この決定した動力に基づいて残余の1軸に入出
力される動力を決定されるものであれば如何なる装置や
ギヤユニット等、例えば、ディファレンシャルギヤ等を
用いることもできる。In the power output device 110 of the second embodiment, a planetary gear
However, it is also possible to use a double pinion planetary gear having two or more sets of planetary pinion gears, one of which is gear-coupled to the sun gear and the other is gear-coupled to the ring gear and revolves while rotating around the outer periphery of the sun gear. Good. In addition, if the power input / output to any two of the three axes is determined as the three-axis power input / output means, the power input / output to the remaining one axis is determined based on the determined power. Any device, gear unit, or the like, for example, a differential gear or the like can be used.
【0113】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態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。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course.
【0114】例えば、上述した第1実施例の動力出力装
置20や第2実施例の動力出力装置110では、エンジ
ン50,150としてガソリンエンジンを用いたが、そ
の他に、ディーゼルエンジンや、タービンエンジンや、
ジェットエンジンなど各種の内燃あるいは外燃機関を用
いることもできる。For example, in the power output device 20 of the first embodiment and the power output device 110 of the second embodiment described above, a gasoline engine is used as the engines 50 and 150, but a diesel engine, a turbine engine, ,
Various internal combustion or external combustion engines such as a jet engine can also be used.
【0115】また、第1実施例の動力出力装置20や第
2実施例の動力出力装置110では、クラッチモータ3
0やアシストモータ40,モータMG1,モータMG2
にPM形(永久磁石形;Permanent Magnet type)同期
電動機を用いたが、回転子を回転させるだけで逆起電圧
を発生するものであれば如何なる電動機を用いてもよ
く、例えば、バーニアモータや、直流電動機や、超電導
モータや、ステップモータなどを用いることもできる。In the power output device 20 of the first embodiment and the power output device 110 of the second embodiment, the clutch motor 3
0, assist motor 40, motor MG1, motor MG2
Although a PM type (Permanent Magnet type) synchronous motor is used for the motor, any motor may be used as long as it generates a back electromotive voltage only by rotating the rotor. For example, a vernier motor, A DC motor, a superconducting motor, a step motor, or the like can also be used.
【0116】あるいは、第1実施例の動力出力装置20
や第2実施例の動力出力装置110では、第1および第
2の駆動回路91,92,191,192としてトラン
ジスタインバータを用いたが、その他に、IGBT(絶
縁ゲートバイポーラモードトランジスタ;Insulated Ga
te Bipolar mode Transistor)インバータや電圧PWM
(パルス幅変調;Pulse Width Modulation)インバー
タ,方形波インバータ(電圧形インバータ,電流形イン
バータ),共振インバータなどを用いることもできる。Alternatively, the power output device 20 of the first embodiment
In the power output device 110 according to the second embodiment, the transistor inverter is used as the first and second drive circuits 91, 92, 191, and 192. In addition, an IGBT (insulated gate bipolar mode transistor;
te Bipolar mode Transistor) Inverter and voltage PWM
(Pulse Width Modulation) Inverters, square-wave inverters (voltage-type inverters, current-type inverters), resonance inverters, and the like can also be used.
【0117】また、バッテリ94,194としては、P
bバッテリ,NiMHバッテリ,Liバッテリなどを用
いることができるが、バッテリ94,194に代えてキ
ャパシタを用いることもできる。The batteries 94 and 194 include P
A battery b, a NiMH battery, a Li battery, or the like can be used, but a capacitor can be used instead of the batteries 94 and 194.
【0118】さらに、第1実施例の動力出力装置20や
第2実施例の動力出力装置110では、アシストモータ
40やモータMG2により回生された電力Pa、Pm2
をクラッチモータ30やモータMG1により消費した
が、第2の駆動回路92や第2の駆動回路192を、動
力出力装置が備える補機の電動機や車両が備えるエアー
コンディショナーのコンプレッサ,エネルギ消費用の抵
抗などの電気的負荷に接続し、アシストモータ40やモ
ータMG2により回生された電力Pa、Pm2をこの電
気的負荷により消費するものとしてもよい。Further, in the power output device 20 of the first embodiment and the power output device 110 of the second embodiment, the electric power Pa, Pm2 regenerated by the assist motor 40 or the motor MG2 is used.
Is consumed by the clutch motor 30 and the motor MG1, but the second drive circuit 92 and the second drive circuit 192 are replaced by an electric motor of an auxiliary device provided in the power output device, a compressor of an air conditioner provided in the vehicle, and a resistor for energy consumption. The electric power Pa and Pm2 regenerated by the assist motor 40 and the motor MG2 may be connected to an electric load such as the electric motor and consumed by the electric load.
【0119】以上の各実施例では、動力出力装置を車両
に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、船舶,航空機などの交通手段
や、その他各種産業機械などに搭載することも可能であ
る。In each of the embodiments described above, the case where the power output device is mounted on the vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and means of transportation such as ships and aircraft, and other various types of industrial machines are used. It is also possible to mount it on.
【図1】本発明の第1の実施例としての動力出力装置2
0の概略構成を示す構成図である。FIG. 1 shows a power output device 2 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a zero.
【図2】第1実施例の動力出力装置20を組み込んだ車
両の概略構成を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle incorporating the power output device 20 of the first embodiment.
【図3】第1実施例の動力出力装置20の動作原理を説
明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining the operation principle of the power output device 20 of the first embodiment.
【図4】第1実施例の制御装置80により実行される異
常時トルク制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating an abnormal-time torque control routine executed by the control device 80 of the first embodiment.
【図5】モータMG2を起電力Eaの電源としてみたと
きの動力出力装置20の等価回路である。FIG. 5 is an equivalent circuit of the power output device 20 when the motor MG2 is viewed as a power source of the electromotive force Ea.
【図6】第1実施例の制御装置80により実行されるク
ラッチモータ制御ルーチンを例示するフローチャートで
ある。FIG. 6 is a flowchart illustrating a clutch motor control routine executed by the control device 80 of the first embodiment.
【図7】駆動軸22の回転数Ndが閾値Nsetより大
きいときの各軸へのトルクの作用状態の一例を示す説明
図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the state of action of torque on each shaft when the rotation speed Nd of the drive shaft 22 is larger than a threshold value Nset.
【図8】変形例の動力出力装置20Bの概略構成を示す
構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 20B according to a modified example.
【図9】4輪駆動車に適用した変形例の動力出力装置2
0Cの概略構成を示す構成図である。FIG. 9 is a power output device 2 of a modified example applied to a four-wheel drive vehicle.
It is a block diagram which shows the schematic structure of OC.
【図10】本発明の第2の実施例としての動力出力装置
110の概略構成を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power output device 110 as a second embodiment of the present invention.
【図11】第2実施例の動力出力装置110を組み込ん
だ車両の概略構成を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle incorporating a power output device 110 according to a second embodiment.
【図12】第2実施例の動力出力装置110の動作原理
を説明するためのグラフである。FIG. 12 is a graph for explaining the operation principle of the power output apparatus 110 according to the second embodiment.
【図13】第2実施例におけるプラネタリギヤ120に
結合された3軸の回転数とトルクの関係を示す共線図で
ある。FIG. 13 is an alignment chart showing a relationship between a rotation speed and a torque of three shafts coupled to the planetary gear 120 in the second embodiment.
【図14】第2実施例におけるプラネタリギヤ120に
結合された3軸の回転数とトルクの関係を示す共線図で
ある。FIG. 14 is a collinear diagram showing the relationship between the rotational speed and torque of the three shafts coupled to the planetary gear 120 in the second embodiment.
【図15】第2実施例の制御装置180により実行され
る異常時トルク制御ルーチンを例示するフローチャート
である。FIG. 15 is a flowchart illustrating an abnormal-time torque control routine executed by the control device 180 of the second embodiment.
【図16】駆動軸112の回転数Ndが閾値Nsetよ
り大きい状態で異常時トルク制御処理を実施したときの
共線図である。FIG. 16 is an alignment chart when an abnormal-time torque control process is performed in a state where the rotation speed Nd of the drive shaft 112 is larger than a threshold value Nset.
【図17】駆動軸112の回転数Ndが閾値Nset以
下の状態で異常時トルク制御処理を実施したときの共線
図である。FIG. 17 is an alignment chart when an abnormal-time torque control process is performed in a state where the rotation speed Nd of the drive shaft 112 is equal to or less than a threshold value Nset.
【図18】第2実施例の制御装置180により実行され
るモータMG1の制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。FIG. 18 is a flowchart illustrating a control routine of a motor MG1 executed by a control device 180 of the second embodiment.
【図19】エンジン150への燃料噴射を停止する変形
例の共線図である。FIG. 19 is an alignment chart of a modification in which fuel injection to engine 150 is stopped.
【図20】4輪駆動車に適用した変形例の動力出力装置
110Cの概略構成を示す構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power output device 110C of a modified example applied to a four-wheel drive vehicle.
20…動力出力装置 20B,20C…動力出力装置 22…駆動軸 23…ギヤ 24…ディファレンシャルギヤ 26,28…駆動輪 27,29…駆動輪 30…クラッチモータ 32…アウタロータ 34…インナロータ 35…永久磁石 36…三相コイル 38…スリップリング 38a…回転リング 38b…ブラシ 39…レゾルバ 40…アシストモータ 42…ロータ 43…ステータ 44…三相コイル 45…ケース 46…永久磁石 48…レゾルバ 49…ベアリング 50…エンジン 51…燃料噴射弁 52…燃焼室 54…ピストン 56…クランクシャフト 58…イグナイタ 60…ディストリビュータ 62…点火プラグ 64…アクセルペダル 64a…アクセルペダルポジションセンサ 65…ブレーキペダル 65a…ブレーキペダルポジションセンサ 66…スロットルバルブ 67…スロットルバルブポジションセンサ 68…アクチュエータ 70…EFIECU 72…吸気管負圧センサ 74…水温センサ 76…回転数センサ 78…回転角度センサ 79…スタータスイッチ 80…制御装置 82…シフトレバー 84…シフトポジションセンサ 90…制御CPU 90a…RAM 90b…ROM 91…第1の駆動回路 91a…スイッチングCPU 92…第2の駆動回路 92a…スイッチングCPU 93…コンデンサ 94…バッテリ 94a,94b…システムメインリレー 95,96…電流検出器 97,98…電流検出器 99…残容量検出器 110…動力出力装置 110C…動力出力装置 111…動力伝達ギヤ 112…駆動軸 113…ケース 113a…ベアリング 114…ディファレンシャルギヤ 116,118…駆動輪 117,119…駆動輪 120…プラネタリギヤ 121…サンギヤ 122…リングギヤ 123…プラネタリピニオンギヤ 124…プラネタリキャリア 125…サンギヤ軸 128…動力取出ギヤ 132…ロータ 133…ステータ 134…三相コイル 135…永久磁石 139…レゾルバ 142…ロータ 143…ステータ 144…三相コイル 145…永久磁石 149…レゾルバ 150…エンジン 156…クランクシャフト 164…アクセルペダル 170…EFIECU 180…制御装置 190…制御CPU 191…第1の駆動回路 191a…スイッチングCPU 192…第2の駆動回路 192a…スイッチングCPU 193…コンデンサ 194…バッテリ 194a,194b…システムメインリレー 195,196…電流検出器 197,198…電流検出器 D1〜D6…ダイオード D11〜D16…ダイオード L1,L2…電源ライン MG1…モータ MG2…モータ Tr1〜Tr6…トランジスタ Tr11〜Tr16…トランジスタ Reference Signs List 20 power output device 20B, 20C power output device 22 drive shaft 23 gear 24 differential gear 26, 28 drive wheel 27, 29 drive wheel 30 clutch motor 32 outer rotor 34 inner rotor 35 permanent magnet 36 ... three-phase coil 38 ... slip ring 38a ... rotating ring 38b ... brush 39 ... resolver 40 ... assist motor 42 ... rotor 43 ... stator 44 ... three-phase coil 45 ... case 46 ... permanent magnet 48 ... resolver 49 ... bearing 50 ... engine 51 ... fuel injection valve 52 ... combustion chamber 54 ... piston 56 ... crankshaft 58 ... igniter 60 ... distributor 62 ... spark plug 64 ... accelerator pedal 64a ... accelerator pedal position sensor 65 ... brake pedal 65a ... brake pedal position Sensor 66 ... throttle valve 67 ... throttle valve position sensor 68 ... actuator 70 ... EFIECU 72 ... intake pipe negative pressure sensor 74 ... water temperature sensor 76 ... rotation speed sensor 78 ... rotation angle sensor 79 ... starter switch 80 ... control device 82 ... shift lever 84 shift position sensor 90 control CPU 90a RAM 90b ROM 91 first drive circuit 91a switching CPU 92 second drive circuit 92a switching CPU 93 capacitor 94 batteries 94a and 94b system main relay 95, 96 ... Current detector 97, 98 ... Current detector 99 ... Remaining capacity detector 110 ... Power output device 110C ... Power output device 111 ... Power transmission gear 112 ... Drive shaft 113 ... Case 113a ... Bearing 114 Differential gears 116, 118 ... Driving wheels 117, 119 ... Driving wheels 120 ... Planetary gear 121 ... Sun gear 122 ... Ring gear 123 ... Planetary pinion gear 124 ... Planetary carrier 125 ... Sun gear shaft 128 ... Power take-off gear 132 ... Rotor 133 ... Stator 134 ... Three phase Coil 135 Permanent magnet 139 Resolver 142 Rotor 143 Stator 144 Three-phase coil 145 Permanent magnet 149 Resolver 150 Engine 156 Crankshaft 164 Accelerator pedal 170 EFI ECU 180 Control device 190 Control CPU 191 First drive circuit 191a Switching CPU 192 Second drive circuit 192a Switching CPU 193 Capacitor 194 Battery 194a, 194b ... System main relays 195,196 ... Current detectors 197,198 ... Current detectors D1-D6 ... Diodes D11-D16 ... Diodes L1, L2 ... Power supply lines MG1 ... Motor MG2 ... Motors Tr1-Tr6 ... Transistors Tr11-Tr16 ... Transistors
Claims (10)
あって、 前記駆動軸と動力のやり取りをする電動機と、 該電動機へ電力の供給が可能な電力供給手段と、 複数のスイッチング素子と帰還ダイオードとからなり前
記電動機と前記電力供給手段との間に介在するインバー
タ回路を有し、該インバータ回路のスイッチング素子の
スイッチングを制御することにより前記電動機を駆動制
御する電動機制御手段と、 電気エネルギを消費可能な電気的負荷と、 該電動機制御手段による前記電動機の制御に異常が生じ
前記インバータ回路が該電動機からみて整流回路を構成
するとき、該インバータ回路を介して前記電動機により
回生される電気エネルギの少なくとも一部が前記電気的
負荷で消費されるよう該電気的負荷を制御する異常時制
御手段とを備える動力出力装置。1. A power output device for outputting power to a drive shaft, comprising: a motor for exchanging power with the drive shaft; power supply means capable of supplying power to the motor; and a plurality of switching elements. A motor control means comprising a feedback diode, having an inverter circuit interposed between the motor and the power supply means, and controlling the driving of the motor by controlling switching of a switching element of the inverter circuit; An electric load that can be consumed, and an electric power regenerated by the electric motor via the inverter circuit when an abnormality occurs in the control of the electric motor by the electric motor control means and the inverter circuit forms a rectifier circuit as viewed from the electric motor. Abnormal time control means for controlling the electric load so that at least a part of the energy is consumed by the electric load; Power output apparatus comprising.
段による前記電動機の制御に異常が生じたとき、前記イ
ンバータ回路が前記電動機からみて整流回路を構成する
よう前記複数のスイッチング素子をスイッチングする異
常時スイッチング手段を備える請求項1記載の動力出力
装置。2. The motor control means according to claim 1, wherein when an abnormality occurs in control of said motor by said motor control means, said inverter circuit switches said plurality of switching elements such that said inverter circuit forms a rectifier circuit when viewed from said motor. The power output device according to claim 1, further comprising a time switching means.
動軸の回転数が所定値以上のとき、前記インバータ回路
が前記電動機からみて整流回路を構成するようスイッチ
ングする手段である請求項2記載の動力出力装置。3. The motive power according to claim 2, wherein the abnormal-time switching means switches the inverter circuit so as to form a rectifier circuit when viewed from the electric motor when the rotational speed of the drive shaft is equal to or greater than a predetermined value. Output device.
ッチング素子のスイッチングに必要な電力の供給が停止
したとき、前記帰還ダイオードにより前記電動機からみ
て整流回路を構成する回路である請求項1記載の動力出
力装置。4. The power supply according to claim 1, wherein the inverter circuit is a circuit that configures a rectifier circuit from the viewpoint of the motor by the feedback diode when supply of power required for switching of the plurality of switching elements is stopped. Output device.
あって、 前記電力供給手段は、 (a)出力軸を有する原動機と、 (b)該原動機の出力軸と前記駆動軸とに結合され、該
出力軸に入出力される動力と該駆動軸に入出力される動
力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力に
より調整するエネルギ調整手段と、 (c)充放電が可能で、前記エネルギ調整手段と前記イ
ンバータ回路とを並列に接続する蓄電手段とを備え、 前記電気的負荷は、前記エネルギ調整手段であり、 前記異常時制御手段は、前記インバータ回路を介して前
記電動機から回生される電気エネルギの少なくとも一部
が前記エネルギ調整手段により消費されるよう該エネル
ギ調整手段を制御する手段である動力出力装置。5. The power output device according to claim 1, wherein the power supply means includes: (a) a motor having an output shaft; and (b) an output shaft of the motor and the drive shaft. Energy adjusting means for adjusting the energy deviation between the power input to and output from the output shaft and the power input to and output from the drive shaft by inputting and outputting the corresponding electric energy; (c) charge and discharge are possible; Power storage means for connecting the energy adjustment means and the inverter circuit in parallel, wherein the electric load is the energy adjustment means, and the abnormal-time control means regenerates from the electric motor via the inverter circuit. A power output device that controls the energy adjusting unit such that at least a part of the electric energy to be consumed is consumed by the energy adjusting unit.
回路と前記蓄電手段との接続を遮断する遮断手段を備え
る請求項5記載の動力出力装置。6. The power output apparatus according to claim 5, wherein said abnormal time control means includes a disconnection means for disconnecting a connection between said inverter circuit and said power storage means.
力される動力の変動の少なくとも一部を打ち消すよう前
記原動機および前記エネルギ調整手段を制御する手段で
ある請求項5または6記載の動力出力装置。7. The motive power according to claim 5, wherein the abnormal-time control means is means for controlling the prime mover and the energy adjusting means so as to cancel at least a part of a fluctuation in motive power output to the drive shaft. Output device.
定する目標動力設定手段を備え、 異常時制御手段は、 (d)前記インバータ回路を介して前記電動機から回生
される電気エネルギが前記原動機から出力される動力と
前記目標動力設定手段により設定された目標動力とのエ
ネルギ偏差に相当するよう前記原動機の運転を制御する
原動機運転手段と、 (e)前記原動機から出力される動力と前記目標動力設
定手段により設定された目標動力とのエネルギ偏差を、
前記インバータ回路を介して前記電動機から回生される
電気エネルギを用いて調整するよう前記エネルギ調整手
段を制御するエネルギ調整制御手段とを備える動力出力
装置。8. The power output device according to claim 7, further comprising target power setting means for setting target power to be output to the drive shaft based on a predetermined instruction, wherein the abnormal time control means comprises: (d) A prime mover that controls the operation of the prime mover such that electric energy regenerated from the electric motor via the inverter circuit corresponds to an energy deviation between power output from the prime mover and target power set by the target power setting means; (E) an energy deviation between the power output from the prime mover and the target power set by the target power setting means;
A power output device comprising: an energy adjustment control unit that controls the energy adjustment unit so as to perform adjustment using electric energy regenerated from the electric motor via the inverter circuit.
出力軸に結合された第1のロータと、前記駆動軸に結合
された第2のロータとを有し、該両ロータ間の電磁的な
結合を介して前記原動機の出力軸と該駆動軸との間で動
力のやり取りをする電動機を備える請求項5ないし8い
ずれか記載の動力出力装置。9. The energy adjusting means includes a first rotor coupled to an output shaft of the prime mover and a second rotor coupled to the drive shaft. The power output device according to any one of claims 5 to 8, further comprising an electric motor that exchanges power between an output shaft of the prime mover and the drive shaft via a connection.
出力装置であって、 前記エネルギ調整手段は、 (b1)回転軸を有し、該回転軸と動力のやり取りをす
る第2の電動機と、 (b2)前記駆動軸と前記出力軸と前記回転軸とに各々
結合される3軸を有し、該3軸のうちいずれか2軸へ動
力が入出力されたとき、該入出力された動力に基づいて
定まる動力を残余の1軸へ入出力する3軸式動力入出力
手段とを備える動力出力装置。10. The power output apparatus according to claim 5, wherein said energy adjusting means comprises: (b1) a second electric motor having a rotating shaft and exchanging power with said rotating shaft. (B2) having three axes respectively coupled to the drive shaft, the output shaft, and the rotary shaft, and when power is input or output to any two of the three shafts, the input and output are performed. A power output device comprising: three-axis power input / output means for inputting / outputting power determined based on power to one remaining shaft.
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