JP2012183915A - Hybrid vehicle - Google Patents

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more properly suppress fuel consumption due to operation of an internal combustion engine.SOLUTION: When forced charging travel control is started (time t1) which controls to travel by requested torque Tr* while charging a battery by electric power from a first motor by continuing operation of the engine as a control energy storage rate SOCc of the battery becomes a charging necessary threshold Smin or less, at the time (time t2) of excessive estimated drop time when the control energy storage rate SOCc is dropped from a state where the rate is larger than an actual energy storage rate SOC, exceeding a permissible range, and is equal to or less than a charging required threshold Smin, the forced charging travel control is continued (time t3) until the control energy storage rate SOCc becomes larger than the charging necessary threshold Smin and reaches a second threshold S2 smaller than the first threshold S1. Thereby, with timing when a smaller control energy storage rate SOCc is reached during the excessive estimated drop, the forced charging travel control is completed, and useless fuel consumption due to operation of the engine is suppressed.

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関と、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になったときには内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to an internal combustion engine, a generator capable of generating electric power using power from the internal combustion engine, an electric motor capable of inputting / outputting driving power, and exchange of electric power with the generator and the electric motor. A rechargeable battery, an estimated power storage ratio calculating means for calculating an estimated power storage ratio as an estimated value of the power storage ratio, which is a ratio of the amount of power stored in the secondary battery to the total capacity, and the calculated estimated power storage ratio When the internal combustion engine falls below a predetermined charging threshold value, the internal combustion engine is continuously operated to charge the secondary battery with the electric power from the generator and to generate the required driving force required for traveling. The present invention relates to a hybrid vehicle including control means for performing forced charging traveling control for controlling a motor and an electric motor.

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、モータジェネレータと、エンジンとモータジェネレータと駆動輪側とに接続された動力分割機構と、駆動輪側に接続された電気モータと、モータジェネレータおよび電気モータに接続されたバッテリとを備え、エンジンのアイドル運転の停止を禁止して走行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、バッテリの温度が高温になるほどエンジンのアイドル運転停止を禁止する時間が長くなるように制御するなどにより、エンジンの停止時間を制御している。   Conventionally, this type of hybrid vehicle includes an engine, a motor generator, a power split mechanism connected to the engine, the motor generator, and the drive wheel side, an electric motor connected to the drive wheel side, a motor generator, and an electric motor. There has been proposed a battery that includes a battery connected to a motor and travels while prohibiting stop of idle operation of the engine (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, the engine stop time is controlled by, for example, controlling so that the time during which the engine idling is stopped is increased as the temperature of the battery increases.

特開2004−60526号公報JP 2004-60526 A

ところで、上述したハード構成のハイブリッド自動車では、バッテリの蓄電割合(SOC)が閾値以下にまで低下したときに、蓄電割合を回復させるためにエンジンの運転停止を禁止して強制的に運転を継続して発電機の発電電力でバッテリを充電する強制充電制御が行なわれている。しかしながら、例えば道路の混雑状況や運転者の運転傾向などの車両が実際に走行する傾向によれば蓄電割合を回復させることができるにも拘わらず、バッテリの管理上の要因などのために強制充電制御が開始されてしまい、エンジンの運転が無駄に継続する場合があった。   By the way, in the hybrid vehicle having the hardware configuration described above, when the battery storage ratio (SOC) drops below a threshold value, the engine operation is prohibited and the operation is forcibly continued to recover the storage ratio. Therefore, forced charging control is performed to charge the battery with the power generated by the generator. However, forced charging due to factors such as battery management despite the fact that the vehicle's actual driving tendency, such as road congestion and the driving tendency of the driver, can recover the power storage ratio. In some cases, the control is started, and the engine operation continues unnecessarily.

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関の運転による燃料消費をより適正に抑制することを主目的とする。   The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to more appropriately suppress fuel consumption due to operation of the internal combustion engine.

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、前記演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは前記内燃機関を運転するときに前記推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で前記二次電池を充電すると共に前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になったときには前記内燃機関の運転を継続して前記発電機からの電力により前記二次電池を充電すると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際、前記推定蓄電割合が前記二次電池の実際の前記蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きい値として予め定められた第1の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続し、前記過大推定低下時であるときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きく且つ前記第1の充電終了閾値より小さい第2の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続する手段である、 ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine, a generator capable of generating electric power using power from the internal combustion engine, an electric motor capable of inputting and outputting power for traveling, a secondary battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor, An estimated power storage ratio calculating means for calculating an estimated power storage ratio as an estimated value of a power storage ratio that is a ratio of the power storage amount stored in the secondary battery to the total capacity based on the state of the secondary battery; Until the estimated power storage ratio falls below a predetermined charging threshold, the secondary battery is charged with charging power that tends to increase as the estimated power storage ratio decreases when the internal combustion engine is operated. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled to travel with a required driving force required for traveling with intermittent operation, and the calculated estimated power storage ratio is less than or equal to the required charging threshold. When the internal combustion engine continues to operate, the secondary battery is charged with the electric power from the generator, and the internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled to run with the required driving force. A hybrid vehicle comprising control means for performing charge travel control,
When the control means starts the forced charging travel control, the estimated power storage ratio is decreased from a state where the estimated power storage ratio exceeds the allowable power storage ratio beyond the actual power storage ratio of the secondary battery, and the calculated estimated power storage ratio is When it is not at the time of an excessive estimation decrease that has become equal to or less than the required charging threshold, the forced charging traveling control is performed until the calculated estimated power storage ratio reaches a first charging end threshold that is predetermined as a value that is greater than the required charging threshold. If the overestimated reduction is continued, the forced charge running control is performed until the calculated estimated power storage ratio reaches a second charge end threshold value that is greater than the charge required threshold value and smaller than the first charge end threshold value. This is a means to continue

この本発明のハイブリッド自動車では、二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する。そして、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になったことにより内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を開始する際に、推定蓄電割合が二次電池の実際の蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になった過大推定低下時ないときには、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きい値として予め定められた第1の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する。また、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きく且つ第1の充電終了閾値より小さい第2の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する。すなわち、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、過大推定低下時でないときに比して、推定蓄電割合が小さい閾値になるタイミングで強制充電走行制御を終了するのである。これにより、過大推定低下時には内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。また、過大推定低下時は、推定蓄電割合が実際の蓄電割合よりも許容範囲を超えて大きい状態であったことから、推定蓄電割合に含まれる誤差のために二次電池の充電が抑制されていた状態であったということができる。したがって、過大推定低下時は、推定蓄電割合を実際の蓄電割合により近い値とすることができれば、二次電池の蓄電割合を回復させる余地があったときということができる。よって、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときは、過大推定低下時でないときに比して強制充電走行制御により蓄電割合を回復させる必要性が低いときということができる。このような過大推定低下時により小さい推定蓄電割合になるタイミングで強制充電走行制御を終了するから、内燃機関の運転による燃料消費をより適正に抑制することができる。   In the hybrid vehicle of the present invention, the estimated power storage ratio is calculated as an estimated value of the power storage ratio that is the ratio of the power storage amount stored in the secondary battery to the total capacity. Then, when the calculated estimated power storage ratio becomes equal to or lower than the charging required threshold value, the internal combustion engine is continuously operated to charge the secondary battery with the electric power from the generator and to travel with the required driving force required for traveling. When the forced charge running control for controlling the internal combustion engine, the generator, and the motor is started, the estimated power storage ratio is calculated by being reduced from a larger state than the actual power storage ratio of the secondary battery exceeding the allowable range. When there is no overestimated decline when the power storage ratio is equal to or lower than a predetermined charge required threshold, forced charging is performed until the calculated estimated power storage ratio is greater than the charge required threshold and reaches a first charge end threshold determined in advance. Continue running control. In addition, when the excessive charge is reduced when the forced charge running control is started, the forced charge is calculated until the calculated estimated power storage ratio becomes a second charge end threshold value that is larger than the charge necessary threshold value and smaller than the first charge end threshold value. Continue charging control. In other words, when the forced charge traveling control is started, when the overestimation is reduced, the forced charge traveling control is terminated at a timing when the estimated power storage ratio becomes a smaller threshold than when the overestimation is not reduced. As a result, fuel consumption due to operation of the internal combustion engine can be suppressed at the time of an excessive estimation decrease. In addition, at the time of overestimation decline, the estimated power storage ratio was larger than the actual power storage ratio beyond the allowable range, so the charging of the secondary battery was suppressed due to an error included in the estimated power storage ratio. It can be said that it was in a state. Therefore, it can be said that there is room for recovering the power storage ratio of the secondary battery when the estimated power storage ratio can be made closer to the actual power storage ratio at the time of excessive estimation decrease. Therefore, when the forced charge traveling control is started, when it is at the time of excessive estimation decrease, it can be said that it is less necessary to restore the power storage ratio by forced charging traveling control than when it is not at the time of excessive estimation decrease. Since the forced charging travel control is terminated at a timing when the estimated power storage ratio becomes smaller at the time of such an excessive estimation decrease, fuel consumption due to operation of the internal combustion engine can be more appropriately suppressed.

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池は、前記二次電池の電圧が少なくとも予め定められた低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときには該所定電圧範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第1の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第2の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値となるように前記推定蓄電割合を演算し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値となるように前記推定蓄電割合を演算する手段であり、前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として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、推定蓄電割合と積算蓄電割合との比較によって過大推定低下時であるか否かを判別することができる。ここで、「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池などを用いることができる。また、この場合、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記演算した積算蓄電割合を前記推定蓄電割合として用いると共に、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる値を前記推定蓄電割合として用いる手段である、ものとすることもできる。   In such a hybrid vehicle of the present invention, the secondary battery has a power storage ratio that is higher when the voltage of the secondary battery is within a predetermined voltage range including at least a predetermined low voltage range than when the voltage is outside the predetermined voltage range. A battery characteristic in which a change amount of the voltage of the secondary battery with respect to a unit change amount is increased, and the estimated storage ratio calculation means is configured to determine the storage ratio based on an integrated value of a current for charging and discharging the secondary battery. And calculating a cumulative power storage ratio that is an estimated value of 1, and using a predetermined relationship between the power storage ratio and the voltage of the secondary battery reflecting the battery characteristics based on the voltage of the secondary battery A voltage storage ratio that is a second estimated value of the storage ratio is set, and when the voltage of the secondary battery is outside the predetermined voltage range, the calculated integrated storage ratio is more than the set voltage storage ratio. The estimated power storage ratio is calculated to be a close value, and when the voltage of the secondary battery is within the predetermined voltage range, the set voltage storage ratio is increased as the voltage of the secondary battery is separated from outside the predetermined voltage range. A means for calculating the estimated power storage ratio so as to become a close tendency value, wherein the control means calculates the calculated power storage ratio when the forced charge travel control is started. Further, it may be a means for controlling the time when the ratio is smaller than a predetermined ratio more than a predetermined time as the overestimation reduction time. If it carries out like this, it can be discriminate | determined whether it is at the time of an overestimation fall by comparison with an estimated electrical storage ratio and an integral electrical storage ratio. Here, as the “secondary battery”, a nickel-hydrogen secondary battery or the like can be used. In this case, the estimated power storage ratio calculating means uses the calculated integrated power storage ratio as the estimated power storage ratio when the voltage of the secondary battery is outside the predetermined voltage range, and the voltage of the secondary battery is When the voltage is within the predetermined voltage range, the secondary battery voltage may be a means that uses a value that becomes closer to the set voltage storage ratio as the voltage goes away from the predetermined voltage range as the estimated power storage ratio.

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池は、前記蓄電割合が少なくとも予め定められた低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには該所定蓄電割合範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第1の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第2の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値を前記推定蓄電割合として演算し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値を前記推定蓄電割合として演算する手段であり、前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として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、推定蓄電割合と積算蓄電割合との比較によって過大推定低下時であるか否かを判別することができる。ここで、「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池などを用いることができる。「低蓄電割合範囲」は、充電必要閾値を含む範囲とすることができる。また、この場合、前記推定蓄電割合演算手段は、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記推定蓄電割合として前記演算した積算蓄電割合を用いると共に、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記推定蓄電割合として前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる値を用いる手段である、ものとすることもできる。   Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the secondary battery has the power storage ratio when the power storage ratio is within a predetermined power storage ratio range including at least a predetermined low power storage ratio range than when it is outside the predetermined power storage ratio range. A battery characteristic in which a change amount of the voltage of the secondary battery with respect to a unit change amount of the battery is large, and the estimated storage ratio calculation means calculates the storage ratio based on an integrated value of a current for charging and discharging the secondary battery. While calculating a cumulative power storage ratio that is a first estimated value, a predetermined relationship between the voltage of the secondary battery and the power storage ratio reflecting the battery characteristics based on the voltage of the secondary battery is used. A voltage storage ratio that is a second estimated value of the storage ratio, and when the calculated integrated storage ratio is outside the predetermined storage ratio range, the calculated product is greater than the set voltage storage ratio. A value closer to the power storage ratio is calculated as the estimated power storage ratio, and when the calculated cumulative power storage ratio is within the predetermined power storage ratio range, the set voltage storage is set such that the calculated cumulative power storage ratio is farther from the outside of the predetermined power storage ratio range. A means for calculating a value of a tendency close to a ratio as the estimated power storage ratio, wherein the control means calculates the estimated power storage ratio when starting the forced charging travel control from the calculated cumulative power storage ratio. It may be a means for controlling the time when it is smaller than a predetermined ratio as a time when the overestimation is reduced. If it carries out like this, it can be discriminate | determined whether it is at the time of an overestimation fall by comparison with an estimated electrical storage ratio and an integral electrical storage ratio. Here, as the “secondary battery”, a nickel-hydrogen secondary battery or the like can be used. The “low power storage ratio range” can be a range including a charging necessary threshold value. In this case, the estimated power storage ratio calculating means uses the calculated integrated power storage ratio as the estimated power storage ratio when the calculated integrated power storage ratio is outside the predetermined power storage ratio range, and the calculated integrated power storage ratio is When the value is within the predetermined power storage ratio range, the estimated power storage ratio may be a means that uses a value that becomes closer to the set voltage power storage ratio as the calculated cumulative power storage ratio becomes far from the predetermined power storage ratio range. it can.

これら推定蓄電割合が積算蓄電割合より所定割合以上小さいときを過大推定低下時として制御する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記推定蓄電割合演算手段は、前記強制充電走行制御が開始する際に前記積算蓄電割合を前記推定蓄電割合と等しい値に置き換える手段である、ものとすることもできる。こうすれば、強制充電走行制御を開始するとき以降に積算蓄電割合を二次電池の実際の蓄電割合により近い値とすることができる。   In the hybrid vehicle of the present invention that controls when the estimated power storage ratio is smaller than the cumulative power storage ratio by a predetermined ratio or more as the time of overestimation reduction, the estimated power storage ratio calculation means is configured to start the forced charging travel control when the forced charging travel control starts. It is also possible to replace the integrated power storage ratio with a value equal to the estimated power storage ratio. If it carries out like this, an integrated electrical storage ratio can be made into a value closer to the actual electrical storage ratio of a secondary battery after starting forced charge travel control.

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している最中に前記内燃機関の始動を伴って前記強制充電走行制御を開始したとき、前記強制充電走行制御を終了するときに前記内燃機関の運転が要求されていないときには該内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。   Further, in the hybrid vehicle of the present invention, when the control means starts the forced charging travel control with the start of the internal combustion engine while traveling with the operation of the internal combustion engine stopped, It may be a means for controlling the internal combustion engine so that the operation of the internal combustion engine is stopped when the operation of the internal combustion engine is not requested when the forced charging traveling control is terminated.

あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結され且つ前記電動機が接続された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構を備える、ものとすることもできる。   Alternatively, in the hybrid vehicle of the present invention, a planet in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to the electric motor. It can also be provided with a gear mechanism.

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by a hybrid electronic control unit 70. 充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for charging / discharging request | requirement power setting. バッテリECU52により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a power storage ratio setting routine executed by a battery ECU 52. バッテリ50の蓄電割合SOCとバッテリ電圧Vbとの関係として表されるバッテリ50の特性の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the characteristic of the battery 50 represented as a relationship between the electrical storage ratio SOC of the battery 50, and the battery voltage Vb. バッテリ50の制御蓄電割合SOCcを設定するための反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the reflection coefficient setting map for setting the control electrical storage ratio SOCc of the battery. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram which shows the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotation element of the power distribution integration mechanism 30 when drive | working in motor operation mode. エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an example of the operating line of the engine 22, the target rotational speed Ne *, and the target torque Te * are set. エンジン運転モードで走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram which shows the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotation element of the power distribution integration mechanism 30 when drive | working by engine operation mode. ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される強制充電関連設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a forced charging related setting routine executed by a hybrid electronic control unit 70. バッテリ50の制御蓄電割合SOCcと偏差ΔSOCおよびその大小の状態と強制充電要求フラグFbとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the mode of the time change of the control electrical storage ratio SOCc of battery 50, deviation (DELTA) SOC, its state, and the forced charge request flag Fb. 変形例の反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the reflection coefficient setting map of a modification. 変形例のバッテリECU52により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the electrical storage ratio setting routine performed by battery ECU52 of a modification. 変形例の反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the reflection coefficient setting map of a modification. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example. 変形例のハイブリッド自動車320の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 320 of a modified example.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されたエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26に複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34が接続されると共に駆動輪63a,63bにデファレンシャルギヤ62とギヤ機構60を介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aにリングギヤ32が接続され遊星歯車機構として構成された動力分配統合機構30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が動力分配統合機構30のサンギヤ31に接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、電力ライン54を共用するインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするニッケル水素二次電池として構成されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 configured as an internal combustion engine capable of outputting power from a hydrocarbon-based fuel such as gasoline and light oil, and an engine electronic control unit that drives and controls the engine 22. (Hereinafter referred to as the engine ECU) 24 and a carrier 34 for holding a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve freely are connected to a crankshaft 26 of the engine 22, and a differential gear 62 and a gear mechanism 60 are connected to driving wheels 63a and 63b. A power distribution integration mechanism 30 configured as a planetary gear mechanism in which the ring gear 32 is connected to a ring gear shaft 32a serving as a drive shaft connected via a sun gear, and a sun gear of the power distribution integration mechanism 30 configured as, for example, a synchronous generator motor. Motor MG1 connected to 31 and, for example, synchronous generator motor Motor MG2 having a rotor connected to ring gear shaft 32a via reduction gear 35, inverters 41 and 42 for driving motors MG1 and MG2, and by controlling switching of inverters 41 and 42, the motor As a nickel-metal hydride secondary battery that exchanges electric power with the motors MG1 and MG2 via the motor electronic control unit (hereinafter referred to as motor ECU) 40 that controls the driving of the MG1 and MG2 and the inverters 41 and 42 that share the power line 54. The battery 50 is configured, a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52 that manages the battery 50, and a hybrid electronic control unit 70 that controls the entire vehicle.

エンジンECU24は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24は、エンジン22の状態を検出する図示しない種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置やエンジン22の冷却水温,スロットル開度,吸入空気量,吸気温などを入力ポートを介して入力し、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、図示しない燃料噴射弁への駆動信号や、図示しないスロットルバルブへの駆動信号、イグナイタと一体化された図示しないイグニッションコイルへの制御信号などを出力ポートを介して出力している。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。   The engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. The engine ECU 24 inputs signals from various sensors (not shown) that detect the state of the engine 22, such as the rotational position of the crankshaft 26, the cooling water temperature of the engine 22, the throttle opening, the intake air amount, the intake air temperature, etc. Various control signals for driving the engine 22, for example, a drive signal to a fuel injection valve (not shown), a drive signal to a throttle valve (not shown), to an ignition coil (not shown) integrated with an igniter The control signal is output via the output port. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control. Output to unit 70. The engine ECU 24 also calculates the rotational speed of the crankshaft 26, that is, the rotational speed Ne of the engine 22 based on a signal from a crank position sensor (not shown) attached to the crankshaft 26.

モータECU40は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流,インバータ41,42に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。   The motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. The motor ECU 40 receives signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 from the rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2. The rotational position, the phase current applied to the motors MG1 and MG2 detected by a current sensor (not shown), the inverter temperature from a temperature sensor (not shown) attached to the inverters 41 and 42, and the like are input. A switching control signal is output to a switching element (not shown) of the inverters 41 and 42. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70. The motor ECU 40 also calculates the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1, MG2 from the rotational position detection sensors 43, 44.

バッテリECU52は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52は、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからのバッテリ電圧Vb,バッテリ50の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからのバッテリ温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値や電圧センサ51bにより検出されたバッテリ電圧Vbに基づいて、バッテリ50に蓄えられている蓄電量の全容量(蓄電容量)に対する割合である蓄電割合SOCの推定値として各種制御に用いられる制御蓄電割合SOCcを設定したり、設定した制御蓄電割合SOCcと温度センサ51cからのバッテリ温度Tbとに基づいて、バッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。バッテリ50の制御蓄電割合SOCcの設定については後述する。以下では、バッテリ50の蓄電割合SOCは、実際の値を意味するものとし、制御蓄電割合SOCcなどの推定値とは区別して説明する。   The battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. The battery ECU 52 is a signal necessary for managing the battery 50, for example, the battery voltage Vb from the voltage sensor 51a installed between the terminals of the battery 50, and the current sensor 51b attached to the positive output terminal of the battery 50. The charging / discharging current Ib from the battery 50, the battery temperature Tb from the temperature sensor 51c attached to the battery 50, and the like are input, and data relating to the state of the battery 50 is output to the hybrid electronic control unit 70 by communication as necessary. . Further, the battery ECU 52 determines the total capacity (storage capacity) stored in the battery 50 based on the integrated value of the charge / discharge current Ib detected by the current sensor 51b and the battery voltage Vb detected by the voltage sensor 51b. ) Is set as the estimated value of the storage ratio SOC, which is a ratio to the control power storage ratio SOC), or the battery 50 is charged based on the set control storage ratio SOCc and the battery temperature Tb from the temperature sensor 51c. Input / output limits Win and Wout, which are the maximum allowable power that may be discharged, are calculated. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 set basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and the output limiting correction coefficient and the input limit based on the control power storage ratio SOCc of the battery 50. The correction coefficient is set and the basic value of the set input / output limits Win and Wout is multiplied by the correction coefficient. The setting of the control power storage ratio SOCc of the battery 50 will be described later. Hereinafter, the storage ratio SOC of the battery 50 means an actual value, and will be described separately from estimated values such as the control storage ratio SOCc.

ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator pedal opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

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

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, the operation of the thus configured hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,初期値としては値0が設定されバッテリ50の制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Smin以下まで低下したときに値1が設定される強制充電要求フラグFb,バッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbとバッテリ50の制御蓄電割合SOCcとに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、強制充電要求フラグFbは、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される後述の強制充電関連設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。また、充放電要求パワーPb*は、実施例では、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcと充放電要求パワーPb*との関係を予め定めて充放電要求パワー設定用マップとしてROM74に記憶しておき、バッテリECU52から通信により入力した制御蓄電割合SOCcが与えられると記憶したマップから対応する充放電要求パワーPb*を導出して設定するものとした。図3に充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。充放電要求パワーPb*は、図示するように、制御蓄電割合SOCcがバッテリ50の蓄電割合SOCの管理上の目標値である管理中心SOC*(例えば60%など)より大きいほど正の所定パワーまで大きくなる放電要求側の値が設定され、制御蓄電割合SOCcが管理中心SOC*より小さいほど負の所定パワーまで小さくなる充電要求側の値が設定されるものとした。ここで、駆動制御の説明を一旦中断し、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcの設定について説明する。   When the drive control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speed Nm1, of the motors MG1, MG2. Nm2, the input / output limits Win and Wout of the battery 50, the value 0 is set as an initial value, and the value 1 is set when the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is lowered to the charging required threshold value Smin or less. Then, a process of inputting data required for control, such as charge / discharge required power Pb * required by the battery 50, is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. Further, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set based on the battery temperature Tb and the control power storage ratio SOCc of the battery 50 and are input from the battery ECU 52 by communication. Furthermore, the forced charge request flag Fb is set to be input by a forced charge related setting routine described later executed by the hybrid electronic control unit 70. Further, in the embodiment, the charge / discharge required power Pb * is stored in the ROM 74 as a charge / discharge required power setting map by predetermining the relationship between the control power storage ratio SOCc of the battery 50 and the charge / discharge required power Pb *. When the control power storage ratio SOCc input by communication from the battery ECU 52 is given, the corresponding charge / discharge required power Pb * is derived and set from the stored map. FIG. 3 shows an example of the charge / discharge required power setting map. As shown in the figure, the charge / discharge required power Pb * increases to a predetermined positive power as the control power storage ratio SOCc is larger than the management center SOC * (for example, 60%) which is the management target value of the power storage ratio SOC of the battery 50. The value on the discharge request side that increases is set, and the value on the charge request side that decreases to a predetermined negative power as the control power storage ratio SOCc is smaller than the management center SOC * is set. Here, the description of the drive control is temporarily interrupted, and the setting of the control power storage ratio SOCc of the battery 50 will be described.

図4はバッテリECU52により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、バッテリECU52により所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。蓄電割合設定ルーチンが実行されると、バッテリECU52の図示しないCPUは、まず、電圧センサ51aにより検出されたバッテリ電圧Vbや電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibなど設定に必要なデータを入力し(ステップS300)、入力した充放電電流Ibの積算値に基づいてバッテリ50の蓄電割合SOCの第1の推定値として積算蓄電割合SOC1を演算すると共に(ステップS310)、入力したバッテリ電圧Vbに基づいてバッテリ50の蓄電割合SOCの第2の推定値として電圧蓄電割合SOC2を設定する処理を実行する(ステップS320)。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of a power storage ratio setting routine executed by the battery ECU 52. This routine is repeatedly executed by the battery ECU 52 every predetermined time (for example, every several msec). When the storage ratio setting routine is executed, the CPU (not shown) of the battery ECU 52 first inputs data necessary for setting such as the battery voltage Vb detected by the voltage sensor 51a and the charge / discharge current Ib detected by the current sensor 51b. Then, based on the integrated value of the input charge / discharge current Ib, the integrated storage rate SOC1 is calculated as a first estimated value of the storage rate SOC of the battery 50 (step S310), and the input battery voltage Vb is calculated. Based on this, a process of setting voltage storage rate SOC2 as the second estimated value of storage rate SOC of battery 50 is executed (step S320).

ここで、積算蓄電割合SOC1は、実施例では、例えば車両の出荷時などにバッテリ50の実際の蓄電割合SOCを反映する値として予め定められた初期値から充放電電流Ibを積算することにより演算を開始し、イグニッションオフされたときに図示しないフラッシュメモリに記憶したものを次にイグニッションオンされたときに読み出して用いることにより演算を継続するものとした。また、電圧蓄電割合SOC2は、実施例では、バッテリ電圧Vbと電圧蓄電割合SOC2との関係をバッテリ50の特性が反映されるように予め定めて電圧蓄電割合設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、バッテリ電圧Vbが与えられると記憶したマップから対応する電圧蓄電割合SOC2を導出して設定するものとした。図5にバッテリ50の蓄電割合SOCとバッテリ電圧Vbとの関係として表されるバッテリ50の特性の一例を示す。図中、所定の低蓄電割合SLは管理中心SOC*より小さい値(例えば45%など)であり、所定の高蓄電割合SHは管理中心SOC*より大きい値(例えば80%など)である。なお、強制充電フラグFbに値1を設定するための充電必要閾値Sminは、所定の低蓄電割合SLより小さい値(例えば40%など)として定められており、図中、括弧内の数字は各値の一例を示す。また、所定の低電圧Vblはこのバッテリ50の特性における所定の低蓄電割合SLに対応するバッテリ電圧Vbであり、所定の高電圧Vbhはこのバッテリ50の特性における所定の高蓄電割合SHに対応するバッテリ電圧Vb(所定の低電圧Vblより高い値)である。実施例のバッテリ50は、ニッケル水素二次電池であり、図示するように、蓄電割合SOCが所定の低蓄電割合SL未満の範囲(以下、低蓄電割合範囲という)または所定の高蓄電割合SHより大きい範囲(以下、高蓄電割合範囲という)にあるときには、蓄電割合SOCが低蓄電割合範囲にも高蓄電割合範囲にもないときに比して、蓄電割合SOCの単位変化量(例えば1%)に対するバッテリ電圧Vbの変化量が大きい、という特性を有する。言い換えると、バッテリ50は、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl未満の範囲(以下、低電圧範囲という)または所定の高電圧Vbhより大きい範囲(以下、高電圧範囲という)にあるときには、バッテリ電圧Vbが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときに比して、蓄電割合SOCの単位変化量(例えば1%)に対するバッテリ電圧Vbの変化量が大きい、という特性を有する。したがって、このようなバッテリ50の特性を反映した実施例の電圧蓄電割合設定用マップ、即ち、図5の蓄電割合SOCを電圧蓄電割合SOC2に置き換えて得られる電圧蓄電割合設定用マップに、電圧センサ51aからのバッテリ電圧Vbを適用して電圧蓄電割合SOC2を設定すると、設定された電圧蓄電割合SOC2は、バッテリ電圧Vbが低電圧範囲または高電圧範囲にあるときには、バッテリ電圧Vbが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときに比してバッテリ50の実際の蓄電割合SOCをより正しく反映した推定値となり、制御蓄電割合SOCcをより正しく設定するのに用いることが可能な推定値となる。   Here, in the embodiment, the integrated power storage rate SOC1 is calculated by integrating the charging / discharging current Ib from a predetermined initial value as a value that reflects the actual power storage rate SOC of the battery 50, for example, when the vehicle is shipped. The calculation is continued by reading out and using the data stored in the flash memory (not shown) when the ignition is turned off and when the ignition is turned on the next time. In the embodiment, the voltage storage rate SOC2 is stored in a ROM (not shown) as a voltage storage rate setting map by predetermining the relationship between the battery voltage Vb and the voltage storage rate SOC2 so that the characteristics of the battery 50 are reflected. When the battery voltage Vb is given, the corresponding voltage storage rate SOC2 is derived from the stored map and set. FIG. 5 shows an example of the characteristics of the battery 50 expressed as a relationship between the storage ratio SOC of the battery 50 and the battery voltage Vb. In the figure, the predetermined low power storage ratio SL is a value smaller than the management center SOC * (for example, 45%), and the predetermined high power storage ratio SH is larger than the management center SOC * (for example, 80%). In addition, the charge required threshold value Smin for setting the value 1 to the forced charge flag Fb is set as a value (for example, 40% etc.) smaller than a predetermined low power storage ratio SL. An example of the value is shown. The predetermined low voltage Vbl is a battery voltage Vb corresponding to a predetermined low storage ratio SL in the characteristics of the battery 50, and the predetermined high voltage Vbh corresponds to a predetermined high storage ratio SH in the characteristics of the battery 50. Battery voltage Vb (a value higher than a predetermined low voltage Vbl). The battery 50 of the embodiment is a nickel metal hydride secondary battery, and, as shown in the drawing, a range in which the storage ratio SOC is less than a predetermined low storage ratio SL (hereinafter referred to as a low storage ratio range) or a predetermined high storage ratio SH. When it is in a large range (hereinafter referred to as a high power storage ratio range), the unit change amount (for example, 1%) of the power storage ratio SOC is compared to when the power storage ratio SOC is neither the low power storage ratio range nor the high power storage ratio range. The battery voltage Vb has a large change amount. In other words, when the battery voltage Vb is in a range less than a predetermined low voltage Vbl (hereinafter referred to as a low voltage range) or a range greater than a predetermined high voltage Vbh (hereinafter referred to as a high voltage range), the battery 50 Compared to when Vb is neither in the low voltage range nor in the high voltage range, the battery voltage Vb has a large change amount with respect to the unit change amount (for example, 1%) of the storage rate SOC. Therefore, in the voltage storage ratio setting map of the embodiment reflecting the characteristics of the battery 50, that is, the voltage storage ratio setting map obtained by replacing the storage ratio SOC of FIG. 5 with the voltage storage ratio SOC2, the voltage sensor When voltage storage ratio SOC2 is set by applying battery voltage Vb from 51a, battery voltage Vb is set to the low voltage range when battery voltage Vb is in the low voltage range or the high voltage range. As a result, the estimated value reflects the actual storage rate SOC of the battery 50 more correctly than when it is not in the high voltage range, and the estimated value can be used to set the control storage rate SOCc more correctly.

こうしてバッテリ50の蓄電割合SOCの第1の推定値として積算蓄電割合SOC1を演算すると共に第2の推定値として電圧蓄電割合SOC2を設定すると、入力したバッテリ電圧Vbと所定の高電圧Vbhとを比較すると共に(ステップS330)、バッテリ電圧Vbと所定の低電圧Vblとを比較し(ステップS340)、バッテリ電圧Vbが所定の高電圧Vbh以下であり且つ所定の低電圧Vbl以上のとき(高電圧範囲にも低電圧範囲にもないとき)には、演算した積算蓄電割合SOC1を制御蓄電割合SOCcとして設定し(ステップS350)、蓄電割合設定ルーチンを終了する。図5に例示したように、バッテリ50の特性によれば、バッテリ電圧Vbに基づく電圧蓄電割合SOC2は、バッテリ電圧Vbが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときには、バッテリ50の実際の蓄電割合SOCを正しく反映しにくい。このため、実施例では、バッテリ電圧Vbが高電圧範囲にも低電圧範囲にもないときには、電圧蓄電割合SOC2に比してバッテリ50の実際の蓄電割合SOCをより正しく反映する積算蓄電割合SOC1を推定蓄電割合SOCcとして設定するものとした。ただし、積算蓄電割合SOC1は、時間経過に応じて実際の蓄電割合SOCに対する誤差が大きくなる可能性がある。   Thus, when integrated storage rate SOC1 is calculated as the first estimated value of storage rate SOC of battery 50 and voltage storage rate SOC2 is set as the second estimated value, input battery voltage Vb is compared with predetermined high voltage Vbh. In step S330, the battery voltage Vb is compared with a predetermined low voltage Vbl (step S340). When the battery voltage Vb is equal to or lower than the predetermined high voltage Vbh and equal to or higher than the predetermined low voltage Vbl (high voltage range). And when the calculated voltage is not in the low voltage range, the calculated integrated power storage ratio SOC1 is set as the control power storage ratio SOCc (step S350), and the power storage ratio setting routine is terminated. As illustrated in FIG. 5, according to the characteristics of the battery 50, the voltage storage ratio SOC <b> 2 based on the battery voltage Vb is the actual storage of the battery 50 when the battery voltage Vb is neither in the low voltage range nor in the high voltage range. It is difficult to correctly reflect the ratio SOC. For this reason, in the embodiment, when the battery voltage Vb is not in the high voltage range or the low voltage range, the integrated power storage rate SOC1 that more accurately reflects the actual power storage rate SOC of the battery 50 than the voltage power storage rate SOC2 is set. The estimated power storage ratio SOCc was set. However, there is a possibility that the accumulated power storage rate SOC1 has a large error with respect to the actual power storage rate SOC as time elapses.

バッテリ電圧Vbが所定の高電圧Vbhより大きい高電圧範囲にあるときや、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl未満の低電圧範囲にあるときには、積算蓄電割合SOC1より電圧蓄電割合SOC2の方が実際の蓄電割合SOCを正確に反映しやすいと判断し、バッテリ電圧Vbに基づいて制御蓄電割合SOCcに電圧蓄電割合SOC2を反映させる割合を定める値0以上値1以下の反映係数kvを設定すると共に(ステップS360)、設定した反映係数kvと電圧蓄電割合SOC2との積に値1から反映係数kvを減じた値(1−kv)と積算蓄電割合SOC1との積を加えたものを次式(1)に示すように積算蓄電割合SOCとして演算し(ステップS370)、蓄電割合設定ルーチンを終了する。ここで、反映係数kvは、実施例では、バッテリ電圧Vbと反映係数kvとの関係を予め定めて反映係数設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、バッテリ電圧Vbが与えられると記憶したマップから対応する反映係数kvを導出して設定するものとした。図6に反映係数設定用マップの一例を示す。図示するように、反映係数kvは、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl以上且つ所定の高電圧Vbh以下のときには値0が設定され、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vblより小さいほど値1まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Vbが所定の高電圧Vbhより大きいほど値1まで大きくなる値が設定される。バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl以上且つ所定の高電圧Vbh以下の範囲から離れるほど大きくなる値を反映係数kvに設定するのは、制御蓄電割合SOCcが不連続に変更されるのを抑制するためである。こうしてバッテリ電圧Vbが低電圧範囲や高電圧範囲になったときに積算蓄電割合SOC1より電圧蓄電割合SOC2が反映されるように制御蓄電割合SOCcを演算する(電圧蓄電割合SOC2が反映されるように制御蓄電割合SOCcを補正する)から、バッテリ50の実際の蓄電割合SOCが低下したときなどに制御蓄電割合SOCcを実際の蓄電割合SOCをより正しく反映した値とすることができる。以上、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcの設定について説明した。駆動制御の説明に戻る。   When the battery voltage Vb is in a high voltage range higher than the predetermined high voltage Vbh, or when the battery voltage Vb is in a low voltage range lower than the predetermined low voltage Vbl, the voltage storage rate SOC2 is actually higher than the integrated storage rate SOC1. Is determined to be accurately reflected, and a reflection coefficient kv is set to a value 0 or more and 1 or less that determines a ratio for reflecting the voltage storage ratio SOC2 in the control storage ratio SOCc based on the battery voltage Vb ( In step S360), the product of the set reflection coefficient kv and the voltage storage ratio SOC2 plus the product of the value 1 minus the reflection coefficient kv (1-kv) and the integrated storage ratio SOC1 is added to the following formula (1 ) Is calculated as the integrated power storage ratio SOC (step S370), and the power storage ratio setting routine is terminated. Here, in the embodiment, the reflection coefficient kv is stored in a ROM (not shown) as a reflection coefficient setting map by predetermining the relationship between the battery voltage Vb and the reflection coefficient kv, and stored when the battery voltage Vb is given. The corresponding reflection coefficient kv is derived from the map and set. FIG. 6 shows an example of the reflection coefficient setting map. As shown in the figure, the reflection coefficient kv is set to a value of 0 when the battery voltage Vb is equal to or higher than a predetermined low voltage Vbl and equal to or lower than a predetermined high voltage Vbh, and decreases to a value of 1 as the battery voltage Vb is smaller than the predetermined low voltage Vbl. A value that increases is set, and a value that increases to a value of 1 as the battery voltage Vb is greater than the predetermined high voltage Vbh is set. Setting the reflection coefficient kv to a value that increases as the battery voltage Vb moves away from the range of the predetermined low voltage Vbl or higher and the predetermined high voltage Vbh or lower suppresses the control power storage ratio SOCc from being discontinuously changed. Because. In this way, when the battery voltage Vb becomes a low voltage range or a high voltage range, the control power storage ratio SOCc is calculated from the integrated power storage ratio SOC1 so that the voltage power storage ratio SOC2 is reflected (so that the voltage power storage ratio SOC2 is reflected). From the correction of the control power storage rate SOCc), the control power storage rate SOCc can be set to a value that more accurately reflects the actual power storage rate SOC when the actual power storage rate SOC of the battery 50 decreases. The setting of the control power storage ratio SOCc of the battery 50 has been described above. Returning to the description of drive control.

SOCc=kv・SOC2+(1-kv)・SOC1 (1)   SOCc = kv ・ SOC2 + (1-kv) ・ SOC1 (1)

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図7に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものからバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*を減じてロスLossを加えることにより計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めたりすることができる。   When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V. And the required power Pe * required for the engine 22 is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the ROM 74 as a required torque setting map, and the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, , The corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 7 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * can be calculated by subtracting the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50 from the product of the set required torque Tr * and the rotation speed Nr of the ring gear shaft 32a and adding a loss Loss. . The rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a is obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor k (Nr = k · V), or the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is divided by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 (Nr = Nm2 / Gr).

続いて、エンジン22が運転中であるか運転停止中であるかを判定し(ステップS120)、エンジン22が運転停止中であるときには、要求パワーPe*を、エンジン22を効率よく運転するためにエンジン22を始動した方がよい要求パワーPe*の範囲の下限として定められた閾値Pstartと比較すると共に(ステップS130)、強制充電要求フラグFbを調べ(ステップS140)、要求パワーPe*が閾値Pstart未満で強制充電要求フラグFbが値0のときには、エンジン22の運転停止を継続すると判断し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する(ステップS150)。   Subsequently, it is determined whether the engine 22 is operating or stopped (step S120). When the engine 22 is stopped, the required power Pe * is used to efficiently operate the engine 22. The engine 22 is compared with a threshold value Pstart determined as the lower limit of the range of the required power Pe * that should be started (step S130), the forced charge request flag Fb is checked (step S140), and the required power Pe * is equal to the threshold value Pstart. If the forced charge request flag Fb is less than 0 and it is determined that the engine 22 will continue to be stopped, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set to 0 (step S150).

続いて、要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したものをモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpとして設定すると共に(ステップS160)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutを現在のモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し(ステップS170)、計算した仮トルクTm2tmpを次式(2)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS180)。   Subsequently, a value obtained by dividing the required torque Tr * by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is set as a temporary torque Tm2tmp which is a temporary value of torque to be output from the motor MG2 (step S160), and input / output of the battery 50 Torque limits Tm2min and Tm2max as upper and lower limits of torque that may be output from the motor MG2 are calculated by dividing the limits Win and Wout by the current rotational speed Nm2 of the motor MG2 (step S170), and the calculated temporary torque Tm2tmp is calculated. The torque command Tm2 * of the motor MG2 is set by limiting with the torque limits Tm2min and Tm2max according to the following equation (2) (step S180).

Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (2)   Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (2)

こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS190)、駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、モータMG2から駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。モータ運転モードで走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図8に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。   When the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are thus set, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S190), and the drive control routine is terminated. The motor ECU 40 that receives the torque commands Tm1 * and Tm2 * performs switching control of the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *. By such control, it is possible to travel by outputting the required torque Tr * from the motor MG2 to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. FIG. 8 shows an example of a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 when traveling in the motor operation mode. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by dividing the number Nm2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is shown.

ステップS130で要求パワーPe*が閾値Pstart以上のときには、エンジン22を効率よく運転するためにエンジン22を始動した方がよいと判断し、また、ステップS130,S140で要求パワーPe*が閾値Pstart未満でも強制充電要求フラグFbが値1のときには、バッテリ50を蓄電割合SOCを高めるためにエンジン22を始動した方がよいと判断して、エンジン22を始動する(ステップS200)。ここで、エンジン22の始動は、モータMG1からトルクを出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクをキャンセルするためのトルクをモータMG2から出力することによりエンジン22をクランキングし、エンジン22の回転数Neが所定回転数(例えば1000rpm)に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。なお、このエンジン22の始動の最中も要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2の駆動制御が行なわれる。即ち、モータMG2から出力すべきトルクは、要求トルクTr*をリングギヤ軸32aに出力するためのトルクと、モータMG1によってエンジン22をクランキングする際にリングギヤ軸32aに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと、の和のトルクとなる。   When the required power Pe * is greater than or equal to the threshold value Pstart in step S130, it is determined that it is better to start the engine 22 in order to efficiently operate the engine 22, and the required power Pe * is less than the threshold value Pstart in steps S130 and S140. However, when the forced charge request flag Fb is a value 1, it is determined that it is better to start the engine 22 in order to increase the storage ratio SOC of the battery 50, and the engine 22 is started (step S200). Here, the engine 22 is started by outputting torque from the motor MG1 and outputting torque from the motor MG2 for canceling torque output to the ring gear shaft 32a as a drive shaft in accordance with the output of this torque. This is performed by cranking the engine 22 and starting fuel injection control, ignition control, etc. when the rotational speed Ne of the engine 22 reaches a predetermined rotational speed (for example, 1000 rpm). During the start of the engine 22, the drive control of the motor MG2 is performed so that the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a. That is, the torque to be output from the motor MG2 is to cancel the torque for outputting the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a and the torque acting on the ring gear shaft 32a when the engine 22 is cranked by the motor MG1. This is the sum of the torque and the torque.

エンジン22を始動すると、要求パワーPe*とエンジン22を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し(ステップS210)、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いて次式(3)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の目標トルクTe*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいて式(4)によりモータMG1から出力すべきトルク指令Tm1*を計算する(ステップS220)。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図9に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。式(3)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン運転モードで走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図10に示す。図中、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。式(3)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(4)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(4)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。   When the engine 22 is started, a target rotational speed Ne * and a target torque Te * are set as operating points at which the engine 22 should be operated based on the required power Pe * and an operation line for operating the engine 22 efficiently (step S210), using the target rotational speed Ne * of the engine 22, the rotational speed Nm2 of the motor MG2, the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, and the gear ratio Gr of the reduction gear 35, the target of the motor MG1 by the following equation (3): Formula (4) is calculated based on the calculated target rotational speed Nm1 *, the input rotational speed Nm1 of the motor MG1, the target torque Te * of the engine 22, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30. To calculate the torque command Tm1 * to be output from the motor MG1 (step S220). FIG. 9 shows an example of the operation line of the engine 22 and how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained from the intersection of the operation line and a curve with a constant required power Pe * (Ne * × Te *). Expression (3) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 10 shows an example of a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 when traveling in the engine operation mode. In the figure, two thick arrows on the R axis indicate that torque Tm1 output from the motor MG1 acts on the ring gear shaft 32a and torque Tm2 output from the motor MG2 is applied to the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35. And acting torque. Expression (3) can be easily derived by using this alignment chart. Expression (4) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotation speed Nm1 *. In Expression (4), “k1” in the second term on the right side is a gain of the proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (3)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (4)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (3)
Tm1 * =-ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 ・ (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (4)

そして、要求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2の仮トルクTm2tmpを次式(5)により計算すると共に(ステップS230)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2のトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(6)および式(7)により計算し(ステップS240)、計算した仮トルクTm2tmpを式(8)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS250)。ここで、式(5)は、図10の共線図から容易に導くことができる。   Then, the torque command Tm1 * set to the required torque Tr * is added by dividing the torque command Tm1 * by the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 and further divided by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 to obtain the temporary torque Tm2tmp of the motor MG2. The power consumption (power generation) of the motor MG1 obtained by multiplying the input / output limits Win and Wout of the battery 50 and the set torque command Tm1 * by the current rotational speed Nm1 of the battery 50 (step S230). The torque limit Tm2min, Tm2max of the motor MG2 is calculated by the following equations (6) and (7) (step S240) by dividing the deviation from the electric power) by the rotational speed Nm2 of the motor MG2, and the calculated temporary torque Tm2tmp is calculated by the equation The torque command Tm2 * of the motor MG2 is limited by the torque limits Tm2min and Tm2max according to (8). A constant (step S250). Here, Expression (5) can be easily derived from the alignment chart of FIG.

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (8)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (6)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (7)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (8)

こうしてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*とを設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS260)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。こうした制御により、エンジン22から要求パワーPe*を効率よく出力して、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。   When the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the engine 22 and the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are thus set, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are sent to the engine ECU 24. The torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S260), and the drive control routine is terminated. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * controls the intake air amount in the engine 22 so that the engine 22 is operated at the operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Controls such as fuel injection control and ignition control. By such control, the required power Pe * can be efficiently output from the engine 22, and the required torque Tr * can be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft for traveling.

エンジン22からの動力を用いた走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップS120でエンジン22は運転中であると判定され、要求パワーPe*を、エンジン22を効率よく運転するためにエンジン22を運転停止した方がよい要求パワーPe*の上限として定められた閾値Pstop(閾値Pstartより若干小さい値)と比較すると共に(ステップS270)、強制充電要求フラグFbを調べる(ステップS280)。要求パワーPe*が閾値Pstopより大きいときには、エンジン22を効率よく運転するためにエンジン22の運転を継続した方がよいと判断し、また、要求パワーPe*が閾値Pstop以下のときでも強制充電要求フラグFbが値1のときには、バッテリ50の蓄電割合SOCを高めるためにエンジン22の運転を継続した方がよいと判断して、上述したステップS210〜S260の処理により、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信して、駆動制御ルーチンを終了する。   When traveling using the power from the engine 22 is started, the next time this routine is executed, it is determined in step S120 that the engine 22 is in operation, and the required power Pe * is used to efficiently operate the engine 22. It is compared with a threshold value Pstop (a value slightly smaller than the threshold value Pstart) determined as the upper limit of the required power Pe * that should be stopped at the same time (step S270), and the forced charge request flag Fb is checked (step S280). . When the required power Pe * is larger than the threshold value Pstop, it is determined that it is better to continue the operation of the engine 22 in order to efficiently operate the engine 22, and the forced charge request is made even when the required power Pe * is equal to or lower than the threshold value Pstop. When the flag Fb is 1, it is determined that it is better to continue the operation of the engine 22 in order to increase the storage ratio SOC of the battery 50, and the target rotational speed Ne of the engine 22 is determined by the processing of steps S210 to S260 described above. *, Target torque Te *, torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2, are set and transmitted to the engine ECU 24 and the motor ECU 40, and the drive control routine is terminated.

ステップS270,S280で要求パワーPe*が閾値Pstop以下であり強制充電要求フラグFbが値0のときには、エンジン22を運転停止すると判断し、エンジン22の運転を停止し(ステップS290)、上述したステップS150〜S190の処理により、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信して、駆動制御ルーチンを終了する。   When the required power Pe * is equal to or less than the threshold value Pstop in steps S270 and S280 and the forced charge request flag Fb is 0, it is determined that the engine 22 is to be stopped, and the engine 22 is stopped (step S290). Through the processes of S150 to S190, torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are set and transmitted to the motor ECU 40, and the drive control routine is terminated.

こうした制御により、強制充電要求フラグFbが値0のときには、エンジン22の要求パワーPe*の大小に基づくエンジン22の間欠運転を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。この強制充電要求フラグFbが値0の場合にエンジン22を運転するときには、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcが小さいほど充電電力として大きくなる傾向に設定された充放電要求パワーPe*によってバッテリ50の充放電が行なわれるように制御が行なわれることになる。また、強制充電要求フラグFbが値1のときには、エンジン22の要求パワーPe*の大小に拘わらずエンジン22を継続して運転してリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。この強制充電要求フラグFbが値1の場合は、詳細は後述するが、バッテリ50の蓄電割合SOCが制御中心SOC*より小さい充電必要閾値Smin以下になった場合であるから、充電電力として設定された充放電要求パワーPb*によって、エンジン22の運転によるモータMG1からの発電電力でバッテリ50が充電されるように制御が行なわれることになる。なお、エンジン22を運転停止した状態で走行中に強制充電要求フラグFbに値1が設定されるとエンジン22が始動され、その後に強制充電要求フラグFbに値0が設定されるとエンジン22の要求パワーPe*が停止閾値Pstop以下のときにはエンジン22が運転停止される。以上、駆動制御について説明した。   With this control, when the forced charge request flag Fb is 0, the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft with intermittent operation of the engine 22 based on the magnitude of the required power Pe * of the engine 22. You can travel. When the engine 22 is operated when the forced charge request flag Fb is 0, charging / discharging of the battery 50 is performed by the charge / discharge request power Pe * set such that the charging power increases as the control power storage ratio SOCc of the battery 50 decreases. Control is performed so that discharge is performed. When the forced charge request flag Fb is 1, the engine 22 can be continuously operated regardless of the required power Pe * of the engine 22 to output the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a. it can. When the forced charge request flag Fb is a value 1, as will be described in detail later, this is a case where the storage ratio SOC of the battery 50 is equal to or less than the required charge threshold Smin, which is smaller than the control center SOC *, and thus is set as the charge power. Control is performed so that the battery 50 is charged by the generated power from the motor MG1 by the operation of the engine 22 by the charge / discharge required power Pb *. When the value of 1 is set in the forced charge request flag Fb during traveling while the engine 22 is stopped, the engine 22 is started. When the value of 0 is set in the forced charge request flag Fb after that, When the required power Pe * is less than or equal to the stop threshold value Pstop, the engine 22 is stopped. The drive control has been described above.

次に、こうした駆動制御で用いられるバッテリ50の強制充電要求フラグFbの設定に関連する処理について説明する。図11は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される強制充電関連設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, processing related to the setting of the forced charge request flag Fb of the battery 50 used in such drive control will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an example of a forced charging related setting routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec).

強制充電関連設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、バッテリ50の積算蓄電割合SOC1や制御蓄電割合SOCcなど強制充電要求フラグFbなどの設定に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS400)。積算蓄電割合SOC1は、図4の蓄電割合設定ルーチンにより、電流センサ51bからの充放電電流Ibの積算値に基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。また、制御蓄電割合SOCcは、図4の蓄電割合設定ルーチンにより、積算蓄電割合SOC1として設定されたものや、積算蓄電割合SOC1と電圧蓄電割合SOC2とに基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。   When the forced charge-related setting routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first inputs data necessary for setting the forced charge request flag Fb such as the integrated power storage ratio SOC1 and the control power storage ratio SOCc of the battery 50. The process which performs is performed (step S400). The accumulated power storage rate SOC1 calculated based on the integrated value of the charge / discharge current Ib from the current sensor 51b by the power storage rate setting routine of FIG. 4 is input from the battery ECU 52 by communication. Further, the control power storage rate SOCc is communicated from the battery ECU 52 by the power storage rate setting routine shown in FIG. 4, which is set as the integrated power storage rate SOC1 or calculated based on the integrated power storage rate SOC1 and the voltage power storage rate SOC2. It was supposed to be entered by

こうしてデータを入力すると、初期値としては値0が設定され本ルーチンで制御蓄電割合SOCcに応じて値1や値0が設定される強制充電要求フラグFbを調べ(ステップS410)、強制充電要求フラグFbが値0のときには、制御蓄電割合SOCcと充電必要閾値Sminとを比較する(ステップS420)。充電必要閾値Sminは、バッテリ50の蓄電割合SOCを高める必要がある範囲の上限としてバッテリ50の蓄電容量などに基づいて予め定められたものであり、実施例では、図5に例示したように、所定の低蓄電割合SLより小さい値(例えば40%など)に定められているものとした。   When the data is input in this way, a value 0 is set as an initial value, and a forced charge request flag Fb in which a value 1 or a value 0 is set according to the control power storage ratio SOCc in this routine is checked (step S410). When Fb is 0, the control power storage ratio SOCc is compared with the charge required threshold value Smin (step S420). The required charging threshold Smin is predetermined based on the storage capacity of the battery 50 as the upper limit of the range in which the storage ratio SOC of the battery 50 needs to be increased. In the embodiment, as illustrated in FIG. The value is set to a value (for example, 40%) smaller than a predetermined low power storage ratio SL.

バッテリ50の制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Sminより大きいときには、バッテリ50の蓄電割合SOCを高める必要はないと判断し、強制充電要求フラグFbに値0を保持したまま、強制充電関連設定ルーチンを終了する。また、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Smin以下のときには、バッテリ50の蓄電割合SOCを高める必要があると判断し、強制充電要求フラグFbに値1を設定し(ステップS430)、入力した積算蓄電割合SOC1から制御蓄電割合SOCcを減じたものを偏差ΔSOCとして計算し(ステップS440)、計算した偏差ΔSOCが所定割合Sref以上であるか否かを判定する(ステップS450)。強制充電要求フラグFbに値1が設定されると、図2に例示した駆動制御によってエンジン22の運転停止が禁止されエンジン22の運転が継続される。即ち、エンジン22の運転を継続してモータMG1の発電電力によりバッテリ50を充電しながら要求トルクTr*により走行するためのエンジン22とモータMG1,MG2との制御(以下、強制充電走行制御という)が開始されることになる。ここで、所定割合Srefは、強制充電走行制御を開始する際に、制御蓄電割合SOCcが実際の蓄電割合SOCより許容範囲を超えて大きい値として推定されている状態から低下して充電必要閾値Smin以下になったとき(以下、過大推定低下時という)であるか否かを判定するためのものであり、バッテリ50の蓄電容量などに基づいて例えば2%や3%などに予め定めたものを用いることができる。   When the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is larger than the charge required threshold Smin, it is determined that it is not necessary to increase the power storage ratio SOC of the battery 50, and the forced charge related setting routine is executed while the value 0 is held in the forced charge request flag Fb. finish. Further, when the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is equal to or less than the charge necessary threshold value Smin, it is determined that the power storage ratio SOC of the battery 50 needs to be increased, and the value 1 is set to the forced charge request flag Fb (step S430). A value obtained by subtracting the control power storage ratio SOCc from the integrated power storage ratio SOC1 is calculated as a deviation ΔSOC (step S440), and it is determined whether or not the calculated deviation ΔSOC is equal to or greater than a predetermined ratio Sref (step S450). When the value 1 is set in the forced charge request flag Fb, the operation stop of the engine 22 is prohibited by the drive control illustrated in FIG. 2 and the operation of the engine 22 is continued. That is, control of the engine 22 and the motors MG1 and MG2 for running with the required torque Tr * while charging the battery 50 with the power generated by the motor MG1 while continuing the operation of the engine 22 (hereinafter referred to as forced charge running control). Will be started. Here, when starting the forced charging travel control, the predetermined ratio Sref decreases from a state where the control power storage ratio SOCc is estimated to be larger than the actual power storage ratio SOC and exceeds a permissible range, and the required charging threshold Smin It is for determining whether or not the following has occurred (hereinafter referred to as over-estimated decline), and a predetermined value such as 2% or 3% based on the storage capacity of the battery 50 is used. Can be used.

計算した偏差ΔSOCが所定割合Sref未満のときには、過大推定低下時ではないと判断し、強制充電走行制御を終了するときのバッテリ50の制御蓄電割合SOCcである充電終了閾値Sfinに充電必要閾値Sminより大きい第1の閾値S1(例えば50%など)を設定し(ステップS470)、計算した偏差ΔSOCが所定割合Sref以上のときには、過大推定低下時であると判断し、充電終了閾値Sfinに充電必要閾値Sminより大きいが第1の閾値S1より小さい第2の閾値S2(例えば、43%や45%など)を設定する(ステップS480)。そして、バッテリ50の積算蓄電割合SOC1を現在の制御蓄電割合SOCcと同じ値に置き換えて設定し直すようバッテリECU52に指令して(ステップS480)、強制充電関連制御ルーチンを終了する。指令されたバッテリECU52は、積算蓄電割合SOC1の値を置換して図4に例示した蓄電割合設定ルーチンによる積算蓄電割合SOC1の演算を継続する。図5や図6に示したように、強制充電走行制御を開始するときには、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcは充電必要閾値Smin以下であり、この制御蓄電割合SOCcにはバッテリ電圧Vbに基づく電圧蓄電割合SOC2が大きく反映され実際の蓄電割合SOCをより正しく反映した値となっている。このため、実施例では、強制充電走行制御を開始するときに、実際の蓄電割合SOCに対して誤差を含んでいる可能性がある積算蓄電割合SOC1を制御蓄電割合SOCcと同じ値に置換することにより、その後の積算蓄電割合SOC1をより正しい値として演算することができる。なお、偏差ΔSOCと所定割合Srefとの大小関係に応じて充電終了閾値Sfinを変更する理由については、後述する。   When the calculated deviation ΔSOC is less than the predetermined ratio Sref, it is determined that it is not an excessive estimation decrease, and the charge end threshold Sfin, which is the control power storage ratio SOCc of the battery 50 when the forced charge travel control is ended, is greater than the charge required threshold Smin. A large first threshold value S1 (for example, 50%) is set (step S470), and when the calculated deviation ΔSOC is equal to or greater than the predetermined ratio Sref, it is determined that the overestimation has been reduced, and the charge required threshold value is set as the charge end threshold value Sfin. A second threshold value S2 (for example, 43%, 45%, etc.) larger than Smin but smaller than the first threshold value S1 is set (step S480). Then, the battery ECU 52 is instructed to replace the integrated power storage rate SOC1 of the battery 50 with the same value as the current control power storage rate SOCc (step S480), and the forced charge related control routine is terminated. The commanded battery ECU 52 replaces the value of the integrated storage ratio SOC1 and continues the calculation of the integrated storage ratio SOC1 by the storage ratio setting routine illustrated in FIG. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, when the forced charging running control is started, the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is equal to or less than the charge required threshold Smin, and the control power storage ratio SOCc is a voltage storage based on the battery voltage Vb. The ratio SOC2 is largely reflected and is a value that more accurately reflects the actual storage ratio SOC. Therefore, in the embodiment, when the forced charging traveling control is started, the accumulated power storage ratio SOC1 that may contain an error with respect to the actual power storage ratio SOC is replaced with the same value as the control power storage ratio SOCc. Thus, the subsequent integrated power storage ratio SOC1 can be calculated as a more correct value. The reason for changing the charging end threshold value Sfin in accordance with the magnitude relationship between the deviation ΔSOC and the predetermined ratio Sref will be described later.

こうして強制充電走行制御を開始すると、次に本ルーチンを実行したときにステップS410で強制充電要求フラグFbが値1であると判定され、入力した制御蓄電割合SOCcを設定した充電終了閾値Sfinと比較し(ステップS490)、制御蓄電割合SOCcが充電終了閾値Sfin未満のときには、強制充電走行制御を継続すると判断して、強制充電要求フラグFbに値1を保持したまま、強制充電関連設定ルーチンを終了する。一方、入力した制御蓄電割合SOCcが設定した充電終了閾値Sfin以上のときには、強制充電走行制御を終了すると判断し、強制充電要求フラグFbに値0を設定して(ステップS500)、強制充電関連設定ルーチンを終了する。こうして強制充電要求フラグFbに値0が設定されると、図2に例示した駆動制御によってエンジン22の運転停止が許可されエンジン22の要求パワーPe*の大小に基づくエンジン22の間欠運転が行なわれる。即ち、強制充電走行制御が終了する。   When the forced charge running control is started in this way, the next time this routine is executed, it is determined in step S410 that the forced charge request flag Fb is a value 1, and the input control power storage ratio SOCc is compared with the set charge end threshold value Sfin. (Step S490), when the control power storage ratio SOCc is less than the charging end threshold Sfin, it is determined that the forced charging traveling control is continued, and the forced charging request flag Fb is maintained with the value 1 and the forced charging related setting routine is ended. To do. On the other hand, when the input control power storage ratio SOCc is equal to or greater than the set charge end threshold value Sfin, it is determined that the forced charge travel control is to be ended, the value 0 is set in the forced charge request flag Fb (step S500), and forced charge related settings are set. End the routine. When the value 0 is set in the forced charge request flag Fb in this manner, the engine 22 is permitted to be stopped by the drive control illustrated in FIG. 2, and the engine 22 is intermittently operated based on the required power Pe * of the engine 22. . That is, the forced charging travel control ends.

ここで、強制充電走行制御を開始する際に、バッテリ50の積算蓄電割合SOC1から制御蓄電割合SOCcを減じて得られる偏差ΔSOCと所定割合Srefとの大小関係に応じて充電終了閾値Sfinを変更する理由について説明する。図12は、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcと偏差ΔSOCおよびその大小の状態と強制充電要求フラグFbとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線で示す制御蓄電割合SOCcと比較するために、積算蓄電割合SOC1を一点鎖線で示し、偏差ΔSOCの大小に拘わらず充電終了閾値Sfinとして第1の閾値S1を設定したときの比較例における制御蓄電割合SOCcを破線で示す。偏差ΔSOCの大小の状態は、偏差ΔSOCが所定割合Sref以上のときを偏差が大きい状態とし、偏差ΔSOCが所定割合Sref未満のときを偏差が小さい状態として示した。バッテリ50からの放電により制御蓄電割合SOCcが低下し、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl未満となって電圧蓄電割合SOC2が反映されるように制御蓄電割合SOCcが補正され始めると(時刻t1)、実際の蓄電割合SOCが積算蓄電割合SOC1より小さいために積算蓄電割合SOC1と制御蓄電割合SOCcとの間に差が生じ、偏差ΔSOCが所定割合Sref以上にまで大きくなった状態で制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Smin以下となる過大推定低下時となり(時刻t2)、強制充電走行制御を開始する場合がある。例えば、バッテリ50が高温で自己放電による放電量が大きい状態が継続したときなどには、過大推定低下時となりやすい。こうした過大推定低下時の場合に、破線で示す比較例のように、制御蓄電割合SOCcが比較的大きい第1の閾値S1になるまで強制充電走行制御を継続すると(時刻t4)、エンジン22の運転による燃焼消費が無駄に継続してしまう。無駄となる理由は、過大推定低下時は、制御蓄電割合SOCcが実際の蓄電割合SOCよりも許容範囲を超えて大きい状態であったことから、充放電要求パワーPe*が充電電力としては小さく設定されてバッテリ50の充電が抑制されていた状態であり、制御蓄電割合SOCcを実際の蓄電割合SOCにより近い値とすることができれば、バッテリ50の蓄電割合SOCを車両の走行によって回復させる余地があった状態ということができるためである。したがって、強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時と判定された場合には、強制充電走行制御を制御蓄電割合SOCcが比較的小さい第2の閾値S2になるまでしか強制充電走行制御を継続しないようにすることにより(時刻t3)、エンジン22の燃焼消費を抑制することができる。一方、強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時でないと判定された場合には、例えば渋滞中など車両の走行によっては蓄電割合SOCを回復させる余地が少ないと判断し、強制充電走行制御を制御蓄電割合SOCcが比較的大きい第1の閾値S1になるまで継続することにより、実際の蓄電割合SOCを回復させることができる。   Here, when the forced charging traveling control is started, the charging end threshold value Sfin is changed according to the magnitude relationship between the deviation ΔSOC obtained by subtracting the control power storage ratio SOCc from the integrated power storage ratio SOC1 of the battery 50 and the predetermined ratio Sref. The reason will be explained. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a time change state of the control power storage ratio SOCc and the deviation ΔSOC of the battery 50 and its magnitude and the forced charge request flag Fb. In the figure, in order to compare with the control power storage ratio SOCc indicated by the solid line, the cumulative power storage ratio SOC1 is indicated by a one-dot chain line, and the first threshold value S1 is set as the charge end threshold value Sfin regardless of the magnitude of the deviation ΔSOC. The control power storage ratio SOCc at is indicated by a broken line. The deviation ΔSOC is shown as having a large deviation when the deviation ΔSOC is equal to or greater than the predetermined ratio Sref, and as having a small deviation when the deviation ΔSOC is less than the predetermined ratio Sref. When the control power storage rate SOCc decreases due to the discharge from the battery 50 and the battery voltage Vb becomes less than the predetermined low voltage Vbl and the voltage power storage rate SOC2 is reflected, the correction of the control power storage rate SOCc starts (time t1). Since the actual power storage rate SOC is smaller than the cumulative power storage rate SOC1, a difference occurs between the cumulative power storage rate SOC1 and the control power storage rate SOCc, and the control power storage rate SOCc is increased in a state where the deviation ΔSOC is greater than or equal to the predetermined rate Sref. However, there is a case where the forced charging traveling control is started when the overestimated lowering becomes equal to or less than the charging required threshold value Smin (time t2). For example, when the state in which the battery 50 is at a high temperature and the amount of discharge due to self-discharge continues is large, it is likely to be an overestimated decline. In the case of such an excessive estimation decrease, if the forced charging travel control is continued until the control power storage ratio SOCc reaches a relatively large first threshold value S1 (time t4) as in the comparative example indicated by the broken line, the operation of the engine 22 is performed. The combustion consumption due to will continue in vain. The reason for wasting is that, when the overestimation is reduced, the control power storage ratio SOCc is larger than the actual power storage ratio SOC beyond the allowable range, so the charge / discharge required power Pe * is set to be small as the charge power. If the control power storage rate SOCc can be made closer to the actual power storage rate SOC, there is room for recovery of the battery 50 power storage rate SOC by running of the vehicle. It is because it can be said that it was in the state. Therefore, when it is determined that the overestimation is reduced when the forced charging traveling control is started, the forced charging traveling control is performed only until the control power storage ratio SOCc becomes a relatively small second threshold value S2. By not continuing (time t3), the combustion consumption of the engine 22 can be suppressed. On the other hand, if it is determined that the overestimation is not reduced when the forced charging traveling control is started, it is determined that there is little room for recovering the storage rate SOC depending on the traveling of the vehicle such as during a traffic jam, for example, and the forced charging traveling control is performed. Is continued until the control power storage ratio SOCc reaches a relatively large first threshold value S1, so that the actual power storage ratio SOC can be recovered.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Smin以下になったことによりエンジン22の運転を継続してモータMG1からの電力によりバッテリ50を充電しながら要求トルクTr*により走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する強制充電走行制御を開始する際に、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcが実際の蓄電割合SOCより許容範囲を超えて大きい状態から低下して制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Smin以下になった過大推定低下時でないときには、制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Sminより大きい値として定めた第1の閾値S1になるまで強制充電走行制御を継続し、一方、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Sminより大きく且つ第1の閾値S1より小さい第2の閾値S2になるまで強制充電走行制御を継続するから、過大推定低下時にはより小さい制御蓄電割合SOCcになるタイミングで強制充電走行制御を終了することができ、エンジン22の運転による燃料消費をより適正に抑制することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the operation of the engine 22 is continued and the battery 50 is charged by the electric power from the motor MG1 when the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is equal to or less than the charging required threshold Smin. However, when starting the forced charging traveling control for controlling the engine 22 and the motors MG1, MG2 to travel with the required torque Tr *, the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is larger than the actual power storage ratio SOC beyond the allowable range. When it is not an overestimated decline when the control power storage ratio SOCc is less than or equal to the required charging threshold Smin due to a drop from the state, forced charging is performed until the control power storage ratio SOCc reaches a first threshold value S1 determined as a value greater than the required charging threshold Smin. On the other hand, overestimate when starting forced charge travel control while continuing travel control When the time is lower, the forced charge traveling control is continued until the control power storage ratio SOCc becomes larger than the charge required threshold value Smin and the second threshold value S2 smaller than the first threshold value S1. The forced charging travel control can be terminated at the timing when the ratio SOCc is reached, and fuel consumption due to operation of the engine 22 can be more appropriately suppressed.

実施例のハイブリッド自動車20では、強制充電走行制御を開始するときに積算蓄電割合SOC1を制御蓄電割合SOCcと同じ値に置換するものとしたが、強制充電走行制御を開始した後でも、例えばバッテリ電圧Vbが所定の低電圧閾値Vblに至る前などに、こうした置換を行なうものとしてもよい。また、強制充電走行制御を開始するときに積算蓄電割合SOC1を電圧蓄電割合SOC2と同じ値に置換する設定を行なうものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the integrated power storage rate SOC1 is replaced with the same value as the control power storage rate SOCc when the forced charge travel control is started. However, even after the forced charge travel control is started, for example, the battery voltage Such replacement may be performed before Vb reaches a predetermined low voltage threshold value Vbl. Further, when the forced charging traveling control is started, a setting may be made to replace the integrated power storage rate SOC1 with the same value as the voltage power storage rate SOC2.

実施例のハイブリッド自動車20では、電圧蓄電割合SOC2を制御蓄電割合SOCcに反映させるための反映係数kvには、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl以上且つ所定の高電圧Vbh以下のときには値0が設定され、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vblより小さいほど値1まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Vbが所定の高電圧Vbhより大きいほど値1まで大きくなる値が設定されるものとしたが、図13の変形例の反映係数設定用マップに例示するように、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vbl以上且つ所定の高電圧Vbh以下のときには値0.5より小さい正の値が設定され、バッテリ電圧Vbが所定の低電圧Vblより小さいほど値0.5より大きい値1未満のある値まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Vbが所定の高電圧Vbhより大きいほど値0.5より大きい値1未満のある値まで大きくなる値が設定されるものとしてもよい。この場合、図4の蓄電割合設定ルーチンのステップS330〜S350の処理を実行せずに、ステップS320の処理に続けてステップS360,S370の処理を実行すればよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the reflection coefficient kv for reflecting the voltage storage ratio SOC2 in the control storage ratio SOCc is 0 when the battery voltage Vb is equal to or higher than the predetermined low voltage Vbl and lower than the predetermined high voltage Vbh. It is assumed that a value that increases to value 1 is set as the battery voltage Vb is smaller than the predetermined low voltage Vbl, and a value that increases to value 1 is set as the battery voltage Vb is higher than the predetermined high voltage Vbh. However, as illustrated in the reflection coefficient setting map of the modification of FIG. 13, when the battery voltage Vb is equal to or higher than the predetermined low voltage Vbl and equal to or lower than the predetermined high voltage Vbh, a positive value smaller than 0.5 is set. As the battery voltage Vb is smaller than the predetermined low voltage Vbl, a value that increases to a certain value less than 1 and greater than 0.5 is set. Or as Li voltage Vb becomes large value to a value with a higher value less than 0.5 greater than 1 greater than the predetermined high voltage Vbh is set. In this case, the processing of steps S360 and S370 may be executed following the processing of step S320 without executing the processing of steps S330 to S350 of the power storage ratio setting routine of FIG.

実施例のハイブリッド自動車20では、図4に例示した蓄電割合設定ルーチンにより、バッテリ電圧Vbを所定の高電圧Vbhや所定の低電圧Vblと比較して制御蓄電割合SOCcを設定するものとしたが、図14の変形例の蓄電割合設定ルーチンに示すように、積算蓄電割合SOC1を所定の高蓄電割合SHや所定の低蓄電割合SLと比較して制御蓄電割合SOCcを設定するものとしてもよい。図14のルーチンでは、図4のルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付しその詳細な説明は省略する。図14のルーチンでは、バッテリ50の積算蓄電割合SOC1を演算すると共に電池蓄電割合SOC2を設定すると、積算蓄電割合SOC1を所定の高蓄電割合SHと比較すると共に(ステップS600)、積算蓄電割合SOC1を所定の低蓄電割合SLと比較し(ステップS610)、積算蓄電割合SOC1が所定の高蓄電割合SHより大きい高蓄電割合範囲になく且つ所定の低蓄電割合SLより小さい低蓄電割合範囲にもないときには、積算蓄電割合SOC1を制御蓄電割合SOCcとして設定する(ステップS350)。一方、積算蓄電割合SOC1が高蓄電割合範囲にあるとき又は低蓄電割合範囲にあるときには、積算蓄電割合SOC1に基づいて図15に例示する予め定められた反映係数設定用マップを用いて反映係数kvを設定し(ステップS620)、電圧蓄電割合SOC2が制御蓄電割合SOCcにより大きく反映されるように前述の式(1)を用いて制御蓄電割合SOCcを演算して(ステップS370)、本ルーチンを終了する。図15の反映係数設定用マップでは、反映係数kvは、積算蓄電割合SOC1が所定の低蓄電割合SL以上且つ所定の高蓄電割合SH以下のときには値0が設定され、積算蓄電割合SOC1が所定の低蓄電割合SLより小さいほど値1まで大きくなる値が設定され、積算蓄電割合SOC1が所定の高蓄電割合SHより大きいほど値1まで大きくなる値が設定される。こうした設定によっても、バッテリ50の実際の蓄電割合SOCが低下したときなどに制御蓄電割合SOCcを実際の蓄電割合SOCをより正しく反映した値とすることができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the control power storage ratio SOCc is set by comparing the battery voltage Vb with the predetermined high voltage Vbh or the predetermined low voltage Vbl by the power storage ratio setting routine illustrated in FIG. As shown in the power storage ratio setting routine of the modification of FIG. 14, the control power storage ratio SOCc may be set by comparing the integrated power storage ratio SOC1 with a predetermined high power storage ratio SH or a predetermined low power storage ratio SL. In the routine of FIG. 14, the same processing as that of the routine of FIG. 4 is denoted by the same step number, and detailed description thereof is omitted. In the routine of FIG. 14, when the integrated storage ratio SOC1 of the battery 50 is calculated and the battery storage ratio SOC2 is set, the integrated storage ratio SOC1 is compared with a predetermined high storage ratio SH (step S600), and the integrated storage ratio SOC1 is set. When compared with the predetermined low power storage ratio SL (step S610), when the integrated power storage ratio SOC1 is not in the high power storage ratio range larger than the predetermined high power storage ratio SH and not in the low power storage ratio range smaller than the predetermined low power storage ratio SL. Then, the integrated power storage rate SOC1 is set as the control power storage rate SOCc (step S350). On the other hand, when the integrated power storage ratio SOC1 is in the high power storage ratio range or in the low power storage ratio range, the reflection coefficient kv is determined using a predetermined reflection coefficient setting map illustrated in FIG. 15 based on the integrated power storage ratio SOC1. Is set (step S620), the control power storage ratio SOCc is calculated using the above-described equation (1) so that the voltage storage ratio SOC2 is largely reflected by the control power storage ratio SOCc (step S370), and this routine is terminated. To do. In the reflection coefficient setting map of FIG. 15, the reflection coefficient kv is set to a value of 0 when the integrated storage ratio SOC1 is not less than a predetermined low storage ratio SL and not more than a predetermined high storage ratio SH, and the integrated storage ratio SOC1 is a predetermined value. A value that increases to a value 1 is set as it is smaller than the low power storage ratio SL, and a value that is increased to a value 1 as the integrated power storage ratio SOC1 is larger than a predetermined high power storage ratio SH. Even with this setting, the control power storage ratio SOCc can be set to a value that more accurately reflects the actual power storage ratio SOC when the actual power storage ratio SOC of the battery 50 is lowered.

実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50はニッケル水素二次電池であるものとしたが、蓄電割合SOCが低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには蓄電割合SOCが所定蓄電割合範囲外のときに比して蓄電割合SOCの単位変化量に対するバッテリ電圧Vbの変化量が大きいという特性、言い換えると、バッテリ電圧Vbが低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときにはバッテリ電圧Vbが所定電圧範囲外のときに比して蓄電割合SOCの単位変化量に対するバッテリ電圧Vbの変化量が大きいという特性を有するものであれば、如何なる二次電池を用いるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the battery 50 is a nickel hydride secondary battery. However, when the storage rate SOC is within the predetermined storage rate range including the low storage rate range, the storage rate SOC is out of the predetermined storage rate range. A characteristic that the amount of change of the battery voltage Vb with respect to the unit change amount of the storage rate SOC is larger than that of the case, in other words, when the battery voltage Vb is within a predetermined voltage range including a low voltage range, the battery voltage Vb is out of the predetermined voltage range. Any secondary battery may be used as long as it has a characteristic that the change amount of the battery voltage Vb with respect to the unit change amount of the storage rate SOC is larger than that of the case.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図16の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図14における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modification of FIG. May be output to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 14) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すると共にモータMG2からの動力を減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図17の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22からの動力を用いてモータMG1により発電した電力をバッテリ50に充電すると共にバッテリ50からの電力を用いてモータMG2により駆動輪63a,63bに接続された駆動軸に動力を出力するものとしてもよい。また、図18の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪63a,63bに接続された駆動軸に変速機330を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。即ち、内燃機関と内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と走行用の動力を入出力可能な電動機とを備えるものであれば、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機として機能すると共に走行用の動力を入出力可能な電動機としても機能する一つの発電電動機を備えるハイブリッド自動車も含めて、如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, and the power from the motor MG2 is reduced to the reduction gear. The power is generated by the motor MG1 using the power from the engine 22 as illustrated in the hybrid vehicle 220 of the modified example of FIG. At the same time, the electric power from the battery 50 may be used to output power to the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b by the motor MG2. Further, as illustrated in the hybrid vehicle 320 of the modified example of FIG. 18, a motor MG is attached to a drive shaft connected to the drive wheels 63 a and 63 b via a transmission 330, and a rotation shaft of the motor MG is connected to a rotation shaft via a clutch 329. The engine 22 is connected, and the power from the engine 22 is output to the drive shaft via the rotating shaft of the motor MG and the transmission 330, and the power from the motor MG is output to the drive shaft via the transmission 330. It is good also as what to do. That is, a generator capable of generating electric power using the power from the internal combustion engine as long as it includes an internal combustion engine and a generator capable of generating electric power using the power from the internal combustion engine and an electric motor capable of inputting and outputting driving power. Any type of hybrid vehicle may be used, including a hybrid vehicle that includes a single generator motor that functions as a motor that can function as a motor that can input and output driving power.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、充放電電流Ibやバッテリ電圧Vbに基づいてバッテリ50の蓄電割合SOCの推定値である制御蓄電割合SOCcを設定する図4の蓄電割合設定ルーチンを実行するバッテリECU52が「推定蓄電割合演算手段」に相当し、強制充電要求フラグFbが値0のときにはエンジン22の運転に際して充放電要求パワーPb*に基づいてバッテリ50を充放電すると共にエンジン22の要求パワーPe*の大小に基づくエンジン22の間欠運転を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行し、強制充電要求フラグFbが値1のときには充放電要求パワーPe*に基づいてバッテリ50の充電を伴ってエンジン22の要求パワーPe*の大小に拘わらずエンジン22を継続して運転してリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行するようエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*とモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*とを設定する図2の駆動制御ルーチンを実行したり、バッテリ50の制御蓄電割合SOCcが充電必要閾値Smin以下になって強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時であるか否かを判定し判定結果に応じて充電終了閾値Sfinを第1の閾値S1または第2の閾値S2に設定して制御蓄電割合SOCcが充電終了閾値Sfinになるまで強制充電要求フラグFbに値1を保持する図11の強制充電関連設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と、目標回転数Ne*や目標トルクTe*に基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構30が「遊星歯車機構」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to an “internal combustion engine”, the motor MG1 corresponds to a “generator”, the motor MG2 corresponds to a “motor”, the battery 50 corresponds to a “secondary battery”, and charging / discharging. The battery ECU 52 that executes the storage ratio setting routine of FIG. 4 for setting the control storage ratio SOCc, which is an estimated value of the storage ratio SOC of the battery 50 based on the current Ib and the battery voltage Vb, corresponds to the “estimated storage ratio calculation means”. When the forced charge request flag Fb is 0, the battery 50 is charged / discharged based on the charge / discharge required power Pb * when the engine 22 is operated, and the engine 22 is intermittently operated based on the required power Pe * of the engine 22. When the forcible charge request flag Fb is a value 1, the charge is released when the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. Regardless of the required power Pe * of the engine 22 with the charging of the battery 50 based on the required power Pe *, the engine 22 is continuously operated to output the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a. The drive control routine of FIG. 2 for setting the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the engine 22 and the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 is executed, or the control power storage ratio SOCc of the battery 50 is charged. When the forced charge running control is started when the required threshold value Smin or less is determined, it is determined whether or not it is an overestimated decrease, and the charge end threshold value Sfin is set to the first threshold value S1 or the second threshold value S2 depending on the determination result. 11 is set and the forced charging request flag Fb is kept at a value 1 until the control power storage ratio SOCc reaches the charging end threshold value Sfin. A hybrid electronic control unit 70 that executes a constant routine, an engine ECU 24 that controls the engine 22 based on a target rotational speed Ne * and a target torque Te *, and motors MG1 and MG2 based on torque commands Tm1 * and Tm2 *. The motor ECU 40 to be controlled corresponds to “control means”. The power distribution and integration mechanism 30 corresponds to a “planetary gear mechanism”.

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池であるバッテリ50に限定されるものではなく、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なものであれば、他のタイプの二次電池であっても構わない。「推定蓄電割合演算手段」としては、図4の蓄電割合設定ルーチンを実行するバッテリECU52に限定されるものではなく、二次電池の状態に基づいて二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、図2に例示した駆動制御や図11に例示した強制充電関連設定を行なうものに限定されるものではなく、設定された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは内燃機関を運転するときに推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で二次電池を充電すると共に内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になったときには内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を行ない、さらに、強制充電走行制御を開始する際、推定蓄電割合が二次電池の実際の蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して設定された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きい値として予め定められた第1の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続し、過大推定低下時であるときには、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きく且つ第1の充電終了閾値より小さい第2の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する、ものであれば如何なるものとしても構わない。また、「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるもの4軸式のものなど、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と車軸に連結され且つ電動機が接続された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものしても構わない。   Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. . The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of generator as long as it can generate power using power from an internal combustion engine, such as an induction motor. It doesn't matter. The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can input and output driving power, such as an induction motor. . The “secondary battery” is not limited to the battery 50, which is a nickel metal hydride secondary battery, but any other type of secondary battery as long as it can exchange power with the generator and the motor. It doesn't matter. The “estimated power storage ratio calculation means” is not limited to the battery ECU 52 that executes the power storage ratio setting routine of FIG. 4, but the total power storage amount stored in the secondary battery based on the state of the secondary battery. As long as the estimated power storage ratio is calculated as an estimated value of the power storage ratio that is a ratio to the capacity, any value may be used. The “control means” is not limited to the combination of the hybrid electronic control unit 70, the engine ECU 24, and the motor ECU 40, and may be configured by a single electronic control unit. Further, the “control means” is not limited to the drive control illustrated in FIG. 2 or the forced charge-related setting illustrated in FIG. 11, but the set estimated power storage ratio needs to be charged in advance. Until the threshold value is reached, when the internal combustion engine is operated, the secondary battery is charged with charging power that tends to increase as the estimated power storage ratio decreases, and the required driving force required for traveling with intermittent operation of the internal combustion engine The internal combustion engine, the generator, and the motor are controlled so as to run, and when the set estimated power storage ratio falls below the threshold required for charging, the internal combustion engine is continuously operated and the secondary battery is charged with the electric power from the generator. In addition, the forced charging traveling control is performed to control the internal combustion engine, the generator, and the motor so as to travel with the requested driving force. If the estimated power storage ratio that is set to be lower than the actual power storage ratio exceeds the permissible range and is less than the required charging threshold is not an overestimated decrease, the set estimated power storage ratio is greater than the required charging threshold. The forced charge running control is continued until a predetermined first charge end threshold value is reached, and when the overestimation is reduced, the set estimated power storage ratio is greater than the charge required threshold value and the first charge end threshold value is reached. Any method may be used as long as the forced charging traveling control is continued until a smaller second charging end threshold value is reached. In addition, the “planetary gear mechanism” is not limited to the power distribution and integration mechanism 30 described above, and uses a double pinion type planetary gear mechanism or a combination of a plurality of planetary gear mechanisms to connect to four or more shafts. What is a four-shaft type, etc., in which three rotating elements are connected to the three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the rotating shaft of the generator and the driving shaft connected to the motor shaft. Anything is acceptable.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.

20,120,220,320 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、329 クラッチ、330 変速機、MG1,MG2,MG モータ。   20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 Carrier, 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 Battery, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 51c Temperature sensor, 52 Battery electronics Control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 329 clutch, 330 transmission, MG1 , MG2, MG motor.

Claims (6)

内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、前記演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは前記内燃機関を運転するときに前記推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で前記二次電池を充電すると共に前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になったときには前記内燃機関の運転を継続して前記発電機からの電力により前記二次電池を充電すると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際、前記推定蓄電割合が前記二次電池の実際の前記蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きい値として予め定められた第1の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続し、前記過大推定低下時であるときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きく且つ前記第1の充電終了閾値より小さい第2の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続する手段である、
ハイブリッド自動車。
An internal combustion engine, a generator capable of generating electric power using power from the internal combustion engine, an electric motor capable of inputting and outputting power for traveling, a secondary battery capable of exchanging electric power with the generator and the electric motor, An estimated power storage ratio calculating means for calculating an estimated power storage ratio as an estimated value of a power storage ratio that is a ratio of the power storage amount stored in the secondary battery to the total capacity based on the state of the secondary battery; Until the estimated power storage ratio falls below a predetermined charging threshold, the secondary battery is charged with charging power that tends to increase as the estimated power storage ratio decreases when the internal combustion engine is operated. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled to travel with a required driving force required for traveling with intermittent operation, and the calculated estimated power storage ratio is less than or equal to the required charging threshold. When the internal combustion engine continues to operate, the secondary battery is charged with the electric power from the generator, and the internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled to run with the required driving force. A hybrid vehicle comprising control means for performing charge travel control,
When the control means starts the forced charging travel control, the estimated power storage ratio is decreased from a state where the estimated power storage ratio exceeds the allowable power storage ratio beyond the actual power storage ratio of the secondary battery, and the calculated estimated power storage ratio is When it is not at the time of an excessive estimation decrease that has become equal to or less than the required charging threshold, the forced charging traveling control is performed until the calculated estimated power storage ratio reaches a first charging end threshold that is predetermined as a value that is greater than the required charging threshold. If the overestimated reduction is continued, the forced charge running control is performed until the calculated estimated power storage ratio reaches a second charge end threshold value that is greater than the charge required threshold value and smaller than the first charge end threshold value. Is a means to continue
Hybrid car.
請求項1記載のハイブリッド自動車であって、
前記二次電池は、前記二次電池の電圧が少なくとも予め定められた低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときには該所定電圧範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第1の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第2の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値となるように前記推定蓄電割合を演算し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値となるように前記推定蓄電割合を演算する手段であり、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
The hybrid vehicle according to claim 1,
The secondary battery is configured such that when the voltage of the secondary battery is within a predetermined voltage range including at least a predetermined low voltage range, the secondary battery with respect to the unit change amount of the storage ratio is greater than when the voltage is outside the predetermined voltage range. Battery characteristics that increase the amount of voltage change
The estimated power storage ratio calculating means calculates an integrated power storage ratio that is a first estimated value of the power storage ratio based on an integrated value of a current that charges and discharges the secondary battery, and based on a voltage of the secondary battery. A voltage storage ratio, which is a second estimated value of the storage ratio, is set using a predetermined relationship between the voltage of the secondary battery and the storage ratio reflecting the battery characteristics, and the secondary battery When the voltage of the secondary battery is outside the predetermined voltage range, the estimated power storage ratio is calculated to be closer to the calculated cumulative power storage ratio than the set voltage storage ratio, and the voltage of the secondary battery is set to the predetermined voltage range. Is a means for calculating the estimated power storage ratio so that the voltage of the secondary battery is closer to the set voltage storage ratio as the voltage of the secondary battery goes away from outside the predetermined voltage range,
The control means controls when the overestimated lowering is the time when the calculated estimated power storage ratio is smaller than the calculated total power storage ratio by a predetermined percentage or more when starting the forced charging travel control. Is,
Hybrid car.
請求項1記載のハイブリッド自動車であって、
前記二次電池は、前記蓄電割合が少なくとも予め定められた低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには該所定蓄電割合範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第1の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第2の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値を前記推定蓄電割合として演算し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値を前記推定蓄電割合として演算する手段であり、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
The hybrid vehicle according to claim 1,
The secondary battery is configured such that when the power storage ratio is within a predetermined power storage ratio range including at least a predetermined low power storage ratio range, the secondary battery with respect to a unit change amount of the power storage ratio is greater than when the power storage ratio is outside the predetermined power storage ratio range. Battery characteristics that increase the amount of voltage change
The estimated power storage ratio calculating means calculates an integrated power storage ratio that is a first estimated value of the power storage ratio based on an integrated value of a current that charges and discharges the secondary battery, and based on a voltage of the secondary battery. A voltage storage ratio, which is a second estimated value of the storage ratio, using a predetermined relationship between the voltage of the secondary battery and the storage ratio reflecting the battery characteristics, and the calculated integration When the storage ratio is outside the predetermined storage ratio range, a value closer to the calculated integrated storage ratio than the set voltage storage ratio is calculated as the estimated storage ratio, and the calculated integrated storage ratio is within the predetermined storage ratio range. Is a means for calculating, as the estimated power storage ratio, a value that tends to be closer to the set voltage power storage ratio as the calculated cumulative power storage ratio moves away from outside the predetermined power storage ratio range,
The control means controls when the overestimated lowering is the time when the calculated estimated power storage ratio is smaller than the calculated total power storage ratio by a predetermined percentage or more when starting the forced charging travel control. Is,
Hybrid car.
請求項2または3記載のハイブリッド自動車であって、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記強制充電走行制御が開始する際に前記積算蓄電割合を前記推定蓄電割合と等しい値に置き換える手段である、
ハイブリッド自動車。
A hybrid vehicle according to claim 2 or 3,
The estimated power storage ratio calculating means is means for replacing the integrated power storage ratio with a value equal to the estimated power storage ratio when the forced charging travel control starts.
Hybrid car.
請求項1ないし4のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している最中に前記内燃機関の始動を伴って前記強制充電走行制御を開始したとき、前記強制充電走行制御を終了するときに前記内燃機関の運転が要求されていないときには該内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関を制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The control means starts the forced charging traveling control with the start of the internal combustion engine while traveling with the operation of the internal combustion engine stopped, and ends the forced charging traveling control. Means for controlling the internal combustion engine so that the operation of the internal combustion engine is stopped when the operation of the internal combustion engine is not required;
Hybrid car.
請求項1ないし5のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結され且つ前記電動機が接続された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構
を備えるハイブリッド自動車。
A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
A hybrid vehicle comprising a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and an axle connected to a driving shaft to which the electric motor is connected.
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