JP4438815B2 - Vehicle and control method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform much proper control in starting an engine whose operation stops in a vehicle on which an engine and a motor are loaded, and to suppress the inter-terminal voltage of a battery for transferring power with the motor from becoming less than a lower limit voltage. <P>SOLUTION: During motor traveling, a threshold Vref for a voltage is set as a threshold for starting an engine based on a vehicle speed V and a residual capacity SOC (step S160), and when an inter-terminal voltage Vb of the battery is less than a set threshold Vref for a voltage (step S170), the engine is motored and started (steps S200 to S230, S280 to S300). Thus, it is possible to suppress the inter-terminal voltage Vb of the battery from becoming less than a lower limit voltage for discharging the battery. Thus, it is possible to start the engine in a much more proper timing. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

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

従来、この種の車両としては、走行用の動力を出力するエンジンと、エンジンをモータリング可能な第1モータと、走行用の動力を出力する第2モータと、第1モータや第2モータと電力のやり取りをするバッテリとを備える車両が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、第2モータからの動力を用いて走行しているときに、バッテリの現在の充電状態と所定の電圧モデルとに基づいてエンジンのモータリングに必要な電力を継続して出力できる継続時間を推定し、推定した継続時間が第1モータでエンジンをモータリングして始動するのに必要な継続時間になったときにはエンジンを始動することにより、バッテリを限界まで使用している。
特開2003−153402号公報
Conventionally, as this type of vehicle, an engine that outputs driving power, a first motor that can motor the engine, a second motor that outputs driving power, a first motor and a second motor, A vehicle including a battery that exchanges electric power has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this vehicle, when traveling using the power from the second motor, the electric power necessary for engine motoring can be continuously output based on the current state of charge of the battery and a predetermined voltage model. The time is estimated, and the battery is used to the limit by starting the engine when the estimated duration reaches the time required to start the motor by motoring the first motor.
JP 2003-153402 A

上述した車両では、運転停止しているエンジンを第1モータでモータリングして始動する際にはモータリングによりバッテリの電力を消費するためにバッテリの端子間電圧が低下する。こうしたバッテリの電力消費によってバッテリの端子間電圧がバッテリから電力を取り出せなくなる下限電圧を下回るのを抑制するために、一般に、現在のバッテリの状態や車両の状態に拘わらずバッテリの端子間電圧がバッテリの下限電圧より高い予め定められた電圧用閾値まで低下したときにエンジンを始動する制御が行なわれているが、こうした電圧用閾値がある定められた値として設定されているため、車両の状態やバッテリの状態などによっては適正なタイミングでエンジンを始動できないことがある。   In the above-described vehicle, when the engine that has been stopped is motored by the first motor and started, the battery power is consumed by the motoring, so that the voltage between the terminals of the battery decreases. In order to prevent the battery terminal voltage from falling below a lower limit voltage at which power cannot be extracted from the battery due to such battery power consumption, the battery terminal voltage is generally set to the battery regardless of the current battery state or vehicle state. Control is performed to start the engine when it falls to a predetermined voltage threshold value that is higher than the lower limit voltage, but since such a voltage threshold value is set as a predetermined value, Depending on the state of the battery, etc., the engine may not be started at an appropriate timing.

本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関と電動機とを搭載し、内燃機関の始動に用いられる始動装置と、電動機および始動装置と電力のやりとりが可能な蓄電装置とを備える車両において、始動装置で運転停止している内燃機関を始動する際により適正なタイミングで内燃機関を始動すると共に蓄電装置の端子間電圧が下限電圧を下回ることを抑制することを目的とする。   A vehicle and a control method thereof according to the present invention are provided in a vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor, and including a starting device used for starting the internal combustion engine, and a power storage device capable of exchanging electric power with the electric motor and the starting device. An object of the present invention is to start the internal combustion engine at a more appropriate timing when starting the internal combustion engine stopped by the apparatus, and to suppress the voltage across the terminals of the power storage device from falling below the lower limit voltage.

本発明の車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。   The vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

本発明の車両は、
内燃機関と電動機とを搭載し、少なくとも前記電動機からの動力を用いて走行可能な車両であって、
前記内燃機関の始動に用いられる機関始動手段と、
前記電動機および前記機関始動手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定する電圧低下程度推定手段と、
前記推定された端子間電圧の低下程度に基づいて前記内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定する閾値設定手段と、
前記内燃機関を運転停止している状態のときに、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記内燃機関の運転停止を継続するよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御し、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御する機関始動制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
A vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor and capable of traveling using at least power from the electric motor,
Engine starting means used for starting the internal combustion engine;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor and the engine starting means;
Voltage detecting means for detecting a voltage between terminals of the power storage means;
A voltage drop degree estimating means for estimating the drop degree of the voltage between the terminals of the power storage means;
Threshold setting means for setting a threshold for voltage for starting the internal combustion engine based on the estimated degree of decrease in the inter-terminal voltage;
The internal combustion engine and the engine so as to continue the shutdown of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold when the internal combustion engine is in a shutdown state. Engine starting control for controlling the internal combustion engine and the engine starting means so as to start the internal combustion engine when the detected inter-terminal voltage reaches less than the set voltage threshold value. Means,
It is a summary to provide.

この本発明の車両では、蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定し、推定された端子間電圧の低下の程度に基づいて内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定する。そして、内燃機関を運転停止している状態のときに、検出された端子間電圧が設定された電圧用閾値未満に至るまでは内燃機関の運転停止を継続するよう内燃機関と機関始動手段とを制御し、検出された端子間電圧が設定された電圧用閾値未満に至ったときには内燃機関が始動されるよう内燃機関と機関始動手段とを制御する。蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定して、推定された端子間電圧の低下程度に基づいて内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定するから、内燃機関を始動する際に予め決められた値を電圧用閾値として用いるものに比してより適正なタイミングで内燃機関を始動できると共に蓄電手段の端子間電圧が蓄電手段の下限電圧を下回るのを抑制することができる。   In the vehicle according to the present invention, the degree of decrease in the voltage between the terminals of the power storage means is estimated, and a voltage threshold value for starting the internal combustion engine is set based on the estimated degree of decrease in the voltage between terminals. Then, when the internal combustion engine is in a stopped state, the internal combustion engine and the engine starting means are arranged so as to continue the operation stop of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold. The internal combustion engine and the engine starting means are controlled so that the internal combustion engine is started when the detected inter-terminal voltage falls below a set voltage threshold. The voltage threshold for starting the internal combustion engine is set on the basis of the estimated decrease in the voltage between the terminals of the power storage means and based on the estimated decrease in the voltage between the terminals. The internal combustion engine can be started at a more appropriate timing as compared with the voltage value used as the voltage threshold value, and the terminal voltage of the power storage means can be prevented from falling below the lower limit voltage of the power storage means.

こうした本発明の車両において、前記電圧低下推定手段は、車速と前記蓄電手段の状態とアクセル開度とのうちの少なくとも一つに基づいて前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であるものとすることもできる。この場合において、前記電圧低下推定手段は、前記蓄電手段の状態として前記蓄電手段の残容量と該蓄電手段の温度と該蓄電手段の開放電圧とのうちの少なくとも一つに基づいて前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であるものとすることもできる。蓄電手段の状態として蓄電手段の残容量と蓄電手段の温度と蓄電手段の開放電圧とのうちの少なくとも一つに基づいて端子間電圧の低下程度を推定する場合において、前記電圧低下推定手段は、前記蓄電手段の残容量が大きくなるほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定し、前記閾値設定手段は、前記推定された端子間電圧の低下程度が小さくなるほど低くなる傾向に前記電圧用閾値を設定する手段であるものとすることもできる。また、前記電圧低下推定手段は、前記蓄電手段の温度が高くなるほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定したり、前記蓄電手段の開放電圧が高くなるほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定するものとすることもできる。蓄電手段の残容量が大きくなるほど、蓄電手段の温度や開放電圧が高くなるほど、内燃機関を始動する際の電力消費に伴う蓄電手段の電圧低下程度が小さくなると考えられる。したがって、蓄電手段の残容量が大きくなるほど電圧用閾値を小さく設定したり、蓄電手段の温度や開放電圧が高くなるほど電圧用閾値を小さく設定することにより、蓄電手段の状態に応じたタイミングで内燃機関を始動することができる。   In such a vehicle of the present invention, the voltage drop estimation means is a means for estimating the degree of reduction in the voltage between the terminals based on at least one of a vehicle speed, a state of the power storage means, and an accelerator opening. You can also In this case, the voltage drop estimation means may determine the voltage between the terminals based on at least one of the remaining capacity of the power storage means, the temperature of the power storage means, and the open voltage of the power storage means as the state of the power storage means. It can also be a means for estimating the degree of decrease of In the case of estimating the degree of decrease in the voltage between the terminals based on at least one of the remaining capacity of the power storage means, the temperature of the power storage means, and the open voltage of the power storage means as the state of the power storage means, the voltage drop estimation means is The degree of decrease in the inter-terminal voltage tends to decrease as the remaining capacity of the power storage means increases, and the threshold setting means tends to decrease as the estimated decrease in inter-terminal voltage decreases. It may be a means for setting a threshold value. Further, the voltage drop estimation means estimates the degree of decrease in the voltage between the terminals so that the voltage decreases as the temperature of the power storage means increases, or the voltage between the terminals tends to decrease as the open circuit voltage of the power storage means increases. It is also possible to estimate the degree of decrease. It is considered that as the remaining capacity of the power storage means increases and the temperature and open circuit voltage of the power storage means increase, the degree of voltage drop of the power storage means associated with power consumption when starting the internal combustion engine is reduced. Therefore, by setting the voltage threshold value smaller as the remaining capacity of the power storage means becomes larger, or by setting the voltage threshold value smaller as the temperature of the power storage means and the open circuit voltage become higher, the internal combustion engine has a timing according to the state of the power storage means. Can be started.

また、本発明の車両において、前記電圧低下推定手段は、前記アクセル開度が小さくなるほど大きくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であり、前記閾値設定手段は、前記推定された端子間電圧の低下程度が小さくなるほど低くなる傾向に前記電圧用閾値を設定する手段であるものとすることもできる。アクセル開度が小さくなるほど運転者が要求する要求駆動力が小さいため、内燃機関を始動する際に蓄電手段の端子間電圧の低下程度が小さいと考えられる。したがって、アクセル開度が小さくなるほど低くなる傾向に電圧用閾値を設定することにより、アクセル開度に応じたタイミングで内燃機関を始動することができる。   In the vehicle of the present invention, the voltage drop estimating means is a means for estimating the degree of decrease in the voltage between the terminals in a tendency to increase as the accelerator opening decreases, and the threshold setting means is the estimated value. It may be a means for setting the voltage threshold in such a manner that the degree of decrease in the inter-terminal voltage decreases. Since the required driving force required by the driver is smaller as the accelerator opening becomes smaller, it is considered that the degree of decrease in the voltage between the terminals of the power storage means is small when starting the internal combustion engine. Therefore, the internal combustion engine can be started at a timing corresponding to the accelerator opening by setting the voltage threshold so that the accelerator opening decreases as the accelerator opening decreases.

さらに、本発明の車両において、前記機関始動制御手段は、前記内燃機関を運転停止している状態で前記電動機からの動力を用いて走行するモータ走行モードで走行しているときに、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記モータ走行モードでの走行が継続するよう前記内燃機関と前記機関始動手段と前記電動機とを制御し、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関が始動されて走行するよう前記内燃機関と前記機関始動手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、モータ走行モードで走行しているときでも、より適正にモータ走行モードから内燃機関を始動して走行する状態に移行することができる。   Further, in the vehicle of the present invention, the engine start control means is detected when the vehicle is traveling in a motor travel mode in which the internal combustion engine is stopped using the power from the electric motor. Until the voltage between the terminals reaches less than the set voltage threshold, the internal combustion engine, the engine starting means, and the electric motor are controlled so as to continue running in the motor running mode, and the detected terminals It may be a means for controlling the internal combustion engine, the engine starting means, and the electric motor so that the internal combustion engine is started and travels when the voltage falls below the set voltage threshold value. If it carries out like this, even when it drive | works in motor drive mode, it can transfer to the state which starts an internal combustion engine more appropriately from motor drive mode and drive | works.

そして、本発明の車両において、前記内燃機関が始動する際における前記端子間電圧の電圧低下量を学習する学習手段を備え、前記電圧低下推定手段は、前記学習した電圧低下量に基づいて前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に電圧用閾値を設定することができる。   In the vehicle of the present invention, the vehicle further includes learning means for learning a voltage drop amount of the inter-terminal voltage when the internal combustion engine is started, and the voltage drop estimation means is connected to the terminal based on the learned voltage drop amount. It may be a means for estimating the degree of decrease in the inter-voltage. In this way, the voltage threshold can be set more appropriately.

また、本発明の車両において、前記機関始動手段は、前記内燃機関の出力軸をモータリング可能な手段であり、前記機関始動制御手段は、前記内燃機関を始動するときには前記内燃機関の出力軸がモータリングされるよう前記機関始動手段を制御する手段であるものとすることもできる。こすうれば、内燃機関を始動する際に内燃機関の出力軸のモータリングに伴って蓄電手段の電力が消費されるときでも、より適正な制御を行なうことができる。この場合において、前記機関始動手段は、車軸に接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続され電力と動力の入出力により該駆動軸への動力の入出力を伴って該内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備える手段であり、前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力する電動機であるものすることもできる。こうした電力動力入出力手段を備える場合において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸とに接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできる。こうした電力動力出力手段が3軸式動力入出力手段と発電機とを備える場合において、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、前記電圧低下推定手段は、車速が高いほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であり、前記閾値設定手段は、前記推定された端子間電圧の低下程度が小さくなるほど低くなる傾向に前記電圧用閾値を設定する手段であり、前記機関始動制御手段は、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記内燃機関の運転停止を継続すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関の出力軸がモータリングされて始動されると共に前記発電機の回転数の変化に基づいて前記駆動軸に出力される駆動力と前記発電機から前記駆動軸へ出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力との和の駆動力により前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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手段であるものとすることもできる。検出された端子間電圧が設定された電圧用閾値未満に至ったときには内燃機関の出力軸がモータリングされて始動されると共に発電機の回転数の変化に基づいて駆動軸に出力される駆動力とモータリング手段から駆動軸へ出力される駆動力と電動機から駆動軸に出力される駆動力との和の駆動力により設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。このとき、発電機の回転数の変化に基づいて駆動軸に出力される駆動力によっては電動機から回生制動力が出力されることがあるが、車速が高くなるほど電動機の回転数が高くなり電動機の発電電力が大きくなるため、蓄電手段の端子間電圧の低下程度が小さくなると考えられる。したがって、車速が高くなるほど小さくなる傾向に電圧用閾値を設定することにより、電圧用閾値をより適正な値に設定することができ、内燃機関を始動する際により適正なタイミングで始動することができる。   In the vehicle of the present invention, the engine starting means is means capable of motoring the output shaft of the internal combustion engine, and the engine start control means is configured such that when the internal combustion engine is started, the output shaft of the internal combustion engine is It can also be a means for controlling the engine starting means to be motored. In this way, when the internal combustion engine is started, more appropriate control can be performed even when the electric power of the power storage means is consumed along with motoring of the output shaft of the internal combustion engine. In this case, the engine starting means is connected to a drive shaft connected to an axle and an output shaft of the internal combustion engine, and is connected to the drive shaft by input and output of power and power, and the internal combustion engine The electric motor may be an electric motor that inputs / outputs power to / from the drive shaft. In the case of including such power power input / output means, the power power input / output means is connected to the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine and enters any two of the three shafts. It may be a means provided with a three-shaft power input / output means for inputting / outputting power to the remaining one shaft based on the output power and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft. it can. When such electric power output means includes a three-axis power input / output means and a generator, the electric power output means includes required drive force setting means for setting required drive force required for the drive shaft, and the voltage drop estimation means includes It is means for estimating the degree of decrease in the terminal voltage so as to decrease as the vehicle speed increases, and the threshold setting means sets the voltage threshold in a tendency to decrease as the estimated degree of decrease in terminal voltage decreases. The engine start control means continues to stop the operation of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold, and the set required driving force. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so that a driving force based on the output is output to the drive shaft, and the detected inter-terminal voltage is less than the set voltage threshold. When the output shaft of the internal combustion engine is motored, the driving force output to the drive shaft based on the change in the rotational speed of the generator and the drive output from the generator to the drive shaft are started. The internal combustion engine, the generator, and the generator so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft by a driving force that is a sum of a force and a driving force output from the electric motor to the driving shaft. It may be a means for controlling the electric motor. When the detected inter-terminal voltage falls below a set voltage threshold, the output shaft of the internal combustion engine is motored and started, and the driving force output to the drive shaft based on the change in the rotational speed of the generator The driving force based on the required driving force set by the sum of the driving force output from the motoring means to the driving shaft and the driving force output from the electric motor to the driving shaft is output to the driving shaft. The engine, generator and motor are controlled. At this time, depending on the driving force output to the drive shaft based on the change in the rotational speed of the generator, the regenerative braking force may be output from the electric motor. However, the higher the vehicle speed, the higher the rotational speed of the electric motor. Since the generated power increases, it is considered that the degree of decrease in the voltage between the terminals of the power storage means is reduced. Therefore, by setting the voltage threshold value so that it decreases as the vehicle speed increases, the voltage threshold value can be set to a more appropriate value, and can be started at a more appropriate timing when starting the internal combustion engine. .

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と電動機とを搭載し、前記内燃機関の始動に用いられる機関始動手段と、前記電動機および前記機関始動手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、該蓄電手段の端子間電圧を検出する電圧検出手段とを備え、少なくとも前記電動機からの動力を用いて走行可能な車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定し、
前記推定された端子間電圧の低下程度に基づいて前記内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定し、
前記内燃機関を運転停止している状態のときに、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記内燃機関の運転停止を継続するよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御し、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御する
ことを要旨とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
An internal combustion engine and an electric motor are mounted, and an engine starting means used for starting the internal combustion engine, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor and the engine starting means, and a voltage between terminals of the electric storage means are detected. A method for controlling a vehicle including a voltage detection means and capable of traveling using at least power from the electric motor,
Estimating the degree of voltage drop between the terminals of the power storage means,
Setting a threshold for voltage for starting the internal combustion engine based on the estimated decrease in the voltage between the terminals,
The internal combustion engine and the engine so as to continue the shutdown of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold when the internal combustion engine is in a shutdown state. And controlling the internal combustion engine and the engine starting means so that the internal combustion engine is started when the detected inter-terminal voltage reaches a value less than the set voltage threshold. And

この本発明の車両の制御方法では、蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定し、推定された端子間電圧の低下の程度に基づいて内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定する。そして、内燃機関を運転停止している状態のときに、検出された端子間電圧が設定された電圧用閾値未満に至るまでは内燃機関の運転停止を継続するよう内燃機関と機関始動手段とを制御し、検出された端子間電圧が設定された電圧用閾値未満に至ったときには内燃機関が始動されるよう内燃機関と機関始動手段とを制御する。蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定して、推定された端子間電圧の低下程度に基づいて内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定するから、予め決められた値を電圧用閾値として用いるもの比して内燃機関をより適正なタイミングで始動することができると共に内燃機関を始動する際に電力の消費に伴って蓄電手段の端子間電圧が蓄電手段の下限電圧を下回るのを抑制することができる。   In this vehicle control method of the present invention, the degree of decrease in the voltage between the terminals of the power storage means is estimated, and a voltage threshold value for starting the internal combustion engine is set based on the estimated degree of decrease in the voltage between terminals. Then, when the internal combustion engine is in a stopped state, the internal combustion engine and the engine starting means are arranged so as to continue the operation stop of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold. The internal combustion engine and the engine starting means are controlled so that the internal combustion engine is started when the detected inter-terminal voltage falls below a set voltage threshold. Since the voltage threshold for starting the internal combustion engine is set based on the estimated decrease in the voltage between the terminals of the power storage means and the estimated decrease in the voltage between the terminals, the voltage threshold is set to a predetermined value. The internal combustion engine can be started at a more appropriate timing as compared to the one used as a power source, and when the internal combustion engine is started, the voltage across the terminals of the power storage means is prevented from falling below the lower limit voltage of the power storage means due to power consumption. can do.

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

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

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

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

モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。   The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70. The motor ECU 40 also calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 based on signals from the rotational position detection sensors 43 and 44.

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ50aからの端子間電圧Vb,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度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、電池温度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の残容量(SOC)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。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, an inter-terminal voltage Vb from a voltage sensor 50 a installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. Further, the battery ECU 52 calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charging / discharging current detected by the current sensor in order to manage the battery 50, and calculates the remaining capacity (SOC) and the battery temperature Tb. The input / output limits Win and Wout, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50, are calculated based on the above. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to the 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 are set based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50. It can be set by setting a correction coefficient for restriction and multiplying the basic value of the set input / output restrictions Win and Wout by the correction coefficient. FIG. 3 shows an example of the relationship between the battery temperature Tb and the input / output limits Win, Wout, and FIG. 4 shows an example of the relationship between the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and the correction coefficients of the input / output limits Win, Wout.

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。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図5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. 5 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,エンジン22の回転数Ne,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,端子間電圧Vb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、エンジン22の回転数Neはクランクポジションセンサ140からの信号に基づいて演算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、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。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)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。そして、バッテリ50の端子間電圧Vbは、電圧センサ50aにより検出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 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 Ne of the engine 22, the motor MG1. , MG2 rotation speeds Nm1 and Nm2, input / output limits Win and Wout of battery 50, terminal voltage Vb, and other data necessary for control are executed (step S100). Here, the rotational speed Ne of the engine 22 is calculated based on a signal from the crank position sensor 140 and is input from the engine ECU 24 by communication. Further, 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. It was supposed to be. Further, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set based on the battery temperature Tb of the battery 50 and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 and input from the battery ECU 52 by communication. The voltage Vb between the terminals of the battery 50 is detected by the voltage sensor 50a and input from the battery ECU 52 by communication.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*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5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を乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として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. 5 shows an example of the required torque setting map. The required power Pe * can be calculated as the sum of the set required torque Tr * multiplied by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a and the charge / discharge required power Pb * required by the battery 50 and the 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、設定した要求パワーPe*とモータ走行を開始する閾値Prefとを比較して(ステップS120)、要求パワーPe*が閾値Pref以下であるときには、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力を出力するモータ運転モードでエンジン22やモータMG1,MG2を制御すべきと判断して、続いて、エンジン22が運転停止中であるか否かを調べる(ステップS130)。エンジン22が運転中であるときには、エンジン22を停止すべきと判断して、エンジン22を停止するようエンジンECU24に停止指示を送信して(ステップS140)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する(ステップS180)。ステップS140の処理で送信された停止指示を受信したエンジンECU24は、エンジン22における燃料噴射制御や点火制御を停止する処理を実行する。   Subsequently, the set required power Pe * is compared with a threshold value Pref for starting motor travel (step S120), and when the required power Pe * is equal to or less than the threshold value Pref, the operation of the engine 22 is stopped and the motor MG2 is started. It is determined that the engine 22 and the motors MG1 and MG2 should be controlled in the motor operation mode that outputs the motive power, and then it is checked whether or not the engine 22 is stopped (step S130). When the engine 22 is in operation, it is determined that the engine 22 should be stopped, a stop instruction is transmitted to the engine ECU 24 to stop the engine 22 (step S140), and a value 0 is added to the torque command Tm1 * of the motor MG1. Is set (step S180). The engine ECU 24 that has received the stop instruction transmitted in the process of step S140 executes a process of stopping the fuel injection control and the ignition control in the engine 22.

一方、エンジン22が運転停止中であるときには、エンジン22が後述するエンジン始動制御中であるか否かを調べる(ステップS150)。エンジン22が始動制御中でないときには、車速Vと残容量SOCとに基づいてエンジン22を始動するか否かを判定するバッテリ50の端子間電圧の閾値としての電圧用閾値Vrefを設定する(ステップS160)。電圧用閾値Vrefの設定方法については、後述する。   On the other hand, when the engine 22 is stopped, it is checked whether or not the engine 22 is under engine start control described later (step S150). When the engine 22 is not under start control, a voltage threshold value Vref is set as a threshold value for the voltage across the terminals of the battery 50 that determines whether to start the engine 22 based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC (step S160). ). A method for setting the voltage threshold value Vref will be described later.

続いて、バッテリ50の端子間電圧Vbと電圧用閾値Vrefとを比較すると共に(ステップS170)他のモータ運転モードでの制御を継続して走行するモータ走行条件が成立するか否かを判定する(ステップS175)。ここで、モータ走行条件としては、バッテリ50の残容量SOCモータ走行を継続可能な残容量の閾値より高いなどの条件を含む。バッテリ50の端子間電圧Vbが電圧用閾値Vref以上であると共にモータ走行条件が成立しているときには(ステップS170,S175)、モータ走行を継続できると判断して、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する(ステップS180)。   Subsequently, the inter-terminal voltage Vb of the battery 50 is compared with the voltage threshold value Vref (step S170), and it is determined whether or not a motor running condition for running while continuing control in another motor operation mode is satisfied. (Step S175). Here, the motor running condition includes a condition such that the remaining capacity of the battery 50 is higher than a remaining capacity threshold value capable of continuing the SOC motor running. When the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is equal to or higher than the voltage threshold Vref and the motor travel condition is satisfied (steps S170 and S175), it is determined that the motor travel can be continued, and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set. A value of 0 is set (step S180).

こうしてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定したら、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モータトルクTm2tmpとして次式(1)により計算する(ステップS190)。   When the torque command Tm1 * of the motor MG1 is thus set, a value obtained by dividing the required torque Tr * by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is set as a temporary motor torque Tm2tmp, which is a temporary value of torque to be output from the motor MG2. 1) (Step S190).

Tm2tmp=Tr*/Gr (1)   Tm2tmp = Tr * / Gr (1)

モータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、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を次式(2)および次式(3)により計算して(ステップS280)、計算した仮モータトルクTm2tmpを式(4)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S290)。   When the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm1 * are calculated, the motor MG1 obtained by multiplying the input / output limits Win, Wout of the battery 50 and the set torque command Tm1 * by the current rotational speed Nm1 of the motor MG1. The torque limits Tm2min and Tm2max as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG2 by dividing the deviation from the power consumption (generated power) by the rotation speed Nm2 of the motor MG2 are expressed by the following equations (2) and ( 3) (step S280), and the calculated temporary motor torque Tm2tmp is limited by the torque limits Tm2min and Tm2max using equation (4) to set the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S290).

Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (2)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (4)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (2)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (4)

こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS300)、駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、モータ走行条件が成立していてバッテリ50の端子間電圧Vbが電圧用閾値Vref以上であるときには、エンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で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 torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are thus set, the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S300), and the drive control routine is terminated. Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the motor ECU 40 controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. . By such control, when the motor running condition is satisfied and the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is equal to or higher than the voltage threshold Vref, the input / output limits Win and Wout of the battery 50 from the motor MG2 are stopped in a state where the operation of the engine 22 is stopped. In this range, the required torque Tr * can be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft to travel.

こうしてモータ運転モードで制御をしている最中に、バッテリ50の端子間電圧Vbが電圧用閾値Vref未満となったり(ステップS170)、モータ走行条件が成立しなくなったときには(ステップS175)、エンジン22を始動する必要があると判断して、エンジン22を始動するためのエンジン始動制御を実行する。エンジン始動制御は、まず、エンジン22のトルクマップとエンジン22の始動開始からの経過時間tとに基づいてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。(ステップS200)。エンジン22の始動時にモータMG1のトルク指令Tm1*に設定するトルクマップの一例とエンジン22の回転数Neの変化の様子の一例とを図6に示す。実施例のトルクマップは、エンジン22の始動指示がなされた時間t11の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Tm1*に設定してエンジン22の回転数Neを迅速に増加させる。エンジン22の回転数Neが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間t12にエンジン22を安定して点火開始回転数Nref以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Tm1*に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸32aにおける反力を小さくする。そして、エンジン22の回転数Neが回転数Nrefに至った時間t13からレート処理を用いてトルク指令Tm1*を値0とし、エンジン22の完爆が判定された時間t15から発電用のトルクをトルク指令Tm1*に設定する。ここで、点火開始回転数Nrefは、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。   Thus, during the control in the motor operation mode, when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 becomes less than the voltage threshold Vref (step S170) or the motor running condition is not satisfied (step S175), the engine When it is determined that the engine 22 needs to be started, engine start control for starting the engine 22 is executed. In the engine start control, first, a torque command Tm1 * of the motor MG1 is set based on the torque map of the engine 22 and the elapsed time t from the start of the engine 22 start. (Step S200). FIG. 6 shows an example of a torque map set in the torque command Tm1 * of the motor MG1 when the engine 22 is started and an example of a change in the rotational speed Ne of the engine 22. In the torque map of the embodiment, a relatively large torque is set in the torque command Tm1 * using rate processing immediately after the time t11 when the start instruction of the engine 22 is given, and the rotational speed Ne of the engine 22 is rapidly increased. The engine 22 can be stably motored at the ignition start rotational speed Nref or more at a time t12 after the time when the rotational speed Ne of the engine 22 has passed the resonance rotational speed band or a time necessary for passing through the resonant rotational speed band. The torque that can be generated is set in the torque command Tm1 * to reduce the power consumption and the reaction force in the ring gear shaft 32a as the drive shaft. Then, the torque command Tm1 * is set to 0 using rate processing from the time t13 when the rotational speed Ne of the engine 22 reaches the rotational speed Nref, and the torque for power generation is torqued from the time t15 when the complete explosion of the engine 22 is determined. Set to command Tm1 *. Here, the ignition start speed Nref is the speed at which the fuel injection control and the ignition control of the engine 22 are started.

こうしてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定したら、エンジン22の回転数Neと点火開始回転数Nrefとを比較する(ステップS210)。回転数Neが点火開始回転数Nref未満のときには、要求トルクTr*と設定したトルク指令Tm1*からモータMG1の回転数変化に伴うイナーシャトルクTiを減じて動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものとの和のトルクを減速ギヤ35のギヤ比Grで除したものとしてモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(5)により計算し(ステップS230)、計算した仮トルクTm2tmpを前述の式(4)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S280,S290)。ここで、式(5)は、図7の共線図から容易に導くことができる。なお、図7の共線図におけるR軸上の2つの太線矢印で示すトルクは、モータMG1から出力されるトルクからイナーシャトルクTiを減じたものがリングギヤ軸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である。   When the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set in this way, the rotational speed Ne of the engine 22 is compared with the ignition start rotational speed Nref (step S210). When the rotational speed Ne is less than the ignition start rotational speed Nref, the inertia torque Ti associated with the rotational speed change of the motor MG1 is subtracted from the required torque Tr * and the set torque command Tm1 * and divided by the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30. A temporary torque Tm2tmp, which is a temporary value of the torque to be output from the motor MG2, is calculated by dividing the sum of the torque by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 by the following equation (5) (step S230), Torque command Tm2 * of motor MG2 is set by limiting calculated temporary torque Tm2tmp with torque limits Tm2min and Tm2max according to the aforementioned equation (4) (steps S280 and S290). Here, equation (5) can be easily derived from the alignment chart of FIG. The torque indicated by the two thick arrows on the R axis in the nomograph of FIG. 7 is the torque that is obtained by subtracting the inertia torque Ti from the torque output from the motor MG1 and the torque that is applied to the ring gear shaft 32a and the output from the motor MG2. Torque Tm2 * applied to the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35.

Tm2tmp=(Tr*+(Tm1*-Ti)/ρ)/Gr (5)   Tm2tmp = (Tr * + (Tm1 * -Ti) / ρ) / Gr (5)

仮モータトルクTm2tmpを設定すると、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信して(ステップS280〜S300)、本ルーチンを終了し、こうしてエンジン22を始動する制御を行なっている間は(ステップS150)、S100〜S130,S150,ステップS200〜S230,S280〜S300の処理を繰り返す。こうした制御により、モータMG1でエンジン22をモータリングすると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で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。   When the temporary motor torque Tm2tmp is set, the torque command Tm2 * of the motor MG2 that outputs the required torque Tr * to the ring gear shaft 32a within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 is set and transmitted to the motor ECU 40. (Steps S280 to S300) While this routine is ended and control for starting the engine 22 is thus performed (Step S150), the processes of S100 to S130, S150, Steps S200 to S230, and S280 to S300 are repeated. By such control, the motor 22 is motored by the motor MG1, and within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a serving as the drive shaft.

こうしてエンジン22をモータリングしてエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nref以上になったときには(ステップS210)、エンジン22における燃料噴射制御や点火制御を開始するよう制御信号をエンジンECU24に送信すると共に(ステップS220)設定したトルク指令Tm1*に基づいてバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信して(ステップS230,S280〜S300)、本ルーチンを終了する。こうした制御により、モータMG1でエンジン22をモータリングしてエンジン22を始動すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で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。   When the engine 22 is motored and the engine speed Ne is equal to or greater than the ignition start engine speed Nref (step S210), a control signal is transmitted to the engine ECU 24 to start fuel injection control and ignition control in the engine 22. (Step S220) Based on the set torque command Tm1 *, the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set so that the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. Are transmitted to the motor ECU 40 (steps S230, S280 to S300), and this routine is terminated. Under such control, the engine 22 is motored by the motor MG1 to start the engine 22, and the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. To do.

ここで、ステップS160の処理における電圧用閾値Vrefの設定方法について説明する。電圧用閾値Vrefは、車速Vとバッテリ50の残容量SOCと電圧用閾値Vrefとの関係を予め定めて電圧用閾値設定用マップとしてROM24bやデータ74に記憶しておき、車速Vとバッテリ50の残容量SOCとが与えられると記憶したマップから対応する電圧用閾値Vrefを導出して設定するものとした。図8に電圧用閾値設定用マップの一例を示す。電圧用閾値Vrefは、バッテリ50から電力を取り出せなくなる下限電圧よりエンジン22をモータリングを開始してからエンジン22の始動が終了するまでのバッテリ50の端子間電圧の低下量と推定される電圧分だけ高い電圧として設定され、図示すように、残容量SOCが大きくなるほど小さくなる傾向に、且つ、車速Vが大きくなるほど小さくなる傾向に設定するものとし、例えば、バッテリ50の下限電圧が200[V]のときには260[V]〜290[V]程度の範囲で設定されるものとする。つまり、電圧用閾値設定用マップでは、車速Vや残容量SOCにより推定されるエンジン22を始動する際のバッテリ50の端子間電圧の低下量を予め求めておき、求めた低下量に基づいてエンジン22を始動する際にバッテリ50の端子間電圧が下限電圧を下回らないよう車速Vと残容量SOCと電圧用閾値Vrefとが関係づけられているのである。ここで、電圧用閾値Vrefを残容量SOCが大きくなるほど小さくなる傾向に設定したのは、エンジン22のモータリングを開始する際の残容量SOCが大きいほどエンジン22のモータリングを開始してからエンジン22の始動が完了するまでのバッテリ50の端子間電圧Vbの低下量が小さいと推定されるため、残容量SOCが小さいときに比して電圧用閾値Vrefを小さく設定してもバッテリ50の端子間電圧Vbが下限電圧以下にならないためである。また、電圧用閾値Vrefを車速Vが大きくなるほど小さくなる傾向に設定したのは、以下の理由に基づく。図9に例示するように、車速Vが比較的高い場合には、モータMG1で発電をしながらモータMG2で電力を消費する状態となる。こうした状態では、モータMG2から出力されるトルクを上述した式(5)の仮モータトルクTm2tmpとして考えると、モータMG2での消費電力(Tm2tmp・Nm2)にモータMG1の消費電力(Tm1・Nm1、モータMG1が発電している場合を考えると負の値になる)を加えた車両全体の消費電力Pは、次式(6)に示すようになる。ここで、要求トルクTr*は図5に例示したようにアクセル開度Accが一定だとすると車速Vが高くなるほど小さくなる傾向に設定され、トルク指令Tm1*は車速Vに拘わらず図7に例示したマップを用いて設定され、イナーシャトルクTiは車速Vに関わらずほぼ一定である。したがって、消費電力Pは、全体として車速Vが大きくなるほど小さなると推定され、エンジン22のモータリングを開始する際の車速Vが大きいほどエンジン22のモータリングを開始してからエンジン22の始動が完了するまでのバッテリ50の端子間電圧Vbの低下量が小さいと推定されるため、車速Vが小さいときに比して電圧用閾値Vrefを小さく設定してもバッテリ50の端子間電圧Vbが下限電圧以下にならない。このように、車速Vや残容量SOCに基づいて推定されるバッテリ50の端子間電圧の低下量に基づいて電圧用閾値Vrefを設定することにより、より適正なタイミングでエンジン22を始動することができる。   Here, a method of setting the voltage threshold value Vref in the process of step S160 will be described. For the voltage threshold Vref, the relationship between the vehicle speed V, the remaining capacity SOC of the battery 50, and the voltage threshold Vref is determined in advance and stored in the ROM 24b and the data 74 as a voltage threshold setting map. When the remaining capacity SOC is given, the corresponding voltage threshold value Vref is derived and set from the stored map. FIG. 8 shows an example of a voltage threshold setting map. The voltage threshold Vref is a voltage amount estimated to be the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 from the start of motoring of the engine 22 to the end of the start of the engine 22 from the lower limit voltage at which power cannot be extracted from the battery 50. As shown in the figure, the voltage is set so as to decrease as the remaining capacity SOC increases and decreases as the vehicle speed V increases. For example, the lower limit voltage of the battery 50 is 200 [V ] Is set in a range of about 260 [V] to 290 [V]. That is, in the voltage threshold setting map, the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 when starting the engine 22 estimated from the vehicle speed V and the remaining capacity SOC is obtained in advance, and the engine is based on the obtained amount of reduction. Thus, the vehicle speed V, the remaining capacity SOC, and the voltage threshold value Vref are related so that the voltage across the terminals of the battery 50 does not fall below the lower limit voltage when the engine 22 is started. Here, the voltage threshold value Vref is set to decrease as the remaining capacity SOC increases. The reason is that the motor 22 starts motoring after the engine 22 starts motoring as the remaining capacity SOC increases. Therefore, even if the voltage threshold value Vref is set smaller than when the remaining capacity SOC is small, the terminal of the battery 50 is estimated. This is because the inter-voltage Vb does not become lower than the lower limit voltage. The reason why the voltage threshold value Vref is set to decrease as the vehicle speed V increases is based on the following reason. As illustrated in FIG. 9, when the vehicle speed V is relatively high, the motor MG <b> 2 consumes power while generating power with the motor MG <b> 1. In such a state, when the torque output from the motor MG2 is considered as the temporary motor torque Tm2tmp of the above-described equation (5), the power consumption (Tm1 · Nm1, motor MMG1) is equal to the power consumption (Tm2tmp · Nm2) in the motor MG2. The power consumption P of the entire vehicle including a negative value when considering the case where MG1 is generating power is expressed by the following equation (6). Here, as shown in FIG. 5, the required torque Tr * is set so as to decrease as the vehicle speed V becomes higher if the accelerator opening degree Acc is constant, and the torque command Tm1 * is the map illustrated in FIG. 7 regardless of the vehicle speed V. The inertia torque Ti is substantially constant regardless of the vehicle speed V. Accordingly, the power consumption P is estimated to be smaller as the vehicle speed V increases as a whole, and the motor 22 starts motoring after the engine 22 starts motoring as the vehicle speed V when starting the motoring of the engine 22 increases. Since the amount of decrease in the inter-terminal voltage Vb of the battery 50 until completion is estimated to be small, the inter-terminal voltage Vb of the battery 50 is the lower limit even if the voltage threshold Vref is set smaller than when the vehicle speed V is low. The voltage does not fall below. In this way, the engine 22 can be started at a more appropriate timing by setting the voltage threshold Vref based on the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 estimated based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC. it can.

P=(Tr*-Ti/ρ)/Gr・Nm2+Tm1*/ρ・Ne・(1+ρ) (6)   P = (Tr * -Ti / ρ) / Gr ・ Nm2 + Tm1 * / ρ ・ Ne ・ (1 + ρ) (6)

要求パワーPe*が閾値Prefより大きいときには(ステップS120)、エンジン22からの動力を用いて走行するトルク変換運転モードや充放電運転モードでエンジン22やモータMG1,MG2を運転制御する必要があると判断して、エンジン22が運転されていなければ(ステップS240)、ステップS200〜S230,S280〜S300の処理を実行してエンジン22を始動し、エンジン22が運転中であるときには、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22を効率よく運転する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S250)、続いて、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とを用いて次式(7)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とに基づいて式(8)によりモータMG1が回転数Nm1*で回転するようモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を計算する(ステップS270)。図10は、エンジン22からパワーを出力している状態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。なお、式(8)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(8)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 required power Pe * is larger than the threshold value Pref (step S120), it is necessary to control the operation of the engine 22 and the motors MG1 and MG2 in the torque conversion operation mode and the charge / discharge operation mode in which the power from the engine 22 is used. If the engine 22 is not operated (step S240), the processes of steps S200 to S230 and S280 to S300 are executed to start the engine 22, and when the engine 22 is operating, the set required power Based on Pe *, a target rotational speed Ne * and a target torque Te * are set as operating points for efficiently operating the engine 22 (step S250). Subsequently, the target rotational speed Ne * of the engine 22 and the motor MG2 are set. Using the rotational speed Nm2 and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, the following equation (7) The motor MG1 calculates the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and causes the motor MG1 to rotate at the rotational speed Nm1 * according to the equation (8) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the input rotational speed Nm1 of the motor MG1. Torque command Tm1 * as a torque to be output from is calculated (step S270). FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30 when traveling with the power output from the engine 22. FIG. Expression (8) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (8), “k1” in the second term on the right side is a gain of a proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (7)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (8)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (7)
Tm1 * = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (8)

こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、要求トルクTr*にモータMG1のトルク指令Tm1*を動力分割機構30のギヤ比ρで除したものを加えて減速ギヤGrのギヤ比で除したものを次式(9)により求めて仮モータトルクTm2tmpとして設定する(ステップS270)。ここで、式(9)は、図10に例示した共線図から容易に導くことができる。こうして、仮モータトルクTm2tmpを設定すると、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるモータMG2のトルク指令Tm2*を設定して(ステップS280,S290)、設定したエンジン22の目標回転数Ne*,目標トルクTe*をエンジンECU24に、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS300)、本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、こうした制御により、エンジン22の始動後は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を効率よく運転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 Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, the reduction gear Gr is obtained by adding the torque command Tm1 * of the motor MG1 divided by the gear ratio ρ of the power split mechanism 30 to the required torque Tr *. Is obtained by the following equation (9) and set as the temporary motor torque Tm2tmp (step S270). Here, Expression (9) can be easily derived from the alignment chart illustrated in FIG. Thus, when the temporary motor torque Tm2tmp is set, the torque command Tm2 * of the motor MG2 in which the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50 is set (step S280, S290), the set target rotational speed Ne * and target torque Te * of the engine 22 are transmitted to the engine ECU 24, and the set torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S300). This routine ends. 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. With this control, after the engine 22 is started, the engine 22 is efficiently operated within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, and the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. And can travel.

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (9)   Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (9)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、運転停止しているエンジンを始動する際に車速Vと残容量SOCとに基づいてエンジン22のモータリングを開始してからエンジン22の始動が完了するまで(エンジン22の運転開始まで)のバッテリ50の端子間電圧Vbの低下量を推定してエンジン22を始動するための閾値としての電圧用閾値Vrefを設定し、バッテリ50の端子間電圧Vrefが設定した電圧用閾値Vref未満であるときにはエンジン22をモータリングして始動するから、バッテリ50の端子間電圧が下限電圧を下回るのを抑制すると共により適正なタイミングでエンジンを始動することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when starting the engine that has been stopped, the engine 22 starts to start after the motoring of the engine 22 is started based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC. The voltage threshold Vref as a threshold for starting the engine 22 is set by estimating the amount of decrease in the voltage Vb between the terminals of the battery 50 until the engine 22 is started (until the operation of the engine 22 starts), and the voltage Vref between the terminals of the battery 50 is set. Is less than the set voltage threshold Vref, the engine 22 is motored and started, so that the voltage across the terminals of the battery 50 can be suppressed from falling below the lower limit voltage and the engine can be started at a more appropriate timing. .

実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vや残容量SOCに基づいてバッテリ50の端子間電圧の低下量を推定して電圧用閾値を設定するものとしたが、車速Vや残容量SOCとに基づいてバッテリ50の端子間電圧の低下量を推定するものに限定したものではなく、車速Vのみに基づいて端子間電圧の低下量を推定したり残容量SOCのみに基づいて端子間電圧の低下量を推定したりするものとしてもよい。また、バッテリ50の電圧の低下量を推定できるものであれば、如何なる状態量に基づいてバッテリ50の端子間電圧の低下程度を推定するものとしてもよく、例えば、バッテリ50の温度やバッテリ50の開放電圧やアクセル開度Accなどに基づいてバッテリ50の低下量を推定するものとしてもよい。この場合において、バッテリ50の端子間電圧の低下量は、バッテリ50の温度が高くなるほど大きくなり、バッテリ50の開放電圧が高くなるほど大きくなり、アクセル開度Accが大きく要求トルクTr*が大きくなるほど大きく傾向になると推定されることから、電圧用閾値Vrefは、バッテリ50の温度が高くなるほど、バッテリ50の開放電圧が高くなるほど、アクセル開度が小さくなるほど小さくなる傾向に設定するものとするのが望ましい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the voltage threshold is set by estimating the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC, but based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC. Thus, the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 is not limited to the one that estimates the amount of decrease in the voltage between the terminals. Or may be estimated. Further, as long as the amount of decrease in the voltage of the battery 50 can be estimated, the degree of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 may be estimated based on any state amount. It is good also as what estimates the fall amount of the battery 50 based on an open circuit voltage, accelerator opening degree Acc, etc. In this case, the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 increases as the temperature of the battery 50 increases, increases as the open circuit voltage of the battery 50 increases, and increases as the accelerator opening Acc increases and the required torque Tr * increases. Since it is estimated that the voltage tends to tend, it is desirable that the voltage threshold Vref be set to decrease as the temperature of the battery 50 increases, the open circuit voltage of the battery 50 increases, or the accelerator opening decreases. .

実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vと残容量SOCとに基づいて予めバッテリ50の端子間電圧の低下量を求めておくものとしたが、低下量を予め求めておくものに限定したものではなく、車速Vや残容量SOCに対するバッテリ50の端子間電圧の低下の傾向に基づいてバッテリ50の端子間電圧の低下程度を推定するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the amount of decrease in the voltage between the terminals of the battery 50 is obtained in advance based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC, but the amount of reduction is not limited to that obtained in advance. Alternatively, the degree of decrease in the terminal voltage of the battery 50 may be estimated based on the tendency of the terminal voltage of the battery 50 to decrease with respect to the vehicle speed V and the remaining capacity SOC.

実施例のハイブリッド自動車20では、図8に例示した電圧用閾値設定用マップを用いて車速Vや残容量SOCに基づいて電圧用閾値Vrefを設定するものとしたが、エンジン22を始動するたびにエンジン22の始動時の車速V,残容量SOCとエンジン22を始動してから始動が終了するまでのバッテリ50の端子間電圧の電圧低下量を学習してて、バッテリ50の下限電圧に学習した電圧低下量を加えたものを図8に例示したエンジン22の始動時の車速V,残容量SOCに対応する電圧用閾値Vrefとして設定されれば、より適正に電圧用閾値Vrefを設定することができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the voltage threshold value Vref is set based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC using the voltage threshold value setting map illustrated in FIG. 8, but every time the engine 22 is started. The lower limit voltage of the battery 50 was learned by learning the vehicle speed V, the remaining capacity SOC at the time of starting the engine 22 and the voltage drop amount of the voltage across the terminals of the battery 50 from when the engine 22 was started to when the engine was started. If the voltage drop amount is added as the voltage threshold value Vref corresponding to the vehicle speed V and the remaining capacity SOC at the time of starting the engine 22 illustrated in FIG. 8 as an example, the voltage threshold value Vref can be set more appropriately. it can.

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力でモータ走行しているときに、バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref以上であるときにはモータ走行を継続し、バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref未満であるときにエンジン22を始動する制御を実行するものとしたが、こうした制御を実行するのはモータ走行しているときに限定したものではなく、エンジン22の運転を停止した状態であるがモータMG2からの動力を用いて走行していない状態のときにこうした制御を実行するものとしてもよい。この場合には、バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref以上であるときにはエンジン22の運転停止を継続し、バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref未満であるときにエンジン22を始動する制御を実行するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the operation of the engine 22 is stopped and the motor travels with the power from the motor MG2, when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is equal to or higher than the threshold value Vref, the motor travel is continued. The control for starting the engine 22 is executed when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is less than the threshold value Vref. However, the execution of such control is not limited to when the motor is running. Such control may be executed when the operation of 22 is stopped but the vehicle is not running using the power from the motor MG2. In this case, when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is equal to or higher than the threshold value Vref, the operation of the engine 22 is stopped, and when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is less than the threshold value Vref, the engine 22 is started. It may be executed.

実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1を用いてエンジン22をモータリングするものとしたが、モータMG1とは別にエンジン22の始動専用のスタータモータを備え、こうしたスタータモータを用いてエンジンを始動するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the engine 22 is motored using the motor MG1, but a starter motor dedicated to starting the engine 22 is provided separately from the motor MG1, and the engine is started using such a starter motor. It may be a thing.

実施例のハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor MG2 is attached to the ring gear shaft 32a as the drive shaft via the reduction gear 35. However, the motor MG2 may be directly attached to the ring gear shaft 32a, or Instead, the motor MG2 may be attached to the ring gear shaft 32a via a transmission such as a 2-speed, 3-speed, or 4-speed.

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11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11における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is 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 connected to an axle (an axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 11) different from an axle to which the ring gear shaft 32a is connected (an axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected).

実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.

実施例では、2つのモータとエンジンとを備える車両に適用ものとしたが、エンジンとモータとを搭載して少なくともモータからの動力を用いて走行可能な車両であれば如何なる車両に適用してもよい。   In the embodiment, the present invention is applied to a vehicle including two motors and an engine. However, the present invention can be applied to any vehicle as long as the engine and the motor are mounted and the vehicle can travel using at least power from the motor. Good.

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。   Moreover, it is not limited to what is applied to such a hybrid vehicle, It is good also as a form of the control method of such a vehicle.

ここで、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MG2が「電動機」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1とが「機関始動手段」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、電圧センサ50aが「電圧検出手段」に相当し、車速Vや残容量SOCに基づいてバッテリ50の端子間電圧の低下量を求めるステップS160の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「電圧低下推定手段」に相当し、推定されたバッテリ50の端子間電圧の低下量に基づいて電圧用閾値Vrefを設定するステップS160の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「閾値設定手段」に相当し、エンジン22を運転停止しているときにバッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref以上であるときにエンジン22の運転停止を継続するステップS130〜S170,S300の処理やエンジン22を運転停止しているときにバッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref未満に至ったときにはエンジン22を始動するためにエンジン22をモータリングするトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*に設定してモータECU40に送信する処理やエンジンECU24に燃料噴射制御指示や点火制御指示を送信するステップS130,S150〜S170,S200〜S230,S280〜S300の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジン22における燃料噴射制御や点火制御を実行するエンジンECU24とトルク指令Tm1*でモータMG1が駆動するようインバータ41を制御するモータEUC40とが「機関始動制御手段」に相当する。また、エンジン22を運転停止しているときにバッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref以上であるときに要求トルクTr*に基づくトルクがモータMG2から出力されるようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信するステップS180,S190,ステップS280〜S300の処理やエンジン22を運転停止しているときにバッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref未満に至ったときには要求トルクTr*に基づくトルクがモータMG2から出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信するステップS230,S280〜S300の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70とトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動するようインバータ42を制御するモータEUC40とも「機関始動制御手段」に相当する。さらに、エンジン22を始動するたびにエンジン22の始動時の車速V,残容量SOCとエンジン22を始動してから始動が終了するまでのバッテリ50の端子間電圧の電圧低下量を検出して学習するハイブリッド用電子制御ユニット70が「学習手段」に相当する。さらに、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当する。そして、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当する。また、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。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。「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、駆動軸に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。「機関始動手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とからなる組み合わせに限定されるものではなく、エンジンのクランクシャフトをモータリングするスタータモータなど、内燃機関の始動に用いられるものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機および機関始動手段と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「電圧検出手段」としては、電圧センサ50aに限定されるものではなく、蓄電手段の端子間電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「電圧低下程度推定手段」は、車速Vや残容量SOCに基づいてバッテリ50の端子間電圧の低下量を推定するものに限定されるものではなく、車速Vのみに基づいて端子間電圧の低下量を推定するものや残容量SOCのみに基づいて端子間電圧の低下量を推定するもの,アクセル開度Accやバッテリ50の開放電圧,バッテリ50の温度に基づいて端子間電圧の低下量を推定するものなど、蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定するものであれば如何なるものとしても構わない。「閾値設定手段」は、推定された端子間電圧の低下程度に基づいて内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「機関始動制御手段」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、「機関始動制御手段」としては、エンジン22を運転停止しているときにバッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref以上であるときにエンジン22の運転を停止した状態を継続してモータMG2からの動力で走行し、エンジン22を運転停止しているときにバッテリ50の端子間電圧Vbが閾値Vref未満に至ったときにはエンジン22の始動をするものに限定されるものではなく、内燃機関を運転停止している状態のときに、検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは内燃機関の運転停止を継続するよう内燃機関と機関始動手段とを制御し、検出された端子間電圧が設定された電圧用閾値未満に至ったときには内燃機関が始動されるよう内燃機関と機関始動手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」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やデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。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最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   Here, the correspondence between the main elements of the 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 MG2 corresponds to an “electric motor”, the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1 correspond to “engine starting means”, and the battery 50 corresponds to “power storage means”. And the voltage sensor 50a corresponds to the “voltage detection means”, and the hybrid electronic control unit executes the process of step S160 for determining the amount of decrease in the voltage across the battery 50 based on the vehicle speed V and the remaining capacity SOC. 70 corresponds to “voltage drop estimation means”, and the hybrid electronic control unit 70 that executes the process of step S160 for setting the voltage threshold Vref based on the estimated amount of decrease in the voltage across the battery 50 is “threshold value”. It is equivalent to “setting means”, and when the engine 22 is stopped, the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is higher than the threshold value Vref. In order to start the engine 22 when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 reaches less than the threshold value Vref when the engine 22 is stopped. Steps S130, S150 to S170, S200 to S230 for setting the torque for motoring 22 to the torque command Tm1 * of the motor MG1 and transmitting it to the motor ECU 40, and sending the fuel injection control instruction and ignition control instruction to the engine ECU 24, The hybrid electronic control unit 70 that executes the processing of S280 to S300, the engine ECU 24 that executes fuel injection control and ignition control in the engine 22, and the motor EUC 40 that controls the inverter 41 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 *. "organ Corresponding to the dynamic control means ". Further, when the engine 22 is stopped, the torque command Tm1 of the motors MG1 and MG2 is output so that the torque based on the required torque Tr * is output from the motor MG2 when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is equal to or higher than the threshold value Vref. When *, Tm2 * are set and transmitted to the motor ECU 40, the processing at steps S180, S190, steps S280 to S300, or when the inter-terminal voltage Vb of the battery 50 is less than the threshold value Vref when the engine 22 is stopped. The hybrid electronic control unit 70 for executing the processes of steps S230 and S280 to S300 for setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 and transmitting it to the motor ECU 40 so that the torque based on the requested torque Tr * is output from the motor MG2. Motor MG2 is driven by command Tm2 * Yo corresponding to both motor EUC40 for controlling the inverter 42 "engine start control means". Further, every time the engine 22 is started, learning is performed by detecting the vehicle speed V, the remaining capacity SOC at the time of starting the engine 22, and the voltage drop amount of the voltage across the terminals of the battery 50 from the start of the engine 22 to the end of the start. The hybrid electronic control unit 70 corresponds to “learning means”. Furthermore, the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1 correspond to “power power input / output means”. The power distribution and integration mechanism 30 corresponds to “three-axis power input / output means”, and the motor MG1 corresponds to “generator”. Further, the counter-rotor motor 230 also corresponds to “power power input / output means”. 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 “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 power to the drive shaft, such as an induction motor. . The “engine starting means” is not limited to the combination of the power distribution and integration mechanism 30 and the motor MG1, but may be used for starting an internal combustion engine such as a starter motor that motors a crankshaft of the engine. It does not matter as long as it is anything. The “power storage means” is not limited to the battery 50 as a secondary battery, and may be anything as long as it can exchange electric power with the motor and the engine starting means, such as a capacitor. The “voltage detection means” is not limited to the voltage sensor 50a, and any voltage detection means may be used as long as it detects the voltage across the terminals of the power storage means. The “voltage drop degree estimation means” is not limited to the one that estimates the reduction amount of the terminal voltage of the battery 50 based on the vehicle speed V or the remaining capacity SOC, but the terminal voltage drop based only on the vehicle speed V. Estimating the amount of decrease in voltage between terminals based only on the amount of estimation or remaining capacity SOC, estimating the amount of decrease in voltage between terminals based on the accelerator opening Acc, the open voltage of the battery 50, and the temperature of the battery 50 Any device may be used as long as it can estimate the degree of decrease in the voltage between terminals of the power storage means. The “threshold setting means” may be anything as long as it sets a voltage threshold for starting the internal combustion engine based on the estimated decrease in the voltage between the terminals. The “engine start 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, as the “engine start control means”, when the engine 22 is stopped, when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 is equal to or higher than the threshold value Vref, the state in which the operation of the engine 22 is stopped is continued. It is not limited to starting the engine 22 when the voltage Vb between the terminals of the battery 50 reaches less than the threshold value Vref when the engine 22 is stopped and the operation of the engine 22 is stopped. When the operation is stopped, the internal combustion engine and the engine starting means are controlled and detected so as to continue the operation stop of the internal combustion engine until the detected voltage between the terminals becomes less than the set voltage threshold value. Any device that controls the internal combustion engine and the engine starting means so that the internal combustion engine is started when the terminal voltage is less than the set voltage threshold value. It may be as. The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of generator such as an induction motor that can input and output power. The “three-axis power input / output means” is not limited to the power distribution / integration mechanism 30 described above, but a mechanism using a double pinion planetary gear mechanism or a combination of a plurality of planetary gear mechanisms and four or more shafts. Or a differential gear such as a differential gear that is different from the planetary gear, such as a drive shaft, an output shaft, and a rotating shaft of a generator. As long as the power is input / output to / from the remaining shafts based on the power input / output to / from the shafts, any device may be used. 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 is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problems. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problems. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem 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 problem. It is only a specific example.

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

本発明は、自動車の製造業等に利用可能である。   The present invention can be used in the automobile manufacturing industry and the like.

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. バッテリ50における電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the battery temperature Tb in the battery 50, and input / output restrictions Win and Wout. バッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the remaining capacity (SOC) of the battery 50, and the correction coefficient of input / output restrictions Win and Wout. 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive control routine performed by the electronic control unit for hybrids 70 of an Example. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. エンジン22の始動時にモータMG1のトルク指令Tm1*に設定するトルクマップの一例とエンジン22の回転数Neの変化の様子の一例とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the torque map set to the torque command Tm1 * of motor MG1 at the time of engine 22 start, and an example of the mode of the rotation speed Ne of the engine 22. エンジン22を始動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。4 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in a rotating element of the power distribution and integration mechanism 30 when the engine 22 is started. FIG. 電圧用閾値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 voltage threshold value setting map. 車速Vが比較的高い状態でエンジン22を始動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 of the rotation speed and torque in the rotation element of the power distribution integration mechanism 30 when the engine 22 is started in the state where the vehicle speed V is comparatively high. エンジン22からパワーを出力している状態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。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in a rotating element of a power distribution and integration mechanism 30 when traveling with power output from an engine 22; 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、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、50a 電圧センサ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。   20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 50a voltage sensor, 51 temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54 electric power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 2 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, 122 air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purification device, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 143 Pressure sensor, 144 Cam position sensor, 146 throttle valve position sensor, 148 air flow meter, 149 temperature sensor, 150 variable valve timing mechanism, 230 Counter rotor motor, 232 Inner rotor 234 Outer rotor, MG1, MG2 motor.

Claims (12)

内燃機関と電動機とを搭載し、少なくとも前記電動機からの動力を用いて走行可能な車両であって、
前記内燃機関の始動に用いられる機関始動手段と、
前記電動機および前記機関始動手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定する電圧低下程度推定手段と、
前記推定された端子間電圧の低下程度に基づいて前記内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定する閾値設定手段と、
前記内燃機関を運転停止している状態のときに、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記内燃機関の運転停止を継続するよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御し、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御する機関始動制御手段と、
を備える車両。
A vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor and capable of traveling using at least power from the electric motor,
Engine starting means used for starting the internal combustion engine;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor and the engine starting means;
Voltage detecting means for detecting a voltage between terminals of the power storage means;
A voltage drop degree estimating means for estimating the drop degree of the voltage between the terminals of the power storage means;
Threshold setting means for setting a threshold for voltage for starting the internal combustion engine based on the estimated degree of decrease in the inter-terminal voltage;
The internal combustion engine and the engine so as to continue the shutdown of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold when the internal combustion engine is in a shutdown state. Engine starting control for controlling the internal combustion engine and the engine starting means so as to start the internal combustion engine when the detected inter-terminal voltage reaches less than the set voltage threshold value. Means,
A vehicle comprising:
前記電圧低下推定手段は、車速と前記蓄電手段の状態とアクセル開度とのうちの少なくとも一つに基づいて前記端子間電圧の低下程度を推定する手段である請求項1記載の車両。   2. The vehicle according to claim 1, wherein the voltage drop estimation unit is a unit that estimates a reduction degree of the voltage between the terminals based on at least one of a vehicle speed, a state of the power storage unit, and an accelerator opening. 前記電圧低下推定手段は、前記蓄電手段の状態として前記蓄電手段の残容量と該蓄電手段の温度と該蓄電手段の開放電圧とのうちの少なくとも一つに基づいて前記端子間電圧の低下程度を推定する手段である請求項2記載の車両。   The voltage drop estimation means determines the degree of reduction of the voltage between the terminals based on at least one of the remaining capacity of the electricity storage means, the temperature of the electricity storage means, and the open voltage of the electricity storage means as the state of the electricity storage means. The vehicle according to claim 2, which is means for estimating. 請求項3記載の車両であって、
前記電圧低下推定手段は、前記蓄電手段の残容量が大きくなるほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定し、
前記閾値設定手段は、前記推定された端子間電圧の低下程度が小さくなるほど低くなる傾向に前記電圧用閾値を設定する手段である
車両。
The vehicle according to claim 3,
The voltage drop estimation means estimates the degree of decrease in the voltage between the terminals in a tendency to decrease as the remaining capacity of the power storage means increases,
The threshold value setting means is a means for setting the voltage threshold value so as to decrease as the estimated decrease in the terminal voltage decreases.
請求項1ないし4いずれか記載の車両であって、
前記電圧低下推定手段は、前記アクセル開度が小さくなるほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であり、
前記閾値設定手段は、前記推定された端子間電圧の低下程度が小さくなるほど低くなる傾向に前記電圧用閾値を設定する手段である
車両。
The vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The voltage drop estimation means is a means for estimating a reduction degree of the voltage between the terminals in a tendency to decrease as the accelerator opening decreases.
The threshold value setting means is a means for setting the voltage threshold value so as to decrease as the estimated decrease in the terminal voltage decreases.
前記機関始動制御手段は、前記内燃機関を運転停止している状態で前記電動機からの動力を用いて走行するモータ走行モードで走行しているときに、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記モータ走行モードでの走行が継続するよう前記内燃機関と前記機関始動手段と前記電動機とを制御し、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関が始動されて走行するよう前記内燃機関と前記機関始動手段と前記電動機とを制御する手段である請求項1ないし5いずれか記載の車両。   The engine start control means sets the detected inter-terminal voltage when traveling in a motor traveling mode in which the internal combustion engine is stopped while traveling using power from the electric motor. The internal combustion engine, the engine starting means, and the electric motor are controlled so that traveling in the motor traveling mode is continued until the voltage threshold value is less than the threshold value for voltage, and the detected inter-terminal voltage is set for the set voltage. The vehicle according to any one of claims 1 to 5, which is means for controlling the internal combustion engine, the engine starting means, and the electric motor so that the internal combustion engine is started and travels when the value is less than a threshold value. 請求項1記載の車両であって、
前記内燃機関が始動する際における前記端子間電圧の電圧低下量を学習する学習手段を備え、
前記電圧低下推定手段は、前記学習した電圧低下量に基づいて前記端子間電圧の低下程度を推定する手段である
車両。
The vehicle according to claim 1,
Learning means for learning a voltage drop amount of the inter-terminal voltage when the internal combustion engine is started,
The voltage drop estimating means is a means for estimating a reduction degree of the voltage between the terminals based on the learned voltage drop amount.
請求項1ないし7いずれか記載の車両であって、
前記機関始動手段は、前記内燃機関の出力軸をモータリング可能な手段であり、
前記機関始動制御手段は、前記内燃機関を始動するときには前記内燃機関の出力軸がモータリングされるよう前記機関始動手段を制御する手段である
車両。
A vehicle according to any one of claims 1 to 7,
The engine starting means is means capable of motoring the output shaft of the internal combustion engine,
The engine start control means is a means for controlling the engine start means so that the output shaft of the internal combustion engine is motored when starting the internal combustion engine.
請求項8記載の車両であって、
前記機関始動手段は、車軸に接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続され電力と動力の入出力により該駆動軸への動力の入出力を伴って該内燃機関の出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備える手段であり、
前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力する電動機である
車両。
The vehicle according to claim 8, wherein
The engine starting means is connected to a drive shaft connected to an axle and an output shaft of the internal combustion engine, and is connected to an output shaft of the internal combustion engine with input / output of power to the drive shaft by input / output of electric power and power. It is a means comprising electric power input / output means capable of inputting / outputting power,
The electric motor is an electric motor that inputs and outputs power to the drive shaft.
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の軸とに接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項9記載の車両   The power motive power input / output means is connected to the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third shaft, and the remaining one shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts 10. The vehicle according to claim 9, further comprising: a three-shaft power input / output means for inputting / outputting power to / from the power generator and a generator for inputting / outputting power to / from the third shaft. 請求項10記載の車両であって、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、
前記電圧低下推定手段は、車速が高いほど小さくなる傾向に前記端子間電圧の低下程度を推定する手段であり、
前記閾値設定手段は、前記推定された端子間電圧の低下程度が小さくなるほど低くなる傾向に前記電圧用閾値を設定する手段であり、
前記機関始動制御手段は、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記内燃機関の運転停止を継続すると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関の出力軸がモータリングされて始動されると共に前記発電機の回転数の変化に基づいて前記駆動軸に出力される駆動力と前記発電機から前記駆動軸へ出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力との和の駆動力により前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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手段である
車両。
The vehicle according to claim 10,
A required driving force setting means for setting a required driving force required for the drive shaft;
The voltage drop estimating means is a means for estimating the degree of decrease in the voltage between the terminals in a tendency to decrease as the vehicle speed increases.
The threshold value setting means is a means for setting the threshold value for voltage in a tendency to decrease as the estimated degree of decrease in the terminal voltage decreases.
The engine start control means continues the operation stop of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage reaches less than the set voltage threshold, and a driving force based on the set required driving force is The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to be output to a drive shaft, and when the detected inter-terminal voltage is less than the set voltage threshold, the output shaft of the internal combustion engine is a motor. The driving force output to the drive shaft based on the change in the rotational speed of the generator, the driving force output from the generator to the drive shaft, and the output from the electric motor to the drive shaft Vehicle that controls the internal combustion engine, the generator, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft by a driving force that is the sum of the driving force that is generated .
内燃機関と電動機とを搭載し、前記内燃機関の始動に用いられる機関始動手段と、前記電動機および前記機関始動手段と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、該蓄電手段の端子間電圧を検出する電圧検出手段とを備え、少なくとも前記電動機からの動力を用いて走行可能な車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の端子間電圧の低下程度を推定し、
前記推定された端子間電圧の低下程度に基づいて前記内燃機関を始動するための電圧用閾値を設定し、
前記内燃機関を運転停止している状態のときに、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至るまでは前記内燃機関の運転停止を継続するよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御し、前記検出された端子間電圧が前記設定された電圧用閾値未満に至ったときには前記内燃機関が始動されるよう前記内燃機関と前記機関始動手段とを制御する
車両の制御方法。
An internal combustion engine and an electric motor are mounted, and an engine starting means used for starting the internal combustion engine, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor and the engine starting means, and a voltage between terminals of the electric storage means are detected. A method for controlling a vehicle including a voltage detection means and capable of traveling using at least power from the electric motor,
Estimating the degree of voltage drop between the terminals of the power storage means,
Setting a threshold for voltage for starting the internal combustion engine based on the estimated decrease in the voltage between the terminals,
The internal combustion engine and the engine so as to continue the shutdown of the internal combustion engine until the detected inter-terminal voltage becomes less than the set voltage threshold when the internal combustion engine is in a shutdown state. And controlling the internal combustion engine and the engine starting means so that the internal combustion engine is started when the detected inter-terminal voltage is less than the set voltage threshold value. Method.
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