JP6003766B2

JP6003766B2 - Hybrid car

Info

Publication number: JP6003766B2
Application number: JP2013068885A
Authority: JP
Inventors: 英和縄田; 井上　敏夫; 敏夫井上; 竜太寺谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2014189236A

Description

本発明は、発名称に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、エンジンを間欠運転して走行するようエンジンとモータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。 More particularly, the present invention relates to an engine capable of outputting power for traveling, a motor capable of inputting / outputting power for traveling, a battery capable of exchanging power with the motor, and intermittent operation of the engine. The present invention relates to a hybrid vehicle including a control device that controls an engine and a motor so that the vehicle travels.

従来、この種のハイブリッド自動車としては、電池温度やバッテリの蓄電割合にづいて設定されるバッテリの出力上限が停止判定用閾値以上のときにはエンジンの停止を許可し、バッテリの出力上限が停止判定用閾値未満のときにはエンジンの停止を禁止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、バッテリの出力上限が停止判定用閾値未満のときにバッテリから出力されるパワーが出力上限を超えるのを防止すると共に、迅速にエンジンからパワーを出力して走行できるようにしている。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, when the battery output upper limit set based on the battery temperature and the battery storage ratio is equal to or higher than the stop determination threshold, engine stop is permitted, and the battery output upper limit is for stop determination. There has been proposed one that prohibits the engine from being stopped when it is less than the threshold (see, for example, Patent Document 1). This prevents the power output from the battery from exceeding the output upper limit when the output upper limit of the battery is less than the stop determination threshold, and allows the engine to run with the power output quickly.

また、エンジンを運転停止した状態でモータからのパワーで走行するモータ走行中に運転者による要求パワーがバッテリ出力上限値より若干大きな閾値以上に至ったときには、エンジンを始動してエンジンからの負荷を用いて走行するハイブリッド走行に移行するものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、エンジンを始動した直後は、要求パワーに基づいて設定される指令パワーを緩変化させることにより、エンジン始動直後の急加速を抑制している。 In addition, when the required power by the driver reaches a threshold value slightly larger than the battery output upper limit value while the motor is running with the power from the motor with the engine stopped, the engine is started and the load from the engine is reduced. There has also been proposed one that shifts to hybrid traveling that uses and travels (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, immediately after the engine is started, the rapid acceleration immediately after the engine is started is suppressed by slowly changing the command power set based on the required power.

さらに、バッテリ温度が所定温度未満のときには、バッテリの蓄電割合が大きいときには放電用パワーとして設定されると共に蓄電割合が小さいときには充電用パワーとして設定される蓄電割合調整用パワーとバッテリ温度が所定温度以上のときより小さな嵩上げパワーとの和をバッテリの充放電用パワーとして求め、走行に必要な走行用パワーと充放電用パワーとの和のパワーがエンジンから出力されて走行するようエンジンとモータとを制御するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Further, when the battery temperature is lower than the predetermined temperature, the power for adjusting the storage ratio and the battery temperature set as the power for charging when the storage ratio of the battery is large and set as the power for charging when the storage ratio is small are equal to or higher than the predetermined temperature. In this case, the sum of the smaller raised power is obtained as the battery charging / discharging power, and the engine and the motor are driven so that the sum of the traveling power required for traveling and the charging / discharging power is output from the engine. The thing to control is also proposed (for example, refer patent document 2).

特開２００９−１１３６９５号公報JP 2009-113695 A 特開２０１２−１８３８５０号公報JP 2012-183850 A 特開２０１２−１１１４５０号公報JP 2012-111450 A

上述したように、ハイブリッド自動車では、走行用パワーが始動用閾値以上に至るとエンジンを始動してエンジンからのパワーとモータからのパワーとを用いて走行し、走行用パワーが停止用閾値未満に至るとエンジンの運転を停止してモータからのパワーによって走行するが、−１０℃や−２０℃などの低温時には、バッテリの出力上限が小さくなるために、走行用パワーが始動用閾値未満であってもバッテリの出力上限以上に至るとエンジンを始動してエンジンからのパワーとモータからのパワーとを用いて走行する。このとき、エンジンから出力するパワーが小さいため、エンジンを効率よく運転することができず、燃費を悪化させる。最後者のハイブリッド自動車のように、バッテリ温度が所定温度未満のときには所定温度以上のときより小さな嵩上げパワーを用いてエンジンから出力するパワーを嵩上げするものも提案されているが、どの程度嵩上げするかによってエンジンの効率が変化することから、燃費が向上するとは限らない。 As described above, in a hybrid vehicle, when the driving power reaches or exceeds the starting threshold, the engine is started and travels using the power from the engine and the power from the motor, and the driving power falls below the stopping threshold. The engine stops running and runs with power from the motor. However, at low temperatures such as -10 ° C and -20 ° C, the battery output upper limit becomes smaller, so the driving power is less than the starting threshold. However, when the battery output exceeds the upper limit of the output, the engine is started and travels using the power from the engine and the power from the motor. At this time, since the power output from the engine is small, the engine cannot be operated efficiently, and the fuel consumption is deteriorated. As with the last hybrid vehicle, when the battery temperature is lower than the predetermined temperature, there is a proposal to increase the power output from the engine by using a lower raising power than when the battery temperature is higher than the predetermined temperature. Since the engine efficiency changes depending on the fuel efficiency, the fuel efficiency is not always improved.

本発明のハイブリッド自動車は、バッテリの温度が低い低温時にエンジンを始動するときでもエンジンを効率よく運転して燃費を向上させることを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to improve the fuel efficiency by operating the engine efficiently even when the engine is started at a low temperature when the temperature of the battery is low.

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

本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記エンジンの運転を停止している状態で走行に必要な走行用パワーが始動用閾値以上に至ったときに前記エンジンを始動して前記エンジンからのパワーを用いて走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御し、前記エンジンからのパワーを用いて走行している状態で前記走行用パワーが前記始動用閾値より小さい停止用閾値未満に至ったときに前記エンジンの運転を停止して前記モータからのパワーにより走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記バッテリから出力可能なバッテリ出力上限が前記始動用閾値未満である所定出力上限時には、前記エンジンの運転を停止している状態で前記走行用パワーが前記バッテリ出力上限以上に至ったときに前記エンジンを始動し、前記走行用パワーが前記始動用閾値未満のときには前記走行用パワーの際に前記エンジンから出力すべきパワーに前記始動用閾値と前記走行用パワーとの差分のパワーを加えたパワーが前記エンジンから出力されて前記走行用パワーにより走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する手段である、
ことを特徴とする。 The hybrid vehicle of the present invention
An engine that can output driving power, a motor that can input and output driving power, a battery that can exchange power with the motor, and a motor that is required for driving while the engine is stopped. The engine and the motor are controlled so as to start using the power from the engine when the driving power reaches a starting threshold value and run using the power from the engine, and run using the power from the engine. The engine and the motor are controlled so that the engine is stopped and travels with the power from the motor when the driving power reaches a stop threshold value smaller than the start threshold value. A hybrid vehicle comprising control means,
The control means is configured such that when the battery output upper limit that can be output from the battery is a predetermined output upper limit that is less than the start threshold, the driving power reaches the battery output upper limit or more while the engine is stopped. The engine is started, and when the traveling power is less than the starting threshold, the power to be output from the engine at the time of the traveling power is a difference power between the starting threshold and the traveling power Is a means for controlling the engine and the motor so that the power is output from the engine and travels with the traveling power.
It is characterized by that.

この本発明のハイブリッド自動車では、バッテリから出力可能なバッテリ出力上限（即ち、バッテリから出力可能な許容最大パワー）が始動用閾値未満である所定出力上限時には、エンジンの運転を停止している状態で走行に必要な走行用パワーがバッテリ出力上限以上に至ったときにエンジンを始動し、走行用パワーが始動用閾値未満のときには走行用パワーの際にエンジンから出力すべきパワーに始動用閾値と走行用パワーとの差分のパワーを加えたパワーがエンジンから出力されて走行用パワーにより走行するようエンジンとモータとを制御する。始動用閾値は、エンジンを効率よく運転することができる下限近傍の走行用パワーとして設定されているから、走行用パワーの際にエンジンから出力すべきパワーに始動用閾値とバッテリ出力上限との差分のパワーを加えたパワーがエンジンから出力されるようにエンジンを運転制御することにより、走行用パワーが始動用閾値に一致するときと同じパワーを出力するようにエンジンを運転することができ、エンジンを効率よく運転して燃費の悪化を抑制することができる。なお、バッテリ出力上限が始動用閾値未満となる状態は、バッテリの温度が０℃以下の−１０℃や−１５℃などの低温時に生じる。バッテリの全容量に対する蓄電容量の割合である蓄電割合が異常に低下したときにもバッテリ出力上限が始動用閾値未満となる状態は生じるが、ハイブリッド自動車では、蓄電割合が異常に低下する前にバッテリを充電するため、通常では蓄電割合が異常に低下したことによりバッテリ出力上限が始動用閾値未満となる状態は生じない。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the battery output upper limit that can be output from the battery (that is, the allowable maximum power that can be output from the battery) is lower than the start threshold, the engine operation is stopped. The engine is started when the driving power required for driving reaches the battery output upper limit, and when the driving power is less than the starting threshold, the power to be output from the engine when the driving power is less than the starting threshold and the driving The engine and the motor are controlled so that the power, which is the difference power from the power for use, is output from the engine and travels using the power for travel. Since the starting threshold is set as the driving power near the lower limit at which the engine can be operated efficiently, the difference between the starting threshold and the battery output upper limit for the power to be output from the engine at the time of driving power By controlling the operation of the engine so that the power added to the engine is output from the engine, the engine can be operated to output the same power as when the driving power matches the starting threshold value. Can be efficiently driven to suppress deterioration of fuel consumption. The state where the battery output upper limit is lower than the starting threshold value occurs when the battery temperature is low, such as −10 ° C. or −15 ° C., which is 0 ° C. or lower. Even when the storage ratio, which is the ratio of the storage capacity to the total capacity of the battery, abnormally decreases, the battery output upper limit is less than the starting threshold value. In general, there is no situation where the battery output upper limit is less than the starting threshold value due to an abnormal decrease in the storage ratio.

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記所定出力上限時に前記エンジンを始動した以降で前記走行用パワーが前記始動用閾値未満のときには、前記始動用閾値に相当するパワーが前記エンジンから出力されて前記走行用パワーにより走行するよう前記エンジンと前記モータ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、エンジンから始動用閾値に相当するパワーを出力するようエンジンを運転制御することができ、エンジンを効率よく運転することにより燃費の悪化を抑制することができる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, when the driving power is less than the starting threshold after the engine is started at the predetermined output upper limit, the power corresponding to the starting threshold is supplied from the engine. It may be a means for controlling the engine and the motor to output and travel by the power for traveling. If it carries out like this, an engine can be drive-controlled so that the power corresponded to the threshold value for starting may be output from an engine, and the deterioration of a fuel consumption can be suppressed by operating an engine efficiently.

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記所定出力上限時には、前記エンジンからのパワーを用いて走行している状態で前記走行用パワーが前記バッテリ出力上限より小さい低温時閾値未満に至ったときに前記エンジンの運転を停止して前記モータからのパワーにより走行するよう前記エンジンと前記モータ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、過剰なエンジンの運転を抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the predetermined output upper limit is reached, the control power is less than a low temperature threshold value when the driving power is smaller than the battery output upper limit while the vehicle is running using the power from the engine. It may be a means for controlling the engine and the motor to stop the operation of the engine and run with power from the motor when it arrives. In this way, excessive engine operation can be suppressed.

なお、本発明のハイブリッド自動車において、動力を入出力可能なジェネレータと、前記エンジンの出力軸と前記ジェネレータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、を備えるものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention, a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to a generator capable of inputting / outputting power, an output shaft of the engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to the axle. And can also be provided.

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. ＨＶＥＣＵ７０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。5 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by an HVECU 70. 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. 燃費最適動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a mode that an example of a fuel-consumption optimal operation line and the target rotational speed Ne * and target torque Te * are set. 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プラネタリギヤ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。3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the planetary gear 30 when traveling with power output from the engine 22. FIG. バッテリ５０が通常温度のときと低温のときにおける走行用パワーＰｄｒｖとエンジン２２の運転状態と要求パワーＰｅ＊の時間変化の一例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example of the time change of the power Pdrv for driving | running | working when the battery 50 is normal temperature, and low temperature, the driving | running state of the engine 22, and the request | requirement power Pe *. 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example. 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 320 of a modified example.

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

図１は本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に前輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ライン５４ａという）とバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ライン５４ｂという）とに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ以上の範囲で調節すると共に駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、インバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に昇圧コンバータ５５を制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 that outputs power using gasoline, light oil, or the like as a fuel, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24 that drives and controls the engine 22. A planetary gear 30 in which a carrier is connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and a ring gear is connected to a drive shaft 36 connected to the front wheels 38a and 38b via a differential gear 37, and is configured as, for example, a synchronous generator motor and rotates. A motor MG1 whose child is connected to the sun gear of the planetary gear 30, a motor MG2 configured as, for example, a synchronous generator motor and having a rotor connected to the drive shaft 36, and inverters 41 and 42 for driving the motors MG1 and MG2. Configured as, for example, a lithium ion secondary battery The battery 50 is connected to a power line to which the inverters 41 and 42 are connected (hereinafter referred to as a drive voltage system power line 54a) and a power line to which the battery 50 is connected (hereinafter referred to as a battery voltage system power line 54b). Boost converter that adjusts voltage VH of drive voltage system power line 54a in a range not less than voltage VL of battery voltage system power line 54b, and exchanges power between drive voltage system power line 54a and battery voltage system power line 54b 55, a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40 that controls the drive of the motors MG1 and MG2 and controls the boost converter 55 by controlling the inverters 41 and 42, and a battery electronic that manages the battery 50 A control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52 and the entire vehicle Gosuru hybrid electronic control unit (hereinafter, referred to HVECU) includes a 70.

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。 Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . The engine ECU 24 receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22, for example, a water temperature sensor that detects the crank position θcr from the crank position sensor that detects the rotational position of the crankshaft 26 and the coolant temperature of the engine 22. From the cam position sensor for detecting the cooling water temperature Tw from the cylinder, the in-cylinder pressure Pin from the pressure sensor installed in the combustion chamber, the rotational position of the intake valve for intake and exhaust to the combustion chamber and the camshaft for opening and closing the exhaust valve Position θca, throttle position TP from a throttle valve position sensor that detects the position of the throttle valve, intake air amount Qa from an air flow meter attached to the intake pipe, intake air temperature Ta from a temperature sensor also attached to the intake pipe, Installed in the exhaust system The air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor and the oxygen signal O2 from the oxygen sensor attached to the exhaust system are input via the input port, and the engine ECU 24 is for driving the engine 22. Various control signals, such as the drive signal to the fuel injection valve, the drive signal to the throttle motor that adjusts the throttle valve position, the control signal to the ignition coil integrated with the igniter, and the opening / closing timing of the intake valve can be changed A control signal to the variable valve timing mechanism is output via the output port. The engine ECU 24 is in communication with the HVECU 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the HVECU 70, and outputs data related to the operation state of the engine 22 to the HVECU 70 as necessary. The engine ECU 24 also calculates the rotational speed of the crankshaft 26, that is, the rotational speed Ne of the engine 22 based on a signal from a crank position sensor (not shown) attached to the crankshaft 26.

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２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，駆動電圧系電力ライン５４ａに取り付けられた図示しない電圧センサからの駆動電圧系電圧ＶＨや電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた図示しない電圧センサからの電池電圧系電圧ＶＬなどが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０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ＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。 Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . The motor ECU 40 receives signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, rotational positions θm1 and θm2 from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and not shown. Phase current applied to motors MG1 and MG2 detected by the current sensor, drive voltage system voltage VH from a voltage sensor (not shown) attached to the drive voltage system power line 54a, and illustration attached to the battery voltage system power line 54b The battery voltage system voltage VL or the like from the voltage sensor that does not operate is input via the input port, and the motor ECU 40 switches the switching control signal to the switching elements of the inverters 41 and 42 and the switching control to the switching element of the boost converter 55. Signals are output via the output port. The motor ECU 40 is in communication with the HVECU 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the HVECU 70, and outputs data related to the operating state of the motors MG1 and MG2 to the HVECU 70 as necessary. The motor ECU 40 also calculates the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 based on the rotational positions θm1, θm2 of the rotors of the motors MG1, MG2 from the rotational position detection sensors 43, 44.

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン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Ｉｂ，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ＨＶＥＣＵ７０に送信する。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Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合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力の下限Ｗｉｎ，出力の下限Ｗｏｕｔを演算したりしている。実施例では、バッテリ５０から放電するときの電力を正の値とし、充電するときの電力を負の値としているから、入力の下限Ｗｉｎは、負の値であり、出力の上限Ｗｏｕｔは正の値である。即ち、バッテリ５０を充電してもよい最大許容電力（負の値として絶対値が大きな電力）が入力の下限Ｗｉｎであり、バッテリ５０から放電してもよい最大許容電力（正の値）が出力の上限Ｗｏｕｔである。なお、バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎ，出力の上限Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入力の下限Ｗｉｎ，出力の上限Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて入力の下限用の補正係数と出力の上限用の補正係数を設定し、設定した入力の下限Ｗｉｎと出力の上限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。 Although not shown, the battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, an inter-terminal voltage Vb from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50 and a power line connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current Ib 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, and data regarding the state of the battery 50 is communicated to the HVECU 70 as necessary. Send. Further, in order to manage the battery 50, the battery ECU 52 is a power storage that is a ratio of the capacity of the electric power that can be discharged from the battery 50 at that time based on the integrated value of the charge / discharge current Ib detected by the current sensor. The ratio SOC is calculated, or the input lower limit Win and the output lower limit Wout, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50, are calculated based on the calculated storage ratio SOC and the battery temperature Tb. . In the embodiment, since the power when discharging from the battery 50 is a positive value and the power when charging is a negative value, the input lower limit Win is a negative value and the output upper limit Wout is a positive value. Value. That is, the maximum allowable power that can charge the battery 50 (power having a large absolute value as a negative value) is the lower limit Win of the input, and the maximum allowable power that can be discharged from the battery 50 (positive value) is output. The upper limit Wout. The input lower limit Win and the output upper limit Wout of the battery 50 are set to the basic values of the input lower limit Win and the output upper limit Wout based on the battery temperature Tb, and the input lower limit Win based on the storage ratio SOC of the battery 50. And a correction coefficient for the upper limit of the output are set, and the basic values of the set lower limit Win and the output upper limit Wout are multiplied by the correction coefficient.

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０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やシフトレバー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。ＨＶＥＣＵ７０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。 Although not shown, the HVECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. The HVECU 70 includes an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator opening degree from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. Acc, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects 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 HVECU 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.

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３６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駆動軸３６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プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６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プラネタリギヤ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駆動軸３６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駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モード（ＥＶ走行モード）などがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の負荷運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モード（ＨＶ走行モード）という。 The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way calculates a required torque to be output to the drive shaft 36 based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. The operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the torque is output to the drive shaft 36. As the operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that the power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all the power output from the engine 22 is transmitted to the planetary gear 30 and the motor MG1. The motor MG2 converts the torque of the motor MG1 and the motor MG2 so that the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled. The operation of the engine 22 is controlled so as to be output from the engine 22, and all or a part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is converted by the planetary gear 30, the motor MG1, and the motor MG2. Accordingly, the required power is output to the drive shaft 36. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled, and motor operation mode (EV travel 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 drive shaft 36. and so on. The torque conversion operation mode and the charge / discharge operation mode are modes in which the engine 22 and the motors MG1, MG2 are controlled so that the required power is output to the drive shaft 36 with the load operation of the engine 22. Since there is no difference in general control, hereinafter, both are collectively referred to as an engine operation mode (HV travel mode).

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にバッテリ５０の電池温度Ｔｂが低いためにバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが小さくなったときの動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０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、エンジン２２を始動するための始動時制御やエンジン２２の運転を停止するための運転停止時制御を実行しているときを除いて所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。 Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly the operation when the upper limit Wout of the output of the battery 50 becomes small because the battery temperature Tb of the battery 50 is low will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the HVECU 70. This routine is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every several milliseconds) except when starting-time control for starting the engine 22 or when stopping operation for stopping the operation of the engine 22 is being executed. Is done.

駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の電池温度Ｔｂ，バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎと出力の上限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の温度Ｔｂは、温度センサ５１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。さらに、バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎと出力の上限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。 When the drive control routine is executed, first, the HVECU 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 speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2, and the battery temperature of the battery 50. A process of inputting data necessary for control, such as Tb, the lower limit Win of the input of the battery 50 and the upper limit Wout of the output, is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 are calculated from the motor ECU 40 based on the rotational positions θm1, θm2 of the rotors of the motors MG1, MG2 detected by the rotational position detection sensors 43, 44. The input was made by communication. The temperature Tb of the battery 50 is detected by the temperature sensor 51 and input from the battery ECU 52 by communication. Further, the input lower limit Win and the output upper limit Wout of the battery 50 are calculated based on the storage ratio SOC of the battery 50 and the battery temperature Tb of the battery 50 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３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊と、この要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ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ＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＯＭ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４に要求トルク設定用マップの一例を示す。駆動軸３６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（Ｎｒ＝Ｎｍ２）として求めることができる。 When the data is input in this way, the required torque Tr * to be output to the drive shaft 36 connected to the drive wheels 38a, 38b as the torque required for the vehicle based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and this request A traveling power Pdrv obtained by multiplying the torque Tr * by the rotational speed Nr of the drive shaft 36 is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is stored in a ROM (not shown) of the HVECU 70 as a required torque setting map by predetermining the relationship among the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr *. When the vehicle speed V is given, the corresponding required torque Tr * is derived from the stored map and set. FIG. 4 shows an example of the required torque setting map. The rotational speed Nr of the drive shaft 36 can be obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor k (Nr = k · V), or can be obtained as the rotational speed Nm2 (Nr = Nm2) of the motor MG2.

続いて、エンジン２２が運転停止中であるか否か、即ちＥＶ走行モードであるかＨＶ走行モードであるかを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、走行用パワーＰｄｒｖと始動用閾値Ｐｓｔａｒｔとを比較する（ステップＳ１３０）。始動用閾値Ｐｓｔａｒｔは、エンジン２２を効率よく運転することができるパワー範囲の下限パワーやその近傍のパワーとして設定されるものである。走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときにはエンジン２２を始動する（ステップＳ１５０）。エンジン２２の始動と始動中の駆動制御は、図示しない始動時制御ルーチンにより実行される。エンジン２２の始動や始動中の駆動制御については本発明の中核をなさないため、その詳細な説明は省略する。一方、走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、走行用パワーＰｄｒｖとバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔとを比較し（ステップＳ１４０）、走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ以上のときにはエンジン２２を始動する（ステップＳ１５０）。走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満で走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ以上のときは、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより小さいときである。このようにバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより小さくなる状態は、バッテリ５０の温度Ｔｂが０℃以下の−１０℃や−１５℃などの低温時に生じる。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが異常に低下したときにも出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより小さくなるが、実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電割合ＳＯＣが異常に低下する前にバッテリ５０を充電するため、通常では蓄電割合ＳＯＣが異常に低下したことによりバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより小さくなる状態は生じない。以下、実施例では、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより小さいときとしてバッテリ５０の低温時を想定する。ステップＳ１４０で走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ未満のときには、エンジン２２の始動は行なわれず、エンジン２２の運転停止中の駆動制御としてステップＳ３００〜Ｓ３４０の処理を実行する。これらの処理については後述する。 Subsequently, it is determined whether or not the engine 22 is stopped, that is, whether it is the EV traveling mode or the HV traveling mode (step S120). When the engine 22 is stopped, the traveling power Pdrv is determined. And the starting threshold value Pstart are compared (step S130). The starting threshold value Pstart is set as the lower limit power of the power range in which the engine 22 can be operated efficiently or in the vicinity thereof. When the traveling power Pdrv is equal to or greater than the starting threshold value Pstart, the engine 22 is started (step S150). The start of the engine 22 and the drive control during the start are executed by a start time control routine (not shown). Since the start of the engine 22 and the drive control during the start do not form the core of the present invention, a detailed description thereof is omitted. On the other hand, when the traveling power Pdrv is less than the starting threshold value Pstart, the traveling power Pdrv is compared with the upper limit Wout of the output of the battery 50 (step S140), and the traveling power Pdrv is greater than or equal to the upper limit Wout of the output of the battery 50. Sometimes the engine 22 is started (step S150). When the traveling power Pdrv is less than the starting threshold value Pstart and the traveling power Pdrv is greater than or equal to the upper limit Wout of the output of the battery 50, the upper limit Wout of the output of the battery 50 is smaller than the starting threshold value Pstart. Thus, the state where the upper limit Wout of the output of the battery 50 is smaller than the starting threshold value Pstart occurs when the temperature Tb of the battery 50 is a low temperature such as −10 ° C. or −15 ° C. below 0 ° C. Although the output upper limit Wout is smaller than the starting threshold value Pstart even when the storage ratio SOC of the battery 50 is abnormally decreased, the hybrid vehicle 20 of the embodiment charges the battery 50 before the storage ratio SOC decreases abnormally. For this reason, normally, the state in which the upper limit Wout of the output of the battery 50 is smaller than the starting threshold value Pstart does not occur due to the abnormal decrease in the storage ratio SOC. Hereinafter, in the embodiment, it is assumed that the battery 50 is at a low temperature when the upper limit Wout of the output of the battery 50 is smaller than the starting threshold value Pstart. When the travel power Pdrv is less than the upper limit Wout of the output of the battery 50 in step S140, the engine 22 is not started, and the processes of steps S300 to S340 are executed as drive control while the operation of the engine 22 is stopped. These processes will be described later.

エンジン２２を始動すると、エンジン２２の運転中の駆動制御としてステップＳ１６０〜Ｓ２６０の処理を実行する。具体的には以下の説明のとおりである。まず、走行用パワーＰｄｒｖと始動用閾値Ｐｓｔａｒｔと比較する（ステップＳ１６０）。走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、走行用パワーＰｄｒｖからバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊として設定し（ステップＳ１８０）、設定した要求パワーＰｅ＊と燃費最適動作ラインとに基づいてエンジン２２を運転すべき目標運転ポイントにおける回転数とトルクである目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ２１０）。ここで、燃費最適動作ラインは、エンジン２２を効率よく運転することができる運転ポイントを回転数毎にトルクをプロットしたラインである。燃費最適動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子の一例を図４に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、燃費最適動作ラインと要求パワーＰｅ＊が一定の曲線の交点の回転数とトルクとして求めることができる。 When the engine 22 is started, steps S160 to S260 are executed as drive control during operation of the engine 22. Specifically, it is as described below. First, the traveling power Pdrv is compared with the starting threshold value Pstart (step S160). When the traveling power Pdrv is equal to or greater than the starting threshold value Pstart, the charge / discharge required power Pb * of the battery 50 obtained from the traveling power Pdrv based on the storage ratio SOC of the battery 50 (a positive value when discharging from the battery 50) Is set as the required power Pe * to be output from the engine 22 (step S180), and the rotational speed and torque at the target operating point at which the engine 22 should be operated based on the set required power Pe * and the optimum fuel efficiency operation line. The target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set (step S210). Here, the fuel efficiency optimal operation line is a line in which torque is plotted for each rotation speed at an operation point at which the engine 22 can be operated efficiently. FIG. 4 shows an example of the optimum fuel consumption operation line and an example of how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained as the rotational speed and torque at the intersection of curves where the fuel efficiency optimum operation line and the required power Pe * are constant.

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いて次式（１）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（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２２０）。ここで、式（１）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式である。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プラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリアの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や駆動軸３６の回転数であるリングギヤの回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が駆動軸３６に作用するトルクとを示す。また、式（２）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（２）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。 Next, using the target rotational speed Ne * of the engine 22, the rotational speed Nm2 of the motor MG2, and the gear ratio ρ of the planetary gear 30 (the number of teeth of the sun gear / the number of teeth of the ring gear), the target of the motor MG1 is expressed by the following equation (1). The rotational speed Nm1 * is calculated, and the torque command Tm1 * of the motor MG1 is calculated by the equation (2) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the input rotational speed Nm1 of the motor MG1 (step S220). Here, Expression (1) is a dynamic relational expression for the rotating element of the planetary gear 30. FIG. 5 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque of the rotating element of the planetary gear 30 when traveling with the power output from the engine 22. In the figure, the left S-axis indicates the rotational speed of the sun gear, which is the rotational speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotational speed of the carrier, which is the rotational speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotational speed Nm2 of the motor MG2. Also, the rotation speed Nr of the ring gear, which is the rotation speed of the drive shaft 36, is shown. Expression (1) can be easily derived by using this alignment chart. Note that the two thick arrows on the R axis indicate that the torque Tm1 output from the motor MG1 acts on the drive shaft 36 via the planetary gear 30 and the torque Tm2 output from the motor MG2 acts on the drive shaft 36. Torque. Expression (2) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (2), “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 (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2) Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (1)
Tm1 * = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)

そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊をプラネタリギヤ３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータ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を次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎと出力の下限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（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２５０）。ここで、式（３）は、図５の共線図から容易に導くことができる。 Then, by adding the torque command Tm1 * set to the required torque Tr * divided by the gear ratio ρ of the planetary gear 30, a temporary motor torque Tm2tmp that is a temporary value of the torque to be output from the motor MG2 is expressed by the following equation (3). (Step S230) and the power consumption (generated power) of the motor MG1 obtained by multiplying the set lower limit Win and the output lower limit Wout of the battery 50 and the set torque command Tm1 * by the current rotation speed Nm1 of the motor MG1. And 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) by the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the following formulas (4) and (5) ( Step S240), the set temporary torque Tm2tmp is set to the torque limit Tm2min according to the equation (6). Limit sets the torque command Tm2 * of the motor MG2 at M2max (step S250). Here, Equation (3) can be easily derived from the alignment chart of FIG.

Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6) Tm2tmp = Tr * + Tm1 * / ρ (3)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (6)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２６０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、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、バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎと出力の上限Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸３６に走行用パワーＰｄｒｖ（要求トルクＴｒ＊）を出力して走行することができる。 Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set in the engine ECU 24. The torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S260), and the drive control routine is terminated. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * controls the intake air amount in the engine 22 so that the engine 22 is operated at the operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Controls such as fuel injection control and ignition control. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * 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 *. To do. By such control, the engine 22 is efficiently operated within the range of the lower limit Win of the input of the battery 50 and the upper limit Wout of the output, and the traveling power Pdrv (required torque Tr *) is output to the drive shaft 36 to travel. it can.

ステップＳ１６０で走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であると判定されたときには、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔと始動用閾値Ｐｓｔａｒｔとを比較し（ステップＳ１７０）、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときと同様に、走行用パワーＰｄｒｖから充放電要求パワーＰｂ＊を減じて要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ２１０〜Ｓ２６０の処理を実行する。 When it is determined in step S160 that the traveling power Pdrv is less than the starting threshold value Pstart, the upper limit Wout of the output of the battery 50 is compared with the starting threshold value Pstart (step S170), and the upper limit Wout of the output of the battery 50 is When the starting power Pdrv is equal to or higher than the starting threshold Pstart, the required power Pe * is set by subtracting the charge / discharge required power Pb * from the driving power Pdrv in the same manner as when the starting power Pdrv is equal to or higher than the starting threshold Pstart (step S180). Steps S210 to S260 are executed.

ステップＳ１７０でバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であると判定されたとき、即ち、バッテリ５０の低温時には、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから走行用パワーＰｄｒｖを減じたものを嵩上げパワーΔＰ（ΔＰ＝Ｐｓｔａｒｔ−Ｐｄｒｖ）として計算し（ステップＳ１９０）、走行用パワーＰｄｒｖに嵩上げパワーΔＰを加えて要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ２００）、設定した要求パワーＰｅ＊を用いてステップＳ２１０〜Ｓ２６０の処理を実行する。実施例では、要求パワーＰｅ＊は、走行用パワーＰｄｒｖと嵩上げパワーΔＰとの和（Ｐｅ＊＝Ｐｄｒｖ＋ΔＰ）であり、嵩上げパワーΔＰは、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから走行用パワーＰｄｒｖを減じたもの（ΔＰ＝Ｐｓｔａｒｔ−Ｐｄｒｖ）であるから、要求パワーＰｅ＊は始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに一致する。 When it is determined in step S170 that the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart, that is, when the battery 50 is at a low temperature, a value obtained by subtracting the traveling power Pdrv from the starting threshold value Pstart ΔP = Pstart−Pdrv) (step S190), the raising power ΔP is added to the traveling power Pdrv to set the required power Pe * (step S200), and the set required power Pe * is used to perform steps S210 to S260. Execute the process. In the embodiment, the required power Pe * is the sum of the traveling power Pdrv and the raised power ΔP (Pe * = Pdrv + ΔP), and the raised power ΔP is obtained by subtracting the traveling power Pdrv from the starting threshold value Pstart (ΔP). = Pstart−Pdrv), the required power Pe * matches the starting threshold value Pstart.

ステップＳ１２０でエンジン２２が運転中であると判定されたときには、走行用パワーＰｄｒｖと停止用閾値Ｐｓｔｏｐとを比較する（ステップＳ２７０）。停止用閾値Ｐｓｔｏｐは、エンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないように始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより若干小さな値が用いられる。走行用パワーＰｄｒｖが停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を停止すべきでないと判断し、エンジン２２の運転中における駆動制御（ステップＳ１６０〜Ｓ２６０）の処理を実行する。 When it is determined in step S120 that the engine 22 is in operation, the traveling power Pdrv is compared with the stop threshold value Pstop (step S270). As the stop threshold value Pstop, a value slightly smaller than the start threshold value Pstart is used so that the engine 22 is not frequently started and stopped. When the traveling power Pdrv is equal to or greater than the stop threshold value Pstop, it is determined that the operation of the engine 22 should not be stopped, and the process of drive control (steps S160 to S260) during the operation of the engine 22 is executed.

走行用パワーＰｄｒｖが停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満のときには、走行用パワーＰｄｒｖとバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔからマージンαを減じた低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）とを比較し（ステップＳ２８０）、走行用パワーＰｄｒｖが低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）以上のときには、エンジン２２の運転を停止すべきでないと判断し、エンジン２２の運転中における駆動制御（ステップＳ１６０〜Ｓ２６０）の処理を実行し、走行用パワーＰｄｒｖが低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）未満のときには、エンジン２２の運転を停止する（ステップＳ２９０）。エンジン２２の運転停止と運転停止処理中の駆動制御は、図示しない運転停止時制御ルーチンにより実行される。エンジン２２の運転停止や運転停止処理中の駆動制御については本発明の中核をなさないため、その詳細な説明は省略する。上述したように、バッテリ５０の低温時にバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となる。このため、バッテリ５０の低温時ではないとき、即ちバッテリ５０の通常温度時には、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔは始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となるから、走行用パワーＰｄｒｖが停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満のときには、必ず走行用パワーＰｄｒｖは低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）未満となる。したがって、バッテリ５０の通常温度時には、ステップＳ２８０では必ず肯定的判定となり、エンジン２２の運転を停止する。一方、バッテリ５０の低温時には、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔは始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるから、走行用パワーＰｄｒｖが停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満のときであっても、走行用パワーＰｄｒｖが低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）以上になることがある。この場合、ステップＳ２８０では否定的判定となり、エンジン２２の運転が継続される。 When the traveling power Pdrv is less than the stop threshold value Pstop, the traveling power Pdrv is compared with a low temperature threshold value (Wout−α) obtained by subtracting the margin α from the upper limit Wout of the output of the battery 50 (step S280). When the power Pdrv is equal to or higher than the low temperature threshold value (Wout-α), it is determined that the operation of the engine 22 should not be stopped, and the drive control process (steps S160 to S260) during the operation of the engine 22 is executed. When the power Pdrv is less than the low temperature threshold value (Wout-α), the operation of the engine 22 is stopped (step S290). The operation control of the engine 22 during the operation stop and the operation stop processing is executed by an operation stop time control routine (not shown). The drive control during the engine 22 stop operation or the operation stop process does not form the core of the present invention, and thus detailed description thereof is omitted. As described above, the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart when the battery 50 is at a low temperature. For this reason, when the battery 50 is not at a low temperature, that is, when the battery 50 is at a normal temperature, the upper limit Wout of the output of the battery 50 is equal to or greater than the start threshold value Pstart, so when the travel power Pdrv is less than the stop threshold value Pstop, The traveling power Pdrv is always less than the low temperature threshold (Wout-α). Therefore, at the normal temperature of the battery 50, a positive determination is always made in step S280, and the operation of the engine 22 is stopped. On the other hand, since the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the start threshold value Pstart when the battery 50 is at a low temperature, the travel power Pdrv is the low temperature threshold value even when the travel power Pdrv is less than the stop threshold value Pstop. It may be (Wout−α) or more. In this case, a negative determination is made in step S280, and the operation of the engine 22 is continued.

ステップＳ１２０〜Ｓ１５０の処理とステップＳ２７０〜Ｓ２９０の処理は、エンジン２２を始動するか運転停止するかの処理となる。これらを総合すると、以下のようになる。バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となるバッテリ５０の通常温度時には、走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動し、走行用パワーＰｄｒｖが停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときにエンジン２２の運転を停止するものとなる。バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるバッテリ５０の低温時には、走行用パワーＰｄｒｖが出力の上限Ｗｏｕｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動し、走行用パワーＰｄｒｖが低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）未満に至ったときにエンジン２２の運転を停止するものとなる。これらの説明から、マージンαは、バッテリ５０の低温時にエンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを得るためのものであることが解る。 The processes of steps S120 to S150 and the processes of steps S270 to S290 are processes for starting or stopping the engine 22. These are summarized as follows. At the normal temperature of the battery 50 at which the upper limit Wout of the output of the battery 50 is equal to or higher than the starting threshold value Pstart, the engine 22 is started when the traveling power Pdrv reaches or exceeds the starting threshold value Pstart, and the traveling power Pdrv is stopped. The operation of the engine 22 is stopped when it becomes less than the threshold value Pstop. When the battery 50 is at a low temperature where the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart, the engine 22 is started when the traveling power Pdrv reaches or exceeds the upper limit Wout of the output, and the traveling power Pdrv is a low temperature threshold value. When it reaches less than (Wout−α), the operation of the engine 22 is stopped. From these descriptions, it is understood that the margin α is for obtaining hysteresis so that the engine 22 is not frequently started and stopped when the battery 50 is at a low temperature.

次に、ステップＳ２９０でエンジン２２の運転を停止した後やステップＳ１４０で走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ未満であると判定されたときに実行されるエンジン２２の運転停止中の駆動制御、即ちＥＶ走行モードにおける駆動制御（ステップＳ３００〜Ｓ３４０）について説明する。ＥＶ走行モードにおける駆動制御は、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ３００）、モータＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに要求トルクＴｒ＊を設定し（ステップＳ３１０）、バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎと出力の上限ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ３２０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（６）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Ｓ３３０）。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ３４０）、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、値０のトルク指令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、バッテリ５０の入力の下限Ｗｉｎと出力の上限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から駆動軸３６に要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。 Next, after the operation of the engine 22 is stopped in step S290 or when the travel power Pdrv is determined to be less than the upper limit Wout of the output of the battery 50 in step S140, the drive during the operation stop of the engine 22 is executed. Control, that is, drive control in the EV travel mode (steps S300 to S340) will be described. The drive control in the EV traveling mode sets a value 0 to the torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S300), sets a required torque Tr * to the temporary motor torque Tm2tmp of the motor MG2 (step S310), and The torque limit Tm2min and Tm2max are calculated by the following equations (7) and (8) by dividing the input lower limit Win and the output upper limit Wout by the rotational speed Nm2 of the motor MG2 (step S320), and the set temporary torque Tm2tmp Is limited by the torque limits Tm2min and Tm2max according to the above equation (6), and the torque command Tm2 * of the motor MG2 is set (step S330). Then, torque commands Tm1 * and Tm2 * for motors MG1 and MG2 are transmitted to motor ECU 40 (step S340), and the drive control routine is terminated. Upon receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the motor ECU 40 switches the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * having the value 0 and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. Take control. With such control, the motor MG2 can output the required torque Tr * to the drive shaft 36 within the range of the lower limit Win of the input of the battery 50 and the upper limit Wout of the output.

Tm2min=Win/Nm2 (7)
Tm2max=Wout/Nm2 (8) Tm2min = Win / Nm2 (7)
Tm2max = Wout / Nm2 (8)

図６に、バッテリ５０の通常温度時と低温時における走行用パワーＰｄｒｖとエンジン２２の運転状態と要求パワーＰｅ＊の時間変化の一例を示す。なお、バッテリ５０の通常温度時と低温時との比較を容易にするために、バッテリ５０の通常温度時の要求パワーＰｅ＊（Ｐｅ＊＝Ｐｄｒｖ−Ｐｂ＊）の計算には充放電要求パワーＰｂ＊は値０とした。バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となるバッテリ５０の通常温度時には、走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至る時間Ｔ１１にエンジン２２が始動され、要求パワーＰｅ＊には走行用パワーＰｄｒｖが設定される。そして、走行用パワーＰｄｒｖが停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至る時間Ｔ１２にエンジン２２の運転が停止される。一方、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるバッテリ５０の低温時には、走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ以上となる時間Ｔ２１にエンジン２２が始動され、要求パワーＰｅ＊には、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔが設定される。そして、走行用パワーＰｄｒｖが低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）未満に至る時間Ｔ２２にエンジン２２の運転が停止される。このように、バッテリ５０の低温時にエンジン２２が始動されたときには、要求パワーＰｅ＊に始動用閾値Ｐｓｔａｒｔを設定するから、要求パワーＰｅ＊に走行用パワーＰｄｒｖを設定する場合に比して、エンジン２２を効率よく運転することができる。この結果、燃費を向上させることができる。 FIG. 6 shows an example of changes over time in the traveling power Pdrv, the operating state of the engine 22 and the required power Pe * when the battery 50 is at normal temperature and low temperature. In order to facilitate the comparison between the normal temperature and the low temperature of the battery 50, the charge / discharge required power Pb is used for calculating the required power Pe * (Pe * = Pdrv−Pb *) of the battery 50 at the normal temperature. * Has a value of 0. At the normal temperature of the battery 50 at which the upper limit Wout of the output of the battery 50 is equal to or higher than the starting threshold value Pstart, the engine 22 is started at a time T11 when the traveling power Pdrv becomes equal to or higher than the starting threshold value Pstart. The power Pdrv for use is set. Then, the operation of the engine 22 is stopped at time T12 when the traveling power Pdrv becomes less than the stop threshold value Pstop. On the other hand, when the battery 50 is at a low temperature at which the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart, the engine 22 is started at a time T21 when the traveling power Pdrv is equal to or higher than the upper limit Wout of the output of the battery 50, and the required power Pe. In *, a starting threshold value Pstart is set. Then, the operation of the engine 22 is stopped at time T22 when the traveling power Pdrv is less than the low temperature threshold value (Wout-α). As described above, when the engine 22 is started when the battery 50 is at a low temperature, the starting threshold value Pstart is set for the required power Pe *, so that the engine power is set compared with the case where the traveling power Pdrv is set for the required power Pe *. 22 can be operated efficiently. As a result, fuel consumption can be improved.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるバッテリ５０の低温時には、走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動し、走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、走行用パワーＰｄｒｖに嵩上げパワーΔＰを加えたもの（実施例では始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ）をエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊として設定し、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を燃費最適動作ライン上の運転ポイントで出力すると共に駆動軸３６に走行用パワーＰｄｒｖ（要求トルクＴｒ＊）が出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、走行用パワーＰｄｒｖを要求パワーＰｅ＊に設定する場合に比して、エンジン２２を効率よく運転することができる。この結果、燃費を向上させることができる。 According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the traveling power Pdrv reaches or exceeds the upper limit Wout of the output of the battery 50 at the low temperature of the battery 50 where the upper limit Wout of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart. The engine 22 is sometimes started, and when the driving power Pdrv is less than the starting threshold value Pstart, a request to output from the engine 22 a value obtained by adding the raised power ΔP to the driving power Pdrv (in the embodiment, the starting threshold value Pstart). The engine 22 and the motor are set so that the required power Pe * is output from the engine 22 at the operating point on the fuel efficiency optimum operation line and the traveling power Pdrv (required torque Tr *) is output to the drive shaft 36. By controlling MG1 and MG2, power Pd for traveling v as compared to the case where setting the power demand Pe *, it is possible to operate the engine 22 efficiently. As a result, fuel consumption can be improved.

もとより、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるバッテリ５０の低温時にエンジン２２を始動した後に走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となるときには、バッテリ５０の通常温度時と同様に、走行用パワーＰｄｒｖから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものを要求パワーＰｅ＊に設定するから、エンジン２２を効率よく運転することができると共にバッテリ５０の充放電を行なうことができる。また、バッテリ５０の低温時には、走行用パワーＰｄｒｖが出力の上限Ｗｏｕｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動し、走行用パワーＰｄｒｖが低温時閾値（Ｗｏｕｔ−α）未満に至ったときにエンジン２２の運転を停止するから、バッテリ５０の低温時でもエンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないようにすることができる。 Of course, when the power Pdrv for driving becomes equal to or higher than the starting threshold value Pstart after the engine 22 is started at a low temperature of the battery 50 where the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart, the same as at the normal temperature of the battery 50 Moreover, since the power obtained by subtracting the charge / discharge required power Pb * from the travel power Pdrv is set as the required power Pe *, the engine 22 can be operated efficiently and the battery 50 can be charged / discharged. Further, when the battery 50 is at a low temperature, the engine 22 is started when the traveling power Pdrv reaches or exceeds the upper limit Wout of the output, and when the traveling power Pdrv reaches less than the low temperature threshold (Wout−α). Therefore, even when the battery 50 is at a low temperature, it is possible to prevent the engine 22 from starting and stopping frequently.

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるバッテリ５０の低温時にエンジン２２を始動した後に走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるときには、走行用パワーＰｄｒｖに嵩上げパワーΔＰを加えたもの（実施例では始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ）をエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊として設定するものとしたが、バッテリ５０の通常温度時に計算される要求パワーＰｅ＊に嵩上げパワーΔＰを加えたもの、即ち、走行用パワーＰｄｒｖから充放電要求パワーＰｂ＊を減じたものに嵩上げパワーΔＰを加えたもの（Ｐｄｒｖ−Ｐｂ＊＋ΔＰ）を要求パワーＰｅ＊として設定するものとしてもよい。この場合、充放電要求パワーＰｂ＊が充電用のパワーであれば要求パワーＰｅ＊は始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きくなり、充放電要求パワーＰｂ＊が放電用のパワーであれば要求パワーＰｅ＊は始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより小さくなるが、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であるから、充放電要求パワーＰｂ＊が放電用のパワーとなることは生じにくい。したがって、通常は、要求パワーＰｅ＊は始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きくなり、エンジン２２を効率よく運転することができる。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the power Pdrv for traveling is less than the threshold Pstart for starting after the engine 22 is started at a low temperature of the battery 50 where the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold Pstart, A value obtained by adding the raised power ΔP to the power Pdrv (starting threshold value Pstart in the embodiment) is set as the required power Pe * to be output from the engine 22, but the required power Pe calculated at the normal temperature of the battery 50 is set. * Is obtained by adding the raising power ΔP, that is, the driving power Pdrv minus the charging / discharging required power Pb * to the raising power ΔP (Pdrv−Pb * + ΔP) is set as the required power Pe *. It may be a thing. In this case, if the charge / discharge required power Pb * is the power for charging, the required power Pe * is larger than the start threshold value Pstart, and if the charge / discharge required power Pb * is the power for discharge, the required power Pe * is started. However, since the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart, the charge / discharge required power Pb * is unlikely to become a discharging power. Therefore, normally, the required power Pe * is larger than the starting threshold value Pstart, and the engine 22 can be operated efficiently.

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the motor MG2 is output to the drive shaft 36 connected to the drive wheels 38a and 38b. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. The power from MG2 may be output to an axle (an axle connected to wheels 39a and 39b in FIG. 7) different from an axle (an axle connected to drive wheels 38a and 38b) to which drive shaft 36 is connected. .

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６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 from the engine 22 is output to the drive shaft 36 connected to the drive wheels 38a and 38b via the planetary gear 30, but is exemplified in the hybrid vehicle 220 of the modification of FIG. As shown, the inner rotor 232 connected to the crankshaft of the engine 22 and the outer rotor 234 connected to the drive shaft 36 connected to the drive wheels 38a and 38b are used to drive part of the power from the engine 22. A counter-rotor motor 230 that transmits power to the shaft 36 and converts remaining power into electric power may be provided.

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the engine 22 is output to the drive shaft 36 connected to the drive wheels 38a and 38b via the planetary gear 30, and the power from the motor MG2 is output to the drive shaft 36. However, as illustrated in the hybrid vehicle 320 of the modified example of FIG. 9, the motor MG is attached to the drive shaft 36 connected to the drive wheels 38a and 38b via the transmission 330, and the clutch 329 is attached to the rotation shaft of the motor MG. The power from the engine 22 is output to the drive shaft 36 via the rotation shaft of the motor MG and the transmission 330, and the power from the motor MG is output to the drive shaft via the transmission 330. It is good also as what outputs to.

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「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、図２の駆動制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０と、ＨＶＥＣＵ７０からの目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を受信してエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、ＨＶＥＣＵ７０からのモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、バッテリ５０を管理するバッテリＥＣＵ５２と、の組み合わせが「制御手段」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the “engine”, the motor MG2 corresponds to the “motor”, the battery 50 corresponds to the “battery”, the HVECU 70 that executes the drive control routine of FIG. An engine ECU 24 that receives the rotational speed Ne * and the target torque Te * and controls the engine 22; and a motor ECU 40 that receives the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 from the HVECU 70 and controls the motors MG1 and MG2. And the battery ECU 52 that manages the battery 50 correspond to “control means”.

ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」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、如何なるタイプのモータであっても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２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って構成されるものとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満となるバッテリ５０の低温時には、走行用パワーＰｄｒｖがバッテリ５０の出力の上限Ｗｏｕｔ以上に至ったときにエンジン２２を始動し、走行用パワーＰｄｒｖが始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、走行用パワーＰｄｒｖに嵩上げパワーΔＰを加えたもの（実施例では始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ）をエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊として設定するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の通常温度時に計算される要求パワーＰｅ＊に嵩上げパワーΔＰを加えたものを要求パワーＰｅ＊として設定するものとしてもよく、バッテリから出力可能な許容最大パワーとしてのバッテリ出力上限が始動用閾値未満である所定出力上限時には、エンジンの運転を停止している状態で走行用パワーがバッテリ出力上限以上に至ったときにエンジンを始動し、走行用パワーが始動用閾値未満のときには走行用パワーの際にエンジンから出力すべきパワーに始動用閾値と走行用パワーとの差分のパワーを加えたパワーがエンジンから出力されて走行用パワーにより走行するようエンジンとモータ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。 Here, the “engine” is not limited to the engine 22 that outputs power using gasoline or light oil as a fuel, and may be any type of engine. The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor such as an induction motor. The “control means” is not limited to the combination of the HVECU 70, the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52, and may be configured by a single electronic control unit. Further, as the “control unit”, when the battery 50 has a low temperature at which the upper limit Wout of the output of the battery 50 is less than the starting threshold value Pstart, the engine 22 is used when the traveling power Pdrv reaches or exceeds the upper limit Wout of the output of the battery 50. When the traveling power Pdrv is less than the starting threshold value Pstart, a value obtained by adding the raised power ΔP to the traveling power Pdrv (starting threshold value Pstart in the embodiment) as the required power Pe * to be output from the engine 22 It is not limited to what is to be set, and the required power Pe * calculated by adding the raised power ΔP to the required power Pe * calculated at the normal temperature of the battery 50 may be set as the required power Pe * and can be output from the battery. The battery output upper limit as the maximum allowable power is less than the starting threshold value. When the power is at the upper limit, the engine is started when the driving power reaches the battery output upper limit with the engine stopped, and when the driving power is less than the starting threshold, Any power can be output as long as the power of the difference between the starting threshold and the driving power is output from the engine and the engine and the motor are controlled so as to run with the driving power. I do not care.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. 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形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

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

２０，１２０，２２０，３２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、３９ａ，３９ｂ車輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、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、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ、２３４アウターロータ、３２９クラッチ、３３０変速機。 20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 70 Electronic control unit (HVECU) for hybrid, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Rekipedaru, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor, 230 pair-rotor motor, 232 an inner rotor, 234 outer rotor, 329 clutch, 330 transmission.

Claims

An engine that can output driving power, a motor that can input and output driving power, a battery that can exchange power with the motor, and a motor that is required for driving while the engine is stopped. Using the power from the engine by starting the engine when the driving power is lower than the lower limit of the power range in which the engine can be operated efficiently and exceeds a fixed starting threshold value. The engine and the motor are controlled to travel, and when the traveling power reaches a value less than a stop threshold that is smaller than the start threshold while traveling using power from the engine, the engine A hybrid vehicle comprising: control means for controlling the engine and the motor to stop driving and run with power from the motor; I,
The control means is configured such that when the battery output upper limit that can be output from the battery is a predetermined output upper limit that is less than the start threshold, the driving power reaches the battery output upper limit or more while the engine is stopped. the starting the engine, power plus the power of the difference between the traveling power and the starting threshold to the traveling power at the time of the traveling power is below the starting threshold is output from the engine when the Means for controlling the engine and the motor to travel with the traveling power.
A hybrid vehicle characterized by that.

The hybrid vehicle according to claim 1,
When the traveling power is less than the starting threshold after the engine is started at the predetermined output upper limit, the control means outputs a power corresponding to the starting threshold from the engine and causes the traveling power to Means for controlling the engine and the motor to travel;
Hybrid car.

A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The control means, when the predetermined output upper limit is reached, operates the engine when the traveling power reaches a value lower than a low temperature threshold value that is smaller than the battery output upper limit while traveling using the power from the engine. Means for controlling the engine and the motor to stop and run with power from the motor;
Hybrid car.

A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
A generator that can input and output power;
A planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to an output shaft of the engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to an axle;
A hybrid car with