CN103339002A - 混合动力车辆 - Google Patents

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CN103339002A CN2011800668031A CN201180066803A CN103339002A CN 103339002 A CN103339002 A CN 103339002A CN 2011800668031 A CN2011800668031 A CN 2011800668031A CN 201180066803 A CN201180066803 A CN 201180066803A CN 103339002 A CN103339002 A CN 103339002A
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细江幸弘
伊藤芳辉
田川雅章
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Abstract

本发明的目的在于在启动发动机时抑制由电动机转矩的急剧变化造成的振动。本发明是将从发动机和电动发电机产生的动力通过动力传递机构输出到驱动轴的混合动力车辆，具备：补偿转矩算出单元，其算出在变速时对由惯性造成的发动机旋转速度的变动进行补偿的惯性补偿转矩；以及目标转矩算出单元，其基于由补偿转矩算出单元算出的惯性补偿转矩来修正上述电动发电机的目标转矩，上述混合动力车辆的特征在于，补偿转矩算出单元在启动发动机时修正惯性补偿转矩。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及混合动力车辆，特别涉及以发动机和电动发电机为动力源的、能够有效地抑制启动发动机时和停止发动机时的振动的混合动力车辆。
背景技术
以往，提出了除了具备发动机以外还具备电动发电机作为行驶用动力源的混合动力车辆，已知例如在特开2007－118696号公报中记载的混合动力车辆。
根据该公报所公开的现有技术，在决定电动发电机的目标转矩时，为了抑制由于电动发电机的惯性、控制延迟而发生的变速冲击，利用预先计算的惯性补偿转矩来修正上述目标转矩，由此在变速的前后不使发动机旋转速度变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2007－118696号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1的现有技术中，关于启动发动机时、停止发动机时的振动抑制没有任何记载。在仅用惯性补偿转矩来修正电动发电机的目标转矩并使启动发动机的情况下，有以下问题：对电动发电机的摇动转矩加上惯性补偿转矩，在刚开始摇动时发生剧烈的转矩变化，带给驾驶员不协调感、不适感。另外，在仅用惯性补偿转矩来修正目标转矩并停止发动机的情况下，特别在发动机轴处具备单向离合器的混合动力车辆中，存在以下问题：在停止的瞬间，利用电动发电机的惯性补偿转矩来将目标发动机旋转速度抑制为0，因此单向离合器成为支点，对输出轴传递停止冲击，带给驾驶员不协调感、不适感。
本发明的目的在于抑制启动发动机时由电动机转矩的急剧变化造成的振动。
用于解决问题的方案
本发明是一种混合动力车辆，将从发动机和电动发电机产生的动力通过动力传递机构输出到驱动轴，具备：补偿转矩算出单元，其算出对由于发动机和电动发电机的旋转速度变化而产生的惯性转矩进行补偿的惯性补偿转矩；以及目标转矩算出单元，其基于由上述补偿转矩算出单元算出的惯性补偿转矩来修正上述电动发电机的目标转矩，上述混合动力车辆的特征在于，上述补偿转矩算出单元在启动发动机时修正惯性补偿转矩。
发明效果
本发明在启动发动机时修正对发动机旋转速度的变动进行补偿的惯性补偿转矩，由此能够在启动发动机时抑制由电动机转矩的急剧变化造成的振动，能够解决带给驾驶员的不协调感、不适感的问题。
附图说明
图1是混合动力车辆的系统构成图。（实施例）
图2是混合动力车辆的惯性补偿转矩的算出和修正的控制流程图。（实施例）
图3是表示混合动力车辆的启动发动机时的发动机旋转速度和电动机转矩的推移的图。（实施例）
图4是表示混合动力车辆的停止发动机时的发动机旋转速度和电动机转矩的推移的图。（实施例）
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1～图4示出本发明的实施例。在图1中，1是混合动力车辆。在混合动力车辆1中，作为驱动系统具备：发动机2的输出轴3，其利用燃料的燃烧来产生驱动力；第1电动发电机4和第2电动发电机5，其利用电产生驱动力并且通过驱动来产生电能；驱动轴7，其与混合动力车辆1的驱动轮6连接；以及动力传递机构的第1行星齿轮机构8和第2行星齿轮机构9，其与输出轴3、第1电动发电机4、第2电动发电机5以及驱动轴7分别联接。
上述发动机2具备：节流阀等空气量调整单元10，其与加速器开度（加速器踏板的踏入量）对应地调整吸入的空气量；燃料喷射阀等燃料提供单元11，其提供与吸入的空气量对应的燃料；以及点火装置等点火单元12，其对燃料进行点火。发动机2利用空气量调整单元10、燃料提供单元11以及点火单元12来控制燃料的燃烧状态，通过燃料的燃烧来产生驱动力。
上述第1电动发电机4具备第1电动机转动轴13、第1电动机转子14以及第1电动机定子15。上述第2电动发电机5具备第2电动机转动轴16、第2电动机转子17以及第2电动机定子18。第1电动发电机4的第1电动机定子15与第1逆变器19连接。第2电动发电机5的第2电动机定子18与第2逆变器20连接。
第1逆变器19和第2逆变器20的电源端子通过双向型DC－DC转换器21与电池22连接。电池22是能与第1电动发电机4及第2电动发电机5之间进行电力交换的蓄电单元。第1电动发电机4和第2电动发电机5分别利用第1逆变器19和第2逆变器20通过DC－DC转换器21控制从电池22提供的电量，利用所提供的电来产生驱动力，并且利用再生时的驱动轮6的驱动来产生电能，用产生的电能通过DC－DC转换器21对电池22进行充电。
上述第1行星齿轮机构8具备：第1太阳轮23、支撑与该第1太阳轮23啮合的第1行星齿轮24的第1行星齿轮架25以及与第1行星齿轮24啮合的第1环形齿轮26。上述第2行星齿轮机构9具备：第2太阳轮27、支撑与该第2太阳轮27啮合的第2行星齿轮28的第2行星齿轮架29以及与第2行星齿轮28啮合的第2环形齿轮30。
将第1行星齿轮机构8和第2行星齿轮机构9的各旋转构件的旋转中心线配置在同一轴上，将第1电动发电机4配置在发动机2和第1行星齿轮机构8之间，将第2电动发电机5配置在第2行星齿轮机构9的远离发动机2侧。
对第1行星齿轮机构8的第1太阳轮23连接有第1电动发电机4的第1电动机转动轴13。第1行星齿轮机构8的第1行星齿轮架25和第2行星齿轮机构9的第2太阳轮27结合，通过单向离合器31与发动机2的输出轴3连接。第1行星齿轮机构8的第1环形齿轮26和第2行星齿轮机构9的第2行星齿轮架29结合而与输出部32联接。输出部32通过齿轮、链等输出传递机构33与上述驱动轴7连接。对第2行星齿轮机构9的第2环形齿轮30连接有第2电动发电机5的第2电动机转动轴16。
在混合动力车辆1中，将发动机2、第1电动发电机4以及第2电动发电机5所产生的动力通过动力传递机构的第1行星齿轮机构8和第2行星齿轮机构9输出到驱动轴7，对驱动轮6进行驱动。另外，在混合动力车辆1中，将来自驱动轮6的驱动力通过动力传递机构的第1行星齿轮机构8和第2行星齿轮机构9传递到第1电动发电机4和第2电动发电机5，产生电能来对电池22进行充电。
这样，混合动力车辆1在发动机2、第1电动发电机4、第2电动发电机5以及驱动轴7之间进行驱动力的交接。
在上述混合动力车辆1中，将空气量调整单元10、燃料提供单元11、点火单元12、第1逆变器19、第2逆变器20、DC－DC转换器21连接到车辆控制部34。对车辆控制部34连接有加速器开度检测单元35、车辆速度检测单元36、发动机旋转速度检测单元37、电池充电状态检测单元38。另外，车辆控制部34具备：目标发动机功率算出单元39、目标充放电功率设定单元40、发动机控制单元41以及电动机控制单元42。
发动机控制单元41控制空气量调整单元10、燃料提供单元11以及点火单元12的驱动状态，使得发动机2在基于根据加速器开度检测单元35、车辆速度检测单元36以及发动机旋转速度检测单元37的检测信号由目标发动机功率算出单元39算出的目标发动机功率而决定的运转效率良好的动作点（发动机旋转速度和发动机转矩）进行动作。另外，电动机控制单元42控制第1逆变器19和第2逆变器20的驱动状态，使得第1电动发电机4和第2电动发电机5的合计电力成为基于电池充电状态检测单元38所检测的电池22的充电状态（SOC）由目标充放电功率设定单元40设定的目标充放电功率。
在车辆控制部34中，作为车辆模式至少具备发动机动作模式、电动机动作模式，与各模式相应地控制发动机2和第1电动发电机4及第2电动发电机5的动作。
上述车辆控制部34具备：补偿转矩算出单元43和目标转矩算出单元44。上述补偿转矩算出单元43将从发动机2和第1电动发电机4及第2电动发电机5产生的动力通过动力传递机构的第1行星齿轮机构8和第2行星齿轮机构9输出到驱动轴7，并且算出对由于发动机2及第1电动发电机4、第2电动发电机5的旋转速度变化所产生的惯性转矩进行补偿的惯性补偿转矩。上述目标转矩算出单元44基于由补偿转矩算出单元43算出的惯性补偿转矩来修正第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩。
上述补偿转矩算出单元43在启动发动机时、停止发动机时修正惯性补偿转矩。此时，补偿转矩算出单元43基于发动机旋转速度来修正惯性补偿转矩。另外，补偿转矩算出单元43在启动发动机时修正惯性补偿转矩，使得发动机旋转速度越接近0，则第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩变得越小，在停止发动机时修正惯性补偿转矩，使得在发动机旋转速度越接近0，则第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩变得越小。
车辆控制部34具备：在惯性补偿转矩的运算中使用的惯性补偿转矩系数和惯性补偿转矩调节系数。另外，车辆控制部34具备对第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标电动机旋转速度进行设定的目标电动机旋转速度设定单元45。
下面，说明作用。
如图2所示，混合动力车辆1由车辆控制部34执行控制。此外，图2所示的程序被周期性地执行。
在图2中，如果车辆控制部34开始控制（100），则获取车辆模式、目标电动机旋转速度、发动机旋转速度、惯性补偿转矩系数、惯性补偿转矩调节系数作为通常控制所用的各种信号（101），根据目标电动机旋转速度算出惯性补偿转矩基础值（102），判断现在的车辆模式是否是发动机动作模式（103）。其原因是，在不是发动机动作模式时，包括发动机摇动中（启动发动机时）、向发动机停止转移中（停止发动机时）。
在判断（103）为“是”的情况下，根据惯性补偿转矩调节系数进行由步骤102算出的惯性补偿转矩基础值的调节处理（104），根据进行了调节处理的惯性补偿转矩基础值利用由发动机惯性、电动机惯性设定的惯性补偿转矩系数来计算惯性补偿转矩（105），向各种信号的获取（101）返回（106）。
另外，在上述判断（103）为“否”的情况下，为发动机摇动中（启动发动机时）、向发动机停止转移中（停止发动机时），根据发动机旋转速度对惯性补偿转矩基础值进行修正（107）。在该修正中，如图3所示，修正惯性补偿转矩，使得在启动发动机时发动机旋转速度越接近0，则第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩变得越小，另外，如图4所示，修正惯性补偿转矩，使得在停止发动机时发动机旋转速度越接近0，则第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩变得越小。
在进行基于上述步骤107的修正后，根据惯性补偿转矩调节系数进行被修正的惯性补偿转矩基础值的调节处理（104），根据进行了调节处理的惯性补偿转矩基础值，利用由发动机惯性、电动机惯性设定的惯性补偿转矩系数来计算惯性补偿转矩（105），向各种信号的获取（101）返回（106）。
车辆控制部34基于在上述步骤105中算出的惯性补偿转矩，由目标转矩算出单元44修正第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩。
这样，该混合动力车辆1在启动发动机时、停止发动机时修正对由于发动机2和第1电动发电机4、第2电动发电机5的旋转速度变化而产生的惯性转矩进行补偿的惯性补偿转矩，由此能够在启动发动机时抑制由电动机转矩的急剧变化造成的振动，能够解决带给驾驶员的不协调感、不适感的问题，另外，在停止发动机时能够抑制发动机要停止时的冲击。
另外，该混合动力车辆基于发动机旋转速度来修正惯性补偿转矩，由此能够有效地抑制启动发动机时和停止发动机时的振动。
而且，该混合动力车辆1在启动发动机时修正惯性补偿转矩，使得发动机旋转速度越接近0，则第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩变得越小，由此能够抑制由发动机刚开始摇动时的转矩的急剧变化造成的振动。另外，如图4所示，该混合动力车辆1在停止发动机时修正惯性补偿转矩，使得发动机旋转速度越接近0，则第1电动发电机4和第2电动发电机5的目标转矩变得越小，由此能够抑制发动机要停止时的冲击。特别是在发动机2的输出轴3处具备单向离合器31的混合动力车辆1中，以单向离合器31为支点对驱动轴7直接传递停止时的冲击，因此是更有效的。
工业上的可利用性
本发明能够抑制在启动发动机时由电动机转矩的急剧变化造成的振动，另外，在停止发动机时能够抑制发动机要停止时的冲击，能够应用于以发动机和电动发电机为驱动源的混合动力车辆。
附图标记说明
1    混合动力车辆
2    发动机
3    输出轴
4    第1电动发电机
5    第2电动发电机
6    驱动轮
7    驱动轴
8    第1行星齿轮机构
9    第2行星齿轮机构
19   第1逆变器
20   第2逆变器
21   DC－DC转换器
22   电池
34   车辆控制部
41   发动机控制单元
42   电动机控制单元
43   补偿转矩算出单元
44   目标转矩算出单元

Claims (4)

1.一种混合动力车辆，将从发动机和电动发电机产生的动力通过动力传递机构输出到驱动轴，具备：补偿转矩算出单元，其算出对由于发动机和电动发电机的旋转速度变化而产生的惯性转矩进行补偿的惯性补偿转矩；以及目标转矩算出单元，其基于由上述补偿转矩算出单元算出的惯性补偿转矩来修正上述电动发电机的目标转矩，上述混合动力车辆的特征在于，上述补偿转矩算出单元在启动发动机时修正惯性补偿转矩。
2.一种混合动力车辆，将从发动机和电动发电机产生的动力通过动力传递机构输出到驱动轴，具备：补偿转矩算出单元，其算出对由于发动机和电动发电机的旋转速度变化而产生的惯性转矩进行补偿的惯性补偿转矩；以及目标转矩算出单元，其基于由上述补偿转矩算出单元算出的惯性补偿转矩来修正上述电动发电机的目标转矩，上述混合动力车辆的特征在于，
上述补偿转矩算出单元在停止发动机时修正惯性补偿转矩。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于，
上述补偿转矩算出单元基于发动机旋转速度来修正惯性补偿转矩。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于，
上述补偿转矩算出单元在启动发动机时修正惯性补偿转矩，使得发动机旋转速度越接近0，则上述电动发电机的目标转矩变得越小，并在停止发动机时修正惯性补偿转矩，使得发动机旋转速度越接近0，则上述电动发电机的目标转矩变得越小。
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