CN104684784A

CN104684784A - 用于混合动力车辆的控制系统

Info

Publication number: CN104684784A
Application number: CN201380049779.XA
Authority: CN
Inventors: 原田佑公; 伊藤雅俊
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-06-03
Also published as: US20150291175A1; JP5712998B2; WO2014102576A2; WO2014102576A3; JP2014125048A; DE112013004096T5

Abstract

在一种用于混合动力车辆的控制系统中，包括：引擎(2)；电动发电机(MG1)；具有连接到曲轴(27)、电动发电机(MG1)的旋转轴(36)、以及环形齿轮轴(32a)的三个旋转元件(31,32,33)的动力分配/整合机构；电动发电机(MG2)；以及电池(80)。在车速(V)低于给定速度(V1)的情形之下，电池ECU(400)将要求充电电力(Pchg)设定成比通常设定的要求充电电力(Pchg_β)更低的要求充电电力(Pchg_α)，以使得引擎(2)的转矩波动被由磁滞机构产生的磁滞转矩吸收。

Description

用于混合动力车辆的控制系统

技术领域

本发明涉及一种在将内燃机和电动机作为驱动源安装于其上的所谓的混合动力车辆中使用的车辆控制系统。

背景技术

这一类型的混合动力车辆的已知示例包括具有连接到与轮轴联接的驱动轴、引擎的输出轴、和电动发电机MG1的旋转轴的三个旋转元件的行星齿轮机构、以及能够产生到驱动轴的动力的电动发电机MG2(参见，例如，日本专利申请公开号2009-248913(JP 2009-248913A))。在混合动力车辆中，在引擎和行星齿轮机构之间提供吸收转矩波动的减震器。

在如上所述的混合动力车辆中，在其中可能产生震动和异常噪声的低速高转矩区域中，如果电池的剩余容量减少，可以操作引擎以对电池充电。此时，如果车速低，由低速高转矩区域中的引擎的操作引起的震动和异常噪声不被由车辆的运转引起的震动和异常噪声掩盖；因此，用于对电池充电的电力限于低水平，以防引擎操作在低速高转矩区域中。

发明内容

在如JP 2009-248913A中所描述的混合动力车辆中，通过施加减震器的磁滞转矩来吸收引擎的转矩波动从而抑制震动。但是，根本没考虑鉴于其与减震器的磁滞转矩的关系来设定要求充电电力。

因此，如果在产生的要求充电电力下不能应用磁滞转矩，引擎的转矩波动将被直接传输到行星齿轮机构，并且抑制震动和异常噪声的性能可能恶化。

特别地，如果当混合动力车辆从EV运转模式切换到引擎运转模式时将要求充电电力设定成高水平，例如，要求充电电力的变化量变大，并且引擎转矩的波动范围变大，借此驾驶员更可能感受到震动和异常噪声。

本发明提供了一种用于混合动力车辆的控制系统，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的车辆运转情形中，提供了抑制由内燃机的操作引起的震动和异常噪声的改进性能。

根据本发明的用于混合动力车辆的控制系统包括内燃机、发电机、行星齿轮机构、电动机、蓄电装置、减震器装置、检测器、以及电子控制单元。发电机接收动力或产生动力。行星齿轮机构具有分别连接到内燃机的输出轴、发电机的旋转轴、以及联接到驱动轮的驱动轴的三个旋转元件。电动机从驱动轴接收动力或者产生到驱动轴的动力。蓄电装置提供电力到发电机和电动机以及从发电机和电动机接收电力。减震器装置安置在内燃机与行星齿轮机构之间的动力传输路径中。减震器装置具有使用由摩擦材料产生的摩擦力来产生磁滞转矩的磁滞机构。检测器检测混合动力车辆的车速。电子控制单元配置成基于蓄电装置的充电状态来设定对蓄电装置充电所要求的要求电力。电子控制单元配置成随着由检测器检测到的车速越低而越减少要求电力，使得内燃机的输出轴的旋转波动被由磁滞机构产生的磁滞转矩吸收。

使用以上安排，根据本发明的控制系统随着车速越低而越减少要求充电电力，以使得内燃机的输出轴的旋转波动被由磁滞机构产生的磁滞转矩吸收。因而，在其中旋转波动有可能传输到行星齿轮机构的低车速区域中，有可能减少由内燃机产生的转矩。因此，根据本发明的控制系统使得有可能应用磁滞转矩以应对低车速区域中的旋转波动。对应地，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形下，相比于已知系统，根据本发明的控制系统提供了抑制由内燃机的操作引起的震动和异常噪声的改进性能。

在如上所述的控制系统中，磁滞机构可以包括根据减震器装置的扭转角来产生第一磁滞转矩的第一磁滞产生部，以及根据扭转角来产生比第一磁滞转矩更大的第二磁滞转矩的第二磁滞部；以及电子控制单元可以配置成随着由检测器检测到的车速越低而越减少要求电力，以使得旋转波动被由第一磁滞产生部产生的第一磁滞转矩吸收。

使用以上安排，根据本发明的控制系统随着车速越低而越减少要求充电电力，以使得内燃机的输出轴的旋转波动被比第二磁滞转矩更小的第一磁滞转矩吸收；因此，第一磁滞转矩能够应用以应对低车速区域中的旋转波动。对应地，即使在减震器装置为根据扭转角来产生第一磁滞转矩和第二磁滞转矩的所谓的两级磁滞减震器的形式的情况下，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形中，根据本发明的控制系统也提供抑制由内燃机的操作引起的震动和异常噪声的改进性能。

在如上所述的控制系统中，电子控制单元可以配置成计算混合动力车辆所要求的要求驱动力；以及电子控制单元可以配置成随着所计算的要求驱动力越低而越减少要求电力，以使得旋转波动被由第一磁滞产生部产生的第一磁滞转矩吸收。

使用以上安排，根据本发明的控制系统随着要求驱动力越小而越减少要求充电电力，以使得内燃机的输出轴的旋转波动被比第二磁滞转矩更小的第一磁滞转矩吸收；因此，在要求驱动力小并且旋转波动可能传输到行星齿轮机构的区域中，由内燃机产生的转矩能够减少。因而，在根据本发明的控制系统中，在要求驱动力小的区域中，第一磁滞转矩能够应用以应对旋转波动。对应地，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形中，相比于已知系统，根据本发明的控制系统提供了抑制由内燃机的操作引起的震动和异常噪声的改进性能。

根据本发明，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形中，用于混合动力车辆的控制系统提供了抑制由内燃机的操作引起的震动和异常噪声的改进性能。

附图说明

以下将参照所附附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1为示出其中使用根据本发明的第一实施例的车辆控制系统的混合动力车辆的构造的示意图；

图2为示出根据本发明的第一实施例的两级磁滞减震器的模型的视图；

图3为根据本发明的第一实施例的两级磁滞减震器的横截面视图；

图4为指示引擎转矩与要求充电电力之间的关系的曲线图；

图5为指示已知两级磁滞减震器的扭转角与引擎转矩之间的关系的曲线图；

图6为示出使用车速和要求驱动力作为参数来定义的可听见格格声的区域的视图；

图7为图示由根据本发明的第一实施例的ECU执行的控制减少要求充电电力的流程图；

图8为指示根据本发明的第一实施例的两级磁滞减震器的扭转角与引擎转矩之间的关系的曲线图；

图9为图示由根据本发明的第二实施例的ECU执行的控制减少要求充电电力的流程图；以及

图10为图示由根据本发明的第三实施例的ECU执行的控制减少要求充电电力的流程图。

具体实施方式

将参照附图来描述本发明的某些实施例。

参见图1至图8，将描述根据本发明的第一实施例的用于车辆的控制系统。根据这一实施例的车辆控制系统用于将内燃机和电动机(或发电机)作为用于产生车辆的驱动力的动力源安装在其上的所谓的混合动力车辆中。

如图1中所示，混合动力车辆1包括引擎2、动力分配/整合机构3、电动发电机MG1、MG2、减速齿轮4、电池80、以及车辆控制系统10。

车辆控制系统(电子控制单元)10包括用于混合动力车辆的电子控制单元(其将简称为“HVECU”)100、用于引擎的电子控制单元(其将简称为“引擎ECU”)200、用于电动机的电子控制单元(其将简称为“电动机ECU”)300、以及用于电池的电子控制单元(其将简称为“电池ECU”)400。在这一实施例中，车辆控制系统10提供根据本发明的电子控制单元装置。

将引擎2构造为能够以诸如为汽油或轻油的含碳氢化合物燃料来产生动力的内燃机。在引擎2中，汽油从燃料喷射阀(未示出)喷入并且与进气混合，以使得将燃料和空气的混合物抽入每个汽缸的燃烧室中。接着，空气-燃料混合物在燃烧室中爆炸并燃烧，以使得使用燃烧能量向下推动引擎2的每个汽缸中收纳的活塞(未示出)，并且将活塞的往复动作转化成引擎2的曲轴27的旋转动作。

引擎2由引擎ECU 200控制。将诸如为曲柄角传感器和水温传感器的各种传感器连接到引擎ECU 200。引擎ECU 200例如基于从曲柄角传感器接收的信号来计算引擎速度。引擎ECU 200经由输出端口来输出用于驱动引擎2的各种控制信号，包括到燃料喷射阀的驱动信号、到调整油门开度的油门电动机的驱动信号、以及到点火线圈的驱动信号。

引擎ECU 200与HVECU 100通信，并且根据来自HVECU 100的控制信号来控制引擎2的操作。引擎ECU 200还根据需要来输出关于引擎2的操作情形的数据到HVECU 100。

动力分配/整合机构3为经由减震器装置70连接到曲轴27的三轴型动力分配/整合机构。动力分配/整合机构3包括作为外齿轮的恒星齿轮31、作为内齿轮的与恒星齿轮31同心设置的环形齿轮32、与恒星齿轮31和环形齿轮32啮合的两个或更多个小齿轮33、以及维持两个或更多个小齿轮33以使小齿轮33能够绕它们自身旋转并且还能够绕机构3的轴旋转的承载架34。换而言之，动力分配/整合机构3为使用恒星齿轮31、环形齿轮32、以及承载架34作为旋转元件来执行差动操作的行星齿轮机构的形式。这三个旋转元件分别连接到三个轴，即，恒星齿轮31能够与之作为一个单元而旋转的电动发电机MG1(其将稍后描述)的旋转轴36、经由副驱动齿轮35和齿轮机构60来联接到驱动轮63a、63b的作为驱动轴的环形齿轮轴32a、以及作为引擎2的输出轴的曲轴27。

承载架34联接到曲轴27，并且恒星齿轮31联接到电动发电机MG1。此外，环形齿轮32经由环形齿轮轴32a联接到减速齿轮4。副驱动齿轮35联接到环形齿轮轴32a。副驱动齿轮35与齿轮机构60啮合。

当电动发电机MG1起发电机作用时，根据其齿轮比，动力分配/整合机构3分配经由承载架34从引擎2接收的动力到恒星齿轮31侧和环形齿轮32侧。另一方面，当电动发电机MG1起电动机作用时，动力分配/整合机构3整合或组合经由承载架34从引擎2接收的动力以及经由恒星齿轮31从电动发电机MG1接收的动力，并且产生送到环形齿轮32侧的合成动力。传输到环形齿轮32的动力最终经由副驱动齿轮35、齿轮机构60、以及差动齿轮62传递到车辆的驱动轮63a、63b。

减速齿轮4包括联接到电动发电机MG2的恒星齿轮41、与恒星齿轮41同心设置的环形齿轮42、与恒星齿轮41和环形齿轮42啮合的两个或更多个小齿轮43、以及具有在其另其它端支持小齿轮43以使小齿轮43能够绕它们自身旋转的支撑轴的承载架44。减速齿轮4提供具有作为旋转元件的恒星齿轮41、环形齿轮42、以及小齿轮43的行星齿轮机构，并且可操作以通过减少从电动发电机MG2传输的转速来放大驱动转矩。

当电动发电机MG2起电动机的作用时，减速齿轮4减少从电动发电机MG2传输的转速以放大驱动转矩，并且传递来自环形齿轮42的转矩。另一方面，减速齿轮4增加由从环形齿轮42接收的动力引起的转速以衰减或减少驱动转矩，并且传递来自恒星齿轮41的转矩以使得电动发电机MG2起发电机的作用。

电动发电机MG1、MG2中的每个构造为已知同步发电电动机，其起将提供到其的电力转化成机械动力的电动机的作用，并且还起将所接收的机械动力转化成电力的作用。换而言之，电动发电机MG1、MG2中的每个构造为能够产生和接收动力的发电机和电动机。电动发电机MG1主要用作发电机，并且电动发电机MG2主要用作电动机。这一实施例的电动发电机MG1提供了根据本发明的发电机，并且电动发电机MG2提供了根据本发明的电动机。

电动发电机MG1、MG2分别经由逆变器81、82来提供电力到电池80以及接收来自电池80的电力。连接逆变器81、82与电池80的电力线83组成正总线和负总线，该正总线和负总线通常由逆变器81、82来使用。使用这一安排，由电动发电机MG1、MG2中的一个产生的电力能够由另一电动发电机消耗。对应地，电池80可以用电动发电机MG1、MG2中的任一者产生的电力来充电，并且可以放电或提供电力到电动发电机MG1、MG2中的任一者。如果提供到电动发电机MG1的电力量以及从电动发电机MG1接收的电力量与电动发电机MG2的是平衡的，则电池80不会被置于充电或放电。

电动发电机MG1、MG2都由电动机ECU 300来控制。电动机ECU 300接收控制电动发电机MG1、MG2的驱动所需的信号，包括，例如，来自检测电动发电机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器85、86的信号、以及应用到电动发电机MG1、MG2并且由电流传感器(未示出)检测的相电流。电动机ECU 300输出开关控制信号到逆变器81、82。

电动机ECU 300与HVECU 100通信，并且根据来自HVECU 100的控制信号来控制电动发电机MG1、MG2的驱动。电动机ECU 300还根据需要来输出关于电动发电机MG1、MG2的操作情形的数据到HVECU 100。电动机ECU 300基于来自旋转位置检测传感器85、86的信号来计算电动发电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2。

电池80构造为能够充电和放电的二次电池，诸如镍氢电池或锂离子电池。电池80安排成提供电力到电动发电机MG1、MG2以及接收来自电动发电机MG1、MG2的电力。在这一实施例中，电池80提供根据本发明的蓄电装置。

电池80由电池ECU 400来管理。电池ECU 400接收管理电池80所需的信号，包括来自安装在端子之间的电压传感器(未示出)的电池80的端子之间的电压、来自装在连接到电池80的输出端子的电力线83中的电流传感器(未示出)的充电/放电电流、以及来自装在电池80中的电池温度传感器88的电池温度Tb。

电池ECU 400根据需要来经由通信输出关于电池80的情形的数据到HVECU 100。此外，电池ECU 400基于由电流传感器检测到的充电/放电电流的积分值来计算剩余容量(SOC)，以管理电池80，并且基于所计算的剩余容量(SOC)和电池温度Tb来计算输入和输出门限Win、Wout，作为能够对电池80充电的最大允许电力和能够从电池80放电的最大允许电力。例如，输入和输出门限Win、Wout能够通过将它们的基于电池温度Tb的温度依赖值中的每一个与基于电池80的剩余容量(SOC)的用于输入门限的纠正系数或用于输出门限的纠正系数相乘来设定。输入和输出门限Win、Wout还可以通过参见其中输入/输出门限Win、Wout与剩余容量(SOC)和电池温度Tb相关联的输入/输出门限映射图来获得。

电池ECU 400基于电池80的充电状态(SOC)、或剩余容量来计算对电池80充电所要求的要求充电电力Pchg，并且设定计算出的要求充电电力Pchg。换而言之，电池ECU 400设定要求充电电力Pchg以保持电池80的剩余容量(SOC)在给定控制目标(例如，控制中心)。

当要对电池80充电时，将要求充电电力Pchg设定成正值(Pchg>0)，并且当要对电池80放电时，将要求充电电力Pchg设定成负值(Pchg<0)。在这一实施例中，如稍后将描述的，当电池80应该充电时，换而言之，当发出充电请求时，上述要求充电电力Pchg根据车速V来改变。

HVECU 100配置为具有作为主组件的CPU 100a的微处理器，并且进一步包括存储处理程序的ROM 100b、临时存储数据的RAM 100c、以及输入和输出端口和通信端口(未示出)。

点火开关101、油门踏板位置传感器102、车速传感器103、以及变速位置传感器104连接到HVECU 100。点火开关101根据用户的操作来输出点火信号到HVECU 100。油门踏板位置传感器102基于油门踏板8的操作量来检测油门踏板位置Acc，并且输出指示油门踏板位置Acc的信号到HVECU 100。车速传感器103检测混合动力车辆的车速V，并且输出指示车速V的信号到HVECU 100。在这一实施例中，车速传感器103提供根据本发明的检测器。

变速位置传感器104检测变速杆9的操作位置(变速位置SP)，并且输出指示变速位置SP的信号到HVECU 100。变速位置SP可以从例如用于停车的停车位置(P位置)、用于向前运转的运转位置(D位置)、用于反向运转的反向位置(R位置)等等中选择。

HVECU 100如上所述地经由通信端口连接到引擎ECU 200、电动机ECU300、以及电池ECU 400，并且提供各种控制信号和数据到引擎ECU 200、电动机ECU 300、以及电池ECU 400以及从引擎ECU 200、电动机ECU 300、以及电池ECU 400接收各种控制信号和数据。

在如上所述地构造的混合动力车辆1中，作为整体的车辆的要求驱动力基于加速操作量Acc和车速V来计算，并且控制引擎2和电动发电机MG1、MG2以使得将对应于要求驱动力F的要求动力传递到副驱动齿轮35。例如，HVECU 100通过将以上提及的要求充电电力Pchg和损耗Loss加上将所计算的要求驱动力F与环形齿轮轴32a的转速Nr相乘所获得的值来设定从引擎2产生的所要求的引擎电力Pe。此外，HVECU 100使用优化的燃料效率线路来从由此设定的引擎电力Pe中计算引擎速度和引擎转矩。

在这一连接中，定义加速操作量Acc和车速V与要求驱动力F之间的关系的映射图(未示出)可根据经验提前获得，并且存储在HVECU 100的ROM 100b中。HVECU 100能够基于加速操作量Acc和车速V来参见映射图来计算混合动力车辆1所要求的要求驱动力F。

混合动力车辆1的运转模式可以选自例如混合动力运转模式、电动机运转模式、再生运转模式等等。

在混合动力运转模式中，混合动力车辆1使用引擎2和电动发电机MG2两者作为驱动力源来运转，同时使得电动发电机MG1利用引擎2的输出来产生电力。在电动机运转模式中，混合动力车辆1在引擎停止的情形中使用电动发电机MG2作为驱动力的源来运转。在再生运转模式中，当诸如为减速请求的一定情形满足时，电动发电机MG2使用经由齿轮机构60接收的能量来产生电力。

接下来参见图2和3，将描述根据这一实施例的减震器装置70。

如图2中所示，减震器装置70安置在引擎2与行星齿轮机构3之间的动力传输路径中。如图3中所示，减震器装置70包括轮毂71、一对侧板72A、72B、以及位于轮毂71与侧板72A、72B之间的磁滞机构73。磁滞机构73用来吸收引擎2的转矩波动(旋转波动)。

磁滞机构73被安排成使用由摩擦材料(对于该摩擦材料，没有分配附图标记)产生的摩擦力来产生磁滞转矩，以吸收引擎2的转矩波动(旋转波动)。摩擦材料提供在轮毂71与该对侧板72A、72B之间，并且当轮毂71和该对侧板72A、72B相对彼此旋转时产生给定磁滞转矩。

如图2中所示，磁滞机构73包括根据扭转角来产生第一磁滞转矩的第一磁滞产生部73a、以及根据扭转角来产生比第一磁滞转矩更大的第二磁滞转矩的第二磁滞产生部73b。

第一磁滞产生部73a使用低摩擦材料作为以上提及的摩擦材料。另一方面，第二磁滞产生部73b使用高摩擦材料作为摩擦材料。

换而言之，根据这一实施例的减震器装置70为所谓的两级磁滞减震器，其具有根据扭转角来产生不同的磁滞转矩的两个磁滞产生部。使用这一安排，利用这两个磁滞产生部73a、73b的手段，减震器装置70衰减低转矩震动并且还避免在引擎2的发动和停止时产生的过大的转矩。

减震器装置70还包括起减震器作用的螺旋弹簧75。对应地，轮毂71和该对侧板72A、72B经由螺旋弹簧75来相对于彼此旋转。

在如上所述的具有两级磁滞减震器的已知混合动力车辆中，当电池的SOC减少时，例如，在混合动力运转模式中将要求充电电力设定成较大值以对电池充电时，在这一情况下，引擎可以操作在低转速高转矩区域中以使得能够确保要求充电电力。

图4示出了当混合动力车辆从电动机运转模式切换到混合动力运转模式时要求充电电力和引擎转矩的变化。

例如，如果在从电动机运转模式切换到混合动力运转模式时的要求充电电力(＝β)较大，如图4中所示，要求充电电力的变化量增加，并且引擎转矩的波动范围(由图4中的实线所指示)对应地增加。

因此，如图5中所示，在已知两级磁滞减震器中，扭转角增加，并且应用比第一磁滞转矩更大的第二磁滞转矩。结果，在磁滞机构中限制了进一步的扭转，并且没有进一步的磁滞转矩能够被应用。作为结果，引擎的转矩波动直接传输到行星齿轮机构，导致抑制震动和异常噪声的性能恶化。

此时，如果车速相对高，在低速高转矩区域中，由车辆的运转引起的震动和异常噪声能够掩盖由引擎的操作引起的震动和异常噪声。但是，如果车速低，震动和异常噪声不能被掩盖。

根据相关技术，为了抑制震动和异常噪声，增加引擎速度并且减少引擎转矩，以使得防止在这样的震动和异常噪声可能发生的低速高转矩区域中操作引擎。但是，如果采用这一方法，可能出现诸如燃料消耗率的恶化和由引擎的高速运转引起的噪声的新的问题。

因而，在这一实施例中，当车速V在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的低车速区域中时，执行用于减少要求充电电力Pchg的要求充电电力减少控制，从而改进震动和异常噪声的抑制性能。要求充电电力减少控制由电池ECU400来执行。

更具体地，当由车速传感器103(参见图1)检测到的车速V比预定或给定车速V1更小(V<V1)时，电池ECU 400执行要求充电电力减少控制以减少要求充电电力Pchg，以使得引擎2的转矩波动被由第一磁滞产生部73a产生的第一磁滞转矩吸收。

换而言之，当车速V比给定车速V1更小(V<V1)时，在要求充电电力减少控制之下，电池ECU 400将要求充电电力Pchg设定成比正常设定要求充电电力Pchg时设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α(参见图4)。

给定车速V1为据以确定车辆(即，车辆运转情形)是否在驾驶员能够听到震动和异常噪声(特别是格格声)的区域(其将被称为“可听到格格声的区域”)内的车速。车速V1可根据经验提前获得并且存储在电池ECU 400的ROM中。

图6为示出使用车速V和要求驱动力F作为参数的可听到格格声的区域的示图。如图6中所示，将车速V比车速V1更低并且要求驱动力F比要求驱动力F1更小的区域指定为可听到格格声的区域。在车速V等于或高于车速V1的区域中，格格声被背景噪声掩盖。在要求驱动力F等于或大小要求驱动力F1的区域中，电动机转矩Tm由电动发电机MG2来产生，以使以上提及的格格声的齿轮格格声等更不可能或不太可能出现在行星齿轮机构3或减速齿轮4中。

在这一实施例中，当车速V比给定车速V1更低(V<V1)时，将要求充电电力Pchg一致地设定成要求充电电力Pchg_α。但是，要求充电电力Pchg不一定以这一方式来设定，而是例如可以随着车速V越低而越减少。

接下来参见图7，将描述根据这一实施例的由电池ECU 400执行的要求充电电力减少控制。要求充电电力减少控制由电池ECU 400以给定时间间隔来执行。

如图7中所示，电池ECU 400确定是否要求对电池80充电(步骤S11)。电池ECU 400能够通过确定电池80的SOC是否减少(换而言之，SOC是否等于或小于给定值)来确定是否要求对电池80充电。

如果电池ECU 400确定不要求对电池80充电，则图7的例程的这一周期结束。另一方面，如果电池ECU 400确定要求对电池80充电，则确定车速V是否低于给定车速V1(步骤S12)。车速V例如由车速传感器103检测，并且经由HVECU 100被发送到电池ECU 400。

当电池ECU 400确定车速V不低于给定车速V1时，换而言之，车速V等于或高于给定车速V1，电池ECU 400将要求充电电力Pchg设定成正常设定要求充电电力Pchg时设定的要求充电电力Pchg_β(参见图4)(步骤S13)，并且例程的这一周期结束。这里，如上所述，正常设定的要求充电电力Pchg_β为基于电池80的SOC来设定的要求充电电力。

另一方面，如果电池ECU 400确定车速V低于给定车速V1，其将要求充电电力Pchg设定成比正常设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α(参见图4)，并且例程的这一周期结束。

以这一方式，有可能减少由HVECU 100鉴于要求充电电力Pchg而设定的引擎电力Pe，导致产生引擎电力Pe的引擎转矩的减少。这里，设定要求充电电力Pchg_α而不考虑电池80的SOC，以提供允许将第一磁滞转矩应用到减震器装置70的引擎转矩。

使用由此执行的要求充电电力减少控制，如图8中所示，相比于图5中的示例，引擎转矩能够在可听到格格声的区域中减少。结果，减震器装置70中的扭转角能够维持在第一磁滞转矩施加角的范围内，并且能够应用第一磁滞转矩以应对转矩波动。因而，引擎2的转矩波动被衰减。

如上所述，随着车速V越低，例如，当车速V低于给定车速V1时，根据这一实施例的车辆控制系统10将要求充电电力Pchg向下减少到比正常设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α，以使得引擎2的转矩波动被比第二磁滞转矩更小的第一磁滞转矩吸收。因而，在低车速区域中(例如，在格格声可听区域中)，能够应用第一磁滞转矩以应对转矩波动。

对应地，即使在减震器装置70为根据扭转角来产生第一磁滞转矩和第二磁滞转矩的两级磁滞减震器的形式的情况下，在其中驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形下(例如，在低车速区域中)，根据这一实施例的车辆控制系统10能够改进抑制由引擎2的操作引起的震动和异常噪声的性能。

在根据这一实施例的车辆控制系统10中，不需要如在已知系统中地提高引擎速度以抑制低车速区域中(例如，在可听到格格声的区域中)的震动和异常噪声；因此，能够防止诸如燃料消耗率的恶化和由引擎2的高速运转引起的噪声等以上提及的问题。

接下来，将参照图9来描述本发明的第二实施例。

这一实施例在要求充电电力减少控制的部分例程中不同于上述第一实施例，但是在其他方面与第一实施例基本相同。对应地，将相同的附图标记分配给与第一实施例的那些相同的或对应的组件或部分，并且将不进一步描述这些组件或部分；相反，将描述仅仅与第一实施例的部分不同的第二实施例的部分。

如上关于第一实施例所述的，当要求驱动力F小于给定要求驱动力F1时，车辆(即，车辆运转情形)在可听到格格声的区域内。换而言之，当要求驱动力F小于给定要求驱动力F1时，电动发电机MG2的电动机转矩Tm变得基本上等于零，导致没有转矩应用到联接到电动发电机MG2的齿轮(例如，恒星齿轮41)的情形。因此，齿轮格格声可能出现在减速齿轮4或行星齿轮机构3中，并且可能引起车辆中的格格噪声。

对应地，在这一实施例的要求充电电力减少控制之下，替代车速V，根据要求驱动力F确定车辆是否在可听到格格声的区域内，并且根据需要来变化要求充电电力Pchg。

下面，将描述根据这一实施例的要求充电电力减少控制。在根据这一实施例的要求充电电力减少控制中，确定是否要求电池80充电的步骤(第一实施例中的步骤S11)与第一实施例的步骤相同，并且因此将不描述。

如图9中所示，电池ECU 400确定要求驱动力F是否小于预定或给定要求驱动力F1(步骤S21)。HVECU 100基于加速操作量Acc和车速V来计算要求驱动力F，并且电池ECU 400从HVECU 100接收由此计算的要求驱动力F。提供用于确定车辆是否在可听到格格声的区域内的基础(参见图6)的给定要求驱动力F1提前根据经验获得并且存储在电池ECU 400的ROM中。

当电池ECU 400确定要求驱动力F不小于给定要求驱动力F时，换而言之，要求驱动力F等于或大于给定要求驱动力F1，电池ECU 400将要求充电电力Pchg设定成正常设定的要求充电电力Pchg_β(参见图4)(步骤S22)，并且图9的例程的这一周期结束。这里，如上所述，正常设定的要求充电电力Pchg_β为基于电池80的SOC来设定的要求充电电力。

另一方面，当电池ECU 400确定要求驱动力F小于给定要求驱动力F1时，其将要求充电电力Pchg设定成比正常设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α(参见图4)(步骤S23)，并且例程的这一周期结束。

如上所述，随着要求驱动力F越低，例如，当要求驱动力F小于给定驱动力F1时，根据这一实施例的车辆控制系统10将要求充电电力Pchg向下减少到比正常设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α，以使得引擎2的转矩波动被比第二磁滞转矩更小的第一磁滞转矩吸收。因而，在低车速区域中(例如，在可听到格格声的区域中)，能够应用第一磁滞转矩以应对转矩波动。

对应地，即使在减震器装置70为根据扭转角来生成第一磁滞转矩和第二磁滞转矩的两级磁滞减震器的形式的情况下，在其中驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形下(例如，在低车速区域中)，根据这一实施例的车辆控制系统10能够改进抑制由引擎2的操作引起的震动和异常噪声的性能。

如在第一实施例中的，使用根据这一实施例的车辆控制系统10，能够防止诸如燃料消耗率的恶化和由引擎2的高速运转引起的噪声等以上提及的问题。

在这一实施例中，当要求驱动力F小于给定要求驱动力F1(F<F1)时，将要求充电电力Pchg均一地设定成要求充电电力Pchg_α。但是，要求充电电力Pchg不一定以这一方式来设定，而是例如可以随着要求驱动力F越低而越减少。

在这一实施例中，在要求充电电力减少控制之下，替代车速V，根据要求驱动力F确定车辆(即，车辆运转情形)是否在可听到格格声的区域内，并且根据需要来变化要求充电电力Pchg。但是，这一发明不限于这一安排，而是可以从车速V和要求驱动力F中确定车辆是否在可听到格格声的区域内，并且可以根据需要来变化要求充电电力Pchg。在这一情况下，可听到格格声的区域能够更适当地或精确地规定，并且防止不必要地执行要求充电电力减少控制。

接下来，将参照图10来描述本发明的第三实施例。

这一实施例在要求充电电力减少控制的部分例程中不同于上述第一和第二实施例，但是在其他方面与第一和第二实施例基本相同。对应地，将相同的附图标记分配给与第一和第二实施例的那些相同的或对应的组件或部分，并且将不进一步描述这些组件或部分；相反，将描述仅仅与第一和第二实施例的部分不同的第三实施例的部分。

在如上所述的第二实施例中，在要求充电电力减少控制之下，根据要求驱动力F确定车辆是否在格格声可听区域内，并且根据需要来变化要求充电电力Pchg。在这一实施例中，确定车辆(即，车辆运转情形)是否在电动发电机MG2的电动机转矩Tm基本上等于零的区域内，并且根据需要来变化要求充电电力Pchg。

下面，将描述根据这一实施例的要求充电电力减少控制。在根据这一实施例的要求充电电力减少控制中，确定是否要求对电池80充电的步骤(第一实施例中的步骤S11)与第一实施例的步骤相同，并且因此将不描述。

如图10中所示，电池ECU 400确定电动机转矩Tm的绝对值|Tm|是否小于预定或给定电动机转矩Tm1(步骤S31)。换而言之，电池ECU 400确定电动发电机MG2的电动机转矩Tm是否大于给定电动机转矩-Tm1，以及是否小于给定电动机转矩Tm1。换而言之，电池ECU 400确定电动机转矩Tm是否在包括零转矩(Tm＝0)的预定转矩范围内。经由HVECU 100来从电动机ECU 300向电池ECU 400发送电动机转矩Tm。

在这一连接中，将给定电动机转矩Tm1设定成能够据以确定没有转矩从电动发电机MG2应用到恒星齿轮41的转矩的量(例如，1Nm)。给定电动机转矩Tm1提前存储在电池ECU 400的ROM中或HVECU 100的ROM 100b中。

例如，电动机转矩Tm能够从以下等式(1)中得到。在以下等式(1)中，F为混合动力车辆1的要求驱动力[N]，Tm为电动发电机MG2的电动机转矩[N·m]，Gr为减速齿轮4的减速比，Te为引擎转矩[N·m]，ρ为行星齿轮比，ρ_def为差动齿轮的差动比，以及Rt为轮胎的直径[m]。

F＝{(Tm×Gr)+Te×(1/1+ρ)}×ρ_def/Rt (1)

如果电池ECU 400确定电动机转矩Tm不小于给定电动机转矩Tm1，换而言之，电动机转矩Tm等于或大于给定电动机转矩Tm1，电池ECU 400将要求充电电力Pchg设定成正常设定的要求充电电力Pchg_β(参见图4)(步骤S32)，并且图10的例程的这一周期结束。这里，如上所述，正常设定的要求充电电力Pchg_β为基于电池80的SOC来设定的要求充电电力。

如果电池ECU 400确定电动机转矩Tm小于给定电动机转矩Tm1，另一方面，其将要求充电电力Pchg设定成比正常设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α(参见图4)(步骤S33)，并且例程的这一周期结束。

如上所述，当电动机转矩Tm小于给定电动机转矩Tm1时，根据这一实施例的车辆控制系统10将要求充电电力Pchg向下减少到比正常设定的要求充电电力Pchg_β更低的要求充电电力Pchg_α，以使得引擎2的转矩波动被比第二磁滞转矩更小的第一磁滞转矩吸收。因而，在低车速区域中(例如，在格格声可听区域中)，能够应用第一磁滞转矩以应对转矩波动。

对应地，即使在减震器装置70为两级磁滞减震器的形式的情况下，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形下(例如，在低车速区域中)，根据这一实施例的车辆控制系统10能够改进抑制由引擎2的操作引起的震动和异常噪声的性能。

在上述实施例中的每个中，根据本发明的车辆控制系统安装在引擎2和电动发电机MG1、MG2经由动力分配/整合机构3和减速齿轮4来连接的混合动力车辆1上。但是，本发明可以应用到假定混合动力车辆具有如电动发电机MG1、MG2的两个电动机、并且包括减震器装置70的其他类型的混合动力车辆。特别地，连接这些动力输出和输入设备(引擎和电动发电机MG1、MG2)的机构可以另外构造。

如上所述，在驾驶员可能感受到震动和异常噪声的运转情形下，相比于已知系统，根据本发明的车辆控制系统能够改进抑制由内燃机的操作引起的震动和异常噪声的性能。因而，本发明的车辆控制系统作为用于混合动力车辆中的控制系统是有用的。

Claims

1.一种用于混合动力车辆的控制系统，包括：

内燃机；

发电机，其接收动力或产生动力；

行星齿轮机构，其具有分别连接到所述内燃机的输出轴、所述发电机的旋转轴、以及联接到驱动轮的驱动轴的三个旋转元件；

电动机，其从所述驱动轴接收动力或者产生到所述驱动轴的动力；

蓄电装置，其提供电力到所述发电机和所述电动机以及从所述发电机和所述电动机接收电力；

减震器装置，其安置在所述内燃机与所述行星齿轮机构之间的动力传输路径中，所述减震器装置具有使用由摩擦材料产生的摩擦力来产生磁滞转矩的磁滞机构；

检测器，其检测所述混合动力车辆的车速；以及

电子控制单元，其配置成基于所述蓄电装置的充电状态来设定对所述蓄电装置充电所要求的要求电力，所述电子控制单元配置成随着由所述检测器检测到的所述车速越低而越减少所述要求电力，使得所述内燃机的所述输出轴的旋转波动被由所述磁滞机构产生的所述磁滞转矩吸收。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中：

所述磁滞机构包括根据所述减震器装置的扭转角来产生第一磁滞转矩的第一磁滞产生部，以及根据所述扭转角来产生比所述第一磁滞转矩更大的第二磁滞转矩的第二磁滞部；以及

所述电子控制单元配置成随着由所述检测器检测到的所述车速越低而越减少所述要求电力，以使得所述旋转波动被由所述第一磁滞产生部产生的所述第一磁滞转矩吸收。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中

所述电子控制单元配置成计算所述混合动力车辆所要求的要求驱动力；以及

所述电子控制单元配置成随着所计算的所述要求驱动力越低而越减少所述要求电力，以使得所述旋转波动被由所述第一磁滞产生部产生的所述第一磁滞转矩吸收。