CN109689456B - 混合动力车辆的控制方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

防止在发动机处于旋转状态时在齿轮系中产生的连续的齿碰撞声。发动机(1)与第二电动发电机(3)借助由相互啮合的多个齿轮(46a、46b、46c)构成的齿轮系(46)被直接连结。在该串联式混合动力车辆的控制方法中，在发动机(1)处于旋转状态时，对第二电动发电机(3)持续赋予规定的扭矩，使得避免齿轮系(46)的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。在通过发动机(1)使第二电动发电机(3)转动的发电运转时，对第二电动发电机(3)持续赋予的规定的扭矩为负的扭矩值，在通过第二电动发电机(3)使发动机(1)转动的空转运转时，对第二电动发电机(3)持续赋予的规定的扭矩为正的扭矩值。

Description

混合动力车辆的控制方法和控制装置
技术领域
本公开涉及一种将发动机与发电机借助由相互啮合的多个齿轮构成的齿轮系直接连结的混合动力车辆的控制方法和控制装置。
背景技术
以往，公开了一种将发动机与发电机借助由相互啮合的多个齿轮构成的齿轮系直接连结的装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013-185599号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在以往的装置中，例如在将发电扭矩抑制得低的发电运转时，将发动机与发电机直接连结的齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。因此，存在如下问题：相互啮合的齿轮的齿面之间交替地碰撞，导致产生被称为“震颤(rattle)”的连续的齿碰撞声。
本公开是着眼于上述问题而完成的，其目的在于防止在发动机处于旋转状态时在齿轮系中产生的连续的齿碰撞声。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，在本公开中，作为行驶用驱动源而搭载的第一电动发电机经由减速用齿轮系与驱动轮连结，发动机与作为发电机而搭载的第二电动发电机借助由相互啮合的多个齿轮构成的齿轮系被直接连结，具备与第一电动发电机和第二电动发电机电连接的蓄电池。
在该混合动力车辆的控制方法中，在存在发动机的燃烧请求时，随着蓄电池的充电容量的上升和下降而反复进行通过发动机使第二电动发电机转动的发电运转和通过第二电动发电机使发动机转动的空转运转。在发电运转中，对第二电动发电机持续赋予规定的负的扭矩值，使得避免齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。在空转运转中，对第二电动发电机持续赋予规定的正的扭矩值，使得避免齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。在反复进行发电运转和空转运转时，关于发动机的空转转速和发电转速，将由外部空气温度传感器检测出的外部空气温度小于设定温度时的转速设定得高于外部空气温度为设定温度以上时的转速。
发明的效果
像这样，通过发电机扭矩控制来对齿轮传递扭矩进行管理，由此能够防止在发动机处于旋转状态时在齿轮系中产生的连续的齿碰撞声。除此以外，在外部空气温度小于设定温度时，发动机的空转转速被设定得高于外部空气温度高时的转速，由此能够使蓄电池的充电容量更快地降低。因此，能够在反复进行发电运转和空转运转时，为基于发动机的点火旋转的供暖运转进行准备。
附图说明
图1是示出应用了实施例1的控制方法和控制装置的串联式混合动力车辆(混合动力车辆的一例)的驱动系统和控制系统的整体系统图。
图2是示出由串联式混合动力车辆的混合控制模块执行的震颤防止&发动机运转控制处理工作的流程的流程图。
图3是示出在将发动机与发电机直接连结的齿轮系中产生震颤的条件的齿轮传递扭矩特性图。
图4是示出在将发动机与发电机直接连结的齿轮系中不产生震颤的条件的齿轮传递扭矩特性图。
图5是反复进行发电运转和空转运转的状况下的发电机扭矩特性和SOC特性图。
图6是示出希望在发电运转时和空转运转时使发动机噪音一致时的发动机转速的关系的发动机转速特性图。
图7是示出希望在发电运转时和空转运转时使车外的排气轰鸣声一致时的发动机转速的关系的发动机转速特性图。
具体实施方式
下面，基于附图所示的实施例1来说明实现本公开的混合动力车辆的控制方法和控制装置的最佳方式。
实施例1
首先，对结构进行说明。
实施例1中的控制方法和控制装置被应用于串联式混合动力车辆，该串联式混合动力车辆能够向蓄电池进行外部充电，在充电容量高的期间，使发动机停止并进行EV行驶，当充电容量变低时，一边通过发动机进行发电一边进行EV行驶。下面，将实施例1的结构分为“整体系统结构”、“震颤防止&发动机运转控制处理结构”来进行说明。
[整体系统结构]
图1示出应用了实施例1的控制方法和控制装置的串联式混合动力车辆的驱动系统和控制系统。下面，基于图1来说明整体系统结构。
如图1所示，串联式混合动力车辆的驱动系统具备发动机1(ENG)、第一电动发电机2(MG1)、第二电动发电机3(MG2)以及齿轮箱4。在此，第二电动发电机3相当于发电机。
发动机1例如是将曲轴方向设为车宽方向配置于车辆的前室的汽油发动机、柴油发动机等。该发动机1的主体连结固定于齿轮箱4的齿轮外壳40。发动机1的曲轴1a经由单质量(single Mass)构造的飞轮1b和减震器1c而与齿轮箱4的发动机轴41连接。此外，发动机1将第二电动发电机3作为起动马达来进行发动机起动。
第一电动发电机2是被作为行驶驱动源而搭载的以蓄电池5为电源的三相交流的永磁体型同步马达，同时具有减速时、制动时的再生功能。第一电动发电机2的定子外壳连结固定于齿轮箱4的齿轮外壳40。而且，第一电动发电机2的转子连接于齿轮箱4的第一马达轴42。在此，第一电动发电机2的定子线圈经由第一AC电气配线6a而与第一逆变器6连接，该第一逆变器6用于在动力运转时将直流转换为三相交流，在再生时将三相交流转换为直流。第一逆变器6与蓄电池5经由第一DC电气配线6b连接。
第二电动发电机3是被作为发电机而搭载的以蓄电池5为电源的三相交流的永磁体型同步马达，同时具有发动机1的起动马达功能、空转运转功能。第二电动发电机3的定子外壳连结固定于齿轮箱4的齿轮外壳40。而且，第二电动发电机3的转子连接于齿轮箱4的第二马达轴43。在此，第二电动发电机3的定子线圈经由第二AC电气配线7a而与第二逆变器7连接，该第二逆变器7用于在动力运转时将直流转换为三相交流，在再生时将三相交流转换为直流。第二逆变器7与蓄电池5经由第二DC电气配线7b连接。
齿轮箱4通过在连结固定有发动机1、第一电动发电机2以及第二电动发电机3的齿轮外壳40内配置减速用齿轮系44、差动齿轮部件45以及齿轮系46而构成。
减速用齿轮系44是用于使第一电动发电机2的旋转减速并使马达扭矩增大来确保行驶驱动扭矩的两级减速的齿轮系，具有第一马达轴42和第一惰轮轴47。而且，通过使设置于第一马达轴42的第一马达齿轮44a与设置于第一惰轮轴47的大径惰轮齿轮44b相互啮合而构成第一减速齿轮段。而且，通过使设置于第一惰轮轴47的小径惰轮齿轮44c与设置于差动齿轮部件45的输入侧的输出齿轮44d相互啮合而构成第二减速齿轮段。
差动齿轮部件45针对经由减速用齿轮系44的输出齿轮44d输入的驱动扭矩容许旋转差动，并将该驱动扭矩经由左右的驱动轴8、8传递至左右的驱动轮9、9(图1仅示出一个轮)。
齿轮系46是将发动机1与第二电动发电机3(发电机)不插入安装离合器而直接连结的齿轮系，具有发动机轴41、第二惰轮轴48以及第二马达轴43。而且，通过使设置于发动机轴41的发动机齿轮46a、设置于第二惰轮轴48的第二惰轮齿轮46b以及设置于第二马达轴43的第二马达齿轮46c相互啮合而构成。齿轮齿数的关系为发动机齿轮46a>第二马达齿轮46c，在发电运转时，使发动机1的转速增速，通过燃烧运转(点火运转)来向第二电动发电机3传递发电所需要的发动机扭矩。另一方面，在起动运转时、空转运转时，使第二电动发电机3的转速减速，向发动机1传递进行起动运转、空转运转所需要的马达扭矩。
如图1所示，串联式混合动力车辆的控制系统具备混合控制模块10(HCM)、发电控制器11(GC)、蓄电池控制器12(BC)、马达控制器13(MC)以及发动机控制器14(EC)。
在此，混合控制模块10与其它的控制器(发电控制器11、蓄电池控制器12、马达控制器13、发动机控制器14等)通过CAN通信线15以能够进行双向信息交换的方式进行连接。此外，CAN通信线15的“CAN”是“Controller Area Network(控制器区域网络)”的简称。
混合控制模块10是承担适当地对车辆整体的消耗能量进行管理的功能的综合控制单元。即，经由CAN通信线15从蓄电池控制器12输入蓄电池充电容量(以下称为“SOC(State Of Charge：充电状态)”。)的信息。除此之外，还从加速踏板开度传感器16、车速传感器17、发动机转速传感器18、发动机冷却水温传感器19、外部空气温度传感器20、门开关21、发动机盖开关22、点火开关23等输入信息。而且，基于这些输入信息来进行各种控制。其中，为了使能够进行外部充电的串联式混合动力车辆以高燃油效率行驶而进行的控制是基于蓄电池5的SOC的行驶模式(“CD模式”、“CS模式”)的选择控制。另外，主要在选择CD模式时且在蓄电池5的SOC高的区域不基于蓄电池充电请求而基于发动机燃烧请求执行的是后述的实施例1的震颤防止&发动机运转控制。
“CD模式(Charge Depleting mode：电量消耗模式)”原则上是使消耗蓄电池5的电力的EV行驶优先的模式，例如在蓄电池5的SOC从满SOC下降到设定SOC的期间内选择CD模式。“CS模式(Charge Sustain mode：电量维持模式)”原则上是使通过发动机1的发电运转来维持蓄电池5的电力的行驶优先的模式，当蓄电池5的SOC变为设定SOC以下时选择CS模式。此外，作为模式切换阈值的“设定SOC”在CD模式→CS模式时的值与CS模式→CD模式时的值之间具有迟滞。
发电控制器11根据针对第二逆变器7的扭矩控制指令、转速控制指令来进行第二电动发电机3的动力运转控制、再生控制等。蓄电池控制器12对蓄电池5的SOC、蓄电池温度等进行管理。马达控制器13根据针对第一逆变器6的扭矩控制指令、转速控制指令来进行第一电动发电机2的动力运转控制、再生控制等。发动机控制器14进行发动机1的起动控制、发动机1的停止控制、燃料切断控制等。
[震颤防止&发动机运转控制处理结构]
图2示出由实施例1的混合控制模块10执行的震颤防止&发动机运转控制处理工作的流程。下面，对表示震颤防止&发动机运转控制处理结构的图2的各步骤进行说明。此外，图2的流程按规定的控制周期反复执行。
在步骤S1中，判断是否存在发动机燃烧请求。在“是”(存在发动机燃烧请求)的情况下进入步骤S2，在“否”(不存在发动机燃烧请求)的情况下进入步骤S14。
在此，“发动机燃烧请求”不是蓄电池充电请求，例如在发动机冷却水温为设定温度(例：20℃)以下时、处于EGVR(处于催化剂暖机模式)时、存在供暖请求时(在低外部空气温度时开启A/C)等发出“发动机燃烧请求”。
在步骤S2中，继在步骤S1中判断为存在发动机燃烧请求或者在步骤S14中判断为门报警或盖报警之后，判断SOC是否小于发电停止阈值A1。在“是”(SOC<A1)的情况下进入步骤S3，在“否”(SOC≥A1)的情况下进入步骤S9。
在此，“发电停止阈值A1”被设定为虽然是满充电区域但能够容许与因减速行驶等产生的再生充电相应量的充电容量的SOC上限域的值(例：SOC＝90％左右)。
在步骤S3中，继在步骤S2中判断为SOC<A1之后，执行发电运转并进入步骤S4，在该发电运转中，起动发动机1，通过发动机1的点火旋转来对第二电动发电机3进行旋转驱动以使其发电，并将发电电力向蓄电池5充电。
在步骤S4中，继在步骤S3中执行发电运转之后，进行将对第二电动发电机3持续赋予的发电扭矩(负的扭矩值)设为震颤音抑制发电扭矩的控制，进入步骤S5。
在此，“震颤音抑制发电扭矩”是指，在考虑到发动机1的发动机轴扭矩的扭矩变动振幅时，设为避免齿轮系46的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动的扭矩值。也就是说，“震颤音抑制发电扭矩”是指，由于发电扭矩成为齿轮系46的传递扭矩，因此作为发电扭矩请求，在为零扭矩或接近零扭矩的值时，事先将发电扭矩绝对值提高到最低扭矩值。
在步骤S5中，继在步骤S4中设为震颤音抑制发电扭矩的控制之后，与步骤S2同样地判断SOC是否小于发电停止阈值A1。在“是”(SOC<A1)的情况下进入步骤S6，在“否”(SOC≥A1)的情况下进入步骤S9。
在此，在发电运转中进行SOC判断是为了确保当在发电运转期间SOC上升而成为SOC≥A1时响应良好地从发电运转向空转运转转变。
在步骤S6中，继在步骤S5中判断为SOC<A1之后，判断此时的外部空气温度是否为设定温度B以上。在“是”(外部空气温度≥B)的情况下进入步骤S7，在“否”(外部空气温度<B)的情况下进入步骤S8。
在此，“此时的外部空气温度”从外部空气温度传感器20获取。“设定温度B”被设定为如果外部空气温度低于该设定温度则视为乘员有供暖请求的值。
在步骤S7中，继在步骤S6中判断为外部空气温度≥B之后，将发动机1的目标转速设定为第二发动机转速，进入结束。
在此，当发动机1的目标转速被设定为第二发动机转速时，通过设为对作为发电机的第二电动发电机3进行转速控制，来达到发动机目标转速。此外，当为了达到发动机目标转速而设为对第二电动发电机3进行马达转速控制时，齿轮系46的传递扭矩自动地超过最低扭矩值。
在步骤S8中，继在步骤S6中判断为外部空气温度<B之后，将发动机1的目标转速设定为比第二发动机转速高的转速即第一发动机转速，进入结束。
此外，当为了达到发动机目标转速而设为对第二电动发电机3进行马达转速控制时，如步骤S7中记述的那样，齿轮系46的传递扭矩自动地超过最低扭矩值。
在步骤S9中，继在步骤S2或S5中判断为SOC≥A1之后，当处于发动机运转期间时，使发动机1停止来将第二电动发电机3切换至动力运转侧。然后，执行通过来自第二电动发电机3的旋转驱动力来使发动机1进行拖动旋转的空转运转，进入步骤S10。
在步骤S10中，继在步骤S9中执行空转运转之后，SOC由于空转运转而降低，因此判断SOC是否变为发电开始阈值A2以上。在“是”(SOC≥A2)的情况下进入步骤S11，在“否”(SOC<A2)的情况下进入步骤S3。
在此，“发电开始阈值A2”被设定为虽然由于SOC为发电停止阈值A1以上而执行了空转运转但是由于空转运转期间的充电容量的减少而能够恢复为发电运转的值(例：88％左右)。
在步骤S11中，继在步骤S10中判断为SOC≥A2之后，与步骤S6同样地，判断此时的外部空气温度是否为设定温度B以上。在“是”(外部空气温度≥B)的情况下进入步骤S12，在“否”(外部空气温度<B)的情况下进入步骤S13。
在步骤S12中，继在步骤S11中判断为外部空气温度≥B之后，将发动机1的目标转速设定为第四发动机转速，进入结束。
在此，当发动机1的目标转速被设定为第四发动机转速时，通过设为对作为发电机的第二电动发电机3进行马达转速控制，来达到发动机目标转速。此外，当为了达到发动机目标转速而设为对第二电动发电机3进行马达转速控制时，齿轮系46的传递扭矩自动地超过最低扭矩值。
在步骤S13中，继在步骤S11中判断为外部空气温度<B之后，将发动机1的目标转速设定为比第四发动机转速高的转速即第三发动机转速，进入结束。
此外，当为了达到发动机目标转速而设为对第二电动发电机3进行马达转速控制时，如步骤S12中记述的那样，齿轮系46的传递扭矩自动地超过最低扭矩值。
在步骤S14中，继在步骤S1中判断为不存在发动机燃烧请求之后，判断是否为门报警或盖报警。在“是”(门报警或盖报警)的情况下进入步骤S2，在“否”(不是门报警以及盖报警)的情况下进入步骤S15。
在此，“门报警”是指在将车辆用门打开的状态下将要下车的情形，通过来自门开关21、点火开关23的开关信号来进行判断。“盖报警”是指在将发动机盖、行李箱盖打开的状态下将要下车的情形，通过来自发动机盖开关22、点火开关23的开关信号来进行判断。
在步骤S15中，继在步骤S14中判断为不是门报警和盖报警之后，使发动机1停止，进入结束。也就是说，在不存在发动机燃烧请求且不是门报警和盖报警时，基于蓄电池5的SOC来执行“CD模式”和“CS模式”的选择控制。
在此，如下述的那样设定发电运转中的第一发动机转速及第二发动机转速与空转运转中的第三发动机转速及第四发动机转速的关系。
在反复进行发电运转和空转运转时、在希望使发动机噪音一致的规格的车辆时，设定为(第三发动机转速及第四发动机转速：空转转速)>(第一发动机转速及第二发动机转速：点火转速)的关系(参照图6)。另一方面，在反复进行发电运转和空转运转时、在希望使车外的轰鸣声一致的规格的车辆时，设定为(第三发动机转速及第四发动机转速：空转转速)<(第一发动机转速及第二发动机转速：点火转速)的关系(参照图7)。
接着，对作用进行说明。
将实施例1的作用分为“震颤防止&发动机运转控制处理作用”、“震颤防止的背景技术”、“震颤防止控制的特征作用”、“发动机运转控制的特征作用”来进行说明。
[震颤防止&发动机运转控制处理作用]
下面，基于图2的流程图来说明震颤防止&发动机运转控制处理作用。
例如，在紧挨着点火开关接通之后由于发动机冷却水温低而存在发动机燃烧请求且SOC≥A1且外部空气温度<B时，在图2的流程图中，进行步骤S1→步骤S2→步骤S9→步骤S10→步骤S11→步骤S13→结束。在步骤S9中，执行通过来自第二电动发电机3的旋转驱动力来使发动机1进行拖动旋转的空转运转。在步骤S13中，发动机1的目标转速被设定为比第四发动机转速高的转速即第三发动机转速，来对第二电动发电机3进行马达转速控制。
而且，当由于空转运转的执行而蓄电池5的SOC下降并变为SOC<A2时，在图2的流程图中从步骤S10进入步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S8→结束。在步骤S3中，执行发电运转，在该发电运转中，起动发动机1，通过发动机1的点火旋转来对第二电动发电机3进行驱动旋转以使其发电，并将发电电力向蓄电池5充电。在接下来的步骤S4中，进行将对第二电动发电机3持续赋予的发电扭矩(负的扭矩值)设为震颤音抑制发电扭矩的控制。在步骤S8中，发动机1的目标转速被设定为比第二发动机转速高的转速即第一发动机转速，来对第二电动发电机3进行马达转速控制。
然后，当通过发电运转的执行而蓄电池5的SOC上升并变为SOC≥A1时，在图2的流程图中，从步骤S2或步骤S5进入步骤S9→步骤S10→步骤S11→步骤S13→结束。即，再次被切换为空转运转。同样地，当由于空转运转的执行而蓄电池5的SOC下降并变为SOC<A2时，在图2的流程图中从步骤S10进入步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S8→结束。即，再次被切换为发电运转。
像这样，在存在发动机燃烧请求的期间，根据SOC的变化来反复执行空转运转和发电运转。此时，当外部空气温度<B时，将发动机1的目标转速设定为第三发动机转速(空转运转)和第一发动机转速(发电运转)，来对第二电动发电机3进行马达转速控制。另外，当外部空气温度≥B时，将发动机1的目标转速设定为第四发动机转速(空转运转)和第二发动机转速(发电运转)，来对第二电动发电机3进行马达转速控制。
另一方面，当判断为不存在发动机燃烧请求但处于门报警或盖报警时，在图2的流程图中，进入步骤S1→步骤S14→步骤S2以及步骤S2以后的步骤。即，与存在发动机燃烧请求的期间同样地，根据SOC的变化来反复执行空转运转和发电运转。另外，当判断为不存在发动机燃烧请求且不处于门报警和盖报警时，在图2的流程图中，进行步骤S1→步骤S14→步骤S15→结束。在步骤S15中，将发动机1停止，基于蓄电池5的SOC来执行“CD模式”和“CS模式”的选择控制。
像这样，当在发动机冷却水温低时、在处于EGVR时、在存在供暖请求时等存在发动机燃烧请求时，使用SOC的发电停止阈值A1和发电开始阈值A2，来执行空转运转与发电运转的反复运转。而且，此时的发电运转由于不是基于蓄电池充电请求的发电运转，因此虽然发电扭矩成为零扭矩或接近零扭矩的低的值，但是被设为用于抑制震颤音的发电扭矩(负扭矩)。另外，关于空转运转，也设为用于抑制震颤音的驱动扭矩(正扭矩)。
[震颤防止的背景技术]
即使在点火开关接通时、在发动机冷却水温低时、在存在供暖请求时等存在发动机燃烧请求，在串联式混合动力车辆的情况下，蓄电池的SOC也通过停车期间的插电充电而处于满充电容量域。因而，当使发动机进行燃烧运转时，不得不将向发电机的发电扭矩设为零、或接近零的低的值。因此，在将发电扭矩(＝发动机轴扭矩)抑制为低扭矩的发电运转时，如图3所示，将发动机与发电机直接连结的齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。因而，齿轮系的扭矩传递方向在正方向与反方向之间反复，在齿轮系中，相互啮合的齿轮的齿面之间交替地碰撞，导致产生被称为“震颤”的连续的齿碰撞声。即，如如根据图3而明确的那样，产生震颤的条件是由于发动机本身的扭矩变动振幅大于通过发电扭矩被赋予的发动机轴扭矩而引起的。也就是说，在将发动机轴扭矩设为T、将扭矩变动振幅设为I·d2θ(d2θ：角加速度)时，T<I·d2θ为震颤的产生条件。
作为该震颤防止对策，提出了通过下面的(a)、(b)、(c)来抑制齿轮系的传递扭矩的变动幅度的对策，即
(a)降低由双质量飞轮(Dual Mass Flywheel)产生的扭矩变动振幅。
(b)向齿碰撞齿轮赋予通过副齿轮追加产生的齿碰撞抑制扭矩。
(c)降低由低刚性减震器产生的扭矩变动振幅。
但是，在(a)的双质量飞轮的情况下，是具备两张板以及用于将两张板以能够相对旋转的方式连接的环状的螺旋弹簧的结构，需要空间，因此存在布局问题。另外，重量变大。
在(b)的副齿轮的情况下，由于需要用于追加设定副齿轮的空间，因此存在布局问题。并且，作为弹回性能，存在副齿轮噪声。
在(c)的低刚性减震器的情况下，存在成本增加的问题。
并且，存在如下对策：在发动机与齿轮系之间插入安装离合器，在存在发动机燃烧请求时，切断离合器，只使发动机进行无负荷运转。但是，插入安装离合器的该对策的情况也需要离合器空间，因此存在布局问题，重量变大，并存在成本增加的问题。
[震颤防止控制的特征作用]
在实施例1中，在串联式混合动力车辆的控制方法中，在发动机1处于旋转状态时，对第二电动发电机3持续赋予规定的扭矩，使得避免齿轮系46的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。
即，通过提高了针对对于发动机1而言成为负荷的第二电动发电机3的扭矩，来提高发动机轴扭矩。因此，如图4所示，即使在发动机1的扭矩特性中存在扭矩变动振幅，齿轮系46的传递扭矩也不会在零扭矩上下连续地变动地将齿轮系46的扭矩传递方向规定为正方向和反方向中的某一方向。因而，在齿轮系46中，相互啮合的齿轮46a、46b、46c的接触齿面由扭矩传递方向决定，不会产生被称为“震颤”的连续的齿碰撞声。像这样，通过针对第二电动发电机3的扭矩控制来对齿轮传递扭矩进行管理，由此能够防止在发动机1处于旋转状态时在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)。除此之外，由于是不使用双质量飞轮、副齿轮、低刚性减震器、离合器的结构，因此能够实现部件尺寸的小型化，能够实现轻量化，并能够实现低成本化。
在实施例1中，在考虑到发动机1的发动机轴扭矩的扭矩变动振幅时，将对第二电动发电机3持续赋予的规定的扭矩设为避免齿轮系46的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动的扭矩值。
即，在将发动机轴扭矩设为T、将扭矩变动振幅设为I·d2θ(d2θ：角加速度)时，如图4所示，满足不产生震颤的条件即T>I·d2θ。而且，使发动机轴扭矩T满足T>I·d2θ，并且抑制了与扭矩变动振幅I·d2θ之间的偏离。因此，例如还不会导致使用于提高蓄电池5的充电容量的发电扭矩高到必要的扭矩以上。像这样，通过考虑到发动机1的发动机轴扭矩的扭矩变动振幅，不会使对第二电动发电机3赋予的扭矩高到必要的扭矩以上，从而能够可靠地防止在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)。
在实施例1中，在通过发动机1使第二电动发电机3转动的发电运转时，对第二电动发电机3持续赋予的规定的扭矩为负的扭矩值。在通过第二电动发电机3使发动机1转动的空转运转时，对第二电动发电机3持续赋予的规定的扭矩为正的扭矩值。
即，对齿轮系46中的齿轮传递扭矩进行管理的对象不限于通过发动机1使第二电动发电机3转动的发电运转时，还包括通过第二电动发电机3使发动机1转动的空转运转时。因此，在发电运转和空转运转这两个运转场景中，都能够防止在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)。
[发动机运转控制的特征作用]
在实施例1中，在存在发动机1的燃烧请求时，当蓄电池5的SOC为发电停止阈值A1以上时执行空转运转。在执行空转运转的期间，当蓄电池5的SOC小于发电开始阈值A2时，转变为发电运转。
即，如图5所示，在时刻t1存在发动机1的燃烧请求时，由于蓄电池5的SOC为发电停止阈值A1以上，因此执行空转运转。然后，在执行空转运转的期间，当在时刻t2蓄电池5的SOC小于发电开始阈值A2时，转变为发电运转。下面，通过反复进行同样的作用，来将时刻t1～t2、t3～t4、t5～t6、t7～t8设为空转运转，将时刻t2～t3、t4～t5、t6～t7、t8～t9设为发电运转，从而反复进行空转运转和发电运转。像这样，通过添加使蓄电池5的SOC降低的空转运转，在存在发动机1的燃烧请求时，即使蓄电池5的SOC为发电停止阈值A1以上，也能够响应于发动机1的燃烧请求来确保发电运转。此外，虽然由于反复进行空转运转和发电运转而在切换运转时产生一次齿碰撞声，但是这与作为连续的齿碰撞声的“震颤”不同。
在实施例1中，在不存在发动机1的燃烧请求时，当判定为将门或盖保持打开时，执行与蓄电池5的充电容量(SOC)相应的发动机运转控制。
即，在串联式混合动力车辆的情况下，当在发动机1已停止的EV行驶的状态下进行停车时，由于不产生任何声音，由此有时误认为已结束点火开关打开操作且乘员将要下车。与此相对，在将门或盖保持打开的状态的门报警时或盖报警时，即使蓄电池5的SOC是满充电状态，也能够执行空转运转。像这样，通过在不存在发动机燃烧请求时灵活利用与SOC相应的发动机运转控制，在不存在发动机燃烧请求的门报警时或盖报警时从发动机1发出运转声音，由此能够向乘员警告处于门报警或盖报警状态。
在实施例1中，在发动机1处于冷机状态且存在发动机1的燃烧请求时，执行与蓄电池5的SOC相应的发动机运转控制。
例如，在发动机1为冷机状态且存在发动机1的燃烧请求时，当蓄电池5的SOC为满充电状态并响应于发动机1的燃烧请求来进行发电运转时，发电扭矩变为零或接近零的小的值，从而产生震颤。与此相对，在发动机1为冷机状态且存在发动机1的燃烧请求时，即使蓄电池5的SOC处于满充电区域，也能够先进行空转运转来使蓄电池5的SOC下降之后，转变为发电运转。像这样，在发动机1为冷机状态且存在发动机1的燃烧请求时，能够防止产生震颤，并且能够进行响应于发动机1的燃烧请求的供暖辅助运转。
在实施例1中，在随着蓄电池5的充电容量的上升/下降而反复进行发电运转和空转运转时，将发动机1的空转转速(第三发动机转速、第四发动机转速)设定得高于发电转速(第一发动机转速、第二发动机转速)。
即，发动机1的空转运转时的发动机噪音变得低于点火运转时的发动机噪音。与此相对，如图6所示，通过将发动机1的空转转速(第三发动机转速、第四发动机转速)设定得高于发电转速(第一发动机转速、第二发动机转速)，能够将发动机噪音的水平差抑制得小。因而，在存在发动机燃烧请求并反复进行发电运转和空转运转时，能够将发动机噪音的音色变化抑制得小。
在实施例1中，在随着蓄电池5的充电容量的上升/下降而反复进行发电运转和空转运转时，将发动机1的空转转速(第三发动机转速、第四发动机转速)设定得低于发电转速(第一发动机转速、第二发动机转速)。
即，发动机1的空转运转时的车外的排气轰鸣声变得比点火运转时的排气轰鸣声高。与此相对，如图7所示，通过将发动机1的空转转速(第三发动机转速、第四发动机转速)设定得低于发电转速(第一发动机转速、第二发动机转速)，能够将车外的排气轰鸣声的水平差抑制得小。因而，在存在发动机燃烧请求并反复进行发电运转和空转运转时，能够将车外的排气轰鸣声的音色变化抑制得小。
在实施例1中，关于发动机1的空转转速和发电转速，将外部空气温度小于设定温度B时的第一发动机转速、第三发动机转速设定得高于外部空气温度为设定温度B以上时的第二发动机转速、第四发动机转速。
即，如果在空转运转时外部空气温度低，则存在希望尽可能快地降低蓄电池5的SOC来为基于点火旋转的供暖运转进行准备的请求。另一方面，如果在空转运转时外部空气温度高，则不存在希望为供暖运转进行准备的请求，而存在希望尽可能地降低排气轰鸣声这样的请求。与此相对，如图6和图7所示，将外部空气温度小于设定温度B时的第一发动机转速、第三发动机转速设定得高于外部空气温度为设定温度B以上时的第二发动机转速、第四发动机转速。像这样，通过考虑外部空气温度来设定发动机转速，在存在发动机燃烧请求并反复进行发电运转和空转运转时，能够响应于供暖请求并且降低排气轰鸣声。
接着，对效果进行说明。
在实施例1中的串联式混合动力车辆的控制方法和控制装置中，能够获得下述列举的效果。
(1)发动机1与发电机(第二电动发电机3)借助由相互啮合的多个齿轮46a、46b、46c构成的齿轮系46被直接连结。
在该串联式混合动力车辆的控制方法中，在发动机1为旋转状态时，对发电机(第二电动发电机3)持续赋予规定的扭矩(图4)，使得避免齿轮系46的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。
因此，能够提供一种防止在发动机1为旋转状态时在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)的混合动力车辆(串联式混合动力车辆)的控制方法。
(2)在考虑到发动机1的发动机轴扭矩的扭矩变动振幅时，将对发电机(第二电动发电机3)持续赋予的规定的扭矩设为避免齿轮系46的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动的扭矩值(图4)。
因此，除了(1)的效果以外，不会使对发电机(第二电动发电机3)赋予的扭矩高到必要的扭矩以上，从而能够可靠地防止在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)。
(3)在通过发动机1使发电机(第二电动发电机3)转动的发电运转时，对发电机(第二电动发电机3)持续赋予的规定的扭矩为负的扭矩值，在通过发电机(第二电动发电机3)使发动机1转动的空转运转时，对发电机(第二电动发电机3)持续赋予的规定的扭矩为正的扭矩值(图5)。
因此，除了(2)的效果以外，还能够在发电运转和空转运转这两个运转场景中都防止在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)。
(4)具备与发电机(第二电动发电机3)电连接的蓄电池5。
在存在发动机1的燃烧请求时，当蓄电池5的充电容量(SOC)为发电停止阈值A1以上时，执行空转运转，在执行空转运转的期间，当蓄电池5的充电容量小于发电开始阈值A2时，转变为发电运转(图2)。
因此，除了(3)的效果以外，在存在发动机1的燃烧请求时，即使蓄电池5的充电容量(SOC)为发电停止阈值A1以上，也能够响应于发动机1的燃烧请求来确保发电运转。
(5)在不存在发动机1的燃烧请求时，当判定为将门或盖保持打开时，执行与蓄电池5的充电容量(SOC)相应的发动机运转控制(图2)。
因此，除了(4)的效果以外，还能够通过在不存在发动机燃烧请求的门报警时或盖报警时从发动机1发出运转声音，来向乘员警告处于门报警或盖报警的状态。
(6)在发动机1为冷机状态且存在发动机1的燃烧请求时，执行与蓄电池5的充电容量(SOC)相应的发动机运转控制(图2)。
因此，除了(4)或(5)的效果以外，在发动机1为冷机状态且存在发动机1的燃烧请求时，能够防止产生震颤，并且能够进行响应于发动机1的燃烧请求的供暖辅助运转。
(7)在随着蓄电池5的充电容量的上升/下降而反复进行发电运转和空转运转时，将发动机1的空转转速(第三发动机转速、第四发动机转速)设定得高于发电转速(第一发动机转速、第二发动机转速)(图6)。
因此，除了(4)～(6)的效果以外，还能够在存在发动机燃烧请求并反复进行发电运转和空转运转时，将发动机噪音的音色变化抑制得小。
(8)在随着蓄电池5的充电容量的上升/下降而反复进行发电运转和空转运转时，将发动机1的空转转速(第三发动机转速、第四发动机转速)设定得低于发电转速(第一发动机转速、第二发动机转速)(图7)。
因此，除了(4)～(6)的效果以外，还能够在存在发动机燃烧请求并反复进行发电运转和空转运转时，将车外的排气轰鸣声的音色变化抑制得小。
(9)设置用于检测外部空气温度的外部空气温度传感器20。
关于发动机1的空转转速和发电转速，将外部空气温度小于设定温度B时的转速(第一发动机转速、第三发动机转速)设定得高于外部空气温度为设定温度B以上时的转速(第二发动机转速、第四发动机转速)(图6、图7)。
因此，除了(7)、(8)的效果以外，还能够在存在发动机燃烧请求并反复进行发电运转和空转运转时，响应于功能请求并且降低排气轰鸣声。
(10)发动机1与发电机(第二电动发电机3)借助由相互啮合的多个齿轮(46a、46b、46c)构成的齿轮系46被直接连结。
在该混合动力车辆(串联式混合动力车辆)的控制装置中，设置对发电机(第二电动发电机3)的指示扭矩进行控制的控制器(混合控制模块10)。
在发动机1为旋转状态时，控制器(混合控制模块10)对发电机(第二电动发电机3)持续赋予规定的扭矩(图1)，使得避免齿轮系46的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动。
因此，能够提供一种防止在发动机1为旋转状态时在齿轮系46中产生的连续的齿碰撞声(震颤)的混合动力车辆(串联式混合动力车辆)的控制方法。
以上，基于实施例1说明了本公开的混合动力车辆的控制方法和控制装置。但是，具体的结构不限于该实施例1，只要不脱离权利要求书的各权利要求所涉及的发明的宗旨，则允许进行设计的变更、追加等。
在实施例1中，示出如下例子：在希望使发动机噪音一致的规格的车辆时设定为空转转速>点火转速的关系，在希望使车外的轰鸣声一致的规格的车辆时设定为空转转速<点火转速的关系。但是，上述两种规格也可以设为能够利用车厢内的开关等根据乘员的喜好来进行选择的例子，还可以设为根据车辆状态、行驶状态来在上述两种规格之间自动地进行切换那样的例子。
在实施例1中，示出将本公开的控制方法和控制装置应用于串联式混合动力车辆的例子。但是，本公开的控制方法和控制装置还能够应用于并联式混合动力车辆，还能够应用于串联式与并联式并用的混合动力车辆。总之，只要是具有将发动机与发电机借助有相互啮合的多个齿轮构成的齿轮系直接连结的驱动系统的混合动力车辆的控制方法和控制装置，就能够应用本公开的控制方法和控制装置。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的控制方法，其中，在所述混合动力车辆中，作为行驶用驱动源而搭载的第一电动发电机经由减速用齿轮系与驱动轮连结，发动机与作为发电机而搭载的第二电动发电机借助由相互啮合的多个齿轮构成的齿轮系被直接连结，所述混合动力车辆具备与所述第一电动发电机和所述第二电动发电机电连接的蓄电池，所述混合动力车辆的控制方法的特征在于，
在存在所述发动机的燃烧请求时，随着所述蓄电池的充电容量的上升和下降而反复进行通过所述发动机使所述第二电动发电机转动的发电运转和通过所述第二电动发电机使所述发动机转动的空转运转，
在所述发电运转中，对所述第二电动发电机持续赋予规定的负的扭矩值，使得避免所述齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动，
在所述空转运转中，对所述第二电动发电机持续赋予规定的正的扭矩值，使得避免所述齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动，
在反复进行所述发电运转和所述空转运转时，关于所述发动机的空转转速和发电转速，将由外部空气温度传感器检测出的外部空气温度小于设定温度时的转速设定得高于所述外部空气温度为设定温度以上时的转速。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在不存在所述发动机的燃烧请求时，当判定为将门或盖保持打开时，执行与所述蓄电池的充电容量相应的发动机运转控制。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在所述发动机为冷机状态且存在所述发动机的燃烧请求时，执行与所述蓄电池的充电容量相应的发动机运转控制。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在随着所述蓄电池的充电容量的上升和下降而反复进行所述发电运转和所述空转运转时，将所述发动机的空转转速设定得高于发电转速。
5.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在随着所述蓄电池的充电容量的上升和下降而反复进行所述发电运转和所述空转运转时，将所述发动机的空转转速设定得低于发电转速。
6.一种混合动力车辆的控制装置，其中，在所述混合动力车辆中，作为行驶用驱动源而搭载的第一电动发电机经由减速用齿轮系与驱动轮连结，发动机与作为发电机而搭载的第二电动发电机借助由相互啮合的多个齿轮构成的齿轮系被直接连结，所述混合动力车辆具备与所述第一电动发电机和所述第二电动发电机电连接的蓄电池，所述混合动力车辆的控制装置的特征在于，
设置有对所述第二电动发电机的指示扭矩进行控制的控制器，
所述控制器进行以下控制：
在存在所述发动机的燃烧请求时，随着所述蓄电池的充电容量的上升和下降而反复进行通过所述发动机使所述第二电动发电机转动的发电运转和通过所述第二电动发电机使所述发动机转动的空转运转，
在所述发电运转中，对所述第二电动发电机持续赋予规定的负的扭矩值，使得避免所述齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动，
在所述空转运转中，对所述第二电动发电机持续赋予规定的正的扭矩值，使得避免所述齿轮系的传递扭矩在零扭矩上下连续地变动，
在反复进行所述发电运转和所述空转运转时，关于所述发动机的空转转速和发电转速，将由外部空气温度传感器检测出的外部空气温度小于设定温度时的转速设定得高于所述外部空气温度为设定温度以上时的转速。
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