KR102139512B1 - 하이브리드 차량의 제어 방법과 제어 장치 - Google Patents

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KR102139512B1
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신페이 곤도
유스케 이에나카
히로타카 가네코
도모히로 이토
유우스케 사토오
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

엔진이 회전 상태일 때, 기어 트레인에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈를 방지하는 것. 엔진(1)과 제2 모터 제너레이터(3)가 서로 맞물리는 복수의 기어 (46a, 46b, 46c)로 이루어지는 기어 트레인(46)을 통해 직결되어 있다. 이 시리즈 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 제2 모터 제너레이터(3)에 대해서 소정의 토크를 계속해서 부여한다. 제2 모터 제너레이터(3)에 대해서 계속해서 부여하는 소정의 토크는, 엔진(1)에 의해 제2 모터 제너레이터(3)를 돌리는 발전 운전일 때는 부의 토크값이며, 제2 모터 제너레이터(3)에 의해 엔진(1)을 돌리는 모터링 운전일 때는 정의 토크값이다.

Description

하이브리드 차량의 제어 방법과 제어 장치
본 개시는, 엔진과 발전기가 서로 맞물리는 복수의 기어로 이루어지는 기어 트레인을 통해 직결되어 있는 하이브리드 차량의 제어 방법과 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 엔진과 발전기가 서로 맞물리는 복수의 기어로 이루어지는 기어 트레인을 통해 직결된 장치가 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허공개 제2013-185599호 공보
그러나, 종래 장치에 있어서는, 예를 들어 발전 토크를 낮게 억제한 발전 운전 시, 엔진과 발전기를 직결하는 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동된다. 이 때문에, 서로 맞물리는 기어의 치면끼리가 교대로 충돌하여 "래틀"이라 불리는 연속적인 래틀링 노이즈가 발생해버린다는 문제가 있다.
본 개시는, 상기 문제에 주목하여 이루어진 것으로, 엔진이 회전 상태일 때, 기어 트레인에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈를 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 개시는, 주행용 구동원으로서 탑재된 제1 모터 제너레이터가 감속용 기어 트레인을 통해 구동륜에 연결되고, 엔진과 발전기로서 탑재된 제2 모터 제너레이터가 서로 맞물리는 복수의 기어로 이루어지는 기어 트레인을 통해 직결되고, 제1 모터 제너레이터와 제2 모터 제너레이터가 전기적으로 접속되는 배터리를 구비한다.
이 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 엔진의 연소 요구가 있을 때, 배터리의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여, 엔진에 의해 제2 모터 제너레이터를 돌리는 발전 운전과, 제2 모터 제너레이터에 의해 엔진을 돌리는 모터링 운전을 반복한다.
발전 운전에서는, 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 제2 모터 제너레이터에 대해서 소정의 부의 토크값을 계속해서 부여한다.
모터링 운전에서는, 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 제2 모터 제너레이터에 대해서 소정의 정의 토크값을 계속해서 부여한다. 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진의 모터링 회전수와 발전 회전수는, 외기 온도 센서에 의해 검출되는 외기 온도가 설정 온도 미만일의 때의 회전수를, 설정 온도 이상일 때의 회전수보다도 높게 설정한다.
삭제
이와 같이, 발전기 토크를 제어에 의해 기어 전달 토크를 관리함으로써, 엔진이 회전 상태일 때, 기어 트레인에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈를 방지할 수 있다. 또한, 외기 온도가 설정 온도 미만으로 낮을 때, 엔진의 모터링 회전수가, 외기 온도가 높을 때의 회전수보다도 높게 설정됨으로써, 배터리의 충전 용량을 보다 빠르게 내려 두게 된다. 이 때문에, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진의 파이어 링 회전에 의한 난방 운전에 대비할 수 있다.
도 1은, 실시예 1의 제어 방법과 제어 장치가 적용된 시리즈 하이브리드 차량(하이브리드 차량의 일례)의 구동계와 제어계를 나타내는 전체 시스템도이다.
도 2는, 시리즈 하이브리드 차량의 하이브리드 컨트롤 모듈에서 실행되는 래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 작동의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 엔진과 발전기를 직결하는 기어 트레인에서 래틀이 발생하는 조건을 나타내는 기어 전달 토크 특성도이다.
도 4는, 엔진과 발전기를 직결하는 기어 트레인에서 래틀이 발생하지 않는 조건을 나타내는 기어 전달 토크 특성도이다.
도 5는, 발전 운전과 모터링 운전이 반복되는 상황에서의 발전기 토크 특성 및 SOC 특성도이다.
도 6은, 발전 운전 시와 모터링 운전 시에서 엔진 소음을 균일하게 하고자 할 때의 엔진 회전수의 관계를 나타내는 엔진 회전수 특성도이다.
도 7은, 발전 운전 시와 모터링 운전 시에서 차량 밖의 배기 부밍 노이즈를 균일하게 하고자 할 때의 엔진 회전수의 관계를 나타내는 엔진 회전수 특성도이다.
이하, 본 개시에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법과 제어 장치를 실현하는 최량의 형태를, 도면에 나타낸 실시예 1에 기초하여 설명한다.
실시예 1
우선, 구성을 설명한다.
실시예 1에 있어서의 제어 방법과 제어 장치는, 배터리에 대한 외부 충전이 가능하며, 충전 용량이 높은 동안에는 엔진을 정지하여 EV 주행하고, 충전 용량이 낮아지면 엔진에 의해 발전하면서 EV 주행하는 시리즈 하이브리드 차량에 적용한 것이다. 이하, 실시예 1의 구성을,「전체 시스템 구성」,「래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 구성」으로 나누어 설명한다.
[전체 시스템 구성]
도 1은, 실시예 1의 제어 방법과 제어 장치가 적용된 시리즈 하이브리드 차량의 구동계와 제어계를 나타낸다. 이하, 도 1에 기초하여 전체 시스템 구성을 설명한다.
시리즈 하이브리드 차량의 구동계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(1)(ENG)과, 제1 모터 제너레이터(2)(MG1)와, 제2 모터 제너레이터(3)(MG2)와, 기어 박스(4)를 구비하고 있다. 여기서, 제2 모터 제너레이터(3)가, 발전기에 상당한다.
엔진(1)은, 예를 들어 크랭크축 방향을 차폭 방향으로서 차량의 프론트 룸에 배치한 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등이다. 이 엔진(1)의 본체는, 기어박스(4)의 기어 케이스(40)에 연결 고정된다. 엔진(1)의 크랭크축(1a)은, 싱글 매스 구조의 플라이휠(1b) 및 댐퍼(1c)를 통해 기어박스(4)의 엔진 축(41)에 접속된다. 또한, 엔진(1)은, 제2 모터 제너레이터(3)를 스타터 모터로서 엔진 시동한다.
제1 모터 제너레이터(2)는, 주행 구동원으로서 탑재된 배터리(5)를 전원으로 하는 삼상교류의 영구 자석형 동기 모터이며, 감속 시나 브레이크 시의 회생 기능을 함께 갖는다. 제1 모터 제너레이터(2)의 스테이터 케이스는, 기어박스(4)의 기어 케이스(40)에 연결 고정된다. 그리고, 제1 모터 제너레이터(2)의 로터는, 기어박스(4)의 제1 모터축(42)에 접속된다. 여기서, 제1 모터 제너레이터(2)의 스테이터 코일에는, 역행 시에 직류를 삼상교류로 변환하고, 회생 시에 삼상교류를 직류로 변환하는 제1 인버터(6)가, 제1 AC 하네스(6a)를 통해 접속된다. 제1 인버터(6)와 배터리(5)는, 제1 DC 하네스(6b)를 통해 접속된다.
제2 모터 제너레이터(3)는, 발전기로서 탑재된 배터리(5)를 전원으로 하는 삼상교류의 영구 자석형 동기 모터이며, 엔진(1)의 스타터 모터 기능이나 모터링 운전 기능을 함께 갖는다. 제2 모터 제너레이터(3)의 스테이터 케이스는, 기어박스(4)의 기어 케이스(40)에 연결 고정된다. 그리고, 제2 모터 제너레이터(3)의 로터는, 기어박스(4)의 제2 모터축(43)에 접속된다. 여기서, 제2 모터 제너레이터(3)의 스테이터 코일에는, 역행 시에 직류를 삼상 교류로 변환하고, 회생 시에 삼상교류를 직류로 변환하는 제2 인버터(7)가, 제2 AC 하네스(7a)를 통해 접속된다. 제2 인버터(7)와 배터리(5)는, 제2 DC 하네스(7b)를 통해 접속된다.
기어박스(4)는, 엔진(1)과 제1 모터 제너레이터(2)와 제2 모터 제너레이터(3)가 연결 고정되는 기어 케이스(40) 내에, 감속용 기어 트레인(44)과, 차동 기어 장치(45)와, 기어 트레인(46)을 배치함으로써 구성된다.
감속용 기어 트레인(44)은, 제1 모터 제너레이터(2)의 회전을 감속하고, 모터 토크를 증대시켜 주행 구동 토크를 확보하기 위한 2단 감속에 의한 기어 트레인이며, 제1 모터축(42)과 제1 아이들러 축(47)을 갖는다. 그리고, 제1 모터축(42)에 마련된 제1 모터 기어(44a)와, 제1 아이들러 축(47)에 마련된 대직경 아이들러 기어(44b)를 서로 맞물리게 함으로써 제1 감속 기어단이 구성된다. 그리고, 제1 아이들러 축(47)에 마련된 소직경 아이들러 기어(44c)와, 차동 기어 장치(45)의 입력측에 마련된 출력 기어(44d)를 서로 맞물리게 함으로써 제2 감속 기어단이 구성된다.
차동 기어 장치(45)는, 감속용 기어 트레인(44)의 출력 기어(44d)를 통해 입력된 구동 토크를, 회전 차동을 허용하면서 좌우의 드라이브 샤프트(8, 8)를 통해 좌우의 구동륜(9, 9)(도 1은 편륜만 나타냄)에 전달한다.
기어 트레인(46)은, 엔진(1)과 제2 모터 제너레이터(3)(발전기)를, 클러치를 개재 장착하지 않고 직결하는 기어 트레인이며, 엔진 축(41)과 제2 아이들러 축(48)과 제2 모터축(43)을 갖는다. 그리고, 엔진 축(41)에 마련된 엔진 기어(46a)와, 제2 아이들러 축(48)에 마련된 제2 아이들러 기어(46b)와, 제2 모터축(43)에 마련된 제2 모터 기어(46c)를 서로 맞물리게 함으로써 구성된다. 기어 톱니수의 관계는, 엔진 기어(46a)>제2 모터 기어(46c)이며, 발전 운전 시에는, 엔진(1)의 회전수를 증속하고, 제2 모터 제너레이터(3)를 향해 연소 운전(파이어링 운전)에 의해 발전에 필요한 엔진 토크를 전달한다. 한편, 스타터 운전 시나 모터링 운전 시에는, 제2 모터 제너레이터(3)의 회전수를 감속하고, 엔진(1)을 향해 스타터 운전이나 모터링 운전에 필요한 모터 토크를 전달한다.
시리즈 하이브리드 차량의 제어계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 하이브리드 컨트롤 모듈(10)(HCM)과, 발전 컨트롤러(11)(GC)와, 배터리 컨트롤러(12)(BC)와, 모터 컨트롤러(13)(MC)와, 엔진 컨트롤러(14)(EC)를 구비하고 있다.
여기서, 하이브리드 컨트롤 모듈(10)과 다른 컨트롤러(발전 컨트롤러(11), 배터리 컨트롤러(12), 모터 컨트롤러(13), 엔진 컨트롤러(14) 등)는, CAN 통신선(15)에 의해 쌍방향 정보 교환 가능하게 접속되어 있다. 또한, CAN 통신선(15)의「CAN」은「Controller Area Network」의 약칭이다.
하이브리드 컨트롤 모듈(10)은, 차량 전체의 소비 에너지를 적절하게 관리하는 기능을 담당하는 통합 제어 수단이다. 즉, CAN 통신선(15)을 통해 배터리 컨트롤러(12)로부터 배터리 충전 용량(이하,「SOC(State Of Charge)」라고 함)의 정보를 입력한다. 이 이외에, 액셀러레이터 개방도 센서(16), 차속 센서(17), 엔진 회전수 센서(18), 엔진 냉각 수온 센서(19), 외기온 센서(20), 도어 스위치(21), 보닛 스위치(22), 이그니션 스위치(23) 등으로부터 정보를 입력한다. 그리고, 이들 입력 정보에 기초하여 다양한 제어를 행한다. 이 중, 외부 충전이 가능한 시리즈 하이브리드 차량을 높은 연비 효율로 달리게 하는 것을 목적으로 하여 행해지는 제어가, 배터리(5)의 SOC에 기초하는 주행 모드(「CD 모드」,「CS 모드」)의 선택 제어이다. 또한, 주로 CD 모드의 선택 시이며, 배터리(5)의 SOC가 높은 영역에서, 배터리 충전 요구가 아니라 엔진 연소 요구에 기초하여 실행되는 것이, 후술하는 실시예 1의 래틀 방지 및 엔진 운전 제어이다.
「CD 모드(Charge Depleting mode)」는, 원칙으로서, 배터리(5)의 전력을 소비하는 EV 주행을 우선하는 모드이며, 예를 들어 배터리(5)의 SOC가 풀 SOC로부터 설정 SOC까지 저하되는 사이에서 선택된다. 「CS 모드(Charge Sustain mode)」는, 원칙으로서, 엔진(1)의 발전 운전에 의해 배터리(5)의 전력을 유지하는 주행을 우선하는 모드이며, 배터리(5)의 SOC가 설정 SOC 이하로 되면 선택된다. 또한, 모드 전환 임계값인 「설정 SOC」는, CD 모드→ CS 모드일 때의 값과, CS 모드→ CD 모드일 때의 값으로 히스테리시스를 갖게 하고 있다.
발전 컨트롤러(11)는, 제2 인버터(7)에 대한 토크 제어 명령이나 회전수 제어 명령에 의해 제2 모터 제너레이터(3)의 역행 제어나 회생 제어 등을 행한다. 배터리 컨트롤러(12)는, 배터리(5)의 SOC나 배터리 온도 등을 관리한다. 모터 컨트롤러(13)는, 제1 인버터(6)에 대한 토크 제어 명령이나 회전수 제어 명령에 의해 제1 모터 제너레이터(2)의 역행 제어나 회생 제어 등을 행한다. 엔진 컨트롤러(14)는, 엔진(1)의 시동 제어나 엔진(1)의 정지 제어나 연료 컷 제어 등을 행한다.
[래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 구성]
도 2는, 실시예 1의 하이브리드 컨트롤 모듈(10)에서 실행되는 래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 작동의 흐름을 나타낸다. 이하, 래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 구성을 나타내는 도 2의 각 스텝에 대하여 설명한다. 또한, 도 2의 흐름도는, 소정의 제어 주기마다 반복 실행된다.
스텝 S1에서는, 엔진 연소 요구가 있는지 여부를 판단한다. "예"(엔진 연소 요구 있음)인 경우에는 스텝 S2로 진행하고, "아니오"(엔진 연소 요구 없음)인 경우에는 스텝 S14로 진행한다.
여기서,「엔진 연소 요구」는, 배터리 충전 요구가 아니라, 예를 들어 엔진 냉각 수온이 설정 온도(예: 20℃) 이하일 때, EGVR 중(촉매 난기 모드 중)일 때, 난방 요구가 있을 때(저외기온 시에서의 A/C ON) 등에 있어서 발생된다.
스텝 S2에서는, 스텝 S1에서의 엔진 연소 요구 있음이라는 판단, 혹은 스텝 S14에서의 도어 망각(도어 폐쇄 망각) 또는 후드 망각(후드 폐쇄 망각)이라는 판단에 이어서, SOC가 발전 정지 임계값 A1 미만인지 여부를 판단한다. "예"(SOC<A1)인 경우에는 스텝 S3으로 진행하고, "아니오"(SOC≥A1)인 경우에는 스텝 S9로 진행한다.
여기서,「발전 정지 임계값 A1」은, 풀 충전 영역이지만, 감속 주행 등에 의한 회생 충전분의 충전 용량을 허용 가능한 SOC 상한 영역의 값으로 설정한다(예: SOC=90％ 정도).
스텝 S3에서는, 스텝 S2에서의 SOC<A1이라는 판단에 이어서, 엔진(1)을 시동하고, 엔진(1)의 파이어링 회전에 의해 제2 모터 제너레이터(3)를 회전 구동하여 발전하고, 발전 전력을 배터리(5)로 충전하는 발전 운전을 실행하고, 스텝 S4로 진행한다.
스텝 S4에서는, 스텝 S3에서의 발전 운전의 실행에 이어서, 제2 모터 제너레이터(3)로 계속해서 부여하는 발전 토크(부의 토크값)를, 래틀링 음 억제 발전 토크로 하는 제어를 행하고, 스텝 S5로 진행한다.
여기서,「래틀링 음 억제 발전 토크」란, 엔진(1)의 엔진 축 토크의 토크 변동 진폭을 고려했을 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없는 토크값으로 하는 것을 의미한다. 즉, 발전 토크가 기어 트레인(46)의 전달 토크가 되기 때문에, 발전 토크 요구로서는 제로 토크, 또는 제로 토크에 가까운 값일 때, 발전 토크 절댓값을 최저 토크값까지 인상해 두는 것을 의미한다.
스텝 S5에서는, 스텝 S4에서의 래틀링 음 억제 발전 토크로 하는 제어에 이어서, 스텝 S2와 마찬가지로, SOC가 발전 정지 임계값 A1 미만인지 여부를 판단한다. "예"(SOC<A1)인 경우에는 스텝 S6으로 진행하고, "아니오"(SOC≥A1)인 경우에는 스텝 S9로 진행한다.
여기서, 발전 운전 중에 SOC 판단을 행하는 것은, 발전 운전 중에 SOC가 상승하여 SOC≥A1로 되면, 응답성 좋게 발전 운전으로부터 모터링 운전으로의 이행을 확보하기 위해서이다.
스텝 S6에서는, 스텝 S5에서의 SOC<A1이라는 판단에 이어서, 그때의 외기온이 설정 온도 B 이상인지 여부를 판단한다. "예"(외기온≥B)인 경우에는 스텝 S7로 진행하고, "아니오"(외기온<B)인 경우에는 스텝 S8로 진행한다.
여기서,「그 때의 외기온」은, 외기온 센서(20)로부터 취득한다. 「설정 온도 B」는, 이 이상 외기 온도가 낮으면 탑승자에 의해 난방 요구가 있음으로 되는 값으로 설정된다.
스텝 S7에서는, 스텝 S6에서의 외기온≥B라는 판단에 이어서, 엔진(1)의 목표 회전수를, 제2 엔진 회전수로 설정하고, 종료로 진행한다. 여기서, 엔진(1)의 목표 회전수가 제2 엔진 회전수로 설정되면, 발전기인 제2 모터 제너레이터(3)를 회전수 제어로 함으로써, 엔진 목표 회전수를 달성한다. 또한, 엔진 목표 회전수를 달성하도록 제2 모터 제너레이터(3)를 모터 회전수 제어로 하면, 자동적으로 기어 트레인(46)의 전달 토크가 최저 토크값을 상회하게 된다.
스텝 S8에서는, 스텝 S6에서의 외기온<B라는 판단에 이어서, 엔진(1)의 목표 회전수를, 제2 엔진 회전수보다 높은 회전수인 제1 엔진 회전수로 설정하고, 종료로 진행한다.
또한, 엔진 목표 회전수를 달성하도록 제2 모터 제너레이터(3)를 모터 회전수 제어로 하면, 스텝 S7에서 설명한 바와 같이, 자동적으로 기어 트레인(46)의 전달 토크가 최저 토크값을 상회하게 된다.
스텝 S9에서는, 스텝 S2 또는 S5에서의 SOC≥A1이라는 판단에 이어서, 엔진 운전 중이면, 엔진(1)을 정지시켜 제2 모터 제너레이터(3)를 역행측으로 전환한다. 그리고, 제2 모터 제너레이터(3)로부터의 회전 구동력에 의해 엔진(1)을 크랭킹 회전시키는 모터링 운전을 실행하고, 스텝 S10으로 진행한다.
스텝 S10에서는, 스텝 S9에서의 모터링 운전의 실행에 이어서, 모터링 운전에 의해 SOC가 저하됨으로써, SOC가 발전 개시 임계값 A2 이상으로 되었는지 여부를 판단한다. "예"(SOC≥A2)인 경우에는 스텝 S11로 진행하고, "아니오"(SOC<A2)인 경우에는 스텝 S3으로 진행한다.
여기서,「발전 개시 임계값 A2」는, SOC가 발전 정지 임계값 A1 이상임으로써 모터링 운전을 실행하였지만, 모터링 운전 중에 있어서의 충전 용량의 감소에 따라, 발전 운전으로 복귀시키는 것이 가능한 값으로 설정된다(예: 88％ 정도).
스텝 S11에서는, 스텝 S10에서의 SOC≥A2라는 판단에 이어서, 스텝 S6과 마찬가지로, 그때의 외기온이 설정 온도 B 이상인지 여부를 판단한다. "예"(외기온≥B)인 경우에는 스텝 S12로 진행하고, "아니오"(외기온<B)인 경우에는 스텝 S13으로 진행한다.
스텝 S12에서는, 스텝 S11에서의 외기온≥B라는 판단에 이어서, 엔진(1)의 목표 회전수를, 제4 엔진 회전수로 설정하고, 종료로 진행한다.
여기서, 엔진(1)의 목표 회전수가 제4 엔진 회전수로 설정되면, 발전기인 제2 모터 제너레이터(3)를 모터 회전수 제어로 함으로써, 엔진 목표 회전수를 달성한다. 또한, 엔진 목표 회전수를 달성하도록 제2 모터 제너레이터(3)를 모터 회전수 제어로 하면, 자동적으로 기어 트레인(46)의 전달 토크가 최저 토크값을 상회하게 된다.
스텝 S13에서는, 스텝 S11에서의 외기온<B라는 판단에 이어서, 엔진(1)의 목표 회전수를, 제4 엔진 회전수보다 높은 회전수인 제3 엔진 회전수로 설정하고, 종료로 진행한다.
또한, 엔진 목표 회전수를 달성하도록 제2 모터 제너레이터(3)를 모터 회전수 제어로 하면, 스텝 S12에서 설명한 바와 같이, 자동적으로 기어 트레인(46)의 전달 토크가 최저 토크값을 상회하게 된다.
스텝 S14에서는, 스텝 S1에서의 엔진 연소 요구 없음이라는 판단에 이어서, 도어 망각 또는 후드 망각인지 여부를 판단한다. "예"(도어 망각 또는 후드 망각임)인 경우에는 스텝 S2로 진행하고, "아니오"(도어 망각 및 후드 망각이 아님)인 경우에는 스텝 S15로 진행한다.
여기서,「도어 망각」이란, 차량용 도어를 연 채 그대로 하차하려고 하는 것을 말하며, 도어 스위치(21)나 이그니션 스위치(23)로부터의 스위치 신호에 의해 판단한다. 「후드 망각」이란, 엔진 후드나 트렁크 후드를 연 채 그대로 하차하려고 하는 것을 말하며, 보닛 스위치(22)나 이그니션 스위치(23)로부터의 스위치 신호에 의해 판단한다.
스텝 S15에서는, 스텝 S14에서의 도어 망각 및 후드 망각이 아니라는 판단에 이어서, 엔진(1)을 정지하고, 종료로 진행한다. 즉, 엔진 연소 요구가 없으면서 또한, 도어 망각 및 후드 망각이 아닐 때에는, 배터리(5)의 SOC에 기초하여「CD 모드」와「CS 모드」의 선택 제어가 실행되게 된다.
여기서, 발전 운전에서의 제1 엔진 회전수 및 제2 엔진 회전수와, 모터링 운전에서의 제3 엔진 회전수 및 제4 엔진 회전수의 관계는, 하기와 같이 설정한다.
발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진 소음을 균일하게 하고자 하는 사양의 차량일 때는, (제3 엔진 회전수 및 제4 엔진 회전수: 모터링 회전수)>(제1 엔진 회전수 및 제2 엔진 회전수: 파이어링 회전수)의 관계로 설정한다(도 6 참조). 한편, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 차량 밖의 부밍 노이즈를 균일하게 하고자 하는 사양의 차량일 때는, (제3 엔진 회전수 및 제4 엔진 회전수: 모터링 회전수)<(제1 엔진 회전수 및 제2 엔진 회전수: 파이어링 회전수)의 관계로 설정한다(도 7 참조).
다음으로, 작용을 설명한다.
실시예 1의 작용을,「래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 작용」,「래틀 방지의 배경 기술」,「래틀 방지 제어의 특징 작용」,「엔진 운전 제어의 특징 작용」으로 나누어 설명한다.
[래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 작용]
이하, 도 2의 흐름도에 기초하여, 래틀 방지 및 엔진 운전 제어 처리 작용을 설명한다.
예를 들어, 이그니션 온 직후이며, 엔진 냉각 수온이 낮아서 엔진 연소 요구 있으면서 또한 SOC≥A1, 또한, 외기온<B일 때에는, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→ 스텝 S2→ 스텝 S9→ 스텝 S10→ 스텝 S11→ 스텝 S13→ 종료로 진행한다. 스텝 S9에서는, 제2 모터 제너레이터(3)로부터의 회전 구동력에 의해 엔진(1)을 크랭킹 회전시키는 모터링 운전이 실행된다. 스텝 S13에서는, 엔진(1)의 목표 회전수가, 제4 엔진 회전수보다 높은 회전수인 제3 엔진 회전수로 설정되고, 제2 모터 제너레이터(3)가 모터 회전수 제어된다.
그리고, 모터링 운전의 실행에 의해 배터리(5)의 SOC가 저하되고, SOC<A2가 되면, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S10으로부터 스텝 S3→ 스텝 S4→ 스텝 S5→ 스텝 S6→ 스텝 S8→ 종료로 진행한다. 스텝 S3에서는, 엔진(1)이 시동되고, 엔진(1)의 파이어링 회전에 의해 제2 모터 제너레이터(3)를 회전 구동하여 발전하고, 발전 전력을 배터리(5)에 충전하는 발전 운전이 실행된다. 다음 스텝 S4에서는, 제2 모터 제너레이터(3)에 계속해서 부여하는 발전 토크(부의 토크값)가, 래틀링 음 억제 발전 토크로 하는 제어가 행해진다. 스텝 S8에서는, 엔진(1)의 목표 회전수가, 제2 엔진 회전수보다 높은 회전수인 제1 엔진 회전수로 설정되고, 제2 모터 제너레이터(3)가 모터 회전수 제어된다.
그리고, 발전 운전의 실행에 의해 배터리(5)의 SOC가 상승하고, SOC≥A1이 되면, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S2 또는 스텝 S5로부터 스텝 S9→ 스텝 S10→ 스텝 S11→ 스텝 S13→ 종료로 진행한다. 즉, 다시, 모터링 운전으로 전환된다. 마찬가지로, 모터링 운전의 실행에 의해 배터리(5)의 SOC가 저하되고, SOC<A2가 되면, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S10으로부터 스텝 S3→ 스텝 S4→ 스텝 S5→ 스텝 S6→ 스텝 S8→ 종료로 진행한다. 즉, 다시 발전 운전으로 전환된다.
이와 같이, 엔진 연소 요구 있는 동안에는, SOC의 변화에 따라서 모터링 운전과 발전 운전이 반복하여 실행된다. 이때, 외기온<B이면, 엔진(1)의 목표 회전수를, 제3 엔진 회전수(모터링 운전)와 제1 엔진 회전수(발전 운전)로 설정하고, 제2 모터 제너레이터(3)가 모터 회전수 제어된다. 또, 외기온≥B이면, 엔진(1)의 목표 회전수를, 제4 엔진 회전수(모터링 운전)와 제2 엔진 회전수(발전 운전)로 설정하고, 제2 모터 제너레이터(3)가 모터 회전수 제어된다.
한편, 엔진 연소 요구는 없지만, 도어 망각 또는 후드 망각이라고 판단되면, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→ 스텝 S14→ 스텝 S2 이후로 진행한다. 즉, 엔진 연소 요구 있는 동안과 마찬가지로, SOC의 변화에 따라서 모터링 운전과 발전 운전이 반복하여 실행된다. 또, 엔진 연소 요구는 없고, 도어 망각 및 후드 망각이 아니라고 판단되면, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→ 스텝 S14→ 스텝 S15→ 종료로 진행한다. 스텝 S15에서는, 엔진(1)이 정지되고, 배터리(5)의 SOC에 기초하여「CD 모드」와「CS 모드」의 선택 제어가 실행된다.
이와 같이, 엔진 냉각 수온이 낮을 때나, EGVR 중일 때나, 난방 요구가 있을 때 등에, 엔진 연소 요구가 있으면, SOC의 발전 정지 임계값 A1과 발전 개시 임계값 A2를 이용하여, 모터링 운전과 발전 운전의 반복 운전을 실행하도록 하고 있다. 그리고, 이때의 발전 운전은, 배터리 충전 요구에 기초하는 것이 아니기 때문에, 발전 토크가 제로 토크나 제로 토크에 가까운 낮은 값이 되지만, 래틀링 음을 억제하는 발전 토크(부 토크)로 하고 있다. 또, 모터링 운전에 대해서도, 래틀링 음을 억제하는 구동 토크(정 토크)로 하고 있다.
[래틀 방지의 배경 기술]
이그니션 시, 엔진 냉각 수온이 낮을 때나 난방 요구가 있을 때 등에서, 엔진 연소 요구가 있어도, 시리즈 하이브리드 차량의 경우, 정차하고 있는 동안의 플러그인 충전에 의해 배터리의 SOC는, 풀 충전 용량 영역에 있다. 따라서, 엔진을 연소 운전하면, 발전기에 대한 발전 토크는, 제로, 혹은 제로에 가까운 낮은 값으로 해야만 한다. 이 때문에, 발전 토크(=엔진 축 토크)를 저 토크로 억제한 발전 운전 시에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 엔진과 발전기를 직결하는 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동한다. 따라서, 기어 트레인의 토크 전달 방향이 정방향과 역방향으로 반복되고, 기어 트레인에 있어서, 서로 맞물리는 기어의 치면끼리가 교대로 서로 부딪쳐, "래틀"이라 불리는 연속적인 래틀링 노이즈가 발생해 버린다. 즉, 래틀이 발생하는 조건은, 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 발전 토크에 의해 부여되어 있는 엔진 축 토크보다, 엔진 그 자체의 토크 변동 진폭이 큰 것에 기인하고 있다. 즉, 엔진 축 토크를 T라 하고, 토크 변동 진폭을 I·d2θ(d2θ: 각가속도)라 했을 때, T<I·d2θ인 것이 래틀의 발생 조건이 된다.
이 래틀 방지 대책으로서,
(a) 듀얼 플라이휠(Dual Mass Flywheel)에 의한 토크 변동 진폭의 저감
(b) 래틀링 기어에 대한 서브 기어 추가에 의한 래틀링 억제 토크의 부가
(c) 저강성 댐퍼에 의한 토크 변동 진폭의 저감
에 의해, 기어 트레인의 전달 토크의 변동폭을 억제하는 대책이 제안되어 있다.
그러나, (a)의 듀얼 플라이휠의 경우에는, 2장의 플레이트와, 양자의 플레이트를 상대 회전 가능하게 연결하기 위한 환형 코일 스프링을 구비한 것이며, 스페이스가 필요하기 때문에 레이아웃 과제가 있다. 또한, 중량이 커진다.
(b)의 서브 기어의 경우에는, 서브 기어를 추가 설정하는 스페이스가 필요하기 때문에 레이아웃 과제가 있다. 또한, 반동 성능으로서 서브 기어 노이즈가 있다.
(c)의 저강성 댐퍼의 경우에는, 비용 증대의 과제가 있다.
또한, 엔진과 기어 트레인의 사이에 클러치를 개재 장착하고, 엔진 연소 요구가 있었을 때, 클러치를 절단하고, 엔진만을 무부하 운전하는 방책이 있다. 그러나, 이 클러치를 개재 장착하는 대책의 경우도, 클러치 스페이스가 필요하기 때문에 레이아웃의 과제가 있으며, 중량이 커져서, 비용이 증대되는 과제가 있다.
[래틀 방지 제어의 특징 작용]
실시예 1에서는, 시리즈 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 제2 모터 제너레이터(3)에 대해서 소정의 토크를 계속해서 부여한다.
즉, 엔진(1)에 있어서 부하가 되는 제2 모터 제너레이터(3)에 대한 토크를 올림으로써, 엔진 축 토크가 올라간다. 이 때문에, 도 4에 도시한 바와 같이, 엔진(1)의 토크 특성에 있어서 토크 변동 진폭이 있어도, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없고, 기어 트레인(46)의 토크 전달 방향이 정방향 또는 역방향 중 어느 것으로 규정된다. 따라서, 기어 트레인(46)에 있어서, 서로 맞물리는 기어(46a, 46b, 46c)의 접촉 치면이 토크 전달 방향에 의해 정해지고, "래틀"이라 불리는 연속적인 래틀링 노이즈가 발생하는 일이 없다. 이와 같이, 제2 모터 제너레이터(3)에 대한 토크 제어에 의해 기어 전달 토크를 관리함으로써, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지할 수 있다. 또한, 듀얼 플라이휠·서브 기어·저강성 댐퍼·클러치를 사용하지 않는 구성이기 때문에, 유닛 사이즈의 콤팩트화를 도모할 수 있고, 경량화를 도모할 수 있어, 저비용화를 도모할 수 있다.
실시예 1에서는, 제2 모터 제너레이터(3)에 대해서 계속해서 부여하는 소정의 토크는, 엔진(1)의 엔진 축 토크의 토크 변동 진폭을 고려했을 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없는 토크값으로 한다.
즉, 엔진 축 토크를 T라 하고, 토크 변동 진폭을 I·d2θ(d2θ: 각가속도)라 했을 때, 도 4에 도시한 바와 같이, 래틀이 발생하지 않는 조건인 T>I·d2θ를 충족하도록 하고 있다. 게다가, 엔진 축 토크 T를, T>I·d2θ를 충족하면서, 토크 변동 진폭 I·d2θ와의 괴리를 억제하고 있다. 이 때문에, 예를 들어 배터리(5)의 충전 용량을 올리는 발전 토크가 필요 이상으로 높아져 버리는 일도 없다. 이와 같이, 엔진(1)의 엔진 축 토크의 토크 변동 진폭을 고려함으로써, 제2 모터 제너레이터(3)에 대해서 부여하는 토크를 필요 이상으로 높게 하지 않고, 확실하게 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지할 수 있다.
실시예 1에서는, 제2 모터 제너레이터(3)에 대해서 계속해서 부여하는 소정의 토크는, 엔진(1)에 의해 제2 모터 제너레이터(3)를 돌리는 발전 운전일 때는 부의 토크값이다. 제2 모터 제너레이터(3)에 의해 엔진(1)을 돌리는 모터링 운전일 때는 정의 토크값이다.
즉, 기어 트레인(46)에서의 기어 전달 토크를 관리하는 대상이, 엔진(1)에 의해 제2 모터 제너레이터(3)를 돌리는 발전 운전일 때로 한정되지 않고, 제2 모터 제너레이터(3)에 의해 엔진(1)을 돌리는 모터링 운전일 때도 포함된다. 이 때문에, 발전 운전과 모터링 운전의 양쪽 운전 장면에 있어서, 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지할 수 있다.
[엔진 운전 제어의 특징 작용]
실시예 1에서는, 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 SOC가 발전 정지 임계값 A1 이상이면 모터링 운전을 실행한다. 모터링 운전의 실행 중, 배터리(5)의 SOC가 발전 개시 임계값 A2 미만이 되면 발전 운전으로 이행한다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 SOC가 발전 정지 임계값 A1 이상이기 때문에, 모터링 운전이 실행된다. 그리고, 모터링 운전의 실행 중, 시각 t2에서 배터리(5)의 SOC가 발전 개시 임계값 A2 미만이 되면 발전 운전으로 이행된다. 이하, 마찬가지의 작용이 반복됨으로써, 시각 t1∼t2, t3∼t4, t5∼t6, t7∼t8을 모터링 운전이라 하고, 시각 t2∼t3, t4∼t5, t6∼t7, t8∼t9를 발전 운전이라 하며, 모터링 운전과 발전 운전이 반복된다. 이와 같이, 배터리(5)의 SOC를 저하시키는 모터링 운전을 추가함으로써, 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 SOC가 발전 정지 임계값 A1 이상이어도, 엔진(1)의 연소 요구에 따라서 발전 운전을 확보할 수 있다. 또한, 모터링 운전과 발전 운전이 반복됨으로써, 운전을 전환할 때 한 번만 래틀링 노이즈가 발생하지만, 이것은 연속적인 래틀링 노이즈인 "래틀"과는 상이하다.
실시예 1에서는, 엔진(1)의 연소 요구가 없을 때, 도어나 후드를 연 채 그대로라고 판정되면, 배터리(5)의 충전 용량(SOC)에 따른 엔진 운전 제어를 실행한다.
즉, 시리즈 하이브리드 차량의 경우, 엔진(1)을 정지한 EV 주행인 채 그대로 정차하면, 아무 소리도 나지 않음으로써, 이그니션 오프 조작을 종료한 것으로 착각해서 탑승자가 하차하려고 하는 경우가 있다. 이에 반하여, 도어나 후드를 연 채 그대로인 도어 망각시나 후드 망각 시, 예를 들어 배터리(5)의 SOC가 풀 충전 상태라도, 모터링 운전을 실행할 수 있다. 이와 같이, 엔진 연소 요구가 없을 때 SOC에 따른 엔진 운전 제어를 활용함으로써, 엔진 연소 요구가 없는 도어 망각시나 후드 망각 시, 엔진(1)으로부터 운전음을 발함으로써, 도어 망각이나 후드 망각임을 탑승자에게 경고할 수 있다.
실시예 1에서는, 엔진(1)이 냉기 상태에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 SOC에 따른 엔진 운전 제어를 실행한다.
예를 들어, 엔진(1)이 냉기 상태에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 SOC가 풀 충전 상태에서 엔진(1)의 연소 요구에 따라서 발전 운전하면, 발전 토크가 제로, 혹은 제로에 가까운 작은 값이 되고, 래틀의 발생이 있다. 이에 비해, 엔진(1)이 냉기 상태에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 SOC가 풀 충전 영역이라도, 먼저 모터링 운전을 하고, 배터리(5)의 SOC를 저하시킨 후, 발전 운전으로 이행할 수 있다. 이와 같이, 엔진(1)이 냉기 상태에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 래틀의 발생을 방지하면서, 엔진(1)의 연소 요구에 따른 난방 보조 운전을 행할 수 있다.
실시예 1에서는, 배터리(5)의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진(1)의 모터링 회전수(제3, 제4 엔진 회전수)를 발전 회전수(제1, 제2 엔진 회전수)보다도 높게 설정한다.
즉, 엔진(1)의 모터링 운전 시의 엔진 소음은, 파이어링 운전 시의 엔진 소음에 비교해서 낮아진다. 이에 반하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 엔진(1)의 모터링 회전수(제3, 제4 엔진 회전수)를 발전 회전수(제1, 제2 엔진 회전수)보다도 높게 설정함으로써, 엔진 소음 레벨 차가 작게 억제된다. 따라서, 엔진 연소 요구가 있고, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진 소음의 음색 변화를 작게 억제할 수 있다.
실시예 1에서는, 배터리(5)의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진(1)의 모터링 회전수(제3, 제4 엔진 회전수)를 발전 회전수(제1, 제2 엔진 회전수)보다도 낮게 설정한다.
즉, 엔진(1)의 모터링 운전 시의 차량 밖의 배기 부밍 노이즈는, 파이어링 운전 시의 배기 부밍 노이즈에 비하여 높아진다. 이에 반하여, 도 7에 도시한 바와 같이, 엔진(1)의 모터링 회전수(제3, 제4 엔진 회전수)를 발전 회전수(제1, 제2 엔진 회전수)보다도 낮게 설정함으로써, 차량 밖의 배기 부밍 노이즈의 레벨 차가 작게 억제된다. 따라서, 엔진 연소 요구가 있고, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 차량 밖의 배기 부밍 노이즈의 음색 변화를 작게 억제할 수 있다.
실시예 1에서는, 엔진(1)의 모터링 회전수와 발전 회전수는, 외기 온도가 설정 온도 B 미만일 때의 제1, 제3 엔진 회전수를, 설정 온도 B 이상일 때의 제2, 제4 엔진 회전수보다도 높게 설정한다.
즉, 모터링 운전 시에 외기 온도가 낮으면, 배터리(5)의 SOC를 가능한 한 빠르게 낮춰 놓고, 파이어링 회전에 의한 난방 운전에 대비하고자 하는 요구가 있다. 한편, 모터링 운전 시에 외기 온도가 높으면, 난방 운전에 대비하고자 하는 요구는 없으며, 가능한 한 배기 부밍 노이즈를 낮춰 놓고자 하는 요구가 있다. 이에 반하여, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 외기 온도가 설정 온도 B 미만일 때의 제1, 제3 엔진 회전수를, 설정 온도 B 이상일 때의 제2, 제4 엔진 회전수보다도 높게 설정하고 있다. 이와 같이, 외기 온도를 고려하여 엔진 회전수를 설정함으로써, 엔진 연소 요구가 있고, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 난방 요구에 따르면서, 배기 부밍 노이즈를 저감시킬 수 있다.
다음으로, 효과를 설명한다.
실시예 1에 있어서의 시리즈 하이브리드 차량의 제어 방법과 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과가 얻어진다.
(1) 엔진(1)과 발전기(제2 모터 제너레이터(3))가 서로 맞물리는 복수의 기어(46a, 46b, 46c)로 이루어지는 기어 트레인(46)을 통해 직결되어 있다.
이 시리즈 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 발전기(제2 모터 제너레이터(3))에 대해서 소정의 토크를 계속해서 부여한다(도 4).
이 때문에, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지하는 하이브리드 차량(시리즈 하이브리드 차량)의 제어 방법을 제공할 수 있다.
(2) 발전기(제2 모터 제너레이터(3))에 대해서 계속해서 부여하는 소정의 토크는, 엔진(1)의 엔진 축 토크의 토크 변동 진폭을 고려했을 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없는 토크값으로 한다(도 4).
이 때문에, (1)의 효과 외에도, 발전기(제2 모터 제너레이터(3))에 대해서 부여하는 토크를 필요 이상으로 높게 하지 않고, 확실하게 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지할 수 있다.
(3) 발전기(제2 모터 제너레이터(3))에 대해서 계속해서 부여하는 소정의 토크는, 엔진(1)에 의해 발전기(제2 모터 제너레이터(3))를 돌리는 발전 운전일 때는 부의 토크값이며, 발전기(제2 모터 제너레이터(3))에 의해 엔진(1)을 돌리는 모터링 운전일 때는 정의 토크값이다(도 5).
이 때문에, (2)의 효과 외에도, 발전 운전과 모터링 운전의 양쪽 운전 씬에 있어서, 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지할 수 있다.
(4) 발전기(제2 모터 제너레이터(3))와 전기적으로 접속되는 배터리(5)를 구비한다.
엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 충전 용량(SOC)이 발전 정지 임계값 A1 이상이면 모터링 운전을 실행하고, 모터링 운전의 실행 중, 배터리(5)의 충전 용량이 발전 개시 임계값 A2 미만이 되면 발전 운전으로 이행한다(도 2).
이 때문에, (3)의 효과 외에도, 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 충전 용량(SOC)이 발전 정지 임계값 A1 이상이어도, 엔진(1)의 연소 요구에 따라서 발전 운전을 확보할 수 있다.
(5) 엔진(1)의 연소 요구가 없을 때, 도어나 후드를 연 채 그대로라고 판정되면, 배터리(5)의 충전 용량(SOC)에 따른 엔진 운전 제어를 실행한다(도 2).
이 때문에, (4)의 효과 외에도, 엔진 연소 요구가 없는 도어 망각시나 후드 망각 시, 엔진(1)으로부터 운전음을 발함으로써, 도어 망각이나 후드 망각임을 탑승자에게 경고할 수 있다.
(6) 엔진(1)이 냉기 상태에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 배터리(5)의 충전 용량(SOC)에 따른 엔진 운전 제어를 실행한다(도 2).
이 때문에, (4) 또는 (5)의 효과 외에도, 엔진(1)이 냉기 상태에서 엔진(1)의 연소 요구가 있을 때, 래틀의 발생을 방지하면서, 엔진(1)의 연소 요구에 따른 난방 보조 운전을 행할 수 있다.
(7) 배터리(5)의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진(1)의 모터링 회전수(제3, 제4 엔진 회전수)를 발전 회전수(제1, 제2 엔진 회전수)보다도 높게 설정한다(도 6).
이 때문에, (4) 내지 (6)의 효과 외에도, 엔진 연소 요구가 있고, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진 소음의 음색 변화를 작게 억제할 수 있다.
(8) 배터리(5)의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 엔진(1)의 모터링 회전수(제3, 제4 엔진 회전수)를 발전 회전수 (제1, 제2 엔진 회전수)보다도 낮게 설정한다(도 7).
이 때문에, (4) 내지 (6)의 효과 외에도, 엔진 연소 요구가 있고, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 차량 밖의 배기 부밍 노이즈의 음색 변화를 작게 억제할 수 있다.
(9) 외기 온도를 검출하는 외기온 센서(20)를 마련한다.
엔진(1)의 모터링 회전수와 발전 회전수는, 외기 온도가 설정 온도 B 미만일 때의 회전수(제1, 제3 엔진 회전수)를, 설정 온도 B 이상일 때의 회전수(제2, 제4 엔진 회전수)보다도 높게 설정한다(도 6, 도 7).
이 때문에, (7), (8)의 효과 외에도, 엔진 연소 요구가 있고, 발전 운전과 모터링 운전이 반복될 때, 난방 요구에 따르면서, 배기 부밍 노이즈를 저감할 수 있다.
(10) 엔진(1)과 발전기(제2 모터 제너레이터(3))가 서로 맞물리는 복수의 기어(기어(46a, 46b, 46c))로 이루어진 기어 트레인(46)을 통해 직결되어 있다.
이 하이브리드 차량(시리즈 하이브리드 차량)의 제어 장치에 있어서, 발전기(제2 모터 제너레이터(3))의 지시 토크를 제어하는 컨트롤러(하이브리드 컨트롤 모듈(10))를 마련한다.
컨트롤러(하이브리드 컨트롤 모듈(10))는, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 발전기(제2 모터 제너레이터(3))에 대해서 소정의 토크를 계속해서 부여한다(도 1).
이 때문에, 엔진(1)이 회전 상태일 때, 기어 트레인(46)에서 발생하는 연속적인 래틀링 노이즈(래틀)를 방지하는 하이브리드 차량(시리즈 하이브리드 차량)의 제어 방법을 제공할 수 있다.
이상, 본 개시의 하이브리드 차량 제어 방법과 제어 장치를 실시예 1에 기초하여 설명했다. 그러나, 구체적인 구성에 대해서는, 이 실시예 1로 한정되는 것은 아니고, 청구범위의 각 청구항에 따른 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
실시예 1에서는, 엔진 소음을 균일하게 하고자 하는 사양의 차량일 때는, 모터링 회전수>파이어링 회전수의 관계로 설정하고, 차량 밖의 부밍 노이즈를 균일하게 하고자 하는 사양의 차량일 때는, 모터링 회전수<파이어링 회전수의 관계로 설정하는 예를 나타내었다. 그러나, 상기 2개의 사양은, 차량 실내의 스위치 등에 의해 탑승자의 기호에 맞게 선택할 수 있는 예로 해도 되며, 또한 차량 상태나 주행 상태에 의해, 상기 2개의 사양을 자동적으로 전환하는 예로 해도 된다.
실시예 1에서는, 본 개시의 제어 방법과 제어 장치를 시리즈 하이브리드 차량에 적용하는 예를 나타내었다. 그러나, 본 개시의 제어 방법과 제어 장치는, 패럴렐 하이브리드 차량에 대해서도 적용할 수 있고, 시리즈와 패럴렐을 병용한 하이브리드 차량에 대해서도 적용할 수 있다. 요컨대, 엔진과 발전기가 서로 맞물리는 복수의 기어로 이루어지는 기어 트레인을 통해 직결되어 있는 구동계를 갖는 하이브리드 차량의 제어 방법과 제어 장치이면 적용 가능하다.

Claims (10)

  1. 주행용 구동원으로서 탑재된 제1 모터 제너레이터가 감속용 기어 트레인을 통해 구동륜에 연결되고,
    엔진과 발전기로서 탑재된 제2 모터 제너레이터가 서로 맞물리는 복수의 기어로 이루어지는 기어 트레인을 통해 직결되고,
    상기 제1 모터 제너레이터와 상기 제2 모터 제너레이터가 전기적으로 접속되는 배터리를 구비하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서,
    상기 엔진의 연소 요구가 있을 때, 상기 배터리의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여, 상기 엔진에 의해 상기 제2 모터 제너레이터를 돌리는 발전 운전과, 상기 제2 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 돌리는 모터링 운전을 반복하고,
    상기 발전 운전에서는, 상기 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 상기 제2 모터 제너레이터에 대해서 소정의 부의 토크값을 계속해서 부여하고
    상기 모터링 운전에서는, 상기 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 상기 제2 모터 제너레이터에 대해서 소정의 정의 토크값을 계속해서 부여하고,
    상기 발전 운전과 상기 모터링 운전이 반복될 때, 상기 엔진의 모터링 회전수와 발전 회전수는, 외기 온도 센서에 의해 검출되는 외기 온도가 설정 온도 미만일 때의 회전수를, 설정 온도 이상일 때의 회전수보다도 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진의 연소 요구가 없을 때, 도어나 후드를 연 채 그대로라고 판정되면, 상기 배터리의 충전 용량에 따른 엔진 운전 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 엔진이 냉기 상태에서 상기 엔진의 연소 요구가 있을 때, 상기 배터리의 충전 용량에 따른 엔진 운전 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여 상기 발전 운전과 상기 모터링 운전이 반복될 때, 상기 엔진의 모터링 회전수를 발전 회전수보다도 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여 상기 발전 운전과 상기 모터링 운전이 반복될 때, 상기 엔진의 모터링 회전수를 발전 회전수보다도 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  6. 주행용 구동원으로서 탑재된 제1 모터 제너레이터가 감속용 기어 트레인을 통해 구동륜에 연결되고,
    엔진과 발전기로서 탑재된 제2 모터 제너레이터가 서로 맞물리는 복수의 기어로 이루어지는 기어 트레인을 통해 직결되고,
    상기 제1 모터 제너레이터와 상기 제2 모터 제너레이터가 전기적으로 접속되는 배터리를 구비하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서,
    상기 제2 모터 제너레이터의 지시 토크를 제어하는 컨트롤러를 마련하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 연소 요구가 있을 때, 상기 배터리의 충전 용량의 상승/저하에 수반하여, 상기 엔진에 의해 상기 제2 모터 제너레이터를 돌리는 발전 운전과, 상기 제2 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 돌리는 모터링 운전을 반복하고,
    상기 발전 운전에서는, 상기 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 상기 제2 모터 제너레이터에 대해서 소정의 부의 토크값을 계속해서 부여하고,
    상기 모터링 운전에서는, 상기 기어 트레인의 전달 토크가 제로 토크를 사이에 두고 연속적으로 변동하는 일이 없도록, 상기 제2 모터 제너레이터에 대해서 소정의 정의 토크값을 계속해서 부여하고,
    상기 발전 운전과 상기 모터링 운전이 반복될 때, 상기 엔진의 모터링 회전수와 발전 회전수는, 외기 온도 센서에 의해 검출되는 외기 온도가 설정 온도 미만의 때의 회전수를, 설정 온도 이상일 때의 회전수보다도 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
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