混合动力车辆及其控制方法技术

发动机（22）的曲轴（26）、第一电动机（MG1）的输出轴、以及第二电动机（MG2）的输出轴，被直接的或者间接的相互机械的连结。发动机启动时，向曲轴（26）作用基于曲轴角度被周期性设定的减振转矩，使得抑制发动机（22）的转矩脉动。按照电动起转转矩以及减振转矩的一部分的转矩的和控制第一电动机（MG1）的输出转矩。按照用于辅助从第一电动机输出的所述一部分的转矩对于减振转矩的不足部分的转矩和用于车辆行驶的本来的输出转矩的和控制第二电动机（MG1）的输出转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于，更特定的是，关于混合动力车辆的发动机启动时的电动机控制。
技术介绍
作为混合动力车辆的一个形式，例如，在特开2007-131153号公报(专利文献I)以及特开2003-247438号公报(专利文献2)中记载了通过3轴式的动力分配机构连结发动机、第一电动发电机、第二电动发电机(电动机) 的结构。在如此结构的混合动力车辆的驱动系统中，分别将发动机的曲轴、第一电动发电机的输出轴、驱动轴连结到构成动力分配机构的行星齿轮机构的太阳轮、行星架、齿圈。进一步的，将第二马达的输出轴连结到驱动轴。并且，通过第一电动发电机(MGl)的电动起转启动发动机。在专利文献I中记载了抑制此时随着电动起转产生的发动机的转矩脉动的减振控制。专利文献I中，基于发动机的曲轴角度，设定用于抑制随着发动机的电动起转产生的转矩脉动的减振转矩。并且，记载了通过将此减振转矩加入到产生发动机的电动起转转矩的第一电动发电机(MGl)的输出转矩，由此启动发动机的情况。并且，专利文献2中，记载了在同样结构的混合动力车辆中，用于在发动机的启动时，抑制齿轮噪音的产生的控制。具体的，记载了，输出加上了比随着发动机的转矩脉动在齿圈轴产生的转矩脉冲大一些的、推动转矩的转矩之后所得的转矩，由第一电动发电机(MGl)对发动机电动起转。由此，即使是通过齿轮的啮合对驱动轴进行锁止的锁止机构(代表性的是，驻车锁止机构)作用时，启动发动机，也能够防止齿轮的撞击声产生。现有技术文献专利文献专利文献I :特开2007-131153号公报专利文献2 :特开2003-247438号公报
技术实现思路
专利技术解决的问题如专利文献I中记载的那样，通过考虑了对应于发动机的曲轴角度的周期性减振转矩，电动起转发动机进行启动，能够抑制发动机启动时候的振动。另一方面，在专利文献I和专利文献2记载的结构的混合动力车辆中，通常，电动发电机(MG1、MG2)的输出转矩，是通过构成变换器等的电力变换器的电力用半导体开关元件(以下，也简称为“开关元件”)的开关控制，进行控制。更具体的是，通过按照脉宽调制控制(PWM控制)等的反馈控制，控制开关元件的开关，使得电动发电机的输出转矩与转矩指令值一致。此种情况下，转矩指令值急剧变化时，因为转矩控制的响应性存在一定的极限，所以存在对于转矩指令值的转矩控制性降低的担忧，具体的是，存在在输出转矩产生过度的偏差的担忧。特别是，在输出转矩接近于马达额定的区域产生正的偏差(输出转矩 > 转矩指令值)时，存在输出转矩过大，对电池和动力系统的构成设备施加过负载的担忧。但是，在混合动力车辆的实际的电动机控制中，通常都会设置抑制转矩指令值的急剧变化的结构。例如，通过由低通滤波器等在时间方向上平滑化根据车辆驱动力等直接设定的对电动发电机的要求转矩的变化，设定实际的转矩指令值。但是，进行如此的平滑时，在专利文献I中记载的发动机启动时的减振转矩，也是对应曲轴角的变化的周期性变化变得迟钝。此结果是，在仅仅是用于电动起转的第一电动发电机(MGl)的转矩控制中，不能充分的输出减振转矩，存在不能充分的抑制发动机启动时 的振动的可能性。另一方面，如果在发动机启动时，停止转矩指令值的平滑化的话，在发生电动起转转矩的高转矩区域中，由于加上了与发动机旋转同步的周期性减振转矩，转矩指令值的变化就很急剧。此结果是，存在在产生了所述的过度的偏差，特别是正方向上产生了输出转矩的偏差的情况下发生问题的担忧。本专利技术，是为了解决如此的问题点而作出的，本专利技术的目的是，在经由动力分配机构相互连结内燃机、第一电动发电机、以及第二电动发电机的混合动力车辆中，确保各电动发电机的输出转矩的控制性，并且，抑制发动机启动时的振动。用于解决问题的技术方案在本专利技术的情况中，混合动力车辆，包含内燃机、第一电动机以及第二电动机、减振转矩运算部、转矩控制部。第一电动机，构成为在与内燃机的输出轴之间具有动力传递路径，用于在内燃机的启动时输出电动起转转矩。第二电动机，构成为在与内燃机的输出轴之间具有动力传递路径。减振转矩运算部，构成为在内燃机的启动时，基于内燃机的输出轴的旋转位置，设定用于抑制随着内燃机的旋转产生的转矩脉动的周期性的减振转矩。转矩控制部，控制第一电动机以及第二电动机的输出转矩，使得减振转矩中的一部分的转矩从第一电动机被输出，并且，一部分的转矩相对于减振转矩的的不足部分由来自第二电动机的输出转矩辅助。优选的，混合动力车辆，进一步包含在驻车档的选择时工作的驻车锁止机构。驻车锁止机构，构成为在工作时，锁止从第二电动机的输出轴经由驱动轴到达驱动轮的动力传递路径中包含的旋转要素的旋转。进一步的，驻车锁止机构，被配置在锁止旋转要素时，切断内燃机的输出轴以及第二电动机之间的动力传递路径的位置。内燃机以及第二电动机，分别经由不同的动力传递路径，相对于驱动轴机械的被连结。转矩控制部，在驻车档的非选择时，由第二电动机的输出转矩辅助减振转矩的不足部分，另一方面，在驻车档的选择时，中止由第二电动机的输出转矩辅助减振转矩的不足部分。并且，优选的，混合动力车辆，进一步包含第一变换器以及第二变换器、马达控制部。第一变换器，按照第一转矩指令值控制第一电动机。第二变换器，按照第二转矩指令值控制第二电动机。马达控制部，根据第一电动机以及第二电动机的工作状态，选择第一变换器以及第二变换器的各自的电动机控制模式。模式，包含应用矩形波电压控制的第一控制模式以及应用正弦波脉宽调制控制的第二控制模式。并且，转矩控制部，在第一变换器中选择了第一控制模式时，由第二电动机的输出转矩辅助减振转矩的不足部分，另一方面，在第一变换器中选择第二控制模式时，中止第二电动机的输出转矩辅助减振转矩的不足部分。进一步优选的，转矩控制部，第一转矩运算部，在第一变换器中选择第一控制模式时，将一部分的转矩相对于减振转矩的比重，设为比在第一变换器中选择了第二控制模式时低。优选的，转矩控制部，控制第一电动机以及第二电动机的输出转矩，使得从第一电动机输出的一部分的转矩，与用于辅助减振转矩的不足部分而从第二电动机输出的周期性转矩的相位不同。或者优选的，转矩控制部，包含用于通过平滑化随着电动起转转矩以及减振转矩的和的第一转矩的时间轴方向的变化，设定第一电动机的第一转矩指令值的第一转矩运算部。进一步优选的，转矩控制部，包含减振辅助转矩运算部，转矩变化限制部，加法部。减振辅助转矩运算部，构成为基于对应于对于减振转矩的不足部分的不足转矩，运算用于第二电动机辅助减振转矩的不足部分的减振辅助转矩。转矩变化限制部，构成为限制在不反映减振辅助转矩的阶段的第二电动机的转矩指令值的时间轴方向的变化量。加法部，构成为按照转矩变化限制部的输出、和由减振辅助转矩运算部算出的减振辅助转矩的和，运算第二电动机的第二转矩指令值。并且优选的，转矩控制部，包含第一转矩运算部，减振辅助转矩运算部，第二转矩运算部。第一转矩运算部，构成为设定第一电动机的第一转矩指令值，使得在内燃机的启动时，对于电动起转转矩，加上由减振转矩运算部设定的减振转矩中的一部分的转矩。减振辅助转矩运算部，构成为基于对应于对于减振转矩的不足部分的不足转矩，运算用于第二电动机辅助减振转矩的不足部分的减振辅助转矩。第二转矩运算部，构成为在内燃机的启动时，反映由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合动力车辆，包含 内燃机(22)； 第一电动机(MG1),构成为在与所述内燃机的输出轴(26a)之间具有动力传递路径,用于在所述内燃机的启动时输出电动起转转矩(Tm)； 第二电动机(MG2)，构成为在与所述内燃机的输出轴(26a)之间具有动力传递路径；减振转矩运算部(110)，用于在所述内燃机的启动时，基于所述内燃机的输出轴的旋转位置(CA)，设定用于抑制随着所述内燃机的旋转产生的转矩脉动的周期性减振转矩(Tv)；转矩控制部(100)，用于在所述内燃机的启动时，控制所述第一电动机以及所述第二电动机的输出转矩，使得所述减振转矩中的一部分的转矩从所述第一电动机输出，并且，所述一部分的转矩相对于所述减振转矩的不足部分由来自所述第二电动机的输出转矩辅助。2.如权利要求I所述的混合动力车辆，其中， 还包含驻车锁止机构(PU，该驻车锁止机构(PL)用于锁止从所述第二电动机(MG2)的输出轴(48)经由驱动轴(32a)到达驱动轮(39a，39b)的动力传递路径中包含的旋转要素(39)的旋转，在驻车档的选择时工作， 所述驻车锁止机构，被配置在锁止所述旋转要素时切断所述内燃机的输出轴(26a)以及所述第二电动机之间的动力传递路径的位置， 所述转矩控制部(100)，在所述驻车档的非选择时，由所述第二电动机的输出转矩辅助所述减振转矩的不足部分，另一方面，在所述驻车档的选择时，中止由所述第二电动机的输出转矩辅助所述减振转矩的不足部分。3.如权利要求I所述的混合动力车辆，其中， 还包含 用于按照第一转矩指令值(Tqcoml)控制所述第一电动机(MGl)的第一变换器(41)；用于按照第二转矩指令值(TqCom2)控制所述第二电动机(MG2)的第二变换器(42)；马达控制部(45)，用于根据所述第一电动机以及所述第二电动机的工作状态，选择所述第一变换器以及所述第二变换器的各自的电动机控制模式； 所述模式，包含应用矩形波电压控制的第一控制模式以及应用正弦波脉宽调制控制的第二控制模式， 所述转矩控制部(100)，在所述第一变换器中选择了所述第一控制模式时，由所述第二电动机的输出转矩辅助所述减振转矩的不足部分，另一方面，在所述第一变换器中选择了所述第二控制模式时，中止所述第二电动机的输出转矩辅助所述减振转矩的不足部分。4.如权利要求3所述的混合动力车辆，其中， 所述转矩控制部(100)，在所述第一变换器(41)中选择了所述第一控制模式时，将所述一部分的转矩相对于所述减振转矩(Tv)的比重，设为比在所述第一变换器中选择了所述第二控制模式时低。5.如权利要求I至4中任一项所述的混合动力车辆，其中， 所述转矩控制部(100)，控制所述第一电动机以及所述第二电动机的输出转矩，使得从所述第一电动机输出的所述一部分的转矩，与用于辅助所述减振转矩的不足部分而从所述第二电动机输出的周期性转矩的相位不同。6.如权利要求I至4中任一项所述的混合动力车辆，其中，所述转矩控制部(100)，包含第一转矩运算部(130)，该第一转矩运算部(130)用于通过平滑化按照所述电动起转转矩(Tm)以及所述减振转矩(Tv)的和的第一转矩(Tl)的时间轴方向的变化，设定所述第一电动机的第一转矩指令值(Tqcoml )。7.如权利要求6所述的混合动力车辆，其中， 所述转矩控制部(100)，包含 减振辅助转矩运算部(140)，用于基于对应于相对于所述减振转矩的所述不足部分的不足转矩(AT1)，运算用于所述第二电动机辅助所述减振转矩的不足部分的减振辅助转矩(AT2)， 转矩变化限制部(160)，用于限制在不反映所述减振辅助转矩的阶段的所述第二电动机(MG2)的转矩指令值的时间轴方向的变化量，以及 加法部(170)，用于按照所述转矩变化限制部的输出和由所述减振辅助转矩运算部(140)算出的所述减振辅助转矩(AT2)的和，运算所述第二电动机(MG2)的第二转矩指令值(Tqcom2)。8.如权利要求I至4中任一项所述的混合动力车辆，其中， 所述转矩控制部(100)，包含 第一转矩运算部(130)，用于设定所述第一电动机的第一转矩指令值(Tqcoml)，使得在所述内燃机的启动时，对于所述电动起转转矩，加上由所述减振转矩运算部设定的所述减振转矩中的一部分的转矩； 减振辅助转矩运算部(140)，用于基于对应于相对于所述减振转矩的所述不足部分的不足转矩(△ Tl )，运算用于所述第二电动机辅助所述减振转矩的不足部分的减振辅助转矩(AT2);以及 第二转矩运算部(160，170)，用于在所述内燃机的启动时，反映由所述减振辅助转矩运算部运算的所述减振辅助转矩，设定所述第二电动机的第二转矩指令值(TqCom2)。9.如权利要求I至4中任一项所述的混合动力车辆，其中， 还包含3轴式的动力输入输出机构(30),该3轴式的动力输入输出机构(30)构成为机械的连结于所述内燃机的输出轴(26)、所述第二电动机(MG2)的输出轴(48)以及所述第一电动机的输出轴的3轴，该3轴中任2轴的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本俊哉，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：