混合動力車的控制裝置和控制方法

專利名稱：混合動力車的控制裝置和控制方法
技術領域：
本發明涉及混合動力車的控制裝置和控制方法。本發明尤其涉及在車輛的驅動轉 矩相對較小時防止產生由發動機中的轉矩波動引起的齒輪噪聲的控制裝置和控制方法。
背景技術：
公開號為2005-161961的日本專利申請描述了一種混合動力車，其中前車輪或后 車輪由來自第一驅動部分的動力驅動，所述第一驅動部分具有發動機、第一和第二電動機、 以及齒輪式動力分配設備，該動力分配設備在第一電動機和輸出軸之間分配來自發動機的 動力，而其它的車輪由來自第二驅動部分的動力驅動，所述第二驅動部分由第三電動機構 成。這種混合動力車可在多種運行方式下運行，包括“電動機兩輪運行”方式，其中發動機 停止，并且前車輪或后車輪由第二電動機產生的動力驅動；“混合兩輪運行”方式，其中前車 輪或后車輪由發動機和第二電動機驅動；“電動機四輪運行”方式，其中發動機停止，并且前 車輪或后車輪由第二電動機(即，如同在“電動機兩輪運行”方式)產生的動力驅動，并且 必要時，其它的車輪由來自第三電動機的動力驅動；以及“混合四輪運行”方式，其中前車輪 或后車輪由發動機和第二電動機(即，如同在“混合兩輪運行”方式)驅動，并且必要時，其 它的車輪由來自第三電動機的動力驅動。當車輛移動時，為了在電動機運行方式和混合運行方式之間轉換，有必要在車輛 運行的同時起動和停止發動機。然而，在起動或停止發動機時，產生相對大的轉矩波動量， 因此當來自第一驅動部分的轉矩小時，由于發動機中的轉矩波動，使得所述轉矩暫時變為 等于或小于零，結果，自齒輪式動力分配設備的齒輪中的輪齒側向間隙產生齒輪噪聲，這可 導致舒適度降低。同樣，在所述類型的混合動力車中，發動機典型地在最佳燃料效率運轉，并且第二 電動機的轉矩控制根據所需轉矩而執行。然而，因為如果發動機轉速低，則轉矩波動增大， 因此當所需轉矩小而致使來自第二電動機的轉矩接近零時，即使發動機運轉，由于發動機 內的轉矩波動，使來自第一驅動部分的轉矩暫時變為等于或小于零。結果，如上文所述，自 齒輪式動力分配設備中的齒輪的輪齒側向間隙產生齒輪噪聲。

發明內容
本發明提供一種具有第一驅動部分的混合動力車的控制裝置和控制方法，所述第 一驅動部分包括發動機、電動機和諸如動力分配設備的齒輪機構。尤其，本發明當車輛的驅 動轉矩小時，防止由于發動機中的轉矩波動而引起的齒輪機構中的齒輪噪聲產生。本發明的第一方面涉及混合動力車的控制裝置，其設置有所需轉矩計算裝置，其 用于計算車輛要求的所需驅動轉矩；運行方式轉換裝置，其用于根據計算的所需驅動轉矩在下述運行方式之間進行轉換i)電動機運行方式，其車輪是由來自電動機的動力驅動， )混合運行方式，其中車輪是由運轉發動機和電動機兩者來驅動；以及轉矩分配控制裝 置，其用于根據轉換的運行方式在前、后車輪之間設置轉矩分配。另外，所述第一方面的控 制裝置具有齒輪噪聲防止裝置，其用于當預定的齒輪噪聲產生條件被滿足時，通過改變在 前、后車輪之間設置的轉矩分配來防止由于發動機中的轉矩波動而引起的齒輪機構中的齒 輪噪聲；以及驅動轉矩控制裝置，其用于基于計算的所需驅動轉矩和改變的在前、后車輪之 間的轉矩分配來計算前、后車輪的驅動轉矩，并控制發動機和電動機的轉矩。所述齒輪噪聲防止裝置可包括i)齒輪噪聲判定裝置，其用于判定第一驅動部分 的轉矩是否滿足預定的齒輪噪聲產生條件，其中所述第一驅動部分包括發動機、第一電動 機和齒輪機構，并且所述第一驅動部分將驅動轉矩施加于車輛的前車輪或后車輪其中一 方；以及ii)轉矩分配改變裝置，當判定出第一驅動部分的轉矩滿足齒輪噪聲產生條件時， 所述轉矩分配改變裝置改變在前、后車輪之間設置的轉矩分配，以使所述第一驅動部分的 轉矩不再滿足齒輪噪聲產生條件。所述轉矩分配改變裝置可包括i)驅動轉矩改變裝置，其改變第一驅動部分的驅 動轉矩；和ii)驅動轉矩改變抵消裝置，其通過控制來自第二驅動部分的驅動轉矩，遵循第 一驅動部分的轉矩中的變化來抵消車輛的驅動轉矩的變化，所述第二驅動部分將驅動轉矩 施加于車輛的前車輪或后車輪中的另一方。所述驅動轉矩改變裝置可增大第一驅動部分的驅動轉矩，并且所述驅動轉矩改變 抵消裝置通過減小來自第二驅動部分的驅動轉矩來抵消車輛的驅動轉矩的變化。所述驅動轉矩改變抵消裝置可通過經由設置在車輛中的制動裝置施加制動轉矩 來抵消車輛的驅動轉矩的變化。所述第二驅動部分可包括再生能量的第二電動機，所述驅動轉矩改變抵消裝置通 過控制第二電動機以再生能量和產生制動轉矩來抵消車輛的驅動轉矩的變化。當通過齒輪噪聲判定部分判定出第一電動機的轉矩在預定的齒輪噪聲產生轉矩 區域內，同時發動機在預定的運行狀態下運行時，驅動轉矩改變裝置可改變第一電動機的 驅動轉矩，以使第一電動機的轉矩不再在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域內。所述齒輪噪聲防止裝置可進一步包括發動機起動/停止檢測裝置，其遵循運行方 式間的轉換檢測起動發動機的請求和停止發動機的請求中的至少一個。而且，當發動機起 動/停止檢測裝置檢測起動發動機的請求或停止發動機(16)的請求之一，齒輪噪聲判定裝 置判定出第一驅動部分的轉矩在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域內時，所述驅動轉矩改變裝 置可改變第一電動機的驅動轉矩，以使所述第一驅動部分不再在預定的齒輪噪聲產生轉矩 區域內。所述齒輪噪聲產生轉矩區域可基于發動機停止時的轉矩波動范圍或發動機起動 時的轉矩波動范圍之一來設定。所述驅動轉矩改變抵消裝置根據第一驅動部分的驅動轉矩的增大量，通過將來自 第二驅動部分的驅動轉矩保持在預定值，來抵消車輛的驅動轉矩的變化。所述齒輪噪聲防止裝置進一步包括i)車輛性能判定裝置，其在第一電動機的驅 動轉矩改變時判定車輛性能是否變為不穩定，以使第一驅動部分的轉矩不再滿足齒輪噪聲 產生條件；和ii)轉矩改變限制裝置，其在判定出車輛性能變為不穩定時限制第一電動機的轉矩的變化。本發明的第二方面涉及混合動力車的控制方法，所述方法包括計算車輛要求的所需驅動轉矩；至少根據計算的所需驅動轉矩在下述運行方式之 間進行轉換i)電動機運行方式，其中車輪是由來自電動機的動力驅動，ii)混合運行方 式，其中車輪是由運轉發動機和電動機兩者來驅動；以及至少根據轉換的運行方式在前、后 車輪之間設置轉矩分配；并且至少基于計算的所需驅動轉矩和設置的在前、后車輪之間的 轉矩分配來計算前、后車輪的驅動轉矩，并控制發動機和電動機的轉矩。這種控制方法包括 在滿足預定的齒輪噪聲產生條件時，改變前、后車輪之間的轉矩分配。所述“改變在前、后車輪之間設置的轉矩分配”可進一步包括判定第一驅動部 分的轉矩是否滿足預定的齒輪噪聲產生條件，其中所述第一驅動部分包括發動機、第一電 動機和齒輪機構，并且所述第一驅動部分將驅動轉矩施加于車輛的前車輪或后車輪其中一 方；和在判定出第一驅動部分的轉矩滿足齒輪噪聲產生條件時，改變在前、后車輪之間設置 的轉矩分配，以使所述第一驅動部分的轉矩不再滿足齒輪噪聲產生條件。所述“改變在前、后車輪之間設置的轉矩分配”可進一步包括改變所述第一驅動 部分的驅動轉矩，并且根據所述第一電動機的驅動轉矩的變化來控制將驅動轉矩施加于車 輛的前車輪和后車輪中的另一方的第二驅動部分的驅動轉矩，以抵消車輛的驅動轉矩的變 化。


根據下述參照附圖的實施例的描述，本發明的前述的和進一步的目的、特征和優 點將變得顯而易見，相同的數字用于表示相同的部件，其中圖1為根據本發明的第一實施例的四輪驅動型的混合動力車的動力傳輸設備的 結構圖；圖2為圖1所示的混合動力車的控制系統的視圖；圖3為圖2所示的混合動力車的主要控制功能部分的功能框圖；圖4為表明圖1所示的混合動力車可能具有的多種運行方式的圖表；圖5為表明與圖3所示的齒輪噪聲防止裝置有關的專用程序的流程圖；圖6為當根據圖5所示的流程圖執行齒輪噪聲防止控制時，顯示各部分的轉矩的 變化和后部轉矩分配比率的時間圖的一個例子；圖7為當根據圖5所示的流程圖執行齒輪噪聲防止控制時，顯示各部分的轉矩的 變化和后部轉矩分配比率的時間圖的另一個例子；圖8為本發明的第二實施例的功能框圖，與圖3對應；圖9為表明與圖8所示的齒輪噪聲防止裝置有關的專用程序的流程圖；圖10為當根據圖9所示的流程圖執行齒輪噪聲防止控制時，顯示各部分轉矩的變 化的時間圖的一個例子；圖11為當根據圖9所示的流程圖執行齒輪噪聲防止控制時，顯示各部分轉矩的變 化的時間圖的另一個例子；圖12為表明圖10中在齒輪噪聲產生轉矩范圍外的移動MG2轉矩的另一種方式的 時間圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的第一實施例。圖1為本發明應用的四輪 驅動的混合動力車10的動力傳輸設備的結構圖。所述混合動力車10設置有驅動前車輪 38R與38L的主驅動系統12和驅動后車輪48R與48L的輔助驅動系統14。所述主驅動系 統12被認為是第一驅動部分，所述輔助驅動系統14被認為是第二驅動部分。所述主驅動系統12包括發動機16，所述發動機16是通過燃燒燃料而產生動力的 內燃機，第一電動-發電機MGl和第二電動-發電機MG2，其各自選擇性地起電動機和發電 機的作用，以及單齒輪型行星齒輪組18，所述齒輪組中的所有齒輪都設置在同一軸上。所述 發動機16包括電性地控制節氣門(throttle valve)的開啟量θ TH的節氣門促動器20，所 述節氣門控制發動機16的進氣管中的進氣量。發動機16經由緩沖器22、而非諸如變矩器 的液力傳遞設備機械地連接于輸入軸對。第一電動-發電機MGl主要用作發電機，并且可 看作是第三電動機，而第二電動-發電機MG2主要用作電動機，并且可看作是第一電動機。所述行星齒輪組18可看作是齒輪機構，并且起將來自發動機16的動力分割的動 力分配設備的作用，所述發動機16位于作為輸出構件的輸出鏈輪沈和第一實施例中的第 一電動-發電機MGl之間。即，所述輸入軸M整體地連接于行星齒輪組18的托架Cl，同 時所述輸出鏈輪26整體地連接于行星齒輪組18的內嚙合齒輪Rl，并且第一電動-發電機 MGl的轉子整體地連接于行星齒輪組18的太陽齒輪Si。當發動機16以預定的轉矩量驅動 托架Cl時，內嚙合齒輪Rl和輸出鏈輪沈兩者均以對應連接于太陽齒輪Sl的第一電動-發 電機MGl的反作用轉矩(即，制動轉矩)的轉矩被驅動。所述輸出鏈輪26還整體地連接于 第二電動-發電機MG2的轉子，并且由第二電動-發電機MG2驅動。所述輸出鏈輪沈經由鏈條28機械地連接于中間軸30。傳遞給中間軸30的轉矩 經由減速齒輪32、差動齒輪裝置34和一對軸36R與36L傳遞給一對前車輪38R和38L。在 圖1中，省去了改變前車輪38R和38L的轉向角的轉向裝置。同時，所述輔助驅動系統14包括選擇性地起電動機和發電機作用的后部電動-發 電機MGR。從后部電動-發電機MGR輸出的轉矩經由減速齒輪42、差動齒輪裝置44和一對 軸46R與46L傳遞給一對后車輪48R和48L。所述后部電動-發電機MGR可看作是能夠再 生能量的第二電動機。圖2為設置在根據第一實施例的混合動力車10中的控制系統的主要部分的視圖。 發動機控制裝置50、混合控制裝置52和制動控制裝置56各自由具有CPU、RAM、ROM和輸入 /輸出接口等的所謂微型計算機組成。這些控制裝置50、52和56依照預先存儲在ROM中的 程序處理輸入信號，同時使用RAM的暫時存儲功能，執行各種控制。同時，這些控制裝置50、 52和56彼此連通，致使當預定的控制裝置需要必要的信號時，所需信號適宜地從另一個控 制裝置傳輸給預定的控制裝置。所述發動機控制裝置50執行發動機16的轉矩控制，并且除了通過節氣門促動器 20控制節氣門開啟量θ TH外，還控制燃料噴射閥(未顯示)以便控制燃料噴射量，并控制點 火器(未顯示)以便控制點火正時。此外，在諸如穩定運行期間的預定運行狀態中，發動機 控制裝置50控制節氣門促動器20和燃料噴射量等，以使發動機16在最佳燃料效率運轉。所述混合控制裝置52包括MG控制單元62和MGR控制單元66。所述MG控制單元62控制變換器60，所述變換器60控制，例如，從諸如蓄電池的動力存儲設備58供給到第一 電動-發電機MGl及第二電動-發電機MG2的激勵電流，并且控制從第一電動-發電機MGl 及第二電動-發電機MG2供給到動力存儲設備58的生成電流，或者控制從第一電動-發電 機MGl供給到第二電動-發電機MG2的生成電流(即，激勵電流)。所述MGR控制單元66 控制變換器64，所述變換器64控制從動力存儲設備58供給到后部電動-發電機MGR的激 勵電流和從后部電動-發電機MGR供給到動力存儲設備58的生成電流。例如，如圖4所示， 所述混合控制裝置52還根據車輛的運行狀態和運行環境等在多種運行方式之間轉換車輛 的運行方式。另外，所述混合控制裝置52接收來自各種傳感器等的各種信號。這些信號中 的一些包括表示加速踏板68的操作量Acc的信號、表示動力存儲設備58的充電狀態(SOC) 的信號、表示車速V的信號和表示電動-發電機MG1、MG2及MGR的旋轉速度的信號。圖4中的“電動機兩輪運行”方式是發動機16停止并且第二電動-發電機MG2被 控制來產生動力的方式。例如在輕載荷低速運行時選擇所述“電動機兩輪運行”的運行方 式。所述“混合兩輪運行”方式是發動機16用作主動力源并且第一電動-發電機MGl被控 制來再生能量的方式。而且，在“混合兩輪運行”方式中，第二電動-發動機MG2被控制以被 供給動力，以便使用第一電動-發電機MGl再生的電能幫助運行。諸如在輕載荷運行時、當 動力存儲設備58的SOC低時或在穩定運行期間選擇所述“混合兩輪運行”方式。所述“電 動機四輪運行”方式是發動機16停止并且第二電動-發電機MG2及后部電動-發電機MGR 均被控制以被供給動力的方式。諸如在從停止起動期間選擇所述“電動機四輪運行”方式。 所述“混合四輪運行”方式是發動機16運轉并且第二電動-發電機MG2及后部電動-發電 機MGR均被控制以被供給動力的方式，其使用第一電動-發電機MGl再生的電能及存儲在 動力存儲設備58中的電能。例如當加速時、當從停止起動時、當動力存儲設備58的SOC低 時或者當運行在具有低摩擦系數μ的路面上時，選擇所述“混合四輪運行”方式。“減速制 動運行”方式是通過控制第二電動-發電機MG2及后部電動-發電機MGR以再生能量而將 制動轉矩施加于車輛，同時所述再生的能量為動力存儲設備58充電的方式。例如在減速期 間不踩踏加速踏板時選擇所述“減速制動運行”方式。所述“電動機兩輪運行”方式和“電 動機四輪運行”方式是電動機運行方式，所述“混合兩輪運行”方式和“混合四輪運行”方式 是混合運行方式。圖4中所示的四輪運行方式是示例，并且在向前運行時使用。當向后運行時，控制 所述第二電動-發電機MG2以在相反的方向上被供給動力。同時，當起動發動機16時，通 過控制第二電動-發電機MGl被供給動力而使所述發動機16啟動。順便提一句，圖4圖表 中電動-發電機MGl、MG2與MGR欄中的“白圈，，表示電動-發電機正被供以動力以便產生 驅動轉矩，“黑圈”表示電動-發電機正被控制以再生能量。現在回到圖2，制動控制裝置56經由液壓制動控制回路70，分別控制設置在車輪 38R、38L、48R和48L上的車輪制動器72R、72L、74R和74L的制動轉矩。所述制動控制裝置 56接收來自設置在相應車輪上的車輪速度傳感器的、表示各個車輪的旋轉速度的信號，并 且執行諸如TRC(牽引力控制)、ABS(防抱死制動系統)控制和VSC(車輛穩定性控制)的 各種控制以增強車輛在具有低摩擦系數μ的路面上轉彎、制動、以及從停止起動時的穩定 性。所述車輪制動器72R、72L、74R和74L為制動設備。所述制動控制裝置56接收來自加 速度傳感器和橫擺傳感器等的、TRC和其他控制所需的、表示縱向加速度G和橫擺率等的信號。圖3為顯示根據第一實施例的混合控制裝置52的各種功能的功能框圖。在圖中， 所需轉矩計算裝置80基于運算表達式或例如以加速器操作量Acc和車速V作為參數的預 置圖(preset map)來計算驅動器要求的所需驅動轉矩TD。運行方式轉換裝置82基于，例 如，所需驅動轉矩TD、車速V、車輛加速度和SOC等來選擇圖4中所示的多種運行方式中的一 種，并且根據所需驅動轉矩Td等的變化連續地轉換運行方式。當通過所述運行方式轉換裝 置82選擇“電動機四輪運行”方式或“混合四輪運行”方式時，轉矩分配控制裝置84根據 車輛的運行狀態和運行環境等設置在前、后車輪之間的轉矩分配。所述轉矩分配控制裝置 84基于，例如，加速度傳感器檢測出的縱向加速度G來判定承受車身載荷的在前車輪38R、 38L和后車輪48R、48L之間的載荷分配比率。所述轉矩分配控制裝置84還基于載荷分配比 率來判定前部轉矩分配比率Ktf和后部轉矩分配比率Kte (Kte是小于1的數值；Ktf+Kte = 1)。 所述后部轉矩分配比率1^是通過，例如，將校正值(sine^XK)加于靜態的后部車輪載荷 分配比率Ktew來計算的。本文中，基于從縱向加速度G獲得的路面傾斜角度來判定校 正值。在第一實施例中，所述后部轉矩分配比率Kte是負數，因此，前部轉矩分配比率Ktf可 以是大于1的數值，以使Ktf+Kte = 1。在這種情況下，控制后部電動-發電機MGR以再生能 量，從而產生制動轉矩。順便提一句，當通過運行方式轉換裝置82選擇“電動機兩輪運行” 方式或“混合兩輪運行”方式時，所述前部轉矩分配比率Ktf為1，并且所述后部轉矩分配比 率、為0。前部驅動轉矩控制裝置86基于所需轉矩計算裝置80計算的所需驅動轉矩Td和由 轉矩分配控制裝置84設定的前部轉矩分配比率Ktf或后部驅動轉矩Tk來計算前部驅動轉 矩TF( = T11XKtf或Td-Tk)。所述前部驅動轉矩控制裝置86接著控制發動機16和電動-發 電機MGl與MG2的轉矩，以獲得前部驅動轉矩TF。所述前部驅動轉矩控制裝置86還控制第 二電動-發電機MG2的轉矩，并且根據運行方式轉換裝置82選擇的運行方式停止或起動發 動機16。后部驅動轉矩控制裝置88基于所需轉矩計算裝置80計算的所需驅動轉矩Td和 由轉矩分配控制裝置84設定的后部轉矩分配比率Kte或前部驅動轉矩Tf來計算后部驅動 轉矩TK( = TnXKtr或Td-Tf)。所述后部驅動轉矩控制裝置88接著控制后部電動-發電機 MGR的轉矩，以獲得后部驅動轉矩Τκ。通過以這種方式控制前部和后部驅動轉矩Tf和Τκ，關 于整個車輛產生來自驅動器的所需驅動轉矩TD。所述電動-發電機MG1、MG2和MGR的轉矩 控制不僅包括產生功率轉矩的功率控制，而且包括產生制動轉矩的再生控制。本文中，當前部驅動轉矩Tf相對小時，發動機16由于在“混合運行”方式及“電動 機運行”方式之間轉換而起動或停止，當發動機16起動或停止時，產生相對大的轉矩波動。 結果，由于發動機16中的轉矩波動，所述前部驅動轉矩Tf暫時變為等于或小于零，這可通 過行星齒輪組18中的齒輪的輪齒側向間隙產生齒輪噪聲，該噪聲導致舒適度降低。因此， 第一實施例中的混合控制裝置52設置有齒輪噪聲防止裝置100，所述齒輪噪聲防止裝置 100用于通過改變在前、后車輪之間的轉矩分配來防止產生齒輪噪聲，并且當這種齒輪噪聲 可能會產生時增大所述前部驅動轉矩TF。圖3中所示的齒輪噪聲防止裝置100在功能上包括發動機起動/停止檢測裝置 102、齒輪噪聲判定裝置104、轉矩分配改變裝置106、車輛性能判定裝置108和轉矩改變限 制裝置110，并且根據圖5中所示的流程圖處理信號。圖5中的步驟S 1可看作是發動機起動/停止檢測裝置102。步驟S2可看作是齒輪噪聲判定裝置104。步驟S4可看作是轉矩 分配改變裝置106。步驟S3可看作是車輛性能判定裝置108。步驟S6可看作是轉矩改變 限制裝置110。此外，圖6和7為顯示當通過所述齒輪噪聲防止裝置100執行齒輪噪聲防止 控制時，發動機轉矩、車輛驅動轉矩和后部轉矩分配比率Kte變化的時間圖的例子。所述車 輛性能判定裝置108可看作是車輛性能判定裝置，其在第一實施例中判定車輛性能是否變 得不穩定。在圖5中的步驟S 1中，通過運行方式轉換裝置82做出的在混合運行方式和電動 機運行方式之間轉換的判定，來判定是否將起動或停止發動機16的請求提供給前部驅動 轉矩控制裝置86。如果無起動或停止發動機16的請求，則直接結束常規的循環。另一方 面，如果存在起動或停止發動機16的請求，則執行步驟S2及其后續步驟。圖6和7中的時 間、為控制車輛的起動控制的時間，所述車輛在“電動機四輪運行”方式中的停止起動處、 通過踩踏加速踏板68而被起動。此時，以預定的轉矩分配驅動前車輪38R、38L和后車輪 48R、48L。同時，時間、為由于判定從“電動機四輪運行”方式轉換到“混合四輪運行”方式 而請求起動發動機16，從而在步驟Sl中判定為“是”的時間。時間、為由于判定從“混合 四輪運行”方式轉換到“電動機四輪運行”方式而請求停止發動機16，從而在步驟Sl中判 定為“是”的時間。順便提一句，在圖6和7中的“車輛驅動轉矩”欄中，由實線表示的總驅 動轉矩是與所需驅動轉矩Td相同的量，并且由交替的長、短虛線表示的總驅動轉矩Td和前 部驅動轉矩Tf之間的差(S卩，Td-Tf)是后部驅動轉矩Τκ。在步驟S2中，判定預定的齒輪噪聲產生條件是否被滿足。當所述前部驅動轉矩Tf 在產生齒輪噪聲的預定轉矩區域X內時，所述齒輪噪聲產生條件被滿足(見圖6和7)。所 述齒輪噪聲產生轉矩區域X是相對低的轉矩區域，其中前部驅動轉矩Tf根據發動機16起 動或停止時的轉矩波動改變為等于或小于零。所述齒輪噪聲產生轉矩區域X是基于發動機 16起動或停止時的轉矩波動范圍來設置的。當發動機16起動時的轉矩波動范圍與發動機 16停止時的轉矩波動范圍相比不同時，可分別設置所述齒輪噪聲產生轉矩區域X。也就是 說，在發動機16起動時設置一個齒輪噪聲產生轉矩區域，并且在發動機16停止時可以設置 另一個齒輪噪聲產生轉矩區域。同樣，還可基于即為主驅動系統12輸出構件的輸出鏈輪沈 的轉矩，來設置齒輪噪聲產生條件，或者僅基于第二電動-發電機MG2的轉矩，來設置齒輪 噪聲產生條件。當所述前部驅動轉矩Tf大于所述齒輪噪聲產生轉矩區域X時，立即執行圖 5中的步驟S5，并且允許通過前部驅動轉矩控制裝置86執行發動機16的起動控制或停止 控制。另一方面，當所述前部驅動轉矩Tf在齒輪噪聲產生轉矩區域X內時，執行圖5中的 步驟S3及其后續步驟。在圖5中的步驟S3中，當為了防止齒輪噪聲產生而改變前、后車輪之間的轉矩分 配比率時，判定車輛的性能是否變得不穩定。如果具有車輛性能變得不穩定的可能性，則執 行步驟S6及其后續步驟。如果沒有這種可能性，則執行步驟S4。做出車輛性能是否變得 不穩定的判定，以便判定(即，預測)在路面的摩擦系數μ低時，車輛性能變得不穩定。例 如，可從車輪38R、38L、48R和48L的滑動狀態或從外部的空氣溫度判定路面的摩擦系數μ 是否小。所述判定也可從例如VICS (車輛信息通信系統)的外部資源提供的路面狀況信息 而做出。另外，車輛性能是否將變得不穩定的判定可考慮路面傾斜度、轉向角、車速V、縱向 加速度G和橫擺率等而做出。
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當在步驟S3中判定出車輛性能不可能變得不穩定時，執行步驟S4，并且改變前部 轉矩分配比率Ktf和后部轉矩分配比率Kte，以使所述前部驅動轉矩Tf超過齒輪噪聲產生轉 矩區域X。更具體地，當前部轉矩分配比率Ktf為1且后部轉矩分配比率Kte為0時，判定前 部驅動轉矩Tf是否超過齒輪噪聲產生轉矩區域X。如果當Ktf為1并且Kte為0時，前部驅 動轉矩Tf超過齒輪噪聲產生轉矩區域X，則運行方式轉換為“混合兩輪運行”方式，在“混合 兩輪運行”方式中，通過將前部轉矩分配比率Ktf設為1且將后部轉矩分配比率Kte設為0而 使車輛基本上僅利用主驅動系統12運行。同時，如果僅僅通過使Ktf = 1且Kte = 0，而使 前部驅動轉矩1不超過齒輪噪聲產生轉矩區域X，則將前部轉矩分配比率Ktf增大至大于1， 以使所述前部驅動轉矩Tf超過齒輪噪聲產生轉矩區域X，并且將所述后部轉矩分配比率Kte 設置為負數。以這樣的方式改變前部轉矩分配比率Ktf和后部轉矩分配比率Kte，引起所述 前部驅動轉矩控制裝置86增大在前部主驅動系統12中的第二電動-發電機MG2的轉矩， 并且引起所述后部驅動轉矩控制裝置88減小在后部輔助驅動系統14中的后部電動-發電 機MGR的轉矩。當以所述方式改變轉矩分配，以使所述前部驅動轉矩Tf超過所述齒輪噪聲產生轉 矩區域X時，執行步驟S5，因而起動或停止發動機16。因此，由于在行星齒輪組18中的齒 輪的輪齒側向間隙故防止齒輪噪聲產生，而與起動或停止發動機16時出現的相對大的轉 矩波動無關。在發動機16完全起動或停止一段固定的時間后，或者在確認發動機16已經 起動或停止后，在步驟S4中的轉矩分配改變控制終止，此后轉矩分配恢復到初始的轉矩分 配。圖6顯示了在步驟S4中改變轉矩分配后，將前部轉矩分配比率Ktf設置為1，并且 將后部轉矩分配比率Kte設置為0的情況。當不執行齒輪噪聲防止控制時，圖6中的曲線的 “車輛驅動轉矩”和“后部轉矩分配比率Kt,部分中的虛線分別表示當不執行齒輪噪聲防止 控制時前部驅動轉矩Tf和后部轉矩分配比率Kte。當發動機16起動或停止時，所述前部驅 動轉矩Tf在齒輪噪聲產生轉矩區域X內，因此在行星齒輪組18產生齒輪噪聲。同樣，圖7顯示了將前部轉矩分配比率Ktf設置為大于1，同時將后部轉矩分配比 率Kte設置為負數的情況，因為通過僅將前部轉矩分配比率Ktf設置為1且將后部轉矩分配 比率Kte設置為0，前部驅動轉矩Tf不能夠移動到齒輪噪聲產生轉矩區域X外。在這種情況 下，通過后部驅動轉矩控制裝置88控制輔助驅動系統14的后部電動-發電機MGR再生能 量，從而再生制動轉矩。因此，即使總驅動轉矩Td相對小，即，總驅動轉矩Td在齒輪噪聲產 生轉矩區域X內，也可防止來自主驅動系統12的行星齒輪組18中的齒輪的輪齒側向間隙 的齒輪噪聲。執行步驟S4的轉矩分配改變裝置106，起用于增大第二電動-發電機MG2的轉矩 的轉矩改變裝置的作用，以使前部驅動轉矩Tf移動到齒輪噪聲產生轉矩區域X外，并且起 用于減小后部驅動轉矩Tk的驅動轉矩改變抵消裝置的作用，以便抵消在第二電動-發電機 MG2的轉矩增大后驅動轉矩的變化。另外，車輛性能檢測裝置可與車輛性能判定裝置108分離地提供，或替代所述車 輛性能判定裝置108。車輛性能檢測裝置用于在轉矩分配改變裝置106實際改變步驟S4中 的轉矩分配，或者當所述轉矩分配改變裝置106逐漸改變步驟S4中的轉矩分配后，由于例 如車輪38R、38L、48R和48L的旋轉速度中的差異，檢測車輛性能是否實際開始變得不穩定。當車輛性能檢測裝置檢測出車輛實際開始變得不穩定時，所述轉矩分配改變裝置106可停 止改變轉矩分配，并將轉矩分配恢復到初始的轉矩分配。另一方面，如果在步驟S3中的判定為“是”，即，如果判定出車輛性能將變得不穩 定，則在步驟S6中抵消轉矩分配中的變化。同樣，在步驟S7中，為了防止齒輪噪聲產生，根 據起動或停止發動機16的請求允許起動或停止發動機16，或者禁止起動或停止發動機16 而不考慮起動或停止發動機16的請求。這種是否允許或禁止發動機16起動或停止的設置 可在控制程序中的設計階段適宜地選擇。例如，如果高度地要求車輛防止齒輪噪聲產生，則 在步驟S2或S3中的判定為“否”之前，可選擇禁止發動機16起動或停止的設置，而不考慮 停止或起動發動機16的請求。如果車輛對防止齒輪噪聲產生的要求不是很高，則根據起動 或停止發動機16的請求，可選擇允許發動機16起動或停止的設置。所述結構也可是驅動 器能夠適宜地選擇所述設置的結構。這樣，在第一實施例的四輪驅動型的混合動力車10中，由于依據在“混合運行”方 式和“電動機運行”方式之間轉換的運行方式轉換裝置82做出的判定，將起動或停止發動 機16的請求提供給前部驅動轉矩控制裝置86，因此在步驟Sl中的判定為“是”時，然后，在 步驟S2中判定前部驅動轉矩Tf是否在齒輪噪聲產生轉矩區域X內。當所述前部驅動轉矩 Tf在齒輪噪聲產生轉矩區域X內時，執行步驟S3及其后續步驟。在步驟S4中，改變在前、 后車輪之間的轉矩分配，隨著前車輪側的第二電動-發電機MG2的轉矩增大，前部驅動轉矩 Tf增大，因此，所述前部驅動轉矩Tf移到齒輪噪聲產生轉矩區域X外。結果，來自行星齒輪 組18中的齒輪的輪齒側向間隙的齒輪噪聲被防止，而不考慮發動機16起動或停止時引起 的相對大的轉矩波動。同時，減小所述后部驅動轉矩Τκ，以便抵消隨著前車輪側的第二電動-發動機MG2 的轉矩的增大而引起的驅動轉矩的變化。因此，可適宜地防止改變車輛的驅動轉矩TD，從而 可獲得驅動器所需的驅動轉矩TD。在這種情況下，根據第一實施例，僅僅改變在前、后車輪 之間的轉矩分配比率Ktf和Kte，因此驅動轉矩控制簡單，并且所述裝置制造簡單、價格低廉。此外，在第一實施例中，當將所述前部轉矩分配比率Ktf設置為1，并且將所述后部 轉矩分配比例Kte設置為0時，可預先判定前部驅動轉矩Tf是否超過齒輪噪聲產生轉矩區 域X。如果前部驅動轉矩Tf超過了齒輪噪聲產生轉矩區域X，則將前部轉矩分配比率Ktf保 持在1，將后部轉矩分配比率Kte保持在0，并且車輛僅利用主驅動系統12運行。因此，根據 第一實施例的驅動轉矩控制可比基于所需驅動轉矩Td而持續改變的轉矩分配比率Ktf和Kte 處的驅動轉矩控制容易，并且前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Tk根據轉矩分配比率Ktf和 Ktr中的持續變化而各自持續改變。此外，根據第一實施例，所述前部轉矩分配比率Ktf可設置為大于1，所述后部轉矩 分配比率Kte可設置為負數，并且可通過控制后部電動-發電機MGR產生制動轉矩，以便再 生能量。因此，即使前部驅動轉矩Tf比后部驅動轉矩Tk增大的多，總驅動轉矩Td的變化也 可被抵消。此外，根據第一實施例，在步驟S4中改變轉矩分配之前，可在步驟S3中判定車輛 性能是否將變得不穩定。如果判定車輛性能將變得不穩定，則在步驟S6中抵消轉矩分配的 變化，這樣通過改變轉矩分配來防止車輛變得不穩定，從而防止齒輪噪聲產生。順便提一句，在第一實施例中，前、后車輪的轉矩分配比率Ktf和Kte被改變。然而，作為選擇，可直接改變前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Τκ，以便前部驅動轉矩Tf移到齒輪 噪聲產生轉矩區域X外。而且，第一實施例旨在防止由于所述發動機16起動和停止時出現的轉矩波動引 起的齒輪噪聲。然而，即使在發動機16運行時，由于發動機16中的轉矩波動，所述前部驅動 轉矩Tf可暫時變為等于或小于零，使得由于行星齒輪組18中的齒輪的輪齒側向間隙引起 的齒輪噪聲出現。也就是說，混合動力車10的發動機16典型地在最佳燃料效率運轉，并且 根據所需驅動轉矩Td執行第二電動-發電機MG2的轉矩控制。因此，如果當所述發動機16 在最佳燃料效率運轉時發動機轉速低，則具有轉矩可波動較大且產生齒輪噪聲的可能性。在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的第二實施例。圖8為本發明的第二實施 例的功能框圖，與圖3對應。圖8中的齒輪噪聲產生裝置120防止產生由于行星齒輪組18 中的齒輪的輪齒側向間隙引起的齒輪噪聲。當前部驅動轉矩Tf從發動機16運轉時的轉矩 波動暫時變為等于或小于零時，可出現行星齒輪組18中的齒輪的輪齒側向間隙。所述齒輪 噪聲防止裝置120功能上包括齒輪噪聲判定裝置122、驅動轉矩改變裝置124、驅動轉矩改 變抵消裝置126、車輛性能判定裝置1 和轉矩改變限制裝置130，并且根據圖9中的流程 圖處理信號。圖9中的步驟R2可看作是齒輪噪聲判定裝置122。步驟R4可看作是驅動轉 矩改變裝置124。步驟R5可看作是驅動轉矩改變抵消裝置126。步驟R3可看作是車輛性 能判定裝置128。步驟R6可看作是轉矩改變限制裝置130。同樣，圖10和11為當齒輪噪 聲防止裝置120執行齒輪噪聲防止控制時，顯示車輛驅動轉矩、第二電動-發電機MG2的轉 矩和后部電動-發電機MGR的轉矩的變化的時間圖的例子。圖10顯示了車輛在“混合四輪 運行”方式中加速的情況，并且圖11顯示了當運行方式在“電動機四輪運行”方式運行時被 暫時轉換到“混合四輪運行”方式的情況。順便提一句，圖9中的步驟R3和R6是分別與圖 5中的步驟S3和S6基本上相同的信號處理步驟，因此將省去對其的詳細描述。在圖9中的步驟Rl中，判定發動機16是否運轉，或者在發動機16停止時，是否具 有起動發動機16的請求。當發動機16運轉，或者具有起動發動機16的請求時，執行步驟 R2及其后續步驟。在步驟R2中，判定是否滿足預定的齒輪噪聲產生條件。當前車輪側的第 二電動-發電機MG2的轉矩(S卩，MG2轉矩)在產生齒輪噪聲的預定的轉矩區域Y內時，齒 輪噪聲產生條件被滿足(見圖10和11)。所述齒輪噪聲產生轉矩區域Y是相對小的轉矩區 域，其中由于發動機16在最佳燃料效率運轉時出現轉矩波動，故前部驅動轉矩Tf改變為等 于或小于零點，并且基于發動機16在最佳燃料效率運轉時的轉矩波動范圍設置所述齒輪 噪聲產生轉矩區域Y。如第一實施例，可在將發動機16的轉矩增加到前部驅動轉矩Tf的基 礎上，設置齒輪噪聲產生條件。作為選擇，可在即為主驅動系統12輸出構件的輸出鏈輪沈 的轉矩的基礎上，設置齒輪噪聲產生條件。當MG2轉矩在齒輪噪聲產生轉矩區域Y外時，不 出現齒輪噪聲，因此，直接結束常規的循環。當具有起動發動機16的請求時，允許起動發動 機16。另一方面，如果當MG2轉矩在齒輪噪聲產生轉矩區域Y內時，則執行步驟R3及其后 續步驟。在步驟R3中，為了防止齒輪噪聲產生，如果改變前、后車輪的轉矩，則判定車輛性 能是否將變得不穩定，就如同第一實施例中的步驟S3。如果判定車輛性能將變得不穩定， 則執行步驟R4和R5。也就是說，在步驟R4中前部驅動轉矩Tf增大，以便第二電動-發電 機MG2的轉矩超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y，并且在步驟R5中后部驅動轉矩Tk減小，以抵
13消前部驅動轉矩Tf的增大。更具體地，當假定后部驅動轉矩Tk減小到諸如0的預定的設定 值，并且前部驅動轉矩Tf根據后部驅動轉矩Tk的減小量而增大時，判定根據前部驅動轉矩 Tf的增大而增大的MG2轉矩是否超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y。如果判定MG2轉矩超過齒 輪噪聲產生轉矩區域Y，則前部驅動轉矩Tf增大了在步驟R4中假定的量，并且將后部驅動 轉矩Tk設置為假定值，即步驟R5中的0。然后，僅在其后根據所需驅動轉矩Td的變化控制 前部驅動轉矩TF，并且將運行方式轉換到車輛基本上僅利用主驅動系統12運行的“混合兩 輪運行”方式。另一方面，如果即使在假定后部驅動轉矩Tk減小為0并且前部驅動轉矩Tf 根據后部驅動轉矩Tk的減小量而增大后，MG2轉矩仍未超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y，則將 前部驅動轉矩Tf設置為MG2轉矩將超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y的數值，并且將后部轉矩 Te保持為恒定的負值，以抵消前部驅動轉矩Tf的增大。僅所述前部驅動轉矩Tf響應于其后 所需驅動轉矩Td的變化而被控制。通過以這種方式改變前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Τκ，則通過前部驅動轉矩控 制裝置86增大在前車輪側的主驅動系統12的第二電動-發電機MG2的轉矩。同時，通過 后部驅動轉矩控制裝置88減小在后側的輔助驅動系統14的后部電動-發電機MGR的轉 矩。然后，通過對前、后車輪執行驅動轉矩控制以便MG2轉矩以這種方式超過齒輪噪聲產生 轉矩區域Y，能夠防止由于行星齒輪組18中的齒輪的輪齒側向間隙引起的齒輪噪聲，而不 考慮發動機16內的轉矩波動。圖10中的時間、是車輛在發動機16在最佳燃料效率運轉的條件下運行時，MG2 轉矩根據所需驅動轉矩TD的增大而增大并進入齒輪噪聲產生轉矩區域Y (并且制動轉矩減 小)的時間。圖10中的時間、也是步驟R4中的轉矩改變控制和步驟R5中的抵消控制啟 動的時間。此外，時間t3是在不執行齒輪噪聲防止控制的同時，第二電動-發電機MG2的轉 矩(即，由虛線表示的轉矩)移到齒輪噪聲產生轉矩區域Y外使得步驟R4中的轉矩改變控 制和步驟R5中的抵消控制結束的時間。也就是說，圖10顯示了通過將后部驅動轉矩Tk減 小為0、并且根據后部驅動轉矩Tk的減小量將前部驅動轉矩Tf增大以及基本上轉換為“混 合兩輪運行”方式，來防止由發動機16中的轉矩波動引起的齒輪噪聲的情況。圖10中的時 間、至時間t2，以及時間t3至時間t4分別為轉矩改變和被恢復的過渡時間。在所述時間 期間，在抑制前部驅動轉矩1和后部驅動轉矩1\突然改變的同時，齒輪噪聲被防止。圖10 中的MG2轉矩和MGR轉矩的曲線中的虛線表示不執行齒輪噪聲防止控制時的轉矩值。當不 執行第二實施例中的齒輪噪聲防止控制時，由于從時間、至時間t3發動機16中的轉矩波 動，在行星齒輪組18中可出現齒輪噪聲，在所述從時間、至時間t3的時間期間，MG2轉矩 在齒輪噪聲產生轉矩區域Y內。同樣，圖11中的時間、是當MG2轉矩在齒輪噪聲產生轉矩區域Y內、當具有起動 發動機16的請求時，步驟R4中的轉矩改變控制和步驟R5中的抵消控制啟動的時間。此外， 圖11中的時間t3是停止發動機16的控制被啟動的時間，這種啟動使得步驟R4中的轉矩改 變控制和步驟R5中的抵消控制結束。也就是說，圖11顯示了當即使在將后部驅動轉矩Tk 減小為0并且根據后部驅動轉矩Tk的減小量增大前部驅動轉矩Tf的情況下，MG2轉矩也不 超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y時，通過較大地增大前部驅動轉矩TF，以防止由于發動機16 中的轉矩波動而引起的齒輪噪聲，以便通過使后部驅動轉矩Tk為負，即，控制后部電動-發 電機MGR以再生能量，并由此產生預定量的制動轉矩，而使MG2轉矩超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y的情況。圖11中的時間、至時間t2，以及時間t3至時間t4分別為轉矩改變和被恢 復的過渡時間。在所述時間期間，在抑制前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Tk突然改變的同 時，齒輪噪聲被防止。圖11中的MG2轉矩和MGR轉矩的曲線中的虛線表示不執行齒輪噪聲 防止控制時的轉矩值。當不執行第二實施例中的齒輪噪聲防止控制時，由于從時間、至時 間t4發動機16中的轉矩波動，在行星齒輪組18中可出現齒輪噪聲，在所述從時間、至時 間t4的時間期間，MG2轉矩在齒輪噪聲產生轉矩區域Y內，并且發動機16運轉。
在圖10和11中，由在圖10和11中的“車輛驅動轉矩”部分中的交替的長、短虛線 表示的“前部(Tf) ”，是指前部驅動轉矩TF，并且對應于發動機轉矩和根據行星齒輪組18等 的齒數比的MG2轉矩的和。同樣，由“車輛驅動轉矩”部分中的虛線表示的“后部(Τκ)”是 指后部驅動轉矩Τκ，并對應于MGR轉矩。另一方面，如果判定車輛性能將變得不穩定(在步驟R3中為“是”)，則執行步驟 R6，由此終止步驟R4中的前部驅動轉矩Tf的增大控制和步驟R5中的抵消控制。因此，為 了防止齒輪噪聲產生，由于在前、后車輪的相應驅動轉矩中的改變，故不穩定的車輛 性能被防止。在第二實施例中，當發動機16運轉或者具有起動發動機16的請求時，在步驟R2 中判定MG2轉矩是否在齒輪噪聲產生轉矩區域Y內。如果MG2轉矩在齒輪噪聲產生轉矩區 域Y內，則執行步驟R3及其后續步驟。在步驟R4中，增大前部驅動轉矩TF，以便MG2轉矩 移到齒輪噪聲產生轉矩區域Y外。因此，當發動機16在最佳燃料效率運轉時，由于行星齒 輪組18中的齒輪的輪齒側向間隙引起的齒輪噪聲被防止，而不考慮發動機16中的轉矩波 動。同樣，在步驟R5中，后部驅動轉矩Tk減小，以抵消隨著前部驅動轉矩Tf的增大而 引起的驅動轉矩的變化。因此，為了防止齒輪噪聲，由于前部驅動轉矩Tf增大而適宜地防 止了車輛的驅動轉矩的變化，從而可獲得驅動器所需的驅動轉矩TD。同樣，在第二實施例中，當所述后部驅動轉矩Tk減小到0時，前部驅動轉矩Tf根據 后部驅動轉矩Tf的減小量而增大。然后，判定MG2轉矩是否隨前部驅動轉矩Tf的增大而超 過齒輪噪聲產生轉矩區域Y。如果判定MG2轉矩超過了齒輪噪聲產生轉矩區域Y，則后部驅 動轉矩Tk保持在0，并且車輛基本上僅利用在“混合兩輪運行”方式下的主驅動系統12運 行。因此，在第二實施例中的驅動轉矩控制比前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Tk各自根據 所需驅動轉矩Td被持續改變的驅動轉矩控制容易。此外，如圖11所示，即使后部驅動轉矩 Tk被設置為負數，其也保持在恒定值。因此，第二實施例中的驅動轉矩控制比前部驅動轉矩 Tf和后部驅動轉矩Tk各自根據所需驅動轉矩Td被持續改變的驅動轉矩控制容易。同樣，在第二實施例中，后部驅動轉矩Tk可被設置為負數，并且后部電動-發電機 MGR被控制以再生能量，從而產生所需的制動轉矩。因此，即使前部驅動轉矩Tf比后部驅動 轉矩Tk增大得多，為了防止齒輪噪聲產生，通過根據控制后部電動-發電機MGR產生的制 動轉矩以再生能量，可抵消總驅動轉矩的變化。同樣，在第二實施例中，在分別執行步驟R4和R5中的前部驅動轉矩Tf的增大控 制和抵消控制(即，后部驅動轉矩Tk的減小)之前，在步驟R3中判定車輛性能是否將變得 不穩定。如果判定車輛性能將變得不穩定，則在步驟R6中抵消前部驅動轉矩Tf的增大控 制和抵消控制。因此，為了防止齒輪噪聲產生，由于前、后車輪的驅動轉矩Tf和Tk的變化，可防止車輛性能變得不穩定。 另外，在第二實施例中，所述后部驅動轉矩Tk保持在0或者保持為恒定的負值。然 而，可選擇地，如圖12所示，例如，可將MG2轉矩控制為超過齒輪噪聲產生轉矩區域Y的恒 定值，并且可控制后部驅動轉矩Tk以響應所需驅動轉矩Td的變化。在這種情況下，隨著齒 輪噪聲防止控制的所述前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Tk的變化量能夠保持在最小，這減 小對車輛性能的影響。圖12中的時間、至時間t3對應于圖10中的時間、至時間t3。
同樣，在第二實施例中，直接改變前部驅動轉矩Tf和后部驅動轉矩Τκ，以使MG2轉 矩移到齒輪噪聲產生轉矩區域Y外。然而，作為選擇，所述前、后車輪的轉矩分配比率Ktf和 Ktr可正如其在第一實施例中一樣而被改變。同樣，在第二實施例中，通過減小后部驅動轉矩Tk來抵消前部驅動轉矩Tf的增大。 然而，可選擇地，所述前部驅動轉矩Tf的增大可經由圖2中所示的制動控制裝置56、通過運 轉車輪制動器72R、72L、74R和74L的全部或其中一些而產生的制動力抵消。本發明的混合動力車還包括第二驅動部分，或者僅具有第一驅動部分。S卩，例如， 當為了防止齒輪噪聲而增大第一驅動部分的轉矩時，通過利用制動設備將制動轉矩施加到 車輪上，可抵消驅動轉矩的增大。所述第一驅動部分至少包括發動機、第一電動機和齒輪機構。然而，還可使用各種 不同的混合驅動部分。例如，所述第一驅動部分還可包括主要用作發電機的第三電動機和 齒輪或無齒驅動機構等。只要所述第一電動機和所述第二驅動部分的第二電動機至少起電 動機的作用，則對它們無特別限制。然而，可將選擇性的起電動機和發電機作用的電動-發 電機用作第一和第二電動機。而且，只要第三電動機起發電機的作用，則對其無特別限制， 并且還可使用能夠選擇性地起電動機和發電機作用的電動-發電機。所述第一驅動部分的齒輪機構可設置有所需的諸如離合器或制動器的連接/斷 開設備，例如，用于將來自發動機的動力分配給輸出構件和第三電動機的動力分配行星齒 輪組、用于在正向和反向之間轉換傳動(transmission)的動力分配行星齒輪組、或者階段 性的改變齒數比的行星齒輪式自動變速器。本發明在所述發動機經由減震器等機械地連接 于齒輪機構時特別有效。然而，即使將例如變矩器等的液力傳遞設備插入在發動機和齒輪 機構之間，本發明也可在由于發動機中的轉矩波動產生齒輪噪聲時被有效地應用。在上述描述中，所述第一電動機的轉矩增大。然而，作為選擇，所述第一電動機的 轉矩也可減小。不僅在減小動力轉矩時，而且在通過控制電動-發電機作為電動機以再生 能量而產生制動轉矩時都可以用這種方式減小電動機的轉矩。只要所述控制裝置能夠利用例如液壓或電力車輪制動器以電信號控制制動轉矩， 則對其無特別限制。所述第二驅動部分可利用單獨的驅動源將驅動轉矩施加于左、右車輪，或者包括 將驅動轉矩分別施加于左、右車輪的一對驅動源。例如，電動機可用作驅動源，或者可使用 能夠通過再生控制再生能量的電動_發電機。 在以上的描述中，基于當所述發動機運行在預定運行狀態下時，所述第一電動機 的轉矩是否在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域內，來判定齒輪噪聲是否將要產生。然而，當根 據發動機的運行狀態初步判定發動機轉矩時，也可基于包括發動機轉矩的第一驅動部分的 總轉矩是否在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域內，來判定是否將要產生齒輪噪聲。也就是說，齒輪噪聲產生條件可以是當發動機運行在預定運行狀態下時，第一驅動部分的轉矩在預定 的齒輪噪聲產生轉矩區域內的條件，并且轉矩改變裝置還可改變第一電動機的轉矩，以便 第一驅動部分的轉矩移到齒輪噪聲產生轉矩區域外。當發動 機處于多種預定運行狀態的任何一種狀態，例如，節氣門完全關閉的空轉 狀態或者最佳燃料效率運行狀態時實施本發明，可基于運行狀態分別設置齒輪噪聲產生轉 矩區域。在以上的描述中，基于所述發動機起動或停止時所述第一驅動部分的轉矩是否在 預定的齒輪噪聲產生轉矩區域內，來判定齒輪噪聲是否將要產生。然而，當發動機起動時， 發動機轉矩為0，因此所述第一電動機的轉矩是所述第一驅動部分的轉矩。另一方面，當發 動機在恒定運行狀態例如，空轉狀態或最佳燃料效率運行狀態下運行時，此時迫使發動機 停止，根據其運行狀態初步判定發動機轉矩。因此，所述第一電動機的轉矩可以是第一驅動 部分減去發動機轉矩的轉矩，并且可在將第一電動機的轉矩與預定的齒輪噪聲產生轉矩區 域相比較的基礎上，來判定齒輪噪聲是否將要產生。也就是說，所述齒輪噪聲產生條件可以 是，當通過發動機起動/停止檢測裝置檢測到起動或停止發動機的請求時，第一電動機的 轉矩在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域內的條件。所述轉矩改變裝置還可改變第一電動機的 轉矩，以便所述第一電動機的轉矩移到齒輪噪聲產生轉矩區域外。例如，所述轉矩分配控制裝置連續設置第一驅動部分側的轉矩分配比率α (0 < α ^ 1)和第二驅動部分側的轉矩分配比率β(0<β<1，α+β= 1)，并且所述轉矩 分配改變裝置在所述分配比率α和β的設置范圍內改變所述分配比率α和β。然而，作 為選擇，在所述第二驅動部分側產生的制動轉矩可設置為負數，并且轉矩分配比率β可設 置為大于負數側，同時轉矩分配比率α可設置為大于1的數值，以使α+β =1。無論如何， 驅動轉矩可根據轉矩分配比率等進行分配，以便將第一驅動部分和第二驅動部分轉矩結合 起來匹配所需驅動轉矩。如果第二驅動部分側的轉矩為負，則第一驅動部分側的轉矩只需 要增加為負的那些量。此外，在第一驅動部分的轉矩不處于齒輪噪聲產生轉矩區域內的條件下，所述轉 矩分配改變裝置還可使轉矩分配比率α和β為恒定值。例如，可設置α為1，并且可設置 β為0，因此可僅利用第一驅動部分驅動所述車輛。在以上的描述中，例如，預先判定所述第一驅動部分的驅動轉矩的增加量，然后， 根據第一驅動部分的驅動轉矩的增加量，來判定第二驅動部分的驅動轉矩。然而，例如，當 假定第二驅動部分的驅動轉矩減小至諸如零的預定的設定值時，判定當假定根據第二驅動 部分的驅動轉矩的減小量增大第一驅動部分的驅動轉矩時，齒輪噪聲產生條件是否不再被 滿足。于是，如果判定齒輪噪聲產生條件不再被滿足，則所述轉矩改變裝置可使第一驅動部 分的驅動轉矩增大所述增大量，同時所述驅動轉矩改變抵消裝置將第二驅動部分的驅動轉 矩設置為設定值。也就是說，驅動轉矩改變抵消裝置僅需要抵消根據轉矩改變裝置的第一 驅動部分的驅動轉矩的增大。車輛性能判定裝置例如，通過多個車輪的車輪速度的差異判定車輛性能何時變為 或將變為不穩定，或者如果存在第一驅動部分的轉矩的變化等，則判定車輛性能將變為不 穩定，所述第一驅動部分轉矩的改變來自于例如，諸如路面摩擦系數μ或傾斜度的運行環 境和諸如轉向角和車速的運行條件。
例如，當所述車輛性能判定裝置判定車輛性能變為或將變為不穩定時，限制通過 轉矩改變裝置執行的第一電動機的轉矩的變化的轉矩改變限制裝置，禁止或抵消通過轉矩 改變裝置執行的第一電動機的轉矩的變化。然而，各種方式都是可能的。例如，轉矩改變限 制裝置還可限制轉矩的變化量使其等于或小于預定值或預定比率，或者可以以比標準速率 更低的速率逐漸地改變轉矩。 盡管參照本發明的實施例描述了本發明，但是應該理解，本發明不限于所描述的 實施例或結構。相反，本發明旨在涵蓋各種修改和等同的布置。另外，當在各種組合和構造 中顯示實施例的各種構件時，包括更多、更少或僅僅單獨構件的組合和構造也在本發明的 思想和范圍內。
權利要求
1.一種混合動力車(10)的控制裝置(52)，其設置有所需轉矩計算裝置(80)，其用于 計算所述車輛要求的所需驅動轉矩(TD)；運行方式轉換裝置(82)，其用于至少根據所述計 算的所需驅動轉矩在下述運行方式之間進行轉換i)電動機運行方式，其中車輪是由來自 電動機的動力驅動，ii)混合運行方式，其中所述車輪是由運轉發動機(16)和電動機兩者 來驅動；以及轉矩分配控制裝置(84)，其用于至少根據所述轉換的運行方式在前、后車輪 之間設置轉矩分配，其特征在于，包括齒輪噪聲防止裝置(100 ;120)，其用于當預定的齒輪噪聲產生條件被滿足時，通過改 變在所述前、后車輪之間設置的轉矩分配來防止由于所述發動機(16)中的轉矩波動而引 起的齒輪機構(18)中的齒輪噪聲；和驅動轉矩控制裝置(86，88)，其用于至少基于所述計算的所需驅動轉矩和所述改變的 在前、后車輪之間的轉矩分配來計算所述前、后車輪的驅動轉矩，并控制所述發動機和所述 電動機的驅動轉矩，其中，所述齒輪噪聲防止裝置(100 ； 120)包括i)齒輪噪聲判定裝置(104 ；122)，其判 定第一驅動部分(1 的轉矩是否滿足預定的齒輪噪聲產生條件，其中所述第一驅動部分 (12)包括發動機(16)、第一電動機(MG》和齒輪機構(18)，并且所述第一驅動部分(12)將 驅動轉矩施加于車輛的前車輪或后車輪其中一方；以及ii)轉矩分配改變裝置(106 ；124， 126)，當判定出所述第一驅動部分(1 的轉矩滿足齒輪噪聲產生條件時，所述轉矩分配 改變裝置(106 ；124，126)改變在前、后車輪之間設置的轉矩分配，以使所述第一驅動部分 (12)的轉矩不再滿足齒輪噪聲產生條件，其中，所述轉矩分配改變裝置包括i)驅動轉矩改變裝置(106 ；1M)，其改變所述第一 電動機(MG》的驅動轉矩，以使所述第一驅動部分(1 的轉矩不再滿足齒輪噪聲產生條 件；和ii)驅動轉矩改變抵消裝置(106 ； 1 )，其根據所述第一電動機(MG》的驅動轉矩的 變化，通過控制來自第二驅動部分(14)的驅動轉矩，來抵消車輛(10)的驅動轉矩的變化， 其中所述第二驅動部分(14)將驅動轉矩施加于車輛(10)的前車輪或后車輪中的另一方，其中，所述驅動轉矩改變抵消裝置(106 ；126)通過經由設置在車輛(10)中的制動裝置 (56)施加制動轉矩來抵消車輛(10)的驅動轉矩的變化。
2.按照權利要求1所述的混合動力車的控制裝置，其中，當通過齒輪噪聲判定裝置 (122)判定出所述第一電動機(MG》的轉矩在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域(Y)內，同時 發動機(16)在預定的運行狀態下運行時，驅動轉矩改變裝置(124)改變所述第一電動機 (MG2)的驅動轉矩，以使所述第一電動機(MG》不再在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域(Y) 內。
3.按照權利要求1所述的混合動力車的控制裝置，其中，所述齒輪噪聲防止裝置(100) 進一步包括發動機起動/停止檢測裝置(102)，其遵循運行方式間的轉換檢測起動發動機 (16)的請求和停止發動機(16)的請求中的至少一個，并且當所述發動機起動/停止檢測裝 置(10 檢測起動發動機(16)的請求或停止發動機(16)的請求之一，齒輪噪聲判定裝置 (104)判定出第一驅動部分(1 的轉矩在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域(X)內時，驅動轉 矩改變裝置(106)改變所述第一電動機(MG》的驅動轉矩，以使所述第一驅動部分(12)不 再在預定的齒輪噪聲產生轉矩區域(X)內。
4.按照權利要求3所述的混合動力車的控制裝置，其中，所述齒輪噪聲產生轉矩區域(X)是基于發動機停止時的轉矩波動范圍或發動機起動時的轉矩波動范圍之一來設定的。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的混合動力車的控制裝置，其中，所述齒輪噪聲 防止裝置(100 ； 120)進一步包括i)車輛性能判定裝置(108 ； 1觀)，其在所述第一電動機 (MG2)的驅動轉矩變化時判定車輛性能是否變為不穩定，以使所述第一驅動部分(1 的轉 矩不再滿足齒輪噪聲產生條件；和ii)轉矩改變限制裝置(110，130)，其在判定出車輛性能 變為不穩定時限制設置的所述第一電動機(MG》的轉矩的變化。
6.一種混合動力車的控制方法，包括計算車輛(10)要求的所需驅動轉矩(TD)；至少根 據計算的所需驅動轉矩在下述運行方式之間進行轉換i)電動機運行方式，其中車輪是由 來自電動機的動力驅動，ii)混合運行方式，其中車輪是由運轉發動機(16)和電動機兩者 來驅動；以及至少根據轉換的運行方式在前、后車輪之間設置轉矩分配，其特征在于，該控 制方法包括下述步驟在滿足預定的齒輪噪聲產生條件時，改變前、后車輪之間的轉矩分配；和 至少基于計算的所需驅動轉矩和改變的在前、后車輪之間的轉矩分配來計算前、后車 輪的驅動轉矩，并控制發動機(16)和電動機的轉矩，其中，改變在前、后車輪之間的轉矩分配包括下述步驟判定所述第一驅動部分(1 的轉矩是否滿足預定的齒輪噪聲產生條件，其中所述第 一驅動部分(1 包括發動機(16)、第一電動機(MG》和齒輪機構(18)，并且所述第一驅動 部分(1 將驅動轉矩施加于車輛(10)的前車輪或后車輪其中一方；和在判定出第一驅動部分(1 的轉矩滿足齒輪噪聲產生條件時，改變在前、后車輪之間 設置的轉矩分配，以使所述第一驅動部分(1 的轉矩不再滿足齒輪噪聲產生條件， 其中，改變在前、后車輪之間設置的轉矩分配進一步包括下述步驟 改變所述電動機(MG》的驅動轉矩，以使所述第一驅動部分(1 的轉矩不再滿足齒輪 噪聲產生條件；和根據所述第一電動機(MG》的驅動轉矩的變化來控制將驅動轉矩施加于車輛的前車 輪或后車輪中的另一方的第二驅動部分(14)的驅動轉矩，以抵消車輛(10)的驅動轉矩的 變化，其中通過經由設置在車輛(10)中的制動裝置(56)施加制動轉矩來抵消車輛(10)的 驅動轉矩的變化。
全文摘要
本發明公開了一種混合動力車的控制裝置和控制方法。當具有起動或停止發動機(16)的請求時，判定前部驅動轉矩(TF)是否在齒輪噪聲產生轉矩區域(X)內。當判定前部驅動轉矩(TF)在齒輪噪聲產生轉矩區域(X)時，在前、后車輪之間的轉矩分配被改變，以便前部驅動轉矩(TF)不再在齒輪噪聲產生轉矩區域(X)內。此外，當電動-發電機(MG2)的轉矩增大時，前部驅動轉矩(TF)增大。因此，由于前部驅動轉矩(TF)變為等于或小于零，故防止在齒輪機構(18)中產生齒輪噪聲，而不考慮發動機(16)起動或停止時的相對較大的轉矩波動。
文檔編號B60W10/06GK102107659SQ201110037648
公開日2011年6月29日 申請日期2007年6月28日 優先權日2006年6月28日
發明者清水泰生, 渡邊秀人 申請人:豐田自動車株式會社