CN110290992A - 混合动力车辆的动力控制方法及动力控制装置 - Google Patents

混合动力车辆的动力控制方法及动力控制装置 Download PDF

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Abstract

提供一种能够在抑制能量效率降低的同时有效地吸收发动机的转矩变动的、混合动力车辆的动力控制方法以及动力控制装置。混合动力车辆的动力控制装置具有PCM(14)，该PCM(14)推定发动机(2)输出的平均转矩，推定发动机输出的转矩中的转矩变动成分，设定对推定出的转矩变动成分进行抑制的反向转矩，并控制电动机以输出所设定的反向转矩，PCM按如下方式设定负的控制增益：在发动机输出的平均转矩恒定的情况下，发动机的转速越大则该负的控制增益的绝对值越小，并且该PCM基于推定出的转矩变动成分与控制增益之积来设定反向转矩。

Description

混合动力车辆的动力控制方法及动力控制装置
技术领域
本发明涉及混合动力车辆的动力控制方法以及动力控制装置，尤其涉及具备如下部分的混合动力车辆的动力控制方法以及动力控制装置：内燃机；动力传递机构，该动力传递机构将内燃机的动力传递至驱动轮；以及电动机，该电动机与内燃机连结且能够向动力传递机构输出动力。
背景技术
以往，为了提高搭载有汽油发动机、柴油发动机等内燃机(以下，称为“发动机”)和自动变速器的车辆的操作性、乘坐舒适度，要求缩短自动变速器的变速时间，作为为此所需的手段之一，可列举出减小发动机的惯性。为了减小发动机的惯性，需要做到不利用惯性就能够吸收发动机的转矩变动。
另外，为了提高多缸发动机的燃料经济性，已提出了一种根据发动机的运转负荷而使一部分气缸中的燃烧停止的气缸停用发动机。气缸停用时的发动机的转矩变动比在所有气缸中进行燃烧的全缸运转时的转矩变动大，因此为了以进一步提高燃料经济性能为目的而扩大进行气缸停用的运转区域，需要能够吸收增大的发动机的转矩变动。
并且，发动机的转矩变动经由从发动机支架、变速器直至驱动轴的动力传动系而传递到车室地板，成为车室内的噪声的原因。因此，为了提高车室内的静音性，需要提高发动机的转矩变动的吸收性能。
在除了发动机之外还搭载有电动机作为动力源的混合动力汽车中，作为吸收发动机的转矩变动的机构，已经提出了一种使电动机输出转矩以抑制发动机的转矩变动的动力输出装置(例如，参照专利文献1)。该以往的动力输出装置与发动机的输出轴的转矩脉动联动地输出正的脉动转矩，并且使用被输出到驱动轴的过剩的动力来通过发电机进行发电，由此控制电动机以抑制伴随着发动机的转矩脉动而产生的振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-187168号公报
发明要解决的课题
但是，在如专利文献1所记载那样的现有技术中，为了抑制伴随着发动机的转矩脉动而产生的振动，必须与发动机的转矩脉动联动地以高频控制电动机的转矩输出和发电机的发电，因此伴随着电力的输入输出的损失大，作为车辆整体的能量效率降低。
发明内容
本发明是为了解决上述的现有技术的问题点而完成的，其目的在于，提供一种能够在抑制能量效率降低的同时有效地吸收发动机的转矩变动的混合动力车辆的动力控制方法以及动力控制装置。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述的目的，本发明的混合动力车辆的动力控制方法是具备如下部分的混合动力车辆的动力控制方法：内燃机；动力传递机构，该动力传递机构将内燃机的动力传递至驱动轮；以及电动机，该电动机与内燃机连结且能够向动力传递机构输出动力，所述混合动力车辆的动力控制方法的特征在于，具有如下步骤：推定内燃机所输出的平均转矩的步骤；推定内燃机所输出的转矩中的转矩变动成分的步骤；设定对推定出的转矩变动成分进行抑制的反向转矩的步骤；以及控制电动机以输出设定的反向转矩的步骤，设定反向转矩的步骤包括：设定负的控制增益的步骤以及基于推定出的转矩变动成分与控制增益之积来设定反向转矩的步骤，其中按如下方式设定负的控制增益：在内燃机输出的平均转矩恒定的情况下，内燃机的转速越大，该负的控制增益的绝对值越小。
在这样构成的本发明中，基于负的控制增益与内燃机的转矩变动成分之积来设定反向转矩，其中，按如下方式设定负的控制增益：在内燃机输出的平均转矩恒定的情况下，内燃机的转速越大，该负的控制增益的绝对值越小。在内燃机输出的平均转矩恒定的情况下，内燃机的转速越高，在从内燃机到车室地板的振动传递路径中振动越容易衰减，因此车室地板的振动、噪声难以变大。即，即使使反向转矩的振幅的绝对值变小，车室地板的振动、噪声也被充分地抑制。因此，通过基于设定成内燃机的转速越大绝对值越小的的负的控制增益与内燃机的转矩变动成分之积来设定反向转矩，从而能够充分地吸收内燃机的转矩变动，并且能够抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
另外，在本发明中，优选的是，设定反向转矩的步骤包括按如下方式设定控制增益的步骤：在内燃机的转速恒定的情况下，内燃机输出的平均转矩越大，该控制增益的绝对值越大。
在这样构成的本发明中，在内燃机的转速恒定的情况下，内燃机所输出的平均转矩越大，使电动机输出的反向转矩的绝对值越大。在内燃机的转速恒定的情况下，虽然内燃机所输出的平均转矩越大，转矩变动的振幅越大，但如上所述平均转矩越大，反向转矩的绝对值也越大，因此能够通过反向转矩来可靠地吸收内燃机的转矩变动，抑制伴随着内燃机的转矩变动而产生的振动。
另外，在本发明中，优选的是，设定反向转矩的步骤包括按如下方式设定控制增益的步骤：在内燃机的转速恒定的情况下，内燃机输出的平均转矩越大，该控制增益的绝对值越小。
在这样构成的本发明中，在内燃机的转速恒定的情况下，内燃机输出的平均转矩越大，使电动机输出的反向转矩的绝对值越小。当内燃机输出的平均转矩变大时，驱动力的余裕增大，由此内燃机的转速容易随着车速的上升而上升，内燃机的转矩变动成分的频率容易上升，伴随着内燃机的转矩变动而产生的振动的频率容易变化。在这种情况下，在从内燃机到车室地板的振动传递路径中难以产生共振，车室地板的振动难以变大。即，即使使反向转矩的振幅的绝对值变小，车室地板的振动、噪声也被充分地抑制。像这样，通过内燃机输出的平均转矩越大而使反向转矩的绝对值越小，从而能够充分地吸收内燃机的转矩变动，并且能够抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
另外，本发明的混合动力车辆的动力控制装置是具备如下部分的混合动力车辆的动力控制装置：内燃机；动力传递机构，该动力传递机构将内燃机的动力传递至驱动轮；以及电动机，该电动机与内燃机连结且能够向动力传递机构输出动力，所述混合动力车辆的动力控制装置的特征在于，具有：平均转矩推定部，该平均转矩推定部推定内燃机所输出的平均转矩；转矩变动成分推定部，该转矩变动成分推定部推定内燃机所输出的转矩中的转矩变动成分；反向转矩设定部，该反向转矩设定部设定对推定出的转矩变动成分进行抑制的反向转矩；以及电动机控制部，该电动机控制部控制电动机以输出设定的反向转矩，反向转矩设定部按如下方式设定负的控制增益：在内燃机输出的平均转矩恒定的情况下，内燃机的转速越大则该负的控制增益的绝对值越小，并且该反向转矩设定部基于推定出的转矩变动成分与控制增益之积来设定反向转矩。
另外，在本发明中，优选的是，反向转矩设定部按如下方式设定控制增益：在内燃机的转速恒定的情况下，内燃机所输出的平均转矩越大，该控制增益的绝对值越大。
另外，在本发明中，优选的是，反向转矩设定部按如下方式设定控制增益：在内燃机的转速恒定的情况下，内燃机所输出的平均转矩越大，该控制增益的绝对值越小。
发明的效果
根据基于本发明的车辆的动力控制方法以及动力控制装置，能够在抑制能量效率降低的同时有效地吸收发动机的转矩变动。
附图说明
图1是表示应用了本发明的实施方式的动力控制装置的车辆的整体结构的概略图。
图2是表示应用了本发明的实施方式的动力控制装置的车辆的电气结构的框图。
图3是本发明的实施方式的动力控制装置所执行的动力控制处理的流程图。
图4是表示本发明的实施方式的动力控制装置确定电动机指令转矩的方法的控制框图。
图5是表示发动机的输出轴上的转矩的变动成分的线图。
图6A是表示在发动机转速恒定的情况下的发动机平均转矩与反向转矩的关系的线图。
图6B是表示在发动机转速恒定的情况下的发动机平均转矩与反向转矩的关系的线图。
图6C是表示在发动机转速恒定的情况下的发动机平均转矩与反向转矩的关系的线图。
图7A是表示在发动机平均转矩恒定的情况下的发动机转速与反向转矩的关系的线图。
图7B是表示在发动机平均转矩恒定的情况下的发动机转速与反向转矩的关系的线图。
图7C是表示在发动机平均转矩恒定的情况下的发动机转速与反向转矩的关系的线图。
图8A是表示在发动机平均转矩以及发动机转速恒定的情况下的车辆的自动变速器的变速级与反向转矩的关系的线图。
图8B是表示在发动机平均转矩以及发动机转速恒定的情况下的车辆的自动变速器的变速级与反向转矩的关系的线图。
图8C是表示在发动机平均转矩以及发动机转速恒定的情况下的车辆的自动变速器的变速级与反向转矩的关系的线图。
图9A是表示在发动机平均转矩以及发动机转速恒定的情况下的车辆的加速度与反向转矩的关系的线图。
图9B是表示在发动机平均转矩以及发动机转速恒定的情况下的车辆的加速度与反向转矩的关系的线图。
图9C是表示在发动机平均转矩以及发动机转速恒定的情况下的车辆的加速度与反向转矩的关系的线图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式的车辆的动力控制方法以及动力控制装置进行说明。
<系统构成>
首先，参照图1和图2来对应用了本发明的实施方式的动力控制装置的车辆的结构进行说明。图1是表示应用了本发明的实施方式的动力控制装置的车辆的整体结构的概略图，图2是表示应用了本发明的实施方式的动力控制装置的车辆的电气结构的框图。
如图1所示，应用了本发明的实施方式的动力控制装置的车辆1是具备发动机2和电动机4作为驱动力源的混合动力车辆。发动机2和电动机4经由进行动力传递的断开/连接的未图示的离合器连结。在动力传递路径中的电动机4的下游侧设置有自动变速器6。自动变速器6的输出经由差速器装置8而传递到左右的驱动轮。
另外，在车辆1搭载有电池10(二次电池)和逆变器12，该逆变器12控制电动机4与电池10之间的电力的输入输出。逆变器12将从电池10供给的直流电转换成交流电并供给至电动机4，并且通过将电动机4产生的再生电力转换成直流电并供给至电池10来对电池10进行充电。
而且，车辆1具有PCM14(动力控制装置)和TCM16(Transmission Control Module：变速器控制模块)，该PCM14控制发动机2并且经由逆变器12来控制电动机4，该TCM16控制自动变速器6。
如图2所示，在车辆1设置有对关于车辆1的各种运转状态进行检测的传感器。这些传感器具体如下所述。加速器开度传感器18检测加速器开度，加速器开度是加速踏板的开度(相当于驾驶员踩踏加速踏板的量)。车速传感器20检测车辆1的速度(车速)。曲柄转角传感器22检测发动机2的曲轴上的曲柄转角。气流传感器24检测与通过发动机2的进气通路的进气的流量相当的吸入空气量。电动机转角传感器26检测电动机4的转子的旋转角度。这些各种传感器分别将与检测出的参数对应的检测信号S118～S126输出到PCM14。
另外，从控制车辆1的自动变速器6的TCM16向PCM14输入关于自动变速器6的各种信息(例如当前的变速级、是否达到了进行变速的变速点、变速到了下一个变速级时的发动机转速等)。
PCM14基于从上述的各种传感器输入的检测信号S118～S126以及从TCM16输入的关于自动变速器6的各种信息而进行针对发动机2和逆变器12的控制。具体而言，如图2所示，PCM14向节流阀28供给控制信号S128而控制节流阀28的开闭时期和节流阀开度，向燃料喷射阀30供给控制信号S130而控制燃料喷射量和燃料喷射时机，向火花塞32供给控制信号S132而控制点火时期，向进气排气阀机构34供给控制信号S134而控制发动机2的进气阀和排气阀的动作时机，向逆变器12供给控制信号S112而控制电动机4与电池10之间的电力的输入输出。
PCM14由计算机构成，该计算机具备CPU、在该CPU上解释执行的各种程序(包括OS等基本控制程序、在OS上启动并实现特定功能的应用程序)、以及用于存储程序和各种数据的ROM、RAM这样的内部存储器。
这样构成的PCM14相当于本发明中的“动力控制装置”，作为本发明中的“平均转矩推定部”、“转矩变动成分推定部”、“反向转矩设定部”以及“电动机控制部”发挥作用。
<动力控制>
接着，参照图3来对在本发明的实施方式中执行的动力控制进行说明。图3是本发明的实施方式的动力控制装置所执行的动力控制处理的流程图。
图3所示的动力控制处理在车辆1的点火被开启、对PCM14接入了电源的情况下启动，以规定的周期反复执行。当动力控制处理开始时，在步骤S1中，PCM14取得关于车辆1的运转状态的各种信息。具体而言，PCM14取得加速器开度传感器18检测出的加速器开度、车速传感器20检测出的车速、曲柄转角传感器22检测出的曲柄转角、气流传感器24检测出的吸入空气量、电动机转角传感器26检测出的电动机4的转子的旋转角度、从TCM16输入的自动变速器6的当前的变速级等。
接着，在步骤S2中，PCM14基于在步骤S1中已取得的车辆1的运转状态来设定目标加速度。具体而言，PCM14从针对各种车速和各种变速级规定了加速器开度与加速度的关系的多个加速度特性映射(预先创建并存储于存储器等)中选择与当前的车速和变速级对应的加速度特性映射。然后，参照所选择的加速度特性映射，将与由加速器开度传感器18检测出的加速器开度对应的加速度设定为目标加速度。
接着，在步骤S3中，PCM14基于在步骤S1中已取得的运转状态而设定用于实现在步骤S2中所设定的目标加速度的目标发动机转矩以及目标电动机转矩。
PCM14基于当前的车速、变速级、路面坡度、路面μ等而设定发动机2与电动机4的合计转矩的目标值。进一步地，参照规定了燃料消耗率(g/kWh)为最小的发动机转矩与发动机转速的关系的燃料消耗率特性映射(预先创建并存储于存储器等)，将与根据在步骤S1中取得的曲柄转角计算出的当前的发动机转速对应的发动机转矩设定为目标发动机转矩。另外，将从合计转矩的目标值减去目标发动机转矩而得到的值设定为目标电动机转矩。
例如，在合计转矩的目标值大于目标发动机转矩的情况下，设定正值的目标电动机转矩。即，使发动机2在燃料消耗率小的区域运转，并且电动机4补偿不足的转矩，由此输出为了实现目标加速度所需的转矩。
另一方面，在合计转矩的目标值小于目标发动机转矩的情况下，设定负值的目标电动机转矩。即，使发动机2在燃料消耗率小的区域运转，并且剩余转矩用于由电动机4进行的发电来对电池10充电，由此能够边高效地进行电池10的充电边输出为了实现目标加速度所需的转矩。
接着，在步骤S4中，PCM14基于在步骤S1中取得的运转状态而确定用于实现在步骤S3中所设定的目标发动机转矩的发动机2的各致动器(例如火花塞32、节流阀28、进气排气阀机构34)的控制值。
具体而言，PCM14算出在目标发动机转矩中加入了基于摩擦损失、泵气损失的损失转矩而得的目标图示转矩，从对各种填充效率和各种发动机转速规定了点火时期与图示转矩的关系的点火提前角映射(预先创建并存储于存储器等)之中选择如下的点火提前角映射：在与当前的发动机转速对应且不发生爆震的范围(比在各点火提前角映射中预先设定的爆震极限点火时期滞后角侧的范围)内尽可能地接近于MBT(Minimum Advance for BestTorque：最佳转矩的最小提前量)的点火时期的情况下能够得到目标图示转矩，并参照所选择的点火提前角映射而将与目标图示转矩对应的点火时期设定为点火时期。
另外，PCM14求出为了输出目标图示转矩所需的热量(要求热量)，并将为了产生该要求热量所需的填充效率设定为目标填充效率。然后，PCM14考虑气流传感器24检测出的空气量来设定节流阀28的开度和经由进气排气阀机构34的进气阀的开闭时期，以使得相当于所设定的目标填充效率的空气被导入到发动机2。
接着，在步骤S5中，PCM14基于在步骤S1中取得的运转状态、在步骤S3中设定的目标电动机转矩、以及在步骤S4中设定的发动机2的各致动器的控制量，来确定使电动机4输出的转矩(电动机指令转矩)，具体而言，确定由逆变器12控制的电动机4与电池10之间的电力的输入输出的控制值。
在此，参照图4和图5来说明由PCM14进行的电动机指令转矩的确定方法。图4是表示本发明的实施方式的动力控制装置确定电动机指令转矩的方法的控制框图。图5是表示发动机2的输出轴上的转矩的变动成分的线图，曲线图(a)是表示发动机2的输出轴上的转矩的变动的线图，曲线图(b)是表示转矩变动成分中由气缸内的燃烧气体的压力变化引起的成分的线图，曲线图(c)是表示转矩变动成分中由发动机2内部的往复运动质量的惯性引起的成分的线图，曲线图(d)是表示将由气缸内的燃烧气体的压力变化引起的成分与由发动机2内部的往复运动质量的惯性引起的成分合成后的转矩变动成分的线图。图5的各曲线图中的横轴表示曲柄转角(deg)，纵轴表示转矩(Nm)。
如图4所示，PCM14具备：发动机平均转矩推定部36，该发动机平均转矩推定部36推定发动机2在一个循环中产生的平均转矩(发动机平均转矩)；转矩变动成分推定部38，该转矩变动成分推定部38推定发动机2的输出轴上的转矩的变动成分(转矩变动成分)；以及电动机指令转矩确定部40，该电动机指令转矩确定部40确定使电动机4输出的转矩(电动机指令转矩)。
发动机平均转矩推定部36将在步骤S1中取得的吸入空气量和曲柄转角作为输入。发动机平均转矩推定部36基于在步骤S1中取得的吸入空气量来推定填充效率，求出与以推定出的填充效率将空气导入到发动机2时产生的热量对应的图示转矩，并减去基于摩擦损失、泵气损失的损失转矩，由此推定发动机平均转矩。另外，发动机平均转矩推定部36基于在步骤S1中取得的曲柄转角来算出发动机转速。
转矩变动成分推定部38基于由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩、由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速以及在步骤S1中取得的曲柄转角，来推定转矩变动成分。
如图5的曲线图(a)所示，发动机2的输出轴上的转矩(在图5中用实线表示)能够分离成由气缸内的燃烧气体的压力变化引起的转矩(指压转矩，在图5中用虚线表示)和由发动机2内部的往复运动质量(活塞、连杆等)的惯性引起的转矩(惯性转矩，在图5中用单点划线表示)。
在这些之中，指压转矩的变动表示为将以曲柄转角180deg为一个周期的正弦振动(所谓的二次振动)以及更高次振动合成后得到的振动，但在向车室地板传递振动等中最成为问题的是二次振动。因此，如曲线图(b)所示，若抽出以发动机平均转矩为基准的指压转矩的变动中的二次振动成分，则作为由指压转矩的变动引起的转矩变动成分(指压转矩变动成分)，能够得到以曲柄转角180deg为一个周期的正弦振动。该指压转矩变动成分的振幅能够表示为发动机平均转矩的函数，与发动机平均转矩的增大成比例地增大。
另外，如曲线图(c)所示，由惯性转矩的变动引起的转矩变动成分(惯性转矩变动成分)表示为相位与曲线图(b)所示的指压转矩变动成分相反的正弦振动。该惯性转矩变动成分的振幅能够表示为发动机转速的函数，发动机转速越高则该惯性转矩变动成分的振幅越大。
如曲线图(d)所示，发动机2的转矩变动成分表示为将曲线图(b)所示的指压转矩变动成分和曲线图(c)所示的惯性转矩变动成分合成后得到的、以曲柄转角180deg为一个周期的正弦振动。如上所述，指压转矩变动成分的振幅表示为发动机平均转矩的函数，惯性转矩变动成分的振幅表示为发动机转速的函数，因此将它们合成后得到的发动机2的转矩变动成分的振幅能够表示为发动机平均转矩Te和发动机转速Ne的函数Atr(Te、Ne)。因此，发动机2的转矩变动成分表示为以曲柄转角CA为变量、振幅为Atr(Te，Ne)的正弦函数Atr(Te，Ne)Sin(CA)。
转矩变动成分推定部38通过将在步骤S1中取得的曲柄转角CA、由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩Te以及由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速Ne代入到曲线图(d)所示的正弦函数Atr(Te，Ne)×Sin(CA)，来推定转矩变动成分。
如图4所示，在电动机指令转矩确定部40中，除了输入在步骤S1中取得的电动机转角、在步骤S3中设定的目标电动机转矩以外，还将对由转矩变动成分推定部38推定出的转矩变动成分乘以规定的控制增益(图4中的“K”)而得到的值作为反向转矩来输入。该控制增益K是设定为使电动机4输出能够在抑制能量效率降低的同时有效地吸收发动机2的转矩变动的反向转矩的增益(反向转矩控制增益)，由PCM14根据在步骤S1中取得的运转状态以及在步骤S3中所设定的目标发动机转矩而在-1≤K≤0的范围内设定。即，作为反向转矩，将相位与发动机2的转矩变动成分相反且位移为转矩变动成分的位移以下的值输入到电动机指令转矩确定部40。反向转矩控制增益的设定详情将在后面叙述。
电动机指令转矩确定部40基于在步骤S1中取得的电动机转角、在步骤S3中所设定的目标电动机转矩、以及反向转矩来确定电动机指令转矩。具体而言，电动机指令转矩确定部40将在步骤S3中所设定的目标电动机转矩与反向转矩的合计值确定为与在步骤S1中取得的曲柄转角CA对应的电动机转角处的电动机指令转矩，并输出到逆变器12。
返回至图3，PCM14在步骤S5中确定了电动机指令转矩之后，前进至步骤S6，根据在步骤S4中所确定的发动机致动器控制值来控制节流阀28以及进气排气阀机构34，并且基于根据发动机2的运转状态等而确定的目标当量比和根据气流传感器24的检测信号S124等推定出的实际空气量，来控制燃料喷射阀30。另外，PCM14控制由逆变器12进行的电动机4与电池10之间的电力的输入输出，以使电动机4输出在步骤S5中所确定的电动机指令转矩。在步骤S6之后，PCM14结束动力控制处理的一个循环。
<反向转矩控制增益的设定>
接着，利用图6至图9来对由PCM14进行的反向转矩控制增益的设定进行说明。
图6A-6C是表示在发动机转速恒定的情况下由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩与反向转矩的关系的线图，图6A是表示由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩与发动机2的转矩变动成分的振幅的关系的图，图6B是表示由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩与控制增益(图4中的“K”)的绝对值的关系的图，图6C是表示由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩与反向转矩的振幅的绝对值的关系的图。
如上所述，发动机2的输出轴上的转矩变动成分是通过将指压转矩变动成分和惯性转矩变动成分合成而得到的。指压转矩变动成分的振幅能够表示为发动机平均转矩的函数，与发动机平均转矩的增大成比例地增大。另外，惯性转矩变动成分的振幅能够表示为发动机转速的函数，发动机转速越高则惯性转矩变动成分的振幅越大。因此，如图6A所示，在发动机转速恒定的情况下，发动机2的转矩变动成分的振幅与由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩的增大成比例地增大。
在该情况下，如图6B所示，在由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩小于规定值Te1的范围内，控制增益(图4中的“K”)的绝对值被设定为恒定值(具体而言为1)，在发动机平均转矩为规定值Te1以上的范围内，被设定为发动机平均转矩越大则控制增益的绝对值越小。
因此，如图6C所示，在由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩为规定值Te1以下的范围内，发动机平均转矩越大，反向转矩的振幅的绝对值越大。另外，在由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩大于规定值Te1的范围内，随着控制增益(图4中的“K”)的绝对值根据发动机平均转矩的增大而变小，反向转矩的振幅的绝对值的增加比例变得平缓，在发动机平均转矩为规定值Te2时，反向转矩的振幅的绝对值成为极大。并且，在由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩大于Te2的范围内，发动机平均转矩越大，反向转矩的振幅的绝对值越小。
即，发动机平均转矩越大，转矩变动成分的振幅越大，但在发动机平均转矩为规定值Te1以下的范围内，由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩越大，反向转矩的振幅的绝对值也越大，因此能够通过反向转矩来可靠地吸收发动机2的转矩变动成分，能够抑制伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动。
另外，在由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩为规定值Te2的附近，由于由发动机2产生的驱动力与车辆1的行驶阻力对抗而车速难以变化，因此发动机转速的变化小，发动机2的转矩变动成分的频率难以变化。在该情况下，由于伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动的频率难以变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中容易产生共振，车室地板的振动易于变大。因此，通过将反向转矩的振幅的绝对值设为极大，能够通过反向转矩来可靠地吸收发动机2的转矩变动成分，能够抑制伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动。
另外，在发动机平均转矩大于规定值Te2的范围内，发动机平均转矩越大，由发动机2产生的驱动力的余裕越大，车速越容易上升，因此发动机转速随着车速的上升而上升，由此发动机2的转矩变动成分的频率容易上升。在该情况下，由于伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动的频率易于变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中难以产生共振，车室地板的振动难以变大。即，即使使反向转矩的振幅的绝对值变小，车室地板的振动、噪声也被充分地抑制。因此，通过由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩越大而使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分地吸收发动机2的转矩变动，并且能够抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
图7A-7C是表示在发动机平均转矩恒定的情况下由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速与反向转矩的关系的线图，图7A是表示由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速与发动机2的转矩变动成分的振幅的关系的图，图7B是表示由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速与控制增益(图4中的“K”)的绝对值的关系的图，图7C是表示由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速与反向转矩的振幅的绝对值的关系的图。
如上所述，发动机2的输出轴上的转矩变动成分是通过将指压转矩变动成分和相位与指压转矩变动成分相反的惯性转矩变动成分合成而得到的。指压转矩变动成分的振幅能够表示为发动机平均转矩的函数，与发动机平均转矩的增大成比例地增大。另外，惯性转矩变动成分的振幅能够表示为发动机转速的函数，发动机转速越高则惯性转矩变动成分的振幅越大。因此，如图7A所示，在由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩恒定的情况，在小于指压转矩变动成分的振幅与惯性转矩变动成分的振幅一致的发动机转速Ne1的范围内，由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速越高，发动机2的转矩变动成分的振幅越小；在指压转矩变动成分的振幅与惯性转矩变动成分的振幅一致的发动机转速Ne1以上的范围内，由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速越高，发动机2的转矩变动成分的振幅越大。
在该情况下，如图7B所示，在由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速小于规定值Ne2的范围内，设定为发动机转速越高则控制增益(图4中的“K”)的绝对值越大；在由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速为规定值Ne2以上的范围内，设定为发动机转速越高则控制增益的绝对值越小，其中，Ne2接近于从发动机2到车室地板的振动传递路径中的共振频率。
因此，如图7C所示，在由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速小于规定值Ne2的范围内，发动机转速越高，反向转矩的振幅的绝对值越大。另外，在由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速为规定值Ne2的附近处，反向转矩的振幅的绝对值成为极大。并且，在由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速高于Ne2的范围内，发动机转速越高，反向转矩的振幅的绝对值越小。
即，在发动机转速小于规定值Ne2的范围内，由发动机2产生的驱动力的余裕大而车速容易上升，因此发动机转速随着车速的上升而上升，由此发动机2的转矩变动成分的频率容易上升。在该情况下，由于伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动的频率易于变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中难以产生共振，车室地板的振动难以变大。即，即使使反向转矩的振幅的绝对值变小，车室地板的振动、噪声也被充分地抑制。因此，通过由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速越低而使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分地吸收发动机2的转矩变动，并且能够抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
另外，在由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速为规定值Ne2的附近处，由于发动机转速接近于从发动机2到车室地板的振动传递路径中的共振频率，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中容易产生共振，车室地板的振动容易变大。
因此，通过将反向转矩的振幅的绝对值设为极大，从而能够通过反向转矩来可靠地吸收发动机2的转矩变动成分，能够抑制伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动。
另外，在发动机转速高于规定值Ne2的范围内，发动机转速越高，在从发动机2到车室地板的振动传递路径中振动越容易衰减，因此车室地板的振动、噪声难以变大。即，即使使反向转矩的振幅的绝对值变小，车室地板的振动、噪声也被充分地抑制。因此，通过由发动机平均转矩推定部36计算出的发动机转速越高而使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分地吸收发动机2的转矩变动，并且能够抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
图8A-8C是表示在发动机平均转矩和发动机转速恒定的情况下从TCM16输入到PCM14的车辆1的自动变速器6的变速级与反向转矩的关系的线图，图8A是表示从TCM16输入到PCM14的变速级与发动机2的转矩变动成分的振幅的关系的图，图8B是表示从TCM16输入到PCM14的变速级与控制增益(图4中的“K”)的绝对值的关系的图，图8C是表示从TCM16输入到PCM14的变速级与反向转矩的振幅的绝对值的关系的图。
如上所述，发动机2的输出轴上的转矩变动成分是通过将指压转矩变动成分和相位与指压转矩变动成分相反的惯性转矩变动成分合成而得到的。因此，如图8A所示，在发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下，发动机2的转矩变动成分的振幅与从TCM16输入到PCM14的变速级的高低无关而恒定。
在该情况下，如图8B所示，设定为：从TCM16输入到PCM14的车辆1的变速级越高(减速比越小)，控制增益(图4中的“K”)的绝对值越大。
因此，如图8C所示，从TCM16输入到PCM14的车辆1的变速级越高，反向转矩的振幅的绝对值越大，从TCM16输入到PCM14的车辆1的变速级越低，反向转矩的振幅的绝对值越小。
即，车辆1的变速级越低，由发动机2产生的驱动力的余裕越大而车速越容易上升，因此发动机转速随着车速的上升而上升，由此发动机2的转矩变动成分的频率容易上升。在该情况下，伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动的频率易于变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中难以产生共振，车室地板的振动难以变大。即，即使使反向转矩的振幅的绝对值变小，车室地板的振动、噪声也被充分地抑制。因此，通过从TCM16输入到PCM14的车辆1的变速级越低而使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分地吸收发动机2的转矩变动，并且能够抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
图9A-图9C是表示在发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下车辆1的加速度与反向转矩的关系的线图，图9A是表示加速度与发动机2的转矩变动成分的振幅的关系的图，图9B是表示加速度与控制增益(图4中的“K”)的绝对值的关系的图，图9C是表示加速度与反向转矩的振幅的绝对值的关系的图。车辆1的加速度由PCM14在图3的动力控制处理的步骤S2中设定为目标加速度，或者基于从车速传感器20输入的车速来算出。
如上所述，发动机2的输出轴上的转矩变动成分是通过将指压转矩变动成分和相位与指压转矩变动成分相反的惯性转矩变动成分合成而得到的。因此，如图9A所示，在发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下，发动机2的转矩变动成分的振幅与由PCM14设定或计算出的加速度的大小无关而恒定。
在这种情况下，如图9B所示，设定为：由PCM14设定或计算出的车辆1的加速度越接近于0，控制增益(图4中的“K”)的绝对值越大。
因此，如图9C所示，由PCM14设定或计算出的车辆1的加速度越接近于0，反向转矩的振幅的绝对值越大。
即，车辆1的加速度越接近于0，即车速的变化越小，发动机转速的变化越小而发动机2的转矩变动成分的频率越难以变化。在这种情况下，由于伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动的频率难以变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中容易产生共振，车室地板的振动易于变大。另外，在车室地板的振动的频率恒定的情况下，乘员容易感觉到振动。因此，通过由PCM14设定或计算出的车辆1的加速度越接近于0而使反向转矩的振幅的绝对值越大，从而能够通过反向转矩来可靠地吸收发动机2的转矩变动成分，能够抑制伴随着发动机2的转矩变动而产生的振动。
符号说明
1 车辆
2 发动机
4 电动机
6 自动变速器
8 差速器装置
10 电池
12 逆变器
14 PCM
16 TCM
18 加速器开度传感器
20 车速传感器
22 曲柄转角传感器
24 气流传感器
26 电动机转角传感器
28 节流阀
30 燃料喷射阀
32 火花塞
34 进气排气阀机构
36 发动机平均转矩推定部
38 转矩变动成分推定部
40 电动机指令转矩确定部

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的动力控制方法，该混合动力车辆具备：内燃机；动力传递机构，该动力传递机构将所述内燃机的动力传递至驱动轮；以及电动机，该电动机与所述内燃机连结且能够向所述动力传递机构输出动力，所述混合动力车辆的动力控制方法的特征在于，具有如下步骤：
推定所述内燃机输出的平均转矩的步骤；
推定所述内燃机输出的转矩中的转矩变动成分的步骤；
设定对推定出的所述转矩变动成分进行抑制的反向转矩的步骤；以及
控制所述电动机以输出设定的所述反向转矩的步骤，
设定所述反向转矩的步骤包括：设定负的控制增益的步骤以及基于推定出的所述转矩变动成分与所述控制增益之积来设定所述反向转矩的步骤，其中，按如下方式设定负的控制增益：在所述内燃机输出的所述平均转矩恒定的情况下，所述内燃机的转速越大，所述负的控制增益的绝对值越小。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力控制方法，其特征在于，
设定所述反向转矩的步骤包括按如下方式设定所述控制增益的步骤：在所述内燃机的转速恒定的情况下，所述内燃机输出的所述平均转矩越大，所述控制增益的绝对值越大。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力控制方法，其特征在于，
设定所述反向转矩的步骤包括按如下方式设定所述控制增益的步骤：在所述内燃机的转速恒定的情况下，所述内燃机输出的所述平均转矩越大，所述控制增益的绝对值越小。
4.一种混合动力车辆的动力控制装置，该混合动力车辆具备：内燃机；动力传递机构，该动力传递机构将所述内燃机的动力传递至驱动轮；以及电动机，该电动机与所述内燃机连结且能够向所述动力传递机构输出动力，所述混合动力车辆的动力控制装置的特征在于，具有：
平均转矩推定部，该平均转矩推定部推定所述内燃机输出的平均转矩；
转矩变动成分推定部，该转矩变动成分推定部推定所述内燃机输出的转矩中的转矩变动成分；
反向转矩设定部，该反向转矩设定部设定对推定出的所述转矩变动成分进行抑制的反向转矩；以及
电动机控制部，该电动机控制部控制所述电动机以输出设定的所述反向转矩，
所述反向转矩设定部按如下方式设定负的控制增益：在所述内燃机输出的所述平均转矩恒定的情况下，所述内燃机的转速越大，所述负的控制增益的绝对值越小，
并且所述反向转矩设定部基于推定出的所述转矩变动成分与所述控制增益之积来设定所述反向转矩。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的动力控制装置，其特征在于，
所述反向转矩设定部按如下方式设定所述控制增益：在所述内燃机的转速恒定的情况下，所述内燃机输出的所述平均转矩越大，所述控制增益的绝对值越大。
6.根据权利要求4所述的混合动力车辆的动力控制装置，其特征在于，
所述反向转矩设定部按如下方式设定所述控制增益：在所述内燃机的转速恒定的情况下，所述内燃机输出的所述平均转矩越大，所述控制增益的绝对值越小。
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