CN110312648B - 混合动力车辆的动力控制方法及动力控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制能量效率的降低并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)指定动力传递机构中的减速比，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，并且以输出设定的反向转矩的方式对电动机进行控制，PCM以在发动机输出的平均转矩及发动机转速恒定的情况下减速比越小则反向转矩的绝对值越大的方式设定反向转矩。

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及动力控制装置，尤其涉及具备内燃机、将内燃机的动力向驱动轮传递的动力传递机构及连结于内燃机并能够向动力传递机构输出动力的电动机的混合动力车辆的动力控制方法及动力控制装置。
背景技术
以往，为了提高搭载了汽油发动机、柴油发动机等内燃机(以下，称为“发动机”)及自动变速器的车辆的操作性、乘坐感受，要求缩短自动变速器的变速时间，作为为此所需的一个条件，例举降低发动机的惯性。为了降低发动机的惯性，需要能够在不利用惯性的情况下吸收发动机的转矩变动。
另外，为了提高多气缸发动机的燃油经济性，提出了根据发动机的运转负载而使一部分的气缸中的燃烧停止的气缸休止发动机。气缸休止时的发动机的转矩变动大于在全气缸中进行燃烧的全缸运转时的转矩变动，因此，为了以燃油经济性能的进一步提高为目的而扩大进行气缸休止的运转区域，需要能够吸收增大的发动机的转矩变动。
此外，发动机的转矩变动经由从发动机座、变速器到传动轴的动力传动系而向车室地板传递，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手段，提出了以抑制发动机的转矩变动的方式使电动机输出转矩的动力输出装置(例如，参照专利文献1)。该以往的动力输出装置以如下方式控制电动机：与发动机的输出轴的转矩脉动联动地输出正的脉动转矩，并且使用向驱动轴输出的过剩的动力来利用发电机进行发电，从而抑制与发动机的转矩脉动相伴的振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-187168号公报
然而，在如专利文献1所记载的现有技术中，为了抑制与发动机的转矩脉动相伴的振动，必须与发动机的转矩脉动联动地高频地控制电动机的转矩输出和发电机的发电，因此伴随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
本发明为了解决上述的现有技术的问题点而完成，其目的在于提供一种能够抑制能量效率的降低并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及动力控制装置。
用于解决课题的手段
为了达成上述的目的，本发明是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：指定所述动力传递机构中的减速比的步骤；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按如下方式设定所述反向转矩的步骤：在所述内燃机输出的平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述反向转矩的绝对值越大。
在这样构成的本发明中，在内燃机输出的平均转矩及内燃机的转速恒定的情况下减速比越小则反向转矩的绝对值越大。即，减速比越大则反向转矩的绝对值越小。动力传递机构中的减速比越大(车辆的变速挡越低)，则基于内燃机的驱动力的富余越大，从而随同车速的上升而内燃机的转速容易上升，内燃机的转矩变动成分的频率容易上升，与内燃机的转矩变动相伴的振动的频率容易变化。在该情况下，在从内燃机到车室地板的振动传递路径中共振难以发生，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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。这样，减速比越大则使反向转矩的绝对值越小(减速比越小则使反向转矩的绝对值越大)，从而能够充分吸收内燃机的转矩变动并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，设定所述反向转矩的步骤包括如下步骤：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平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述负的控制增益的绝对值越大。
在这样构成的本发明中，基于设定为在内燃机输出的平均转矩及内燃机的转速恒定的情况下减速比越小则绝对值越大的负的控制增益与内燃机的转矩变动成分的积来设定反向转矩，因此，减速比越小则能够使反向转矩的绝对值越大，能够充分吸收内燃机的转矩变动并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，设定所述反向转矩的步骤包括按如下方式设定所述反向转矩的步骤：在所述平均转矩恒定的情况下，所述内燃机的转速越大，所述反向转矩的绝对值越大。
在这样构成的本发明中，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反向转矩的绝对值越大。当内燃机的转速变小时，驱动力的富余变大，从而随同车速的上升而内燃机的转速容易上升，内燃机的转矩变动成分的频率容易上升，与内燃机的转矩变动相伴的振动的频率容易变化。在该情况下，在从内燃机到车室地板的振动传递路径中共振难以发生，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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。这样，内燃机的转速越大则使反向转矩的绝对值越大(内燃机的转速越小，则使反向转矩的绝对值越小)，从而能够充分吸收内燃机的转矩变动并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，设定所述反向转矩的步骤包括按如下方式设定所述反向转矩的步骤：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，所述反向转矩的绝对值越小。
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，则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，驱动力的富余变大，从而随同车速的上升而内燃机的转速容易上升，内燃机的转矩变动成分的频率容易上升，与内燃机的转矩变动相伴的振动的频率容易变化。在该情况下，在从内燃机到车室地板的振动传递路径中共振难以发生，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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。这样，内燃机输出的平均转矩越大，则使反向转矩的绝对值越小，从而能够充分吸收内燃机的转矩变动并抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
另外，本发明是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：减速比指定部，该减速比指定部指定所述动力传递机构中的减速比；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所述反向转矩：在所述内燃机输出的平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述反向转矩的绝对值越大。
另外，在本发明中，优选的是，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平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述负的控制增的绝对值越大，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。
另外，在本发明中，优选的是，所述反向转矩设定部按如下方式设定所述反向转矩：在所述平均转矩恒定的情况下，所述内燃机的转速越大，所述反向转矩的绝对值越大。
另外，在本发明中，优选的是，所述反向转矩设定部按如下方式设定所述反向转矩：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，所述反向转矩的绝对值越小。
发明效果
根据本发明的车辆的动力控制方法及动力控制装置，能够抑制能量效率的降低并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是表示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中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及发动机转速恒定的情况下的车辆的自动变速器的减速比与反向转矩的关系的线图。
图8B是表示在发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下的车辆的自动变速器的减速比与反向转矩的关系的线图。
图8C是表示在发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下的车辆的自动变速器的减速比与反向转矩的关系的线图。
图9A是表示在发动机平均转矩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，参照附图对本发明的实施方式的车辆的动力控制方法及动力控制装置进行说明。
<系统结构>
首先，参照图1及图2，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及电动机4作为驱动力源的混合动力车辆。发动机2与电动机4经由进行动力传递的连接/切断的未图示的离合器而连结。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的输出经由差动装置8而向左右的驱动轮传递。
另外，在车辆1中，搭载有蓄电池10(二次电池)和对电动机4与蓄电池10之间的电力的输入输出进行控制的变换器12。变换器12将从蓄电池10供给的直流电力变换为交流电力而向电动机4供给，并且通过将电动机4产生的再生电力变换为直流电力向蓄电池10供给而对蓄电池10进行充电。
此外，车辆1具有对发动机2进行控制并且经由变换器12而对电动机4进行控制的PCM14(动力控制装置)和对自动变速器6进行控制的TCM16(Transmission ControlModule，变速箱控制模块)。
如图2所示，在车辆1设置有检测与车辆1相关的各种运转状态的传感器。这些传感器具体而言如下。加速器开度传感器18检测加速踏板的开度(相当于驾驶员踩踏加速踏板的量)即加速器开度。车速传感器20检测车辆1的速度(车速)。曲柄角传感器22检测发动机2的曲轴的曲柄角。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。电动机角传感器26检测电动机4的转子的旋转角。上述各种传感器分别将与检测出的参数对应的检测信号S118～S126向PCM14输出。
另外，从对车辆1的自动变速器6进行控制的TCM16向在PCM14输入与自动变速器6相关的各种信息(例如当前的变速挡、是否到了进行变速的变速点、变速到下一变速挡时的发动机转速等)。
PCM14基于从上述的各种传感器输入的检测信号S118～S126及从TCM16输入的与自动变速器6相关的各种信息，而进行对发动机2及变换器12的控制。具体而言，如图2所示，PCM14向节气门28供给控制信号S128而对节气门28的开闭定时、节气开度进行控制，向燃料喷射阀30供给控制信号S130而对燃料喷射量、燃料喷射时机进行控制，向火花塞32供给控制信号S132而对点火定时进行控制，向进排气门机构34供给控制信号S134而对发动机2的进气门及排气门的动作时机进行控制，向变换器12供给控制信号S112而对电动机4与蓄电池10之间的电力的输入输出进行控制。
PCM14由具备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上起动而实现指定功能的应用程序)及用于存储程序、各种数据的如ROM、RAM的内部存储器的计算机构成。
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“减速比指定部”、“平均转矩推定部”、“转矩变动成分推定部”、“反向转矩设定部”及“电动机控制部”发挥功能。
<动力控制>
接着，参照图3，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的点火装置接通且向PCM14接通了电源的情况下起动，并且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取得与车辆1的运转状态相关的各种信息。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、曲柄角传感器22检测出的曲柄角、气流传感器24检测出的吸入空气量、电动机角传感器26检测出的电动机4的转子的旋转角及从TCM16输入的自动变速器6的当前的变速挡等。
接着，在步骤S2中，PCM14基于在步骤S1中取得的车辆1的运转状态而设定目标加速度。具体而言，PCM14从针对各种车速及各种变速挡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(预先制成并存储于存储器等)之中选择与当前的车速及变速挡对应的加速度特性映射。并且，参照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中取得的运转状态而设定用于实现在步骤S2中设定的目标加速度的目标发动机转矩及目标电动机转矩。
PCM14基于当前的车速、变速挡、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。此外，参照燃料消耗率(g/kWh)最小的规定了发动机转矩与发动机转速的关系的燃料消耗率特性映射(预先制成并存储于存储器等)，将与基于在步骤S1中取得的曲柄角而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，在燃料消耗率小的区域中运转发动机2，并且不足的转矩由电动机4补足，从而输出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，在燃料消耗率小的区域中运转发动机2，并且剩余转矩利用于电动机4的发电而对蓄电池10进行充电，从而能够一边高效地进行蓄电池10的充电一边输出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，确定用于实现在步骤S3中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、节气门28、进排气门机构34)的控制值。
具体而言，PCM14算出在目标发动机转矩中掺加了由摩擦损耗、泵损耗产生的损失转矩而得到的目标图示转矩，并在针对各种填充效率及各种发动机转速而规定了点火定时与图示转矩的关系的点火提前角映射(预先制成并存储于存储器等)之中，选择与当前的发动机转速对应，且在不发生爆震的范围(在各点火提前角映射中比预先设定的初爆极限点火定时靠滞后角侧的范围)内尽可能接近MBT(Minimum Advance for Best Torque，最大扭矩的最小点火提前角)的点火定时时得到目标图示转矩的点火提前角映射，参照选择的点火提前角映射而将与目标图示转矩对应的点火定时设定为点火定时。
另外，PCM14求出输出目标图示转矩所需的热量(要求热量)，将产生该要求热量所需的填充效率设定为目标填充效率。并且，PCM14以将与设定的目标填充效率相当的空气导入发动机2的方式，考虑气流传感器24检测出的空气量地设定节气门28的开度和经由进排气门机构34的进气门的开闭定时。
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及在步骤S4中设定的发动机2的各致动器的控制量，确定使电动机4输出的转矩(电动机指令转矩)，具体而言确定基于变换器12的电动机4与蓄电池10之间的电力的输入输出的控制值。
在此，参照图4及图5，对基于PCM14的电动机指令转矩的确定方法进行说明。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的输出轴中的转矩的变动成分的线图，图表(a)是表示发动机2的输出轴中的转矩的变动的线图，图表(b)是表示转矩变动成分中的因气缸内的燃烧气体的压力变化引起的成分的线图，图表(c)是表示转矩变动成分中的因发动机2内部的往复运动质量的惯性引起的成分的线图，图表(d)是表示将因气缸内的燃烧气体的压力变化引起的成分与因发动机2内部的往复运动质量的惯性引起的成分合成而得到的转矩变动成分的线图。图5的各图表中的横轴表示曲柄角(deg)，纵轴表示转矩(Nm)。
如图4所示，PCM14具备：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)的发动机平均转矩推定部36、推定发动机2的输出轴中的转矩的变动成分(转矩变动成分)的转矩变动成分推定部38、及确定使电动机4输出的转矩(电动机指令转矩)的电动机指令转矩确定部40。
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及曲柄角作为输入。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，求出与在以推定出的填充效率向发动机2导入空气时产生的热量对应的图示转矩，并且通过减去基于摩擦损耗、泵损耗的损失转矩而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中取得的曲柄角而算出发动机转速。
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算出的发动机转速及在步骤S1中取得的曲柄角来推定转矩变动成分。
如图5的图表(a)所示，发动机2的输出轴中的转矩(在图5中由实线表示)能够分离为因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中通过虚线表示)和因发动机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中通过单点划线表示)。
其中，指压转矩的变动表示为对以曲柄角180deg为一个周期的正弦振动(所谓的二次振动)及更高次的振动进行合成而得到的振动，但在向车室地板的振动传递等中最会引发问题的是二次振动。因此，如图表(b)所示，当提取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时，作为因指压转矩的变动引起的转矩变动成分(指压转矩变动成分)，得到以曲柄角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，如图表(c)所示，因惯性转矩的变动引起的转矩变动成分(惯性转矩变动成分)表示为与图表(b)所示的指压转矩变动成分反相的正弦振动。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，发动机转速越高则越大。
如图表(d)所示，发动机2的转矩变动成分表示为对图表(b)所示的指压转矩变动成分和图表(c)所示的惯性转矩变动成分进行合成而得到的以曲柄角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，因此对它们进行合成而得到的发动机2的转矩变动成分的振幅能够表示为发动机平均转矩Te及发动机转速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角CA为变量且振幅为Atr(Te，Ne)的正弦函数Atr(Te，Ne)Sin(CA)。
转矩变动成分推定部38将在步骤S1中取得的曲柄角CA和由发动机平均转矩推定部36推定出的发动机平均转矩Te及由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速Ne代入图表(d)所示的正弦函数Atr(Te，Ne)×Sin(CA)中，从而推定转矩变动成分。
如图4所示，在电动机指令转矩确定部40中，除了在步骤S1中取得的电动机角、在步骤S3中设定的目标电动机转矩之外，还将由转矩变动成分推定部38推定出的转矩变动成分与规定的控制增益(图4中的“K”)相乘而得到的值作为反向转矩输入。该控制增益K是以抑制能量效率的降低并使电动机4输出能够有效地吸收发动机2的转矩变动的反向转矩的方式设定的增益(反向转矩控制增益)，通过PCM14，与在步骤S1中取得的运转状态及在步骤S3中设定的目标发动机转矩相应地在-1≦K≦0的范围内设定。即，与发动机2的转矩变动成分反相且位移为转矩变动成分的位移以下的值作为反向转矩而向电动机指令转矩确定部40输入。反向转矩控制增益的设定的详细情况在之后叙述。
电动机指令转矩确定部40基于在步骤S1中取得的电动机角、在步骤S3中设定的目标电动机转矩及反向转矩而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中设定的目标电动机转矩和反向转矩的合计值确定为与在步骤S1中取得的曲柄角CA对应的电动机角中的电动机指令转矩，并向变换器12输出。
返回图3，PCM14在步骤S5中确定了电动机指令转矩之后，进入步骤S6，基于在步骤S4中确定的发动机致动器控制值来控制节气门28及进排气门机构34，并且以根据发动机2的运转状态等确定的目标当量比和基于气流传感器24的检测信号S124等推定出的实际空气量为基础，控制燃料喷射阀30。另外，PCM14以使电动机4输出在步骤S5中确定的电动机指令转矩的方式控制基于变换器12的电动机4与蓄电池10之间的电力的输入输出。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，通过图6至图9，对基于PCM14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的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的输出轴中的转矩变动成分通过对指压转矩变动成分和惯性转矩变动成分进行合成而得到。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，则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，控制增益(图4中的“K”)的绝对值与发动机平均转矩的增大相应地减小，伴随于此，反向转矩的振幅的绝对值的增加比例变缓，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变为极大。此外，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Te2的范围内，发动机平均转矩越大，则反向转矩的振幅的绝对值越小。
即，虽然发动机平均转矩越大则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则反向转矩的振幅的绝对值也越大，因此能够通过反向转矩而可靠地吸收发动机2的转矩变动成分，能够抑制与发动机2的转矩变动相伴的振动。
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接近规定值Te2时，由于基于发动机2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减小且发动机2的转矩变动成分的频率难以变化。在该情况下，与发动机2的转矩变动相伴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发生共振，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而能够通过反向转矩可靠地吸收发动机2的转矩变动成分，抑制与发动机2的转矩变动相伴的振动。
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，则基于发动机2的驱动力的富余越大而车速容易上升，因此，由于发动机转速根据车速的上升而上升，发动机2的转矩变动成分的频率容易上升。在该情况下，与发动机2的转矩变动相伴的振动的频率容易变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中共振难以发生，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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。因此，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，则使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分吸收发动机2的转矩变动并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的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的输出轴中的转矩变动成分通过对指压转矩变动成分和与指压转矩变动成分反相的惯性转矩变动成分进行合成而得到。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下，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算出的发动机转速越高，则发动机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算出的发动机转速越高，则发动机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算出的发动机转速小于与从发动机2到车室地板的振动传递路径中的共振频率接近的规定值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。
因此，如图7C所示，在由发动机平均转矩推定部36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，则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算出的发动机转速接近规定值Ne2时，反向转矩的振幅的绝对值变为极大。此外，在由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速高于Ne2的范围内，发动机转速越高，则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，基于发动机2的驱动力的富余大，车速容易上升，因此由于发动机转速根据车速的上升而上升，发动机2的转矩变动成分的频率容易上升。在该情况下，与发动机2的转矩变动相伴的振动的频率容易变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中，共振难以发生，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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。因此，由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速越低，则使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分吸收发动机2的转矩变动并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算出的发动机转速接近规定值Ne2时，发动机转速接近从发动机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共振容易产生，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，能够通过反向转矩可靠地吸收发动机2的转矩变动成分并抑制与发动机2的转矩变动相伴的振动。
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，则在从发动机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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。因此，由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速越高，则使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分吸收发动机2的转矩变动并抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
图8A-8C是表示发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下的车辆1的自动变速器6的减速比与反向转矩的关系的线图，图8A是表示减速比与发动机2的转矩变动成分的振幅的关系的图，图8B是减速比与控制增益(图4中的“K”)的绝对值的关系的图，图8C是减速比与反向转矩的振幅的绝对值的关系的图。车辆1的减速比被从TCM16向PCM14输入，或者，基于由发动机平均转矩推定部36算出的发动机转速和从车速传感器20输入的车速而通过PCM14算出。
如上所述，发动机2的输出轴中的转矩变动成分通过对指压转矩变动成分和与指压转矩变动成分反相的惯性转矩变动成分进行合成而得到。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恒定而与从TCM16向PCM14输入或者通过PCM14算出的减速比的大小无关。
在该情况下，如图8B所示，设定为从TCM16向PCM14输入或者通过PCM14算出的车辆1的减速比越小，则控制增益(图4中的“K”)的绝对值越大。
因此，如图8C所示，从TCM16向PCM14输入或者通过PCM14算出的车辆1的减速比越小，则反向转矩的振幅的绝对值越大，从TCM16向PCM14输入或者通过PCM14算出的车辆1的减速比越大，则使反向转矩的振幅的绝对值越小。
即，车辆1的减速比越大，则基于发动机2的驱动力的富余越大，车速容易上升，因此发动机转速根据车速的上升而上升，从而发动机2的转矩变动成分的频率容易上升。在该情况下，与发动机2的转矩变动相伴的振动的频率容易变化，因此在从发动机2到车室地板的振动传递路径中共振难以发生，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小，车室地板的振动、噪声也被充分抑制。因此，从TCM16向PCM14输入或者通过PCM14算出的车辆1的减速比越大，则使反向转矩的振幅的绝对值越小，从而能够充分吸收发动机2的转矩变动并抑制与反向转矩的产生相伴的电力消耗。
图9A-9C是表示在发动机平均转矩及发动机转速恒定的情况下的车辆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的加速度通过PCM14而在图3的动力控制处理的步骤S2中作为目标加速度设定或者基于从车速传感器20输入的车速算出。
如上所述，发动机2的输出轴中的转矩变动成分通过对指压转矩变动成分和与指压转矩变动成分反相的惯性转矩变动成分进行合成而得到。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恒定，而与由PCM14设定或者算出的加速度的大小无关。
在该情况下，如图9B所示，设定为通过PCM14设定或者算出的车辆1的加速度越接近零，则控制增益(图4中的“K”)的绝对值越大。
因此，如图9C所示，通过PCM14设定或者算出的车辆1的加速度越接近零，则反向转矩的振幅的绝对值越大。
即，车辆1的加速度越接近零，即车速的变化越小，则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难以变化。在该情况下，与发动机2的转矩变动相伴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共振容易产生，车室地板的振动容易变大。另外，在车室地板的振动的频率恒定的情况下，乘员容易感受到振动。因此，通过PCM14设定或者算出的车辆1的加速度越接近零，则使反向转矩的振幅的绝对值越大，从而能够通过反向转矩可靠地吸收发动机2的转矩变动成分并抑制与发动机2的转矩变动相伴的振动。
符号说明
1 车辆
2 发动机
4 电动机
6 自动变速器
8 差动装置
10 蓄电池
12 变换器
14 PCM
16 TCM
18 加速器开度传感器
20 车速传感器
22 曲柄角传感器
24 气流传感器
26 电动机角传感器
28 节气门
30 燃料喷射阀
32 火花塞
34 进排气门机构
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：
指定所述动力传递机构中的减速比的步骤；
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按如下方式设定所述反向转矩的步骤：在所述内燃机输出的平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述反向转矩的绝对值越大，
设定所述反向转矩的步骤包括按如下方式设定所述反向转矩的步骤：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，所述反向转矩的绝对值越小。
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如下步骤：
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平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述负的控制增益的绝对值越大。
3.根据权利要求1或2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反向转矩的步骤：在所述平均转矩恒定的情况下，所述内燃机的转速越大，所述反向转矩的绝对值越大。
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：
减速比指定部，该减速比指定部指定所述动力传递机构中的减速比；
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所述反向转矩：在所述内燃机输出的平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述反向转矩的绝对值越大，
所述反向转矩设定部按如下方式设定所述反向转矩：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，所述反向转矩的绝对值越小。
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负的控制增益：在所述内燃机输出的平均转矩及所述内燃机的转速恒定的情况下，所述减速比越小，所述负的控制增的绝对值越大，
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。
6.根据权利要求4或5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反向转矩：在所述平均转矩恒定的情况下，所述内燃机的转速越大，所述反向转矩的绝对值越大。
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