CN113928302A - 车辆的控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制轰鸣声并且抑制电池的充电率的下降的车辆的控制装置及方法。车辆的控制装置具备：算出目标发动机转矩及目标电动机转矩的目标转矩算出部、算出轰鸣声容许值的容许值算出部以及算出作为用于使轰鸣声成为轰鸣声容许值以下的发动机的转矩的上限值的阈值的阈值算出部。车辆的控制装置具备控制部，所述控制部在目标发动机转矩为阈值以下的情况下，控制发动机以使发动机的转矩成为目标发动机转矩，并且控制电动发电机以使电动发电机的转矩成为目标电动机转矩，在目标发动机转矩大于阈值的情况下，控制发动机以使发动机的转矩成为阈值以下，并且控制电动发电机以使电动发电机的转矩变大。

Description

车辆的控制装置及方法
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置及方法。
背景技术
在日本特开2019-202650号公报中公开了一种车辆的控制装置。车辆具备发动机及电动发电机作为驱动源。车辆具备向电动发电机供给电力的电池。
车辆的控制装置执行抑制由于发动机或从发动机到驱动轮为止的动力传递系统的振动而在车厢内产生的噪声即所谓的轰鸣声(日文：こもり音)的控制。发动机的转矩越大，轰鸣声变得越大。因此，为了抑制轰鸣声，车辆的控制装置控制发动机以使发动机的转矩变小，并且控制电动发电机以使电动发电机的转矩变大。
电动发电机的转矩变得越大，从电池向电动发电机供给的电力越大。其结果是，电池的充电率有可能过度下降。因此，要求抑制轰鸣声，并且抑制电池的充电率的下降。
发明内容
为了解决上述课题，根据本发明的第一方案，提供一种车辆的控制装置。所述车辆具备作为驱动源的发动机、作为驱动源的电动发电机及向所述电动发电机供给电力的电池。所述控制装置具备：目标发动机转矩算出部，所述目标发动机转矩算出部基于驾驶员的加速器操作量算出目标发动机转矩，所述目标发动机转矩是所述发动机的转矩的目标值；目标电动机转矩算出部，所述目标电动机转矩算出部基于所述加速器操作量算出目标电动机转矩，所述目标电动机转矩是所述电动发电机的转矩的目标值；容许值算出部，所述容许值算出部基于示出所述车辆的行驶状态的指标值，算出作为轰鸣声的上限值的轰鸣声容许值；阈值算出部，所述阈值算出部算出阈值，所述阈值是用于使轰鸣声成为所述轰鸣声容许值以下的所述发动机的转矩的上限值；以及控制部，所述控制部在所述目标发动机转矩为所述阈值以下的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述目标发动机转矩，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩成为所述目标电动机转矩，在所述目标发动机转矩大于所述阈值的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述阈值以下，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩变得比所述目标电动机转矩大。
为了解决上述课题，根据本发明的第二方案，提供一种车辆的控制方法。所述车辆具备作为驱动源的发动机、作为驱动源的电动发电机及向所述电动发电机供给电力的电池。所述控制方法具备：基于驾驶员的加速器操作量算出目标发动机转矩，所述目标发动机转矩是所述发动机的转矩的目标值；基于所述加速器操作量算出目标电动机转矩，所述目标电动机转矩是所述电动发电机的转矩的目标值；基于示出所述车辆的行驶状态的指标值，算出作为轰鸣声的上限值的轰鸣声容许值；算出阈值，所述阈值是用于使轰鸣声成为所述轰鸣声容许值以下的所述发动机的转矩的上限值；以及在所述目标发动机转矩为所述阈值以下的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述目标发动机转矩，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩成为所述目标电动机转矩，在所述目标发动机转矩大于所述阈值的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述阈值以下，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩变得比所述目标电动机转矩大。
附图说明
图1是车辆的结构图。
图2是示出由控制装置执行的转矩控制的流程图。
图3是示出车辆的加速度、车辆的速度及轰鸣声容许值的关系的说明图。
图4是示出发动机的旋转速度、发动机的转矩、轰鸣声的大小及阈值的关系的说明图。
具体实施方式
以下，参照图1～图4说明车辆的控制装置的实施方式。首先，说明车辆100的结构。
如图1所示，车辆100具备火花点火式的发动机10。车辆100具备电动发电机40，所述电动发电机40兼备电动机及发电机双方的功能。车辆100是具备发动机10及电动发电机40作为驱动源的所谓的混合动力车辆。
发动机10具备曲轴11。曲轴11与配置在未图示的汽缸中的活塞连结。通过燃料与进气的混合气体的汽缸中的燃烧使曲轴11旋转。
车辆100具备电池71及逆变器72。在电动发电机40作为发电机发挥功能的情况下，电池71积蓄电动发电机40发电得到的电力。在电动发电机40作为电动机发挥功能的情况下，电池71对电动发电机40供给电力。逆变器72调整电动发电机40与电池71之间的电力的授受量。
车辆100具备第一离合器31、第二离合器32、连结轴36、自动变速器61、差动机构62及多个驱动轮63。曲轴11经由第一离合器31与连结轴36连接。利用向第一离合器31的内部供给的液压，在卡合状态与释放状态之间选择性地切换该第一离合器31的连接状态。电动发电机40与连结轴36连接。
连结轴36经由第二离合器32与自动变速器61连接。利用向第二离合器32的内部供给的液压，在卡合状态与释放状态之间选择性地切换第二离合器32的连接状态。自动变速器61是具备多个行星齿轮机构且阶梯地变更变速比的有级式的自动变速器。自动变速器61通过变更变速级，从而切换变速比。自动变速器61经由差动机构62与驱动轮63连接。
车辆100具备加速器位置传感器81、车速传感器82、曲轴角传感器83、加速度传感器84、水温传感器85、电流传感器91、电压传感器92及温度传感器93。
加速器位置传感器81检测加速器操作量ACC，所述加速器操作量ACC是驾驶员操作的加速踏板的操作量。车速传感器82检测作为车辆100的速度的车速SP。曲轴角传感器83检测作为曲轴11的旋转角的曲轴角SC。加速度传感器84检测作为施加于车辆100的加速度的加速度G。水温传感器85检测冷却水温THW，所述冷却水温THW是在发动机10的各部分中流通的冷却水的温度。电流传感器91检测电流IB，所述电流IB是相对于电池71输入输出的电流。电压传感器92检测作为电池71的端子间电压的电压VB。温度传感器93检测作为电池71的温度的电池温度TB。
车辆100具备控制装置200。分别从加速器位置传感器81、车速传感器82、曲轴角传感器83、加速度传感器84、水温传感器85、电流传感器91、电压传感器92、温度传感器93向控制装置200输入示出加速器操作量ACC、车速SP、曲轴角SC、加速度G、冷却水温THW、电流IB、电压VB、电池温度TB的信号。
控制装置200基于曲轴角SC算出发动机旋转速度NE，所述发动机旋转速度NE是曲轴11的每单位时间的转速。控制装置200基于电流IB、电压VB及电池温度TB算出电池71的充电率SOC。
控制装置200具备目标转矩算出部210、容许值算出部240、阈值算出部250及控制部260。目标转矩算出部210基于加速器操作量ACC及车速SP，算出目标车辆输出，所述目标车辆输出是车辆100行驶所需的输出的目标值。目标转矩算出部210基于目标车辆输出算出目标车辆转矩TA，所述目标车辆转矩TA是车辆100整体的转矩的目标值。目标转矩算出部210基于目标车辆转矩TA及充电率SOC，决定发动机10及电动发电机40的转矩分配。目标转矩算出部210基于目标车辆转矩TA及转矩分配，算出目标发动机转矩TE，所述目标发动机转矩TE是发动机10的转矩的目标值。发动机10的转矩是从曲轴11向第一离合器31输入的转矩。目标转矩算出部210基于目标车辆转矩TA及转矩分配，算出目标电动机转矩TM，所述目标电动机转矩TM是电动发电机40的转矩的目标值。电动发电机40的转矩是从电动发电机40向连结轴36输入的转矩。在本实施方式中，目标转矩算出部210作为目标发动机转矩算出部、目标电动机转矩算出部发挥功能。
控制部260基于目标发动机转矩TE控制发动机10。具体而言，控制部260通过调整导入到发动机10的汽缸中的燃料的量、进气的量，从而控制发动机10的转矩。控制部260基于目标电动机转矩TM控制电动发电机40。具体而言，控制部260通过经由逆变器72调整电动发电机40与电池71之间的电力的授受量，从而控制电动发电机40的转矩。
控制部260通过向第一离合器31输出控制信号，从而控制第一离合器31的连接状态。控制部260通过向第二离合器32输出控制信号，从而控制第二离合器32的连接状态。控制部260通过向自动变速器61输出控制信号，从而执行自动变速器61的变速控制。
容许值算出部240基于车速SP及加速度G，算出作为轰鸣声的上限值的轰鸣声容许值Y。轰鸣声的上限值是用于抑制轰鸣声被车辆100的驾驶员等感知到的设计上的容许值。在本实施方式中，车速SP及加速度G是示出车辆100的行驶状态的指标值。阈值算出部250基于轰鸣声容许值Y算出阈值Z，所述阈值Z是用于使轰鸣声成为轰鸣声容许值Y以下的发动机10的转矩的上限值。
控制装置200可构成为包含按照计算机程序(软件)执行各种处理的一个以上的处理器的电路(circuitry)。控制装置200也可以构成为包含执行各种处理中的至少一部分处理的特定用途集成电路(ASIC)等一个以上的专用硬件电路或它们的组合的电路。处理器包括CPU、RAM和ROM等存储器。存储器存储有构成为使CPU执行处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读介质包括能够用通用或专用的计算机访问的所有介质。
接着，说明控制装置200进行的对发动机10及电动发电机40的转矩控制。控制装置200从操作车辆100的起动开关而控制装置200开始工作时起到操作起动开关而控制装置200结束工作时为止反复执行转矩控制。
如图2所示，当开始转矩控制时，在步骤S11中，容许值算出部240判定车速SP是否为规定速度以上。作为规定速度，例如为50km/h。当在步骤S11中车速SP为规定速度以上的情况下(S11：是)，容许值算出部240使处理进入步骤S12。
在步骤S12中，容许值算出部240基于加速度G及高速用映射A，算出相对于加速度G的轰鸣声容许值Y。如图3中用双点划线示出的那样，高速用映射A是将加速度G和轰鸣声容许值Y关联地示出的映射，存储于容许值算出部240。加速度G越高，使用高速用映射A算出的轰鸣声容许值Y越大。然后，容许值算出部240使处理进入步骤S14。
另一方面，如图2所示，当在步骤S11中车速SP小于规定速度的情况下(S11：否)，容许值算出部240使处理进入步骤S13。
在步骤S13中，容许值算出部240基于加速度G及低速用映射B，算出相对于加速度G的轰鸣声容许值Y。如图3中用单点划线示出的那样，低速用映射B是将加速度G和轰鸣声容许值Y关联地示出的映射，存储于容许值算出部240。加速度G越高，使用低速用映射B算出的轰鸣声容许值Y越大。如果是同一加速度G，使用低速用映射B算出的轰鸣声容许值Y大于使用高速用映射A算出的轰鸣声容许值Y。使用低速用映射B算出的轰鸣声容许值Y相对于加速度G的变化量小于使用高速用映射A算出的轰鸣声容许值Y相对于加速度G的变化量。然后，容许值算出部240使处理进入步骤S14。
如图2所示，在步骤S14中，阈值算出部250基于轰鸣声容许值Y及阈值设定映射C，算出与轰鸣声容许值Y对应的阈值Z。在图4中，示出轰鸣声的大小、目标发动机转矩TE及发动机旋转速度NE的关系。按从小到大的顺序用值Y1、值Y2、值Y3示出轰鸣声的大小。如图4所示，目标发动机转矩TE越大，轰鸣声变得越大。为了抑制轰鸣声，轰鸣声容许值Y变得越小，则为了减小目标发动机转矩TE，需要越减小阈值Z。如图4所示，阈值设定映射C是将轰鸣声容许值Y和阈值Z关联地示出的映射，存储于阈值算出部250。轰鸣声容许值Y变得越小，则在阈值设定映射C中预先确定的阈值Z越小。例如在轰鸣声容许值Y为值Y1的情况下，阈值算出部250使用阈值设定映射C算出值Z1作为阈值Z。按从小到大的顺序用值Z1、值Z2、值Z3示出阈值Z的值。然后，阈值算出部250使处理进入步骤S15。
如图2所示，在步骤S15中，控制部260判定目标发动机转矩TE是否为阈值Z以下。在目标发动机转矩TE为阈值Z以下的情况下(S15：是)，控制部260使处理进入步骤S21。
在步骤S21中，控制部260控制发动机10以使发动机10的转矩变得与目标发动机转矩TE相等。然后，控制部260使处理进入步骤S22。在步骤S22中，控制部260控制电动发电机40以使电动发电机40的转矩变得与目标电动机转矩TM相等。然后，控制部260结束本次的转矩控制。
另一方面，在目标发动机转矩TE大于阈值Z的情况下(S15：否)，控制部260使处理进入步骤S31。在步骤S31中，控制部260修正目标发动机转矩TE以使目标发动机转矩TE变小。具体而言，控制部260修正目标发动机转矩TE以使修正后的目标发动机转矩TE变得与阈值Z相等。然后，控制部260使处理进入步骤S32。
在步骤S32中，控制部260修正目标电动机转矩TM以使目标电动机转矩TM变大。具体而言，控制部260修正目标电动机转矩TM，以使修正后的目标电动机转矩TM变大，该变大的量为步骤S31中的目标发动机转矩TE的修正量、即与从修正前的目标发动机转矩TE减去阈值Z而得到的值相应的量。
修正后的目标电动机转矩TM用以下的式(1)表示。
TM2＝TM1+TE1-Z…(1)
“TM1”是修正前的目标电动机转矩TM的值。“TM2”是修正后的目标电动机转矩TM的值。“TE1”是修正前的目标发动机转矩TE的值。然后，控制部260使处理进入步骤S33。
在步骤S33中，控制部260控制发动机10以使发动机10的转矩变得与在步骤S31中算出的修正后的目标发动机转矩TE相等。然后，控制部260使处理进入步骤S34。在步骤S34中，控制部260控制电动发电机40以使电动发电机40的转矩变得与在步骤S32中算出的修正后的目标电动机转矩TM相等。然后，控制部260结束本次的转矩控制。
对本实施方式的作用及效果进行说明。
阈值Z作为用于使轰鸣声成为轰鸣声容许值Y以下的发动机10的转矩的上限值而被算出。因此，在目标发动机转矩TE为阈值Z以下的情况下，无需为了抑制轰鸣声而减小目标发动机转矩TE，或伴随于此增大目标电动机转矩TM。关于该点，在本实施方式中，在目标发动机转矩TE为阈值Z以下的情况下，基于初始的目标发动机转矩TE及目标电动机转矩TM，控制发动机10及电动发电机40。由此，由于实际的电动发电机40的转矩不会变得比初始的目标电动机转矩TM大，所以抑制了从电池71向电动发电机40供给的电力。并且，抑制了充电率SOC的下降。
另一方面，在目标发动机转矩TE大于阈值Z的情况下，实际的轰鸣声有时变得比轰鸣声容许值Y大。关于该点，在本实施方式中，在目标发动机转矩TE大于阈值Z的情况下，修正该目标发动机转矩TE以使目标发动机转矩TE变小，修正该目标电动机转矩TM以使目标电动机转矩TM变大。并且，基于修正后的目标发动机转矩TE及目标电动机转矩TM控制发动机10及电动发电机40。由此，由于实际的发动机10的转矩限制为阈值Z以下，所以轰鸣声抑制为轰鸣声容许值Y以下。其结果是，在本实施方式中，能够抑制轰鸣声，并且抑制充电率SOC的下降。
以下，说明本实施方式的其他作用及效果。
(1)加速度G越高，伴随着车辆100的行驶而产生的行驶声音越大。因此，在加速度G较高的情况下，与加速度G较低的情况相比，驾驶员难以感知到轰鸣声。因此，在加速度G较高的情况下，为了抑制轰鸣声而减小目标发动机转矩TE或增大目标电动机转矩TM的必要性较低。关于该点，在本实施方式中，加速度G越高，轰鸣声容许值Y变得越大，阈值Z也变得越大。因此，例如与维持加速度G较低的情况下的轰鸣声容许值Y的结构相比，判定为目标发动机转矩TE大于阈值Z的机会变少。另外，在判定为目标发动机转矩TE大于阈值Z的情况下，目标电动机转矩TM的修正量变小。由此，抑制了电动发电机40的转矩，所以抑制了从电池71向电动发电机40供给的电力。其结果是，能够抑制充电率SOC的下降。
(2)一般来说，在车速SP较低的情况下，与车速SP较高的情况相比，容易产生伴随着车辆100的加减速、车辆的左右转的加速度G的变化。并且，如果由于加速度G的变化而产生比较大的行驶声音的机会增加，则对于驾驶员来说，感知到轰鸣声的机会变少。关于该点，在本实施方式中，在车速SP小于规定速度的情况下，预料到车辆100的驾驶员等感知到轰鸣声的机会变少，轰鸣声容许值Y变大。并且，由于轰鸣声容许值Y变大，所以阈值Z变大。其结果是，能够抑制电动发电机40的转矩不必要地变大。
本实施方式能够按以下方式变更来实施。本实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
能够变更算出目标发动机转矩TE及目标电动机转矩TM的处理。例如，也可以是，目标转矩算出部210首先基于目标车辆转矩TA算出目标发动机转矩TE，并将从目标车辆转矩TA减去目标发动机转矩TE而得到的值设为目标电动机转矩TM。同样地，也可以是，目标转矩算出部210首先基于目标车辆转矩TA算出目标电动机转矩TM，并将从目标车辆转矩TA减去目标电动机转矩TM而得到的值设为目标发动机转矩TE。
能够变更算出轰鸣声容许值Y的处理。例如，用于选择高速用映射A及低速用映射B的规定速度并不一定必须是50km/h，也可以变更。
另外，例如，也可以根据车速SP算出轰鸣声容许值Y而不选择高速用映射A及低速用映射B。具体而言，也可以是，车速SP越低，利用容许值算出部240算出的轰鸣声容许值Y变得越大。
例如，加速度G越高，利用容许值算出部240算出的轰鸣声容许值Y无需变得越大。轰鸣声容许值Y可以阶梯地变大。作为具体例，也可以是，在加速度G为规定加速度以上的情况下算出的轰鸣声容许值Y比加速度G小于规定加速度的情况大。
另外，例如，容许值算出部240也可以仅使用车速SP及加速度G中的一方作为示出车辆100的行驶状态的指标值。
能够变更修正目标发动机转矩TE的处理。例如，也可以是，在步骤S31中，控制部260通过从目标发动机转矩TE减去规定值，从而修正目标发动机转矩TE。即使是该结构，也能够使修正后的目标发动机转矩TE与阈值Z相等或使修正后的目标发动机转矩TE比阈值Z小。
能够变更修正目标电动机转矩TM的处理。例如，当在步骤S31中修正目标发动机转矩TE以使修正后的目标发动机转矩TE变得比阈值Z小的情况下，步骤S32中的目标电动机转矩TM的修正量也设为与步骤S31中的目标发动机转矩TE的修正量相等即可。即，优选的是，即使在变更修正目标发动机转矩TE的处理或修正目标电动机转矩TM的处理的情况下，目标车辆转矩TA也为恒定。
另外，例如，步骤S32中的目标电动机转矩TM的修正量可以大于或小于步骤S31中的目标发动机转矩TE的修正量。即，如果利用控制部260算出的修正后的目标电动机转矩TM大于修正前的目标电动机转矩TM，则能够抑制伴随着目标发动机转矩TE变小而目标车辆转矩TA变小的情形。
能够变更算出阈值Z的处理。在车辆100中，在发动机10的温度较低的情况下，与发动机10的温度较高的情况相比，由于从发动机10的汽缸排出的排气包含的未燃燃料增加等原因，排气性状容易恶化。因此，也可以是，在发动机10的温度较低的情况下，与发动机10的温度较高的情况相比减小利用阈值算出部250算出的阈值Z。根据该结构，由于在排气性状容易恶化的情况下发动机10的转矩变小，所以能够抑制排气性状的恶化。发动机10的温度例如能够使用冷却水温THW判定。
车辆100可以具备多个电动发电机。即，只要是具备一个以上的发动机及一个以上的电动发电机的车辆，就能够应用本申请的技术。

Claims (5)

1.一种车辆的控制装置，其中，
所述车辆具备作为驱动源的发动机、作为驱动源的电动发电机及向所述电动发电机供给电力的电池，
所述控制装置具备：
目标发动机转矩算出部，所述目标发动机转矩算出部基于驾驶员的加速器操作量算出目标发动机转矩，所述目标发动机转矩是所述发动机的转矩的目标值；
目标电动机转矩算出部，所述目标电动机转矩算出部基于所述加速器操作量算出目标电动机转矩，所述目标电动机转矩是所述电动发电机的转矩的目标值；
容许值算出部，所述容许值算出部基于示出所述车辆的行驶状态的指标值，算出作为轰鸣声的上限值的轰鸣声容许值；
阈值算出部，所述阈值算出部算出阈值，所述阈值是用于使轰鸣声成为所述轰鸣声容许值以下的所述发动机的转矩的上限值；以及
控制部，所述控制部在所述目标发动机转矩为所述阈值以下的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述目标发动机转矩，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩成为所述目标电动机转矩，在所述目标发动机转矩大于所述阈值的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述阈值以下，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩变得比所述目标电动机转矩大。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
所述指标值包括所述车辆的加速度，
所述容许值算出部构成为在所述加速度较高的情况下，与所述加速度较低的情况相比，增大所述轰鸣声容许值。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其中，
所述指标值包括所述车辆的速度，
所述容许值算出部构成为在所述速度较低的情况下，与所述速度较高的情况相比，增大所述轰鸣声容许值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆的控制装置，其中，
所述阈值算出部构成为在所述发动机的温度较低的情况下，与所述发动机的温度较高的情况相比，减小所述阈值。
5.一种车辆的控制方法，其中，
所述车辆具备作为驱动源的发动机、作为驱动源的电动发电机及向所述电动发电机供给电力的电池，
所述控制方法具备：
基于驾驶员的加速器操作量算出目标发动机转矩，所述目标发动机转矩是所述发动机的转矩的目标值；
基于所述加速器操作量算出目标电动机转矩，所述目标电动机转矩是所述电动发电机的转矩的目标值；
基于示出所述车辆的行驶状态的指标值，算出作为轰鸣声的上限值的轰鸣声容许值；
算出阈值，所述阈值是用于使轰鸣声成为所述轰鸣声容许值以下的所述发动机的转矩的上限值；以及
在所述目标发动机转矩为所述阈值以下的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述目标发动机转矩，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩成为所述目标电动机转矩，在所述目标发动机转矩大于所述阈值的情况下，控制所述发动机以使所述发动机的转矩成为所述阈值以下，并且控制所述电动发电机以使所述电动发电机的转矩变得比所述目标电动机转矩大。
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