DE102017222416B4

DE102017222416B4 - Verfahren und vorrichtung zum steuern von schwingungen eines hybridelektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102017222416B4
Application number: DE102017222416.9A
Authority: DE
Inventors: Jeong Soo Eo; You Sang SON; Sung Jae Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: US10894543B2; US20180162405A1; DE102017222416A1; KR101855789B1

Abstract

Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs, das Verfahren aufweisend:Berechnen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Position eines Verbrennungsmotors;Einstellen eines Referenzwinkels auf der Grundlage der Position des Verbrennungsmotors;Einstellen eines Fensters zum Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT) auf der Grundlage des Fensters;Berechnen eines Betragsspektrums und Phasenspektrums durch Durchführen der WDFT auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, des Referenzwinkels und des Fensters;Auswählen einer Steuerungszielfrequenz auf der Grundlage des Betragsspektrums;Kompensieren einer Größe der Steuerungszielfrequenz;Erzeugen eines Referenzsignals auf der Grundlage der Größe und einer Phase der Steuerungszielfrequenz;Bestimmen eines Größenverhältnisses des Referenzsignals auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Motorlast;Berechnen eines Befehlsdrehmoments durch Anwenden des Größenverhältnisses und eines Drehmoments des Verbrennungsmotors auf das Referenzsignal;Berechnen eines Gegenphasendrehmoments des Befehlsdrehmoments;Bestimmen, ob das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen ist, auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors; undSteuern eines Betriebs eines Elektromotors, um das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als eine vorgegebene Drehzahl ist.

Description

HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, verwendet ein Hybridelektrofahrzeug (Hybrid Electric Vehicle - HEV) einen Verbrennungsmotor und eine Batterieleistungsquelle zusammen. Mit anderen Worten kombiniert und verwendet das Hybridelektrofahrzeug in effizienter Weise die Leistung des Verbrennungsmotors und die Leistung eines Antriebsmotors. Da das Hybridelektrofahrzeug sowohl mechanische Energie des Verbrennungsmotors und elektrische Energie der Batterie verwendet, optimale Arbeitsbereiche des Verbrennungsmotors und des Antriebsmotors verwendet und Energie beim Bremsen zurückgewinnt, kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden und die Energie kann effizient genutzt werden.
Das Hybridelektrofahrzeug stellt bereit ein Fahren in einem Elektrofahrzeug- (Electric Vehicle - EV) Modus, in dem nur ein Drehmoment des Antriebsmotors verwendet wird; einen Hybridelektrofahrzeug- (Hybrid Electric Vehicle - HEV) Modus, in dem ein Drehmoment des Verbrennungsmotors als ein Hauptdrehmoment verwendet wird und ein Drehmoment des Antriebsmotors als Hilfs-/Zusatzdrehmoment verwendet wird; und einen Nutzbremsungs-Modus bzw. Bremsenergierückgewinnung-Modus, in dem Brems- und Trägheitsenergie durch Stromerzeugung des Antriebsmotors beim Bremsen des Fahrzeugs oder beim Verzögern des Fahrzeugs durch Trägheit zurückgewonnen werden, dass sie in der Batterie ladbar sind.
Schwingungen können in einem Stromsystem des Hybridelektrofahrzeugs aufgrund mehrerer Faktoren verursacht werden, und eine Schwingungskomponente wird meistens unter Verwendung eines Frequenzanalyseverfahrens extrahiert. Bei einer herkömmlichen Frequenzanalyse ist ein analoges Verfahren unter Verwendung eines Bandpassfilters verwendet worden, und in diesem Verfahren wird eine Schwingungskomponente auf der Grundlage einer Größe bzw. Größenordnung jedes Punkts in einem Frequenzband extrahiert. Jedoch werden eine eindeutige Schwingungskomponente eines Verbrennungsmotors und eine Geräuschkomponente nicht klar unterteilt, und eine übermäßige Steuerung der Schwingungsunterdrückung kann einen negativen Einfluss auf eine Steuerungseffizienz und das Energiemanagement haben. Da ferner ein Referenzsignal nur in einer spezifischen Frequenzkomponente erzeugt wird und nur ein Synchronisationssignal, das mit einem der spezifischen Frequenzkomponente entsprechenden Schwingungssignal synchronisiert wird, auf der Grundlage des Referenzsignals erzeugt wird, kann eine aktive Schwingungssteuerung von anderen Frequenzkomponenten, die zusätzlich verursacht werden, nicht durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang kennt man aus der US 2015 / 0 191 138 A1 einen Schlüsselzustandsdetektor für ein Fahrzeug, der eine Folge von Batteriespannungsproben sammelt und auf die gesammelten Proben eine Transformation vom Zeitbereich in den Frequenzbereich (TFT) anwendet. Die Ergebnisse des TFT werden dann auf ein künstliches neuronales Netz (ANN) angewandt, um festzustellen, ob sie einen eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand darstellen. Das ANN wird auf der Grundlage der vom Fahrzeug gesammelten Daten trainiert und in regelmäßigen Abständen neu trainiert, so dass die Erkennung von An- und Abschaltzuständen an das jeweilige Fahrzeug angepasst wird und die Alterung der Fahrzeugkomponenten verfolgt. Weiter offenbart die US 9 527 503 B2 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur aktiven Schwingungsreduzierung bei einem Hybridfahrzeug, die bereitgestellt werden, um ein Referenzsignal eines ersten Motors zu erzeugen, das einem von einem zweiten Motor extrahierten Schwingungssignal entspricht. Eine Amplitude und Phase des Referenzsignals wird basierend auf der Frequenzcharakteristik einer Antriebssystemübertragungsfunktion eingestellt, um ein Schwingungsreduktionsmoment eines ersten Motors innerhalb des Hybridfahrzeugs zu erzeugen. Der erste Motor, ein Torsionsdämpfer, ein Motor, ein Verbindungselement (eine Riemenscheibe, eine Kette, ein Getriebe usw.) und der zweite Motor sind im Hybridfahrzeug hintereinander geschaltet. Schließlich kennt man aus der DE 197 21 298 A1 noch einen Hybrid-Fahrantrieb für ein Kraftfahrzeug, der einen Verbrennungsmotor und eine mit dem Verbrennungsmotor gekoppelte oder koppelbare, als Generator oder/und als Motor betreibbare elektrische Maschine. Für die aktive Schwingungsdämpfung von Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen im Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Verbrennungsmotor und von diesem angetriebenen Rädern sind Regelungsmittel vorgesehen, die auf ein von einer Sollsignal-Vorgabeeinrichtung vorgegebenes Sollsignal ansprechen. Die Regelungsmittel sprechen ferner auf Sensormittel an, die ein eine Schwingungsinformation einer rotierenden Baukomponente des Kraftfahrzeugs enthaltendes Schwingungs-Istsignal liefern und steuern das von der elektrischen Maschine auf den Verbrennungsmotor ausgeübte Lastmoment im Sinne einer Minderung oder einer Eliminierung der Schwingungen der Baukomponente. Den Regelungsmitteln ist eine Einrichtung zur Ermittlung eines Frequenzspektrums des Schwingungs-Istsignals zugeordnet, und die Sollsignal-Vorgabeeinrichtung legt ein Sollsignal mit vorgegebenem Frequenzspektrum fest. Die Regelungsmittel steuern hierbei das Frequenzspektrum des von der elektrischen Maschine auf den Verbrennungsmotor ausgeübten Lastmoments im Sinne der Minderung oder Eliminierung spektraler Schwingungsüberhöhungen des Schwingungs-Istsignals.
Die obigen Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart werden, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und sie können demzufolge Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung ist im Bestreben gemacht worden, um ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs bereitzustellen, die Vorteile aufweisen, dass eine Schwingung bzw. Schwingungen durch Verringern einer Rechenlast einer Steuerung (Controller) und durch Auswählen einer Steuerungszielfrequenz unter Verwendung der Walsh-basierten diskreten Fourier Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT) effizient gesteuert werden kann/können.
Ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann umfassen: Berechnen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Position eines Verbrennungsmotors; Einstellen eines Referenzwinkels auf der Grundlage der Position des Verbrennungsmotors; Einstellen eines Fensters zum Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT) auf der Grundlage des Fensters; Berechnen eines Betragsspektrums und Phasenspektrums durch Durchführen der WDFT auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, des Referenzwinkels und des Fensters; Auswählen einer Steuerungszielfrequenz auf der Grundlage des Betragsspektrums; Kompensieren einer Größe der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden eines Skalierungsfaktors auf die Steuerungszielfrequenz; Erzeugen eines Referenzsignals durch Durchführen einer inversen Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Inverse Wals-based Discrete Fourier Transform - IWDFT) auf der Grundlage der Größe und einer Phase der Steuerungszielfrequenz; Bestimmen eines Größenverhältnisses des Referenzsignals auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Motorlast; Berechnen eines Befehlsdrehmoments durch Anwenden des Größenverhältnisses und eines Drehmoments des Verbrennungsmotors auf das Referenzsignal; Berechnen eines Gegenphasendrehmoments (Drehmoment mit entgegengesetzter Phase) des Befehlsdrehmoments; Bestimmen, ob das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen ist, auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors; und Steuern eines Betriebs eines Elektromotors, um das Gegenphasendrehmoment erzeugen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als eine vorgegebene Drehzahl ist.
Das Verfahren kann ferner umfassen, dass das Gegenphasendrehmoment nicht erzeugt wird, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl ist.
Das Auswählen der Steuerungszielfrequenz kann umfassen: Einstellen eines Referenzspektrums auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast; und Auswählen der Steuerungszielfrequenz durch Vergleichen des Referenzspektrums und des Betragsspektrums.
Das Referenzspektrum kann ein Satz von Referenzwerten bei jeder Frequenz sein, und eine spezifische Frequenz kann als Steuerungszielfrequenz ausgewählt werden, wenn eine der spezifischen Frequenz entsprechende Größe größer als der Referenzwert ist, der der spezifischen Frequenz entspricht.
Das Verfahren kann ferner ein Kompensieren der Phase der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden einer Kompensationsphase auf die Phase der Steuerungszielfrequenz umfassen.
Das Fenster kann gemäß der Anzahl der Zylinder und der Anzahl der Takte des Verbrennungsmotors bestimmt werden.
Die Motorlast kann auf der Grundlage einer in den Verbrennungsmotor strömenden Luftmenge berechnet werden.
Das Drehmoment des Verbrennungsmotors kann auf der Grundlage einer Position eines Gaspedals und einer Geschwindigkeit des Hybridelektrofahrzeugs berechnet werden.
Der Verbrennungsmotor kann ein Zweizylinder-Viertaktmotor sein.
Ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann umfassen: Berechnen einer Drehzahl des Elektromotors (E-Motordrehzahl) auf der Grundlage einer Position eines Elektromotors; Einstellen eines Referenzwinkels auf der Grundlage der Position des Elektromotors; Einstellen eines Fensters zum Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT) auf der Grundlage des Referenzwinkels; Berechnen eines Betragsspektrums und Phasenspektrums durch Durchführen der WDFT auf der Grundlage der Drehzahl des Elektromotors, des Referenzwinkels und des Fensters; Auswählen einer Steuerungszielfrequenz auf der Grundlage des Betragsspektrums; Kompensieren einer Größe der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden eines Skalierungsfaktors auf die Steuerungszielfrequenz; Erzeugen eines Referenzsignals durch Durchführen einer inversen Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Inverse Wals-based Discrete Fourier Transform - IWDFT) auf der Grundlage der Größe und einer Phase der Steuerungszielfrequenz; Bestimmen eines Größenverhältnisses des Referenzsignals auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Motorlast; Berechnen eines Befehlsdrehmoments durch Anwenden des Größenverhältnisses und eines Drehmoments des Verbrennungsmotors auf das Referenzsignal; Berechnen eines Gegenphasendrehmoments (Drehmoment mit entgegengesetzter Phase) des Befehlsdrehmoments; Bestimmen, ob das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen ist, auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors; und Steuern eines Betriebs des Elektromotors, um das Gegenphasendrehmoment erzeugen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als eine vorgegebene Drehzahl ist.
Das Verfahren kann ferner umfassen, dass das Gegenphasendrehmoment nicht erzeugt wird, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl ist.
Das Auswählen der Steuerungszielfrequenz kann umfassen: Einstellen eines Referenzspektrums auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast; und Auswählen der Steuerungszielfrequenz durch Vergleichen des Referenzspektrums und des Betragsspektrums.
Das Referenzspektrum kann ein Satz von Referenzwerten bei jeder Frequenz sein, und eine spezifische Frequenz kann als die Steuerungszielfrequenz ausgewählt werden, wenn eine der spezifischen Frequenz entsprechende Größe größer als der Referenzwert ist, der der spezifischen Frequenz entspricht.
Die Größe der Steuerungszielfrequenz kann durch Anwenden eines Skalierungsfaktors auf die Steuerungszielfrequenz kompensiert werden.
Das Erzeugen des Referenzsignals kann ein Durchführen der inversen Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (IWDFT) auf der Grundlage der Größe und der Phase der Steuerungszielfrequenz umfassen.
Das Verfahren kann ferner ein Kompensieren der Phase der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden einer Kompensationsphase auf die Phase der Steuerungszielfrequenz umfassen.
Das Fenster kann gemäß der Anzahl der Zylinder und der Anzahl der Takte des Verbrennungsmotors bestimmt werden.
Die Motorlast kann auf der Grundlage einer in den Verbrennungsmotor strömenden Luftmenge berechnet werden.
Das Drehmoment des Verbrennungsmotors kann auf der Grundlage einer Position eines Gaspedals und einer Geschwindigkeit des Hybridelektrofahrzeugs berechnet werden.
Der Verbrennungsmotor kann ein Zweizylinder-Viertaktmotor sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Rechenlast einer Steuerung (Controller) unter Verwendung der Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (WDFT) reduziert werden. Darüber hinaus kann durch Auswählen einer Steuerungszielfrequenz eine effiziente Schwingungssteuerung durchgeführt werden. Ferner wird ein Gegenphasendrehmoment erzeugt, wenn sich ein Verbrennungsmotor in einem Leerlaufzustand oder einem dem Leerlaufzustand ähnlichen Zustand befindet, wodurch die Energieeffizienz eines Hybridelektrofahrzeugs verbessert wird.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Hybridelektrofahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 zeigt einen Graphen, der ein Verfahren zum Einstellen eines Referenzwinkels und eines Fensters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 zeigt einen Graphen, der eine Walsh-Funktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 zeigt einen Graphen, der ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum darstellt, wenn eine diskrete Fourier-Transformation durchgeführt wird.
7 zeigt einen Graphen, der ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum darstellt, wenn eine Walsh-basierte diskrete Fourier-Transformation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird.
8 zeigt einen Graphen, der Vergleichsergebnisse darstellt, die durch Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation und einer diskreten Fourier-Transformation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung erhalten werden.
9 zeigt einen Graphen, der ein Referenzspektrums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
10 zeigt einen Graphen, der ein Gegenphasendrehmoment gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
11 zeigt einen Graphen, der einen Zustand darstellt, in dem eine Größe einer Steuerungszielfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung reduziert wird.
12 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele der Offenbarung dargestellt sind. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann auf verschiedene unterschiedliche Arten modifiziert werden.
Die Zeichnungen und die Beschreibung sind als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Beschreibung gleiche Elemente.
Ferner sind in den Zeichnungen dargestellte Konfigurationen/Anordnungen zum besseren Verständnis und Vereinfachung der Beschreibung nach Ermessen dargestellt, aber die vorliegende Offenbarung ist darauf nicht beschränkt.
1 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Hybridelektrofahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Hybridelektrofahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einen Verbrennungsmotor 10, einen Elektromotor (E-Motor) 20, eine Motorkupplung 30, ein Getriebe 40, eine Batterie 50, eine Hybrid-Start- & Generator (HSG) 60, eine Differentialgetriebevorrichtung 70, ein Rad 80 und eine Steuerung (Controller) 100.
Der Verbrennungsmotor 10 verbrennt einen Kraftstoff, um ein Drehmoment zu erzeugen, und es können verschiedene Verbrennungsmotoren wie ein Benzinmotor und ein Dieselmotor als Verbrennungsmotor 10 verwendet werden. Der Verbrennungsmotor 10 kann ein Zweizylinder-Viertaktmotor sein. In einem Zweizylindermotor kann durch Verringern einer Größe des Verbrennungsmotors 10 der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden, aber da der Zweizylindermotor ein Problem dahingehend aufweist, dass Schwingungen bzw. Vibrationen übermäßig hoch sind, kann ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden, das nachstehend beschrieben wird.
Der E-Motor 20 ist zwischen dem Getriebe 40 und der Batterie 50 angeordnet und erzeugt ein Drehmoment unter Verwendung der Elektrizität der Batterie 50.
Die Motorkupplung 30 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem E-Motor 20 angeordnet und verbindet den Verbrennungsmotor 10 wahlweise mit dem E-Motor 20.
Das Hybridelektrofahrzeug bietet ein Fahren in einem Elektrofahrzeug- (Electric Vehicle - EV) Modus, in dem nur ein Drehmoment des E-Motors 20 verwendet wird, einen Hybridelektrofahrzeug- (Hybrid Electric Vehicle - HEV) Modus, in dem ein Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 als Hauptdrehmoment verwendet wird und ein Drehmoment des E-Motors 20 als Hilfsdrehmoment verwendet wird, und einen Nutzbremsungs-Modus, in dem Brems- und Trägheitsenergie durch Erzeugung von elektrischer Energie des E-Motors 20 beim Bremsen des Fahrzeugs oder beim Verzögern des Fahrzeugs durch Trägheit zurückgewonnen werden, dass sie in der Batterie 50 ladbar sind.
Für eine Drehmomentübertragung des Hybridelektrofahrzeugs wird ein durch den Verbrennungsmotor 10 und/oder den E-Motor 20 erzeugtes Drehmoment an eine Eingangswelle des Getriebes 40 übertragen, und ein von einer Ausgangswelle bzw. Antriebswelle des Getriebes 40 abgegebenes Drehmoment wird an eine Achse über die Differentialgetriebevorrichtung 70 übertragen. Die Achse dreht das Rad 80, so dass das Hybridelektrofahrzeugs durch das Drehmoment, das von dem Verbrennungsmotor 10 und/oder dem E-Motor 20 erzeugt wird, fährt.
Die Batterie 50 kann den E-Motor 20 in dem EV-Modus und dem HEV-Modus mit Strom versorgen und kann mit der durch den E-Motor 20 in dem Nutzbremsungsmodus zurückgewonnen Energie geladen werden.
Der HSG 60 kann den Verbrennungsmotor 10 anlassen oder Elektrizität gemäß einer Leistung des Verbrennungsmotors 10 erzeugen.
Die Steuerung 100 steuert bzw. regelt Funktionen bzw. Betriebsabläufe des Verbrennungsmotors 10, des E-Motors 20, der Motorkupplung 30, des Getriebes 40, der Batterie 50 und des HSG 60. Die Steuerung 100 kann mit zumindest einem Prozessor realisiert sein, der durch ein vorgegebenes Programm ausgeführt wird. Das vorgegebene Programm kann eine Reihe von Befehlen zum Durchführen jedes Schritts umfassen, der in einem Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst ist, das nachstehend beschrieben wird.
Das oben beschriebene Hybridelektrofahrzeug stellt ein Beispiel dar, bei dem die Lehre der vorliegenden Offenbarung eine Anwendung finden kann, und die Lehre der vorliegenden Offenbarung kann bei verschiedenen Hybridelektrofahrzeugen ebenso wie auf das in 1 gezeigt Hybridelektrofahrzeug angewendet werden.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 2 gezeigt, kann eine Vorrichtung zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einen Datendetektor 90, die Steuerung 100 und den E-Motor 20 umfassen.
Der Datendetektor 90 kann einen Verbrennungsmotorpositionsdetektor (Verbrennungsmotorpositions-Erfassungsvorrichtung) 91, einen E-Motorpositionsdetektor (E-Motorpositions-Erfassungsvorrichtung) 92, einen Luftmengendetektor (Luftmengen-Erfassungsvorrichtung) 93, einen Gaspedalpositionsdetektor (Gaspedalpositions-Erfassungsvorrichtung) 94 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung) 95 umfassen. Der Datendetektor 90 kann ferner andere Detektoren bzw. Erfassungsvorrichtungen (z.B. einem Bremspedalpositionsdetektor und dergleichen) zum Steuern des Hybridelektrofahrzeugs umfassen.
Der Verbrennungsmotorpositionsdetektor 91 detektiert bzw. erfasst eine Position des Verbrennungsmotors 10 und überträgt ein dazu entsprechendes Signal an die Steuerung 100. Der Verbrennungsmotorpositionsdetektor 91 kann ein Kurbelwellenpositionssensor sein, der einen Drehwinkel eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 detektiert. Die Steuerung 100 kann eine Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Position des Verbrennungsmotors 10 berechnen.
Der E-Motorpositionsdetektor 92 detektiert eine Position des E-Motors 20 und überträgt ein dazu entsprechendes Signal an die Steuerung 100. Der E-Motorpositionsdetektor 92 kann ein Resolver sein, der einen Drehwinkel eines Rotors des E-Motors 20 detektiert. Die Steuerung 100 kann eine Drehzahl des Elektromotors auf der Grundlage der Position des E-Motors 20 berechnen.
Der Luftmengendetektor 93 detektiert eine in den Verbrennungsmotor strömende Luftmenge und überträgt ein dazu entsprechendes Signal an die Steuerung 100. Die Steuerung 100 kann eine Motorlast auf der Grundlage der Luftmenge berechnen.
Der Gaspedalpositionsdetektor 94 detektiert eine Position eines Gaspedals (das heißt, in welchem Ausmaß das Gaspedal gedrückt ist) und überträgt ein dazu entsprechendes Signal an die Steuerung 100. Wenn das Gaspedal vollständig durchgetreten ist, beträgt die Position des Gaspedals 100 %, und wenn das Gaspedal nicht gedrückt ist, beträgt die Position des Gaspedals 0 %.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 95 detektiert eine Geschwindigkeit des Hybridelektrofahrzeugs und überträgt ein dazu entsprechendes Signal an die Steuerung 100. Die Steuerung 100 kann ein Drehmoment des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Position des Gaspedals und der Geschwindigkeit des Hybridelektrofahrzeugs berechnen.
Durch Steuern bzw. Regeln eines Betriebs des E-Motors 20 auf der Grundlage der durch den Datendetektor 90 erfassten Daten kann die Steuerung Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 steuern.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 3 bis 11 im Detail beschrieben.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. 4 zeigt einen Graphen, der ein Verfahren zum Einstellen eines Referenzwinkels und eines Fensters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. 5 zeigt einen Graphen, der eine Walsh-Funktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. 6 zeigt einen Graphen, der ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum darstellt, wenn eine diskrete Fourier-Transformation durchgeführt wird. 7 zeigt einen Graphen, der ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum darstellt, wenn eine Walsh-basierte diskrete Fourier-Transformation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird. 8 zeigt einen Graphen, der Vergleichsergebnisse darstellt, die durch Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation und einer diskreten Fourier-Transformation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung erhalten werden. 9 zeigt einen Graphen, der ein Referenzspektrums gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. 10 zeigt einen Graphen, der ein Gegenphasendrehmoment gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt. 11 zeigt einen Graphen, der einen Zustand darstellt, in dem eine Größe einer Steuerungszielfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung reduziert wird.
Wie in 3 gezeigt, berechnet die Steuerung 100 eine Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Position des Verbrennungsmotors 10 in Schritt S101. Die Steuerung 100 kann die Position des Verbrennungsmotors 10, die von dem Verbrennungsmotorpositionsdetektor 91 detektiert wird, empfangen und die Drehzahl des Verbrennungsmotors durch Differenzieren der Position des Verbrennungsmotors 10 berechnen. Wie in 4 gezeigt, wenn der Verbrennungsmotor 10 ein Zweizylinder-Viertaktmotor ist, tritt, während sich der Verbrennungsmotor 10 zweimal dreht, einmal eine Explosion in jedem Zylinder auf.
Die Steuerung 100 stellt einen Referenzwinkel auf der Grundlage der Position des Verbrennungsmotors 10 in Schritt S102 ein. Der Referenzwinkel bedeutet einen Startzeitpunkt zum Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT), die im Folgenden beschrieben wird. Beispielsweise wie in 4 gezeigt, kann die Steuerung 100 einen Winkel zwischen dem oberen Totpunkt (Top Dead Center - TDC) und dem unteren Totpunkt (Bottom Dead Center - BDC) eines ersten Zylinders 10a zu dem Referenzwinkel einstellen. Alternativ kann ein Winkel zwischen dem oberen Totpunkt (TDC) und dem unteren Totpunkt (BDC) eines zweiten Zylinders 10b zu dem Referenzwinkel eingestellt werden.
Die Steuerung 100 stellt ein Fenster zum Durchführen der WDFT auf der Grundlage des Referenzwinkels in Schritt S103 ein. Das Fenster kann gemäß Spezifikationen (z.B. die Anzahl der Zylinder und die Anzahl der Takte) des Verbrennungsmotors 10 bestimmt werden. Da eine Explosion einmal in jedem Zylinder stattfindet, während sich der Verbrennungsmotor 10 zweimal dreht, kann das Fenster auf 720° eingestellt werden. In Bezug auf eine Frequenz können, weil zwei Spitzenwerte (Peaks) innerhalb des Fensters vorhanden sind, zwei Explosionen durch 2 Hz ausgedrückt werden, während sich der Verbrennungsmotor 10 zweimal dreht. Mit anderen Worten kann eine primäre Schwingungskomponente (im Stand der Technik als „C1“ bezeichnet), die der Frequenz von 2 Hz entspricht, eine Hauptkomponente einer Schwingung sein, die durch eine Explosion im Verbrennungsmotors 10 auftritt. Harmonische Komponenten C0,5, C1,5, C2, c2,5, C3 und C3,5 der primären Schwingungskomponente können eine Ursache der Schwingungen sein. In dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die harmonischen Komponenten C0,5, C1,5, C2, c2,5, C3 und C3,5 die Schwingungen reduzieren, aber die vorliegende Offenbarung ist darauf nicht beschränkt. Mit anderen Worten können andere harmonische Komponenten (z.B. C4, C4,5, C5 und dergleichen) weiter betrachtet werden, um die Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 zu steuern.
Durch Durchführen der WDFT auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, des Referenzwinkels und des Fensters, berechnet die Steuerung 100 ein Betragsspektrum von M_C0,5 bis M_C3,5 und Phasenspektrum von θ_C0,5 bis θ_C3,5 in Schritt S104.
Nachstehend wird die WDFT beschrieben, in dem Sie mit einer diskreten Fourier-Transformation (Discrete Fourier Transform - DFT) verglichen wird.
Die DFT kann verwendet werden, wenn ein Frequenzspektrum berechnet wird.
Wenn die Anzahl N von diskreten Signalen x[n] (n=1, 2, ... und N) gegeben ist, wird die DFT von x[n] wie in Gleichung 1 definiert. $X [k] = \sum_{n = 1}^{N} X [n] W_{N}$
Hierin W_N=e^-j2πkn/N und k ist eine Frequenz (k=1, 2, ... und N).
Außerdem kann Gleichung 1 durch Gleichung 2 ausgedrückt werden. $X [k] = \sum_{n = 1}^{N} X [n] e^{- j 2 π k n / N} = \sum_{n = 1}^{N} X [n] (cos \frac{2 π k n}{N} - j sin \frac{2 π k n}{N})$
Hierbei $a = \sum_{n = 1}^{N} X [n] cos \frac{2 π k n}{N}$
und $b = \sum_{n = 1}^{N} X [n] sin \frac{2 π k n}{N}$
Wenn eine Frequenzspektrum einer spezifischen/bestimmten Frequenz k eines Analyseziehsignals x[n] unter Verwendung der DFT analysiert wird, wird eine Größe der spezifischen Frequenz k wie in Gleichung 3 berechnet. $Magnitude = \sqrt{a^{2} + b^{2}}$
Außerdem wird eine Phase der spezifischen Frequenz wie in Gleichung 4 berechnet. $Phase = {tan}^{- 1} \frac{b}{a}$
Nach Analysieren eines Frequenzspektrums, wenn die DFT verwendet wird, erhöht sich eine Rechenlast der Steuerung 100, um eine Dreiecksfunktion zu verarbeiten, und eine Menge an Ressourcen der Steuerung 100 werden verbraucht, um kontinuierliche Signale bei einer hohen Geschwindigkeit in Echtzeit zu verarbeiten.
Um eine Rechenlast der Steuerung 100 zu reduzieren, kann demzufolge eine Vorrichtung zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Frequenzspektrum unter Verwendung der WDFT analysieren.
Wie in 5 gezeigt, wird eine Walsh-Funktion in einer Erhöhungsreihenfolge der Nulldurchgangszahl pro Zeiteinheit angeordnet. Die Walsh-Funktion bildet eine Reihe bzw. Menge mit einer Funktion von m = 2ⁿ (n = 1, 2, 3, ...). 5 stellt eine Walsh-Funktion dar, wenn m = 8 ist. Die Walsh-Funktion wird mit zwei Funktionen gebildet, die Eigenschaften einer Sinuswellensymmetrie und eine Cosinuswellensymmetrie wie eine Fourier-Funktion aufweisen, und eine Reihe einer Walsh-Funktion der Sinuswellensymmetrie wird als eine SAL-Funktion bezeichnet und eine Reihe einer Walsh-Funktion der Cosinuswellensymmetrie wird als eine CAL-Funktion bezeichnet. Mit anderen Worten kann eine Sinuswellenkomponente von Gleichung 2 durch die SAL-Funktion ersetzt werden, und eine Cosinuswellenkomponente von Gleichung 2 kann durch die CAL-Funktion ersetzt werden. Die WDFT eines Analysezielsignals x[n] ist wie in Gleichung 5 definiert. $X [k] = \sum_{n = 1}^{N} X [n] (CAL \frac{2 π k n}{N} - j SAL \frac{2 π k n}{N})$
Da die Walsh-Funktion nur einen Wert von 1 oder -1 aufweist, kann eine Frequenzspektrumanalyse mit einer einfachen Addition und Subtraktion durchgeführt werden.
Zum Beispiel kann die WDFT einer Frequenz einer 1 Hz Komponente durch Gleichung 6 ausgedrückt werden. $X [1] = \sum_{n = 1}^{N} X [n] (CAL \frac{2 π n}{N} - j SAL \frac{2 π n}{N})$
Hierbei $a = \sum_{n = 1}^{N / 4} X [n] - \sum_{(N / 4) + 1}^{N / 2} X [n] - \sum_{(N / 2) + 1}^{3 N / 4} X [n] + \sum_{(3 N / 4) + 1}^{N} X [n]$
und $b = \sum_{n = 1}^{N / 4} X [n] + \sum_{(N / 4) + 1}^{N / 2} X [n] - \sum_{(N / 2) + 1}^{3 N / 4} X [n] - \sum_{(3 N / 4) + 1}^{N} X [n]$
Mit anderen Worten wird, wenn ein Frequenzspektrum einer spezifischen Frequenz k eines Analysezielsignals x[n] unter Verwendung der WDFT analysiert wird, eine Größe der spezifischen Frequenz k wie in Gleichung 7 berechnet. $Magnitude = | a | + | b |$
Außerdem wird eine Phase der spezifischen Frequenz k wie in Gleichung 8 berechnet. $Phase = {tan}^{- 1} \frac{b}{a}$
Wie in 6 bis 8 gezeigt, kann verifiziert werden, dass ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum, die durch Durchführen der DFT berechnet werden, und ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum, die durch Durchführen die WDFT berechnet werden, im Wesentlichen ähnlich sind.
Demzufolge werden in einem Verfahren zum Steuern von Schwingungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum durch Durchführen der WDFT anstelle der DFT berechnet. Eine Rechenlast der Steuerung 100 erhöht sich, um ein Betragsspektrum und ein Phasenspektrum durch Durchführen der DFT zu berechnen, aber beim Durchführen der WDFT kann die Steuerung 100 das Betragsspektrum und das Phasenspektrum schnell berechnen.
Die Steuerung 100 stellt ein Referenzspektrum Ref_C0,5 bis Ref_C3,5 auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast in Schritt S105 ein. Die Steuerung 100 kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage eines Signals des Verbrennungsmotorpositionsdetektors 91 berechnen und die Motorlast auf der Grundlage eines Signals des Luftmengendetektors 93 berechnen. Das Referenzspektrum ist ein Satz von Referenzwerten Ref_C0,5 bis Ref_C3,5 bei jeder Frequenz zum Bestimmen, ob eine spezifische bzw. bestimmte Frequenz als eine Steuerungszielfrequenz ausgewählt werden soll. Zum Beispiel kann die Steuerung 100 das Referenzspektrum unter Verwendung einer Abbildungstabelle einstellen, in der ein Referenzspektrum gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast eingestellt ist. Wie in 9 dargestellt, können ein der primären Schwingungskomponente entsprechender Referenzwert Ref_C1 und ein der sekundären Schwingungskomponente entsprechender Referenzwert Ref_C2 unterschiedlich eingestellt werden.
Die Steuerung 100 vergleicht das Referenzspektrum und das Betragsspektrum, um eine Steuerungszielfrequenz in Schritt S106 auszuwählen. Wenn eine einer bestimmten Frequenz entsprechende Größe M größer als ein der bestimmten Frequenz entsprechender Referenzwert REf ist, wird die bestimmte Frequenz als Steuerungszielfrequenz ausgewählt. Wie in 9 dargestellt, wenn eine C1 entsprechende Größe M_C1 größer als ein Referenzwert Ref_C1 ist, der C1 entspricht, wird C1 als Steuerungszielfrequenz ausgewählt. Wenn eine C2 entsprechende Größe M_C1 gleich oder kleiner als ein Referenzwert Ref_C2 ist, der C2 entspricht, wird C2 nicht als Steuerungszielfrequenz ausgewählt. Wenn eine C3 entsprechende Größe M_C3 größer als ein Referenzwert Ref_C3 ist, der C3 entspricht, wird C3 als Steuerungszielfrequenz ausgewählt.
Die Steuerung 100 kann eine Größe und eine Phase der Steuerungszielfrequenz in Schritt S107 kompensieren. Wie oben beschrieben, weil durch Durchführen der WDFT und der DFT erhaltene Ergebnisse ähnlich sind, aber nicht gleich sind, kann die Steuerung 100 die Größe der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden eines Skalierungsfaktors F_C0,5 bis F_C3,5 auf die Größe der Steuerungszielfrequenz kompensieren. Darüber hinaus kann die Steuerung 100 die Phase der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden einer Kompensationsphase P_C0,5 bis P_C3,5 auf die Phase der Steuerungszielfrequenz kompensieren. Der Skalierungsfaktor F_C0,5 bis F_C3,5 und die Kompensationsphase P_C0,5 bis P_C3,5 können zuvor durch einen Durchschnittsfachmann unter Berücksichtigung der durch Durchführen der WDFT und der DFT erhaltenen Ergebnisse eingestellt werden. Da C1 und C3 als Steuerungszielfrequenz in Schritt S106 ausgewählt werden, wird eine kompensierte Größe von C1 F_C1 × M_C1 und eine kompensierte Phase davon wird θ_C1 + P_C1. zusätzlich wird eine kompensierte Größe der C3 F_C3 × M_C3 und eine kompensierte Phase davon wird θ_C3 + P_C3.
Die Steuerung 100 führt eine inverse Walsh-basierte diskrete Fourier-Transformation (IWDFT) auf der Grundlage einer Größe und einer Phase der Steuerungszielfrequenz durch, um ein Referenzsignal S_y in Schritt S108 zu erzeugen. Die IWDFT ist bekannt und somit wird eine ausführliche Beschreibung derselben weggelassen.
Die Steuerung 100 bestimmt ein Größenverhältnis A_y des Referenzsignals auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast in Schritt S109. Zum Beispielkann die Steuerung 100 das Größenverhältnis unter Verwendung einer Abbildungstabelle bestimmen, in der ein Größenverhältnis gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast eingestellt ist. Ein Größenverhältnis zum Verringern von Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 wird zuvor in der Abbildungstabelle eingestellt.
Durch Anwenden des Größenverhältnisses A_y und des Drehmoments des Verbrennungsmotors T_Eng ₍₌ T_Motor) auf das Referenzsignal S_y berechnet die Steuerung 100 ein Befehlsdrehmoment T_Mot = A_y×S_y×T_Eng in Schritt S110.
Die Steuerung 100 berechnet ein Gegenphasendrehmoment -T_Mot des Befehlsdrehmoments in Schritt S111.
Unterdessen kann die Steuerung 100 auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors in Schritt S112 bestimmen, ob das Gegenphasendrehmoment -T_Mot zu erzeugen ist. Im Einzelnen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als eine vorgegebene Drehzahl ist, kann die Steuerung 100 das Gegenphasendrehmoment -T_Mot erzeugen. Die vorgegebene Drehzahl kann auf einen Wert eingestellt werden, der von einem Durchschnittsfachmann bestimmt wird, um zu bestimmen, ob sich der Verbrennungsmotor in einem Leerlaufzustand oder einem dem Leerlaufzustand ähnlichen Zustand befindet. Mit anderen Worten kann die vorgegebene Drehzahl auf eine Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 10 eingestellt werden. Wenn sich der Verbrennungsmotor 10 in dem Leerlaufzustand befindet, wird das Fahrzeug in hohem Maße durch die Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 beeinflusst, und somit wird das Gegenphasendrehmoment erzeugt, um die Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 zu verringern. Im Gegensatz dazu, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl ist, braucht die Steuerung 100 das Gegenphasendrehmoment -T_Mot nicht erzeugen. Mit anderen Worten, wenn sich der Verbrennungsmotor 10 nicht in dem Leerlaufzustand oder einem dem Leerlaufzustand ähnlichen Zustand befindet, wird das Fahrzeug nicht signifikant durch die Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 beeinflusst, und somit wird das Gegenphasendrehmoment -T_Mot nicht erzeugt, um einen unnötigen Energieverbrauch zu verhindern und um die Energieeffizienz des Hybridelektrofahrzeugs zu verbessern.
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als die vorgegebene Drehzahl in Schritt S112 ist, wie in 10 dargestellt, kann die Steuerung 100 einen Betrieb des E-Motors 20 steuern/regeln, um das Gegenphasendrehmoment -T_Mot zu erzeugen, so dass die Schwingungen des Verbrennungsmotors 10 gesteuert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, wie in 11 dargestellt, kann verifiziert werden, dass eine Größe einer Steuerungszielfrequenz (z.B. C1 und C3) reduziert wird.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
12 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Unter Bezugnahme auf 12 ist ein Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einem Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ähnlich, mit Ausnahme einer Verwendung einer Position des E-Motors 20 anstelle einer Position des Verbrennungsmotors 10.
Wie in 12 gezeigt, berechnet die Steuerung 100 eine Drehzahl des Elektromotors auf der Grundlage einer Position des E-Motors 20 in Schritt S201. Die Steuerung 100 kann eine Position der E-Motors 20, die durch den E-Motorpositionsdetektor 92 detektiert wird, empfangen und eine Drehzahl des Elektromotors durch Differenzieren der Position des E-Motors 20 berechnen.
Die Steuerung 100 stellt ein Referenzsignal auf der Grundlage der Position des E-Motors 20 in Schritt S202 ein. Die Steuerung 100 kann ein Signal des E-Motorpositionsdetektors 92 gemäß der Anzahl von Polen des E-Motors 20 aufteilen. Wenn zum Beispiel der E-Motor 20 ein 16-poliger E-Motor ist, kann durch Aufteilen eines Signals des E-Motorpositionsdetektors 92 die Steuerung 100 einen bestimmten Zeitpunkt auf den Referenzwinkel einstellen.
In einem Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 10 mit dem E-Motor 20 durch die Motorkupplung 30 verbunden ist, weil sich der E-Motor 20 gemäß einer Drehung des Verbrennungsmotors 10 dreht, sind die Schritte S203 bis S213 die gleichen wie die Schritte S103 bis S113, und demzufolge wird eine ausführliche Beschreibung hiervon weggelassen.
Wie oben beschrieben, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die Rechenlast der Steuerung 100 unter Verwendung der WDFT reduziert werden. Darüber hinaus kann durch Auswählen einer Steuerungszielfrequenz eine effiziente Schwingungssteuerung durchgeführt werden. Ferner wird das Gegenphasendrehmoment erzeugt, wenn sich der Verbrennungsmotor 10 in dem Leerlaufzustand oder dem Zustand, der dem Leerlaufzustand ähnlich ist, befindet, wodurch die Energieeffizienz des Hybridelektrofahrzeugs verbessert wird.
Während diese Offenbarung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische Ausführungsbeispiele erachtet werden, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen/Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb der Lehre und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.

Claims

Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs, das Verfahren aufweisend: Berechnen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Position eines Verbrennungsmotors; Einstellen eines Referenzwinkels auf der Grundlage der Position des Verbrennungsmotors; Einstellen eines Fensters zum Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT) auf der Grundlage des Fensters; Berechnen eines Betragsspektrums und Phasenspektrums durch Durchführen der WDFT auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, des Referenzwinkels und des Fensters; Auswählen einer Steuerungszielfrequenz auf der Grundlage des Betragsspektrums; Kompensieren einer Größe der Steuerungszielfrequenz; Erzeugen eines Referenzsignals auf der Grundlage der Größe und einer Phase der Steuerungszielfrequenz; Bestimmen eines Größenverhältnisses des Referenzsignals auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Motorlast; Berechnen eines Befehlsdrehmoments durch Anwenden des Größenverhältnisses und eines Drehmoments des Verbrennungsmotors auf das Referenzsignal; Berechnen eines Gegenphasendrehmoments des Befehlsdrehmoments; Bestimmen, ob das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen ist, auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors; und Steuern eines Betriebs eines Elektromotors, um das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als eine vorgegebene Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend, dass das Gegenphasendrehmoment nicht erzeugt wird, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen der Steuerungszielfrequenz aufweist: Einstellen eines Referenzspektrums auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast; und Auswählen der Steuerungszielfrequenz durch Vergleichen des Referenzspektrums und des Betragsspektrums.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Referenzspektrum ein Satz von Referenzwerten bei jeder Frequenz ist, und eine spezifische Frequenz als Steuerungszielfrequenz ausgewählt wird, wenn eine der spezifischen Frequenz entsprechende Größe größer als der Referenzwert ist, der der spezifischen Frequenz entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Größe der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden eines Skalierungsfaktors auf die Steuerungszielfrequenz kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des Referenzsignals ein Durchführen einer inversen Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (IWDFT) auf der Grundlage der Größe und der Phase der Steuerungszielfrequenz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Kompensieren der Phase der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden einer Kompensationsphase auf die Phase der Steuerungszielfrequenz.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fenster gemäß der Anzahl der Zylinder und der Anzahl der Takte des Verbrennungsmotors bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motorlast auf der Grundlage einer in den Verbrennungsmotor strömenden Luftmenge berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Position eines Gaspedals und einer Geschwindigkeit des Hybridelektrofahrzeugs berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor ein Zweizylinder-Viertaktmotor ist.
Verfahren zum Steuern von Schwingungen eines Hybridelektrofahrzeugs, das Verfahren aufweisend: Berechnen einer Drehzahl des Elektromotors auf der Grundlage einer Position eines Elektromotors; Einstellen eines Referenzwinkels auf der Grundlage der Position des Elektromotors; Einstellen eines Fensters zum Durchführen einer Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Walsh-based Discrete Fourier Transform - WDFT) auf der Grundlage des Referenzwinkels; Berechnen eines Betragsspektrums und Phasenspektrums durch Durchführen der WDFT auf der Grundlage Drehzahl des Elektromotors, des Referenzwinkels und des Fensters; Auswählen einer Steuerungszielfrequenz auf der Grundlage des Betragsspektrums; Kompensieren einer Größe der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden eines Skalierungsfaktors auf die Steuerungszielfrequenz; Erzeugen eines Referenzsignals durch Durchführen einer inversen Walsh-basierten diskreten Fourier-Transformation (Inverse Wals-based Discrete Fourier Transform - IWDFT) auf der Grundlage der Größe und einer Phase der Steuerungszielfrequenz; Bestimmen eines Größenverhältnisses des Referenzsignals auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Motorlast; Berechnen eines Befehlsdrehmoments durch Anwenden des Größenverhältnisses und eines Drehmoments des Verbrennungsmotors auf das Referenzsignal; Berechnen eines Gegenphasendrehmoments des Befehlsdrehmoments; Bestimmen, ob das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen ist, auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors; und Steuern eines Betriebs des Elektromotors, um das Gegenphasendrehmoment zu erzeugen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als eine vorgegebene Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend, dass das Gegenphasendrehmoment nicht erzeugt wird, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Auswählen der Steuerungszielfrequenz aufweist: Einstellen eines Referenzspektrums auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Motorlast; und Auswählen der Steuerungszielfrequenz durch Vergleichen des Referenzspektrums und des Betragsspektrums.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Referenzspektrum ein Satz von Referenzwerten bei jeder Frequenz ist, und eine spezifische Frequenz als Steuerungszielfrequenz ausgewählt wird, wenn eine der spezifischen Frequenz entsprechende Größe größer als der Referenzwert ist, der der spezifischen Frequenz entspricht.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend ein Kompensieren der Phase der Steuerungszielfrequenz durch Anwenden einer Kompensationsphase auf die Phase der Steuerungszielfrequenz.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Fenster gemäß der Anzahl der Zylinder und der Anzahl der Takte des Verbrennungsmotors bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Motorlast auf der Grundlage einer in den Verbrennungsmotor strömenden Luftmenge berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Position eines Gaspedals und einer Geschwindigkeit des Hybridelektrofahrzeugs berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Verbrennungsmotor ein Zweizylinder-Viertaktmotor ist.