DE102018204877A1

DE102018204877A1 - Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug und Steuerungsverfahren eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018204877A1
Application number: DE102018204877.0A
Authority: DE
Inventors: Yuta TSUKADA; Yu Miyahara; Yusuke Kitazawa; Tetsuhiro Maki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2018-10-11
Also published as: BR102018006830A2; JP2018176856A; CN108688648B; KR20180113169A; US20180290659A1; KR102038614B1; JP6822886B2; RU2691499C1; CN108688648A

Abstract

Ein Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug enthält: ein erstes Steuergerät (10), das konfiguriert ist, um eine erste Steuerung durchzuführen, die eine Rotationsgeschwindigkeit eines Motors (200) veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, und ein zweites Steuergerät (20), das getrennt von dem ersten Steuergerät angeordnet ist und konfiguriert ist, um eine zweite Steuerung durchzuführen, die eine Vibration aufgrund einer Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors durch ein Steuern des Drehmoments, das von einem Elektromotor (MG) ausgegeben wird, der mit dem Motor verbunden ist, reduziert. Das zweite Steuergerät ist konfiguriert, um den Elektromotor derart zu steuern, dass ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, nicht ausgegeben wird, und um den Elektromotor derart zu steuern, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, ausgegeben wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug und ein Steuerungsverfahren eines Hybridfahrzeugs, die eine Steuerung eines Reduzierens eines Einflusses von einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit eines Verbrennungsmotors durchführen.
Beschreibung des Stands der Technik
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-274875 ( JP 2010-274875 A ) offenbart eine Technik eines Reduzierens einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit aufgrund eines Explosionszyklus bzw. Verbrennungszyklus eines Verbrennungsmotors. In JP 2010-274875 A ist eine Technik eines, wenn eine Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors unter Verwendung eines Drehmoments reduziert wird, das von einem Elektromotor ausgegeben wird, Korrigierens einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit basierend auf einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit aufgrund eines Drehmoments, das auf den Elektromotor aufgebracht wird (das heißt, ein Drehmoment für ein Reduzieren einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors), und eines Durchführens einer Regelung vorgeschlagen worden.
Zusammenfassung der Erfindung
Rotationsgeschwindigkeiten eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors werden durch zum Beispiel eine elektronische Steuerungseinheit (ECU, electronic control unit) gesteuert, jedoch können ein ECU, das die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors steuert, und ein ECU, das die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors steuert, getrennt bereitgestellt werden, um eine Erhöhung einer Größe von dem ECU zu vermeiden. Alternativ können ein Steuerungsblock, der die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors steuert, und ein Steuerungsblock, der die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors steuert, in derselben Hardware getrennt bereitgestellt werden. In diesem Fall kann, da die ECUs oder Steuerungsblöcke unabhängig voneinander sind, eine Abweichung von einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit, eine Ansprechverzögerung oder dergleichen auftreten, und ein Drehmoment des Verbrennungsmotors und ein Drehmoment des Elektromotors in Konflikt miteinander sein (das heißt, dass sich die Steuerungen beeinträchtigen), wodurch eine passende Steuerung nicht durchgeführt werden kann. Insbesondere gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Spuken einer Steuerung, eine übermäßige Erhöhung oder Verringerung des Drehmoments des Verbrennungsmotors, ein fehlerhaftes Erlernen bei einer Lernsteuerung oder dergleichen auftreten wird.
Die Erfindung stellt einen Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug und ein Steuerungsverfahren eines Hybridfahrzeugs bereit, die einen Einfluss von einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit eines Verbrennungsmotors passend reduzieren können.
Ein erster Aspekt der Erfindung stellt einen Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug bereit. Das Hybridfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Das Steuergerät enthält ein erstes Steuergerät und ein zweites Steuergerät. Das erste Steuergerät ist konfiguriert, um eine erste Steuerung durchzuführen, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern. Das zweite Steuergerät ist konfiguriert, um eine zweite Steuerung durchzuführen, die eine Vibration aufgrund einer Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors durch ein Steuern eines Drehmoments, das von dem Elektromotor ausgegeben wird, der mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, reduziert. Das zweite Steuergerät ist konfiguriert, um den Elektromotor derart zu steuern, dass ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, nicht in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der erste Steuerung ist, ausgegeben wird, und den Elektromotor derart zu steuern, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, ausgegeben wird.
In dem Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß der Erfindung wird das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, die eine Vibration aufgrund der Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors reduziert, von dem Elektromotor in dem ersten Frequenzbereich, der der Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, die die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors veranlasst, sich der Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, nicht ausgegeben. Dagegen wird das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, von dem Elektromotor in dem zweiten Frequenzbereich, der höher als der Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, ausgegeben. Der „Steuerungsfrequenzbereich“ bezieht sich auf einen Frequenzbereich, in dem eine Übertragungsfunktion in einer Steuerung (das heißt, eine Übertragungsfunktion eines Systems, das die Steuerung durchführt) eine hohe Empfindlichkeit hat. Typischerweise hat die erste Steuerung einen großen Übertragungskoeffizienten bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz (zum Beispiel DC bzw. Gleichstrom bis 1 Hz).
Wenn eine Ausgabe des Drehmoments, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, zwischen dem ersten Frequenzbereich und dem zweiten Frequenzbereich geschaltet wird, wie es oben beschrieben wurde, überdecken sich eine Steuerungsfrequenz der ersten Steuerung und eine Steuerungsfrequenz der zweiten Steuerung einander nicht und ist es folglich möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung zu vermeiden. Entsprechend ist es möglich, ein Problem, das aufgrund einer Beeinträchtigung zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung auftreten wird, zu vermeiden und einen Einfluss von einer Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors passend zu reduzieren.
In dem Steuerungsapparat kann der zweite Frequenzbereich eine Resonanzfrequenz eines Antriebssystems, das den Verbrennungsmotor und den Elektromotor enthält, enthalten.
Gemäß diesem Aspekt ist es, da eine Resonanz des Antriebssystems durch die zweite Steuerung unterdrückt werden kann, möglich, ein Auftreten einer Vibration in dem Hybridfahrzeug effektiv zu reduzieren.
In dem Steuerungsapparat kann das zweite Steuergerät konfiguriert sein, um ein Rotationsgeschwindigkeitssignal, das eine Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors über Zeit kennzeichnet, zu erlangen. Das zweite Steuergerät kann konfiguriert sein, um einen Filterprozess eines Abschneidens einer Komponente des Rotationsgeschwindigkeitssignals, die dem ersten Frequenzbereich entspricht, und eines Hindurchgehens einer Komponente, die dem zweiten Frequenzbereich entspricht, durchzuführen. Das zweite Steuergerät kann konfiguriert sein, um das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf dem Rotationsgeschwindigkeitssignal, das dem Filterprozess ausgesetzt ist, zu bestimmen.
Gemäß diesem Aspekt wird, da die Komponente, die dem ersten Frequenzbereich in dem Rotationsgeschwindigkeitssignal entspricht, das die Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors über Zeit kennzeichnet, abgeschnitten wird, das Drehmoment, das zweiten Steuerung zugeordnet ist, die dem ersten Frequenzbereich entspricht, nicht berechnet und wird folglich das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in dem ersten Frequenzbereich nicht ausgegeben. Dagegen wird, da die Komponente, die dem zweiten Frequenzbereich entspricht, hindurchgeht bzw. hindurch gelassen wird, das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in dem zweiten Frequenzbereich ausgegeben. Infolgedessen ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung passend zu vermeiden.
In dem Steuerungsapparat kann das zweite Steuergerät konfiguriert sein, um ein Rotationsgeschwindigkeitssignal, das eine Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors über Zeit kennzeichnet, zu erlangen. Das zweite Steuergerät kann konfiguriert sein, um eine Schwankung einer Winkelbeschleunigung durch ein Ableiten des Rotationsgeschwindigkeitssignals zu detektieren. Das zweite Steuergerät kann konfiguriert sein, um das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf der Schwankung der Winkelbeschleunigung zu bestimmen.
Gemäß diesem Aspekt wird eine Schwankung einer Winkelbeschleunigung, die dem zweiten Frequenzbereich entspricht, in dem die Frequenz verhältnismäßig hoch ist, durch ein Ableiten des Rotationsgeschwindigkeitssignals detektiert. Da die Frequenz bei der Schwankung der Winkelbeschleunigung des Elektromotors verhältnismäßig hoch ist (insbesondere hoch in dem ersten Frequenzbereich), wird das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, die dem ersten Frequenzbereich entspricht, nicht durch ein Bestimmen des Drehmoments, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf der detektierten Schwankung der Winkelbeschleunigung ausgegeben und wird folglich das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, nicht in dem ersten Frequenzbereich ausgegeben. Dagegen wird das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in dem zweiten Frequenzbereich, der der Winkelbeschleunigung des Elektromotors entspricht, ausgegeben. Infolgedessen ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung passend zu vermeiden.
In dem Steuerungsapparat kann das zweite Steuergerät konfiguriert sein, um eine Schwankung eines Torsionsmoments in einem der Teile, Eingabewelle und Dämpfer, die mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind, aus einer Größe einer Belastung aufgrund einem Drehmoment von einem der Teile, Eingabewelle und Dämpfer, zu berechnen. Das zweite Steuergerät kann konfiguriert sein, um das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf der Schwankung des Torsionsmoments zu bestimmen.
Gemäß diesem Aspekt wird eine Schwankung eines Torsionsmoments, das dem zweiten Frequenzbereich entspricht, in dem die Frequenz verhältnismäßig hoch ist, detektiert. Da die Frequenz bei der Schwankung des Torsionsmoments verhältnismäßig hoch ist (insbesondere ist der erste Frequenzbereich höher), wird das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, die dem ersten Frequenzbereich entspricht, nicht durch ein Bestimmen des Drehmoments, das der zweiten Steuerung entspricht, basierend auf der detektierten Schwankung des Torsionsmoments ausgegeben und wird folglich das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, nicht in dem ersten Frequenzbereich ausgegeben. Dagegen wird das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in dem zweiten Frequenzbereich, der der Schwankung des Torsionsmoments entspricht, ausgegeben. Infolgedessen ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung passend zu vermeiden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung stellt einen Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug bereit. Das Hybridfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Der Steuerungsapparat enthält mindestens eine elektronische Steuerungseinheit. Die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine erste Steuerung durchzuführen, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern. Die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine zweite Steuerung durchzuführen, die eine Vibration aufgrund einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors durch ein Steuern eines Drehmoments, das von dem Elektromotor ausgegeben wird, der mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, reduziert. Die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um den Elektromotor derart zu steuern, dass ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, nicht in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, auszugeben. Die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um den Elektromotor derart zu steuern, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, auszugeben.
Ein dritter Aspekt der Erfindung stellt ein Steuerungsverfahren eines Hybridfahrzeugs bereit. Das Hybridfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und mindestens eine elektronische Steuerungseinheit. Das Steuerungsverfahren enthält: ein Durchführen durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit einer ersten Steuerung, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, ein Durchführen durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit einer zweiten Steuerung, die eine Vibration aufgrund einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors durch ein Steuern eines Drehmoments, das von dem Elektromotor ausgegeben wird, der mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, reduziert, ein Steuern durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit des Elektromotors derart, dass ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, nicht in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, ausgegeben wird, und ein Steuern durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit des Elektromotors derart, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, ausgegeben wird.
Vorgänge und andere Vorteile der Erfindung werden aus Ausführungsformen der Erfindung, die nachstehend beschrieben werden, deutlich.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und eine technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen ähnliche Ziffern ähnliche Elemente kennzeichnen, beschrieben und wobei:

1 ein Blockschaltbild ist, das eine Konfiguration eines Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt,
2 ein Blockschaltbild ist, das eine Konfiguration einer MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt,
3 ein Bode-Diagramm ist, das ein Beispiel einer Übertragungsfunktion eines Systems darstellt,
4 ein Verzeichnis bzw. eine Karte ist, das bzw. die eine Beeinträchtigung zwischen einer Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und einer MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung darstellt,
5 ein Timing-Diagramm ist, das eine Erhöhung einer Drehmomentschwankung aufgrund einer Beeinträchtigung zwischen einer Steuerung bzw. Steuerungen darstellt,
6 ein Flussdiagramm bzw. Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf von Vorgängen der Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform darstellt,
7 ein Verzeichnis bzw. eine Karte ist, was bzw. die Filtercharakteristiken einer Filterverarbeitungseinheit darstellt,
8 ein Timing-Diagramm ist, das eine Schwankung einer Motor-Rotationsgeschwindigkeit und einer MG-Rotationsgeschwindigkeit, die dem Filterprozess ausgesetzt ist, darstellt,
9 ein Blockschaltbild ist, das eine Konfiguration einer MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt,
10 ein Flussdiagramm bzw. Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf von Vorgängen eines Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt,
11 ein Timing-Diagramm ist, das eine Schwankung einer Motor-Rotationsgeschwindigkeit und einer Winkelbeschleunigung darstellt,
12 ein Blockschaltbild ist, das eine Konfiguration einer MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt,
13 ein Flussdiagramm bzw. Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf von Vorgängen eines Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, und
14 ein Timing-Diagramm ist, das eine Schwankung einer Motor-Rotationsgeschwindigkeit und eines Torsionsmoments darstellt.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen
Im Nachfolgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Ein Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf 1 bis 8 beschrieben.
Vorrichtungskonfiguration
Als Erstes wird eine Konfiguration eines Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist ein Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform konfiguriert, um Vorgänge eines Motors 200 und eines Motorgenerators MG, die in dem Hybridfahrzeug eingebaut sind, zu steuern. Der Motor 200 ist ein Beispiel eines „Verbrennungsmotors“. Der Motor 200 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Benzinmotor, der als eine Hauptleistungsquelle des Hybridfahrzeugs 1 dient. Der Motorgenerator MG ist ein Beispiel eines „Elektromotors“. Der Motorgenerator MG ist ein Elektromotorgenerator, der eine antreibende Funktion eines Umwandelns von elektrischer Energie in kinetische Energie und eine Regenerationsfunktion eines Umwandelns von kinetischer Energie in elektrische Energie hat. In 1 sind der Motor 200 und der Motorgenerator MG als direkt miteinander verbunden dargestellt, jedoch können diese zum Beispiel über einen Planetengetriebemechanismus verbunden sein, solange es eine Konfiguration ist, die im Stande ist, ein Drehmoment zwischen diesen zu übertragen.
Der Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform enthält einen Motor-ECU 10, das eine elektronische Steuerungseinheit ist, die einen Betrieb des Motors 200 steuert, und ein MGECU 20, das eine elektronische Steuereinheit ist, die einen Betrieb des Motorgenerators MG steuert. In dieser Ausführungsform im Besonderen sind das Motor-ECU 10 und das MGECU 20 als ECUs, die unabhängig voneinander sind, konfiguriert. Das Motor-ECU 10 und das MGECU 20 können technisch als ein einzelnes in ECU (das heißt, ein gemeinsames ECU) konfiguriert sein, jedoch kann sich die Größe erhöhen, zum Beispiel wenn das einzelne ECU befähigt ist, Prozesse mit großer Rechenlast durchzuführen. Entsprechend enthält der Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform das Motor-ECU 10, das den Motor 200 steuert, und das MGECU 20, das den Motorgenerator MG steuert, getrennt. Alternativ können das Motor-ECU 10 und das MGECU 20 als getrennte Steuerungsblöcke in derselben ECU konfiguriert sein. Das heißt, dass eine erste Steuerung und eine zweite Steuerung, die später beschrieben werden, durch eine Vielzahl von Steuerungsblöcken oder Steuerungsschaltungen in mindestens einem ECU implementiert sein können.
Das Motor-ECU 10 führt eine Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung (erste Steuerung) durch, die einen Drehmomentbefehl für ein Veranlassen einer Motor-Rotationsgeschwindigkeit, sich einer Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, basierend auf einer erlangten Rotationsgeschwindigkeit des Motors 200 (der Motor-Rotationsgeschwindigkeit) ausgibt. Die erste Steuerung wird durch eine Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 110, die in 1 dargestellt ist, implementiert. Die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 110 ist ein Beispiel, in dem die erste Steuerung, die durch ein „erstes Steuergerät“ durchgeführt wird, als ein Steuerungsblock ausgedrückt wird. Die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 110 veranlasst die Motor-Rotationsgeschwindigkeit, sich der Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, zum Beispiel durch eine Elektronische-Kraftstoffeinspritzung-Steuerung (EFI control, electronic fuel injection control). Das MGECU 20 führt eine MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung (zweite Steuerung) durch, die einen Drehmomentbefehl für ein Veranlassen einer MG-Rotationsgeschwindigkeit, sich einer Soll-MG-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, basierend auf einer erlangten Rotationsgeschwindigkeit des Motorgenerators MG (einer MG-Rotationsgeschwindigkeit) ausgibt. Die zweite Steuerung wird durch eine MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120, die in 1 dargestellt ist, implementiert. Die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120 ist ein Beispiel, in dem die zweite Steuerung, die durch ein „zweites Steuergerät“ durchgeführt wird, als ein Steuerungsblock ausgedrückt wird. Die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120 kann den Motorgenerator MG veranlassen, ein Drehmoment (im Nachfolgenden passend als ein „Vibrationssteuerungsdrehmoment“ bezeichnet) für ein Reduzieren eines Einflusses von einer Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 200 zusätzlich zu einem Drehmoment als einer Leistungsquelle des Hybridfahrzeugs auszugeben. Das Vibrationssteuerungsdrehmoment ist ein Drehmoment mit einer Phase, die entgegengesetzt zu einer Schwankungskomponente der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 200 ist, und hat einen Effekt eines Reduzierens einer Vibration (zum Beispiel einer Vibration, die einer Resonanzfrequenz eines Antriebssystems entspricht) des Hybridfahrzeugs aufgrund der Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 200.
Eine Konfiguration der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120 wird nachstehend mit Bezug auf 2 spezifisch beschrieben. 2 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Wie es in 2 dargestellt ist, enthält die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120 gemäß der ersten Ausführungsform eine Filterverarbeitungseinheit 121 und eine Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 als Verarbeitungsblöcke, die darin oder in einer Hardware implementiert sind. Die Filterverarbeitungseinheit 121 erlangt ein MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das eine Schwankung der MG-Rotationsgeschwindigkeit über Zeit kennzeichnet, und führt einen vorgegebenen Filterprozess an dem erlangten MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal durch. Die Filterverarbeitungseinheit 121 ist konfiguriert, um ein MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das dem Filterprozess ausgesetzt ist, an die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 aus. Die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 gibt ein Drehmomentbefehlssignal, das ein Drehmoment kennzeichnet, das von dem Motorgenerator MG ausgegeben werden sollte, basierend auf dem MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das dem Filterprozess ausgesetzt ist, aus. Noch spezifischere Vorgangsdetails bzw. Betriebsdetails der Filterverarbeitungseinheit 121 und der Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 werden später beschrieben.
Beeinträchtigung zwischen Rotationsgeschwindigkeitssteuerungen
Eine Beeinträchtigung zwischen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung, die durch die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 11 durchgeführt wird, und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung, die durch die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120 durchgeführt wird, wird nachstehend mit Bezug auf 3 bis 5 beschrieben. 3 ist ein Bode-Diagramm, das ein Beispiel einer Übertragungsfunktion eines Systems darstellt. 4 ist ein Verzeichnis bzw. eine Karte, das bzw. die eine Beeinträchtigung zwischen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung darstellt. 5 ist ein Timing-Diagramm, das eine Erhöhung einer Drehmomentschwankung aufgrund der Beeinträchtigung zwischen Steuerungen darstellt.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist der Steuerungsfrequenzbereich von jeder Steuerung als ein hochempfindlicher Bereich einer Übertragungsfunktion (insbesondere einer Übertragungsfunktion, die abhängig von Spezifikationen eines mechanischen Teils und eines Softwareteils für ein Durchführen der Steuerung bestimmt wird) eines Systems, das die Steuerung durchführt, definiert. Das heißt, dass ähnlich wie ein Teil, der mit einer gestrichelten Linie in der Zeichnung umgeben ist, ein Frequenzbereich, in dem ein Übertragungskoeffizienz hoch ist, als der Steuerungsfrequenzbereich definiert ist.
In einem Vergleichsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, ist der Steuerungsfrequenzbereich der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ein verhältnismäßig niedriger Frequenzbereich, der gleich 1 Hz oder niedriger als dies ist, und ist der Steuerungsfrequenzbereich der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ein Frequenzbereich, der höher als der Steuerungsfrequenzbereich der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ist, um eine Vibration aufgrund der Resonanzfrequenz (zum Beispiel 8 Hz) des Antriebssystems zu reduzieren. Zu dieser Zeit gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Beeinträchtigung zwischen Steuerungen in dem Bereich (siehe einen schraffierten Teil in der Zeichnung), in dem der Steuerungsfrequenzbereich der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und der Steuerungsfrequenzbereich der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung einander überlappen, auftreten wird.
Insbesondere sind das Motor-ECU 10 und das MGECU 20 als unabhängige ECUs konfiguriert. Entsprechend stehen, wenn eine Trennung von einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit oder eine Ansprechverzögerung des Motors 200 oder des Motorgenerators MG vorkommt, ein Drehmoment (ein Motor-Drehmoment), das von dem Motor 200 ausgegeben wird, und ein Drehmoment (ein MG-Drehmoment), das von dem Motorgenerator MG ausgegeben wird, miteinander in Konflikt und gibt es eine Besorgnis, dass ein Spuken einer Steuerung, eine übermäßige Erhöhung oder Verringerung des Motor-Drehmoments, ein fehlerhaftes Erlernen bei einer Lernsteuerung oder dergleichen vorkommen wird. Solch ein Problem kann ebenso vorkommen, wenn das Motor-ECU 10 und das MGECU 20 als getrennte Steuerungsblöcke in demselben ECU konfiguriert sind.
In dem Beispiel, das in 5 dargestellt ist, erhöhen sich Schwankungsbreiten des Motor-Drehmoments und MG-Drehmoments mit dem Zeitablauf während einem Selbstaufrechterhaltungsvorgang (das heißt, während einem Leerlaufvorgang) des Motors 200. Das liegt daran, dass ein Rückkoppelungsprozess in der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung aufgrund der Beeinträchtigung zwischen Steuerungen normalerweise nicht durchgeführt werden kann. Solch eine übermäßige Erhöhung des Motor-Drehmoments hat einen ungünstigen Einfluss auf die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung.
In dem Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform führt diese die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung unter Verwendung eines Verfahrens, das nachstehend ausführlich beschrieben wird, durch, um das oben genannte Problem zu lösen.
Beschreibung von Vorgängen
Vorgänge (im Besonderen ein Vibrationssteuerung-Drehmomentausgabe-Vorgang der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120) des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform werden nachstehend ausführlich mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm bzw. Ablaufdiagramm, das einen Ablauf von Vorgängen des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
In 6 wird der Vibrationssteuerung-Drehmomentausgabe-Vorgang gemäß dieser Ausführungsform durchgeführt, wenn der Motor 200 einen Selbstaufrechterhaltungsvorgang bei einem P-Bereich gemäß der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung durchführt. Entsprechend werden, wenn es bestimmt wird, dass der Motor 200 einen Selbstaufrechterhaltungsvorgang bei dem P-Bereich nicht durchführt (Nein in Schritt S101), anschließende Prozesse von diesem nicht durchgeführt und endet eine Serie bzw. Reihe von Prozessen.
Dagegen erlangt, wenn es bestimmt wird, dass der Motor 200 einen Selbstaufrechterhaltungsvorgang bei dem P-Bereich durchführt (Ja in Schritt S101), die Filterverarbeitungseinheit 121 ein MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das die MG-Rotationsgeschwindigkeit kennzeichnet (Schritt S102). Anschließend führt die Filterverarbeitungseinheit 121 einen vorgegebenen Filterprozess an dem erlangten MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal durch (Schritt S103). Das MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das dem Filterprozess ausgesetzt wird, wird an die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 ausgegeben.
Danach berechnet die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 ein MG-Befehlsdrehmoment basierend auf dem MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das dem Filterprozess ausgesetzt wird (Schritt S104). Das heißt, dass ein Drehmoment für ein Veranlassen der MG-Rotationsgeschwindigkeit, sich der Soll-MG-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, berechnet wird. Das berechnete Drehmoment enthält ein Vibrationssteuerungsdrehmoment und da existierende Techniken passend verwendet werden können, um das Vibrationssteuerungsdrehmoment zu berechnen, wird eine ausführliche Beschreibung von diesen hierin nicht gemacht. Anschließend gibt die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 das berechnete MG-Befehlsdrehmoment an den Motorgenerator MG aus (Schritt S105). Entsprechend wird ein Drehmoment, das das Vibrationssteuerungsdrehmoment enthält, von dem Motorgenerator MG ausgegeben.
Die oben genannte Serie bzw. Reihe von Prozessen wird erneut von Schritt S101 gestartet, nachdem eine vorgegebene Zeit verstreicht. Entsprechend werden die Prozesse von Schritt S102 bis S105 durchgeführt, während der Motor 200 einen Selbstaufrechterhaltungsvorgang bei dem P-Bereich durchführt.
Vorteile der Ausführungsform
Technische Vorteile, die aus den Vorgängen des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden, werden nachstehend ausführlich mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben. 7 ist ein Verzeichnis bzw. eine Karte, das bzw. die Filtercharakteristiken der Filterverarbeitungseinheit darstellt. 8 ist ein Timing-Diagramm, das eine Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit und der MG-Rotationsgeschwindigkeit, die dem Filterprozess ausgesetzt wird, darstellt.
Wie es in 7 dargestellt wird, hat die Filterverarbeitungseinheit 121 Filtercharakteristiken, dass eine Verstärkung in einem Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereich (das heißt, der der Steuerungsfrequenzbereich der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ist und ein verhältnismäßig niedriger Frequenzbereich ist) sehr klein ist und sich die Verstärkung abhängig von den Antriebssystem-Resonanzcharakteristiken erhöht. Entsprechend wird in dem Filterprozess durch die Filterverarbeitungseinheit 121 eine Komponente, die dem Frequenzbereich des Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereichs entspricht, abgeschnitten und wird eine Komponente, die einem Frequenzbereich in der Nähe der Antriebssystem-Resonanzfrequenz entspricht, durchgelassen. Infolgedessen wird, wenn das MG-Befehlsdrehmoment basierend auf dem MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal berechnet wird, das dem Filterprozess ausgesetzt ist, die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung in einem Frequenzbereich, der nicht den Frequenzbereich des Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereichs enthält, sondern den Antriebssystem-Resonanzfrequenzbereich enthält, durchgeführt. Entsprechend ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung untereinander zu verhindern und eine Vibration des Hybridfahrzeugs passend zu reduzieren.
In dem Beispiel, das in 7 dargestellt ist, kann ein Frequenzbereich, in dem keine der Steuerungen, Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung, durchgeführt wird, zwischen dem Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereich und einem MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereich (das heißt, einem Steuerungsfrequenzbereich der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung) vorhanden sein oder nicht vorhanden sein. Das heißt, dass, wenn der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereich den Antriebssystem-Resonanzfrequenzbereich enthält, während er mit dem Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereich überlappt, und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereich vermieden wird, die oben genannten technischen Vorteile sicher erhalten werden können.
In dem Beispiel, das in 8 dargestellt ist, wird eine Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit in der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung zu einer Zeit T1 von 1000 rpm bzw. U/min auf 1200 rpm bzw. U/min geändert. Zu dieser Zeit wird das MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das dem Filterprozess ausgesetzt wird, vor und nach einer Zeit T1 kaum geändert. Dies bedeutet, dass einzig eine Schwankungskomponente der Rotationsgeschwindigkeit des Motorgenerators MG in einem Bereich, der bei einer Frequenz von der Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit (das heißt, einer Schwankung bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz) durch die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung getrennt wird, durch ein Durchführen eines Hochpassfilterprozesses, der in 7 dargestellt ist, extrahiert bzw. gewonnen werden kann. Noch spezifischer wird die Komponente des Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereichs von verhältnismäßigen niedrigen Frequenzen abgeschnitten und wird einzig die Schwankungskomponente der verhältnismäßig hohen Frequenzen extrahiert bzw. gewonnen. Entsprechend ist es, wenn das MG-Befehlsdrehmoment basierend auf dem MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal berechnet wird, das dem Filterprozess ausgesetzt wird, möglich, die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ohne ein Beeinflussen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung (zum Beispiel einer Steuerung, die mit einer Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit in einem Bereich von verhältnismäßig niedrigen Frequenzen einhergeht, um einer Änderung der Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit zu entsprechen) durchzuführen. Entsprechend ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung untereinander zu verhindern und eine Vibration des Hybridfahrzeugs passen zu reduzieren.
Zweite Ausführungsform
Ein Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform einzig in einigen Konfigurationen und Vorgängen verschieden und beide Ausführungsformen sind einander in den anderen Teilen gleich. Entsprechend werden Unterschiede von der oben genannten ersten Ausführungsform nachstehend ausführlich beschrieben und werden dieselben Teile passenderweise nicht wiederholt.
Vorrichtungskonfiguration
Eine Konfiguration einer MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf 9 beschrieben. 9 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie es in 9 dargestellt ist, enthält die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120b gemäß der zweiten Ausführungsform eine Ableitungsverarbeitungseinheit 123 und eine Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 als Verarbeitungsblöcke, die darin oder in einer Hardware implementiert sind. Die Ableitungsverarbeitungseinheit 123 erlangt ein MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das eine Schwankung der MG-Rotationsgeschwindigkeit über Zeit kennzeichnet, und führt einen Ableitungsprozess an dem erlangten MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal durch. Das MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal wird ein Signal, das eine Winkelbeschleunigung des Motorgenerators MG durch den Ableitungsprozess kennzeichnet. Die Ableitungsverarbeitungseinheit 123 ist konfiguriert, um das Signal, das die Winkelbeschleunigung kennzeichnet, an die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 auszugeben. Die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 gibt ein Drehmomentbefehlssignal, das ein Drehmoment kennzeichnet, das von dem Motorgenerator MG ausgegeben werden sollte, basierend auf dem Signal, das die Winkelbeschleunigung kennzeichnet, aus.
Beschreibung von Vorgängen
Vorgänge (im Besonderen ein Vorgang eines Ausgebens eines Vibrationssteuerungsdrehmoments, der durch die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120b durchgeführt wird) des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachstehend ausführlich mit Bezug auf 10 beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm bzw. Ablaufdiagramm, das einen Ablauf von Vorgängen des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
In 10 erlangt, wenn der Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform tätig ist und es bestimmt wird, dass der Motor 200 einen Selbstaufrechterhaltungsvorgang bei dem P-Bereich durchführt (Ja in Schritt S101), die Ableitungsverarbeitungseinheit 123 das MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal, das die MG-Rotationsgeschwindigkeit kennzeichnet (Schritt S202), und führt diese einen Ableitungsprozess an dem erlangten MG-Rotationsgeschwindigkeit-Signal durch (Schritt S203). Das Signal, das durch den Ableitungsprozess erhalten worden ist, das die Winkelbeschleunigung kennzeichnet, wird an die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 ausgegeben.
Danach berechnet die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 ein MG-Befehlsdrehmoment, das ein Vibrationssteuerungsdrehmoment enthält, basierend auf dem Signal, das die Winkelbeschleunigung kennzeichnet (Schritt S204). Das heißt, dass ein Drehmoment für ein Veranlassen der MG-Rotationsgeschwindigkeit, sich einer Soll-MG-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, berechnet wird. Anschließend gibt die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 das berechnete MG-Befehlsdrehmoment an den Motorgenerator MG aus (Schritt S105). Entsprechend wird ein Drehmoment, das ein Vibrationssteuerungsdrehmoment enthält, von dem Motorgenerator MG ausgegeben.
Vorteile der Ausführungsform
Technische Vorteile, die aus den Vorgängen des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform erhalten werden, werden nachstehend ausführlich mit Bezug auf 11 beschrieben. 11 ist ein Timing-Diagramm, das eine Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit und der Winkelbeschleunigung darstellt.
In dem Beispiel, das in 11 dargestellt ist, wird eine Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit in der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung zu einer Zeit T2 von 1000 rpm bzw. U/min auf 1200 rpm bzw. U/min geändert. Zu dieser Zeit wird das Signal, das dem Ableitungsprozess ausgesetzt worden ist, das die Winkelbeschleunigung kennzeichnet, vor und nach einer Zeit T2 kaum geändert. Dies bedeutet, dass einzig eine Schwankungskomponente der Rotationsgeschwindigkeit des Motorgenerators MG in einem Bereich, der bei einer Frequenz von der Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit (das heißt, einer Schwankung bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz) durch die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung getrennt wird, durch ein Durchführen des Ableitungsprozesses extrahiert bzw. gewonnen werden kann. Das heißt, dass beinahe derselbe Vorteil wie der Filterprozess in der ersten Ausführungsform durch den Ableitungsprozess erhalten werden kann. Insbesondere wird die Komponente des Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereichs von verhältnismäßig niedrigen Frequenzen abgeschnitten und kann einzig die Schwankungskomponente von verhältnismäßig hohen Frequenzen extrahiert bzw. gewonnen werden. Entsprechend ist es, wenn das MG-Befehlsdrehmoment basierend auf dem Signal berechnet wird, das die Winkelbeschleunigung kennzeichnet, die durch den Ableitungsprozess erlangt wird, möglich, die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ohne ein Beeinflussen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung (zum Beispiel eine Steuerung, die mit einer Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit in einem Bereich von verhältnismäßig niedrigen Frequenzen einhergeht, um einer Änderung der Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit zu entsprechen) durchzuführen. Entsprechend ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung untereinander zu verhindern und eine Vibration des Hybridfahrzeugs passend zu reduzieren.
Dritte Ausführungsform
Ein Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Die dritte Ausführungsform ist von den ersten und zweiten Ausführungsformen einzig in einigen Konfigurationen und Vorgängen verschieden und diese Ausführungsformen sind einander in den anderen Teilen gleich. Entsprechend werden Unterschiede von den oben genannten ersten und zweiten Ausführungsformen nachstehend ausführlich beschrieben und werden dieselben Teile passenderweise nicht wiederholt.
Vorrichtungskonfiguration
Eine Konfiguration einer MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug auf 12 beschrieben. 12 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
Wie es in 12 dargestellt ist, enthält die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120c gemäß der dritten Ausführungsform eine Drehmomentschwankungsberechnungseinheit 124 und eine Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 als Verarbeitungsblöcke, die darin oder in einer Hardware implementiert sind. Die Drehmomentschwankungsberechnungseinheit 124 berechnet eine Schwankung eines Drehmoments (das heißt, eine Schwankung eines Torsionsmoments) entsprechend einer Größe einer Belastung aufgrund einer Torsion einer Eingabewelle oder eines Dämpfers (von denen keine bzw. keiner dargestellt ist), die mit dem Motor 200 verbunden sind. Die Drehmomentschwankungsberechnungseinheit 124 ist konfiguriert, um ein Signal, das die berechnete Schwankung des Torsionsmoments (im Nachfolgenden passenderweise als eine „Torsionsschwankung“ bezeichnet) kennzeichnet, an die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 auszugeben. Die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 gibt ein Drehmomentbefehlssignal, das ein Drehmoment kennzeichnet, das von dem Motorgenerator MG ausgegeben werden sollte, basierend auf der Drehmomentschwankung, die der Größe einer Belastung entspricht, aus.
Beschreibung von Vorgängen
Vorgänge (im Besonderen ein Vorgang eines Ausgebens eines Vibrationssteuerungsdrehmoments, der durch die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungseinheit 120c durchgeführt wird) des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform werden nachstehend ausführlich mit Bezug auf 13 beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm bzw. Ablaufdiagramm, das einen Ablauf von Vorgängen des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
In 13 erlangt, wenn der Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform tätig ist und es bestimmt wird, dass der Motor 200 einen Selbstaufrechterhaltungsvorgang bei dem P-Bereich durchführt (Ja in Schritt S101), die Drehmomentschwankungsberechnungseinheit 124 die Größe einer Belastung der Eingabewelle oder des Dämpfers (Schritt S302) und berechnet diese eine Drehmomentschwankung, die der erlangten Größe einer Belastung entspricht (Schritt S303). Das Signal, das die berechnete Drehmomentschwankung kennzeichnet, wird an die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 ausgegeben.
Danach berechnet die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 ein MG-Befehlsdrehmoment, das ein Vibrationssteuerungsdrehmoment enthält, basierend auf dem Signal, das die Drehmomentschwankung enthält (Schritt S304). Das heißt, dass ein Drehmoment für ein Veranlassen der MG-Rotationsgeschwindigkeit, sich einer Soll-MG-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, berechnet wird. Anschließend gibt die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 122 das berechnete MG-Befehlsdrehmoment an den Motorgenerator MG aus (Schritt S105). Entsprechend wird ein Drehmoment, das das Vibrationssteuerungsdrehmoment enthält, von dem Motorgenerator MG ausgegeben.
Vorteile der Ausführungsform
Technische Vorteile, die aus den Vorgängen des Steuerungsapparats für ein Hybridfahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform erhalten werden, werden nachstehend ausführlich mit Bezug auf 14 beschrieben. 14 ist ein Timing Diagramm, das eine Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit und des Torsionsmoments darstellt.
In dem Beispiel, das in 14 dargestellt ist, wird eine Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit in der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung zu einer Zeit T3 von 1000 rpm bzw. U/min auf 1200 rpm bzw. U/min geändert. Zu dieser Zeit wird das Signal, das die Drehmomentschwankung kennzeichnet, die der Größe einer Belastung entspricht, vor und nach einer Zeit T3 kaum geändert. Dies bedeutet, dass einzig eine Schwankungskomponente der Rotationsgeschwindigkeit des Motorgenerators MG in einem Bereich, der bei einer Frequenz von der Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit (das heißt, einer Schwankung bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz) durch die Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung getrennt wird, durch ein Berechnen der Drehmomentschwankung, die der Größe einer Belastung entspricht, extrahiert bzw. gewonnen werden kann. Das heißt, dass beinahe derselbe Vorteil wie der Filterprozess in der ersten Ausführungsform und der Ableitungsprozess in der zweiten Ausführungsform durch ein Berechnen der Drehmomentschwankung, die dem Torsionsmoment entspricht, erhalten werden kann. Insbesondere wird die Komponente des Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerungsbereichs von verhältnismäßig niedrigen Frequenzen abgeschnitten und kann einzig die Schwankungskomponente von verhältnismäßig hohen Frequenzen extrahiert bzw. gewonnen werden. Entsprechend ist es, wenn das MG-Befehlsdrehmoment basierend auf der Schwankung des Torsionsmoments berechnet wird, möglich, die MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung ohne ein Beeinflussen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung (zum Beispiel eine Steuerung, die mit einer Schwankung der Motor-Rotationsgeschwindigkeit in einem Bereich von verhältnismäßig niedrigen Frequenzen einhergeht, um einer Änderung der Soll-Motor-Rotationsgeschwindigkeit zu entsprechen) durchzuführen. Entsprechend ist es möglich, eine Beeinträchtigung zwischen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung und der MG-Rotationsgeschwindigkeit-Steuerung untereinander zu verhindern und eine Vibration des Hybridfahrzeugs passend zu reduzieren.
Die Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann passend modifiziert werden, ohne von dem Wesentlichen oder Sinn der Erfindung, die aus den beigefügten Ansprüchen und der gesamten Beschreibung gelesen werden kann, abzuweichen. Ein Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug mit solchen Modifikationen ist ebenso in dem technischen Geltungsbereich der Erfindung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010274875 A [0002]

Claims

Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor (200) und einen Elektromotor (MG) enthält, wobei der Steuerungsapparat aufweist: ein erstes Steuergerät (10), das konfiguriert ist, um eine erste Steuerung durchzuführen, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (200) veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, und ein zweites Steuergerät (20), das konfiguriert ist, um eine zweite Steuerung durchzuführen, die ein Vibration aufgrund einer Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (200) durch ein Steuern eines Drehmoments, das von dem Elektromotor (MG) ausgegeben wird, der mit dem Verbrennungsmotor (200) verbunden ist, reduziert, wobei das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um den Elektromotor (MG) derart zu steuern, das ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, nicht ausgegeben wird, und um den Elektromotor (MG) derart zu steuern, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, ausgegeben wird.
Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Frequenzbereich eine Resonanzfrequenz eines Antriebssystems, das den Verbrennungsmotor (200) und den Elektromotor (MG) enthält, enthält.
Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Steuergerät (120) konfiguriert ist, um ein Rotationsgeschwindigkeitssignal, das eine Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors (MG) über Zeit kennzeichnet, zu erlangen, das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um einen Filterprozess, der eine Komponente des Rotationsgeschwindigkeitssignals abschneidet, die dem ersten Frequenzbereich entspricht, und eine Komponente durchzulassen, die dem zweiten Frequenzbereich entspricht, durchzuführen, und das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf dem Rotationsgeschwindigkeitssignal, das dem Filterprozess ausgesetzt wird, zu bestimmen.
Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um ein Rotationsgeschwindigkeitssignal, das eine Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors (MG) über Zeit kennzeichnet, zu erlangen, das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um eine Schwankung einer Winkelbeschleunigung durch ein Ableiten des Rotationsgeschwindigkeitssignals zu detektieren, und das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf der Schwankung der Winkelbeschleunigung zu bestimmen.
Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um eine Schwankung eines Torsionsmoments in einem der Teile, Eingabewelle und Dämpfer, die mit dem Verbrennungsmotor (200) verbunden sind, aus einer Größe einer Belastung aufgrund einer Torsion von einem der Teile, Eingabewelle und Dämpfer, zu berechnen, und das zweite Steuergerät (20) konfiguriert ist, um das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, basierend auf der Schwankung des Torsionsmoments zu bestimmen.
Steuerungsapparat für ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor (200) und einen Elektromotor (MG) enthält, wobei der Steuerungsapparat aufweist mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20), die konfiguriert ist, um eine erste Steuerung durchzuführen, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (200) veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, wobei die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) konfiguriert ist, um eine zweite Steuerung durchzuführen, die eine Vibration aufgrund einer Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (200) durch ein Steuern eines Drehmoments, das von dem Elektromotor (MG) ausgegeben wird, der mit dem Verbrennungsmotor (200) verbunden ist, zu reduzieren, wobei die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) konfiguriert ist, um den Elektromotor (MG) derart zu steuern, dass ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, nicht ausgegeben wird, und wobei die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) konfiguriert ist, um den Elektromotor (MG) derart zu steuern, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, ausgegeben wird.
Steuerungsverfahren eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor (200), einen Elektromotor (MG) und mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) enthält, wobei das Steuerungsverfahren ausweist: ein Durchführen durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) einer ersten Steuerung, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (200) veranlasst, sich einer Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu nähern, ein Durchführen durch die mindestens eine Steuerungseinheit (10, 20) einer zweiten Steuerung, die eine Vibration aufgrund einer Schwankung einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (200) durch ein Steuern eines Drehmoments, das von dem Elektromotor (MG) ausgegeben wird, der mit dem Verbrennungsmotor (200) verbunden ist, reduziert, ein Steuern durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) des Elektromotors (MG) derart, dass ein Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem ersten Frequenzbereich, der ein Steuerungsfrequenzbereich der ersten Steuerung ist, nicht ausgegeben wird, und ein Steuern durch die mindestens eine elektronische Steuerungseinheit (10, 20) des Elektromotors (MG) derart, dass das Drehmoment, das der zweiten Steuerung zugeordnet ist, in einem zweiten Frequenzbereich, der höher als der erste Frequenzbereich ist, ausgegeben wird.