JP2012071792A - 制御装置 - Google Patents

制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012071792A
JP2012071792A JP2010219932A JP2010219932A JP2012071792A JP 2012071792 A JP2012071792 A JP 2012071792A JP 2010219932 A JP2010219932 A JP 2010219932A JP 2010219932 A JP2010219932 A JP 2010219932A JP 2012071792 A JP2012071792 A JP 2012071792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
vibration
torque
amplitude
torque command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010219932A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5553162B2 (ja
Inventor
Hiroaki Shiromura
陽明 白村
Masami Ishikawa
雅美 石川
Hirokazu Kobayashi
弘和 小林
Arinori Shimada
有礼 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
Priority to JP2010219932A priority Critical patent/JP5553162B2/ja
Publication of JP2012071792A publication Critical patent/JP2012071792A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5553162B2 publication Critical patent/JP5553162B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】内燃機関の動作点が高振動領域に設定されることを回避することなく、運転者に不快感を与えないようにすることができる回転電機の制御装置が求められる。
【解決手段】第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置であって、内燃機関から第一動力伝達機構を介して回転電機に伝達される伝達トルク振動を打ち消すための打消し振動トルク指令Tpを生成する制御を実行可能であり、内燃機関の回転速度ωeに基づいて振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する振幅周波数決定部41と、位相αを決定する位相決定部42と、を備え、位相決定部42は、回転電機の回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、位相調整方向に位相αを変化させる。
【選択図】図2

Description

本発明は、第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置に関する。
内燃機関から出力されるトルク振動が大きくなる内燃機関の運転領域が存在する。この高振動領域では、車両の駆動装置にトルク振動が伝達されてこもり音が発生するなど、運転者に不快感を与える恐れがある。この高振動領域に対して、例えば、下記の特許文献1には、以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献1の技術では、高振動領域を回避するように、トルク振動量に基づいて、内燃機関の動作ラインを設定する制御を行っている。そして、特許文献1の技術では、動作ラインを、燃費の悪化が最小になるように設定している。
しかしながら、特許文献1の技術では、高振動領域を回避するために、内燃機関の動作点を、燃費が最適になる動作ラインから変更する必要があり、その分の燃費の悪化は避けられない。よって、燃費向上の観点からは改善の余地がある。
特開2010−138751号公報
そこで、内燃機関の動作点が高振動領域に設定されることを回避することなく、運転者に不快感を与えないようにすることができる回転電機の制御装置が求められる。
本発明に係る、第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置の特徴構成は、前記内燃機関から前記第一動力伝達機構を介して前記回転電機に伝達されるトルク振動である伝達トルク振動に対し、当該伝達トルク振動を打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令を生成し、当該打消し振動トルク指令に従って前記回転電機を制御するトルク振動打消し制御を実行可能であり、少なくとも前記内燃機関の回転速度に基づいて前記打消し振動トルク指令の振幅及び周波数を決定する振幅周波数決定部と、前記打消し振動トルク指令の位相を決定する位相決定部と、を備え、前記位相決定部は、前記回転電機の回転速度に基づいて導出される回転速度振幅の変化に基づき、前記回転速度振幅を減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させる点にある。
なお、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合要素、例えば摩擦クラッチや噛み合い式クラッチ等が含まれていてもよい。
この特徴構成によれば、内燃機関から第一動力伝達機構を介して回転電機に伝達される伝達トルク振動が大きい場合でも、伝達トルク振動を打ち消すためのトルクを回転電機に出力させるので、回転電機よりも車輪側に伝達されるトルク振動を低減することができる。よって、車両用駆動装置における回転速度振動を低減することができ、運転者に与える不快感を低減することができる。
また、上記の特徴構成によれば、少なくとも内燃機関の回転速度に基づいて、打消し振動トルク指令の振幅及び周波数を決定するので、伝達トルク振動と同じ振幅及び周波数を有する打消し振動トルク指令を生成することができ、伝達トルク振動の打ち消しを適切に行うことができる。
ところで、伝達トルク振動を打ち消すためには、伝達トルク振動と逆位相の振動トルクを回転電機に出力させればよい。しかし、伝達トルク振動を直接測定できず、また、伝達トルク振動の位相が変動するような場合には、伝達トルク振動の位相と打消し振動トルク指令の位相との相対位相を把握して、伝達トルク振動と逆位相の打消し振動トルク指令を生成することは容易でない。また、打消し振動トルク指令の位相を、伝達トルク振動の逆位相に一致させるように変化させる上で、打消し振動トルク指令の位相が、伝達トルク振動の逆位相に対して位相進み側及び位相遅れ側のいずれの側にあるかに応じて、位相調整方向を変更する必要があるが、いずれの側にあるかを判定することは容易でない。
上記の特徴構成によれば、回転電機の回転速度振幅が減少する方向は、打消し振動トルク指令の位相が伝達トルク振動の逆位相に近づく方向であるため、回転速度振幅の変化に基づき、回転速度振幅を減少させるように決定した位相調整方向に、打消し振動トルク指令の位相を変化させることで、打消し振動トルク指令の位相を、伝達トルク振動の逆位相に近づけることができる。
ここで、前記位相決定部は、前記回転速度振幅の変化に基づき、前記打消し振動トルク指令の位相に対する前記回転速度振幅の傾きである位相制御結果を算出し、前記位相制御結果が正である場合は、前記位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、位相遅れ方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させ、前記位相制御結果が負である場合は、前記位相調整方向を位相進み方向に決定し、位相進み方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させると好適である。
この構成によれば、打消し振動トルク指令の位相に対する回転速度振幅の傾きである位相制御結果を算出しているので、位相制御結果が正である場合は、打消し振動トルク指令の位相を減少させれば回転速度振幅が減少すると判定できる。よって、現在の打消し振動トルク指令の位相は、伝達トルク振動の逆位相に対して位相進み側にあると判定でき、位相調整方向を位相遅れ方向に決定することができる。
一方、位相制御結果が負である場合は、打消し振動トルク指令の位相を増加させれば回転速度振幅が減少すると判定できる。よって、現在の打消し振動トルク指令の位相は伝達トルク振動の逆位相に対して位相遅れ側にあると判定でき、位相調整方向を位相進み方向に決定することができる。
従って、打消し振動トルク指令の位相を、位相制御結果に基づき決定した位相調整方向に変化させることで、打消し振動トルク指令の位相を、精度良く伝達トルク振動の逆位相に近づけることができる。
また、前記位相決定部は、単位時間当たりの前記回転速度振幅の変化量を、単位時間当たりの前記打消し振動トルク指令の位相の変化量で除算して、前記位相制御結果を算出すると好適である。
位相制御結果は、打消し振動トルク指令の位相に対する回転速度振幅の傾きであるため、位相領域での回転速度振幅の傾きである。一方、制御系は、時間領域で動作する。
上記の構成によれば、位相領域での位相制御結果を、単位時間当たりの回転速度振幅の変化量、及び単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相の変化量、すなわち時間領域での算出結果に基づき算出できるように変換している。よって、時間領域で動作する制御系において、位相領域での位相制御結果を効率良く、リアルタイムで算出することできる。従って、位相制御結果に基づき、フィードバック的に、打消し振動トルク指令の位相を変化させることができる。このため、打消し振動トルク指令の位相を、応答性良く、伝達トルク振動の逆位相に近づけることができる。
また、位相決定部は、前記回転速度振幅の大きさに応じて前記打消し振動トルク指令の位相を変化させると好適である。
この構成によれば、回転速度振幅の大きさに応じて、打消し振動トルク指令の位相の変化量又は変化速度を適切に設定することができる。例えば、回転速度振幅の大きさが大きい場合は、打消し振動トルク指令の位相と、伝達トルク振動の逆位相とのズレが大きいと判定できるため、打消し振動トルク指令の位相の変化量又は変化速度を増加させ、収束速度を向上させることができる。一方、回転速度振幅の大きさが小さい場合は、打消し振動トルク指令の位相が、伝達トルク振動の逆位相に近づいていると判定できるため、打消し振動トルク指令の位相の変化量又は変化速度を減少させ、打消し振動トルク指令の位相を伝達トルク振動の逆位相付近に安定させることができる。
また、前記内燃機関の点火時期に基づいて前記打消し振動トルク指令の位相を変化させると好適である。
この構成によれば、内燃機関の点火時期が変化して、伝達トルク振動の位相が変動した場合においても、内燃機関の点火時期の変化に応じて、打消し振動トルク指令の位相をフィードフォワード的に変化させることができる。よって、打消し振動トルク指令の位相を、変動した伝達トルク振動の逆位相に、迅速に収束させることができる。
また、前記内燃機関の回転速度及び出力トルクに基づいて前記打消し振動トルク指令の振幅を決定すると好適である。
この構成によれば、内燃機関の回転速度及び出力トルクに応じて変化する伝達トルク振動の振幅に合わせて、打消し振動トルク指令の振幅を設定することができる。よって、伝達トルク振動を回転電機により精度良く打ち消すことが可能となる。
本発明の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る動力伝達系のモデル及び制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る動力伝達系のボード線図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
〔第一の実施形態〕
本発明に係る回転電機制御装置32の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、車両用駆動装置1を搭載した車両は、車両の駆動力源として内燃機関であるエンジンEと回転電機MGを備えたハイブリッド車両とされている。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。本実施形態では、回転電機MGは、第一動力伝達機構10を介してエンジンEに駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構11を介して車輪Wに駆動連結される。本実施形態では、第一動力伝達機構10に、回転電機TMとエンジンEとの間の駆動連結を断接するエンジン分離クラッチCLが備えられており、第二動力伝達機構11に、変速機構TMが備えられている。
また、ハイブリッド車両は、エンジンEの制御を行うエンジン制御装置31と、回転電機MGの制御を行う回転電機制御装置32と、変速機構TM及びエンジン分離クラッチCLの制御を行う動力伝達制御装置33と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御装置34と、を備える。なお、回転電機制御装置32が、本発明における「制御装置」である。
このような構成において、本実施形態に係る回転電機制御装置32は、図2及び図3に示すように、エンジンEから第一動力伝達機構10を介して回転電機MGに伝達されるトルク振動である伝達トルク振動Teovに対し、当該伝達トルク振動Teovを打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令Tpを生成し、当該打消し振動トルク指令Tpに従って回転電機MGを制御するトルク振動打消し制御を実行可能なトルク振動打消し制御部40を備えている。そして、トルク振動打消し制御部40は、少なくともエンジンEの回転速度ωeに基づいて打消し振動トルク指令Tpの振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する振幅周波数決定部41と、打消し振動トルク指令の位相αを決定する位相決定部42と、を備えている。また、本実施形態では、トルク振動打消し制御部40は、振幅ΔTp、周波数ωp、及び位相αに基づいて、打消し振動トルク指令Tpを生成する打消し振動トルク指令生成部43を備えている。そして、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて導出される回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させる点に特徴を有している。以下、本実施形態に係る回転電機制御装置32について、詳細に説明する。
1.車両用駆動装置の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGを備え、これらのエンジンEと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構TMを備えており、当該変速機構TMにより、中間軸Mに伝達されたエンジンE及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
エンジンEは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、エンジンEのクランクシャフト等のエンジン出力軸Eoが、エンジン分離クラッチCLを介して、回転電機MGに駆動連結された入力軸Iと選択的に駆動連結される。すなわち、エンジンEは、摩擦係合要素であるエンジン分離クラッチCLを介して回転電機MGに選択的に駆動連結される。また、エンジン出力軸Eoが、不図示のダンパーを介してエンジン分離クラッチCLの係合部材に駆動連結されている。
回転電機MGは、非回転部材に固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を有している。この回転電機MGのロータは、中間軸Mと一体回転するように駆動連結されている。すなわち、本実施形態においては、中間軸MにエンジンE及び回転電機MGの双方が駆動連結される構成となっている。回転電機MGは、蓄電装置としてのバッテリ(不図示)に電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、バッテリからの電力供給を受けて力行し、或いはエンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電した電力をバッテリに蓄電する。なお、バッテリは蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。なお、以下では回転電機MGによる発電を回生と称し、発電中に回転電機MGが出力する負トルクを回生トルクと称する。回転電機の目標出力トルクが負トルクの場合には、回転電機MGは、エンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電しつつ回生トルクを出力する状態となる。
駆動力源が駆動連結される中間軸Mには、変速機構TMが駆動連結されている。本実施形態では、変速機構TMは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速機構TMは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の摩擦係合要素B1、C1、・・・とを備えている。この変速機構TMは、各変速段の変速比で、中間軸Mの回転速度を変速するとともにトルクを変換して、出力軸Oへ伝達する。変速機構TMから出力軸Oへ伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置DFを介して左右二つの車軸AXに分配されて伝達され、各車軸AXに駆動連結された車輪Wに伝達される。ここで、変速比は、変速機構TMにおいて各変速段が形成された場合の、出力軸Oの回転速度に対する中間軸Mの回転速度の比であり、本願では中間軸Mの回転速度を出力軸Oの回転速度で除算した値である。すなわち、中間軸Mの回転速度を変速比で除算した回転速度が、出力軸Oの回転速度になる。また、中間軸Mから変速機構TMに伝達されるトルクに、変速比を乗算したトルクが、変速機構TMから出力軸Oに伝達されるトルクになる。
本例では、エンジン分離クラッチCL、及び複数の摩擦係合要素B1、C1、・・・は、それぞれ摩擦材を有して構成されるクラッチやブレーキ等の係合要素である。これらの摩擦係合要素CL、B1、C1、・・・は、供給される油圧を制御することによりその係合圧を制御して伝達トルク容量の増減を連続的に制御することが可能とされている。このような摩擦係合要素としては、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等が好適に用いられる。
摩擦係合要素は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(スリップトルク)が伝達される。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合要素は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合要素の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合要素が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
各摩擦係合要素は、リターンばねを備えており、ばねの反力により解放側に付勢されている。そして、各摩擦係合要素に供給される油圧により生じる力がばねの反力を上回ると、各摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じ始め、各摩擦係合要素は、解放状態から係合状態に変化する。この伝達トルク容量が生じ始めるときの油圧を、ストロークエンド圧と称す。各摩擦係合要素は、供給される油圧がストロークエンド圧を上回った後、油圧の増加に比例して、その伝達トルク容量が増加するように構成されている。
本実施形態において、係合状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じている状態であり、解放状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じていない状態である。また、滑り係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態であり、直結係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない係合状態である。また、非直結係合状態とは、直結係合状態以外の係合状態であり、解放状態と滑り係合状態とが含まれる。
2.油圧制御系の構成
次に、車両用駆動装置1の油圧制御系について説明する。油圧制御系は、油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構TMやエンジン分離クラッチCLの各摩擦係合要素等に供給される。
3.制御装置の構成
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置31〜34の構成について説明する。
制御装置31〜34は、それぞれCPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、各制御装置のROM等に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、図2に示すような制御装置32の各機能部40〜46が構成されている。また、制御装置31〜34は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部40〜46の機能が実現される。
また、車両用駆動装置1は、センサSe1〜Se3を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置31〜34に入力される。制御装置31〜34は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。エンジン回転速度センサSe1は、エンジン出力軸Eo(エンジンE)の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置31は、エンジン回転速度センサSe1の入力信号に基づいてエンジンEの回転速度(角速度)ωeを検出する。入力軸回転速度センサSe2は、入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出するためのセンサである。入力軸I及び中間軸Mには回転電機MGのロータが一体的に駆動連結されているので、回転電機制御装置32は、入力軸回転速度センサSe2の入力信号に基づいて回転電機MGの回転速度(角速度)ωm、並びに入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出する。出力軸回転速度センサSe3は、変速機構TM近傍の出力軸Oに取り付けられ、変速機構TM近傍の出力軸Oの回転速度を検出するためのセンサである。動力伝達制御装置33は、出力軸回転速度センサSe3の入力信号に基づいて変速機構TM近傍の出力軸Oの回転速度(角速度)ωoを検出する。また、出力軸Oの回転速度は車速に比例するため、変速制御装置31は、出力軸回転速度センサSe3の入力信号に基づいて車速を算出する。
3−1.車両制御装置
車両制御装置34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、及びエンジン分離クラッチCL等に対して行われる各種トルク制御、及び各摩擦係合要素の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
車両制御装置34は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、中間軸M側から出力軸O側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、エンジンE及び回転電機MGの運転モードを決定する。そして、車両制御装置34は、エンジンEに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルク、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク、及びエンジン分離クラッチCLの目標伝達トルク容量を算出し、それらを他の制御装置31〜33に指令して統合制御を行う機能部である。
車両制御装置34は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に基づいて、各駆動力源の運転モードを決定する。ここで、バッテリの充電量は、バッテリ状態検出センサにより検出される。本実施形態では、運転モードとして、回転電機MGのみを駆動力源とする電動モードと、少なくともエンジンEを駆動力源とするパラレルモードと、エンジンEの回転駆動力により回転電機MGの回生発電を行うエンジン発電モードと、車輪から伝達される回転駆動力により回転電機MGの回生発電を行う回生発電モードと、回転電機MGの回転駆動力によりエンジンEを始動させるエンジン始動モードと、を有する。ここで、エンジン分離クラッチCLが直結係合状態にされる運転モードは、パラレルモード、エンジン発電モード、及びエンジン始動モードとなる。
3−2.エンジン制御装置
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行う機能部を備えている。本実施形態では、エンジン制御装置31は、車両制御装置34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御装置34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値の出力トルクTeを出力するように制御するトルク制御を行う。
また、エンジン制御装置31は、エンジンEの出力トルクTeを推定し、推定したトルクを推定エンジン出力トルクとして他の制御装置に伝達するように構成されている。エンジン制御装置31は、出力トルク指令値に基づき推定エンジン出力トルクを算出して伝達するようにしてもよい。
3−3.動力伝達制御装置
動力伝達制御装置33は、変速機構TM、及びエンジン分離クラッチCLの制御を行う機能部を備えている。動力伝達制御装置33には、出力軸回転速度センサSe3等のセンサの検出情報が入力されている。
3−3−1.変速機構の制御
動力伝達制御装置33は、変速機構TMに変速段を形成する制御を行う。本実施形態では、動力伝達制御装置33は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、動力伝達制御装置33は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた各摩擦係合要素C1、B1、・・・に供給される油圧を制御することにより、各摩擦係合要素を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構TMに形成させる。具体的には、動力伝達制御装置33は、油圧制御装置PCに各摩擦係合要素B1、C1、・・・の目標油圧(指令圧)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を各摩擦係合要素に供給する。
3−3−2.エンジン分離クラッチの制御
また、動力伝達制御装置33は、エンジン分離クラッチCLの係合又は解放を行う。本実施形態では、動力伝達制御装置33は、エンジン分離クラッチCLの伝達トルク容量が、車両制御装置34から指令された目標伝達トルク容量に一致するように、油圧制御装置PCを介してエンジン分離クラッチCLに供給される油圧を制御する。具体的には、動力伝達制御装置33は、目標伝達トルク容量に基づき設定した目標油圧(指令圧)を、油圧制御装置PCに指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧をエンジン分離クラッチCLに供給する。なお、本実施形態では、特に断らない限り、エンジン分離クラッチCLは、直結係合状態にあるもとする。
3−4.回転電機制御装置
回転電機制御装置32は、回転電機MGの動作制御を行う機能部を備えている。本実施形態では、回転電機制御装置32は、車両制御装置34から指令された回転電機要求トルクなどに基づき設定されたベーストルク指令値Tbを設定する。また、回転電機制御装置32は、図2に示すように、打消し振動トルク指令Tpを算出するトルク振動打消し制御部40を備えている。そして、回転電機制御装置32は、ベーストルク指令値Tbと、後述する打消し振動トルク指令Tpとに基づき、出力トルク指令値Tmoを設定し、回転電機MGがトルク指令値Tmoの出力トルクTmを出力するように制御する。
3−4−1.トルク振動打消し制御部
図2に示すように、トルク振動打消し制御部40は、図2及び図3に示すように、エンジンEから第一動力伝達機構10を介して回転電機MGに伝達されるトルク振動である伝達トルク振動Teovに対し、当該伝達トルク振動Teov(図4〜図6等参照)を打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令Tpを生成し、当該打消し振動トルク指令Tpに従って回転電機MGを制御するトルク振動打消し制御を実行する機能部である。
このようなトルク振動打消し制御を実行するために、トルク振動打消し制御部40は、図2に示すように、振幅周波数決定部41、位相決定部42、及び打消し振動トルク指令生成部43を備えている。
振幅周波数決定部41は、少なくともエンジンEの回転速度ωeに基づいて打消し振動トルク指令Tpの振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する。また、位相決定部42は、打消し振動トルク指令の位相αを決定する。そして、打消し振動トルク指令生成部43は、振幅ΔTp、周波数ωp、及び位相αに基づいて、打消し振動トルク指令Tpを生成する。
そして、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて導出される回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させる。
以下で、トルク振動打消し制御部40によって実行されるトルク振動打消し制御の処理について、詳細に説明する。
3−4−2.車両用駆動装置の動力伝達系
まず、車両用駆動装置1の動力伝達系について説明する。図4に、動力伝達系のモデルを示す。動力伝達系を3慣性の軸ねじれ振動系にモデル化している。
エンジンE、回転電機MG、及び負荷(車両)を、それぞれ慣性モーメント(イナーシャ)Je、Jm、Jlを有する剛体としている。
エンジンEと回転電機MGとの間は、弾性を有する第一動力伝達機構10により連結され、回転電機MGと負荷(車両)との間は、弾性を有する第二動力伝達機構11により連結されている。本実施形態では、第一動力伝達機構10は、ダンパー、エンジン出力軸Eo、入力軸Iなどの部材により構成されている。第一動力伝達機構10は、所定のねじりばね定数と、粘性摩擦係数を有し、軸ねじれが生じる。第二動力伝達機構11は、中間軸O、変速機構TM、出力軸O及び車軸AXなどの部材により構成されている。特に、出力軸Oと車軸AXとの軸ねじれが大きく、出力軸O及び車軸AXをまとめて、出力シャフトと称する。第二動力伝達機構11は、所定のねじりばね定数と、粘性摩擦係数を有し、軸ねじれが生じる。
ここで、TeはエンジンEが出力する出力トルクであり、当該出力トルクには当該出力トルクの平均値に対する振動成分である出力トルク振動Tevが生じている。ωeはエンジンEの回転速度(角速度)である。
Teoは、振動をしているエンジンEの出力トルクTeが、第一動力伝達機構10を介して、回転電機MGに伝達された伝達トルクであり、当該伝達トルクには当該伝達トルクの平均値に対する振動成分である伝達トルク振動Teovが生じている。Tmは、回転電機MGが出力する出力トルクであり、当該出力トルクには、後述するトルク振動打消し制御により、伝達トルク振動Teovを打ち消すための打消し振動トルク指令Tpのトルク振動が生じている。ここで、打消し振動トルク指令Tpは、回転電機MGの出力トルクTmの平均値に対する振動成分となる。
伝達トルクTeoと回転電機MGの出力トルクTmを合計した合計トルクToには、伝達トルク振動Teovと打消し振動トルク指令Tpとを合計したトルク振動である合計トルク振動Tovが生じる。ここで、合計トルク振動Tovは、合計トルクToの平均値に対する振動成分である。そして、合計トルクToと、第二動力伝達機構12から回転電機MGに伝達されるトルクと合計したトルクを、回転電機MGの慣性モーメントJmで除算し、積分した値が、回転電機MGの回転速度(角速度)となる。回転電機MGの回転速度ωmには、合計トルク振動Tovを、慣性モーメントJmで除算し、積分した値の、回転速度振動ωmvが生じる。ここで、回転速度振動ωmvは、回転電機MGの回転速度ωmの平均値に対する振動成分である。なお、ωlは出力シャフトの負荷側端部の回転速度(角速度)であって、負荷(車輪)の回転速度(角速度)である。
3−4−3.エンジンから伝達されるトルク振動
次に、エンジンEから第一動力伝達機構10を介して回転電機MGに伝達される伝達トルク振動Teovについて、より詳細に説明する。
図5に示すように、エンジンEの出力トルクTeは、エンジンEの燃焼工程における燃焼により生じる。火花点火式エンジンの場合は、点火時期の後に燃焼が開始する。すなわち、燃焼により上昇した燃焼室内の圧力が、ピストン及びコネクティングロッドを介して、クランク角度等の幾何学的関係に従い、クランクシャフト(エンジン出力軸Eo)に伝達され、エンジンEの出力トルクTeに変換される。エンジンEの出力トルクTeは、点火時期の後に増加していき、ピストンが下死点に近づくにつれ減少していく。よって、エンジンEの出力トルクTeは、図5に示すように、回転同期で周期的に振動する。エンジンEの出力トルクTeの振動周波数(角周波数)ωpは、エンジンEの回転速度ωmに応じて変化する。気筒数Nの4サイクルエンジンでは、ωp=N/2×ωeとなり、4気筒エンジンでは、ωp=2×ωeとなる。なお、ディーゼルエンジンなどの圧縮自着火エンジンでは、点火時期、すなわち、燃焼開始時期は、燃焼室内への燃料噴射時期とすることができる。
図5に示すように、エンジンEの出力トルクTeを、フーリエ変換すると、振動周波数ωpに対して、0次(周波数=0)、1次(周波数(Hz)=ωp/2π)、2次(周波数(Hz)=2ωp/2π)、3次(周波数(Hz)=3ωp/2π)、4次(周波数(Hz)=4ωp/2π)、...の周波数成分の振幅が得られる。フーリエ変換における0次の周波数成分の振幅は、エンジンEの出力トルクTeの平均値に対応している。フーリエ変換における1次の周波数成分の振幅は、概ね、出力トルク振動のTevの振幅に対応している。フーリエ変換における2次以上の周波数成分の振幅は、1次の周波数成分の振幅より小さく、高次になるに従い、振幅が減少する。
また、エンジンEの出力トルクTeは、ゼロ付近まで変動するため、出力トルク振動Tevの振幅が大きい。この出力トルク振動Tevの振幅は、エンジンEの出力トルクTeの平均値の増加に、概ね比例して増加する。なお、以下で、エンジンEの出力トルクTeは、特に断らない限り、振動をしているトルクの平均値を示すものとする。
この振動をしているエンジンEの出力トルクTeが、第一動力伝達機構10を介して、回転電機MGに伝達され、伝達トルクTeoとなる。第一動力伝達機構10のトルク伝達特性は、エンジンEの回転速度ωmの運転領域に対応する振動周波数ωpの帯域では、図5及び図10の(b)に示す、トルク伝達特性のボード線図の例のように、振動周波数ωpが増加するにつれ、ゲインが0dBより減少していく。例えば、振動周波数ωpの帯域では、ゲインは、約−40dB/decで減少する。よって、図5のボード線図の例に示すように、1次の周波数成分のゲインも0dBより減少しているが、2次以上の周波数成分のゲインの減少は、1次よりも大きい。この2次以上のゲインの減少は、dB単位での減少であるため指数関数的な減少であり、減少量が大きい。なお、0次の周波数成分のゲインは、0dBであるため、エンジンEの出力トルクTeの平均値は、減少せずに、そのまま、出力トルク振動Tevの平均値となる。
よって、出力トルク振動Tevにおける、2次以上の振動成分の振幅は、第一動力伝達機構10の伝達特性により、1次の振動成分における振幅の減少に比べて、大幅に減少され、回転電機MGに伝達される。よって、伝達トルクTeoにおける伝達トルク振動Teovは、図5に示すように、2次以上の振動成分の振幅が大幅に減少され、1次の振動成分に近づいている。なお、1次の振動成分の振幅も減少している。従って、伝達トルク振動Teovを、次式で示すように、振動周波数ωpに対する1次の振動成分で近似できる。
Figure 2012071792
ここで、ΔTeovは、伝達トルク振動Teovの振幅であり、βは、伝達トルク振動Teovの位相である。
また、図5に示すように、出力トルク振動Tevは、第一動力伝達機構10の伝達特性により、位相遅れが生じて、回転電機MGに伝達される。図10の(b)のボード線図の位相曲線の例に示すように、約−180deg〜−160degの位相遅れが生じる。
なお、図10の(b)に第一動力伝達機構10のトルク伝達特性を示すように、エンジンEの運転領域において、エンジンEの回転速度ωeに比例してゲインが低下することがわかる。よって、低い回転速度ωe(例えば、1000pm)では、ゲインの減少が小さくなり、伝達トルク振動の振幅ΔTeovが大きくなる。また、エンジンEの出力トルクTeの平均値が大きいほど、当該出力トルクTeにおける出力トルク振動Tevの振幅が大きくなり、同じゲイン(回転速度)でも、伝達トルク振動の振幅が大きくなる。
よって、図12に示すように、低い回転速度ωeであって、高い出力トルクTeである領域が、伝達トルク振動Teovが、運転者に不快感を与えるレベルまで大きくなる、高振動領域となる。この高振動領域は、図12に示すように、エンジンEの熱効率が高くなる、高効率領域と重複している。本願のような、トルク振動打消し制御を行わない場合は、高振動領域を避けて、エンジンEを運転する必要があり、エンジンEの高効率領域を使用できない場合が生じる。そのため、本実施形態に係る制御装置では、トルク振動打消し制御を行い、伝達トルク振動Teovを打ち消して、高振動領域を使用できるようにしている。
3−4−4.打消し振動トルク指令
振動周波数ωpに対する1次の振動成分で近似できる伝達トルク振動Teovを、打ち消すためには、式(1)の伝達トルク振動Teovと逆位相、すなわち、π(180deg)だけ位相が進み又は遅れたトルク振動を、回転電機MGに出力させればよいことがわかる。
よって、図6及び次式に示すように、トルク振動打消し制御部40は、打消し振動トルク指令Tpを、振動周波数ωpに対する1次の振動成分で形成する。
Figure 2012071792
ここで、ΔTpは、打消し振動トルク指令Tpの振幅であり、ωpは、打消し振動トルク指令Tpの振動周波数であり、αは、打消し振動トルク指令Tpの位相である。打消し振動トルク指令Tpが、伝達トルク振動Teovを打ち消すためには、打消し振動トルク指令Tpの振動周波数ωpは、伝達トルク振動Teovと同じ振動周波数ωpに設定され、位相αが、位相βに対してπ(180deg)だけ進み又は遅れた、逆位相に設定され、振幅ΔTpは、振幅ΔTeovに等しく設定されればよいことがわかる。
伝達トルク振動Teovと、打消し振動トルク指令Tpとの合計トルク振動Tovは、式(1)と式(2)に基づき、整理すると次式となる。
Figure 2012071792
ここで、γは、合計トルク振動Tovの位相である。
この式から、合計トルク振動Tovの振幅ΔTovは、次式となる。
Figure 2012071792
合計トルク振動Tovにより生じる回転速度振動ωmvは、式(3)の合計トルク振動Tovを、慣性モーメントJmで除算し、積分した次式となる。
Figure 2012071792
この式から、回転速度振動ωmvの振幅である回転速度振幅Δωmvは、次式となる。
Figure 2012071792
よって、式(4)及び式(6)から、回転速度振幅Δωmvは、合計トルク振動の振幅ΔTovに比例することがわかる。また、図10の(a)に示す、エンジンEの出力トルクTeから回転電機MGの回転速度ωmまでの伝達特性のボード線図の例において、図10の(b)に示したトルク伝達特性と同様に、振動周波数ωpの増加に比例して、ゲインが減少することからも、回転速度振幅Δωmvは、合計トルク振動の振幅ΔTovに比例することがわかる。
打消し振動トルク指令の位相αと、伝達トルク振動の位相βとの位相差α−βに対する、合計トルク振動の振幅ΔTov、及び回転速度振幅Δωmvの特性を図6に示す。
位相差α−βがπの場合に、振幅ΔTov及び振幅Δωmvが最小となり、位相差α−βがπより、進み(増加)方向又は、遅れ(減少)方向に変化すると、振幅ΔTov及び振幅Δωmvが増加することがわかる。
また、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpが、伝達トルク振動の振幅ΔTeovに等しい場合は、位相差α−βがπになるときに、振幅ΔTov及び振幅Δωmvがゼロの最小値になる。一方、振幅ΔTpが、振幅ΔTeovに一致していない場合でも、位相差α−βがπになるときに、振幅ΔTov及び振幅Δωmvがゼロより大きい最小値になる。
従って、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpが、伝達トルク振動の振幅ΔTeovに一致しているか否かに関わらず、位相差α−βがπになるように、打消し振動トルク指令の位相αを変化させれば、振幅ΔTov及び振幅Δωmvを最小化できることがわかる。すなわち、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに一致するように、位相αを変化させればよい。
また、トルクセンサなどが備えられておらず、合計トルクToを直接測定できない場合でも、回転速度振幅Δωmvと合計トルク振動の振幅ΔTovとが比例関係にあることから、回転速度振幅Δωmvを最小化すれば、合計トルク振動の振幅ΔTovも最小化できることがわかる。
図8に示すように、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより大きい(位相進み側にある)場合、例えば、位相αがα1である場合は、回転速度振幅Δωmv及び合計トルク振動の振幅ΔTovを減少させるためには、打消し振動トルク指令の位相αを、位相遅れ方向(減少方向)に変化させる必要がある。一方、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより小さい(位相遅れ側にある)場合、例えば、位相αがα2である場合は、回転速度振幅Δωmv及び合計トルク振動の振幅ΔTovを減少させるためには、打消し振動トルク指令の位相αを、位相進み方向(増加方向)に変化させる必要がある。
よって、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して、位相進み側及び位相遅れ側のいずれにあるかによって、位相αの位相調整方向を反転させる必要がある。
3−4−5.伝達トルク振動の位相の変動
打消し振動トルク指令の位相αの、π+βに対する相対位相を把握する上で、打消し振動トルク指令の位相αは、回転電機制御装置32により、比較的精度良く制御できる。一方、伝達トルク振動の位相βは、トルクセンサなどが備えられていない場合は容易に測定できず、また後述する変動要因により変動するため、相対位相を容易に把握できないという課題がある。相対位相が把握できないと、回転速度振幅Δωmv及び合計トルク振動の振幅ΔTovを最小化するために、打消し振動トルク指令の位相αを、位相進み又は位相遅れのいずれの方向に変化させるか、位相調整方向を決定できないため、打消し振動トルク指令の位相αを変化させることができない。
伝達トルク振動の位相βの変動要因には、図7に示すように、(1)点火時期の変動、(2)燃焼速度の変動、(3)第一動力伝達機構10の位相遅れの変動、などがある。
(1)点火時期の変動は、エンジン制御装置31による点火時期の変更などにより生じる。エンジン制御装置31は、エンジンEの回転速度ωe及び出力トルクTeなどの運転動作点が変化すると、運転動作点毎に設定された点火時期に点火時期を変更したり、ノッキング防止制御により、点火時期を遅角方向及び進角方向にリアルタイムに変更したりする。点火時期が位相進み又は位相遅れ方向に変化すると、その変化量に応じて、出力トルク振動Tevの位相も変化する。そして、出力トルク振動Tevの位相の変化量に応じて、伝達トルク振動Teovの位相も変化する。
(2)燃焼速度の変動は、燃焼室内の排気ガス再循環量の変化、燃焼室内の流動の変化、点火時期の変化などにより生じる。燃焼速度の変化に応じて、出力トルク振動Tevの位相も変化して、伝達トルク振動Teovの位相も変化する。
(3)第一動力伝達機構10の位相遅れの変動は、ダンパーなどの、ねじりばね定数及び粘性摩擦係数が変化することにより生じる。この位相遅れの変動に応じて、伝達トルク振動Teovの位相も変化する。
この内、(1)点火時期の変動は、エンジン制御装置30との通信などにより、回転電機制御装置32でも把握できるため、後述するように、トルク振動打消し制御部40は、点火時期の変動に応じて、打消し振動トルク指令の位相αをフィードフォワード的に変化させることが可能である。
なお、打消し振動トルク指令の位相αも、回転電機制御装置31において、打消し振動トルク指令の位相αを変更してから、インバータの駆動に反映されるまでの演算遅れなどにより、特に、高回転速度において多少変動する。
なお、図9の(C)に示すように、位相αがπ+βに対して、所定角度だけ位相進み側にある場合の、合計トルク振動Tovの波形と、図9の(B)に示すように、位相αがπ+βに対して、所定角度だけ位相遅れ側にある場合の、合計トルク振動Tovの波形とが、同様の波形となるため、回転電機MGの回転速度振動ωmvも同様の波形となる。よって、回転電機MGの回転速度ωmの波形に基づき、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して、位相進み側、又は位相遅れ側のいずれの側にあるのか容易に判定できない。
3−4−6.位相調整方向の決定
上記した相対位相を直接検出できない課題に対して、本実施形態では、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて導出される回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させている。
この位相決定部42による位相調整方向の決定を、図8を参照して説明する。
打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより大きい(位相進み側にある)場合、例えば、位相αがα1である場合は、位相αに対する回転速度振幅Δωmvの傾きである位相制御結果dΔωmv/dαが、正となる(ゼロより大きくなる)。一方、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより小さい(位相遅れ側にある)場合、例えば、位相αがα2である場合は、位相制御結果dΔωmv/dαが、負となる(ゼロより小さくなる)。よって、位相制御結果dΔωmv/dαが、正及び負のいずれであるかによって、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して、位相進み側、又は位相遅れ側にあるかを判定でき、位相調整方向を決定できる。
本実施形態では、図3に示すように、位相決定部42は、回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、打消し振動トルク指令の位相αに対する回転速度振幅Δωmvの傾きである位相制御結果dΔωmv/dαを算出し、位相制御結果dΔωmv/dαが正である場合は、位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、位相遅れ方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させ、位相制御結果dΔωmv/dαが負である場合は、位相調整方向を位相進み方向に決定し、位相進み方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させている。
また、本例では、位相決定部42は、単位時間当たりの回転速度振幅Δωmvの変化量dΔωmv/dtを、単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相αの変化量dα/dtで除算して、位相制御結果dΔωmv/dαを算出している。
図3に示す例では、位相決定部42は、位相調整方向を決定する位相調整方向決定部45を備えている。そして、位相調整方向決定部45が、位相制御結果dΔωmv/dαを算出する位相制御結果算出器47を備えている。
そして、位相制御結果算出器47は、振幅検出器44により検出された回転速度振幅Δωmvに基づき、振幅変化量算出処理60を行って、単位時間当たりの回転速度振幅Δωmvの変化量dΔωmv/dtを算出する。また、位相制御結果算出器47は、位相変化量算出処理61を行って、単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相αの変化量dα/dtを算出する。そして、位相制御結果算出器47は、変化量dΔωmv/dtを、変化量dα/dtで除算して、位相制御結果dΔωmv/dαを算出する。
デジタル演算処理を行う場合は、振幅変化量算出処理60、及び位相変化量算出処理61は、所定の演算周期ΔT1毎に実行される。そして、振幅変化量算出処理60は、次式のように、演算周期ΔT1の間の、回転速度振幅Δωmvの変化量に基づき、単位時間当たりの回転速度振幅Δωmvの変化量dΔωmv/dtを算出する。また、位相変化量算出処理61は、次式のように、演算周期ΔT1の間の、打消し振動トルク指令の位相αの変化量に基づき、単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相αの変化量dα/dtを算出する。
Figure 2012071792
ここで、(n)は、今回の演算時期において算出された値であることを示し、(n−1)は、前回(今回よりもΔT1前)の演算時期において算出された値であることを示し、(n−2)は、前々回(今回よりも2ΔT1前)の演算時期において算出された値であることを示す。ここで、打消し振動トルク指令の位相αに、前回(n−1)及び前々回(n−2)の演算時期の値が用いられているが、これは、今回(n)の演算時期の値が、式(7)の演算結果に基づき、位相決定部42により最終的に決定される値であるとともに、位相αの制御結果を算出するためである。すなわち、前回の演算時期で指令した位相α(n−1)の制御結果は、今回の演算時期で検出した回転速度振幅Δωmv(n)に含まれており、前々回の演算時期で指令した位相α(n−2)の制御結果は、前回の演算時期で検出した回転速度振幅Δωmv(n−1)に含まれているためである。なお、回転電機制御装置32は、前回、及び前々回など、演算処理内容に応じて、過去の演算時期で算出した値を、RAMに保存するように構成されている。なお、演算周期ΔT1は、打消し振動トルク指令の位相αの変化に対する回転速度振幅Δωmvの制御結果を検出するために、伝達トルク振動Teovによる回転電機MGの回転速度ωmの振動周期(2π/ωp)より十分長い周期(例えば、10倍程度の周期)に設定されている。
図3に示す例では、位相調整方向決定部45は、位相調整方向を、+1又は−1で算出して、打消し振動トルク指令の位相αの変化に反映させるようにしている。すなわち、位相調整方向決定部45は、位相制御結果dΔωmv/dαが、ゼロ以上である場合は、位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、打消し振動トルク指令の位相αを減少させるために、符号ゲインKsを−1に設定する。一方、位相調整方向決定部45は、位相制御結果dΔωmv/dαが、ゼロより小さい場合は、位相調整方向を位相進み方向に決定し、打消し振動トルク指令の位相αを増加させるために、符号ゲインKsを+1に設定する。なお、位相制御結果dΔωmv/dαがゼロより大きい場合に、符号ゲインKsを−1に設定し、位相制御結果dΔωmv/dαがゼロ以下である場合に、符号ゲインKsを+1に設定するようにしてもよい。
打消し振動トルク指令の位相αに対する回転速度振幅Δωmvの傾きを算出するためには、打消し振動トルク指令の位相αを変化させて、回転速度振幅Δωmvの変化を検出する必要がある。よって、位相調整方向決定部45は、位相調整方向を、位相進み方向、又は位相遅れ方向のいずれかに決定し、打消し振動トルク指令の位相αがいずれかの方向に変化されるように構成されている。すなわち、位相調整方向決定部45は、例えば、位相制御結果dΔωmv/dαがゼロである場合に、符号ゲインKsをゼロに設定するなど、打消し振動トルク指令の位相αが変化されないような位相調整方向に決定しないように構成されている。
3−4−7.回転速度振幅の検出
また、図3に示すように、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて回転速度振幅Δωmvを検出する振幅検出器44を備えている。
本実施形態では、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmに対してフーリエ変換演算処理を行って、振動周波数ωpの振幅を算出し、当該振動周波数ωpの振幅を、回転速度振幅Δωmvに設定している。
本例では、振幅検出器44は、フーリエ変換演算処理として高速フーリエ変換などの離散フーリエ変換演算処理を行っている。例えば、振幅検出器44は、伝達トルク振動Teovによる回転電機MGの回転速度ωmの振動周期(2π/ωp)より十分短い周期で回転電機MGの回転速度ωmをサンプリングし、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間にサンプリングされた複数のサンプリング値に対して、離散フーリエ演算処理を行う。なお、演算周期ΔT1は、フーリエ変換の精度を確保するためにも、上記したように振動周期(2π/ωp)より十分長い周期(例えば、10倍程度の周期)に設定されている。また、振幅検出器44は、演算周期ΔT1の間にサンプリングされたサンプリング値の内、振動周期(2π/ωp)の整数倍の期間にサンプリングされたサンプリング値に対して、離散フーリエ変換演算処理を行うようにしてもよい。望ましくは、演算周期ΔT1は、振動周期(2π/ωp)の整数倍に設定され、可変周期に構成されるようにしてもよい。
このように、回転速度振幅Δωmvを、フーリエ変換による振動周波数ωpの振幅に設定しているので、軸ねじれ振動などの振動周波数ωpとは異なる周波数帯域の振動に影響されず、エンジンEの出力トルク振動Tevにより生じた回転速度振幅Δωmvの振幅を検出することができる。
もしくは、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmに対して、演算周期ΔT1よりも十分短い周期で、振動周波数ωpの帯域をパスするバンドパスフィルタ処理を行い、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間のバンドパスフィルタ処理後の回転速度の最大値及び最小値を検出し、その検出した最大値と最小値との偏差に基づき、回転速度振幅Δωmvを設定するようにしてもよい。このようにしても、軸ねじれ振動などの振動周波数ωpとは異なる周波数帯域の振動に影響されず、エンジンEの出力トルク振動Tevにより生じた回転速度振幅Δωmvの振幅を検出することができる。
もしくは、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmの平均値に対する、回転電機MGの回転速度ωmの変動量に基づき、回転速度振幅Δωmvを検出するようにしてもよい。例えば、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmに対して、振動周波数ωpより低い周波数をパスするローパスフィルタ処理を行って、回転電機MGの回転速度ωmの平均値を算出する。ローパスフィルタ処理として、一次遅れフィルタ処理や、移動平均演算処理などを用いることができる。移動平均処理は、短い平均化期間で精度を向上させるため、振動周期(2π/ωp)の整数倍の平均化期間にサンプリングした回転電機MGの回転速度ωmのサンプリング値に対して、平均化処理を行うようにしてもよい。そして、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmの平均値に対する、回転電機MGの回転速度ωmの偏差を算出して、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間のその偏差の絶対値の最大値を算出し、その最大値に基づき回転速度振幅Δωmvを設定する。
もしくは、振幅検出器44は、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間の回転電機MGの回転速度ωmの最大値及び最小値を検出し、その検出した最大値と最小値との偏差に基づき、回転速度振幅Δωmvを設定するようにしてもよい。
3−4−8.振動トルク指令の位相の変化
また、図3に示すように、位相決定部42は、位相調整方向に、打消し振動トルク指令の位相αを変化させる位相調整部46を備えている。
本実施形態では、位相調整部46は、位相調整方向に、回転速度振幅Δωmvの大きさに応じて打消し振動トルク指令の位相αを変化させるように構成されている。
3−4−8−1.フィードバック位相制御
本例では、位相調整部46は、フィードバック位相制御器51を備えている。そして、フィードバック位相制御器51は、位相調整方向に、回転速度振幅Δωmvの大きさに基づくフィードバック制御を行って、打消し振動トルク指令の位相αを変化させる。なお、図3の例では、フィードバック位相制御器51により算出される、打消し振動トルク指令の位相αの変化量は、フィードバック位相変化量αfbとされている。図3に示す例では、フィードバック制御は、積分制御により構成されている。すなわち、フィードバック位相制御器51は、位相調整方向に、回転速度振幅Δωmvの大きさに積分ゲインKfbを乗算し、積分演算処理した値をフィードバック位相変化量αfbに設定している。なお、フィードバック制御として、積分制御以外の制御、例えば、比例積分制御などの各種のフィードバック制御を用いることができる。
なお、積分ゲインKfbは、変速機構TMに形成される変速段に応じて、変更されるように構成してもよい。これは、変速比の変化に応じて、回転電機MGの出力トルクTmの変化に対する、回転電機MGの回転速度ωmの変化のゲインが異なるためである。このことは、図10の(a)に示す、エンジンEの出力トルクTeから回転電機MGの回転速度ωmまでの伝達特性のボード線図の例において、変速段の変化に応じて、エンジン運転領域におけるゲインが上下にオフセット変化していることからもわかる。
また、図3に示す例では、位相調整方向決定部45が、位相調整方向として、+1又は−1の符号ゲインKsを算出するように構成されているので、フィードバック位相制御器51は、回転速度振幅Δωmvに、+1又は−1の符号ゲインKsを乗算した値に基づき、フィードバック演算処理(積分演算処理)を行って、位相調整方向に、打消し振動トルク指令の位相αを変化させるように構成されている。
回転電機制御装置32が、エンジン制御装置30との通信、又はスパークプラグのコイルに供給された電気信号の検出などにより、点火した瞬間のタイミングを検出できる場合は、フィードバック位相制御器51は、当該点火タイミングに基づき、トルク振動打消し制御の開始時におけるフィードバック位相変化量αfbの初期値、すなわち、積分演算処理の初期値を設定するようにしてもよい。具体的には、点火タイミングを検出したとき(例えば、経過時間t1)の、式(2)のωp×t+αが、所定の初期位相A1になるように、積分演算処理の初期値αfb0が設定される。すなわち、積分演算処理の初期値αfb0は、初期位相A1−ωp×t1に設定される。なお、後述するように、ωp×tの代わりに、回転電機MGの回転角度θmに基づく角度が用いられるようにしてもよい。また、点火タイミングを検出したときに、経過時間tをゼロにリセットするように構成する場合は、積分演算処理の初期値αfb0は、初期位相A1に設定される。初期位相A1は、点火タイミングに対する、回転速度振幅Δωmvを最小にする打消し振動トルク指令の位相αの関係から予め設定される。
なお、エンジン分離クラッチCLが解放及び係合された場合は、エンジンEの回転と回転電機MGの回転との相対位相が変化するため、この場合も、上記のように、積分演算処理の初期値を設定するようにしてもよい。
3−4−8−2.フィードフォワード位相制御
また、位相決定部42は、エンジンEの点火時期に基づいて打消し振動トルク指令の位相αを変化させるフィードフォワード位相制御器50を備えている。
フィードフォワード位相制御器50は、点火時期の角度変化量に基づいて、打消し振動トルク指令の位相αを変化させる。なお、図3の例では、フィードフォワード位相制御器50により算出される、打消し振動トルク指令の位相αの変化量は、フィードフォワード位相変化量αffとされている。
また、点火時期は、火花点火式エンジンの場合は、スパークプラグから火花を発生させた時期とされる。そして、この点火時期の角度変化量は、エンジン制御装置30から通信により伝達された、ピストンの上死点に対する相対点火角度の情報に基づき算出した角度変化量としてもよく、スパークプラグのコイルに供給された電気信号などから検出した点火タイミングに基づき算出した角度変化量としてもよい。また、点火時期として、燃焼開始時期としてもよく、上記したように、ディーゼルエンジンなどの圧縮自着火エンジンでは、点火時期を、燃焼室内への燃料噴射時期とするようにしてもよい。また、燃焼室内の圧力を検出する圧力センサが備えられている場合は、圧力の上昇により、燃焼開始時期を判定するようにしてもよい。また、点火時期の変化によりエンジンEの出力トルク振動Tevの位相が変化してから、伝達トルク振動Teovの位相βが変化するまでの、第一動力伝達機構10の応答遅れを模擬するため、フィードフォワード位相制御器50は、点火時期の角度変化量又はフィードフォワード位相変化量αffに対して、第一動力伝達機構10の応答遅れに相当する応答遅れ処理を行うようにしてもよい。
また、フィードフォワード位相制御器50は、点火時期の角度変化量を、基準角度からの角度変化量としてもよく、前回演算時期における点火時期の角度から、今回演算時期における点火時期の角度までの角度変化量としてもよい。基準角度は、トルク振動打消し制御の開始時に検出した点火時期の角度に設定されてもよい。
そして、位相調整部46は、フィードバック位相変化量αfbとフィードフォワード位相変化量αffとを加算した値を、打消し振動トルク指令の位相αに設定している。
3−4−9.打消し振動トルク指令の振幅及び周波数の決定
振幅周波数決定部41は、上記したように、少なくともエンジンEの回転速度ωeに基づいて打消し振動トルク指令の振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する。なお、本実施形態では、エンジンEの回転速度ωeと回転電機MGの回転速度ωmとは、振動成分は除き、概ね同じ回転速度となるため、振幅周波数決定部41は、エンジンEの回転速度ωeに代えて、回転電機MGの回転速度ωmを用いるようにしても良い。
本実施形態では、図3に示すように、振幅周波数決定部41は、周波数決定器48及び振幅決定器49を備えている。
周波数決定器48は、エンジンEの回転速度ωeに基づいて、打消し振動トルク指令の周波数ωpを決定する。具体的には、上記したように、気筒数Nの4サイクルエンジンでは、打消し振動トルク指令の周波数ωpを、ωp=N/2×ωeに設定し、例えば、4気筒エンジンでは、ωp=2×ωeに設定する。
振幅決定器49は、エンジンEの回転速度ωe及び出力トルクTeに基づいて、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpを決定する。
本例では、図11の(a)に示すように、振幅決定器49は、エンジンEの出力トルクTeに基づき、出力トルク振動の振幅算出処理62を行って、エンジンEの出力トルク振動の振幅ΔTevを算出する。上記したように、出力トルク振動の振幅ΔTevは、エンジンEの出力トルクTe(平均値)に比例するため、振幅決定器49は、図11の(b)に示すような、エンジンEの出力トルクTe(平均値)に対する出力トルク振動の振幅ΔTevの特性が設定された出力トルク振幅の特性マップを備え、当該特性マップと、エンジンEの出力トルクTe(平均値)とに基づき、出力トルク振動の振幅ΔTevを算出する。
また、振幅決定器49は、エンジンEの回転速度ωmに基づき、伝達機構のゲイン算出処理63を行って、伝達機構のゲインKgを算出する。伝達機構のゲインKgは、図5及び図10の(b)に示したような、エンジンEの回転速度ωmに対応する振動周波数ωpにおける、第一動力伝達機構10のトルク伝達特性のゲインである。振幅決定器49は、図11の(c)に示すような、エンジンEの回転速度ωmに対する伝達機構のゲインKgの特性が設定されたゲインKgの特性マップを備え、当該特性マップと、エンジンEの回転速度ωmとに基づき、伝達機構のゲインKgを算出する。なお、ゲインKgの特性マップは、図10の(b)に示すように、変速機構TMに形成される変速段毎に備えられ、変速機構TMに形成された変速段毎に特性マップを切り替えて、伝達機構のゲインKgを算出するようにしてもよい。
そして、振幅決定器49は、出力トルク振動の振幅ΔTevと伝達機構のゲインKgとを乗算して、伝達トルク振動の振幅ΔTeovを算出し、当該伝達トルク振動の振幅ΔTeovを打消し振動トルク指令の振幅ΔTpに設定する。
もしくは、振幅決定器49は、エンジンEの出力トルクTe及び回転速度ωmに対する打消し振動トルク指令の振幅ΔTpの特性が設定された3次元の特性マップを備え、当該特性マップと、エンジンEの出力トルクTe及び回転速度ωmとに基づき、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpを算出する。
3−4−10.打消し振動トルク指令の生成
打消し振動トルク指令生成部43は、打消し振動トルク指令の振幅ΔTp、周波数ωp、及び位相αに基づき、打消し振動トルク指令Tpを生成する。
本実施形態では、打消し振動トルク指令生成部43は、式(2)に従い、打消し振動トルク指令Tpを生成する。なお、式(2)における周波数ωp×経過時間t(ωp×t)の代わりに、回転電機MGの回転角度θmが計測できる場合は、回転電機MGの回転角度θmに基づく情報を用いるようにしてもよい。例えば、気筒数Nの4サイクルエンジンでは、ωp×tの代わりに、θm×(N/2)を用いることができる。
また、第一動力伝達機構10による、出力トルク振動Tevから伝達トルク振動Teovの振幅減少が小さい場合などにおいて、打消し振動トルク指令Tpに、次式のように、振動周波数ωpに対する2次以上の振動成分も加えるようにしてもよい。
Figure 2012071792
この場合、振幅周波数決定部41は、2次以上の振動成分の振幅ΔTp2、ΔTp3、・・・についても、上記した振幅ΔTpと同様の方法で決定する。
回転電機制御装置32は、ベーストルク指令値Tbに、打消し振動トルク指令Tpを加算して出力トルク指令値Tmoを設定し、回転電機MGがトルク指令値Tmoの出力トルクTmを出力するように制御する。
3−4−11.トルク振動打消し制御の挙動(フィードフォワード制御なし)
次に、トルク振動打消し制御の挙動を、図13の例に示すタイムチャートに基づき説明する。図13の例は、フィードフォワード位相制御器50によりフィードフォワード位相変化量αffが算出されずに、フィードバック位相変化量αfbにのみ基づき、打消し振動トルク指令の位相αが設定されるように構成した場合の例である。なお、位相決定部42の各部の処理は、演算周期ΔT1に同期して実行されている。
トルク振動打消し制御を開始したときに、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して位相進み側にズレている。よって、回転速度振幅Δωmvが大きくなっている。また、位相調整方向が位相遅れ方向(符号ゲインKs=−1)に設定されており、位相αが、位相遅れ方向(減少方向)に変化される。よって、位相変化量dα/dtが負の値に算出されると共に、位相αがπ+βに近づくので、回転速度振幅Δωmvが減少し、振幅変化量dΔωmv/dtも負の値に算出される。よって、振幅変化量dΔωmv/dtを位相変化量dα/dtで除算して算出される、位相制御結果dΔωmv/dαは、正の値に算出される。よって、位相調整方向は、位相遅れ方向(符号ゲインKs=−1)に決定され、位相αが減少されていき、回転速度振幅Δωmvも減少していく。
そして、位相αが、π+βに対して、位相遅れ側になるまで減少されると、回転速度振幅Δωmvが増加して、振幅変化量dΔωmv/dtが正の値になり、位相制御結果dΔωmv/dαが、負の値になる。そして、位相調整方向は、位相進み方向(符号ゲインKs=+1)に反転する(時刻t11)。位相調整方向が、位相進み方向になると、位相αが増加されて、回転速度振幅Δωmvが減少するので、位相制御結果dΔωmv/dαは、引き続き、負の値に算出されて、位相調整方向は、位相進み方向(符号ゲインKs=+1)に維持される。
そして、位相αが、π+βに対して、位相進み側になるまで増加されると、回転速度振幅Δωmvが増加して、振幅変化量dΔωmv/dtが正の値になり、位相制御結果dΔωmv/dαが、正の値になり、位相調整方向は、位相遅れ方向(符号ゲインKs=−1)に反転され、再び位相αが減少される。
このように、位相αが、π+βを中心として、位相進み側及び位相遅れ側に、交互に変化して、π+β付近にフィードバック制御され、回転速度振幅Δωmvが最小値付近に維持される。また、回転速度振幅Δωmvが最小値付近に維持されている場合でも、位相αが、常に位相進み方向、又は位相遅れ方向に変化されているので、位相制御結果を常に算出することができる。よって、伝達トルク振動の位相βが変動した場合でも(時刻t12)、速やかに、位相βの変動を検出して、位相αを変化させることができる。
また、回転速度振幅Δωmvの大きさに応じて、位相αが変化されるため、回転速度振幅Δωmvが最小値付近になった場合の、位相αの変化量は小さくなり、位相αがπ+βを中心に、位相進み側及び位相遅れ側に交互に変化しても、回転速度振幅Δωmvの変化量は小さくなり、最小値付近に維持される。また、回転速度振幅Δωmvの大きさに応じて、位相αが変化されるため、位相αがπ+βからズレて、回転速度振幅Δωmvが大きくなった場合に、位相αの変化量が大きくなり、位相αのπ+βへの収束速度を増加させることができる。
3−4−12.トルク振動打消し制御の挙動(フィードフォワード制御あり)
次に、図14に、フィードバック位相変化量αfbに加えて、フィードフォワード位相変化量αffにも基づき、打消し振動トルク指令の位相αが設定されるように構成した場合の例を示す。
図14に示す例は、点火時期の変化により、伝達トルク振動の位相βが変動した場合(時刻t22から時刻t23)に、点火時期の角度変化量に応じて、フィードフォワード位相変化量αffが変化されている。よって、位相αが、π+βの変化に応じて、フィードフォワード的に変化されており、伝達トルク振動の位相βの変動後、短期間で、再び回転速度振幅Δωmvが最小値まで減少されている。よって、点火時期に応じたフィードフォワード位相制御を行うことにより、点火時期の変化による伝達トルク振動の位相βの変動に対して、回転速度振幅Δωmvの収束速度を高めることができる。
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態において、ハイブリッド車両に、制御装置31から34が備えられ、回転電機制御装置32が、トルク振動打消し制御部40を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、回転電機制御装置32は、複数の制御装置31、33、34との任意の組み合わせで統合された制御装置として備えるようにしてもよく、制御装置31から34が備える機能部の分担も任意に設定することができる。
(2)上記の実施形態において、変速機構TMとは別に、回転電機TMと車輪Wとの間の駆動連結を断接する摩擦係合要素、或いはトルクコンバータ及びトルクコンバータの入出力部材間を直結係合状態にする摩擦係合要素が備えられる構成も本発明の好適な実施形態の一つである。
(3)上記の実施形態においては、変速機構TMが有段の自動変速装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速装置TMが、連続的に変速比を変更可能な無段の自動変速装置など、有段の自動変速装置以外の変速装置である構成も本発明の好適な実施形態の一つである。
(4)上記の実施形態においては、第一動力伝達機構10は、ダンパー、エンジン出力軸Eo、入力軸Iなどの部材により構成されており、第二動力伝達機構11は、中間軸O、変速機構TM、出力軸O及び車軸AXなどの部材により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一動力伝達機構10及び第二動力伝達機構11は、少なくとも動力を伝達可能に連結する機構であればよく、例えば、軸だけでもよい。また、第一動力伝達機構10及び第二動力伝達機構11は、軸、クラッチ、ダンパー、ギヤ、及び変速機構などの中から選択される1つ又は複数の構成要素を有してもよい。
本発明は、第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置に好適に利用することができる。
Te:エンジンの出力トルク
Tev:出力トルク振動
ΔTev:出力トルク振動の振幅
Teo:伝達トルク
Teov:伝達トルク振動
ΔTeov:伝達トルク振動の振幅
β:伝達トルク振動の位相
Tp:打消し振動トルク指令
ΔTp:打消し振動トルク指令の振幅
ωp:(打消し振動トルク指令の)周波数
α:打消し振動トルク指令の位相
ωm:回転電機の回転速度(角速度)
ωmv:回転電機の回転速度振動
Δωmv:回転電機の回転速度振幅
ωe:エンジンの回転速度(角速度)
Tm:回転電機の出力トルク
Tmo:回転電機の出力トルク指令
Tb:ベーストルク指令値
dΔωmv/dt:回転速度振幅の変化量
dα/dt:打消し振動トルク指令の位相の変化量
dΔωmv/dα:位相制御結果
Ks:符号ゲイン
MG:回転電機
E:エンジン(内燃機関)
TM:変速機構
CL:エンジン分離クラッチ
I:入力軸
M:中間軸
O:出力軸
AX:車軸
W:車輪
DF:出力用差動歯車装置
Se1:エンジン回転速度センサ
Se2:入力軸回転速度センサ
Se3:出力軸回転速度センサ
Jm:回転電機の慣性モーメント
Je:エンジンの慣性モーメント
Jl:負荷(車両)の慣性モーメント
1:車両用駆動装置
32:回転電機制御装置(制御装置)
10:第一動力伝達機構
11:第二動力伝達機構
40:トルク振動打消し制御部
41:振幅周波数決定部
42:位相決定部
43:打消し振動トルク指令生成部
44:振幅検出器
45:位相調整方向決定部
46:位相調整部
47:位相制御結果算出器
48:周波数決定器
49:振幅決定器
50:フィードフォワード位相制御器
51:フィードバック位相制御器
60:振幅変化量算出処理
61:位相変化量算出処理
本発明は、第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置に関する。
内燃機関から出力されるトルク振動が大きくなる内燃機関の運転領域が存在する。この高振動領域では、車両の駆動装置にトルク振動が伝達されてこもり音が発生するなど、運転者に不快感を与える恐れがある。この高振動領域に対して、例えば、下記の特許文献1には、以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献1の技術では、高振動領域を回避するように、トルク振動量に基づいて、内燃機関の動作ラインを設定する制御を行っている。そして、特許文献1の技術では、動作ラインを、燃費の悪化が最小になるように設定している。
しかしながら、特許文献1の技術では、高振動領域を回避するために、内燃機関の動作点を、燃費が最適になる動作ラインから変更する必要があり、その分の燃費の悪化は避けられない。よって、燃費向上の観点からは改善の余地がある。
特開2010−138751号公報
そこで、内燃機関の動作点が高振動領域に設定されることを回避することなく、運転者に不快感を与えないようにすることができる回転電機の制御装置が求められる。
本発明に係る、第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置の特徴構成は、前記内燃機関から前記第一動力伝達機構を介して前記回転電機に伝達されるトルク振動である伝達トルク振動に対し、当該伝達トルク振動を打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令を生成し、当該打消し振動トルク指令に従って前記回転電機を制御するトルク振動打消し制御を実行可能であり、少なくとも前記内燃機関の回転速度に基づいて前記打消し振動トルク指令の振幅及び周波数を決定する振幅周波数決定部と、前記打消し振動トルク指令の位相を決定する位相決定部と、を備え、前記位相決定部は、前記回転電機の回転速度に基づいて導出される回転速度振幅の変化に基づき、前記回転速度振幅を減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させる点にある。
なお、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合要素、例えば摩擦クラッチや噛み合い式クラッチ等が含まれていてもよい。
この特徴構成によれば、内燃機関から第一動力伝達機構を介して回転電機に伝達される伝達トルク振動が大きい場合でも、伝達トルク振動を打ち消すためのトルクを回転電機に出力させるので、回転電機よりも車輪側に伝達されるトルク振動を低減することができる。よって、車両用駆動装置における回転速度振動を低減することができ、運転者に与える不快感を低減することができる。
また、上記の特徴構成によれば、少なくとも内燃機関の回転速度に基づいて、打消し振動トルク指令の振幅及び周波数を決定するので、伝達トルク振動と同じ振幅及び周波数を有する打消し振動トルク指令を生成することができ、伝達トルク振動の打ち消しを適切に行うことができる。
ところで、伝達トルク振動を打ち消すためには、伝達トルク振動と逆位相の振動トルクを回転電機に出力させればよい。しかし、伝達トルク振動を直接測定できず、また、伝達トルク振動の位相が変動するような場合には、伝達トルク振動の位相と打消し振動トルク指令の位相との相対位相を把握して、伝達トルク振動と逆位相の打消し振動トルク指令を生成することは容易でない。また、打消し振動トルク指令の位相を、伝達トルク振動の逆位相に一致させるように変化させる上で、打消し振動トルク指令の位相が、伝達トルク振動の逆位相に対して位相進み側及び位相遅れ側のいずれの側にあるかに応じて、位相調整方向を変更する必要があるが、いずれの側にあるかを判定することは容易でない。
上記の特徴構成によれば、回転電機の回転速度振幅が減少する方向は、打消し振動トルク指令の位相が伝達トルク振動の逆位相に近づく方向であるため、回転速度振幅の変化に基づき、回転速度振幅を減少させるように決定した位相調整方向に、打消し振動トルク指令の位相を変化させることで、打消し振動トルク指令の位相を、伝達トルク振動の逆位相に近づけることができる。
ここで、前記位相決定部は、前記回転速度振幅の変化に基づき、前記打消し振動トルク指令の位相に対する前記回転速度振幅の傾きである位相制御結果を算出し、前記位相制御結果が正である場合は、前記位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、位相遅れ方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させ、前記位相制御結果が負である場合は、前記位相調整方向を位相進み方向に決定し、位相進み方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させると好適である。
この構成によれば、打消し振動トルク指令の位相に対する回転速度振幅の傾きである位相制御結果を算出しているので、位相制御結果が正である場合は、打消し振動トルク指令の位相を減少させれば回転速度振幅が減少すると判定できる。よって、現在の打消し振動トルク指令の位相は、伝達トルク振動の逆位相に対して位相進み側にあると判定でき、位相調整方向を位相遅れ方向に決定することができる。
一方、位相制御結果が負である場合は、打消し振動トルク指令の位相を増加させれば回転速度振幅が減少すると判定できる。よって、現在の打消し振動トルク指令の位相は伝達トルク振動の逆位相に対して位相遅れ側にあると判定でき、位相調整方向を位相進み方向に決定することができる。
従って、打消し振動トルク指令の位相を、位相制御結果に基づき決定した位相調整方向に変化させることで、打消し振動トルク指令の位相を、精度良く伝達トルク振動の逆位相に近づけることができる。
また、前記位相決定部は、単位時間当たりの前記回転速度振幅の変化量を、単位時間当たりの前記打消し振動トルク指令の位相の変化量で除算して、前記位相制御結果を算出すると好適である。
位相制御結果は、打消し振動トルク指令の位相に対する回転速度振幅の傾きであるため、位相領域での回転速度振幅の傾きである。一方、制御系は、時間領域で動作する。
上記の構成によれば、位相領域での位相制御結果を、単位時間当たりの回転速度振幅の変化量、及び単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相の変化量、すなわち時間領域での算出結果に基づき算出できるように変換している。よって、時間領域で動作する制御系において、位相領域での位相制御結果を効率良く、リアルタイムで算出することできる。従って、位相制御結果に基づき、フィードバック的に、打消し振動トルク指令の位相を変化させることができる。このため、打消し振動トルク指令の位相を、応答性良く、伝達トルク振動の逆位相に近づけることができる。
また、位相決定部は、前記回転速度振幅の大きさに応じて前記打消し振動トルク指令の位相を変化させると好適である。
この構成によれば、回転速度振幅の大きさに応じて、打消し振動トルク指令の位相の変化量又は変化速度を適切に設定することができる。例えば、回転速度振幅の大きさが大きい場合は、打消し振動トルク指令の位相と、伝達トルク振動の逆位相とのズレが大きいと判定できるため、打消し振動トルク指令の位相の変化量又は変化速度を増加させ、収束速度を向上させることができる。一方、回転速度振幅の大きさが小さい場合は、打消し振動トルク指令の位相が、伝達トルク振動の逆位相に近づいていると判定できるため、打消し振動トルク指令の位相の変化量又は変化速度を減少させ、打消し振動トルク指令の位相を伝達トルク振動の逆位相付近に安定させることができる。
また、前記内燃機関の点火時期に基づいて前記打消し振動トルク指令の位相を変化させると好適である。
この構成によれば、内燃機関の点火時期が変化して、伝達トルク振動の位相が変動した場合においても、内燃機関の点火時期の変化に応じて、打消し振動トルク指令の位相をフィードフォワード的に変化させることができる。よって、打消し振動トルク指令の位相を、変動した伝達トルク振動の逆位相に、迅速に収束させることができる。
また、前記内燃機関の回転速度及び出力トルクに基づいて前記打消し振動トルク指令の振幅を決定すると好適である。
この構成によれば、内燃機関の回転速度及び出力トルクに応じて変化する伝達トルク振動の振幅に合わせて、打消し振動トルク指令の振幅を設定することができる。よって、伝達トルク振動を回転電機により精度良く打ち消すことが可能となる。
本発明の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る動力伝達系のモデル及び制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る動力伝達系のボード線図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。 本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
〔第一の実施形態〕
本発明に係る回転電機制御装置32の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、車両用駆動装置1を搭載した車両は、車両の駆動力源として内燃機関であるエンジンEと回転電機MGを備えたハイブリッド車両とされている。この図において、実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は信号の伝達経路を示している。本実施形態では、回転電機MGは、第一動力伝達機構10を介してエンジンEに駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構11を介して車輪Wに駆動連結される。本実施形態では、第一動力伝達機構10に、回転電機MGとエンジンEとの間の駆動連結を断接するエンジン分離クラッチCLが備えられており、第二動力伝達機構11に、変速機構TMが備えられている。
また、ハイブリッド車両は、エンジンEの制御を行うエンジン制御装置31と、回転電機MGの制御を行う回転電機制御装置32と、変速機構TM及びエンジン分離クラッチCLの制御を行う動力伝達制御装置33と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置1の制御を行う車両制御装置34と、を備える。なお、回転電機制御装置32が、本発明における「制御装置」である。
このような構成において、本実施形態に係る回転電機制御装置32は、図2及び図3に示すように、エンジンEから第一動力伝達機構10を介して回転電機MGに伝達されるトルク振動である伝達トルク振動Teovに対し、当該伝達トルク振動Teovを打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令Tpを生成し、当該打消し振動トルク指令Tpに従って回転電機MGを制御するトルク振動打消し制御を実行可能なトルク振動打消し制御部40を備えている。そして、トルク振動打消し制御部40は、少なくともエンジンEの回転速度ωeに基づいて打消し振動トルク指令Tpの振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する振幅周波数決定部41と、打消し振動トルク指令の位相αを決定する位相決定部42と、を備えている。また、本実施形態では、トルク振動打消し制御部40は、振幅ΔTp、周波数ωp、及び位相αに基づいて、打消し振動トルク指令Tpを生成する打消し振動トルク指令生成部43を備えている。そして、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて導出される回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させる点に特徴を有している。以下、本実施形態に係る回転電機制御装置32について、詳細に説明する。
1.車両用駆動装置の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGを備え、これらのエンジンEと回転電機MGとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構TMを備えており、当該変速機構TMにより、中間軸Mに伝達されたエンジンE及び回転電機MGの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Oに伝達する。
エンジンEは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、エンジンEのクランクシャフト等のエンジン出力軸Eoが、エンジン分離クラッチCLを介して、回転電機MGに駆動連結された入力軸Iと選択的に駆動連結される。すなわち、エンジンEは、摩擦係合要素であるエンジン分離クラッチCLを介して回転電機MGに選択的に駆動連結される。また、エンジン出力軸Eoが、不図示のダンパーを介してエンジン分離クラッチCLの係合部材に駆動連結されている。
回転電機MGは、非回転部材に固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を有している。この回転電機MGのロータは、中間軸Mと一体回転するように駆動連結されている。すなわち、本実施形態においては、中間軸MにエンジンE及び回転電機MGの双方が駆動連結される構成となっている。回転電機MGは、蓄電装置としてのバッテリ(不図示)に電気的に接続されている。そして、回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機MGは、バッテリからの電力供給を受けて力行し、或いはエンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電した電力をバッテリに蓄電する。なお、バッテリは蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。なお、以下では回転電機MGによる発電を回生と称し、発電中に回転電機MGが出力する負トルクを回生トルクと称する。回転電機の目標出力トルクが負トルクの場合には、回転電機MGは、エンジンEや車輪Wから伝達される回転駆動力により発電しつつ回生トルクを出力する状態となる。
駆動力源が駆動連結される中間軸Mには、変速機構TMが駆動連結されている。本実施形態では、変速機構TMは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速機構TMは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の摩擦係合要素B1、C1、・・・とを備えている。この変速機構TMは、各変速段の変速比で、中間軸Mの回転速度を変速するとともにトルクを変換して、出力軸Oへ伝達する。変速機構TMから出力軸Oへ伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置DFを介して左右二つの車軸AXに分配されて伝達され、各車軸AXに駆動連結された車輪Wに伝達される。ここで、変速比は、変速機構TMにおいて各変速段が形成された場合の、出力軸Oの回転速度に対する中間軸Mの回転速度の比であり、本願では中間軸Mの回転速度を出力軸Oの回転速度で除算した値である。すなわち、中間軸Mの回転速度を変速比で除算した回転速度が、出力軸Oの回転速度になる。また、中間軸Mから変速機構TMに伝達されるトルクに、変速比を乗算したトルクが、変速機構TMから出力軸Oに伝達されるトルクになる。
本例では、エンジン分離クラッチCL、及び複数の摩擦係合要素B1、C1、・・・は、それぞれ摩擦材を有して構成されるクラッチやブレーキ等の係合要素である。これらの摩擦係合要素CL、B1、C1、・・・は、供給される油圧を制御することによりその係合圧を制御して伝達トルク容量の増減を連続的に制御することが可能とされている。このような摩擦係合要素としては、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等が好適に用いられる。
摩擦係合要素は、その係合部材間の摩擦により、係合部材間でトルクを伝達する。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある場合は、動摩擦により回転速度の大きい方の部材から小さい方の部材に伝達トルク容量の大きさのトルク(スリップトルク)が伝達される。摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない場合は、摩擦係合要素は、伝達トルク容量の大きさを上限として、静摩擦により摩擦係合要素の係合部材間に作用するトルクを伝達する。ここで、伝達トルク容量とは、摩擦係合要素が摩擦により伝達することができる最大のトルクの大きさである。伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素の係合圧に比例して変化する。係合圧とは、入力側係合部材(摩擦板)と出力側係合部材(摩擦板)とを相互に押し付け合う圧力である。本実施形態では、係合圧は、供給されている油圧の大きさに比例して変化する。すなわち、本実施形態では、伝達トルク容量の大きさは、摩擦係合要素に供給されている油圧の大きさに比例して変化する。
各摩擦係合要素は、リターンばねを備えており、ばねの反力により解放側に付勢されている。そして、各摩擦係合要素に供給される油圧により生じる力がばねの反力を上回ると、各摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じ始め、各摩擦係合要素は、解放状態から係合状態に変化する。この伝達トルク容量が生じ始めるときの油圧を、ストロークエンド圧と称す。各摩擦係合要素は、供給される油圧がストロークエンド圧を上回った後、油圧の増加に比例して、その伝達トルク容量が増加するように構成されている。
本実施形態において、係合状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じている状態であり、解放状態とは、摩擦係合要素に伝達トルク容量が生じていない状態である。また、滑り係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態であり、直結係合状態とは、摩擦係合要素の係合部材間に回転速度差(滑り)がない係合状態である。また、非直結係合状態とは、直結係合状態以外の係合状態であり、解放状態と滑り係合状態とが含まれる。
2.油圧制御系の構成
次に、車両用駆動装置1の油圧制御系について説明する。油圧制御系は、油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置PCを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置PCは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構TMやエンジン分離クラッチCLの各摩擦係合要素等に供給される。
3.制御装置の構成
次に、車両用駆動装置1の制御を行う制御装置31〜34の構成について説明する。
制御装置31〜34は、それぞれCPU等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置等を有して構成されている。そして、各制御装置のROM等に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、図2に示すような回転電機制御装置32の各機能部40〜46が構成されている。また、制御装置31〜34は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部40〜46の機能が実現される。
また、車両用駆動装置1は、センサSe1〜Se3を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置31〜34に入力される。制御装置31〜34は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。エンジン回転速度センサSe1は、エンジン出力軸Eo(エンジンE)の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置31は、エンジン回転速度センサSe1の入力信号に基づいてエンジンEの回転速度(角速度)ωeを検出する。入力軸回転速度センサSe2は、入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出するためのセンサである。入力軸I及び中間軸Mには回転電機MGのロータが一体的に駆動連結されているので、回転電機制御装置32は、入力軸回転速度センサSe2の入力信号に基づいて回転電機MGの回転速度(角速度)ωm、並びに入力軸I及び中間軸Mの回転速度を検出する。出力軸回転速度センサSe3は、変速機構TM近傍の出力軸Oに取り付けられ、変速機構TM近傍の出力軸Oの回転速度を検出するためのセンサである。動力伝達制御装置33は、出力軸回転速度センサSe3の入力信号に基づいて変速機構TM近傍の出力軸Oの回転速度(角速度)ωoを検出する。また、出力軸Oの回転速度は車速に比例するため、動力伝達制御装置33は、出力軸回転速度センサSe3の入力信号に基づいて車速を算出する。
3−1.車両制御装置
車両制御装置34は、エンジンE、回転電機MG、変速機構TM、及びエンジン分離クラッチCL等に対して行われる各種トルク制御、及び各摩擦係合要素の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。
車両制御装置34は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、中間軸M側から出力軸O側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、エンジンE及び回転電機MGの運転モードを決定する。そして、車両制御装置34は、エンジンEに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルク、回転電機MGに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク、及びエンジン分離クラッチCLの目標伝達トルク容量を算出し、それらを他の制御装置31〜33に指令して統合制御を行う機能部である。
車両制御装置34は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に基づいて、各駆動力源の運転モードを決定する。ここで、バッテリの充電量は、バッテリ状態検出センサにより検出される。本実施形態では、運転モードとして、回転電機MGのみを駆動力源とする電動モードと、少なくともエンジンEを駆動力源とするパラレルモードと、エンジンEの回転駆動力により回転電機MGの回生発電を行うエンジン発電モードと、車輪から伝達される回転駆動力により回転電機MGの回生発電を行う回生発電モードと、回転電機MGの回転駆動力によりエンジンEを始動させるエンジン始動モードと、を有する。ここで、エンジン分離クラッチCLが直結係合状態にされる運転モードは、パラレルモード、エンジン発電モード、及びエンジン始動モードとなる。
3−2.エンジン制御装置
エンジン制御装置31は、エンジンEの動作制御を行う機能部を備えている。本実施形態では、エンジン制御装置31は、車両制御装置34からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御装置34から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンEが出力トルク指令値の出力トルクTeを出力するように制御するトルク制御を行う。
また、エンジン制御装置31は、エンジンEの出力トルクTeを推定し、推定したトルクを推定エンジン出力トルクとして他の制御装置に伝達するように構成されている。エンジン制御装置31は、出力トルク指令値に基づき推定エンジン出力トルクを算出して伝達するようにしてもよい。
3−3.動力伝達制御装置
動力伝達制御装置33は、変速機構TM、及びエンジン分離クラッチCLの制御を行う機能部を備えている。動力伝達制御装置33には、出力軸回転速度センサSe3等のセンサの検出情報が入力されている。
3−3−1.変速機構の制御
動力伝達制御装置33は、変速機構TMに変速段を形成する制御を行う。本実施形態では、動力伝達制御装置33は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構TMにおける目標変速段を決定する。そして、動力伝達制御装置33は、油圧制御装置PCを介して変速機構TMに備えられた各摩擦係合要素C1、B1、・・・に供給される油圧を制御することにより、各摩擦係合要素を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構TMに形成させる。具体的には、動力伝達制御装置33は、油圧制御装置PCに各摩擦係合要素B1、C1、・・・の目標油圧(指令圧)を指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧を各摩擦係合要素に供給する。
3−3−2.エンジン分離クラッチの制御
また、動力伝達制御装置33は、エンジン分離クラッチCLの係合又は解放を行う。本実施形態では、動力伝達制御装置33は、エンジン分離クラッチCLの伝達トルク容量が、車両制御装置34から指令された目標伝達トルク容量に一致するように、油圧制御装置PCを介してエンジン分離クラッチCLに供給される油圧を制御する。具体的には、動力伝達制御装置33は、目標伝達トルク容量に基づき設定した目標油圧(指令圧)を、油圧制御装置PCに指令し、油圧制御装置PCは、指令された目標油圧(指令圧)の油圧をエンジン分離クラッチCLに供給する。なお、本実施形態では、特に断らない限り、エンジン分離クラッチCLは、直結係合状態にあるもとする。
3−4.回転電機制御装置
回転電機制御装置32は、回転電機MGの動作制御を行う機能部を備えている。本実施形態では、回転電機制御装置32は、車両制御装置34から指令された回転電機要求トルクなどに基づき設定されたベーストルク指令値Tbを設定する。また、回転電機制御装置32は、図2に示すように、打消し振動トルク指令Tpを算出するトルク振動打消し制御部40を備えている。そして、回転電機制御装置32は、ベーストルク指令値Tbと、後述する打消し振動トルク指令Tpとに基づき、出力トルク指令値Tmoを設定し、回転電機MGが出力トルク指令値Tmoの出力トルクTmを出力するように制御する。
3−4−1.トルク振動打消し制御部
図2に示すように、トルク振動打消し制御部40は、図2及び図3に示すように、エンジンEから第一動力伝達機構10を介して回転電機MGに伝達されるトルク振動である伝達トルク振動Teovに対し、当該伝達トルク振動Teov(図4〜図6等参照)を打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令Tpを生成し、当該打消し振動トルク指令Tpに従って回転電機MGを制御するトルク振動打消し制御を実行する機能部である。
このようなトルク振動打消し制御を実行するために、トルク振動打消し制御部40は、図2に示すように、振幅周波数決定部41、位相決定部42、及び打消し振動トルク指令生成部43を備えている。
振幅周波数決定部41は、少なくともエンジンEの回転速度ωeに基づいて打消し振動トルク指令Tpの振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する。また、位相決定部42は、打消し振動トルク指令の位相αを決定する。そして、打消し振動トルク指令生成部43は、振幅ΔTp、周波数ωp、及び位相αに基づいて、打消し振動トルク指令Tpを生成する。
そして、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて導出される回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させる。
以下で、トルク振動打消し制御部40によって実行されるトルク振動打消し制御の処理について、詳細に説明する。
3−4−2.車両用駆動装置の動力伝達系
まず、車両用駆動装置1の動力伝達系について説明する。図4に、動力伝達系のモデルを示す。動力伝達系を3慣性の軸ねじれ振動系にモデル化している。
エンジンE、回転電機MG、及び負荷(車両)を、それぞれ慣性モーメント(イナーシャ)Je、Jm、Jlを有する剛体としている。
エンジンEと回転電機MGとの間は、弾性を有する第一動力伝達機構10により連結され、回転電機MGと負荷(車両)との間は、弾性を有する第二動力伝達機構11により連結されている。本実施形態では、第一動力伝達機構10は、ダンパー、エンジン出力軸Eo、入力軸Iなどの部材により構成されている。第一動力伝達機構10は、所定のねじりばね定数と、粘性摩擦係数を有し、軸ねじれが生じる。第二動力伝達機構11は、中間軸、変速機構TM、出力軸O及び車軸AXなどの部材により構成されている。特に、出力軸Oと車軸AXとの軸ねじれが大きく、出力軸O及び車軸AXをまとめて、出力シャフトと称する。第二動力伝達機構11は、所定のねじりばね定数と、粘性摩擦係数を有し、軸ねじれが生じる。
ここで、TeはエンジンEが出力する出力トルクであり、当該出力トルクには当該出力トルクの平均値に対する振動成分である出力トルク振動Tevが生じている。ωeはエンジンEの回転速度(角速度)である。
Teoは、振動をしているエンジンEの出力トルクTeが、第一動力伝達機構10を介して、回転電機MGに伝達された伝達トルクであり、当該伝達トルクには当該伝達トルクの平均値に対する振動成分である伝達トルク振動Teovが生じている。Tmは、回転電機MGが出力する出力トルクであり、当該出力トルクには、後述するトルク振動打消し制御により、伝達トルク振動Teovを打ち消すための打消し振動トルク指令Tpのトルク振動が生じている。ここで、打消し振動トルク指令Tpは、回転電機MGの出力トルクTmの平均値に対する振動成分となる。
伝達トルクTeoと回転電機MGの出力トルクTmを合計した合計トルクToには、伝達トルク振動Teovと打消し振動トルク指令Tpとを合計したトルク振動である合計トルク振動Tovが生じる。ここで、合計トルク振動Tovは、合計トルクToの平均値に対する振動成分である。そして、合計トルクToと、第二動力伝達機構12から回転電機MGに伝達されるトルクと合計したトルクを、回転電機MGの慣性モーメントJmで除算し、積分した値が、回転電機MGの回転速度(角速度)となる。回転電機MGの回転速度ωmには、合計トルク振動Tovを、慣性モーメントJmで除算し、積分した値の、回転速度振動ωmvが生じる。ここで、回転速度振動ωmvは、回転電機MGの回転速度ωmの平均値に対する振動成分である。なお、ωlは出力シャフトの負荷側端部の回転速度(角速度)であって、負荷(車輪)の回転速度(角速度)である。
3−4−3.エンジンから伝達されるトルク振動
次に、エンジンEから第一動力伝達機構10を介して回転電機MGに伝達される伝達トルク振動Teovについて、より詳細に説明する。
図5に示すように、エンジンEの出力トルクTeは、エンジンEの燃焼工程における燃焼により生じる。火花点火式エンジンの場合は、点火時期の後に燃焼が開始する。すなわち、燃焼により上昇した燃焼室内の圧力が、ピストン及びコネクティングロッドを介して、クランク角度等の幾何学的関係に従い、クランクシャフト(エンジン出力軸Eo)に伝達され、エンジンEの出力トルクTeに変換される。エンジンEの出力トルクTeは、点火時期の後に増加していき、ピストンが下死点に近づくにつれ減少していく。よって、エンジンEの出力トルクTeは、図5に示すように、回転同期で周期的に振動する。エンジンEの出力トルクTeの振動周波数(角周波数)ωpは、エンジンEの回転速度ωに応じて変化する。気筒数Nの4サイクルエンジンでは、ωp=N/2×ωeとなり、4気筒エンジンでは、ωp=2×ωeとなる。なお、ディーゼルエンジンなどの圧縮自着火エンジンでは、点火時期、すなわち、燃焼開始時期は、燃焼室内への燃料噴射時期とすることができる。
図5に示すように、エンジンEの出力トルクTeを、フーリエ変換すると、振動周波数ωpに対して、0次(周波数=0)、1次(周波数(Hz)=ωp/2π)、2次(周波数(Hz)=2ωp/2π)、3次(周波数(Hz)=3ωp/2π)、4次(周波数(Hz)=4ωp/2π)、...の周波数成分の振幅が得られる。フーリエ変換における0次の周波数成分の振幅は、エンジンEの出力トルクTeの平均値に対応している。フーリエ変換における1次の周波数成分の振幅は、概ね、出力トルク振動のTevの振幅に対応している。フーリエ変換における2次以上の周波数成分の振幅は、1次の周波数成分の振幅より小さく、高次になるに従い、振幅が減少する。
また、エンジンEの出力トルクTeは、ゼロ付近まで変動するため、出力トルク振動Tevの振幅が大きい。この出力トルク振動Tevの振幅は、エンジンEの出力トルクTeの平均値の増加に、概ね比例して増加する。なお、以下で、エンジンEの出力トルクTeは、特に断らない限り、振動をしているトルクの平均値を示すものとする。
この振動をしているエンジンEの出力トルクTeが、第一動力伝達機構10を介して、回転電機MGに伝達され、伝達トルクTeoとなる。第一動力伝達機構10のトルク伝達特性は、エンジンEの回転速度ωの運転領域に対応する振動周波数ωpの帯域では、図5及び図10の(b)に示す、トルク伝達特性のボード線図の例のように、振動周波数ωpが増加するにつれ、ゲインが0dBより減少していく。例えば、振動周波数ωpの帯域では、ゲインは、約−40dB/decで減少する。よって、図5のボード線図の例に示すように、1次の周波数成分のゲインも0dBより減少しているが、2次以上の周波数成分のゲインの減少は、1次よりも大きい。この2次以上のゲインの減少は、dB単位での減少であるため指数関数的な減少であり、減少量が大きい。なお、0次の周波数成分のゲインは、0dBであるため、エンジンEの出力トルクTeの平均値は、減少せずに、そのまま、出力トルク振動Tevの平均値となる。
よって、出力トルク振動Tevにおける、2次以上の振動成分の振幅は、第一動力伝達機構10の伝達特性により、1次の振動成分における振幅の減少に比べて、大幅に減少され、回転電機MGに伝達される。よって、伝達トルクTeoにおける伝達トルク振動Teovは、図5に示すように、2次以上の振動成分の振幅が大幅に減少され、1次の振動成分に近づいている。なお、1次の振動成分の振幅も減少している。従って、伝達トルク振動Teovを、次式で示すように、振動周波数ωpに対する1次の振動成分で近似できる。
Figure 2012071792
ここで、ΔTeovは、伝達トルク振動Teovの振幅であり、βは、伝達トルク振動Teovの位相である。
また、図5に示すように、出力トルク振動Tevは、第一動力伝達機構10の伝達特性により、位相遅れが生じて、回転電機MGに伝達される。図10の(b)のボード線図の位相曲線の例に示すように、約−180deg〜−160degの位相遅れが生じる。
なお、図10の(b)に第一動力伝達機構10のトルク伝達特性を示すように、エンジンEの運転領域において、エンジンEの回転速度ωeに比例してゲインが低下することがわかる。よって、低い回転速度ωe(例えば、1000pm)では、ゲインの減少が小さくなり、伝達トルク振動の振幅ΔTeovが大きくなる。また、エンジンEの出力トルクTeの平均値が大きいほど、当該出力トルクTeにおける出力トルク振動Tevの振幅が大きくなり、同じゲイン(回転速度)でも、伝達トルク振動の振幅が大きくなる。
よって、図12に示すように、低い回転速度ωeであって、高い出力トルクTeである領域が、伝達トルク振動Teovが、運転者に不快感を与えるレベルまで大きくなる、高振動領域となる。この高振動領域は、図12に示すように、エンジンEの熱効率が高くなる、高効率領域と重複している。本願のような、トルク振動打消し制御を行わない場合は、高振動領域を避けて、エンジンEを運転する必要があり、エンジンEの高効率領域を使用できない場合が生じる。そのため、本実施形態に係る制御装置では、トルク振動打消し制御を行い、伝達トルク振動Teovを打ち消して、高振動領域を使用できるようにしている。
3−4−4.打消し振動トルク指令
振動周波数ωpに対する1次の振動成分で近似できる伝達トルク振動Teovを、打ち消すためには、式(1)の伝達トルク振動Teovと逆位相、すなわち、π(180deg)だけ位相が進み又は遅れたトルク振動を、回転電機MGに出力させればよいことがわかる。
よって、図6及び次式に示すように、トルク振動打消し制御部40は、打消し振動トルク指令Tpを、振動周波数ωpに対する1次の振動成分で形成する。
Figure 2012071792
ここで、ΔTpは、打消し振動トルク指令Tpの振幅であり、ωpは、打消し振動トルク指令Tpの振動周波数であり、αは、打消し振動トルク指令Tpの位相である。打消し振動トルク指令Tpが、伝達トルク振動Teovを打ち消すためには、打消し振動トルク指令Tpの振動周波数ωpは、伝達トルク振動Teovと同じ振動周波数ωpに設定され、位相αが、位相βに対してπ(180deg)だけ進み又は遅れた、逆位相に設定され、振幅ΔTpは、振幅ΔTeovに等しく設定されればよいことがわかる。
伝達トルク振動Teovと、打消し振動トルク指令Tpとの合計トルク振動Tovは、式(1)と式(2)に基づき、整理すると次式となる。
Figure 2012071792
ここで、γは、合計トルク振動Tovの位相である。
この式から、合計トルク振動Tovの振幅ΔTovは、次式となる。
Figure 2012071792
合計トルク振動Tovにより生じる回転速度振動ωmvは、式(3)の合計トルク振動Tovを、慣性モーメントJmで除算し、積分した次式となる。
Figure 2012071792
この式から、回転速度振動ωmvの振幅である回転速度振幅Δωmvは、次式となる。
Figure 2012071792
よって、式(4)及び式(6)から、回転速度振幅Δωmvは、合計トルク振動の振幅ΔTovに比例することがわかる。また、図10の(a)に示す、エンジンEの出力トルクTeから回転電機MGの回転速度ωmまでの伝達特性のボード線図の例において、図10の(b)に示したトルク伝達特性と同様に、振動周波数ωpの増加に比例して、ゲインが減少することからも、回転速度振幅Δωmvは、合計トルク振動の振幅ΔTovに比例することがわかる。
打消し振動トルク指令の位相αと、伝達トルク振動の位相βとの位相差α−βに対する、合計トルク振動の振幅ΔTov、及び回転速度振幅Δωmvの特性を図6に示す。
位相差α−βがπの場合に、振幅ΔTov及び振幅Δωmvが最小となり、位相差α−βがπより、進み(増加)方向又は、遅れ(減少)方向に変化すると、振幅ΔTov及び振幅Δωmvが増加することがわかる。
また、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpが、伝達トルク振動の振幅ΔTeovに等しい場合は、位相差α−βがπになるときに、振幅ΔTov及び振幅Δωmvがゼロの最小値になる。一方、振幅ΔTpが、振幅ΔTeovに一致していない場合でも、位相差α−βがπになるときに、振幅ΔTov及び振幅Δωmvがゼロより大きい最小値になる。
従って、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpが、伝達トルク振動の振幅ΔTeovに一致しているか否かに関わらず、位相差α−βがπになるように、打消し振動トルク指令の位相αを変化させれば、振幅ΔTov及び振幅Δωmvを最小化できることがわかる。すなわち、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに一致するように、位相αを変化させればよい。
また、トルクセンサなどが備えられておらず、合計トルクToを直接測定できない場合でも、回転速度振幅Δωmvと合計トルク振動の振幅ΔTovとが比例関係にあることから、回転速度振幅Δωmvを最小化すれば、合計トルク振動の振幅ΔTovも最小化できることがわかる。
図8に示すように、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより大きい(位相進み側にある)場合、例えば、位相αがα1である場合は、回転速度振幅Δωmv及び合計トルク振動の振幅ΔTovを減少させるためには、打消し振動トルク指令の位相αを、位相遅れ方向(減少方向)に変化させる必要がある。一方、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより小さい(位相遅れ側にある)場合、例えば、位相αがα2である場合は、回転速度振幅Δωmv及び合計トルク振動の振幅ΔTovを減少させるためには、打消し振動トルク指令の位相αを、位相進み方向(増加方向)に変化させる必要がある。
よって、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して、位相進み側及び位相遅れ側のいずれにあるかによって、位相αの位相調整方向を反転させる必要がある。
3−4−5.伝達トルク振動の位相の変動
打消し振動トルク指令の位相αの、π+βに対する相対位相を把握する上で、打消し振動トルク指令の位相αは、回転電機制御装置32により、比較的精度良く制御できる。一方、伝達トルク振動の位相βは、トルクセンサなどが備えられていない場合は容易に測定できず、また後述する変動要因により変動するため、相対位相を容易に把握できないという課題がある。相対位相が把握できないと、回転速度振幅Δωmv及び合計トルク振動の振幅ΔTovを最小化するために、打消し振動トルク指令の位相αを、位相進み又は位相遅れのいずれの方向に変化させるか、位相調整方向を決定できないため、打消し振動トルク指令の位相αを変化させることができない。
伝達トルク振動の位相βの変動要因には、図7に示すように、(1)点火時期の変動、(2)燃焼速度の変動、(3)第一動力伝達機構10の位相遅れの変動、などがある。
(1)点火時期の変動は、エンジン制御装置31による点火時期の変更などにより生じる。エンジン制御装置31は、エンジンEの回転速度ωe及び出力トルクTeなどの運転動作点が変化すると、運転動作点毎に設定された点火時期に点火時期を変更したり、ノッキング防止制御により、点火時期を遅角方向及び進角方向にリアルタイムに変更したりする。点火時期が位相進み又は位相遅れ方向に変化すると、その変化量に応じて、出力トルク振動Tevの位相も変化する。そして、出力トルク振動Tevの位相の変化量に応じて、伝達トルク振動Teovの位相も変化する。
(2)燃焼速度の変動は、燃焼室内の排気ガス再循環量の変化、燃焼室内の流動の変化、点火時期の変化などにより生じる。燃焼速度の変化に応じて、出力トルク振動Tevの位相も変化して、伝達トルク振動Teovの位相も変化する。
(3)第一動力伝達機構10の位相遅れの変動は、ダンパーなどの、ねじりばね定数及び粘性摩擦係数が変化することにより生じる。この位相遅れの変動に応じて、伝達トルク振動Teovの位相も変化する。
この内、(1)点火時期の変動は、エンジン制御装置30との通信などにより、回転電機制御装置32でも把握できるため、後述するように、トルク振動打消し制御部40は、点火時期の変動に応じて、打消し振動トルク指令の位相αをフィードフォワード的に変化させることが可能である。
なお、打消し振動トルク指令の位相αも、回転電機制御装置3において、打消し振動トルク指令の位相αを変更してから、インバータの駆動に反映されるまでの演算遅れなどにより、特に、高回転速度において多少変動する。
なお、図9の(C)に示すように、位相αがπ+βに対して、所定角度だけ位相進み側にある場合の、合計トルク振動Tovの波形と、図9の(B)に示すように、位相αがπ+βに対して、所定角度だけ位相遅れ側にある場合の、合計トルク振動Tovの波形とが、同様の波形となるため、回転電機MGの回転速度振動ωmvも同様の波形となる。よって、回転電機MGの回転速度ωmの波形に基づき、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して、位相進み側、又は位相遅れ側のいずれの側にあるのか容易に判定できない。
3−4−6.位相調整方向の決定
上記した相対位相を直接検出できない課題に対して、本実施形態では、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて導出される回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、回転速度振幅Δωmvを減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させている。
この位相決定部42による位相調整方向の決定を、図8を参照して説明する。
打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより大きい(位相進み側にある)場合、例えば、位相αがα1である場合は、位相αに対する回転速度振幅Δωmvの傾きである位相制御結果dΔωmv/dαが、正となる(ゼロより大きくなる)。一方、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βより小さい(位相遅れ側にある)場合、例えば、位相αがα2である場合は、位相制御結果dΔωmv/dαが、負となる(ゼロより小さくなる)。よって、位相制御結果dΔωmv/dαが、正及び負のいずれであるかによって、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して、位相進み側、又は位相遅れ側にあるかを判定でき、位相調整方向を決定できる。
本実施形態では、図3に示すように、位相決定部42は、回転速度振幅Δωmvの変化に基づき、打消し振動トルク指令の位相αに対する回転速度振幅Δωmvの傾きである位相制御結果dΔωmv/dαを算出し、位相制御結果dΔωmv/dαが正である場合は、位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、位相遅れ方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させ、位相制御結果dΔωmv/dαが負である場合は、位相調整方向を位相進み方向に決定し、位相進み方向に打消し振動トルク指令の位相αを変化させている。
また、本例では、位相決定部42は、単位時間当たりの回転速度振幅Δωmvの変化量dΔωmv/dtを、単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相αの変化量dα/dtで除算して、位相制御結果dΔωmv/dαを算出している。
図3に示す例では、位相決定部42は、位相調整方向を決定する位相調整方向決定部45を備えている。そして、位相調整方向決定部45が、位相制御結果dΔωmv/dαを算出する位相制御結果算出器47を備えている。
そして、位相制御結果算出器47は、振幅検出器44により検出された回転速度振幅Δωmvに基づき、振幅変化量算出処理60を行って、単位時間当たりの回転速度振幅Δωmvの変化量dΔωmv/dtを算出する。また、位相制御結果算出器47は、位相変化量算出処理61を行って、単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相αの変化量dα/dtを算出する。そして、位相制御結果算出器47は、変化量dΔωmv/dtを、変化量dα/dtで除算して、位相制御結果dΔωmv/dαを算出する。
デジタル演算処理を行う場合は、振幅変化量算出処理60、及び位相変化量算出処理61は、所定の演算周期ΔT1毎に実行される。そして、振幅変化量算出処理60は、次式のように、演算周期ΔT1の間の、回転速度振幅Δωmvの変化量に基づき、単位時間当たりの回転速度振幅Δωmvの変化量dΔωmv/dtを算出する。また、位相変化量算出処理61は、次式のように、演算周期ΔT1の間の、打消し振動トルク指令の位相αの変化量に基づき、単位時間当たりの打消し振動トルク指令の位相αの変化量dα/dtを算出する。
Figure 2012071792
ここで、(n)は、今回の演算時期において算出された値であることを示し、(n−1)は、前回(今回よりもΔT1前)の演算時期において算出された値であることを示し、(n−2)は、前々回(今回よりも2ΔT1前)の演算時期において算出された値であることを示す。ここで、打消し振動トルク指令の位相αに、前回(n−1)及び前々回(n−2)の演算時期の値が用いられているが、これは、今回(n)の演算時期の値が、式(7)の演算結果に基づき、位相決定部42により最終的に決定される値であるとともに、位相αの制御結果を算出するためである。すなわち、前回の演算時期で指令した位相α(n−1)の制御結果は、今回の演算時期で検出した回転速度振幅Δωmv(n)に含まれており、前々回の演算時期で指令した位相α(n−2)の制御結果は、前回の演算時期で検出した回転速度振幅Δωmv(n−1)に含まれているためである。なお、回転電機制御装置32は、前回、及び前々回など、演算処理内容に応じて、過去の演算時期で算出した値を、RAMに保存するように構成されている。なお、演算周期ΔT1は、打消し振動トルク指令の位相αの変化に対する回転速度振幅Δωmvの制御結果を検出するために、伝達トルク振動Teovによる回転電機MGの回転速度ωmの振動周期(2π/ωp)より十分長い周期(例えば、10倍程度の周期)に設定されている。
図3に示す例では、位相調整方向決定部45は、位相調整方向を、+1又は−1で算出して、打消し振動トルク指令の位相αの変化に反映させるようにしている。すなわち、位相調整方向決定部45は、位相制御結果dΔωmv/dαが、ゼロ以上である場合は、位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、打消し振動トルク指令の位相αを減少させるために、符号ゲインKsを−1に設定する。一方、位相調整方向決定部45は、位相制御結果dΔωmv/dαが、ゼロより小さい場合は、位相調整方向を位相進み方向に決定し、打消し振動トルク指令の位相αを増加させるために、符号ゲインKsを+1に設定する。なお、位相制御結果dΔωmv/dαがゼロより大きい場合に、符号ゲインKsを−1に設定し、位相制御結果dΔωmv/dαがゼロ以下である場合に、符号ゲインKsを+1に設定するようにしてもよい。
打消し振動トルク指令の位相αに対する回転速度振幅Δωmvの傾きを算出するためには、打消し振動トルク指令の位相αを変化させて、回転速度振幅Δωmvの変化を検出する必要がある。よって、位相調整方向決定部45は、位相調整方向を、位相進み方向、又は位相遅れ方向のいずれかに決定し、打消し振動トルク指令の位相αがいずれかの方向に変化されるように構成されている。すなわち、位相調整方向決定部45は、例えば、位相制御結果dΔωmv/dαがゼロである場合に、符号ゲインKsをゼロに設定するなど、打消し振動トルク指令の位相αが変化されないような位相調整方向に決定しないように構成されている。
3−4−7.回転速度振幅の検出
また、図3に示すように、位相決定部42は、回転電機MGの回転速度ωmに基づいて回転速度振幅Δωmvを検出する振幅検出器44を備えている。
本実施形態では、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmに対してフーリエ変換演算処理を行って、振動周波数ωpの振幅を算出し、当該振動周波数ωpの振幅を、回転速度振幅Δωmvに設定している。
本例では、振幅検出器44は、フーリエ変換演算処理として高速フーリエ変換などの離散フーリエ変換演算処理を行っている。例えば、振幅検出器44は、伝達トルク振動Teovによる回転電機MGの回転速度ωmの振動周期(2π/ωp)より十分短い周期で回転電機MGの回転速度ωmをサンプリングし、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間にサンプリングされた複数のサンプリング値に対して、離散フーリエ演算処理を行う。なお、演算周期ΔT1は、フーリエ変換の精度を確保するためにも、上記したように振動周期(2π/ωp)より十分長い周期(例えば、10倍程度の周期)に設定されている。また、振幅検出器44は、演算周期ΔT1の間にサンプリングされたサンプリング値の内、振動周期(2π/ωp)の整数倍の期間にサンプリングされたサンプリング値に対して、離散フーリエ変換演算処理を行うようにしてもよい。望ましくは、演算周期ΔT1は、振動周期(2π/ωp)の整数倍に設定され、可変周期に構成されるようにしてもよい。
このように、回転速度振幅Δωmvを、フーリエ変換による振動周波数ωpの振幅に設定しているので、軸ねじれ振動などの振動周波数ωpとは異なる周波数帯域の振動に影響されず、エンジンEの出力トルク振動Tevにより生じた回転速度振幅Δωmvの振幅を検出することができる。
もしくは、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmに対して、演算周期ΔT1よりも十分短い周期で、振動周波数ωpの帯域をパスするバンドパスフィルタ処理を行い、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間のバンドパスフィルタ処理後の回転速度の最大値及び最小値を検出し、その検出した最大値と最小値との偏差に基づき、回転速度振幅Δωmvを設定するようにしてもよい。このようにしても、軸ねじれ振動などの振動周波数ωpとは異なる周波数帯域の振動に影響されず、エンジンEの出力トルク振動Tevにより生じた回転速度振幅Δωmvの振幅を検出することができる。
もしくは、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmの平均値に対する、回転電機MGの回転速度ωmの変動量に基づき、回転速度振幅Δωmvを検出するようにしてもよい。例えば、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmに対して、振動周波数ωpより低い周波数をパスするローパスフィルタ処理を行って、回転電機MGの回転速度ωmの平均値を算出する。ローパスフィルタ処理として、一次遅れフィルタ処理や、移動平均演算処理などを用いることができる。移動平均処理は、短い平均化期間で精度を向上させるため、振動周期(2π/ωp)の整数倍の平均化期間にサンプリングした回転電機MGの回転速度ωmのサンプリング値に対して、平均化処理を行うようにしてもよい。そして、振幅検出器44は、回転電機MGの回転速度ωmの平均値に対する、回転電機MGの回転速度ωmの偏差を算出して、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間のその偏差の絶対値の最大値を算出し、その最大値に基づき回転速度振幅Δωmvを設定する。
もしくは、振幅検出器44は、演算周期ΔT1毎に、演算周期ΔT1の間の回転電機MGの回転速度ωmの最大値及び最小値を検出し、その検出した最大値と最小値との偏差に基づき、回転速度振幅Δωmvを設定するようにしてもよい。
3−4−8.振動トルク指令の位相の変化
また、図3に示すように、位相決定部42は、位相調整方向に、打消し振動トルク指令の位相αを変化させる位相調整部46を備えている。
本実施形態では、位相調整部46は、位相調整方向に、回転速度振幅Δωmvの大きさに応じて打消し振動トルク指令の位相αを変化させるように構成されている。
3−4−8−1.フィードバック位相制御
本例では、位相調整部46は、フィードバック位相制御器51を備えている。そして、フィードバック位相制御器51は、位相調整方向に、回転速度振幅Δωmvの大きさに基づくフィードバック制御を行って、打消し振動トルク指令の位相αを変化させる。なお、図3の例では、フィードバック位相制御器51により算出される、打消し振動トルク指令の位相αの変化量は、フィードバック位相変化量αfbとされている。図3に示す例では、フィードバック制御は、積分制御により構成されている。すなわち、フィードバック位相制御器51は、位相調整方向に、回転速度振幅Δωmvの大きさに積分ゲインKfbを乗算し、積分演算処理した値をフィードバック位相変化量αfbに設定している。なお、フィードバック制御として、積分制御以外の制御、例えば、比例積分制御などの各種のフィードバック制御を用いることができる。
なお、積分ゲインKfbは、変速機構TMに形成される変速段に応じて、変更されるように構成してもよい。これは、変速比の変化に応じて、回転電機MGの出力トルクTmの変化に対する、回転電機MGの回転速度ωmの変化のゲインが異なるためである。このことは、図10の(a)に示す、エンジンEの出力トルクTeから回転電機MGの回転速度ωmまでの伝達特性のボード線図の例において、変速段の変化に応じて、エンジン運転領域におけるゲインが上下にオフセット変化していることからもわかる。
また、図3に示す例では、位相調整方向決定部45が、位相調整方向として、+1又は−1の符号ゲインKsを算出するように構成されているので、フィードバック位相制御器51は、回転速度振幅Δωmvに、+1又は−1の符号ゲインKsを乗算した値に基づき、フィードバック演算処理(積分演算処理)を行って、位相調整方向に、打消し振動トルク指令の位相αを変化させるように構成されている。
回転電機制御装置32が、エンジン制御装置30との通信、又はスパークプラグのコイルに供給された電気信号の検出などにより、点火した瞬間のタイミングを検出できる場合は、フィードバック位相制御器51は、当該点火タイミングに基づき、トルク振動打消し制御の開始時におけるフィードバック位相変化量αfbの初期値、すなわち、積分演算処理の初期値を設定するようにしてもよい。具体的には、点火タイミングを検出したとき(例えば、経過時間t1)の、式(2)のωp×t+αが、所定の初期位相A1になるように、積分演算処理の初期値αfb0が設定される。すなわち、積分演算処理の初期値αfb0は、初期位相A1−ωp×t1に設定される。なお、後述するように、ωp×tの代わりに、回転電機MGの回転角度θmに基づく角度が用いられるようにしてもよい。また、点火タイミングを検出したときに、経過時間tをゼロにリセットするように構成する場合は、積分演算処理の初期値αfb0は、初期位相A1に設定される。初期位相A1は、点火タイミングに対する、回転速度振幅Δωmvを最小にする打消し振動トルク指令の位相αの関係から予め設定される。
なお、エンジン分離クラッチCLが解放及び係合された場合は、エンジンEの回転と回転電機MGの回転との相対位相が変化するため、この場合も、上記のように、積分演算処理の初期値を設定するようにしてもよい。
3−4−8−2.フィードフォワード位相制御
また、位相決定部42は、エンジンEの点火時期に基づいて打消し振動トルク指令の位相αを変化させるフィードフォワード位相制御器50を備えている。
フィードフォワード位相制御器50は、点火時期の角度変化量に基づいて、打消し振動トルク指令の位相αを変化させる。なお、図3の例では、フィードフォワード位相制御器50により算出される、打消し振動トルク指令の位相αの変化量は、フィードフォワード位相変化量αffとされている。
また、点火時期は、火花点火式エンジンの場合は、スパークプラグから火花を発生させた時期とされる。そして、この点火時期の角度変化量は、エンジン制御装置30から通信により伝達された、ピストンの上死点に対する相対点火角度の情報に基づき算出した角度変化量としてもよく、スパークプラグのコイルに供給された電気信号などから検出した点火タイミングに基づき算出した角度変化量としてもよい。また、点火時期として、燃焼開始時期としてもよく、上記したように、ディーゼルエンジンなどの圧縮自着火エンジンでは、点火時期を、燃焼室内への燃料噴射時期とするようにしてもよい。また、燃焼室内の圧力を検出する圧力センサが備えられている場合は、圧力の上昇により、燃焼開始時期を判定するようにしてもよい。また、点火時期の変化によりエンジンEの出力トルク振動Tevの位相が変化してから、伝達トルク振動Teovの位相βが変化するまでの、第一動力伝達機構10の応答遅れを模擬するため、フィードフォワード位相制御器50は、点火時期の角度変化量又はフィードフォワード位相変化量αffに対して、第一動力伝達機構10の応答遅れに相当する応答遅れ処理を行うようにしてもよい。
また、フィードフォワード位相制御器50は、点火時期の角度変化量を、基準角度からの角度変化量としてもよく、前回演算時期における点火時期の角度から、今回演算時期における点火時期の角度までの角度変化量としてもよい。基準角度は、トルク振動打消し制御の開始時に検出した点火時期の角度に設定されてもよい。
そして、位相調整部46は、フィードバック位相変化量αfbとフィードフォワード位相変化量αffとを加算した値を、打消し振動トルク指令の位相αに設定している。
3−4−9.打消し振動トルク指令の振幅及び周波数の決定
振幅周波数決定部41は、上記したように、少なくともエンジンEの回転速度ωeに基づいて打消し振動トルク指令の振幅ΔTp及び周波数ωpを決定する。なお、本実施形態では、エンジンEの回転速度ωeと回転電機MGの回転速度ωmとは、振動成分は除き、概ね同じ回転速度となるため、振幅周波数決定部41は、エンジンEの回転速度ωeに代えて、回転電機MGの回転速度ωmを用いるようにしても良い。
本実施形態では、図3に示すように、振幅周波数決定部41は、周波数決定器48及び振幅決定器49を備えている。
周波数決定器48は、エンジンEの回転速度ωeに基づいて、打消し振動トルク指令の周波数ωpを決定する。具体的には、上記したように、気筒数Nの4サイクルエンジンでは、打消し振動トルク指令の周波数ωpを、ωp=N/2×ωeに設定し、例えば、4気筒エンジンでは、ωp=2×ωeに設定する。
振幅決定器49は、エンジンEの回転速度ωe及び出力トルクTeに基づいて、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpを決定する。
本例では、図11の(a)に示すように、振幅決定器49は、エンジンEの出力トルクTeに基づき、出力トルク振動の振幅算出処理62を行って、エンジンEの出力トルク振動の振幅ΔTevを算出する。上記したように、出力トルク振動の振幅ΔTevは、エンジンEの出力トルクTe(平均値)に比例するため、振幅決定器49は、図11の(b)に示すような、エンジンEの出力トルクTe(平均値)に対する出力トルク振動の振幅ΔTevの特性が設定された出力トルク振幅の特性マップを備え、当該特性マップと、エンジンEの出力トルクTe(平均値)とに基づき、出力トルク振動の振幅ΔTevを算出する。
また、振幅決定器49は、エンジンEの回転速度ωに基づき、伝達機構のゲイン算出処理63を行って、伝達機構のゲインKgを算出する。伝達機構のゲインKgは、図5及び図10の(b)に示したような、エンジンEの回転速度ωに対応する振動周波数ωpにおける、第一動力伝達機構10のトルク伝達特性のゲインである。振幅決定器49は、図11の(c)に示すような、エンジンEの回転速度ωに対する伝達機構のゲインKgの特性が設定されたゲインKgの特性マップを備え、当該特性マップと、エンジンEの回転速度ωとに基づき、伝達機構のゲインKgを算出する。なお、ゲインKgの特性マップは、図10の(b)に示すように、変速機構TMに形成される変速段毎に備えられ、変速機構TMに形成された変速段毎に特性マップを切り替えて、伝達機構のゲインKgを算出するようにしてもよい。
そして、振幅決定器49は、出力トルク振動の振幅ΔTevと伝達機構のゲインKgとを乗算して、伝達トルク振動の振幅ΔTeovを算出し、当該伝達トルク振動の振幅ΔTeovを打消し振動トルク指令の振幅ΔTpに設定する。
もしくは、振幅決定器49は、エンジンEの出力トルクTe及び回転速度ωに対する打消し振動トルク指令の振幅ΔTpの特性が設定された3次元の特性マップを備え、当該特性マップと、エンジンEの出力トルクTe及び回転速度ωとに基づき、打消し振動トルク指令の振幅ΔTpを算出する。
3−4−10.打消し振動トルク指令の生成
打消し振動トルク指令生成部43は、打消し振動トルク指令の振幅ΔTp、周波数ωp、及び位相αに基づき、打消し振動トルク指令Tpを生成する。
本実施形態では、打消し振動トルク指令生成部43は、式(2)に従い、打消し振動トルク指令Tpを生成する。なお、式(2)における周波数ωp×経過時間t(ωp×t)の代わりに、回転電機MGの回転角度θmが計測できる場合は、回転電機MGの回転角度θmに基づく情報を用いるようにしてもよい。例えば、気筒数Nの4サイクルエンジンでは、ωp×tの代わりに、θm×(N/2)を用いることができる。
また、第一動力伝達機構10による、出力トルク振動Tevから伝達トルク振動Teovの振幅減少が小さい場合などにおいて、打消し振動トルク指令Tpに、次式のように、振動周波数ωpに対する2次以上の振動成分も加えるようにしてもよい。
Figure 2012071792
この場合、振幅周波数決定部41は、2次以上の振動成分の振幅ΔTp2、ΔTp3、・・・についても、上記した振幅ΔTpと同様の方法で決定する。
回転電機制御装置32は、ベーストルク指令値Tbに、打消し振動トルク指令Tpを加算して出力トルク指令値Tmoを設定し、回転電機MGが出力トルク指令値Tmoの出力トルクTmを出力するように制御する。
3−4−11.トルク振動打消し制御の挙動(フィードフォワード制御なし)
次に、トルク振動打消し制御の挙動を、図13の例に示すタイムチャートに基づき説明する。図13の例は、フィードフォワード位相制御器50によりフィードフォワード位相変化量αffが算出されずに、フィードバック位相変化量αfbにのみ基づき、打消し振動トルク指令の位相αが設定されるように構成した場合の例である。なお、位相決定部42の各部の処理は、演算周期ΔT1に同期して実行されている。
トルク振動打消し制御を開始したときに、打消し振動トルク指令の位相αが、π+βに対して位相進み側にズレている。よって、回転速度振幅Δωmvが大きくなっている。また、位相調整方向が位相遅れ方向(符号ゲインKs=−1)に設定されており、位相αが、位相遅れ方向(減少方向)に変化される。よって、位相変化量dα/dtが負の値に算出されると共に、位相αがπ+βに近づくので、回転速度振幅Δωmvが減少し、振幅変化量dΔωmv/dtも負の値に算出される。よって、振幅変化量dΔωmv/dtを位相変化量dα/dtで除算して算出される、位相制御結果dΔωmv/dαは、正の値に算出される。よって、位相調整方向は、位相遅れ方向(符号ゲインKs=−1)に決定され、位相αが減少されていき、回転速度振幅Δωmvも減少していく。
そして、位相αが、π+βに対して、位相遅れ側になるまで減少されると、回転速度振幅Δωmvが増加して、振幅変化量dΔωmv/dtが正の値になり、位相制御結果dΔωmv/dαが、負の値になる。そして、位相調整方向は、位相進み方向(符号ゲインKs=+1)に反転する(時刻t11)。位相調整方向が、位相進み方向になると、位相αが増加されて、回転速度振幅Δωmvが減少するので、位相制御結果dΔωmv/dαは、引き続き、負の値に算出されて、位相調整方向は、位相進み方向(符号ゲインKs=+1)に維持される。
そして、位相αが、π+βに対して、位相進み側になるまで増加されると、回転速度振幅Δωmvが増加して、振幅変化量dΔωmv/dtが正の値になり、位相制御結果dΔωmv/dαが、正の値になり、位相調整方向は、位相遅れ方向(符号ゲインKs=−1)に反転され、再び位相αが減少される。
このように、位相αが、π+βを中心として、位相進み側及び位相遅れ側に、交互に変化して、π+β付近にフィードバック制御され、回転速度振幅Δωmvが最小値付近に維持される。また、回転速度振幅Δωmvが最小値付近に維持されている場合でも、位相αが、常に位相進み方向、又は位相遅れ方向に変化されているので、位相制御結果を常に算出することができる。よって、伝達トルク振動の位相βが変動した場合でも(時刻t12)、速やかに、位相βの変動を検出して、位相αを変化させることができる。
また、回転速度振幅Δωmvの大きさに応じて、位相αが変化されるため、回転速度振幅Δωmvが最小値付近になった場合の、位相αの変化量は小さくなり、位相αがπ+βを中心に、位相進み側及び位相遅れ側に交互に変化しても、回転速度振幅Δωmvの変化量は小さくなり、最小値付近に維持される。また、回転速度振幅Δωmvの大きさに応じて、位相αが変化されるため、位相αがπ+βからズレて、回転速度振幅Δωmvが大きくなった場合に、位相αの変化量が大きくなり、位相αのπ+βへの収束速度を増加させることができる。
3−4−12.トルク振動打消し制御の挙動(フィードフォワード制御あり)
次に、図14に、フィードバック位相変化量αfbに加えて、フィードフォワード位相変化量αffにも基づき、打消し振動トルク指令の位相αが設定されるように構成した場合の例を示す。
図14に示す例は、点火時期の変化により、伝達トルク振動の位相βが変動した場合(時刻t22から時刻t23)に、点火時期の角度変化量に応じて、フィードフォワード位相変化量αffが変化されている。よって、位相αが、π+βの変化に応じて、フィードフォワード的に変化されており、伝達トルク振動の位相βの変動後、短期間で、再び回転速度振幅Δωmvが最小値まで減少されている。よって、点火時期に応じたフィードフォワード位相制御を行うことにより、点火時期の変化による伝達トルク振動の位相βの変動に対して、回転速度振幅Δωmvの収束速度を高めることができる。
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態において、ハイブリッド車両に、制御装置31から34が備えられ、回転電機制御装置32が、トルク振動打消し制御部40を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、回転電機制御装置32は、複数の制御装置31、33、34との任意の組み合わせで統合された制御装置として備えるようにしてもよく、制御装置31から34が備える機能部の分担も任意に設定することができる。
(2)上記の実施形態において、変速機構TMとは別に、回転電機MGと車輪Wとの間の駆動連結を断接する摩擦係合要素、或いはトルクコンバータ及びトルクコンバータの入出力部材間を直結係合状態にする摩擦係合要素が備えられる構成も本発明の好適な実施形態の一つである。
(3)上記の実施形態においては、変速機構TMが有段の自動変速装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速機構TMが、連続的に変速比を変更可能な無段の自動変速装置など、有段の自動変速装置以外の変速装置である構成も本発明の好適な実施形態の一つである。
(4)上記の実施形態においては、第一動力伝達機構10は、ダンパー、エンジン出力軸Eo、入力軸Iなどの部材により構成されており、第二動力伝達機構11は、中間軸、変速機構TM、出力軸O及び車軸AXなどの部材により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一動力伝達機構10及び第二動力伝達機構11は、少なくとも動力を伝達可能に連結する機構であればよく、例えば、軸だけでもよい。また、第一動力伝達機構10及び第二動力伝達機構11は、軸、クラッチ、ダンパー、ギヤ、及び変速機構などの中から選択される1つ又は複数の構成要素を有してもよい。
本発明は、第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置に好適に利用することができる。
Te:エンジンの出力トルク
Tev:出力トルク振動
ΔTev:出力トルク振動の振幅
Teo:伝達トルク
Teov:伝達トルク振動
ΔTeov:伝達トルク振動の振幅
β:伝達トルク振動の位相
Tp:打消し振動トルク指令
ΔTp:打消し振動トルク指令の振幅
ωp:(打消し振動トルク指令の)周波数
α:打消し振動トルク指令の位相
ωm:回転電機の回転速度(角速度)
ωmv:回転電機の回転速度振動
Δωmv:回転電機の回転速度振幅
ωe:エンジンの回転速度(角速度)
Tm:回転電機の出力トルク
Tmo:回転電機の出力トルク指令
Tb:ベーストルク指令値
dΔωmv/dt:回転速度振幅の変化量
dα/dt:打消し振動トルク指令の位相の変化量
dΔωmv/dα:位相制御結果
Ks:符号ゲイン
MG:回転電機
E:エンジン(内燃機関)
TM:変速機構
CL:エンジン分離クラッチ
I:入力軸
M:中間軸
O:出力軸
AX:車軸
W:車輪
DF:出力用差動歯車装置
Se1:エンジン回転速度センサ
Se2:入力軸回転速度センサ
Se3:出力軸回転速度センサ
Jm:回転電機の慣性モーメント
Je:エンジンの慣性モーメント
Jl:負荷(車両)の慣性モーメント
1:車両用駆動装置
32:回転電機制御装置(制御装置)
10:第一動力伝達機構
11:第二動力伝達機構
40:トルク振動打消し制御部
41:振幅周波数決定部
42:位相決定部
43:打消し振動トルク指令生成部
44:振幅検出器
45:位相調整方向決定部
46:位相調整部
47:位相制御結果算出器
48:周波数決定器
49:振幅決定器
50:フィードフォワード位相制御器
51:フィードバック位相制御器
60:振幅変化量算出処理
61:位相変化量算出処理

Claims (6)

  1. 第一動力伝達機構を介して内燃機関に駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構を介して車輪に駆動連結される回転電機の制御を行うための制御装置であって、
    前記内燃機関から前記第一動力伝達機構を介して前記回転電機に伝達されるトルク振動である伝達トルク振動に対し、当該伝達トルク振動を打ち消すためのトルク振動の指令である打消し振動トルク指令を生成し、当該打消し振動トルク指令に従って前記回転電機を制御するトルク振動打消し制御を実行可能であり、
    少なくとも前記内燃機関の回転速度に基づいて前記打消し振動トルク指令の振幅及び周波数を決定する振幅周波数決定部と、
    前記打消し振動トルク指令の位相を決定する位相決定部と、を備え、
    前記位相決定部は、前記回転電機の回転速度に基づいて導出される回転速度振幅の変化に基づき、前記回転速度振幅を減少させるように位相調整方向を決定し、当該決定した位相調整方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させる制御装置。
  2. 前記位相決定部は、前記回転速度振幅の変化に基づき、前記打消し振動トルク指令の位相に対する前記回転速度振幅の傾きである位相制御結果を算出し、前記位相制御結果が正である場合は、前記位相調整方向を位相遅れ方向に決定し、位相遅れ方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させ、前記位相制御結果が負である場合は、前記位相調整方向を位相進み方向に決定し、位相進み方向に前記打消し振動トルク指令の位相を変化させる請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記位相決定部は、単位時間当たりの前記回転速度振幅の変化量を、単位時間当たりの前記打消し振動トルク指令の位相の変化量で除算して、前記位相制御結果を算出する請求項2に記載の制御装置。
  4. 前記位相決定部は、前記回転速度振幅の大きさに応じて前記打消し振動トルク指令の位相を変化させる請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置。
  5. 前記内燃機関の点火時期に基づいて前記打消し振動トルク指令の位相を変化させる請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
  6. 前記内燃機関の回転速度及び出力トルクに基づいて前記打消し振動トルク指令の振幅を決定する請求項1から5のいずれか一項に記載の制御装置。
JP2010219932A 2010-09-29 2010-09-29 制御装置 Active JP5553162B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010219932A JP5553162B2 (ja) 2010-09-29 2010-09-29 制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010219932A JP5553162B2 (ja) 2010-09-29 2010-09-29 制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012071792A true JP2012071792A (ja) 2012-04-12
JP5553162B2 JP5553162B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=46168062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010219932A Active JP5553162B2 (ja) 2010-09-29 2010-09-29 制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5553162B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016124314A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社豊田自動織機 ハイブリッド車両
JP2017100580A (ja) * 2015-12-02 2017-06-08 アイシン精機株式会社 車両ならびにその制御装置、制御方法および制御プログラム
EP3895925A1 (en) 2020-04-01 2021-10-20 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Vehicle vibration control device
US11378054B2 (en) * 2020-11-13 2022-07-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Driving source control apparatus
WO2023199916A1 (ja) * 2022-04-14 2023-10-19 株式会社デンソー 制御装置及びプログラム
JP7467399B2 (ja) 2020-09-14 2024-04-15 トランスポーテーション アイピー ホールディングス,エルエルシー 車両のプラットフォームを能動的に制動させるためのシステムおよび方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791306A (ja) * 1992-12-28 1995-04-04 Nippondenso Co Ltd 車両制振装置
JPH1189008A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Honda Motor Co Ltd エンジンの振動抑制装置
JP2001136605A (ja) * 1999-11-01 2001-05-18 Toyota Motor Corp 駆動装置の制振装置
JP2003219514A (ja) * 2002-01-21 2003-07-31 Hitachi Ltd 電気自動車の制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791306A (ja) * 1992-12-28 1995-04-04 Nippondenso Co Ltd 車両制振装置
JPH1189008A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Honda Motor Co Ltd エンジンの振動抑制装置
JP2001136605A (ja) * 1999-11-01 2001-05-18 Toyota Motor Corp 駆動装置の制振装置
JP2003219514A (ja) * 2002-01-21 2003-07-31 Hitachi Ltd 電気自動車の制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016124314A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社豊田自動織機 ハイブリッド車両
JP2017100580A (ja) * 2015-12-02 2017-06-08 アイシン精機株式会社 車両ならびにその制御装置、制御方法および制御プログラム
EP3895925A1 (en) 2020-04-01 2021-10-20 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Vehicle vibration control device
US11597372B2 (en) 2020-04-01 2023-03-07 Aisin Corporation Vehicle vibration control device
JP7467399B2 (ja) 2020-09-14 2024-04-15 トランスポーテーション アイピー ホールディングス,エルエルシー 車両のプラットフォームを能動的に制動させるためのシステムおよび方法
US11378054B2 (en) * 2020-11-13 2022-07-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Driving source control apparatus
WO2023199916A1 (ja) * 2022-04-14 2023-10-19 株式会社デンソー 制御装置及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP5553162B2 (ja) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5565627B2 (ja) 制御装置
US8606488B2 (en) Method for operating a hybrid motor vehicle
WO2012043507A1 (ja) 制御装置
US8587237B2 (en) Control device
US9018870B2 (en) Control device
US8386140B2 (en) Hybrid vehicle control device to control transmission torque input
EP1439296B1 (en) Torque transmission device and method of reducing effects of torque pulsations
JP5168600B2 (ja) 制御装置
JP5553162B2 (ja) 制御装置
WO2013081011A1 (ja) 制御装置
WO2013077401A1 (ja) 車両用駆動装置の制御装置
JP5880067B2 (ja) 内燃機関とその制御方法
JP3409755B2 (ja) 駆動装置の制振装置
US10850621B2 (en) Vehicle system
WO2018155625A1 (ja) ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
WO2018155624A1 (ja) ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP2014061750A (ja) ハイブリッド車両の制御装置、およびハイブリッド車両の制御方法
WO2018155623A1 (ja) ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP6504527B2 (ja) ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置
JP2013158116A (ja) 制御装置
US9415761B2 (en) Methods and system for improving hybrid vehicle gear shifting
JP5510752B2 (ja) 制御装置
JP5257120B2 (ja) クラッチ制御装置
JP6852565B2 (ja) ハイブリッド車両のクランク角度推定方法、クランク角度制御方法およびクランク角度推定装置
JP6489509B2 (ja) ハイブリッド車両の動力制御方法及び動力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130312

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131205

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140501

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140514

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5553162

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150