JP6011404B2 - Start control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、始動時の内燃機関の脈動トルクを推定し、その推定した脈動トルクに基づいて内燃機関の始動に用いられる電動機を制御する内燃機関の始動制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine start control device that estimates a pulsating torque of an internal combustion engine at the time of starting and controls an electric motor used to start the internal combustion engine based on the estimated pulsating torque.
内燃機関のクランク軸の回転速度から内燃機関の燃焼トルクを推定する装置が知られている。例えば、内燃機関の回転速度の波形をフィルタリングして内燃機関の燃焼に同期した周波数成分の波形とその周波数の自然数倍の周波数成分の波形とに分解し、次に内燃機関の回転数に基づいて算出した位相遅れに基づいて各周波数成分の波形を補正するとともに内燃機関の回転数に基づいて各周波数成分の波形の振幅を補正し、その後補正された周波数成分の波形を重ね合わせることにより燃焼トルクの波形を算出する装置が知られている(特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2、3が存在する。
An apparatus for estimating the combustion torque of an internal combustion engine from the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine is known. For example, the waveform of the rotational speed of the internal combustion engine is filtered to be decomposed into a waveform of a frequency component synchronized with combustion of the internal combustion engine and a waveform of a frequency component that is a natural number multiple of that frequency, and then based on the rotational speed of the internal combustion engine Combustion is performed by correcting the waveform of each frequency component based on the phase lag calculated and correcting the amplitude of the waveform of each frequency component based on the rotational speed of the internal combustion engine, and then superimposing the corrected frequency component waveforms. An apparatus for calculating a torque waveform is known (see Patent Document 1). In addition,
内燃機関のクランキングを開始した直後などは、内燃機関のトルクの周波数が過渡的に変化する。特許文献1の装置では内燃機関の回転数に基づいて周波数成分を補正しているが、このように周波数が過渡的に変化する場合を考慮していない。そのため、このような場合にトルクの推定精度が悪化する。そして、この推定したトルクに基づいてクランキングに用いる電動機を制御した場合には、クランキング時の振動を抑制できない。
Immediately after starting the cranking of the internal combustion engine, the frequency of the torque of the internal combustion engine changes transiently. In the device of
そこで、本発明は、クランキング時の振動を適切に抑制することが可能な内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a start control device for an internal combustion engine that can appropriately suppress vibration during cranking.
本発明の始動制御装置は、内燃機関のクランク軸を駆動可能に設けられた電動機を制御し、前記内燃機関の気筒から前記クランク軸に付与される脈動トルクを打ち消すための制振トルクと前記内燃機関のクランキングに必要なトルクとを合計したトルクを前記電動機から出力して前記内燃機関をクランキングする始動制御装置において、前記内燃機関のクランキング時に前記クランク軸に付与される脈動トルクを推定する脈動トルク推定手段と、前記脈動トルク推定手段が推定した脈動トルクに基づいて処理前制振トルクを算出する制振トルク算出手段と、前記制振トルク算出手段が算出した処理前制振トルクに対してローパスフィルタ処理を行って前記制振トルクを算出するフィルタ処理手段と、前記ローパスフィルタ処理を行うことによって生じる前記制振トルクの位相遅れを補正する補正手段と、を備え、前記補正手段は、前記内燃機関のクランキングの開始時から前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間は、前記内燃機関のクランキング開始時の初期クランク角及び前記内燃機関の回転数に基づいて前記制振トルクの位相遅れを補正し、前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達した以降は、前記内燃機関の回転数に基づいて前記制振トルクの位相遅れを補正する(請求項1)。
The start control device of the present invention controls an electric motor provided so as to be able to drive a crankshaft of an internal combustion engine, and cancels a pulsating torque applied to the crankshaft from a cylinder of the internal combustion engine, and the internal combustion engine In the start control device for cranking the internal combustion engine by outputting a torque obtained by adding the torque necessary for engine cranking from the electric motor, estimating a pulsating torque applied to the crankshaft when the internal combustion engine is cranked Pulsating torque estimating means, vibration damping torque calculating means for calculating the pre-processing vibration damping torque based on the pulsating torque estimated by the pulsating torque estimating means, and the pre-processing vibration damping torque calculated by the vibration damping torque calculating means. Filter processing means for performing the low-pass filter processing to calculate the damping torque, and performing the low-pass filter processing. Correcting means for correcting the phase lag of the damping torque generated in this manner, the correcting means reaching the top dead center of the piston of any cylinder of the internal combustion engine from the start of cranking of the internal combustion engine Until the crank delay of the internal combustion engine is started, the phase delay of the damping torque is corrected based on the initial crank angle and the rotational speed of the internal combustion engine, and the piston of any cylinder of the internal combustion engine is After reaching the dead point, the phase delay of the damping torque is corrected based on the rotational speed of the internal combustion engine.
本発明の始動制御装置によれば、補正手段がローパスフィルタ処理を行うことによって生じる位相遅れを補正するので、ローパスフィルタ処理で生じる位相遅れが制振トルクに及ぼす影響を抑えることができる。また、本発明では、クランキング開始時からいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間と、いずれかの気筒のピストンが上死点に達した後とで補正方法を切り替える。クランキング開始時からいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間は、脈動トルクの周波数がクランキングを開始したときのクランク角に応じて変化する。具体的には、クランキングを開始したときのクランク角が、いずれかのピストンが上死点に達するときのクランク角に近いほど脈動トルクの周波数が高くなる。本発明では、この期間における制振トルクの位相遅れの補正が、クランキング開始時の初期クランク角及び内燃機関の回転数に基づいて行われる。そのため、脈動トルクの周波数が過渡的に変化してもその変化に対して適切な補正を行うことができる。一方、いずれかの気筒のピストンが上死点に達した以降は、脈動トルクの周波数が一定になる。そのため、このような期間には内燃機関の回転数に基づいて制振トルクの位相遅れを補正する。このようにいずれかの気筒のピストンが上死点に達する前後で補正方法を切り替えることにより、各期間において適切な位相遅れの補正を行うことができる。そのため、クランキング時の振動を適切に抑制することができる。
According to the start control device of the present invention, the correction means corrects the phase lag caused by performing the low-pass filter process, so that the influence of the phase lag caused by the low-pass filter process on the damping torque can be suppressed. In the present invention, the correction method is switched between when cranking starts and until the piston of any cylinder reaches top dead center and after the piston of any cylinder reaches top dead center. From the time cranking starts until the piston of any cylinder reaches top dead center, the frequency of pulsating torque changes according to the crank angle when cranking starts. Specifically, the frequency of the pulsating torque increases as the crank angle when cranking is started is closer to the crank angle at which any piston reaches top dead center. In the present invention, correction of the phase delay of the damping torque during this period is performed based on the initial crank angle at the start of cranking and the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, even if the frequency of the pulsation torque changes transiently, appropriate correction can be performed for the change. On the other hand, after the piston of any cylinder reaches top dead center, the frequency of the pulsating torque becomes constant. Therefore, during such a period, the phase delay of the damping torque is corrected based on the rotational speed of the internal combustion engine. Thus, by switching the correction method before and after the piston of any cylinder reaches the top dead center, an appropriate phase delay can be corrected in each period. Therefore, vibration during cranking can be appropriately suppressed.
本発明の始動制御装置の一形態において、前記脈動トルク推定手段は、前記内燃機関の所定のパラメータに基づいて脈動トルクを推定し、前記補正手段は、前記内燃機関のクランキングの開始時から前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間は前記内燃機関の前記初期クランク角及び前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達した以降は前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関の脈動トルクの周波数をそれぞれ算出するとともに、前記脈動トルク推定手段が脈動トルクを推定する際に使用する前記所定のパラメータとして、算出された前記脈動トルクの周波数に基づいて補正後クランク角を算出することにより、前記ローパスフィルタ処理を行うことによって生じる前記制振トルクの位相遅れを補正してもよい(請求項2)。このように補正したクランク角を用いて脈動トルクを推定し、その脈動トルクに基づいて制振トルクを算出することにより、ローパスフィルタ処理で生じる位相遅れの影響を抑えることができる。 In one form of the start control device of the present invention, the pulsation torque estimation means estimates pulsation torque based on a predetermined parameter of the internal combustion engine, and the correction means starts the cranking of the internal combustion engine from the start of cranking. Until the piston of any cylinder of the internal combustion engine reaches top dead center, the piston of any cylinder of the internal combustion engine rises based on the initial crank angle of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine. After reaching the dead point, the frequency of the pulsation torque of the internal combustion engine is calculated based on the rotational speed of the internal combustion engine, and the predetermined parameter used when the pulsation torque estimation means estimates the pulsation torque. as, by calculating the corrected crank angle based on the frequency of the calculated the pulsating torque, due to carrying out the said low-pass filtering May be corrected phase delay of the damping torque produced (Claim 2). By estimating the pulsating torque using the corrected crank angle and calculating the damping torque based on the pulsating torque, it is possible to suppress the influence of the phase delay caused by the low-pass filter process.
以上に説明したように、本発明の始動制御装置によれば、クランキング開始時からいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間といずれかの気筒のピストンが上死点に達した後とで補正方法を切り替えるので、各期間において適切な位相遅れの補正を行うことができる。そのため、クランキング時の振動を適切に抑制することができる。 As described above, according to the start control device of the present invention, the piston of any cylinder reaches the top dead center from the start of cranking until the piston of any cylinder reaches the top dead center. Since the correction method is switched after and after, it is possible to correct the phase delay appropriately in each period. Therefore, vibration during cranking can be appropriately suppressed.
以下、本発明をハイブリッド車両の駆動装置に適用して一形態を説明する。図1に示したように、ハイブリッド車両1Aの駆動装置2は、内燃機関(以下、エンジンと略称する。)10と、モータ・ジェネレータ3とを備えている。エンジン10及びモータ・ジェネレータ3は、動力分割機構4に接続されている。動力分割機構4は、シングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構4は、外歯歯車であるサンギヤSと、そのサンギヤSに対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤRと、これらのギヤS、Rに噛み合うピニオンギヤPを自転可能かつサンギヤSの周囲を公転可能に保持するキャリアCとを備えている。サンギヤSは、モータ・ジェネレータ3と一体回転するように連結されている。キャリアCは、エンジン10のクランク軸10aとダンパ5を介して連結されている。このダンパ5は、エンジン10と動力分割機構4との間に生じる回転変動を減衰するための周知のものである。リングギヤRは、出力ギヤ6と連結されている。出力ギヤ6は、不図示の減速機構を介して駆動輪と動力伝達可能に接続されている。
Hereinafter, an embodiment will be described by applying the present invention to a drive device of a hybrid vehicle. As shown in FIG. 1, the
エンジン10は、車両に走行用動力源として搭載される火花点火式の4サイクル内燃機関である。エンジン10は、4つの気筒11を備えている。この図に示したように各気筒にはそれらの並び方向一端から他端側に向かって#1〜#4の気筒番号を付して互いに区別する。このエンジン10では#1の気筒11と#3の気筒11の爆発間隔が360°CA(クランク角を意味する。)ずらされ、#4の気筒11と#2の気筒11の爆発時期が#1の気筒11の爆発時期を基準として180°CA、540°CAずらされることにより、180°CA毎の等間隔爆発が実現されている。そして、このエンジン10では#1、#4、#3、#2の順番で各気筒11において爆発が発生するように爆発順番が設定されている。
The
モータ・ジェネレータ3及びエンジン10の動作は車両制御装置20にて制御される。車両制御装置20は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺装置を含んだコンピュータユニットである。車両制御装置20は、所定の制御プログラムに従ってモータ・ジェネレータ3やエンジン10等の種々の制御対象を制御し、これにより車両1Aを制御する。車両制御装置20には、車両1Aの状態を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置20には、例えばクランク角センサ21が接続されている。クランク角センサ21は、クランク軸10aの角度(クランク角)に対応した信号を出力する。この他にも車両制御装置20には各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
Operations of the motor /
車両制御装置20は、エンジン10が停止しているときにエンジン10を始動すべき所定の始動条件が成立した場合、モータ・ジェネレータ3でクランク軸10aを駆動してクランキングを行い、これによりエンジン10を始動する。そのため、モータ・ジェネレータ3が本発明の電動機に相当する。この際、車両制御装置20は、クランキング時に#1〜#4の各気筒11からクランク軸10aに付与されるトルク(脈動トルク)を推定し、その脈動トルクを打ち消すためにモータ・ジェネレータ3から出力すべきトルク(以下、制振トルクと称することがある。)を算出する。また、車両制御装置20は、クランキングを行うためにモータ・ジェネレータ3から出力すべきトルクも算出する。そして、算出した2つのトルクを合計したトルクをモータ・ジェネレータ3から出力してエンジン10をクランキングする。
When a predetermined start condition for starting the
図2は、制振トルクを求めるために車両制御装置20が実行する処理をブロック図で示したものである。なお、この図に示した各ブロックは車両制御装置20が所定のプログラムを実行することにより実現される。この図に示したように制振トルクを求める処理は、脈動トルク推定部31と、制御器32と、ローパスフィルタ33とを備えている。脈動トルク推定部31は、クランク角θe及びエンジン10の回転数Neに基づいて脈動トルクτeを推定する。これらクランク角θe及び回転数Neは、クランク角センサ21の出力信号を利用すればよい。制御器32は、推定された脈動トルクτeに基づいて処理前制振トルクを算出する。ローパスフィルタ33は、処理前制振トルクに一次のローパスフィルタ処理を行って制振トルクを算出する。
FIG. 2 is a block diagram showing the process executed by the
まず、制御器32について説明する。この制御器32では、脈動トルクτeを打ち消すトルクが処理前制振トルクとして算出される。図3は、制御器32から出力された処理前制振トルクの一例を示している。この図に示すように、制御器32からはモータ・ジェネレータ3の定格トルクを超えるトルクが出力される場合がある。このように定格トルクを超えるトルクは、制御器32の周波数特性、或いは制御器32に入力した信号の特性に起因して発生する。このようなトルクをモータ・ジェネレータ3に指令値として入力してもモータ・ジェネレータ3が応答できない。そこで、本発明では、この制御器32から出力された処理前制振トルクにローパスフィルタ処理を行う。なお、このローパスフィルタ処理は、所定の周波数以上の高周波成分を減衰する周知のフィルタ処理である。そのため、詳細な説明は省略する。図4は、ローパスフィルタ33でローパスフィルタ処理を行った後の制振トルクの一例を示している。この図に示すように処理前制振トルクにローパスフィルタ処理を行うことにより、トルクがモータ・ジェネレータ3の定格トルク内に収まる。
First, the
ただし、周知のようにこのようにローパスフィルタ処理を行った場合には、入力信号と出力信号との間の位相差が生じる。図5は、ローパスフィルタ33のボード線図を示している。なお、この図の横軸は対数目盛である。太い実線L1、L2がローパスフィルタ処理を行っていない場合の振幅、位相を示している。細い実線L3、L4がローパスフィルタ処理を行った場合の振幅、位相を示している。この図に示すようにローパスフィルタ33では、所定の周波数から徐々に位相遅れが生じ、周波数が高くなるほど位相遅れが大きくなる。このようにローパスフィルタ33における位相遅れは脈動トルクτeの周波数に応じて決まる。
However, as is well known, when such a low-pass filter process is performed, a phase difference between the input signal and the output signal is generated. FIG. 5 shows a Bode diagram of the low-
そこで、本発明の制振トルクを求める処理には、この位相差を補正するための補正部34(図2参照)が設けられている。この補正部34は、Δθe算出部35と、θe補正部36とを備えている。Δθe算出部35では、まず脈動トルクτeの周波数feを算出し、続いて位相差を補正するための補正角Δθeを周波数feを用いて算出する。θe補正部36では、補正角Δθeを用いてクランク角θeを補正し、補正後クランク角θe2を算出する。図2に示すように補正後クランク角θe2は脈動トルク推定部31に入力される。脈動トルク推定部31では、この補正後クランク角θe2を用いて脈動トルクτeを推定する。
Therefore, in the process of obtaining the vibration damping torque of the present invention, a correction unit 34 (see FIG. 2) for correcting this phase difference is provided. The
図6は、補正部34を実現するために車両制御装置20が実行するクランク角補正ルーチンを示している。このルーチンは、エンジン10が運転しているか停止しているかに拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 6 shows a crank angle correction routine executed by the
このルーチンにおいて車両制御装置20は、まずステップS11でエンジン10の状態を取得する。エンジン10の状態としては、例えばクランク角θeが取得される。また、この処理では、取得したクランク角θeに基づいてエンジン10の回転数Neが取得される。次のステップS12において車両制御装置20は、エンジン10が始動中か否か判定する。エンジン10が始動中か否かは、例えばエンジン10の回転数Neに基づいて判定すればよい。例えば、回転数Neがエンジン10のアイドリング回転数以下、かつ0以上の場合に始動中と判定すればよい。エンジン10が始動中ではないと判定した場合は、今回のルーチンを終了する。
In this routine, the
一方、エンジン10が始動中と判定した場合はステップS13に進み、車両制御装置20は脈動トルクτeの周波数feを算出する。図7は、クランキング時に発生する脈動トルクの一例を示している。なお、横軸のTDC(0)、TDC(1)、…は、クランキングを開始してから4つの気筒11のいずれかのピストンが上死点(TDC)を通過した回数を示している。また、この図中のθIVCは、クランキング時に最初に圧縮行程になる気筒11の吸気弁が閉弁したクランク角を示している。この図に示すように脈動トルクは、エンジン10の始動開始時におけるクランク角(以下、初期クランク角と称することがある。)θe_iniに応じて変化する。また、クランキング開始後にいずれかの気筒が上死点を通過する前、すなわちTDC(0)〜TDC(1)の期間と、上死点を通過した後、すなわちTDC(1)以降の期間とでも脈動トルクは変化する。そこで、本発明では、TDC(0)〜TDC(1)の期間とTDC(1)以降の期間とで、周波数feの算出方法を変更する。
On the other hand, if it is determined that the
TDC(0)〜TDC(1)の期間では、以下の(1)式を用いて周波数feを算出する。 In the period from TDC (0) to TDC (1), the frequency fe is calculated using the following equation (1).
なお、この(1)式中「Ne」の単位は「r.p.m」すなわち1分間当たりの回転数である。一方、「fe」の単位は「Hz」である。そのため、Neを60で割っている。また、この式中の「n」は気筒数を示している。上述したようにエンジン10は4気筒であるため、この(1)式はnに4を代入して以下の(1)’式のように変形できる。
In this equation (1), the unit of “Ne” is “rpm”, that is, the number of revolutions per minute. On the other hand, the unit of “fe” is “Hz”. Therefore, Ne is divided by 60. Further, “n” in this equation indicates the number of cylinders. As described above, since the
一方、TDC(1)以降の期間では、以下の(2)式を用いて周波数feを算出する。なお、この式中の「60」も分を秒に変換するためのものである。 On the other hand, in the period after TDC (1), the frequency fe is calculated using the following equation (2). Note that “60” in this equation is also for converting minutes into seconds.
この(2)式を4気筒のエンジン10に対応させた場合には以下の(2)’式になる。
When this equation (2) is applied to the 4-
(2)’式中の「2」及び(1)’式中の「180/(180−θe_ini)」の部分は、回転数Neを脈動トルクの周波数に変換するための係数である。まず、(2)’式中の「2」について説明する。エンジン10は4気筒であるため、図7に示すように脈動トルクは180°で1周期となる。しかしながら、クランク軸10aは360°で1周する。そのため、クランク軸10aが1周する間に2周期分の脈動トルクが発生する。従って、回転数Neを脈動トルクの周波数に変換するためには回転数Neを2倍する必要がある。
“2” in the expression (2) and “180 / (180−θe_ini)” in the expression (1) ′ are coefficients for converting the rotational speed Ne into the frequency of the pulsating torque. First, “2” in the expression (2) ′ will be described. Since the
一方、(1)’式が適用されるTDC(0)〜TDC(1)の期間では、図7から明らかなように初期クランク角θe_iniからTDC(1)までの期間で半周期分の脈動トルクが発生する。そのため、その期間を2倍した期間で脈動トルクが1周期になる。例えば初期クランク角θe_iniが60°の場合、その初期クランク角θe_iniからTDC(1)までの120°で半周期分の脈動トルクが発生し、120°の倍の240°で1周期分の脈動トルクとなる。この場合、クランク軸10aが1周する間に1.5周期分の脈動トルクが発生すると仮定できる。そのため、「180/(180−θe_ini)」を回転数Neに掛けることにより回転数Neを脈動トルクの周波数に変換できる。
On the other hand, in the period from TDC (0) to TDC (1) to which the expression (1) ′ is applied, as is clear from FIG. 7, the pulsating torque for a half cycle in the period from the initial crank angle θe_ini to TDC (1). Will occur. Therefore, the pulsation torque becomes one cycle in a period that is twice that period. For example, when the initial crank angle θe_ini is 60 °, a pulsating torque for a half cycle is generated at 120 ° from the initial crank angle θe_ini to TDC (1), and a pulsating torque for one cycle at 240 ° that is twice 120 °. It becomes. In this case, it can be assumed that 1.5 cycles of pulsating torque is generated during one revolution of the
図6に戻ってクランク角補正ルーチンの説明を続ける。周波数feの算出後はステップS14に進み、車両制御装置20は補正角Δθeを算出する。図8は、周波数feと補正角Δθeとの関係を示している。なお、この図の横軸は対数目盛である。補正角Δθeは、周波数feとこの図に示した関係とを用いて算出すればよい。なお、この図に示した関係は、予め実験や数値計算等で求めて車両制御装置20のROMにマップとして記憶させておけばよい。
Returning to FIG. 6, the description of the crank angle correction routine will be continued. After the calculation of the frequency fe, the process proceeds to step S14, and the
次のステップS15において車両制御装置20は、補正後クランク角θe2を算出する。この補正後クランク角θe2は、以下の(3)式にて求められる。
In the next step S15, the
このように補正角Δθeを加算することにより補正後クランク角θe2は、クランク角θeに対して位相が進む。その後、今回のルーチンを終了する。 By adding the correction angle Δθe in this way, the phase of the corrected crank angle θe2 advances with respect to the crank angle θe. Thereafter, the current routine is terminated.
このように算出された補正後クランク角θe2は、脈動トルク推定部31に入力される。そして、脈動トルク推定部31では、この補正後クランク角θe2及び初期クランク角θe_iniに基づいて脈動トルクτeを推定する。具体的には、例えば図7に示した関係を車両制御装置20のROMにマップとして記憶させておく。そして、補正後クランク角θe2、初期クランク角θe_ini、及びこのマップを用いて脈動トルクτeを推定すればよい。
The corrected crank angle θe2 calculated in this way is input to the pulsation
それ以降は、上述したように制御器32で脈動トルクτeから処理前制振トルクが算出される。そして、ローパスフィルタ33でその処理前制振トルクにローパスフィルタ処理が行われて制振トルクが算出される。
Thereafter, the pre-processing vibration damping torque is calculated from the pulsation torque τe by the
このようにして算出された制振トルクの一例を図9に示す。なお、この図には補正部34で補正をしなかった場合、すなわち補正後クランク角θe2の代わりにクランク角θeを用いて脈動トルクを推定した場合の制振トルクを比較例として示す。なお、この図の細い実線L5が、補正後クランク角θe2を用いて算出した制振トルクを示し、太い実線L6が比較例を示している。この図に示したように、補正後クランク角θe2を用いて算出した制振トルクでは、位相遅れの影響が解消されている。
An example of the vibration damping torque calculated in this way is shown in FIG. This figure shows, as a comparative example, damping torque when the
なお、このように算出された制振トルクは、その後クランキングを行うためにモータ・ジェネレータ3から出力すべきトルクに加えられて指令トルクが算出される。車両制御装置20は、この指令トルクでモータ・ジェネレータ3を制御してエンジン10をクランクイングする。
The damping torque calculated in this way is added to the torque to be output from the motor /
以上に説明したように、本発明では、ローパスフィルタ処理時に生じる位相遅れを考慮した補正をクランク角θeに行って補正後クランク角θe2を算出する。そして、その補正後クランク角θe2を用いて制振トルクを算出する。そのため、ローパスフィルタ処理で生じる位相遅れを無くしたり小さくしたりすることができる。また、本発明では、TDC(0)〜TDC(1)の期間と、TDC(1)以降の期間とで周波数feの算出方法を変更する。図7から明らかなようにTDC(0)〜TDC(1)の期間は、初期クランク角θe_iniに応じて脈動トルクの周波数が過渡的に変化する。例えば、初期クランク角θe_iniが60°の場合には脈動トルクが240°で1周期になるが、初期クランク角θe_iniが120°の場合には脈動トルクが120°で1周期になる。これに対してTDC(1)以降の期間は、脈動トルクは180°で1周期になる。本発明では、これら2つの期間で周波数feの算出方法を変更するので、各期間において適切な補正をクランク角θeに対して行うことができる。そのため、クランキング時の振動を適切に抑制することができる。 As described above, in the present invention, the corrected crank angle θe2 is calculated by performing the correction in consideration of the phase delay generated during the low-pass filter processing on the crank angle θe. Then, the damping torque is calculated using the corrected crank angle θe2. Therefore, the phase delay caused by the low-pass filter process can be eliminated or reduced. In the present invention, the method for calculating the frequency fe is changed between the period TDC (0) to TDC (1) and the period after TDC (1). As apparent from FIG. 7, during the period from TDC (0) to TDC (1), the frequency of the pulsating torque changes transiently according to the initial crank angle θe_ini. For example, when the initial crank angle θe_ini is 60 °, the pulsation torque is 240 ° and one cycle, but when the initial crank angle θe_ini is 120 °, the pulsation torque is 120 ° and one cycle. On the other hand, in the period after TDC (1), the pulsation torque is 180 ° and becomes one cycle. In the present invention, since the calculation method of the frequency fe is changed in these two periods, appropriate correction can be performed on the crank angle θe in each period. Therefore, vibration during cranking can be appropriately suppressed.
上述した形態では、脈動トルクτeの推定に使用するクランク角θeを補正したが、補正対象はこれに限定されない。例えば、ローパスフィルタ処理で生じる位相遅れが補償されるように処理前制振トルク又は制振トルクを初期クランク角θe_ini及び回転数Neで補正してもよい。なお、この際にもTDC(0)〜TDC(1)の期間と、TDC(1)以降の期間とで補正方法が変更される。 In the embodiment described above, the crank angle θe used for estimating the pulsation torque τe is corrected, but the correction target is not limited to this. For example, the pre-processing vibration damping torque or the vibration damping torque may be corrected with the initial crank angle θe_ini and the rotational speed Ne so that the phase delay caused by the low-pass filter process is compensated. In this case as well, the correction method is changed between the period TDC (0) to TDC (1) and the period after TDC (1).
上述した形態では、脈動トルク推定部31が本発明の脈動トルク推定手段に相当し、制御器32が本発明の制振トルク算出手段に相当する。また、ローパスフィルタ33が本発明のフィルタ処理手段に相当し、補正部34が本発明の補正手段に相当する。
In the embodiment described above, the pulsation
なお、本発明が適用される内燃機関は、図1に示したハイブリッド車両1Aに搭載された内燃機関に限定されない。例えば、図10に示したハイブリッド車両1Bに搭載された内燃機関に本発明を適用してもよい。なお、図10において図1と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
The internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited to the internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle 1A shown in FIG. For example, the present invention may be applied to an internal combustion engine mounted on the
この車両1Bでは、エンジン10のクランク軸10aがダンパ5及び第1クラッチ41を介してモータ・ジェネレータ3の出力軸3aと接続されている。第1クラッチ41は、周知の摩擦クラッチである。第1クラッチ41は、クランク軸10aと出力軸3aとが連結される係合状態と、クランク軸10aと出力軸3aとが切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第1クラッチ41には、第1クラッチ41の状態を切り替えるためのアクチュエータ(不図示)が設けられている。このように第1クラッチ41は自動クラッチとして構成されている。なお、この第1クラッチ41は、車両制御装置20にて制御される。
In the
モータ・ジェネレータ3の出力軸3aは、第2クラッチ42を介して手動変速機50の入力軸51と接続されている。この第2クラッチ42も周知の摩擦クラッチである。第2クラッチ42は、出力軸3aと入力軸51とが連結される係合状態と、出力軸3aと入力軸51とが切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。ただし、第2クラッチ42は、不図示のクラッチペダルにて操作される。なお、クラッチペダルと第2クラッチ42の状態との関係は周知のマニュアル式のクラッチと同じである。
The
手動変速機50は、前進5速及び後進の変速段を有している。そして、不図示のシフトレバーにてこれら変速段が切り替わるように構成されている。手動変速機50の出力軸52は、不図示のデファレンシャル機構等を介して駆動輪と接続されている。
The
この車両1Bでも、第1クラッチ41を係合状態に切り替えることによりモータ・ジェネレータ3でエンジン10をクランキングできる。その際に、上述した形態と同様に制振トルクを算出し、その制振トルクを用いてクランキングを行うことにより、クランキング時の振動を適切に抑制することができる。
Even in this
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上述した形態では、内燃機関とモータ・ジェネレータとの間のダンパが設けられていたが、本発明はこれらの間にダンパが設けられていない内燃機関に適用してもよい。また、本発明が適用される内燃機関は、4気筒の内燃機関に限定されない。例えば、2気筒や3気筒の内燃機関に適用してもよいし、6気筒以上の内燃機関に本発明を適用してもよい。 The present invention is not limited to the above-described form and can be implemented in various forms. For example, in the above-described embodiment, the damper between the internal combustion engine and the motor / generator is provided. However, the present invention may be applied to an internal combustion engine in which no damper is provided between them. The internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited to a four-cylinder internal combustion engine. For example, the present invention may be applied to a 2-cylinder or 3-cylinder internal combustion engine, or the present invention may be applied to an internal combustion engine having 6 cylinders or more.
3 モータ・ジェネレータ(電動機)
10 内燃機関
10a クランク軸
11 気筒
31 脈動トルク推定部(脈動トルク推定手段)
32 制御器(制振トルク算出手段)
33 ローパスフィルタ(フィルタ処理手段)
34 補正部(補正手段)
3 Motor generator
DESCRIPTION OF
32 Controller (Damping torque calculation means)
33 Low-pass filter (filter processing means)
34 Correction part (correction means)
Claims (2)
前記内燃機関のクランキング時に前記クランク軸に付与される脈動トルクを推定する脈動トルク推定手段と、前記脈動トルク推定手段が推定した脈動トルクに基づいて処理前制振トルクを算出する制振トルク算出手段と、前記制振トルク算出手段が算出した処理前制振トルクに対してローパスフィルタ処理を行って前記制振トルクを算出するフィルタ処理手段と、前記ローパスフィルタ処理を行うことによって生じる前記制振トルクの位相遅れを補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、前記内燃機関のクランキングの開始時から前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間は、前記内燃機関のクランキング開始時の初期クランク角及び前記内燃機関の回転数に基づいて前記制振トルクの位相遅れを補正し、前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達した以降は、前記内燃機関の回転数に基づいて前記制振トルクの位相遅れを補正する始動制御装置。 Torque required for controlling the electric motor provided to drive the crankshaft of the internal combustion engine and canceling out the pulsating torque applied to the crankshaft from the cylinder of the internal combustion engine and the torque required for cranking the internal combustion engine In the start control device for outputting the torque obtained by summing the torque from the electric motor and cranking the internal combustion engine,
Pulsating torque estimating means for estimating pulsating torque applied to the crankshaft during cranking of the internal combustion engine, and damping torque calculation for calculating pre-processing damping torque based on the pulsating torque estimated by the pulsating torque estimating means Means, filter processing means for calculating the damping torque by performing low-pass filter processing on the pre-processing damping torque calculated by the damping torque calculating means, and the damping generated by performing the low-pass filtering processing. Correction means for correcting the phase delay of the torque,
The correction means includes an initial crank angle at the start of cranking of the internal combustion engine and a period between the start of cranking of the internal combustion engine and the piston of any cylinder of the internal combustion engine reaching a top dead center. After the phase delay of the damping torque is corrected based on the rotational speed of the internal combustion engine and the piston of any cylinder of the internal combustion engine reaches top dead center, the damping torque is corrected based on the rotational speed of the internal combustion engine. A start control device that corrects the phase delay of the vibration torque.
前記補正手段は、前記内燃機関のクランキングの開始時から前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達するまでの間は前記内燃機関の前記初期クランク角及び前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関のいずれかの気筒のピストンが上死点に達した以降は前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関の脈動トルクの周波数をそれぞれ算出するとともに、前記脈動トルク推定手段が脈動トルクを推定する際に使用する前記所定のパラメータとして、算出された前記脈動トルクの周波数に基づいて補正後クランク角を算出することにより、前記ローパスフィルタ処理を行うことによって生じる前記制振トルクの位相遅れを補正する請求項1に記載の始動制御装置。 The pulsation torque estimating means estimates pulsation torque based on a predetermined parameter of the internal combustion engine,
The correction means includes the initial crank angle of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine from the start of cranking of the internal combustion engine until the piston of any cylinder of the internal combustion engine reaches top dead center. After the piston of any cylinder of the internal combustion engine reaches top dead center, the frequency of the pulsation torque of the internal combustion engine is calculated based on the rotational speed of the internal combustion engine, and the pulsation torque As the predetermined parameter used when the estimation means estimates the pulsation torque, the corrected crank angle is calculated based on the calculated frequency of the pulsation torque, and thereby the control caused by performing the low-pass filter process. The start control device according to claim 1, wherein the phase delay of the vibration torque is corrected.
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