WO2014038350A1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014038350A1
WO2014038350A1 PCT/JP2013/071614 JP2013071614W WO2014038350A1 WO 2014038350 A1 WO2014038350 A1 WO 2014038350A1 JP 2013071614 W JP2013071614 W JP 2013071614W WO 2014038350 A1 WO2014038350 A1 WO 2014038350A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
motor
torque
control
hybrid vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/071614
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
覚 藤本
安達　和孝
芦沢　裕之
Original Assignee
日産自動車株式会社
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 日産自動車株式会社 filed Critical 日産自動車株式会社
Priority to JP2014534262A priority Critical patent/JP5825441B2/ja
Publication of WO2014038350A1 publication Critical patent/WO2014038350A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N5/00—Starting apparatus having mechanical power storage
    • F02N5/04—Starting apparatus having mechanical power storage of inertia type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/14—Emission reduction of noise
    • B60L2270/145—Structure borne vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • B60W2030/206—Reducing vibrations in the driveline related or induced by the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022—Engine speed
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method for a hybrid vehicle.
  • JP2003-9566A describes a hybrid vehicle control apparatus using an electric motor and an engine as a power source.
  • the motor control when the engine is started using the electric motor is based on a torque command value that suppresses vibration torque.
  • a method is disclosed in which, after performing torque control, shifting to rotational speed control suppresses vibrations that the passenger feels uncomfortable.
  • a torque command value is generated by adding a vibration suppression torque determined according to the crank angle of the engine to the basic torque value.
  • the vibration suppression torque cannot be set.
  • the object of the present invention is to suppress vehicle body vibration without requiring an engine crank angle.
  • the hybrid vehicle control device in one embodiment is a hybrid vehicle control device having a motor and an engine.
  • This hybrid vehicle control device includes engine start condition detecting means for detecting engine start conditions, and motor control means for controlling motor drive based on a motor torque command value.
  • the motor control means adds a command to remove the frequency component of the vehicle body vibration to the motor torque command value when driving the motor to start the engine based on the detection result of the engine start condition.
  • FIG. 1 is a diagram showing a power train of a hybrid vehicle to which the hybrid vehicle control device of the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control function of the motor generator.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of motor torque-motor rotation speed characteristics when motor control is performed by the configuration shown in the control block diagram of FIG.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a control result when the torque filter is not applied.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a control result when a torque filter is applied.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the engine speed, the frequency of engine torque pulsation that occurs after engine startup, and the floor vibration frequency (fixed frequency).
  • FIG. 6 is a diagram in a case where the peak phase of the engine torque pulsation and the peak phase of the floor vibration are not matched by adjusting the increasing speed of the engine speed and controlling the phase of the engine torque pulsation.
  • FIG. 7 is a diagram in a case where the rising speed of the engine speed is adjusted so that the peak phase of engine torque pulsation and the peak phase of floor vibration are in opposite phases.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a result when there is no phase adjustment.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating a result when there is phase adjustment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a control function of the motor generator in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of motor torque-motor rotation speed characteristics when motor control is performed with the configuration shown in the control block diagram of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a power train of a hybrid vehicle to which the hybrid vehicle control device of the present invention can be applied.
  • This hybrid vehicle is based on a front engine / rear wheel drive vehicle (rear wheel drive vehicle).
  • reference numeral 1 denotes an engine as a first power source
  • reference numeral 2 denotes a drive wheel (rear wheel).
  • the automatic transmission 3 is arranged in tandem behind the engine 1, that is, behind the vehicle in the longitudinal direction, in the same manner as a normal rear wheel drive vehicle. Further, a motor generator 5 is provided by coupling the rotation from the engine 1 (crankshaft 1a) to the shaft 4 for transmitting the rotation to the input shaft 3a of the automatic transmission 3, and this motor generator 5 is used as a second power source.
  • the motor generator 5 acts as a drive motor (electric motor) or as a generator (generator).
  • the motor generator 5 is disposed between the engine 1 and the automatic transmission 3. More specifically, a first clutch 6 is inserted between the motor generator 5 and the engine 1, more specifically, between the shaft 4 and the engine crankshaft 1 a, and the engine 1 and the motor generator 5 can be separated by the first clutch 6. Join.
  • the first clutch 6 can change the transmission torque capacity continuously or stepwise.
  • the first clutch 6 is constituted by a wet multi-plate clutch capable of changing the transmission torque capacity by controlling the clutch hydraulic oil flow rate and the clutch hydraulic pressure continuously or stepwise with a proportional solenoid.
  • a second clutch 7 is inserted between the motor generator 5 and the automatic transmission 3, more specifically, between the shaft 4 and the transmission input shaft 3 a, and the second clutch 7 is used to connect the motor generator 5 and the automatic transmission 3. Can be separated.
  • the second clutch 7 can change the transmission torque capacity continuously or stepwise.
  • the second clutch 7 is constituted by a wet multi-plate clutch capable of changing the transmission torque capacity by controlling the clutch hydraulic oil flow rate and the clutch hydraulic pressure continuously or stepwise with a proportional solenoid.
  • the automatic transmission 3 may be any known one, and by selectively engaging and releasing a plurality of speed change friction elements (clutch, brake, etc.), a transmission system is obtained by a combination of engagement and release of these speed change friction elements. Determine the road (shift stage). Accordingly, the automatic transmission 3 shifts the rotation from the input shaft 3a at a gear ratio corresponding to the selected shift speed and outputs it to the output shaft 3b. This output rotation is distributed and transmitted to the left and right rear wheels 2 by the differential gear device 8 and used for traveling of the vehicle.
  • the automatic transmission 3 is not limited to the stepped type as described above, and may be a continuously variable transmission.
  • the automatic transmission 3 When a hybrid travel (HEV travel) mode used for high speed travel or heavy load travel is required, the automatic transmission 3 remains in the corresponding gear selection state (power transmission state) by engaging the second clutch 7.
  • the first clutch 6 is also engaged. In this state, the output rotation from the engine 1 started by the engagement of the first clutch 6 or both the output rotation from the engine 1 and the output rotation from the motor generator 5 reach the transmission input shaft 3a.
  • the automatic transmission 3 shifts the rotation of the input shaft 3a in accordance with the currently selected gear and outputs the rotation from the transmission output shaft 3b. Then, the rotation from the transmission output shaft 3b reaches the rear wheel 2 through the differential gear device 8, and the vehicle can be hybrid-driven (HEV travel) by both the engine 1 and the motor generator 5.
  • the surplus energy is converted into electric power by operating the motor generator 5 as a generator by the surplus energy.
  • the fuel consumption of the engine 1 can be improved.
  • the frequency component of the vehicle body vibration is removed from the torque command value to the motor generator 5, and the frequency component of the vehicle body vibration is removed.
  • the motor generator 5 is driven based on the torque command value. Thereby, generation
  • FIG. 2 is a block diagram showing the control function of the motor generator 5.
  • the vehicle control unit 21 determines the engine start condition based on the vehicle information such as the gear position, the accelerator opening, the power generation request to the motor generator 5, the engaged state of the first clutch 6, the engine speed, and the motor speed.
  • a torque filter for determining whether or not to start the engine 1 and for instructing whether or not to apply a torque filter to be described later to the torque command value when the motor generator 5 is driven by torque control.
  • An operation command, a rotational speed command value for driving the motor generator 5 by rotational speed control, and a torque upper limit value for performing rotational speed control are obtained.
  • the torque command value calculation unit 22 includes a torque filter calculation unit 22A and a switch 22B.
  • the torque filter calculation unit 22A removes a frequency component of vehicle body vibration that the passenger feels uncomfortable when a command to apply a torque filter is input based on the torque filter operation command input from the vehicle control unit 21. Is applied to the torque command value.
  • the frequency of vehicle body vibration that the occupant feels uncomfortable is obtained in advance by experiments or the like.
  • the switch 22B selects the torque command value input from the vehicle control unit 21 when the command for applying the torque filter is not input, and applies the torque filter when the command for applying the torque filter is input.
  • the selected torque command value is selected and output as torque output A.
  • the rotation speed control unit 23 calculates a torque command value corresponding to the deviation between the rotation speed command value input from the vehicle control unit 21 and the actual rotation speed of the motor generator 5, and calculates the calculated torque command value and the torque upper limit value.
  • the lower value is output as torque output B.
  • the switch 24 selects one of the torque output A and the torque output B based on a command from the vehicle control unit 21 and outputs it to the motor control unit 25 as a torque request value.
  • the motor control unit 25 controls an inverter (not shown) connected to a battery (not shown) based on the input torque request value, and supplies a motor drive current to the motor 5.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of motor torque-motor rotational speed characteristics when motor control is performed with the configuration shown in the control block diagram of FIG.
  • the upper diagram shows the motor torque
  • the lower diagram shows the motor speed.
  • the motor generator 5 when the engine is started by the motor generator 5, the motor generator 5 is first controlled by torque control and then switched to rotation speed control.
  • the vehicle control unit 21 After the first clutch 6 is engaged, the vehicle control unit 21 outputs a torque command value Ta for performing torque control to the torque command calculation unit 22.
  • the torque command calculation unit 22 applies a torque filter that removes frequency components of vehicle body vibration to the input torque command value Ta.
  • the torque command value subjected to the torque filter is input to the motor control unit 25 as a torque request value.
  • the motor control unit 25 controls the motor generator 5 based on the torque request value. As a result, the motor speed increases.
  • the torque control is shifted to the rotational speed control. That is, the vehicle control unit 21 outputs the rotational speed command value ⁇ * and the torque upper limit value Tc for performing rotational speed control to the rotational speed control unit 23.
  • the torque upper limit value Tc is set as a torque command value Ta during torque control.
  • the rotation speed control unit 23 calculates a torque command value corresponding to the deviation between the rotation speed command value ⁇ * input from the vehicle control unit 21 and the actual rotation speed of the motor generator 5, and calculates the calculated torque command value and the torque upper limit.
  • the motor control unit 25 controls the motor generator 5 based on the output (torque request value) of the rotation speed control unit 23.
  • the torque command value may also vary due to fluctuations in the actual rotational speed of the motor generator 5, which may promote floor lateral vibration (floor vibration) of the vehicle body.
  • the torque upper limit value Tc at the time of the rotational speed control to the torque command value Ta at the time of the torque control, at least the increase side torque fluctuation can be avoided and the influence on the floor left-right vibration can be reduced. Further, since the torque fluctuation on the decrease side is allowed, it does not affect the convergence of the rotational speed of the motor generator 5 to the rotational speed command value ⁇ *.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the effect of applying a torque filter that removes the frequency component of the vehicle body vibration to the torque command value Ta.
  • FIG. 4A shows a control result when the torque filter is not applied
  • FIG. 4B shows a control result when the torque filter is applied.
  • 4A and 4B show, in order from the top, the torque command value (requested torque value), the floor lateral vibration of the vehicle body, and the motor rotation speed.
  • the floor left-right vibration starts by the torque input for starting the engine.
  • a torque filter is applied, as shown in FIG. 4B, floor left-right vibration after torque input is substantially suppressed.
  • the initial vibration due to the reaction force of the input torque can be suppressed.
  • the floor vibration starts due to the engine torque pulsation that develops as the engine speed increases. It has been found that the start timing of the floor vibration is generated at a substantially constant rotational speed when starting at the same rotational speed increase speed by the same torque command value.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the engine speed, the frequency of engine torque pulsation that occurs after engine startup, and the floor vibration frequency (fixed frequency).
  • control for adjusting the phase of engine torque pulsation is performed, but FIG. 5 shows an example of control results when the phase of engine torque pulsation is not adjusted.
  • FIG. 5 shows an example in which vehicle body vibration due to torque pulsation of about 15 Hz is generated from about 150 rpm when the engine is started at a rotational speed of 3000 (rpm / s).
  • the negative peak of floor left-right vibration coincides with the negative peak of engine torque pulsation at 50 ms. That is, the vibration is easily excited by resonance.
  • the engine torque pulsation and the floor left-right vibration are prevented from resonating by adjusting the speed of increase of the engine speed and controlling the phase of the engine torque pulsation. More specifically, the increasing speed of the engine speed is set so that the peak phase of engine torque pulsation does not coincide with the peak phase of floor vibration.
  • FIG. 6 is a diagram in a case where the peak phase of the engine torque pulsation and the peak phase of the floor vibration are not matched by adjusting the increasing speed of the engine speed and controlling the phase of the engine torque pulsation. .
  • the engine speed increase rate is set to 5000 (rpm / s).
  • the floor left-right vibration when the start of floor left-right vibration is zero, the floor left-right vibration has a negative peak at 50 ms, but the negative peak of engine torque pulsation is the rate of increase in engine speed. It becomes faster than 50 ms. That is, since the peak phase of engine torque pulsation and the peak phase of floor vibration do not coincide with each other, an increase in vibration due to resonance can be suppressed.
  • the peak phase of the engine torque pulsation and the peak phase of the floor vibration do not coincide with each other, but also the engine speed so that the peak phase of the engine torque pulsation and the peak phase of the floor vibration are reversed. If the rising speed is set, vibration can be more effectively suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram in the case where the engine speed pulsation peak phase and the floor vibration peak phase are opposite to each other by adjusting the increasing speed of the engine speed.
  • the increase speed of the engine speed is set to 6000 (rpm / s), and the vehicle body vibration is generated at about 200 rpm.
  • the floor left-right vibration has a negative peak at 50 ms, but the engine torque pulsation has a positive peak.
  • the peak phases of the engine torque pulsation and the floor vibration are canceled out, the convergence of the vibration is accelerated, and unpleasant vehicle body vibration can be suppressed.
  • the case where the start of floor lateral vibration and the start of engine torque pulsation are synchronized is described as an example, but even if it starts asynchronously, the floor vibration peak determined by the floor vibration cycle In the phase generation time, the phase amount of the engine torque pulsation does not change and can be set similarly.
  • the first negative peak of floor left-right vibration is described as an example.
  • Any floor vibration peak can be set as a target, and a vibration reduction effect can be obtained.
  • the engine torque pulsation has been described as a sine wave. However, if the waveform is known even if it is not a sine wave, it can be dealt with by adjusting the set phase according to the waveform.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams for explaining the effect of phase adjustment by adjusting the engine speed increase rate.
  • FIG. 8A is a diagram showing a result when there is no phase adjustment
  • FIG. 8B is a diagram showing a result when there is phase adjustment.
  • the phase adjustment is performed by changing the increasing speed of the engine speed based on the magnitude of the torque command value. As can be seen by comparing FIG. 8A and FIG. 8B, it can be seen that the negative peak of the floor left-right vibration is suppressed when the phase adjustment is performed.
  • the torque command value is set. That is, at the time of normal start, the torque command value Ta shown in FIG. 3 is set to a value necessary to achieve the above-described increase speed of the engine speed, but in a situation where the load at the time of engine start increases, Under the circumstances, the torque command value required to achieve the engine speed increase rate at the normal start is set. That is, the torque command value is set to be larger than the torque command value Ta under a situation where the load at the time of starting the engine increases.
  • the vehicle control unit 21 determines whether or not the load at the time of starting the engine increases based on the temperature of the engine 1 input from a temperature sensor (not shown), and the load increases. Is determined, a torque command value in consideration of an increasing load is calculated. The determination as to whether or not the load at the time of starting the engine is increasing can be made based on factors other than the temperature of the engine 1.
  • the control apparatus for a hybrid vehicle in the first embodiment when the motor generator 5 is driven to start the engine 1 based on the detection result of the engine start condition, Since a command for removing the frequency component of vibration is added, it is possible to suppress the occurrence of vehicle body vibration due to torque input at the time of starting the engine without requiring the crank angle of the engine.
  • the engine speed increase rate is adjusted in order to control the phase of engine torque pulsation after the engine is started.
  • the engine speed increase rate is adjusted so that the vehicle floor vibration peak phase does not match the engine torque pulsation peak phase, thus preventing the vehicle floor vibration and engine torque pulsation from resonating. It is possible to suppress an increase in vehicle body vibration.
  • the engine speed increase speed is adjusted so that the peak phase of the vehicle floor vibration and the peak phase of the engine torque pulsation are in reverse phase, the vehicle floor vibration and the engine torque pulsation are offset, Vehicle vibration can be more effectively suppressed.
  • the engine starting load when starting the engine, it is determined whether or not the engine starting load is increasing, and if it is determined that the engine starting load is increasing, the adjusted engine speed is increased. In addition, the motor torque command value is increased. As a result, even when the engine starting load increases, the same vehicle body vibration suppression effect as when the engine starting load does not increase can be obtained.
  • the torque control when the motor is driven to start the engine, the torque control is performed after the torque control is first performed. Since the upper limit value of the motor torque command value is set to the motor torque command value at the time of torque control, it is possible to suppress the occurrence of vehicle body vibration by suppressing torque fluctuation when switching from torque control to rotation speed control. Can do.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a control function of the motor generator 5 in the second embodiment.
  • the vehicle control unit 21A determines the engine start condition based on the vehicle information such as the gear position, the accelerator opening, the power generation request to the motor generator 5, the engaged state of the first clutch 6, the engine speed, and the motor speed. Whether to start the engine 1 and whether to apply a torque filter to the rotational speed command value, torque upper limit value, and torque command value when the motor generator 5 is driven by rotational speed control are determined. A torque filter operation command for instructing is obtained.
  • the rotational speed control unit 23A calculates a torque command value corresponding to the deviation between the rotational speed command value input from the vehicle control unit 21A and the actual rotational speed of the motor generator 5, and determines the calculated torque command value and the torque upper limit value. The lower value is output.
  • the torque filter unit 90 is a torque filter that removes a frequency component of vehicle body vibration that an occupant feels uncomfortable when a command to apply a torque filter is input based on a torque filter operation command input from the vehicle control unit 21A. This is applied to the output of the rotational speed control unit 23A.
  • the switch 91 selects the torque command value input from the rotational speed control unit 23A when the command for applying the torque filter is not input, and applies the torque filter when the command for applying the torque filter is input. The selected torque command value is selected and output to the motor control unit 25.
  • the motor control unit 25 controls an inverter (not shown) connected to a battery (not shown) based on the input torque request value, and supplies a motor drive current to the motor 5.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of motor torque-motor rotation speed characteristics when motor control is performed with the configuration shown in the control block diagram of FIG. 10, the upper diagram shows the motor torque, and the lower diagram shows the motor rotation speed.
  • the vehicle control unit 21A After the first clutch 6 is engaged, the vehicle control unit 21A outputs the rotational speed command value ⁇ *, the torque upper limit value, and the torque filter operation command to the rotational speed control unit 23A.
  • the rotational speed control unit 23A calculates the torque command value corresponding to the deviation between the rotational speed command value ⁇ * input from the vehicle control unit 21A and the actual rotational speed of the motor generator 5, and calculates the calculated torque.
  • the lower value of the command value and torque upper limit value is output.
  • the torque request value that is the output of the torque filter unit 90 also decreases, and finally the motor rotational speed is determined by the rotational speed command. It follows the value ⁇ * and enters a steady state.
  • the peak phase of the vehicle floor vibration and the peak phase of the engine torque pulsation are not matched. Control is performed to adjust the increasing speed of the engine speed so that the peak phase of the engine torque pulsation is in reverse phase. Further, when it is determined that the engine starting load is increasing, control is performed to increase the motor torque command value so that the adjusted engine speed increases.
  • the rotational speed control is performed when the motor generator 5 is driven to start the engine 1, and the motor torque during the rotational speed control is controlled.
  • a command for removing the frequency component of the vehicle body vibration is added to the command value, and the driving of the motor generator 5 is controlled based on the lower value of the torque command value that is the addition result and a predetermined torque upper limit value.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

　モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するモータ制御手段とを備える。モータ制御手段は、エンジン始動条件の検出結果に基づいてエンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加える。

Description

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
　本発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
　ＪＰ２００３－９５６６Ａには、電動モータとエンジンを動力源とするハイブリッド車両の制御装置において、電動モータを用いてエンジンを始動する場合のモータ制御について、振動トルクを抑制するようなトルク指令値に基づいてトルク制御を行った後、回転数制御に移行することで、乗員が不快と感じる振動を抑制する方法が開示されている。
　しかしながら、ＪＰ２００３－９５６６Ａに記載のハイブリッド車両の制御装置では、基本トルク値に、エンジンのクランク角度に応じて定まる振動抑制トルクを加えてトルク指令値を生成しているので、モータ制御ユニットにおいてエンジンのクランク角度を認識していないシステムでは、振動抑制トルクを設定することができないという問題があった。
　本発明は、エンジンのクランク角度を必要とせずに、車体振動を抑制することを目的とする。
　一実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置は、モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置である。このハイブリッド車両の制御装置において、エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するモータ制御手段とを備える。モータ制御手段は、エンジン始動条件の検出結果に基づいてエンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加える。
　本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。
図１は、本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。 図２は、モータジェネレータの制御機能を示すブロック図である。 図３は、図２の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク－モータ回転数特性の概要図である。 図４Ａは、トルクフィルタを施さない場合の制御結果を示す図である。 図４Ｂは、トルクフィルタを施した場合の制御結果を示す図である。 図５は、エンジン回転数と、エンジン始動後に生ずるエンジントルク脈動の周波数と、フロア振動周波数（固定周波数）との関係を示す図である。 図６は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動の位相を制御することによって、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないようにした場合の図である。 図７は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが逆相となるようにした場合の図である。 図８Ａは、位相調整が無い場合の結果を示す図である。 図８Ｂは、位相調整がある場合の結果を示す図である。 図９は、第２の実施形態において、モータジェネレータの制御機能を示すブロック図である。 図１０は、図９の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク－モータ回転数特性の概要図である。
　＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。このハイブリッド車両は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車（後輪駆動車）をベース車両としている。図中、符号１は、第１動力源としてのエンジンを示し、符号２は、駆動車輪（後輪）を示す。
　図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンでは、通常の後輪駆動車と同様に、エンジン１の後方、即ち車両前後方向の後方に、自動変速機３をタンデムに配置している。また、エンジン１（クランクシャフト１a）からの回転を自動変速機３の入力軸３ａへ伝達する軸４に結合してモータジェネレータ５を設け、このモータジェネレータ５を、第２動力源としている。
　モータジェネレータ５は、駆動モータ（電動機）として作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用する。このモータジェネレータ５は、エンジン１および自動変速機３間に配置されている。モータジェネレータ５およびエンジン１間、より詳しくは、軸４とエンジンクランクシャフト１ａとの間に、第１クラッチ６を介挿し、この第１クラッチ６によって、エンジン１およびモータジェネレータ５間を切離し可能に結合する。第１クラッチ６は、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとする。例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチにより、第１クラッチ６を構成する。
　モータジェネレータ５および自動変速機３間、より詳しくは、軸４と変速機入力軸３ａとの間に第２クラッチ７を介挿し、この第２クラッチ７によって、モータジェネレータ５および自動変速機３間を切離し可能に結合する。第２クラッチ７も第１クラッチ６と同様、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとする。例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチにより、第２クラッチ７を構成する。
　自動変速機３は、周知の任意なものでよく、複数の変速摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結・解放することで、これら変速摩擦要素の締結・解放の組み合わせによって、伝動系路（変速段）を決定する。従って自動変速機３は、入力軸３ａからの回転を、選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸３ｂに出力する。この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置８によって左右後輪２へ分配して伝達され、車両の走行に供される。但し、自動変速機３は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。
　図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンでは、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行（ＥＶ）モードが要求される場合、第１クラッチ６を解放し、第２クラッチ７の締結により、自動変速機３を動力伝達状態にする。この状態でモータジェネレータ５を駆動すると、当該モータジェネレータ５からの出力回転のみが変速機入力軸３ａに達する。自動変速機３は、当該入力軸３ａへの回転を、選択中の変速段に応じて変速して、変速機出力軸３ｂから出力する。変速機出力軸３ｂからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置８を経て後輪２に至り、車両をモータジェネレータ５のみによって、電気走行（ＥＶ走行）させることができる。
　高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）モードが要求される場合、第２クラッチ７の締結によって自動変速機３を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にしたまま、第１クラッチ６も締結させる。この状態では、第１クラッチ６の締結により始動されたエンジン１からの出力回転、または、エンジン１からの出力回転およびモータジェネレータ５からの出力回転の双方が変速機入力軸３ａに達する。自動変速機３は、当該入力軸３ａへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸３ｂから出力する。変速機出力軸３ｂからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置８を経て後輪２に至り、車両をエンジン１およびモータジェネレータ５の双方によって、ハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）させることができる。
　ＨＥＶ走行中において、エンジン１を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによってモータジェネレータ５を発電機として作動させることで、余剰エネルギーを電力に変換する。この発電電力をモータジェネレータ５のモータ駆動に用いるために蓄電しておくことによって、エンジン１の燃費を向上させることができる。
　以上が本発明を適用するハイブリッド車両の概要である。このようなハイブリッド車両において、車両の停車時にエンジンを自動停止するアイドルストップ機能が知られている。アイドルストップ機能付きのハイブリッド車両では、停車時間が長期化した場合や、補機類、エアコンなどによる消費電力によってバッテリの蓄電量が減少した場合などに、発電のためにエンジンを始動して充電動作を行うシーンがある。
　しかし、停車中にドライバの意図によらずに行うエンジン始動では、エンジン始動に伴う車体の振動によってドライバに不快感を与えやすいという課題がある。このようなエンジン始動時に発生する不快な車体振動は、エンジンマウントなどの固有共振周波数で決まる周波数の車体振動であり、エンジン始動のために入力する入力トルクの反力による起振と、エンジン回転数に依存するエンジンのトルク脈動による励起の２つの要因により発生する。この車体振動を軽減するためには、エンジントルク脈動との共振回転数帯域の時間が短くなるよう、エンジンの回転数の上昇を早くするのが望ましい。しかし、一方で回転数の上昇を早くするために大きなトルクで始動を開始すると、その入力トルクの反力により車体振動を起振してしまうという課題があり、入力トルク反力による起振と、エンジントルク脈動による共振という２つの課題を両立させる必要がある。
　一実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ５を用いたエンジン１の始動時に、モータジェネレータ５へのトルク指令値から車体振動の周波数成分を除去し、車体振動の周波数成分を除去したトルク指令値に基づいて、モータジェネレータ５の駆動を行う。これにより、エンジン始動開始トルクの入力による不快な車体振動の発生を抑制することができる。
　図２は、モータジェネレータ５の制御機能を示すブロック図である。
　車両制御部２１は、ギアポジション、アクセル開度、モータジェネレータ５に対する発電要求、第１クラッチ６の締結状態などの車両情報や、エンジン回転数、モータ回転数に基づいて、エンジンの始動条件、すなわち、エンジン１の始動を行うか否かを判定するとともに、モータジェネレータ５をトルク制御で駆動する際のトルク指令値、トルク指令値に後述するトルクフィルタを施すか否かを指示するためのトルクフィルタ動作指令、モータジェネレータ５を回転数制御で駆動する際の回転数指令値、および、回転数制御を行う際のトルク上限値を求める。
　図２の拡大図に示すように、トルク指令値演算部２２は、トルクフィルタ演算部２２Ａとスイッチ２２Ｂとを備える。トルクフィルタ演算部２２Ａは、車両制御部２１から入力されるトルクフィルタ動作指令に基づいて、トルクフィルタを施す指令が入力された場合に、乗員が不快と感じる車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタをトルク指令値に施す。乗員が不快と感じる車体振動の周波数は、実験等によって予め求めておく。スイッチ２２Ｂは、トルクフィルタを施す指令が入力されていない場合は、車両制御部２１から入力されるトルク指令値を選択し、トルクフィルタを施す指令が入力された場合には、トルクフィルタが施されたトルク指令値を選択して、トルク出力Ａとして出力する。
　回転数制御部２３は、車両制御部２１から入力される回転数指令値とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値のうち低い方の値をトルク出力Ｂとして出力する。
　スイッチ２４は、車両制御部２１からの指令に基づいて、トルク出力Ａおよびトルク出力Ｂのうちの一方を選択して、トルク要求値としてモータ制御部２５に出力する。
　モータ制御部２５は、入力されたトルク要求値に基づいて、バッテリ（不図示）と接続されたインバータ（不図示）を制御して、モータ駆動電流をモータ５に供給する。
　図３は、図２の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク－モータ回転数特性の概要図である。図３において、上図はモータトルクを、下図はモータ回転数をそれぞれ示している。本実施形態では、モータジェネレータ５によるエンジン始動に際し、モータジェネレータ５の制御を最初にトルク制御で行い、その後回転数制御に切り換える。
　第１クラッチ６が締結された後、車両制御部２１は、トルク制御を行うためのトルク指令値Ｔａをトルク指令演算部２２に出力する。トルク指令演算部２２は、入力されたトルク指令値Ｔａに対して、車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタを施す。この場合、トルクフィルタが施されたトルク指令値がトルク要求値としてモータ制御部２５に入力される。モータ制御部２５は、トルク要求値に基づいてモータジェネレータ５を制御する。これにより、モータ回転数が上昇する。
　モータ回転数が予め決められた回転数ωｂに到達すると、トルク制御から回転数制御に移行する。すなわち、車両制御部２１は、回転数制御を行うための回転数指令値ω*およびトルク上限値Ｔｃを回転数制御部２３に出力する。ここでは、トルク上限値Ｔｃを、トルク制御時のトルク指令値Ｔａとする。回転数制御部２３は、車両制御部２１から入力される回転数指令値ω*とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値Ｔｃ（＝Ｔａ）のうち低い方の値を出力する。モータ制御部２５は、回転数制御部２３の出力（トルク要求値）に基づいてモータジェネレータ５を制御する。
　回転数制御により、モータ回転数が回転数指令値ω*に到達すると、回転数制御部２３の出力であるトルク要求値は小さくなり、モータ回転数が回転数指令値ω*に追従して定常状態となる。
　トルク制御から回転数制御に移行すると、モータジェネレータ５の実回転数の変動により、トルク指令値も変動し、車体のフロア左右振動（フロア振動）を助長する可能性がある。しかし、回転数制御時のトルク上限値Ｔｃをトルク制御時のトルク指令値Ｔａに設定することにより、少なくとも増加側のトルク変動を回避して、フロア左右振動への影響を小さくすることができる。また、減少側のトルク変動は許容するので、モータジェネレータ５の回転数が回転数指令値ω*に収束するのに影響を与えることはない。
　図４Ａおよび図４Ｂは、トルク指令値Ｔａに車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタを施す効果について説明するための図である。図４Ａは、トルクフィルタを施さない場合の制御結果を示し、図４Ｂは、トルクフィルタを施した場合の制御結果を示している。図４Ａ、図４Ｂでは、上から順に、トルク指令値（トルク要求値）、車体のフロア左右振動、モータ回転数を示している。
　トルクフィルタを施さない場合、図４Ａに示すように、エンジン始動のためのトルク入力によりフロア左右振動が始まる。これに対して、トルクフィルタを施す場合、図４Ｂに示すように、トルク入力後のフロア左右振動がほぼ抑制されている。このように、車体振動の周波数成分を除去するインバースフィルタをトルク指令値に施すことにより、入力トルクの反力による初期振動は抑制することができる。しかし、この場合でも、エンジン回転数の上昇とともに発達するエンジントルク脈動によりフロア振動が始まる。このフロア振動の開始タイミングは、同じトルク指令値による同等の回転数上昇速度での始動であれば、ほぼ一定の回転数で発生することが分かっている。
　図５は、エンジン回転数と、エンジン始動後に生ずるエンジントルク脈動の周波数と、フロア振動周波数（固定周波数）との関係を示す図である。後述するように、本実施形態では、エンジントルク脈動の位相を調整する制御を行うが、図５では、エンジントルク脈動の位相を調整していない場合の制御結果例を示している。図５では、３０００（ｒｐｍ／ｓ）の回転上昇速度でエンジン始動を行ったときに、約１５０ｒｐｍから、約１５Ｈｚのトルク脈動による車体振動が発生する例を示している。
　フロア左右振動の開始時を時間軸ゼロとすると、図５に示す例では、５０ｍｓ時点においてフロア左右振動のマイナス側のピークと、エンジントルク脈動のマイナス側のピークとが一致している。すなわち、共振による振動の励起が発生しやすい状態にある。
　従って、本実施形態では、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動の位相を制御することによって、エンジントルク脈動とフロア左右振動とが共振しないようにする。より具体的には、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないように、エンジン回転数の上昇速度を設定する。
　図６は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動の位相を制御することによって、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないようにした場合の図である。図６に示す例では、エンジン回転数の上昇速度を５０００（ｒｐｍ／ｓ）としている。
　フロア左右振動の開始時を時間軸ゼロとすると、図６に示す例でも、フロア左右振動は５０ｍｓ時点でマイナス側のピークとなるが、エンジントルク脈動のマイナス側のピークはエンジン回転数の上昇速度に比して早くなるので、５０ｍｓより早くなる。すなわち、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないので、共振による振動の増加を抑制することができる。
　ここで、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが一致しないようにするだけでなく、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが逆相となるように、エンジン回転数の上昇速度を設定すると、より効果的に振動を抑制することができる。
　図７は、エンジン回転数の上昇速度を調整して、エンジントルク脈動のピーク位相とフロア振動のピーク位相とが逆相となるようにした場合の図である。図７に示す例では、エンジン回転数の上昇速度を６０００（ｒｐｍ／ｓ）とし、約２００ｒｐｍで車体振動が発生している。
　フロア左右振動の開始時を時間軸ゼロとすると、５０ｍｓ時点でフロア左右振動はマイナスピークとなっているが、エンジントルク脈動はプラスピークとなっている。このように、エンジントルク脈動とフロア振動のピーク位相を逆位相とすることにより、エンジントルク脈動とフロア振動とを相殺させて振動の収束を早め、不快な車体振動を抑制することができる。
　図５～図７では、フロア左右振動の開始とエンジントルク脈動の開始が同期する場合を例に挙げて説明しているが、非同期に開始したとしても、フロア振動周期により決定するフロア振動のピーク位相発生時間において、エンジントルク脈動の位相量は変わらず、同様に設定することができる。また、上述した例では、フロア左右振動の最初のマイナスピークを例に挙げて説明しているが、出力可能なトルクの大きさやエンジン負荷によって制限される実現可能なエンジン回転上昇範囲内であれば、どのフロア振動ピークを目標にしても設定が可能であり、振動低減効果を得ることができる。また、上述した例では、エンジントルク脈動は正弦波として説明したが、正弦波でなくとも波形が周知であれば、その波形に合わせて設定位相を調整すれば対応は可能である。
　図８Ａおよび図８Ｂは、エンジン回転数の上昇速度の調整による位相調整の効果を説明するための図である。図８Ａは、位相調整が無い場合の結果を示す図であり、図８Ｂは、位相調整がある場合の結果を示す図である。位相調整は、トルク指令値の大きさに基づいてエンジン回転数の上昇速度を変更することによって行っている。図８Ａと図８Ｂとを比較して分かるように、位相調整を行った場合には、フロア左右振動のマイナスピークが抑制されているのが分かる。
　ここで、低外気温下に長期放置された後の初回エンジン始動時などのように、エンジン始動時の負荷トルクが増大する場合には、通常始動時と同じエンジン回転数の上昇速度が得られるように、トルク指令値を設定する。すなわち、通常始動時には、図３に示すトルク指令値Ｔａを、上述したエンジン回転数の上昇速度を達成するのに必要な値に設定するが、エンジン始動時の負荷が増加する状況下では、その状況下で通常始動時のエンジン回転数の上昇速度を達成するのに必要なトルク指令値に設定する。すなわち、エンジン始動時の負荷が増加する状況下では、トルク指令値Ｔａよりも大きいトルク指令値に設定する。
　車両制御部２１は、例えば図示しない温度センサから入力されるエンジン１の温度に基づいて、エンジン始動時の負荷が増加する状況下であるか否かを判定し、負荷が増加する状況下であると判定すると、増加する負荷を考慮したトルク指令値を算出する。なお、エンジン始動時の負荷が増加する状況下であるか否かの判定は、エンジン１の温度以外の要素に基づいて行うこともできる。
　以上、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン始動条件の検出結果に基づいてエンジン１を始動するためにモータジェネレータ５の駆動を行う際に、モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加えるので、エンジンのクランク角度を必要とせずに、エンジン始動時のトルク入力に起因する車体振動の発生を抑制することができる。
　また、第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン始動後のエンジントルク脈動の位相を制御するために、エンジン回転数の上昇速度を調整する。特に、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、エンジン回転数の上昇速度を調整するので、車両のフロア振動とエンジントルク脈動とが共振するのを防いで、車体振動が増長するのを抑制することができる。
　さらに、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、エンジン回転数の上昇速度を調整するので、車両のフロア振動とエンジントルク脈動とを相殺させて、車体振動をより効果的に抑制することができる。
　また、エンジンの始動時に、エンジン始動負荷が増大する状況であるか否かを判定し、エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、調整したエンジン回転数の上昇速度となるように、モータトルク指令値を大きくする。これにより、エンジン始動負荷が増大する状況下でも、エンジン始動負荷が増大しない場合と同様の車体振動抑制効果を得ることができる。
　第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、エンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、最初にトルク制御を行ってから回転数制御を行うものであって、回転数制御時のモータトルク指令値の上限値を、トルク制御時のモータトルク指令値に設定するので、トルク制御から回転数制御への切替時にトルク変動が生じるのを抑制して、車体振動の発生を抑制することができる。
　＜第２の実施形態＞
　第１の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ５によるエンジン始動に際し、モータジェネレータ５の制御を最初にトルク制御で行い、その後回転数制御に切り換えた。第２の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ５によるエンジン始動に際し、モータジェネレータ５の制御を回転数制御にて行う。
　図９は、第２の実施形態において、モータジェネレータ５の制御機能を示すブロック図である。
　車両制御部２１Ａは、ギアポジション、アクセル開度、モータジェネレータ５に対する発電要求、第１クラッチ６の締結状態などの車両情報や、エンジン回転数、モータ回転数に基づいて、エンジンの始動条件、すなわち、エンジン１の始動を行うか否かを判定するとともに、モータジェネレータ５を回転数制御で駆動する際の回転数指令値、トルク上限値、および、トルク指令値にトルクフィルタを施すか否かを指示するためのトルクフィルタ動作指令を求める。
　回転数制御部２３Ａは、車両制御部２１Ａから入力される回転数指令値とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値のうち低い方の値を出力する。
　トルクフィルタ部９０は、車両制御部２１Ａから入力されるトルクフィルタ動作指令に基づいて、トルクフィルタを施す指令が入力された場合に、乗員が不快と感じる車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタを回転数制御部２３Ａの出力に施す。スイッチ９１は、トルクフィルタを施す指令が入力されていない場合は、回転数制御部２３Ａから入力されるトルク指令値を選択し、トルクフィルタを施す指令が入力された場合には、トルクフィルタが施されたトルク指令値を選択してモータ制御部２５に出力する。
　モータ制御部２５は、入力されたトルク要求値に基づいて、バッテリ（不図示）と接続されたインバータ（不図示）を制御して、モータ駆動電流をモータ５に供給する。
　図１０は、図９の制御ブロック図に示す構成によってモータ制御が行われた場合のモータトルク－モータ回転数特性の概要図である。図１０において、上図はモータトルクを、下図はモータ回転数をそれぞれ示している。
　第１クラッチ６が締結された後、車両制御部２１Ａは、回転数指令値ω*、トルク上限値、および、トルクフィルタ動作指令を回転数制御部２３Ａに出力する。
　上述したように、回転数制御部２３Ａは、車両制御部２１Ａから入力される回転数指令値ω*とモータジェネレータ５の実回転数との偏差に応じたトルク指令値を算出し、算出したトルク指令値とトルク上限値のうち低い方の値を出力する。車両制御部２１Ａからトルクフィルタを施す動作指令が出力されている場合には、トルクフィルタ部９０において、車体振動の周波数成分を除去するトルクフィルタが回転数制御部２３Ａの出力に施される。
　モータ回転数の上昇に伴い、回転数指令値ω*とモータ回転数との偏差が小さくなると、トルクフィルタ部９０の出力であるトルク要求値も小さくなり、最終的にモータ回転数は回転数指令値ω*に追従し、定常状態となる。
　なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、特に、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、エンジン回転数の上昇速度を調整する制御を行う。また、エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、調整したエンジン回転数の上昇速度となるように、モータトルク指令値を大きくする制御を行う。
　以上、第２の実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン１を始動するためにモータジェネレータ５の駆動を行う際に回転数制御を行うものであって、回転数制御時のモータトルク指令値に対して車体振動の周波数成分を除去する指令を加算し、加算結果であるトルク指令値と所定のトルク上限値のうち低い方の値に基づいて、モータジェネレータ５の駆動を制御する。これにより、エンジン始動時のトルク入力に起因する車体振動の発生を抑制することができる。
　本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
　本願は、２０１２年９月５日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－１９４９２３に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (8)

  1. 　モータとエンジンとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジンの始動条件を検出するエンジン始動条件検出手段と、
    　モータトルク指令値に基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
    を備え、
    　前記モータ制御手段は、前記エンジン始動条件検出手段による検出結果に基づいて前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に、前記モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加える、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  2. 　請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジン始動後のエンジントルク脈動の位相を制御するために、エンジン回転数の上昇速度を調整するエンジン回転数上昇速度調整手段をさらに備える、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジン回転数上昇速度調整手段は、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが一致しないように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジン回転数上昇速度調整手段は、車両のフロア振動のピーク位相とエンジントルク脈動のピーク位相とが逆相になるように、前記エンジン回転数の上昇速度を調整する、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジンの始動時に、エンジン始動負荷が増大する状況であるか否かを判定する状況判定手段と、
    　前記エンジン始動負荷が増大する状況であると判定された場合に、前記エンジン回転数上昇速度調整手段によって調整されたエンジン回転数の上昇速度となるように、前記モータトルク指令値を大きくするモータトルク指令値制御手段と、
    をさらに備えるハイブリッド車両の制御装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記モータ制御手段は、前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に、最初にトルク制御を行ってから回転数制御を行うものであって、前記回転数制御時のモータトルク指令値の上限値を、前記トルク制御時のモータトルク指令値に設定する、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  7. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記モータ制御手段は、前記エンジンを始動するために前記モータの駆動を行う際に回転数制御を行うものであって、前記回転数制御時のモータトルク指令値に対して車体振動の周波数成分を除去する指令を加算し、加算結果であるトルク指令値と所定のトルク上限値のうち低い方の値に基づいて、前記モータの駆動を制御する、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  8. 　モータトルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するハイブリッド車両の制御方法において、
    　エンジンの始動条件を検出するステップと、
    　前記エンジンの始動条件の検出結果に基づいて前記エンジンを始動するためにモータの駆動を行う際に、前記モータトルク指令値に、車体振動の周波数成分を除去する指令を加えるステップと、
    を有するハイブリッド車両の制御方法。
PCT/JP2013/071614 2012-09-05 2013-08-09 ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 WO2014038350A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014534262A JP5825441B2 (ja) 2012-09-05 2013-08-09 ハイブリッド車両の制御装置および制御方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-194923 2012-09-05
JP2012194923 2012-09-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014038350A1 true WO2014038350A1 (ja) 2014-03-13

Family

ID=50236965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/071614 WO2014038350A1 (ja) 2012-09-05 2013-08-09 ハイブリッド車両の制御装置および制御方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5825441B2 (ja)
WO (1) WO2014038350A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016075181A (ja) * 2014-10-03 2016-05-12 スズキ株式会社 アイドリングストップ制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000115911A (ja) * 1998-10-02 2000-04-21 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2003009566A (ja) * 2001-06-18 2003-01-10 Nissan Motor Co Ltd 電動モータを用いた車両の制振制御装置
JP2009013925A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Toyota Motor Corp 車両およびその制御方法
JP2009264117A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
WO2011155015A1 (ja) * 2010-06-07 2011-12-15 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000115911A (ja) * 1998-10-02 2000-04-21 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2003009566A (ja) * 2001-06-18 2003-01-10 Nissan Motor Co Ltd 電動モータを用いた車両の制振制御装置
JP2009013925A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Toyota Motor Corp 車両およびその制御方法
JP2009264117A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
WO2011155015A1 (ja) * 2010-06-07 2011-12-15 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016075181A (ja) * 2014-10-03 2016-05-12 スズキ株式会社 アイドリングストップ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5825441B2 (ja) 2015-12-02
JPWO2014038350A1 (ja) 2016-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4325615B2 (ja) ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置
KR100923827B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치 및 하이브리드차량의 엔진 시동 제어 방법
JP5429400B2 (ja) 車両用ハイブリッド駆動装置
WO2010058470A1 (ja) 車両用動力伝達装置の制御装置
JP5817908B2 (ja) 制御装置
WO2015045643A1 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
WO2013005844A1 (ja) 制御装置
WO2016147727A1 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2006306209A (ja) ハイブリッド駆動装置のエンジン始動方法
KR20130036744A (ko) 전동 차량의 백래시 조정 제어 장치
WO2012053508A1 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2009220712A (ja) ハイブリッド車両のクラッチ伝達トルク制御装置
EP2873576A1 (en) Device for controlling hybrid vehicle and method for controlling hybrid vehicle
JP5918464B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2018052320A (ja) ハイブリッド車両システムの制御装置及び制御方法
JP7024889B2 (ja) 車両の制御装置
JP5239841B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5716914B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6460224B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法
JP5825441B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
JP2010167961A (ja) ハイブリッド車両の変速制御装置および変速制御方法
WO2012131959A1 (ja) 車両の制御システム
JP5630211B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2012218689A (ja) 車両制御装置
JP6435968B2 (ja) 車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13835388

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014534262

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13835388

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1