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车辆的控制装置及车辆的控制方法与流程

2022-07-16 02:38:19 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及车辆的控制装置及车辆的控制方法。


背景技术:

2.日本特开2008-248877号公报所记载的车辆具备发动机、动力传递装置及连结发动机和动力传递装置的阻尼器。阻尼器连结于发动机的曲轴。阻尼器连结于动力传递装置的输入轴。
3.上述车辆具备算出发动机转矩的控制装置。控制装置算出发动机惯性转矩与共振影响转矩之和作为发动机转矩。
4.发动机惯性转矩基于对曲轴的旋转角速度进行时间微分而得到的值来算出。
5.对共振影响转矩进行说明。发动机的输出经由阻尼器而向动力传递装置的输入轴输入。若发动机转矩变动,则在阻尼器中产生扭转振动,有时由该扭转振动引起的共振在动力传递装置的输入轴中产生。在这样的共振在动力传递装置的输入轴中产生的情况下,由该共振引起的转矩即共振影响转矩向曲轴输入。其结果,曲轴的旋转角速度变动。
6.如上所述,发动机惯性转矩基于对曲轴的旋转角速度进行时间微分而的得到的值来算出。曲轴的旋转角速度通过对曲轴角进行时间微分来算出。上述控制装置将曲轴角每隔预定角度间隔而取得。因而,发动机惯性转矩的分辨能力由取得曲轴角的预定角度间隔的大小限速。在利用使用发动机惯性转矩算出的发动机转矩来进行控制时,算出的发动机转矩的分辨能力有可能不充分。


技术实现要素:

7.根据本公开的一方案,提供一种车辆的控制装置,所述车辆具备:发动机,具有多个气缸;阻尼器,连结于所述发动机的曲轴;动力传递装置,具有连结于所述阻尼器的输入轴及构成为与该输入轴同步地旋转的旋转体;第1传感器,构成为每当所述曲轴旋转预定角度间隔旋转时将表示所述曲轴旋转了预定角度间隔的检测信号输出;及第2传感器,构成为检测所述输入轴或所述旋转体的旋转角,其中,所述控制装置具备处理电路,该处理电路构成为执行:第1传感器检测信号取得处理,取得所述第1传感器的检测信号;第1旋转角导出处理,通过对所述第1传感器的所述检测信号执行希尔伯特处理来导出每隔比所述预定角度间隔小的既定角度间隔的所述曲轴的所述旋转角的值;第1旋转角速度导出处理,基于每隔所述既定角度间隔的所述曲轴的所述旋转角的所述值来导出所述曲轴的旋转角速度作为发动机旋转角速度;第1惯性转矩算出处理,基于所述发动机旋转角速度来算出发动机惯性转矩;传递装置侧旋转角速度取得处理,基于所述第2传感器的检测信号来取得所述输入轴或所述旋转体的旋转角速度作为传递装置侧旋转角速度;共振影响转矩算出处理,基于所述传递装置侧旋转角速度来算出由在所述动力传递装置中产生的共振引起的转矩即共振影响转矩;及第1发动机转矩算出处理,算出所述共振影响转矩与所述发动机惯性转矩之和作为所述发动机的输出转矩即发动机转矩。
8.根据本公开的一方案,提供一种车辆的控制方法,所述车辆具备:发动机,具有多个气缸;阻尼器,连结于所述发动机的曲轴;动力传递装置,具有连结于所述阻尼器的输入轴及构成为与该输入轴同步地旋转的旋转体;第1传感器,构成为每当所述曲轴旋转预定角度间隔时将表示所述曲轴旋转了预定角度间隔的检测信号输出;及第2传感器,构成为检测所述输入轴或所述旋转体的旋转角,其中,所述控制方法包括:执行取得所述第1传感器的检测信号的第1传感器检测信号取得处理;执行通过对所述第1传感器的所述检测信号执行希尔伯特处理来导出每隔比所述预定角度间隔小的既定角度间隔的所述曲轴的所述旋转角的值的第1旋转角导出处理;执行基于每隔所述既定角度间隔的所述曲轴的所述旋转角的所述值来导出所述曲轴的旋转角速度作为发动机旋转角速度的第1旋转角速度导出处理;执行基于所述发动机旋转角速度来算出发动机惯性转矩的第1惯性转矩算出处理;执行基于所述第2传感器的检测信号来取得所述输入轴或所述旋转体的旋转角速度作为传递装置侧旋转角速度的传递装置侧旋转角速度取得处理;执行基于所述传递装置侧旋转角速度来算出由在所述动力传递装置中产生的共振引起的转矩即共振影响转矩的共振影响转矩算出处理;及执行算出所述共振影响转矩与所述发动机惯性转矩之和作为所述发动机的输出转矩即发动机转矩的第1发动机转矩算出处理。
附图说明
9.图1是示出应用第1实施方式的车辆的控制装置的混合动力车辆的概略的结构图。
10.图2是说明在第1实施方式的车辆的控制装置中第1控制装置执行的各处理和第2控制装置执行的各处理的框图。
11.图3是说明图2所示的发动机旋转角速度取得处理的流程图。
12.图4是说明第1实施方式的车辆的控制装置执行的发动机转矩算出处理的流程图。
13.图5是说明第1实施方式的车辆的控制装置执行的缸内压算出处理的流程图。
14.图6是说明在第2实施方式的车辆的控制装置中第1控制装置执行的各处理和第2控制装置执行的各处理的框图。
15.图7是说明图6所示的统合处理的详情的框图。
具体实施方式
16.(第1实施方式)
17.以下,按照图1~图5来说明第1实施方式的车辆的控制装置。
18.如图1所示,本实施方式的控制装置100应用于混合动力车辆10。
19.《混合动力车辆10的整体结构》
20.混合动力车辆10具备发动机20、连结于发动机20的曲轴21的阻尼器40及动力传递装置50。阻尼器40具有使从发动机20输出的转矩的变动衰减并向动力传递装置50传递的功能。
21.发动机20是火花点火式的发动机。发动机20具备多个气缸22、供向各气缸22内导入的吸入空气流动的进气通路23及配置于进气通路23的节气门24。节气门24调整进气通路23中的吸入空气的流量即吸入空气量ga。
22.在发动机20中,按各气缸地设置有燃料喷射阀25和点火装置26。在各气缸22内,包
括从燃料喷射阀25喷射出的燃料和吸入空气的混合气通过点火装置26的火花放电而燃烧。通过这样的气缸22内的混合气的燃烧而活塞在气缸22内往复运动,因此曲轴21旋转。另外,通过混合气的燃烧而在各气缸22内产生的排气向排气通路27排出。
23.此外,发动机20具备向控制装置100输出检测信号的多个种类的传感器。作为传感器,例如能够举出曲轴角传感器31及凸轮角传感器32。曲轴角传感器31在曲轴21每旋转预定角度间隔时将表示曲轴21旋转了预定角度间隔的检测信号输出。预定角度间隔例如是30度。另外,凸轮角传感器32检测与曲轴21同步地旋转的凸轮轴的旋转角,输出与凸轮轴的转速相应的检测信号。在本实施方式中,曲轴角传感器31对应于“第1传感器”。
24.动力传递装置50具备连结于阻尼器40的输入轴51和行星齿轮机构52。行星齿轮机构52具有太阳轮52s、齿圈52r及与太阳轮52s和齿圈52r的双方啮合的多个小齿轮52p。各小齿轮52p以能够自转且能够在太阳轮52s的周围公转的状态支承于齿轮架52c。并且,在齿轮架52c连结有输入轴51。
25.动力传递装置50具备第1电动发电机53。第1电动发电机53的旋转件即转子53a连结于太阳轮52s。即,第1电动发电机53经由行星齿轮机构52而连结于输入轴51,因此第1电动发电机53的转子53a与输入轴51同步地旋转。
26.动力传递装置50具备齿轮机构54和第2电动发电机55。齿轮机构54具有副轴驱动齿轮54a、副轴从动齿轮54b及减速齿轮54c。副轴驱动齿轮54a与齿圈52r一体旋转。副轴从动齿轮54b啮合于副轴驱动齿轮54a。减速齿轮54c啮合于副轴从动齿轮54b。减速齿轮54c连结于第2电动发电机55的旋转件即转子55a。
27.此外,动力传递装置50具备向控制装置100输出检测信号的多个种类的传感器。作为传感器,例如能够举出第1马达角传感器61及第2马达角传感器62。第1马达角传感器61检测第1电动发电机53的转子53a的旋转角,输出与转子53a的转速相应的检测信号。第2马达角传感器62检测第2电动发电机55的转子55a的旋转角,输出与转子55a的转速相应的检测信号。在本实施方式中,第1马达角传感器61对应于“第2传感器”,第1电动发电机53的转子53a相当于与输入轴51同步地旋转的“旋转体”。即,第1马达角传感器61对应于构成为检测输入轴51或“旋转体”的旋转角的“第2传感器”。
28.混合动力车辆10具备与副轴从动齿轮54b一体旋转的最终驱动齿轮71和啮合于最终驱动齿轮71的最终从动齿轮72。最终驱动齿轮71经由差动机构73而连结于驱动轮74的车轴74a。
29.混合动力车辆10具备第1电动发电机53用的变换器(inverter)即第1变换器11和第2电动发电机55用的变换器即第2变换器12。即,通过控制第1变换器11,第1电动发电机53驱动。通过控制第2变换器12,第2电动发电机55驱动。
30.《控制装置100的结构》
31.如图1所示,控制装置100具备控制发动机20的第1控制装置110和控制动力传递装置50的第2控制装置120。对于第1控制装置110,从发动机20所具备的各种传感器输入检测信号。对于第2控制装置120,从动力传递装置50所具备的各种传感器输入检测信号。即,对于第1控制装置110,输入曲轴角传感器31及凸轮角传感器32的检测信号。对于第2控制装置120,输入第1马达角传感器61及第2马达角传感器62的检测信号。
32.控制装置100具备用于将第1控制装置110取得的曲轴计数cntcr向第2控制装置
120发送的信号线101。曲轴计数cntcr是每当曲轴21的旋转角增大预定角度间隔时被递增计数的值。并且,若完成发动机20的1循环,则曲轴计数cntcr被复位成“0”。例如在发动机20的1循环中,曲轴计数cntcr被递增计数至“23”。
33.此外,信号线101是用于将曲轴计数cntcr从第1控制装置110发送的专用的信号线。因而,使用信号线101向第2控制装置120发送了曲轴计数cntcr时的延迟被充分抑制在基于曲轴计数cntcr来执行各种处理时不会出现影响的范围内。
34.控制装置100具备用于在第1控制装置110与第2控制装置120之间进行各种信息的收发的can通信线102。can通信线102为了在搭载于混合动力车辆10的第1控制装置110、第2控制装置120等之间的信息的收发而使用。因而,例如在经由can通信线102而向第1控制装置110发送了利用第2控制装置120得到的信息的情况下,在利用第2控制装置120发送了信息的正时和利用第1控制装置110接收到该信息的正时之间产生延迟。
35.第1控制装置110及第2控制装置120的各自具备未图示的cpu、rom及是能够电改写的非易失性存储器的存储装置。rom存储有cpu执行的控制程序。存储装置存储cpu的各种算出结果等。
36.《控制装置100中的处理内容》
37.控制装置100的第1控制装置110算出发动机20的输出转矩的算出值即发动机转矩te。由于发动机20的曲轴21经由阻尼器40而连结于动力传递装置50的输入轴51,所以第1控制装置110也使用第2控制装置120取得的信息来算出发动机转矩te。
38.参照图2,对为了算出发动机转矩te而第1控制装置110及第2控制装置120的各自执行的各处理进行说明。
39.首先,对第2控制装置120执行的各种处理进行说明。
40.第2控制装置120执行马达转速取得处理m21。即,第2控制装置120基于第1马达角传感器61的检测信号来取得第1电动发电机53的转子53a的转速即第1马达转速nmg1。第2控制装置120基于第2马达角传感器62的检测信号来取得第2电动发电机55的转子55a的转速即第2马达转速nmg2。第2控制装置120每隔预定的周期反复执行马达转速取得处理m21而算出第1马达转速nmg1及第2马达转速nmg2。
41.第2控制装置120执行控制第1电动发电机53的第1马达控制处理m22。在第1马达控制处理m22中,第2控制装置120基于第1马达转速nmg1来控制第1电动发电机53用的第1变换器11。另外,第2控制装置120取得表示在第1电动发电机53流动的电流的值即第1马达电流值img1。
42.第2控制装置120执行算出、取得向第1控制装置110发送的信息的信息取得处理m23。在本实施方式中,信息取得处理m23包括第1马达转矩取得处理m231、马达旋转角速度取得处理m232及输入轴旋转角速度算出处理m233。
43.第2控制装置120在第1马达转矩取得处理m231中,取得第1电动发电机53的输出转矩即第1马达转矩tmg1。在本实施方式中,第2控制装置120取得基于在第1马达控制处理m22中取得的第1马达电流值img1的第1电动发电机53的输出转矩的算出值作为第1马达转矩tmg1。
44.第2控制装置120将第1马达转矩取得处理m231每隔预定的周期反复执行。例如,第2控制装置120每当从第1控制装置110发送出的曲轴计数cntcr改变时,执行第1马达转矩取
得处理m231而取得第1马达转矩tmg1。
45.第2控制装置120在马达旋转角速度取得处理m232中,取得第1电动发电机53的转子53a的旋转角速度即第1马达旋转角速度ωmg1。另外,第2控制装置120取得第2电动发电机55的转子55a的旋转角速度即第2马达旋转角速度ωmg2。在本实施方式中,第2控制装置120基于第1马达转速nmg1来取得第1马达旋转角速度ωmg1,基于第2马达转速nmg2来取得第2马达旋转角速度ωmg2。例如,第2控制装置120取得对第1马达转速nmg1乘以系数而得到的值作为第1马达旋转角速度ωmg1,取得对第2马达转速nmg2乘以系数而得到的值作为第2马达旋转角速度ωmg2。
46.第2控制装置120将马达旋转角速度取得处理m232每隔预定的周期执行。例如,第2控制装置120每当从第1控制装置110发送出的曲轴计数cntcr改变时,执行马达旋转角速度取得处理m232而取得第1马达旋转角速度ωmg1及第2马达旋转角速度ωmg2。
47.如上所述,在本实施方式中,第1马达角传感器61对应于“第2传感器”。因而,第1马达旋转角速度ωmg1对应于基于第1马达角传感器61的检测信号而取得的“传递装置侧旋转角速度”。另外,取得第1马达旋转角速度ωmg1的马达旋转角速度取得处理m232对应于“传递装置侧旋转角速度取得处理”。
48.第2控制装置120在输入轴旋转角速度算出处理m233中,算出动力传递装置50的输入轴51的旋转角速度即输入轴旋转角速度ωinp。即,第2控制装置120基于在马达转速取得处理m21中取得的第1马达转速nmg1及第2马达转速nmg2来算出输入轴旋转角速度ωinp。例如,第2控制装置120通过将第1马达转速nmg1及第2马达转速nmg2向下述的关系式(式1)代入来算出输入轴转速ninp。在关系式(式1)中,“ρ”是行星齿轮机构52的齿轮比(变速比)。行星齿轮机构52的齿轮比ρ是将太阳轮52s的齿数除以齿圈52r的齿数而得到的值。另外,“gr”是动力传递装置50的齿轮机构54的齿轮比。
[0049][0050]
然后,第2控制装置120通过将输入轴转速ninp向以下的关系式(式2)代入来算出输入轴旋转角速度ωinp。
[0051][0052]
第2控制装置120将输入轴旋转角速度算出处理m233每隔预定的周期执行。例如,第2控制装置120每当从第1控制装置110发送出的曲轴计数cntcr改变时,执行输入轴旋转角速度算出处理m233而取得输入轴旋转角速度ωinp。
[0053]
第2控制装置120执行发送处理m24。第2控制装置120在发送处理m24中,将在第1控制装置110中算出发动机转矩te所需的信息向第1控制装置110发送。在本实施方式中,第2控制装置120将第1马达转矩tmg1及第1马达旋转角速度ωmg1及输入轴旋转角速度ωinp与信息取得正时tmd互相建立关联并向can通信线102输出。在本实施方式中,第2控制装置120将发送的第1马达旋转角速度ωmg1被取得的时间点下的曲轴计数cntcr作为信息取得正时tmd而向can通信线102输出。
[0054]
在can通信线102中,通过信息取得处理m23得到的信息及信息取得正时tmd从第2控制装置120发送。于是,通过can通信线102而上述信息及信息取得正时tmd由第1控制装置110接收。
[0055]
接着,对第1控制装置110执行的各种处理进行说明。
[0056]
第1控制装置110执行导出曲轴计数cntcr的曲轴计数导出处理m11。即,第1控制装置110基于曲轴角传感器31的检测信号来监视曲轴21的旋转角即曲轴角。并且,第1控制装置110每当曲轴角增大预定角度间隔时将曲轴计数cntcr增大“1”。另外,第1控制装置110当发动机20的1循环结束时将曲轴计数cntcr复位成“0”。
[0057]
第1控制装置110执行根据发动机20的运转状态而使点火正时tmi可变的点火正时调整处理m12。例如在使发动机20预热运转的情况下,第1控制装置110与不使发动机20预热运转的情况相比使点火正时tmi提前。例如,第1控制装置110可以通过对多个气缸22中的1个使点火正时tmi延迟,来使在该1个气缸22中进行燃烧的时间点下的发动机转矩te下降。并且,第1控制装置110基于在点火正时调整处理m12中调整后的点火正时tmi来控制点火装置26。
[0058]
第1控制装置110执行取得曲轴21的旋转角速度即发动机旋转角速度ωe的发动机旋转角速度取得处理m13。在发动机旋转角速度取得处理m13中,第1控制装置110基于曲轴角传感器31的检测信号来算出曲轴21的转速即发动机转速ne。发动机旋转角速度取得处理m13可以说包括取得曲轴角传感器31的检测信号的第1传感器检测信号取得处理。然后,第1控制装置110取得对发动机转速ne乘以系数而得到的值作为发动机旋转角速度ωe。在对曲轴角传感器31的检测信号执行后述的希尔伯特(hilbert)处理的情况下(s304:是),发动机旋转角速度取得处理m13相当于第1旋转角导出处理及第1旋转角速度导出处理。在不对曲轴角传感器31的检测信号执行后述的希尔伯特处理的情况下(s304:否),发动机旋转角速度取得处理m13相当于第2旋转角导出处理及第2旋转角速度导出处理。
[0059]
第1控制装置110将发动机旋转角速度取得处理m13每隔预定的周期执行。例如,第1控制装置110每当曲轴计数cntcr改变时,执行发动机旋转角速度取得处理m13而取得发动机旋转角速度ωe。
[0060]
接着,对发动机旋转角速度ωe的取得方法进行详述。
[0061]
由后述的发动机转矩算出处理m17算出的发动机转矩te向发动机旋转角速度取得处理m13输入。第1控制装置110算出在多个气缸22中分别进行燃烧的时间点下的发动机转矩te的大小彼此之差即发动机转矩差。即,第1控制装置110执行发动机转矩差算出处理。例如,第1控制装置110可以算出在各气缸22中进行燃烧的多个时间点下的发动机转矩te的平均值即发动机转矩平均值。发动机转矩差可以是多个气缸22的发动机转矩平均值彼此之差。
[0062]
第1控制装置110在发动机转矩差为阈值以上时,对多个气缸22中的产生了比其他的气缸22大的发动机转矩te的气缸22执行转矩降低处理。这考虑了:在发动机转矩差为阈值以上时,后述的共振影响转矩tdmp可能大幅影响发动机转矩te的算出。在本实施方式中,转矩降低处理是对于产生大的发动机转矩te的气缸22使点火正时tmi延迟的处理。产生大的发动机转矩te的气缸22意味着在产生大的发动机转矩te的燃烧的时间点下正在进行燃烧的气缸22。第1控制装置110以发动机转矩差小于阈值为条件来执行后述的希尔伯特处理。
[0063]
第1控制装置110执行通过对曲轴角传感器31的检测信号执行希尔伯特处理来导出每隔比预定角度间隔小的既定角度间隔的曲轴21的旋转角的值的旋转角导出处理。接
着,第1控制装置110执行基于每隔既定角度间隔的曲轴21的旋转角的值来导出曲轴21的旋转角速度作为发动机旋转角速度ωe的旋转角速度导出处理。此外,第1控制装置110在不执行希尔伯特处理的情况下,基于每隔预定角度间隔的曲轴21的旋转角的值来导出曲轴21的旋转角速度作为发动机旋转角速度ωe。
[0064]
接着,对希尔伯特处理进行说明。
[0065]
首先,输入到发动机旋转角速度取得处理m13的曲轴角传感器31的检测信号被高速傅里叶变换(fft),从时间区域信号向频率区域信号变换。接着,向频率区域变换后的信号通过带通滤波器。由此,噪声及高次谐波被除去。接着,噪声及高次谐波被除去后的信号被高速傅里叶逆变换(ifft)而从频率区域信号向时间区域信号变换。向时间区域变换后的信号被90度相位变换,被分解成实部信号和虚部信号。该90度相位变换被称作希尔伯特变换。曲轴角传感器31的检测信号作为具有大小和相位的复数a向实轴上的映射a而测定。90度相位变换是通过对复数a进行90度相位变换来算出复数a向虚轴上的映射b的处理。即,通过希尔伯特变换,算出分别在实部和虚部具有映射a和映射b的复数a。接着,算出与曲轴21的旋转角成正比例的信号、即复向量和实轴所成的角度。根据算出的角度来算出旋转变动。通过使用90度相位变换,能够算出相位。由于相位与曲轴21的旋转角成正比例,所以通过求出相位的时间变化,能够知道曲轴21的旋转变动。因此,相位数据在全部的时间中连续地得到,能够检测分辨能力高的旋转变动。
[0066]
参照图3,使用流程图来说明发动机旋转角速度取得处理m13。第1控制装置110将发动机旋转角速度取得处理m13每隔预定的周期执行。例如,第1控制装置110每当曲轴计数cntcr改变时,执行发动机旋转角速度取得处理m13。
[0067]
第1控制装置110在步骤s300中,取得曲轴角传感器31的检测信号。接着,第1控制装置110在步骤s302中,基于以预定角度间隔取得的发动机转矩te来算出发动机转矩差。即,发动机转矩差基于未被执行希尔伯特处理的曲轴角传感器31的检测信号而算出。算出该发动机转矩te的处理相当于第2发动机转矩算出处理。
[0068]
第1控制装置110在步骤s304中,判定发动机转矩差是否小于阈值。
[0069]
第1控制装置110在发动机转矩差小于阈值的情况下(步骤s304:是),进入步骤s306。接着,第1控制装置110在步骤s306中对曲轴角传感器31的检测信号执行希尔伯特处理。
[0070]
相对于此,第1控制装置110在发动机转矩差为阈值以上的情况下(步骤s304:否),进入步骤s308。接着,第1控制装置110在步骤s308中,通过设定点火正时tmi来执行转矩降低处理。设定的点火正时tmi维持至点火正时tmi被再设定为止。因而,通过反复执行发动机旋转角速度取得处理m13而学习合适的点火正时tmi。通过使用学习到的点火正时tmi,能够实现发动机转矩差小于阈值的状态。
[0071]
第1控制装置110在步骤s310中,基于曲轴角传感器31的检测信号来取得发动机旋转角速度ωe。接着,第1控制装置110在步骤s312中,输出发动机旋转角速度ωe。
[0072]
如图2所示,第1控制装置110执行算出发动机20的惯性转矩即发动机惯性转矩tei的惯性转矩算出处理m14。例如,第1控制装置110通过将在发动机旋转角速度取得处理m13中取得的发动机旋转角速度ωe向以下的关系式(式3)代入来算出发动机惯性转矩tei。在关系式(式3)中,“ie”是发动机20的惯性矩。即,第1控制装置110能够使用对发动机旋转角
速度ωe进行时间微分而得到的值来算出发动机惯性转矩tei。在对曲轴角传感器31的检测信号执行希尔伯特处理的情况下(s304:是),惯性转矩算出处理m14相当于第1惯性转矩算出处理。在不对曲轴角传感器31的检测信号执行希尔伯特处理的情况下(s304:否),惯性转矩算出处理m14相当于第2惯性转矩算出处理。第2惯性转矩算出处理算出第2发动机惯性转矩。
[0073][0074]
第1控制装置110将惯性转矩算出处理m14每隔预定的周期执行。例如,第1控制装置110每当曲轴计数cntcr改变时,执行惯性转矩算出处理m14而取得发动机惯性转矩tei。
[0075]
在此,发动机20的输出经由阻尼器40而向动力传递装置50的输入轴51输入。此时,若发动机转矩te变动,则在阻尼器40中产生扭转振动,有时由该扭转振动引起的共振在输入轴51中产生。在这样的共振在输入轴51中产生的情况下,由该共振引起的转矩向曲轴21输入。在本实施方式中,将这样由在动力传递装置50中产生的共振引起的转矩称作“共振影响转矩”。
[0076]
第1控制装置110执行算出共振影响转矩tdmp的共振影响转矩算出处理m15。在共振影响转矩算出处理m15中,第1控制装置110基于通过can通信线102而接收到的信息即第1马达转矩tmg1、第1马达旋转角速度ωmg1及输入轴旋转角速度ωinp来算出共振影响转矩tdmp。例如,第1控制装置110通过将第1马达转矩tmg1、第1马达旋转角速度ωmg1及输入轴旋转角速度ωinp向以下的关系式(式4)代入来算出共振影响转矩tdmp。在关系式(式4)中,“iinp”是输入轴51的惯性矩,“ig”是第1电动发电机53的惯性矩。根据关系式(式4),第1控制装置110能够使用对输入轴旋转角速度ωinp进行时间微分而得到的值及对第1马达旋转角速度ωmg1进行时间微分而得到的值来算出共振影响转矩tdmp。
[0077][0078]
第1控制装置110将共振影响转矩算出处理m15每隔预定的周期执行。例如,第1控制装置110每当通过can通信线102而接收到上述信息时,执行共振影响转矩算出处理m15而算出共振影响转矩tdmp。
[0079]
第1控制装置110执行导出正时调整处理m16。即,第1控制装置110根据在点火正时调整处理m12中调整后的点火正时tmi来调整导出正时tma。例如,在提前了点火正时tmi的情况下,第1控制装置110将导出正时tma提前。在该情况下,将从点火正时tmi延迟了预定的延迟期间δtm的正时设为导出正时tma即可。作为延迟期间δtm,设定小于发动机20的1循环的一半的长度的期间。
[0080]
若成为点火正时tmi,则通过点火装置26的动作而混合气在气缸22内燃烧。于是,通过混合气的燃烧而发动机转矩te的实际值变大。若实际值到达峰值,则在直到下一气缸22内的混合气的燃烧开始为止的期间内,发动机转矩te的实际值减小。即,在点火正时tmi的即刻之后,气缸22内的燃烧的影响大幅反映于发动机转矩te的实际值。但是,若从点火正时tmi延迟,则气缸22内的燃烧的影响不容易反映于发动机转矩te的实际值。于是,以能够将气缸22内的燃烧的影响大幅反映于发动机转矩te的实际值的正时设定为导出正时tma的方式设定上述延迟期间δtm。
[0081]
第1控制装置110执行算出发动机转矩te的发动机转矩算出处理m17。即,第1控制
装置110算出在惯性转矩算出处理m14中算出的发动机惯性转矩tei与在共振影响转矩算出处理m15中算出的共振影响转矩tdmp之和作为发动机转矩te。在本实施方式中,第1控制装置110使用在导出正时调整处理m16中调整后的导出正时tma及曲轴计数cntcr来算出发动机转矩te。
[0082]
参照图4,对发动机转矩算出处理m17进行说明。
[0083]
在步骤s400中,第1控制装置110选择基于在给予(给定)的导出正时tma导出的发动机旋转角速度ωe而算出的发动机惯性转矩tei(tma)。发动机惯性转矩tei(tma)从在惯性转矩算出处理m14中算出的多个发动机惯性转矩tei中选择。即,第1控制装置110选择在曲轴计数cntcr与表示导出正时tma的值相等时导出的发动机惯性转矩tei作为发动机惯性转矩tei(tma)。
[0084]
接着,在步骤s402中,第1控制装置110选择基于在导出正时tma导出的第1马达旋转角速度ωmg1而算出的共振影响转矩tdmp(tma)。共振影响转矩tdmp(tma)从在共振影响转矩算出处理m15中算出的多个共振影响转矩tdmp中选择。即,第1控制装置110选择基于信息取得正时tmd与给予的导出正时tma相等时的第1马达旋转角速度ωmg1而算出的共振影响转矩tdmp作为共振影响转矩tdmp(tma)。
[0085]
然后,在步骤s404中,第1控制装置110算出发动机惯性转矩tei(tma)与共振影响转矩tdmp(tma)之和作为发动机转矩te(tma)。即,第1控制装置110算出导出正时tma下的发动机转矩te(tma)。之后,第1控制装置110一度结束发动机转矩算出处理m17。在对曲轴角传感器31的检测信号执行希尔伯特处理的情况下(s304:是),发动机转矩算出处理m17相当于第1发动机转矩算出处理。在不对曲轴角传感器31的检测信号执行希尔伯特处理的情况下(s304:否),发动机转矩算出处理m17相当于第2发动机转矩算出处理。
[0086]
如图2所示,第1控制装置110能够在缸内压算出处理m18中算出缸内压p。在发动机转矩算出处理m17中算出的发动机转矩te等向缸内压算出处理m18输入。
[0087]
如图5所示,第1控制装置110在步骤s500中,基于通过希尔伯特处理而得到的变量的值来算出多个气缸22中的压力即缸内压p。具体而言,第1控制装置110能够使用下述的关系式(式5)来算出缸内压p。
[0088][0089]
在此,θ是曲轴角,v是气缸容积,tfrq是摩擦转矩,m是伴随于发动机20的运转而往复运动的部分的质量总和,a是活塞顶面的投影面积。摩擦转矩在妨碍曲轴21的旋转的方向上作用。摩擦转矩能够根据发动机转速ne及吸入空气量ga而改变。
[0090]
第1控制装置110能够执行基于算出的缸内压p来控制发动机20的处理。例如,第1控制装置110能够基于算出的缸内压p来导出最大缸内压pmax、热产生率dq/dθ等。第1控制装置110能够执行使用最大缸内压pmax、热产生率dq/dθ等来控制发动机20的处理。例如,第1控制装置110能够为了使燃烧效率提高而执行反馈控制。
[0091]
《第1实施方式的作用及效果》
[0092]
(1-1)曲轴角传感器31每当曲轴21旋转预定角度间隔时将表示曲轴21旋转了预定角度间隔的检测信号输出。与本实施方式不同,在直接使用曲轴角传感器31的检测信号算
出了发动机转矩te的情况下,得到具有相当于预定角度间隔的分辨能力的发动机转矩te。相对于此,根据本实施方式,控制装置100通过执行希尔伯特处理来导出每隔比预定角度间隔小的既定角度间隔的曲轴21的旋转角的值。因而,能够提高基于曲轴21的旋转角而算出的发动机转矩te的分辨能力(解析度)。
[0093]
(1-2)在发动机转矩差大的情况下,存在共振影响转矩tdmp变大的倾向。共振影响转矩tdmp大意味着在发动机惯性转矩tei上重叠的干扰大。即,在共振影响转矩tdmp大的情况下,例如,难以通过发动机转矩te来掌握发动机20的燃烧状态。在共振影响转矩tdmp大的情况下,即使通过希尔伯特处理来算出具有高分辨能力的发动机转矩te,也无法算出合适的发动机转矩te。在本实施方式中,控制装置100以发动机转矩差小于阈值为条件来执行希尔伯特处理。该阈值以能够通过希尔伯特处理而合适地算出高分辨能力的发动机转矩te的方式预先设定。因此,在发动机转矩差大时,不再执行希尔伯特处理。即,根据本实施方式,能够抑制无用的希尔伯特处理的执行。另外,能够避免算出不合适的发动机转矩te。
[0094]
(1-3)控制装置100在发动机转矩差为阈值以上时,对产生大的发动机转矩te的气缸22执行转矩降低处理。并且,以发动机转矩差小于阈值为条件,执行希尔伯特处理。因而,与不执行转矩降低处理的结构相比,能够增加执行希尔伯特处理的机会。
[0095]
(1-4)在基于算出的发动机转矩te来算出缸内压p的情况下,需要分辨能力高的发动机转矩te。这是基于以下的理由。缸内压p通过气缸22内的混合气的燃烧而在极短的期间大幅变动。为了基于缸内压p来掌握燃烧的状态并使该状态反映于发动机20的控制,需要掌握燃烧初期的缸内压p的变动。
[0096]
控制装置100通过执行希尔伯特处理来导出每隔比预定角度间隔小的既定角度间隔的曲轴21的旋转角的值。然后,基于算出的发动机转矩te来算出缸内压p。因此,能够掌握燃烧初期的缸内压p的变动。
[0097]
(第2实施方式)
[0098]
以下,按照图6及图7来说明第2实施方式的车辆的控制装置100。关于在第1及第2实施方式的车辆的控制装置中共通的结构,省略说明。在第1实施方式的车辆的控制装置100中,第1控制装置110算出发动机转矩te。相对于此,在第2实施方式的车辆的控制装置100中,第2控制装置120算出发动机转矩te。尤其是,第1控制装置110接收曲轴角传感器31的检测信号,将该曲轴角传感器31的检测信号向第2控制装置120发送。
[0099]
参照图6,对为了算出发动机转矩te而第1控制装置110及第2控制装置120的各自执行的各处理进行说明。
[0100]
第1控制装置110执行发送处理m19。第1控制装置110在发送处理m19中,将在第2控制装置120中算出发动机转矩te所需的信息向第2控制装置120发送。曲轴角传感器31的检测信号是矩形脉冲信号,第1控制装置110将矩形脉冲信号变换为对应的正弦波。在本实施方式中,第1控制装置110将通过变换曲轴角传感器31的检测信号而得到的正弦波的形态的信号及导出正时tma与信息取得正时tmd互相建立关联并向can通信线102输出。在本实施方式中,第1控制装置110将发送的曲轴角传感器31的检测信号被取得的时间点下的曲轴计数cntcr作为信息取得正时tmd而向can通信线102输出。
[0101]
如图6所示,第2控制装置120为了算出发动机转矩te而执行统合处理m25。统合处理m25是算出发动机惯性转矩tei和共振影响转矩tdmp并算出它们的和作为发动机转矩te
的处理。图7是说明图6所示的统合处理m25的详情的框图。接着,对统合处理m25进行说明。
[0102]
如图7所示,在发动机旋转角速度取得处理m13中,第2控制装置120通过can通信线102而接收从曲轴角传感器31的检测信号变换后的正弦波的形态的信号。在发动机旋转角速度取得处理m13中,第2控制装置120进行与第1实施方式中的发动机旋转角速度取得处理m13同样的处理。即,第2控制装置120接收从曲轴角传感器31的检测信号变换后的正弦波的形态的信号,并输出发动机旋转角速度ωe。在第1实施方式的车辆的控制装置100中,第1控制装置110执行的发动机转矩算出处理m17的输出即发动机转矩te向发动机旋转角速度取得处理m13输入。在第2实施方式的车辆的控制装置100中,第2控制装置120执行的发动机转矩算出处理m17的输出即发动机转矩te向发动机旋转角速度取得处理m13输入。如在第1实施方式中说明的那样,在发动机旋转角速度取得处理m13中,执行希尔伯特处理。即,在本实施方式中,不是第1控制装置110而是第2控制装置120执行希尔伯特处理。即,第2控制装置120对正弦波的形态的信号执行希尔伯特处理。
[0103]
第2控制装置120执行与第1实施方式中的惯性转矩算出处理m14同样的处理。即,第2控制装置120基于从发动机旋转角速度取得处理m13输出的发动机旋转角速度ωe来算出发动机惯性转矩tei。
[0104]
第2控制装置120执行与第1实施方式中的共振影响转矩算出处理m15同样的处理。在第1实施方式的车辆的控制装置100中,第1控制装置110基于通过can通信线102而接收到的信息即第1马达转矩tmg1、第1马达旋转角速度ωmg1及输入轴旋转角速度ωinp来算出共振影响转矩tdmp。相对于此,在第2实施方式的车辆的控制装置100中,第2控制装置120基于第2控制装置120算出的第1马达转矩tmg1、第1马达旋转角速度ωmg1及输入轴旋转角速度ωinp来算出共振影响转矩tdmp。
[0105]
第2控制装置120执行与第1实施方式中的发动机转矩算出处理m17同样的处理。即,第2控制装置120算出在惯性转矩算出处理m14中算出的发动机惯性转矩tei与在共振影响转矩算出处理m15中算出的共振影响转矩tdmp之和作为发动机转矩te。如图6所示,第2控制装置120能够在缸内压算出处理m18中算出缸内压p。在统合处理m25中算出的发动机转矩te等向缸内压算出处理m18输入。
[0106]
《第2实施方式的作用及效果》
[0107]
根据第2实施方式的车辆的控制装置100,除了上述(1-1)~(1-4)所记载的效果之外,还可得到以下的效果。
[0108]
(2-1)接收构成为检测输入轴51或转子53a的旋转角的第1马达角传感器61的检测信号的第2控制装置120执行希尔伯特处理。并且,第2控制装置120算出共振影响转矩tdmp与发动机惯性转矩tei之和作为发动机转矩te。第2控制装置120通过使用信息取得正时tmd,能够容易地取得曲轴角传感器31的检测信号及第1马达角传感器61的检测信号的同步。
[0109]
(2-2)曲轴角传感器31的检测信号即矩形脉冲信号被变换为正弦波。在希尔伯特处理中,使用傅里叶变换。正弦波与矩形脉冲信号相比,傅里叶变换容易。因而,根据本实施方式,能够容易地进行希尔伯特处理。
[0110]
(变更例)
[0111]
作为对于上述各实施方式能够共通地变更的要素,存在以下这样的要素。以下的
变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。
[0112]
·
在上述第1实施方式中,将利用第2控制装置120发送了信息的正时与利用第1控制装置110接收到该信息的正时之间的延迟的问题使用信息取得正时tmd而消除。然而,在延迟的问题能够忽视的情况下,信息取得正时tmd能够省略。
[0113]
·
在上述第1实施方式及第2实施方式中,取得第1电动发电机53的输出转矩的算出值作为第1马达转矩tmg1,但不限于此。例如,也可以取相对于第1电动发电机53的输出转矩的指令值作为第1马达转矩tmg1。
[0114]
·
在上述第1实施方式及第2实施方式中,在检测动力传递装置50的输入轴51的旋转角的传感器设置于动力传递装置50的情况下,也可以采用基于该传感器的输出信号算出的旋转角速度作为输入轴旋转角速度ωinp。
[0115]
·
在上述各实施方式中,也可以不使导出正时tma可变。在该情况下,发动机20也可以不是火花点火式。
[0116]
·
在上述第1实施方式中说明的动力传递装置50的结构能够适当变更。例如,动力传递装置50也可以是仅具备1个电动发电机的结构。
[0117]
·
在上述第1实施方式及第2实施方式中,转矩降低处理是对于产生大的发动机转矩te的气缸22使点火正时tmi延迟的处理。取代于此,转矩降低处理也可以是对于产生大的发动机转矩te的气缸22将燃料喷射量减量的处理。
[0118]
·
在上述第1实施方式及第2实施方式中,控制装置100在发动机转矩差为阈值以上时,对多个气缸22中的产生比其他的气缸22大的发动机转矩te的气缸22执行转矩降低处理。取代于此,或者在此基础上,控制装置100也可以在发动机转矩差为阈值以上时,对多个气缸22中的产生比其他的气缸22小的发动机转矩te的气缸22执行转矩增加处理。转矩增加处理可以是对于产生小的发动机转矩te的气缸22使点火正时tmi提前的处理。转矩增加处理也可以是对于产生小的发动机转矩te的气缸22将燃料喷射量增量的处理。
[0119]
·
在上述第1实施方式及第2实施方式中,控制装置100将发动机旋转角速度取得处理m13每隔预定的周期执行。因而,在发动机转矩差为阈值以上时,始终执行转矩降低处理(参照图3)。然而,例如也可以仅在要求缸内压算出处理m18时执行转矩降低处理。即,转矩降低处理也存在根据需要而执行的情况。
[0120]
·
在第2实施方式中,曲轴角传感器31的检测信号是矩形脉冲信号,第1控制装置110将矩形脉冲信号变换为对应的正弦波。将矩形脉冲信号变换为对应的正弦波的处理也可以省略。
[0121]
·
在混合动力车辆10在差路上行驶中的情况,有可能从车轴74a输入干扰。在该情况下,有时会影响上述的缸内压算出处理m18。在该情况下,可认为从车轴74a输入的干扰作为阻尼器扭转共振而出现。控制装置100也可以根据发动机旋转角速度ωe与输入轴旋转角速度ωinp之差来检测阻尼器扭转共振。控制装置100也可以在阻尼器扭转共振比预定的值大的情况下,停止点火正时tmi的学习等。
[0122]
·
作为控制装置100,不限于具备cpu和rom且执行软件处理。例如,也可以具备对在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部分进行处理的例如asic等专用的硬件电路。即,控制装置100是以下的(a)~(c)的任一结构即可。(a)具备将上述处理的全部按照程序来执行的处理装置和存储程序的rom等程序保存装置。(b)具备将上述处理的一部分按照程
序来执行的处理装置及程序保存装置和执行剩余的处理的专用的硬件电路。(c)具备执行上述处理的全部的专用的硬件电路。在此,具备处理装置及程序保存装置的软件执行装置、专用的硬件电路也可以是多个。即,上述处理由具备1个或多个软件执行装置及1个或多个专用的硬件电路的至少一方的处理电路(processing circuitry)执行即可。程序保存装置即计算机可读介质包括能够利用通用或专用的计算机来访问的所有能够利用的介质。
再多了解一些

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