(57)【要約】【課題】  クランク角の推定時間の短縮が可能になるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供すること。【解決手段】  モータに作用する外乱トルクを推定し、前記外乱トルクの初回もしくは２回目の最小ピーク値を検出した際に、モータ回転角度と、エンジンの圧縮反力が最大のときのクランク角との関係に基づき、前記モータ回転角度からクランク角推定値を演算するようにした。【選択図】  図３
2018090027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
該エンジンを制御するエンジン制御装置と、
自動変速機と、
該自動変速機を制御する自動変速機制御装置と、
前記エンジンの出力軸からの回転を前記自動変速機の入力軸に伝達する軸と、
該軸に結合して設けられたモータと、
該モータを制御するモータ制御装置と、
前記軸とエンジンの出力軸間に設けられた断接可能な第１クラッチと、
前記軸と自動変速機の出力軸間に設けられた断接可能な第２クラッチと、
前記自動変速機の出力軸と連結する駆動輪とを備え、
前記モータ制御装置は、前記モータを駆動して前記エンジンを連れ回したときのモータ回転角度を検出または推定するとともに、
前記モータに作用する外乱トルクを推定し、前記外乱トルクの初回もしくは２回目の最小ピーク値を検出した際に、前記モータ回転角度と、前記エンジンの圧縮反力が最大のときのクランク角との関係に基づき、前記モータ回転角度からクランク角推定値を演算する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項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、
前記外乱トルクの最小ピーク値と前記エンジンの圧縮反力が最大となるクランク角との関係をマップとして備え、
前記マップに基づいて、前記外乱トルクの最小ピーク値が大きいほど、前記エンジンの圧縮反力が最大となるクランク角を上死点側として、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項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、
前記外乱トルクの最小ピーク値と前記エンジンの圧縮反力が最大となるクランク角との関係を有するマップを複数備え、
所定の条件に応じて、前記複数のマップを切り替えて、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
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、
前記外乱トルクの初回の最小ピーク値を検出した際に、
前記外乱トルクの最小ピーク値が所定のトルク閾値より大きい場合は、前記複数のマップを切り替えて、
前記外乱トルクの２回目の最小ピーク値を検出した際に、切り替えた前記マップを用いて、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
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、
前記外乱トルクの初回の最小ピーク値を検出した際に、
クランク角推定開始から前記初回の最小ピーク値検出までに要した時間が、所定の推定時間閾値よりも大きい場合は、前記複数のマップを切り替えて
切り替えた前記マップを用いて、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータに作用する外乱トルクを推定し、前記外乱トルクの初回もしくは２回目の最小ピーク値を検出した際に、前記モータ回転角度と、前記エンジンの圧縮反力が最大のときのクランク角との関係に基づき、前記モータ回転角度からクランク角推定値を演算した後、振動抑制に効果的な最適初期クランク角へ制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
エンジンと、
該エンジンを制御するエンジン制御装置と、
自動変速機と、
該自動変速機を制御する自動変速機制御装置と、
前記エンジンの出力軸からの回転を前記自動変速機の入力軸に伝達する軸と、
該軸に結合して設けられたモータと、
該モータを制御するモータ制御装置と、
前記軸とエンジンの出力軸間に設けられた断接可能な第１クラッチと、
前記軸と自動変速機の出力軸間に設けられた断接可能な第２クラッチと、
前記自動変速機の出力軸と連結する駆動輪とを備え、
前記モータ制御装置は、前記モータを駆動して前記エンジンを連れ回したときのモータ回転角度を検出または推定するとともに、
前記モータに作用する外乱トルクを推定し、前記外乱トルクの初回もしくは２回目の最小ピーク値を検出した際に、前記モータ回転角度と、前記エンジンの圧縮反力が最大のときのクランク角との関係に基づき、前記モータ回転角度からクランク角推定値を演算する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記外乱トルクの最小ピーク値と前記エンジンの圧縮反力が最大となるクランク角との関係をマップとして備え、
前記マップに基づいて、前記外乱トルクの最小ピーク値が大きいほど、前記エンジンの圧縮反力が最大となるクランク角を上死点側として、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記外乱トルクの最小ピーク値と前記エンジンの圧縮反力が最大となるクランク角との関係を有するマップを複数備え、
所定の条件に応じて、前記複数のマップを切り替えて、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記外乱トルクの初回の最小ピーク値を検出した際に、
前記外乱トルクの最小ピーク値が所定のトルク閾値より大きい場合は、前記複数のマップを切り替えて、
前記外乱トルクの２回目の最小ピーク値を検出した際に、切り替えた前記マップを用いて、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記外乱トルクの初回の最小ピーク値を検出した際に、
クランク角推定開始から前記初回の最小ピーク値検出までに要した時間が、所定の推定時間閾値よりも大きい場合は、前記複数のマップを切り替えて
切り替えた前記マップを用いて、前記クランク角推定値の演算を実行する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記モータに作用する外乱トルクを推定し、前記外乱トルクの初回もしくは２回目の最小ピーク値を検出した際に、前記モータ回転角度と、前記エンジンの圧縮反力が最大のときのクランク角との関係に基づき、前記モータ回転角度からクランク角推定値を演算した後、振動抑制に効果的な最適初期クランク角へ制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
モータとエンジンを駆動源とするハイブリッド車両において、モータの回転角度を検出する角度センサ（レゾルバ）とクランク軸の半分の回転速度で回転する軸の回転角度を検出するカム角度検出センサとの検出値によりクランク角を判別している。上記説明の技術に関する一例は、下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４５５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、クランク角度の基準位置が検出されるまではクランク角判定ができないため、クランク角の判定に最大で３６０°の無駄な空転が必要となり、判定に時間を要する恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のハイブリッド車両の制御装置および制御方法では、モータを駆動してエンジンを連れ回した際の外乱トルクの最小ピーク値を検出して、モータ回転角度からクランク角を推定するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置および制御方法では、クランク角の推定時間の短縮が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の車両システム図である。
【図２】実施例１の制御装置の制御構成図である。
【図３】実施例１のモータ制御装置の制御構成図である。
【図４】実施例１のエンジン圧縮反力特性図である。
【図５】実施例１の初期クランク角とエンジン圧縮反力との関係を示す図である。
【図６】実施例１の第１のクランク角推定マップを示す図である。
【図７】実施例１の初期クランク角と最大圧縮反力比の関係を示す図である。
【図８】実施例１のクランク角推定制御の制御構成図である。
【図９】実施例１のクランク角推定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施例１のクランク角推定制御を示すタイムチャートである。
【図１１】実施例２のクランク角推定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例２のクランク角推定制御を示すタイムチャートである。
【図１３】実施例２の第２のクランク角推定マップを示す図である。
【図１４】実施例３のクランク角推定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】実施例３のクランク角推定制御を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の車両システム図である。
【０００９】
まず、構成を説明する。
フロントエンジン・リアホイール駆動式ハイブリッド車両のパワートレインにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、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を設ける。モータ/ジェネレータ5は、モータ（駆動機）として作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用したりするもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
【００１０】
このモータ/ジェネレータ5およびエンジン1間に、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によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、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で構成する。
【００１１】
モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に、より詳しくは、軸4と変速機出力軸3bとの間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータ/ジェネレータ5および自動変速機3間を切り離し可能に結合する。第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様に伝達トルク容量を連続的に変更可能な湿式多板クラッチで構成している。自動変速機3では、自動変速機３内部の複数の摩擦要素の締結・解放の組み合わせにより伝動系路（変速段）を決定し、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により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
【００１２】
次に作用を説明する。
上記のパワートレインにおいては、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を締結し、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に達することとなり、自動変速機３が当該入力軸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より出力する。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。
【００１３】
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1クラッチ６および第2クラッチ７をともに締結し、自動変速機３を動力伝達状態にする。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に達することとなり、自動変速機３が当該入力軸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より出力する。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。かかる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りモータ/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し、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よう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。
【００１４】
図２は、実施例１の制御装置の制御構成図である。
【００１５】
車両制御装置１１は車両情報１２（ギアポジション、アクセル開度、発電要求、第1クラッチ締結状態など）や、エンジン回転速度１３、モータ回転速度１４に基づいて、トルク指令値１５（エンジントルク指令値１５ａ、モータトルク指令値１５ｂ）の配分を決定し、エンジン制御装置１６およびモータ制御装置１９に出力する。
エンジン制御装置１６はクランク角センサ１ａからのエンジン位置情報１７を基にエンジン回転数１３を演算し、また、エンジントルク指令値に応じてエンジン１を駆動する。モータ制御装置１９はレゾルバ１８からのモータの回転角度１０を基にモータ回転数１４を演算し、また、モータトルク指令値に応じてモータ５を駆動する。
【００１６】
図３は、実施例１のモータ制御装置の制御構成図である。
【００１７】
モータ制御装置１９では、車両制御装置１１からのモータトルク指令値１５ｂと、レゾルバ１８からのモータの回転角度１０を入力し、モータの回転速度１４を車両制御装置１１へ出力する。
回転速度演算部２５ではレゾルバ１８からのモータの回転角度１０から前記モータの回転速度1４を算出する。モータトルク制御部２６では、車両制御装置１１からのモータトルク指令値１５ｂとレゾルバ１８からのモータの回転角度１０とモータ回転速度１４、および後述するクランク角推定値２７より最終のモータトルク指令値２８を出力する。
モータ電流制御部２９では、前記モータトルク指令値２８よりモータ駆動電流を決定し、インバータ２０からモータ５に対して３相電流が供給される。
また、クランク角推定部２２では、レゾルバ１８からのモータの回転角度１０と、モータトルク制御部２６で演算される外乱トルク推定値２３を用いて、前記クランク角推定値２７を演算し、出力する。
【００１８】
図４は、実施例１のエンジン圧縮反力特性図である。
【００１９】
縦軸がモータにかかる反力[Ｎｍ]、横軸がクランク角度[ｄｅｇ]を示している。第１クラッチ６を締結してエンジン１をモータ５に連れ周りさせると、モータトルク軸にはエンジン１からの圧縮反力が作用する。
エンジンの圧縮反力は、クランク角に対して周期性があり、回転中のピーク値は常に同一クランク角（圧縮反力最大クランク角θmaxは一定値）となる。実施例１では、圧縮反力がモータ５に外乱トルクとして作用する点に着目し、外乱トルク推定値２３を圧縮反力とみなし、外乱トルク推定値２３を基にクランク角を推定する。
【００２０】
図５は、実施例１の初期クランク角とエンジン圧縮反力との関係を示す図である。
【００２１】
図４同様に、縦軸がモータ５にかかる反力[Ｎｍ]、横軸がクランク角度[ｄｅｇ]を示している。
エンジン１が一定回転中の圧縮反力最大クランク角θmaxは基本的に一定値であるが、エンジン回転開始直後の初回の圧縮反力ピークとなる圧縮反力最大クランク角θmaxは、回転開始前の初期クランク角θinitに応じて決まる。たとえば、回転開始前の初期クランク角θinitがθ1のような場合、すなわち圧縮行程のピストンが下死点側にある時は、回転中の圧縮行程ピストンと同様に十分な圧縮行程を経るため、θmaxは回転中のθmaxと同値となる。
これに対し、回転開始前の初期クランク角θinitがθ2、θ3のような場合、すなわち圧縮行程のピストンが上死点側であるほど、初回の圧縮反力ピーク値は小さくなり、またそのピーク値はより上死点側で発生する。
この点に着目し、外乱トルク推定値２３の初回ピーク値に応じて圧縮反力最大クランク角θmaxを設定することで、より早く、かつ、許容誤差範囲内でクランク角を推定することを可能としている。
【００２２】
図６は、実施例１の第１のクランク角推定マップを示す図である。
【００２３】
縦軸が圧縮反力最大クランク角θmax[ｄｅｇ]、横軸が外乱トルク推定値の初回最小ピーク値[Ｎｍ]を示している。実施例１は外乱トルク推定値における初回最小ピーク値を検出した際にクランク角推定を行うことを特徴としているが、図５に示すように、初期クランク角θinitによって圧縮反力最大クランク角θmaxが異なるため、初期クランク角θinitによらず、圧縮反力最大クランク角θmaxをある一定値としてクランク角推定した場合、推定誤差が許容範囲を超えてしまう。
そこで図６に示すように、クランク角推定制御の開始時に不明な初期クランク角θinitの代わりに、初期クランク角θinitに応じて変動する外乱トルク推定値の初回最小ピーク値に応じて、圧縮反力最大クランク角θmaxを選定する。本マップは予め、実験やシミュレーション等により設定する。
【００２４】
図７は、実施例１の初期クランク角と最大圧縮反力比の関係を示す図である。
【００２５】
縦軸は最大圧縮反力比[-]、横軸は初期クランク角θinit（ATDC換算）を示している。横軸は任意の気筒の圧縮上死点を基準（ゼロ点）として、圧縮反力周期θcycにおける、任意の刻み値毎の最大圧縮反力比を示している。
縦軸の最大圧縮反力比とは、エンジン回転中のシリンダ内部空気の圧縮・膨張によって生じる圧力において、モータトルク軸に作用する力の比率を示しており、ATDC 0°の時を1.0としている。モータトルク軸に作用する力としては、各気筒毎に、シリンダ表面積、バルブ開閉タイミング等のエンジン諸元、および回転量より算出し、全ての気筒で発生する力を合算した。また、エンジン始動直後の振動に対する影響をみるため、回転開始からの回転量としては、圧縮反力周期θcycの1周期分とした。この時に、各初期クランク角θinit毎に発生する圧縮反力の最大値をATDC 0°の値を基準として正規化した値をプロットしている。
図７から、初期クランク角θinitに応じて、エンジン始動後、圧縮反力周期θcycまで回転した時の最大圧縮反力比には差が見られ、圧縮反力がエンジン始動直後に生じる振動の加振力であると仮定すると、振動抑制に効果的な初期クランク角（振動抑制最適クランク角θideal）が存在することが分かる。
【００２６】
図８は、実施例１のクランク角推定制御の制御構成図である。
【００２７】
まず始めに、クランク角度推定に必要なモータ角度指令値として、モータにかかる圧縮反力が少なくとも２回のピーク値を生じるよう、エンジン諸元（燃焼行程と気筒数）から得られる圧縮反力周期θcycの2倍以上となる回転角度指令値θm*を設定する。
次に、前記回転角度指令値θm*とモータ角度検出値θmとの偏差を減算機３３で算出し、乗算器３４にて所定のゲインaで乗算したのち、モータ回転速度指令値ωm*として出力する。
さらに、前記モータ回転速度指令値ωm*とモータ回転速度検出値ωmとの偏差を減算機３７で算出し、乗算器３８にて所定のゲインbで乗算したのち、モータトルク指令値Tm*として出力する。
【００２８】
続いて、前記モータトルク指令値Tm*と後述する外乱トルク推定値Trbstとの偏差を減算機４１で算出し、最終モータトルク指令値Tfin*として実プラント（車両）Ｇp'(s)４３へ出力することで、前記回転角度指令値θm*に追従および収束するようモータ角度制御を行う。
ここで前記最終モータトルク指令値Tfin*は、後述するフィルタＨ(s)/Ｇp(s)４９がプロパーとなるような分母次数を有するフィルタＨ(s)４４に入力され、外乱トルク推定値Trbstを算出するための規範モータトルクTrefとして出力される。
【００２９】
また、前記モータ回転速度検出値ωmを入力として、前記フィルタＨ(s)４４と車両へのトルク入力−モータ回転数の伝達特性のモデルに相当するフィルタＧp(s)からなるフィルタＨ(s)/Ｇp(s)４９によってモータ印加トルク推定値Tactが算出される。
これら前記規範モータトルクTrefとモータ印加トルク推定値Tactの偏差を減算機４８で算出し、前記外乱トルク推定値Trbstとして出力している。
前記外乱トルク推定値Trbstは前記減算機４１に入力される一方で、モータ５のトルクリップルがもつ周波数成分のみを除去するノッチフィルタＧn(s)３９、さらには計測ノイズがもつ高周波成分を除去するローパスフィルタＨlpf(s)４０で処理されて、圧縮反力推定値Tcとして出力される。
【００３０】
これら前記圧縮反力推定値Ｔｃと前記モータ角度検出値θmとを入力とし、予め実験やシミュレーション等から得られる、圧縮反力推定値Ｔｃの最小ピーク値と圧縮反力最大クランク角θmaxの関係をマップとして持つクランク角度推定部２２にて、クランク角推定値θcを算出する。なお、各演算方法の詳細については後述する。
【００３１】
図９は、実施例１のクランク角推定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
市街地走行中に信号待ちでアイドルストップした際の、クランク角推定制御から振動抑制最適位置へのクランク角制御（最適クランク角制御）完了までを示す。
ステップＳ１では、エンジン１が停止状態かを把握するため、車速0km/Ｈかつエンジン回転数0rpmであるかを検知する。
ステップＳ２では、モータ５とエンジン１を直結するため第１クラッチ６を締結させ、制御中も停車状態を保持するため、第2クラッチ７を開放させる。
ステップＳ３では、クランク角推定に必要な回転角度指令値θm*として、モータ５にかかる圧縮反力が少なくとも2回の最小ピーク値を生じるよう、圧縮反力周期θcycの2倍以上の値（たとえば2×θcyc）とする。また回転角度指令値θm*は、ステップ入力による急回転にて車両が振動することを防ぐため、ある一定以上の変化率制限を設けている。
ステップＳ４では、モータ回転角度θmがθm*に追従するようクランク角推定制御（モータ角度制御）を行う。
ステップＳ５では、クランク角推定値θcとして、θmをθcycで除した余りの角度を補正前クランク角推定値θconとして格納する。
ステップＳ６では、圧縮反力推定値Ｔｃがその前回値Ｔｃ_zよりも大きく、かつ、圧縮反力推定値の前々回値Ｔｃ_z2がＴｃ_z以上であるかを判定する。YESの場合はステップS7へ進み、NOの場合はステップS4に戻る。Ｔｃ＞Ｔｃ_zかつＴｃ_z2≧Ｔｃ_zの成立は、Ｔｃ_zが圧縮反力波形の最小ピーク値であることを意味する。つまり、このステップでは、圧縮反力の前回値が最小ピーク値であるかを判定している（最小ピーク値判定）。
【００３３】
ステップＳ７では、最小ピーク値Ｔｃ_zの値に応じた圧縮反力最大クランク角θmaxを、予め実験やシミュレーションにより求めた図６の第１のクランク角推定マップより抽出する。
ステップＳ８では圧縮反力最大クランク角θmaxと補正前クランク角度推定値の前回値θcon_zとの偏差をθoffに格納する。なお、θoffの初期値は0である。
ステップＳ９では、補正前クランク角推定値θconにθoffを加えた値をθcとする。
ステップＳ１０では、クランク角推定後もモータ角度制御を継続させて、振動抑制に最適な位置へクランク角を制御するために、θm*を再設定する。具体的には、モータ回転角度の前回値θm_zに対し、上死点到達までに必要な回転角度であるθcycとθmaxの差分値と、振動抑制最適クランク角θidealを加えた値を新たなθm*とする。
ステップＳ１１では、θmが新たに設定されたθm*に追従するよう、最適クランク角制御（モータ角度制御）を行う。
ステップS１２では、θmがθm*に到達、すなわちクランク角がθidealに到達したかを判定しYESの場合は制御終了、NOの場合はステップS１１に戻る。
【００３４】
図１０は、実施例１のクランク角推定制御を示すタイムチャートである。
【００３５】
時刻ｔ１では、車両の停車を検知したため、モータ制御装置１９はクランク角推定制御を開始し、クランク角推定部２２ではクランク角の推定を開始する。回転角度指令値θm*としては、モータ５にかかる圧縮反力が少なくとも２回の最小ピーク値を生じるよう、圧縮反力周期θcycの２倍以上の値（たとえば２×θcyc）とする。圧縮反力推定値Ｔｃは最小ピーク値に達していないため、クランク角推定補正値θoffは0である。よって、クランク角推定値θcは補正前クランク角推定値θcon、すなわちモータ回転角度θmをθcycで除した余りの角度となる。
【００３６】
時刻ｔ２では、圧縮反力推定値Ｔｃが最小ピーク値に達したため、予め実験やシミュレーションより得られる図６の第１のクランク角推定マップより最小ピーク値に応じた圧縮反力最大クランク角θmaxを格納し、クランク角推定補正値θoffは圧縮反力最大クランク角θmaxと補正前クランク角推定値の前回値θcon_zとの偏差となる。これにより、時刻ｔ２以降では、補正前クランク角推定値θconとクランク角真値とのずれが補正された高精度のθcが得られる。
【００３７】
また、引き続きエンジン始動時振動の抑制に最適な位置へクランク角を制御するため、θm*を再設定する。具体的には、最小ピーク値を検出した時（時刻ｔ２）のモータ回転角度の前回値θm_zに対し、上死点到達までに必要な回転角度であるθcycとθmaxの差分値と、振動抑制最適クランク角θidealを加えた値とする。
時刻t3では、θmがθm*に到達、すなわちクランク角がθidealに達したため、制御を終了する。
【００３８】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置および制御方法にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) モータ制御装置１９は、モータ５を駆動してエンジン１を連れ回したときのモータ回
転角度θmを検出または推定するとともに、前記モータ５に作用する外乱トルクを推定し、前記外乱トルクの初回もしくは２回目の最小ピーク値を検出した際に、前記モータ回転角度θmと、前記エンジン１の圧縮反力が最大のときのクランク角θmaxとの関係に基づき、前記モータ回転角度θmからクランク角推定値θcを演算するようにした。
よって、初回もしくは２回目の外乱トルク推定値の最小ピーク値を用いてクランク角を推定できるので、推定時間の短縮が図れる。
例えば、６気筒４ストロークエンジンの場合、初回最小ピークで１２０°以内、２回目でも２４０°以内に推定可能である。
【００３９】
(2) 外乱トルク推定値２３の初回ピーク値に応じて圧縮反力が最大のときのクランク角
θmaxを設定するようにした。
よって、より早く、かつ、許容誤差範囲内でクランク角を推定することを可能としている。
【００４０】
(3) 素早く、かつ、精度良くクランク角を推定した後、振動抑制最適クランク角θideal
へとクランク角を制御するようにした。
よって、アイドルストップから復帰する際のエンジン再始動時の振動を所定値以下に抑制し、乗員の不快感を低減することができる。
【００４１】
〔実施例２〕
図１１は、実施例２のクランク角推定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
実施例２の基本的な構成、作用は実施例１と同じであるため、同じ構成には同一の符号を付しているので説明は省略する。実施例１と相違する部分のみ説明する。
ステップＳ１３では、最小ピーク値Ｔｃ_zが所定のトルク閾値Ｔlmtより大きいかを判定する。YESの場合はステップＳ１４へ進み、NOの場合はステップＳ１５へ進む。所定のトルク閾値Ｔlmtはクランク角推定値θcの推定誤差が許容範囲内に収まるような値とする。
ステップＳ１４では、クランク角推定マップの切替えフラグfに１を格納する。なお、フラグfの初期値は0である。
【００４３】
ステップＳ１５では、フラグfが１であるかを判定する。YESの場合はステップＳ１６へ進み、NOの場合はステップＳ７へ進む。
ステップＳ１６では、Ｔｃ_zの値に応じたθmaxを、予め実験やシミュレーションにより求めたマップより抽出する。ただし、このとき使用するマップは後述する第２のクランク角推定マップとする。
【００４４】
図１２は、実施例２のクランク角推定制御を示すタイムチャートである。
【００４５】
区間ｔ１〜ｔ２は実施例１の図１０と同じであるため、説明は省略する。
時刻ｔ２では圧縮反力推定値Ｔｃが最小ピーク値に達するものの、トルク閾値Ｔlmtより大きいため、クランク角推定補正値θoffを0のままとし、クランク角推定マップ切替えフラグfに１を格納する。予め実験やシミュレーションにて設定するトルク閾値Ｔlmtは、最小ピーク値検出時の圧縮反力最大クランク角θmaxが圧縮上死点を超えない範囲となるように設定されている。これは、最小ピーク値がトルク閾値Ｔlmtより大きい場合、試行回によっては時刻ｔ２における実クランク角が圧縮上死点を超えることがある。この場合、圧縮反力がモータトルク軸に対して推進力に転じることでモータが急回転し、試行回によって実クランク角の位置がばらつく。その結果、クランク角推定値θcが許容誤差範囲を超えることがある。これを防ぐため、最小ピーク値がトルク閾値Ｔlmtより大きい場合はクランク角推定を実施しない。
【００４６】
時刻ｔ３ではＴｃが最小ピーク値に達し、かつトルク閾値Ｔlmtを超えているため、クランク角推定補正値θoffは圧縮反力最大クランク角θmaxと補正前クランク角推定値の前回値θcon_zとの偏差となる。この時、フラグf＝１であるため、圧縮反力最大クランク角θmaxは第２のクランク角推定マップを参照する。これにより、時刻ｔ３以降では、補正前クランク角推定値θconとクランク角真値とのずれが補正された高精度のクランク角推定値θcが得られる。時刻ｔ３での回転角度指令値θm*の再設定、およびそれ以降は実施例１の図１０の時刻ｔ２以降と同じであるため、説明は省略する。
【００４７】
図１３は、実施例２のクランク角推定マップを示す図である。
【００４８】
実施例１の図６同様に、縦軸が圧縮反力最大クランク角θmax[ｄｅｇ]、横軸が外乱トルク推定値の最小ピーク値[Ｎｍ]を示している。クランク角推定制御において、第１のクランク角推定マップではクランク角推定値θcが許容誤差範囲に収まらないと判断された場合、この第２のクランク角推定マップを用いる。第２のクランク角推定マップは第１のクランク角推定マップを使用しない場合であっても、θcが許容誤差範囲内に収まるよう設定されており、予め実験やシミュレーション等にて設定される。
【００４９】
次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド車両の制御装置および制御方法にあっては、実施例１の効果に加え、以下に列挙する効果を奏する。
【００５０】
(1) 最小ピーク値Ｔｃ_zが所定のトルク閾値Ｔlmtより大きいかを判定し、第２のクラン
ク角推定マップに切り替えるようにした。
よって、クランク角推定値θcの推定誤差を許容範囲内に収めることができる。
【００５１】
(2) 最小ピーク値がトルク閾値Ｔlmtより大きい場合はクランク角推定を実施しないよう
にした。
よって、クランク角推定値θcが許容誤差範囲を超えることを抑制できる。
【００５２】
図１４は、実施例３のクランク角推定制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５３】
実施例３の基本的な構成、作用は実施例１と同じであるため、同じ構成には同一の符号を付しているので説明は省略する。実施例１と相違する部分のみ説明する。
ステップＳ１３では、最小ピーク値検出時間ｔ２が所定の推定時間閾値ｔ_lmtより小さいかを判定する。YESの場合はステップＳ１５へ進み、NOの場合はステップＳ１４へ進む。推定時間閾値ｔ_lmtはクランク角推定値θcの推定誤差が許容範囲内に収まるような値とする。
ステップＳ１４では、クランク角推定マップ切替えフラグｆに1を格納する。なお、フラグfの初期値は0である。
ステップＳ１５では、フラグｆが1であるかを判定する。YESの場合はステップＳ１６へ進み、NOの場合はステップＳ７へ進む。
【００５４】
ステップＳ１６では、最小ピーク値Ｔｃ_zの値に応じた圧縮反力最大クランク角θmaxを、予め実験やシミュレーションにより求めたマップより抽出する。ただし、このとき使用するマップは図１３の第２のクランク角推定マップを使用する。
【００５５】
図１５は、実施例３のクランク角推定制御を示すタイムチャートである。
【００５６】
区間ｔ１〜ｔ２は実施例１の図１０と同じであるため、説明は省略する。
時刻ｔ２では圧縮反力推定値Tcが最小ピーク値に達し、かつｔ２が推定時間閾値ｔ_lmtを超えているため、クランク角推定マップ切替えフラグfに1を格納し、クランク角推定補正値θoffは圧縮反力最大クランク角θmaxと補正前クランク角推定値の前回値θcon_zとの偏差となる。この時、フラグf＝1であるため、θmaxは図１３の第２のマップを参照する。
予め、実験やシミュレーションなどにより設定される推定時間閾値ｔ_lmtは、クランク角推定制御前の初期クランク角θinit、すなわち圧縮行程ピストンがより上死点側であるか、より下死点側であるか判断するよう設定する。ｔ２が推定時間閾値ｔ_lmtを超えるような場合、クランク角推定制御開始からの回転運動によって、シリンダ内部の空気が圧縮されると同時に、時間経過によってシリンダ等の微小な隙間から一部空気圧が抜けていく。
【００５７】
このため、同一最小ピーク値であっても、ｔ２がｔ_lmtを超えないような場合、つまり、θinitにおける圧縮行程ピストンがより上死点側であり、かつ、経過時間が短いためにシリンダ内部空気圧の抜け量が少ない場合と比較して、図６の第１のクランク角推定マップを用いた場合のクランク角推定値θcの推定誤差が大きくなり、結果、許容範囲を超えてしまう。このため、ｔ２がｔ_lmtを超えるような場合には、図１３の第２のクランク角推定マップを用いて推定を行うことで、ランク角推定値θcの推定誤差を許容範囲に収めることが可能となる。
時刻ｔ２以降は実施例１の図１０の時刻ｔ２以降と同じであるため、説明は省略する。
【００５８】
次に、効果を説明する。
実施例３のハイブリッド車両の制御装置および制御方法にあっては、実施例１の効果に加え、以下に列挙する効果を奏する。
【００５９】
(1) 最小ピーク値を検出された時刻ｔ２と推定時間閾値ｔ_lmtとを比較し、時刻ｔ２が推
定時間閾値ｔ_lmtを超えている場合には、第２のクランク角推定マップを用いて推定を行うようにした。
よって、クランク角推定値θcの推定誤差を許容範囲内に収めることができる。
【００６０】
〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００６１】
例えば、第2クラッチ7は自動変速機3の有する複数の摩擦要素を連続的に締結・開放制御することで伝達トルク容量を変更可能な構成としてもよい。また、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。
【００６２】
実施例３では、第２のクランク角推定マップを使用しているが、クランク角推定値θｃの推定誤差が第２のクランク角推定マップでは許容範囲を超えてしまう場合、別の第３のクランク角推定マップを設定しても良い。
【００６３】
さらに、実施例２および実施例３は個々で使用しても良いし、同時に使用しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１    エンジン
１ａ  クランクシャフト（エンジンの出力軸）
２    駆動輪
３    自動変速機
３ａ  自動変速機の入力軸
３ｂ  自動変速機の出力軸
４    軸
５    モータ
６    第１クラッチ
７    第２クラッチ
１６  エンジン制御装置
１８  レゾルバ（回転角度センサ）
１９  モータ制御装置
【図１】
2018090027.tif 000003
【図２】
2018090027.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018090027.tif 000006
【図５】
2018090027.tif 000007
【図６】
2018090027.tif 000008
【図７】
2018090027.tif 000009
【図８】
2018090027.tif 000010
【図９】
2018090027.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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