(57)【要約】【課題】複数の駆動力源を有する車両における加減速時などの過渡状態での振動をも効果的に抑制もしくは低減できる制振制御装置を提供する。【解決手段】駆動力源のトルクを制御するコントローラを有し、コントローラは、駆動力増大要求が前記予め定めた量以上であることが判断された（ステップＳ１）場合に、いずれかの前記駆動力源の出力トルクを駆動力増大要求に応じて増大させ（ステップＳ２）、いずれかの駆動力源の出力トルクを増大させた時点から前記動力伝達系の固有振動数の逆数の半分の時間が経過した時点に、他の前記駆動力源からトルクを前記いずれかの駆動力源の出力トルクと同方向に出力させる（ステップＳ３，Ｓ４）。【選択図】図３
2020082936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのモータを含む複数の駆動力源から出力したトルクを動力伝達系を介して駆動輪に伝達して走行し、駆動力増大要求に応じていずれかの前記駆動力源の出力トルクを増大させる車両における車両用制振制御装置において、
前記駆動力源のトルクを制御するコントローラを有し、
前記コントローラは、
前記駆動力増大要求が予め定めた量以上か否かを判断し、
前記駆動力増大要求が前記予め定めた量以上であることが判断された場合に、前記いずれかの前記駆動力源の出力トルクを前記駆動力増大要求に応じて増大させ、
前記いずれかの駆動力源の出力トルクを増大させた時点から前記動力伝達系の固有振動数の逆数の半分の時間が経過した時点に、他の前記駆動力源からトルクを前記いずれかの駆動力源の出力トルクと同方向に出力させる
ことを特徴とする車両用制振制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動力源から動力伝達系統を介して車体に伝達される振動を抑制する制振制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されている内燃機関は、それ自体が出力するトルクが脈動するから起振源となり、また加減速を行うことになり出力トルクが変化し、振動を惹起する。また、駆動力源のトルクを駆動輪に伝達する動力伝達系統は弾性を有していて振動系を構成しているから、伝達するべきトルクの脈動によって振動を増幅することがある。このような振動が車体に伝達されると車両の乗り心地が悪くなる。そこで特許文献１に記載された装置では、エンジンの出力側にアシストモータを連結し、エンジンが出力したトルクの脈動をそのアシストモータのトルクによって減衰させて乗り心地を向上させている。その特許文献１に記載された装置は、より具体的には、回転軸に伝達されるトルクの脈動成分と大きさが同じで位相が半周期異なる脈動成分を有するトルクをアシストモータで出力するように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２には、急激な加減速時の振動を抑制するために、ステップ的な第１のトルクの印加に対して半周期遅れた時点に第２のステップ的なトルクを印加するように構成された装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−４７０９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された装置は、アシストモータによるトルクを、モータ駆動軸の回転数、およびその回転数とエンジン回転数との差に基づいて求めるように構成されている。アクセルペダルが踏み込まれて加速する場合など、エンジントルクおよび回転数が急速に変化する過渡状態では、アシストモータのトルクの算定基礎であるエンジン回転数が時々刻々変化してしまうことにより、振動低減のための適正なトルクを算出することが困難であり、加減速などの過渡状態あるいはその直後の振動を低減できない可能性がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載された装置は、駆動力源としてのモータから２回トルクを出力することにより駆動系の振動を抑制するように構成された装置であり、そのために、第１のトルクの印加に対して半周期遅れた時点に第２のトルクを印加している。したがって、ハイブリッド車のように複数の駆動力源を有している車両において、いずれかの駆動力源のトルクに起因する動力伝達系の振動を他の駆動力源で低減する装置には適用することができず、またそのような適用を行うには、少なくとも新たな知見が必要である。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、複数の駆動力源を有する車両における加減速時などの過渡状態での振動をも効果的に抑制もしくは低減できる制振制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも一つのモータを含む複数の駆動力源から出力したトルクを動力伝達系を介して駆動輪に伝達して走行し、駆動力増大要求に応じていずれかの前記駆動力源の出力トルクを増大させる車両における車両用制振制御装置において、前記駆動力源のトルクを制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記駆動力増大要求が予め定めた量以上か否かを判断し、前記駆動力増大要求が前記予め定めた量以上であることが判断された場合に、前記いずれかの前記駆動力源の出力トルクを前記駆動力増大要求に応じて増大させ、前記いずれかの駆動力源の出力トルクを増大させた時点から前記動力伝達系の固有振動数の逆数の半分の時間が経過した時点に、他の前記駆動力源からトルクを前記いずれかの駆動力源の出力トルクと同方向に出力させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、いずれかの駆動力源の出力トルクが、駆動力増大要求によって増大すると、そのトルクを駆動輪に伝達する動力伝達系に捩りなどに起因する振動が生じる。その振動を生じさせるいずれかの駆動力源の出力トルクの増大の時点から、動力伝達系の固有振動の半分の周期に相当する時間が経過した時点に他の駆動力源がトルクを出力する。当該他の駆動力源が出力するトルクが動力伝達系に振動を生じさせることになるが、前記いずれかの駆動力源のトルク増大による振動に対して、前記他の駆動力源のトルクによる振動が前記固有振動の半周期、位相がずれた振動になるから、一方の振動が他方の振動を減殺あるいは相殺するように作用する。そして、駆動力増大要求に基づく前記いずれかの駆動力源のトルクの増大過程で、振動の抑制のために、前記他の駆動力源からトルクを出力するから、駆動力の増大およびそれに伴う回転数の変化の過渡状態であっても、振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明で対象とすることのできる車両における駆動系統を示す模式図である。
【図２】その振動系を説明するためのブロック図である。
【図３】この発明の制振制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】アクセルペダルの踏み込み速度と第１のトルクの傾きとの関係を示す線図である。
【図５】第１のトルクについての指令トルクの変化およびサスペンション機構での前後加速度の変化の一例を示す線図である。
【図６】サスペンション機構の振動減衰能と第２のトルクの傾きとの関係を示す線図である。
【図７】図３で説明した制御を行った場合の指令トルク、ドライブシャフトのトルク（駆動力）、サスペンション機構の前後加速度、車両の前後加速度の変化を模式的に示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明の実施形態における車両は、複数の駆動力源を備えた車両であり、その一例はエンジンとモータとを備えたハイブリッド車である。図１にエンジン１と二つのモータ（ＭＧ１，ＭＧ２）２，３を備えたツーモータタイプのハイブリッド車を模式的に示してある。エンジン１と第１モータ（ＭＧ１）２とが動力分割機構４に連結されている。動力分割機構４は、一例としてシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、サンギヤ５に第１モータ２が連結され、キャリヤ６にエンジン１が連結されている。リングギヤ７が出力要素になっており、そのリングギヤ７の外周に出力ギヤ８が設けられている。一方、上記の動力分割機構４と平行にカウンタ軸９が設けられており、出力ギヤ８に噛み合っているドリブンギヤ１０がカウンタ軸９に取り付けられている。また、カウンタ軸９には、ドライブギヤ１１が取り付けられており、そのドライブギヤ１１がデファレンシャルギヤ１２におけるリングギヤ１３に噛み合っている。さらに、第２モータ（ＭＧ２）３の出力軸に取り付けられているドライブギヤ１４が上記のドリブンギヤ１０に噛み合っている。したがって、動力分割機構４から出力されたトルクに第２モータ３のトルクを加減するように構成されている。そして、上記のデファレンシャルギヤ１２から左右の駆動輪１５にトルクを伝達して走行するように構成されている。なお、動力分割機構４ならびに各ギヤ８，１０，１１およびカウンタ軸９、デファレンシャルギヤ１２がこの発明の実施形態における動力伝達系を構成している。
【００１２】
各モータ２，３は例えば永久磁石式の同期電動機であって、モータとして機能してトルクを出力し、また強制的に回転させられて発電する機能を備えたいわゆるモータ・ジェネレータであり、蓄電装置ならびにインバータなどを含むコントローラ１６に電気的に接続されている。これらの各モータ２，３の出力ならびに上記のエンジン１の起動および停止や出力などを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１７が設けられている。この電子制御装置１７は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、車速やアクセル開度、蓄電装置における充電残量などに基づいて演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力することにより、エンジン１のスロットル開度や各モータ２，３の出力トルクあるいは発電量などを制御するように構成されている。
【００１３】
上記の動力伝達系を構成している軸などの部材は弾性を有しており、また駆動輪１５はサスペンション機構１８を介して車体１９によって支持されている。さらには、軸継ぎ手などを設けてある場合にはその部分にも弾性が存在する。したがって、動力伝達系は所定の固有振動数（振動の伝達特性）のある振動系を構成している。また、エンジン１やモータ，２，３はマウント２０を介して車体１９によって支持されており、したがってエンジン１と車体１９との間に所定の固有振動数（振動の伝達特性）の振動系が形成されている。さらに、特には図示していないが、エンジン１の排気管が車体１９によって支持されており、エンジン１の振動がその排気管を介して車体１９に伝達されることにより、排気管などによって車体１９との間に所定の固有振動数（振動の伝達特性）の振動系が形成されている。
【００１４】
図２には上記の振動系（振動伝達経路）をブロック図で示してあり、エンジン１および各モータ２，３からなる駆動力源の爆発１次のトルク変動や加速要求に伴うトルク変動は、駆動系（動力伝達系）の伝達特性に応じてドライブシャフト（図示せず）のトルク変動となり、そのトルク変動に起因する力がサスペンション機構（サス）１８の伝達特性に応じた力となって車体１９に伝達される。すなわち、サスペンション機構１８の車体（ボディー）１９に対する連結点（着力点）での振動伝達感度であるボディー感度に応じて車体１９に振動が伝達され、ショックあるいはしゃくりとして体感されることになる。
【００１５】
また、駆動力源のトルク変動に対する反力に起因して、エンジン１を含むパワープラントの振動特性に応じたエンジン振動が生じ、これが一方で、エンジンマウント２０の伝達特性に応じてマウント伝達力となって車体１９に伝達される。すなわち、マウント２０の車体（ボディー）１９に対する連結点（着力点）での振動伝達感度であるボディー感度に応じて車体１９に振動が伝達され、ショックあるいはしゃくりとして体感されることになる。同様に、エンジン振動が、排気管の支持部材（排気管サポート：図示せず）の伝達特性に応じてサポート伝達力となって車体１９に伝達される。すなわち、サポートの車体（ボディー）１９に対する連結点（着力点）での振動伝達感度であるボディー感度に応じて車体１９に振動が伝達され、ショックあるいはしゃくりとして体感されることになる。
【００１６】
各伝達特性は共振点のある特性であるから、その共振点での振幅を抑えることにより振動を抑制でき、また振動を減衰させることができる。この発明の実施形態における制振制御装置は、複数の駆動力源を有していることにより、振動の原因となるトルクを出力した駆動力源以外の駆動力源によって振動抑制のためのトルクを出力させるように構成されている。その一例は、エンジン１のトルクを第１のトルクとすると、第１のトルクの出力もしくは増大の後に、第２モータ３によって第２のトルクを出力する。第２のトルクの向きは、第１のトルクと同方向である。図３はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、この図３に示す制御は前記淳術舌電子制御装置１７によって実行され、したがって電子制御装置１７がこの発明の実施形態におけるコントローラに相当する。
【００１７】
先ず、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み速度（以下、アクセル踏み込み速度と記す）が予め定めた閾値を超えているか否かが判断される（ステップＳ１）。アクセル踏み込み速度が速いとエンジントルクを急速に増大させることになるので、動力伝達系やサスペンション機構１８などの捩りもしくは圧縮などの変形が大きくなって大きい振動が生じる要因になる。これとは反対にアクセル踏み込み速度が特には速くなければ、振動が問題になることはない。そこで、ステップＳ１では、駆動力増大要求があったか否か、またそれに伴って以下に説明する制振制御を行う必要があるか否かを判断している。したがって、ステップＳ１で否定的に判断された場合に、特に制御を行うことなく図３のルーチンを一旦終了する。この場合は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に応じた通常の駆動力制御を行うことになる。図１に示す駆動装置を備えている車両であれば、エンジン１をアクセル開度に応じた等出力線と最適燃費線との交点の運転点で運転し、それに伴って第１モータ２で発電した電力を第２モータ３に供給して第２モータ３が走行のためのトルクを出力する。すなわち、エンジン１が出力したトルクの一部は動力分割機構４やカウンタ軸９を介して駆動輪１５に直接伝達するとともに、残余のトルクを電力に一旦変換した後、第２モータ３からカウンタ軸９を介して駆動輪１５に伝達する。
【００１８】
これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合に、アクセル踏み込み速度から第１のトルク（エンジントルク）を算出する（ステップＳ２）。アクセル踏み込み速度は、運転者による加速要求（駆動要求）を表しているから、その踏み込み速度が大きいほど、第１のトルクは急峻に増大させる（立ち上げる）必要がある。図４は踏み込み速度と第１のトルクを立ち上げる場合の傾き（増大速度もしくは指令トルクの増大勾配）との関係を模式的に示しており、踏み込み速度が大きいほど傾きが大きくなるように設定してある。なお、その傾きの実際値は、エンジン１の排気量や車種などによって異なり、設計上、予め決めることができる。
【００１９】
ステップＳ２では、上記の図４の相関図やアクセル開度などに基づいて第１のトルクを算出する。ついで、ステップＳ３では、第２のトルク（第２モータ３で出力するトルク）が算出される。第１のトルクを増大させることにより生じる振動は、第１のトルクが大きいほど、またその増大率（傾き）が大きいほど、大きくなるが、例えばサスペンション機構１８から車体１９に伝達される振動は、サスペンション機構１８での振動減衰特性に応じた振動となる。例えば図５に示すように第１のトルクについての指令トルクを増大させた場合、サスペンション機構１８での前後加速度（以下、サス前後加速度と記す）は前後いずれかの方向に増大した後に脈動するが、サスペンション機構１８での減衰特性に応じて次第に収束する。より具体的には、高減衰特性であるほど、早期に収束する。
【００２０】
第２のトルクは、第１のトルクによる振動を抑制するために出力されるので、第１のトルクによる振動に合致したトルクとする必要がある。第１のトルクによる振動系での振動が上記のようにサスペンション機構１８などの振動系の振動減衰特性に応じた振動となるので、その振動を抑制する場合には、第２のトルクは振動系の振動減衰特性に基づいたトルクとされる。図６は振動減衰特性と第２のトルクの傾きとの関係を示している。すなわち、第２のトルクの傾きは、振動減衰特性が高いほど（減衰能が大きいほど）、小さい傾きとされる。言い換えれば、第２のトルクの増大勾配は小さくなる。なお、その傾きの実際値は、上述した第１のトルクについてと同様に、実際の車両を使用した実験やシミュレーションなどによって予め求め、図６のようなマップとして用意しておくことができる。こうして算出された第２のトルクは、第１のトルクの出力（増大）の時点から、振動系の固有振動数の逆数の半分の時間（振動系の固有振動の半周期の時間）が経過した時点で出力される（ステップＳ４）。なお、第１のトルクの傾きは、振動減衰特性との関係では破線で示すように一定である。
【００２１】
上記の制振制御を行った場合の指令トルク、ドライブシャフトのトルク（駆動力）、サス前後加速度、車両の前後加速度の変化を図７に模式的なタイムチャートで示してある。車両が停止し、あるいは定速走行している状態でアクセルペダルが急速に踏み込まれると、前述したステップＳ１での判断結果が肯定的になり、それに伴って第１のトルクＴ1についての指令トルクが増大する（ｔ1時点）。第１のトルクＴ1であるエンジントルクは動力伝達系の捩り振動を伴ってドライブシャフト（駆動輪１５）に伝達されるので、第１のトルクＴ1により発生するドライブシャフトのトルクは、符号Ｔd1を付した線で示すように、増大勾配が途中で小さくなるように変動する。また、サス前後加速度は、サスペンション機構１８を含む振動系の固有振動数ｆsに対応して振動する。これを符号Ｇf1を付した曲線で示してある。
【００２２】
上記の第１のトルクに対して、サスペンション機構１８を含む振動系の固有振動の半周期（１／２・ｆs）遅れたｔ2時点に第２のトルクＴ2が出力される。この第２のトルクＴ2によるドライブシャフトのトルクは符号Ｔd2を付した曲線で示してあるように、上記の第１のトルクＴ1によるドライブシャフトのトルクを半周期（１／２・ｆs）分、遅らせた曲線で表される。また、第２のトルクＴ2によるサス前後加速度は、符号Ｇf2を付した曲線で示してあるように、第１のトルクＴ1による前後加速度Ｇf1に対して半周期（１／２・ｆs）分、遅れて振動する加速度となる。なお、第２のトルクＴ2は、前述したように、サスペンション機構１８の振動減衰特性に応じて傾きを設定したトルクになるので、第２のトルクＴ2によるサス前後加速度Ｇf2の振動の振幅は、第１のトルクＴ1による振動の振幅とは異なったものとなる。
【００２３】
このようなサス前後加速度の影響を受ける車両の前後加速度は、第１のトルクＴ1による振動と第２のトルクＴ2による振動とを加算したものとなるから、結局、符号Ｇを付した曲線で表してあるように、増大勾配（増大率）が一時的に緩やかになるとしても次第に増大する。そのため、振動やしゃくりなどが生じず、車両の乗り心地が良好になる。比較のために図７には上記の制振制御を実行しない場合の車両の前後加速度Ｇ’を破線で示してある。この前後加速度Ｇ’は、第１のトルクと第２のトルクとを同時に出力した場合の例であり、サス前後加速度が低減されずにそのまま車両の前後加速度に表れるので、その加速度の振動が大きい上に、収束するまでに長い時間を要し、これがショックやしゃくりなどになって車両の乗り心地が悪化する。
【００２４】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は上記の実施形態に限定されないのであって、必要に応じて適宜変更して実施してよい。例えばパワートレーンは図１に示した構成のものに限定されない。また、駆動力源はエンジンを含まず、複数のモータによって構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１…エンジン、  ２…第１モータ、  ３…第２モータ、  ４…動力分割機構、  ５…サンギヤ、  ６…キャリヤ、  ７…リングギヤ、  ８…出力ギヤ、  ９…カウンタ軸、  １０…ドリブンギヤ、  １１…ドライブギヤ、  １２…デファレンシャルギヤ、  １３…リングギヤ、  １４…ドライブギヤ、  １５…駆動輪、  １６…コントローラ、  １７…電子制御装置（ＥＣＵ）、  １８…サスペンション機構、  １９…車体、  ２０…エンジンマウント。
【図１】
2020082936.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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