(57)【要約】【課題】駆動系部品保護制御の実行において、ばね上制振制御による影響を低減することができる車両制御装置を提供すること。【解決手段】走行用駆動源への出力を制御して車両のばね上振動を抑制するばね上制振制御部２１と、走行用駆動源の出力に基づいて車両の駆動系部品を保護する駆動系部品保護制御部２２と、車両が走行する路面が悪路であるか否かを判定する悪路判定部２５と、を備え、ばね上制振制御部２１は、悪路判定部２５が路面を悪路であると判定した場合に、走行用駆動源への出力制御量を低減する、車両制御装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源への出力を制御して車両のばね上振動を抑制するばね上制振制御手段と、
前記走行用駆動源の出力に基づいて前記車両の駆動系部品を保護する駆動系部品保護制御手段と、
前記車両が走行する路面が悪路であるか否かを判定する悪路判定手段と、を備え、
前記ばね上制振制御手段は、前記悪路判定手段が路面を悪路であると判定した場合に、前記走行用駆動源への出力制御量を低減する、車両制御装置。
【請求項２】
前記悪路判定手段は、前記駆動系部品保護制御手段が動作するよりも前に路面が悪路であるか否かを判定する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記悪路判定手段は、前記ばね上制振制御手段から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定する、
請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記悪路判定手段は、前記駆動系部品保護制御手段から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定する、
請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記ばね上制振制御手段は、前記走行用駆動源への出力制御ゲインを小さくすることで、前記出力制御量を低減する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記ばね上制振制御手段は、前記走行用駆動源への出力の制限値を小さくすることで、前記出力制御量を低減する、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記ばね上制振制御手段は、前記悪路判定手段が路面を悪路でないと判定した場合であって前記走行用駆動源への出力制御量が低減された状態となっている場合に、該出力制御量を低減前の状態に戻す、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね上制振制御と駆動系部品保護制御を実行する車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の振動を抑制する車両制振制御として、走行用駆動源への出力を制御して車両のばね上振動を抑制するばね上制振制御が知られている。このようなばね上制振制御においては、単にばね上振動を抑制するだけではなく、エンジンなどの他の車両制御との調整を図って制振制御を適正化した技術が知られている（特開２０１１−１７３０３号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７３０３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、このような車両制御装置において、悪路走行時等にモーター回転数に応じて駆動系部品を保護する駆動系部品保護制御がばね上制振制御と同時に実行された場合には、ばね上制振制御がモーターの回転数を変化させることで駆動系部品保護制御の実行タイミングを変化させてしまうことが考えられる。駆動系部品保護制御の実行タイミングが早くなった場合には不必要に駆動力を制限することとなり、車両のドライバビリティが低下するという問題がある。また、実行タイミングが遅くなった場合にはハード部品の保護が遅れることにより部品耐久に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであり、駆動系部品保護制御の実行において、ばね上制振制御による影響を低減することができる車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明にかかる車両制御装置は、走行用駆動源への出力を制御して車両のばね上振動を抑制するばね上制振制御手段と、走行用駆動源の出力に基づいて車両の駆動系部品を保護する駆動系部品保護制御手段と、車両が走行する路面が悪路であるか否かを判定する悪路判定手段と、を備え、ばね上制振制御手段は、悪路判定手段が路面を悪路であると判定した場合に、走行用駆動源への出力制御量を低減する。
【０００７】
この発明によれば、悪路であると判定した場合にばね上制振制御手段による走行用駆動源への出力制御量を低減でき、駆動系部品保護制御の実行に与える影響を小さくすることができる。
【０００８】
また、本発明にかかる車両制御装置は、悪路判定手段は、駆動系部品保護制御手段が動作するよりも前に路面が悪路であるか否か判定するものであってもよい。この発明によれば、ばね上制振制御による走行用駆動源への出力制御量が大きくなる悪路走行時よりも前に悪路判定を行うことができ、駆動系部品保護制御の実行におけるばね上制振制御による影響をより低減することができる。
【０００９】
また、本発明にかかる車両制御装置は、悪路判定手段は、ばね上制振制御手段から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定するものであってもよい。この発明によれば、例えば車輪速変動などの路面により近い信号から情報を取得できる。また、既存のばね上制振の制御信号を持ちいるため簡易な構成とすることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる車両制御装置は、悪路判定手段は、駆動系部品保護制御手段から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定するものであってもよい。この発明によれば、例えば駆動系部品保護制御手段が動作する際に参照するモーター回転数変動成分値を用いて、駆動系部品保護制御手段が動作する閾値よりも前側の値を悪路判定における閾値とすることなどが可能であり、既存の駆動系部品保護の制御信号を用いることで、簡易な構成とすることができる。
【００１１】
また、本発明にかかる車両制御装置は、ばね上制振制御手段は、走行用駆動源への出力制御ゲインを小さくすることで出力制御量を低減するものであってもよい。この発明によれば、ばね上制振制御手段が出力制御する出力制御量の比を考慮しながら、出力制御量を低減することができる。
【００１２】
また、本発明にかかる車両制御装置は、ばね上制振制御手段は、走行用駆動源への出力の制限値を小さくすることで、出力制御量を低減するものであってもよい。この発明によれば、ばね上制振制御手段が出力制御する出力制御量のうち、上限値または下限値を超える範囲だけをカットし、上限値または下限値を超えない範囲の出力は実際の値を出力制御量とすることができる。また、上限値及び下限値を決めることにより、出力制御量を所望の範囲まで確実に低減できる。
【００１３】
また、本発明にかかる車両制御装置は、ばね上制振制御手段は、悪路判定手段が路面を悪路でないと判定した場合であって走行用駆動源への出力制御量が低減された状態となっている場合に、該出力制御量を低減前の状態に戻すものであってもよい。この発明によれば、一度出力制御量を低減した場合においても、悪路でない路面を走行する場合においては、出力制御量を低減前の状態に戻すことができ、路面に合った出力制御量とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、駆動系部品保護制御の実行において、ばね上制振制御による影響を低減することができる車両制御装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両制御装置の制御信号を示す概念図である。
【図３】図１の車両制御装置における補償量演算部の説明図である。
【図４】図１の車両制御装置におけるばね上制振制御部の制御動作を示す図である。
【図５】図１の車両制御装置における動作を示すフローチャートである。
【図６】図５の悪路判定における動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る車両制御装置１の構成を示すブロック図である。車両制御装置１は、車両に搭載されるものである。図１に示すように、車両制御装置１は、ＥＣＵ２、車両センサ３、車外情報取得部４、駆動部５より構成されている。
【００１８】
ＥＣＵ２は、車両制御装置１の装置全体の制御を行うものであって、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ２は、車両センサ３および車外情報取得部４と接続され、各センサからの情報を受信する。また、ＥＣＵ２は駆動部５に対して各種制御を行う。
【００１９】
ＥＣＵ２は、ばね上制振制御部２１、駆動系部品保護制御部２２、駆動制御部２３を備えている。
【００２０】
ばね上制振制御部２１は、走行用駆動源への出力を制御して車両のばね上振動を抑制するばね上制振制御手段としての機能を有するものである。ばね上制振制御部２１は、車両センサ３及び車外情報取得部４で検出された情報に基づいてばね上制振要求駆動力を算出し、ドライバ要求駆動力に加算することでモータ回転数等を増減させ、ばね上の振動を抑制する。
【００２１】
駆動系部品保護制御部２２は、モータ回転数等の走行用駆動源の出力に基づいて車両の駆動系部品を保護する駆動系部品保護制御手段としての機能を有するものである。駆動系部品保護制御部２２は、例えば、車両センサ３により検出されたモータ回転数変動成分を積算し該積算値が閾値を超えた場合に、駆動制御部２３による駆動要求が低減されるように制御し、駆動系のハード部品を保護する。駆動系部品としては、例えばトランスミッションなどの伝達装置であってエンジンからの動力が入力される回転軸であるインプットシャフトが挙げられる。
【００２２】
駆動制御部２３は、駆動部５を制御する機能を有するものである。駆動制御部２３は、駆動部５であるモータ５１やエンジン５２を制御し、始動及び停止制御、出力制御等の種々の制御を実行する。駆動制御部２３は、例えば、車両センサ３により検出された車両のアクセル開度が予め設定された所定の判定開度未満になった場合はエンジン５２を停止させ、モータ５１のみで駆動するように制御し、また、アクセル開度が判定開度以上になった場合はエンジン５２を始動しエンジン５２およびモータ５１の両方で車両を駆動する。
【００２３】
車両センサ３は、車両の状態を検出するセンサとしての機能を有するものである。車両センサ３で検出した情報に基づいてＥＣＵ２の各制御が行われる。車両センサ３としては例えば、車輪速センサやアクセル開度センサ、モータ回転数センサ、ペラ軸回転数センサ、操舵角センサ等が挙げられる。
【００２４】
車外情報取得部４は、車外からの情報を取得する機能を有するものである。車外情報取得部４で取得した情報に基づいてＥＣＵ２の各制御が行われる。車外情報取得部４は外部と通信する通信部を備えており、該通信部によって車外の情報が取得される。車外情報取得部４が取得する情報として、例えばカーナビゲーションシステムを利用して取得する走行経路に関する情報や、路面が悪路か否かであるかの情報等が挙げられる。
【００２５】
駆動部５は、車両を走行させる走行用駆動源としての機能を有するものである。車両はいわゆるハイブリッド車両として構成されているため、駆動部５としては、内部機関であるエンジン５２と、電動機であるモータ５１を備えている。
【００２６】
次に図２〜図４を用いて、より詳細な車両制御装置１の構成及び各機能を説明する。図２は車両制御装置１の制御信号を示す概念図である。図３は車両制御装置１における補償量演算部の説明図である。図４は車両制御装置１におけるばね上制振制御部２１の制御動作を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、ばね上制振制御部２１は補償量演算部２４と悪路判定部２５を備えている。
【００２８】
補償量演算部２４は、ドライバ操作情報及び車内外からの入力情報に基づいて、ばね上制振要求駆動力を算出するための値である補償量を算出する機能を有するものである。図３に示すように、補償量演算部２４は車両状態推定部１３を備えている。車両状態推定部１３はドライバ操作情報（アクセル、ブレーキ、ステアリング等）、車外からの入力情報（ナビ情報、路面外乱等）、車内からの入力情報（センサ情報、アクチュエータ情報、他制御の情報等）を元に積分器を含む車両モデルを用いて車両状態を推定する。補償量演算部２４は車両状態推定部１３による推定値を元に、ばね上制振要求駆動力を算出するための補償量演算を行う。
【００２９】
悪路判定部２５は、車両が走行する路面が悪路であるか否かを判定する悪路判定手段としての機能を有するものである。悪路判定部２５は、例えば車輪速センサが検出した車輪速変動から悪路成分である駆動系共振帯域（例えば８〜１２Ｈｚ）の周波数成分の絶対値を算出することにより悪路判定を行う。周波数成分の絶対値がある閾値以上の場合にはカウンタを増算、閾値以上でない場合にはカウンタを減算していき、カウンタの積算値がある閾値を超えたら悪路と判定する。また、悪路判定部２５は、駆動系部品保護制御部２２が動作するよりも前に路面が悪路であるか否かを判定する。
【００３０】
なお、上述した悪路判定部２５は、ばね上制振制御部２１の一構成であり、ばね上制振制御部２１から情報を取得することを想定しているが、悪路判定部２５を駆動系部品保護制御部２２の一構成としても良い。この場合には、悪路判定部２５は駆動系部品保護制御部２２から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定する。
【００３１】
ばね上制振制御部２１は、悪路判定部２５が路面を悪路であると判定した場合に走行用駆動源への出力制御量を低減する。通常は、ばね上制振制御部２１は補償量演算部２４が算出した補償量をばね上制振要求駆動力とし、走行用駆動源への出力を制御する。一方で、図４に示すように悪路判定部２５が路面を悪路であると判定した場合においては、ばね上制振制御部２１は補償量演算部２４が算出した補償量をそのままばね上制振要求駆動力とはせず、出力制御ゲインを小さくし、また、出力の制限値を小さくすることで出力制御量を低減する。出力制御ゲインを小さくするとは、出力に対して１倍〜０倍の値をかけることで実現できる。また、出力の制限値を小さくするとは、例えば、通常±３０Ｎｍである制限値を±１０Ｎｍとすること等である。通常の状態から、制御ゲインを小さくまたは出力の制限値を小さくする切替えは、悪路判定後、一定の時間をかけて徐々に行ってもよいし、即座に行っても良い。
【００３２】
また、ばね上制振制御部２１は、悪路判定部２５が路面を悪路でないと判定した場合において、前述した出力制御量の低減がなされた状態となっている場合には、該出力制御量を低減前の状態に戻す。すなわち、出力制御ゲインを小さくしたり出力の制限値を小さくするという制御を行わないようにする。出力制御量を元の状態に切り替える際は、悪路判定でないと判定された後に、一定の時間をかけて徐々に行ってもよいし、即座に行っても良い。
【００３３】
図２に示すように、駆動制御部２３はドライバ要求駆動力推定部２６、駆動力補正処理部２７、エンジン駆動力演算処理部２８を備えている。
【００３４】
ドライバ要求駆動力推定部２６は、ドライバの要求するドライバ要求駆動力を推定する機能を有するものである。ドライバ要求駆動力推定部２６はアクセル開度、ペラ軸回転数、車輪速、ギア段などの入力に基づいて、ドライバ要求駆動力を推定する。ドライバ要求駆動力推定部２６は、推定したドライバ要求駆動力を駆動要求として駆動力補正処理部２７及びエンジン駆動力演算処理部２８に出力する。
【００３５】
駆動力補正処理部２７は、ドライバ要求駆動力推定部２６からの駆動要求に、ばね上制振制御部２１からのばね上制振要求駆動力を加える補正を行う機能を有するものである。駆動力補正処理部２７は、補正後の駆動要求をモータ５１に出力する。
【００３６】
エンジン駆動力演算処理部２８は、ドライバ要求駆動力推定部２６からの駆動要求に基づいて、エンジン５２に駆動要求を出力する機能を有するものである。
【００３７】
次に、本実施形態に係る車両制御装置１の動作について図５及び図６に示す。
【００３８】
図５は、車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。図６は悪路判定における悪路判定部２５の動作を示すフローチャートである。この図５及び図６の処理は、例えばイグニションがＯＮにされることで開始され、所定の周期で繰り返して実行される。
【００３９】
図５のＳ１に示すように、車両制御装置１の動作は、まず車両が走行している路面が悪路か否かが判定される。悪路か否かの判定について図６に示す。
【００４０】
図６のＳ１１に示すように、悪路判定において、まず車輪速センサが検出した車輪速変動から悪路成分である駆動系共振帯域（例えば８〜１２Ｈｚ）の周波数成分が取得される。そして、Ｓ１２では取得した周波数成分にバンドパスフィルタが掛けられ必要な範囲の周波数のみが取得される。
【００４１】
そしてＳ１３に移行し、周波数成分の絶対値が閾値以上であるか否かが判定される。周波数成分の絶対値が閾値以上であると判定された場合には、Ｓ１４に移行しカウンタが増算される。一方で、Ｓ１３において周波数成分の絶対値が閾値以上でないと判定された場合には、Ｓ１５に移行しカウンタが減算される。
【００４２】
Ｓ１４またはＳ１５の処理が完了すると、Ｓ１６に移行し、カウンタの積算値が閾値以上となっているかが判定される。カウンタが閾値以上であると判定された場合には、Ｓ１７に移行し悪路判定がＯＮに設定される。一方で、Ｓ１５においてカウンタが閾値以上でないと判定された場合には、Ｓ１８に移行し悪路判定がＯＦＦに設定される。Ｓ１７又はＳ１８の処理が完了すると一連の悪路判定処理は完了する。
【００４３】
図５のＳ１に戻り、図６の悪路判定処理において悪路であると判定された場合には、Ｓ２に移行し、ばね上制振制御部２１は走行用駆動源への出力制御量を低減する。より具体的には、ばね上制振制御部２１は補償量演算部２４が算出した補償量をそのままばね上制振要求駆動力とはせず、出力制御ゲインを小さくし、また、出力の制限値を小さくすることで出力制御量を低減する。
【００４４】
一方で、Ｓ１において悪路でないと判定された場合には、Ｓ３に移行し、出力制御量の低減がなされた状態となっているか否かが判定される。出力制御量の低減がなされた状態となっている場合には、Ｓ４に移行し出力制御量を低減前の通常の状態に戻し、一連の制御処理は終了する。一方で、Ｓ３において出力制御量の低減がなされた状態となっていない場合には、一連の制御処理は終了する。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、悪路であると判定した場合にばね上制振制御手段による走行用駆動源への出力制御量を低減でき、駆動系部品保護制御の実行に与える影響を小さくすることができる。
【００４６】
また、本発明にかかる車両制御装置１は、悪路判定部２５が、駆動系部品保護制御部２２が動作するよりも前に路面が悪路であるか否か判定するものとでき、このことで、ばね上制振制御による走行用駆動源への出力制御量が大きくなる悪路走行時よりも前に悪路判定を行うことができ、駆動系部品保護制御の実行におけるばね上制振制御による影響をより低減することができる。
【００４７】
また、本発明にかかる車両制御装置１は、悪路判定部２５が、ばね上制振制御手段から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定するものとでき、このことで、例えば車輪速変動などの路面により近い信号から情報を取得できることとなる。また、既存のばね上制振の制御信号を持ちいるため簡易な構成とすることができる。
【００４８】
また、本発明にかかる車両制御装置１は、悪路判定部２５が、駆動系部品保護制御手段から情報を取得することで路面が悪路であるか否かを判定するものとでき、このことで、例えば駆動系部品保護制御部２２が動作する際に参照するモーター回転数変動成分値を用いて、駆動系部品保護制御部２２が動作する閾値よりも前側の値を悪路判定における閾値とすることなどが可能であり、既存の駆動系部品保護の制御信号を用いることで、簡易な構成とすることができる。
【００４９】
また、本発明にかかる車両制御装置１は、ばね上制振制御部２１が、走行用駆動源への出力制御ゲインを小さくすることで出力制御量を低減するものとでき、このことで、ばね上制振制御部２１が出力制御する出力制御量の比を考慮しながら、出力制御量を低減することができる。
【００５０】
また、本発明にかかる車両制御装置１は、ばね上制振制御部２１が、走行用駆動源への出力の制限値を小さくすることで、出力制御量を低減するものとでき、このことで、ばね上制振制御部２１が出力制御する出力制御量のうち、上限値または下限値を超える範囲だけをカットし、上限値または下限値を超えない範囲の出力は実際の値を出力制御量とすることができる。また、上限値及び下限値を決めることにより、出力制御量を所望の範囲まで確実に低減できる。
【００５１】
また、本発明にかかる車両制御装置１は、ばね上制振制御部２１が、悪路判定部２５が路面を悪路でないと判定した場合であって走行用駆動源への出力制御量が低減された状態となっている場合に、該出力制御量を低減前の状態に戻すものとでき、このことで、一度出力制御量を低減した場合においても、悪路でない路面を走行する場合においては、出力制御量を低減前の状態に戻すことができ、路面に合った出力制御量とすることができる。
【００５２】
なお、上述した本実施形態は本発明に係る車両制御装置の一例を示したものである。このため、本発明に係る車両制御装置は、このようなものに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る車両制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５３】
例えば、上述した本実施形態において、悪路判定部２５は車輪速センサが検出した車輪速変動に基づいて悪路判定を行ったが、これに限定されるものではなく、補償量演算部２４が算出した、ばね上制振要求駆動力を算出するための値である補償量に基づいて悪路判定を行うことしても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１…車両制御装置、２…ＥＣＵ、３…車両センサ、４…車外情報取得部、５…駆動部、２１…ばね上制振制御部、２２…駆動系部品保護制御部、２３…駆動制御部、２４…補償量演算部、２５…悪路判定部、２６…ドライバ要求駆動力推定部、２７…駆動力補正処理部、２８…エンジン駆動力演算処理部、２９…車両状態推定部、５１…モータ、５２…エンジン。
【図１】
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【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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